舊混凝土路面在公路基層中的應(yīng)用
2005-07-26 00:00
摘要: 介紹了利用廢舊混凝土路面板作為再生集料， 制備公路水穩(wěn)基層的試驗(yàn)研究和應(yīng)用情況。結(jié)果表明， 在水穩(wěn)基層組成材料中采用破碎舊混凝土， 可以取得技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的雙重效益。
關(guān)鍵詞: 再生集料； 水穩(wěn)基層： 顆粒級(jí)配
在舊建筑物、橋梁、混凝土路面的拆除和維修過(guò)程中， 產(chǎn)生大量的廢棄混凝土。目前， 在我國(guó)這些廢棄混凝土絕大部分未經(jīng)任何處理， 便被施工單位運(yùn)往郊外或鄉(xiāng)村， 采用露天堆放或填埋的方式進(jìn)行處理， 耗用大量的土地征用費(fèi)、垃圾清運(yùn)等費(fèi)用。同時(shí)， 清運(yùn)和堆放過(guò)程中的遺撒和粉塵、灰砂飛揚(yáng)等問(wèn)題又造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。另一方面， 越來(lái)越多的天然資源由于過(guò)度的開(kāi)采而進(jìn)入短缺或者枯竭的行列。如果能夠?qū)⑦@些廢棄的混凝土加以利用， 使之成為具有較高使用價(jià)值的混凝土集料， 那將是一件對(duì)環(huán)境和自然資源的保護(hù)有十分重要意義的事情。世界許多國(guó)家尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家積極開(kāi)展了建筑垃圾再生利用的工作， 取得了一定的成果， 展示了建筑廢棄物資源化的光明前景。
近年來(lái)， 襄樊公路總段利用破碎的混凝土路面板作為水穩(wěn)基層的組成材料， 在城區(qū)和周邊的道路建設(shè)中進(jìn)行了推廣應(yīng)用， 取得了技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的良好效益。采用水泥穩(wěn)定舊混凝土破碎粒料， 從原理上講應(yīng)經(jīng)歷一系列的物理化學(xué)過(guò)程， 并能達(dá)到相類似的材料特性。但是由于再生混凝土集料的級(jí)配難以單獨(dú)滿足水穩(wěn)基層對(duì)于粒料級(jí)配的要求， 因此， 采取了再生集料與不同級(jí)配范圍的破碎卵石所組成的混合料來(lái)作為水穩(wěn)基層的粒料。
1 試驗(yàn)原材料
1. 1 舊混凝土面板的物理性質(zhì)
混凝土路面采用人工風(fēng)鉆起板， 大部分混凝土面板在600～ 800 mm ， 也有少量大于1 m 的面板。先由人工破碎， 再經(jīng)顎式破碎后， 形成最大粒徑為35 mm 左右的集料顆粒， 其壓碎指標(biāo)為15. 9% ， 粒徑分布見(jiàn)表1。舊混凝土面板鉆芯取樣的平均抗壓強(qiáng)度為26. 4M Pa。
1. 2 水泥
湖北省南漳水泥廠生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥(P. O 32. 5 級(jí)) ， 各項(xiàng)性能指標(biāo)符合GB17521999 的要求。
表1 舊混凝土面板破碎后的篩分試驗(yàn)結(jié)果
|
篩孔尺寸/mm |
分計(jì)篩余百分率/% |
累計(jì)篩余百分率/% |
通過(guò)百分率/% |
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37.5 |
0.0 |
0.0 |
100.0 |
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31.5 |
3.7 |
3.7 |
96.3 |
|
26.5 |
8.9 |
12.6 |
87.4 |
|
19.0 |
23.8 |
36.5 |
63.5 |
|
9.5 |
29.4 |
65.8 |
34.2 |
|
4.75 |
16.4 |
82.2 |
17.8 |
|
2.36 |
7.4 |
89.6 |
10.4 |
|
0.3 |
5.5 |
95.0 |
5.0 |
|
0.075 |
3.6 |
98.6 |
1.4 |
1. 3 破碎卵石
壓碎指標(biāo)12. 6% ， 針片狀含量7. 0%。最大粒徑分別為19 mm (é 樣)、9. 5 mm (ê 樣) 和4. 75 mm (. 樣) ， 級(jí)配合理， 粒徑分布見(jiàn)表2。
2 試驗(yàn)及應(yīng)用
2. 1 底基層礦質(zhì)混合料級(jí)配設(shè)計(jì)
底基層礦質(zhì)混合料主要采用破碎混凝土面板與破碎卵石組成。根據(jù)規(guī)范要求的級(jí)配范圍， 配合比組成如表2 所示。
表2 礦料配合組成計(jì)算表
從表2 可知， 由50% 破碎砼面板: 10%卵石(é ) : 10% 卵石(ê ) : 30% 卵石(. ) 配制的礦質(zhì)混合料， 級(jí)配滿足規(guī)范要求。合成的級(jí)配曲線見(jiàn)圖1。
2. 2 無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)， 確定無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土的最佳含水量與最大干密度， 試驗(yàn)結(jié)果如圖2。由圖2 可知， 無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土的最佳含水量為7. 0% ， 最大干密度為2. 18 g.cm 3。對(duì)含破碎混凝土面板的水泥穩(wěn)定砂礫石(水泥摻量5. 5% ) 成型， 試件尺寸為<15 cm ×15 cm ， 在20 ℃和90% 濕度的條件下養(yǎng)護(hù)7 d， 5 組試樣的抗壓強(qiáng)度平均值為4. 56M Pa， 高于底基層強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2. 5M Pa。
圖1 水穩(wěn)基層合成集料級(jí)配曲線
通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣的強(qiáng)度檢測(cè)可知， 采用以上配比的底基層強(qiáng)度在4. 5～ 4. 9M Pa 之間， 均高于強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。
圖2 無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定的含水量與干密度曲線
2. 3 破碎舊混凝土面板在襄樊部分路段中的應(yīng)用
近幾年來(lái)， 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 襄樊城區(qū)道路改造較多， 將過(guò)去的舊混凝土路面加鋪成瀝青混凝土路面已成為一種趨勢(shì)。在2003 年改造總標(biāo)段16. 8 km 的路面中， 使用破碎混凝土面板(再生集料) 作基層的路面共計(jì)14. 2 km ， 占總長(zhǎng)度的84. 5%; 總用量達(dá)到37 031. 8 m 3， 其中底基層使用25 743. 2m 3， 基層11 288. 6 m 3。具體使用情況見(jiàn)表3。
表3 襄樊城區(qū)部分路段使用破碎混凝土面板的情況
上述路段均是交通量很大路面， 每天通過(guò)的各種車輛數(shù)千輛， 工程竣工1 年來(lái)， 路面情況良好。
3 結(jié)語(yǔ)
將舊混凝土面板破碎后， 只需加入少量水泥即可配制水穩(wěn)基層， 廣泛地應(yīng)用在公路基層中。在公路改造過(guò)程中， 可就近取材， 就地破碎與配料， 既可節(jié)省天然石料， 又可節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用， 還可減輕當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染。
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