再生骨料在市政道路基层中的性能试验与工程应用

引言 : 近年来，我国城市建设规模不断扩大，大量旧建筑拆除和新建筑建设产生了海量的建筑垃圾。传统的建筑垃圾处理方式主要是填埋和堆放，这不仅占用了大量土地资源，还可能对土壤、水源等环境造成污染。与此同时，市政道路建设对砂石等天然骨料的需求持续增长，导致天然骨料资源日益短缺。再生骨料技术的出现为解决这两大问题提供了有效途径。将建筑垃圾加工成再生骨料并应用于市政道路基层，既能减少建筑垃圾对环境的压力，又能缓解天然骨料资源紧张的局面，具有重要的经济和环境意义。

一、再生骨料的制备与基本性质

1.1 再生骨料的制备

再生骨料的制备过程主要包括破碎、筛分、清洗等环节。首先，将废弃混凝土等建筑垃圾通过颚式破碎机进行初步破碎，然后经过反击式破碎机进行二次破碎，使其达到一定的粒径要求。接着，通过振动筛对破碎后的骨料进行筛分，得到不同粒径的再生骨料。最后，对再生骨料进行清洗，去除表面的泥土、杂质等，以提高其质量。

1.2 再生骨料的基本性质

与天然骨料相比，再生骨料具有一些独特的性质。再生骨料的表面粗糙，含有较多的微裂缝和孔隙，这使得其吸水率较高。同时，由于再生骨料是由废弃混凝土破碎而成，其内部可能含有一定量的硬化水泥砂浆，导致其表观密度相对较低。此外，再生骨料的压碎指标通常比天然骨料大，表明其强度相对较低。

二、再生骨料在市政道路基层中的性能试验

2.1 物理力学性能试验

2.1.1 击实试验

通过击实试验确定再生骨料基层材料的最佳含水率和最大干密度。试验结果表明，再生骨料基层材料的最佳含水率略高于天然骨料基层材料，最大干密度则相对较低。这是由于再生骨料的高吸水率特性，在击实过程中需要更多的水分来填充其孔隙。

2.1.2 无侧限抗压强度试验

制备不同再生骨料掺量的基层试件，在标准养护条件下养护一定时间后，进行无侧限抗压强度试验。试验结果显示，随着再生骨料掺量的增加，基层材料的无侧限抗压强度呈下降趋势。但当再生骨料掺量在一定范围内时，通过合理调整配合比和施工工艺，仍能满足市政道路基层的强度要求。

2.1.3 回弹模量试验

回弹模量是反映基层材料承载能力的重要指标。通过室内回弹模量试验，测定不同再生骨料掺量基层材料的回弹模量。结果表明，再生骨料基层材料的回弹模量低于天然骨料基层材料，但随着再生骨料掺量的增加，回弹模量的下降幅度逐渐减小。

2.2 水稳定性试验

2.2.1 浸水无侧限抗压强度试验

将试件在标准养护条件下养护一定时间后，浸水一定时间，再进行无侧限抗压强度试验，计算浸水后试件的强度损失率。试验结果显示，再生骨料基层材料的浸水强度损失率相对较高，表明其水稳定性相对较差。这主要是由于再生骨料的高吸水率和内部微裂缝导致水分容易进入，降低了材料的粘结力和强度。

2.2.2 冻融循环试验

对试件进行冻融循环试验，模拟实际使用过程中基层材料在冻融环境下的性能变化。通过测定冻融循环后试件的质量损失率和强度损失率，评价再生骨料基层材料的抗冻性能。试验结果表明，再生骨料基层材料的抗冻性能较差，但随着再生骨料掺量的减少和添加适量的外加剂，其抗冻性能可以得到一定程度的改善。

三、再生骨料在市政道路基层中的工程应用

3.1 工程概况

某市政道路工程，道路全长 1500 米，路面宽度 24 米，设计为城市次干路，设计时速 40km/h_⨀ 。该工程采用再生骨料作为道路基层材料，再生骨料掺量为30% 。

3.2 施工工艺

3.2.1 原材料准备

按照设计要求，准备好再生骨料、水泥、水等原材料，并对原材料进行质量检验，确保其符合相关标准要求。

3.2.2 混合料拌和

采用稳定土拌和机进行混合料拌和，严格控制水泥剂量、含水率和拌和时间，确保混合料均匀一致。

3.2.3 运输与摊铺

采用自卸汽车将混合料运输至施工现场，运输过程中采取覆盖措施，防止水分散失。摊铺时，采用摊铺机进行摊铺，保证摊铺厚度和平整度符合设计要求。

3.2.4 碾压

采用振动压路机进行碾压，遵循“先轻后重、先慢后快、先边后中”的原则，碾压至规定的压实度。

3.2.5 养生

碾压完成后，及时进行养生，采用洒水养生或覆盖养生等方式，保持基层表面湿润，养生时间不少于7 天。

3.3 工程质量检测

3.3.1 压实度检测

采用灌砂法对基层压实度进行检测，检测结果表明，基层压实度均满足设计要求，平均压实度达到 98.2% 以上。

3.3.2 强度检测

在基层养生期满后，钻取芯样进行无侧限抗压强度试验。试验结果显示，基层无侧限抗压强度平均值达到 3.8MPa ，满足设计强度要求。

3.3.3 平整度检测

采用 3m 直尺对基层平整度进行检测，每隔 200m 检测 2 处，每处连续检测10 尺。检测结果表明，基层平整度符合相关标准要求，最大间隙平均值不大于12mm ，保证了路面的行驶质量。

3.4 经济效益与环境效益分析

3.4.1 经济效益

与采用天然骨料相比，使用再生骨料作为道路基层材料，降低了原材料采购成本和运输成本。同时，减少了建筑垃圾的处理费用，具有一定的经济效益。

3.4.2 环境效益

再生骨料的应用减少了建筑垃圾的填埋和堆放，该工程减少建筑垃圾填埋和堆放约 3600m³ ，按照每立方米建筑垃圾占用 0.8m² 土地计算，可节约土地资源约 2880m² 。减少了建筑垃圾对土壤、水体和空气的污染，降低了对周边生态环境的影响。同时，减少了对天然骨料的开采，保护了山体和植被，保护了生态环境，具有良好的环境效益。

结论

再生骨料具有独特的物理力学性质，其吸水率高、表观密度低、强度相对较低。在市政道路基层中应用时，需合理控制再生骨料掺量和优化配合比。再生骨料基层材料的物理力学性能和水稳定性虽略低于天然骨料基层材料，但通过适当的处理和施工工艺调整，仍能满足市政道路基层的使用要求。实际工程应用表明，再生骨料在市政道路基层中的应用具有良好的经济效益和环境效益，值得推广应用。未来，应进一步加强对再生骨料性能的研究，优化再生骨料的制备工艺，提高再生骨料的质量。同时，开展更多的工程应用研究，积累更多的实践经验，完善再生骨料在市政道路基层中的应用技术规范和标准，推动再生骨料在市政道路建设中的广泛应用。

参考文献

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