道路基层水泥稳定碎石材料的再生利用
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摘 要：现代社会发展比较快速，对道路的质量要求也是非常高，在基层水泥稳定碎石材料是道路施工中非常重要的一个环节，水泥稳定碎石的再生利用能够有效的提高材料的使用频率，减少原材料成本的支出，从而降低整体工程的造价;同时，水泥稳定碎石材料的使用还能够保护施工周边的环境，提高生态保护力度。
关键词：道路基层;水泥稳定;碎石材料;再生利用
1 引言
水泥稳定碎石基层是一种半刚性的基层材料，具有整体性好、强度高、透水性小的特点，水泥稳定碎石道路基层材料的再生利用可以节约大量的材料，节省工程投资，保护环境，减少新材料的开采，避免水土流失，梳理良好的社会形象，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。高等级公路主要有沥青路面和混凝土路面两大类，目前我国高等级公路路面材料的再生技术已经相对完善，形成了系统的再生工艺，但由于基层材料的使用寿命较长，进入大修期较晚，所以对基层材料的再生利用没有引起足够的重视。
2 水泥稳定碎石的组成结构
混合料的结构是指组成材料之间相互作用特点，颗粒的相对分布、相互联系的状况。水泥稳定碎石的路用性能和其本身的结构特点有很大关系，其结构特点能反映出混合料的受力特性，当结构特点变化时，混合料的力学特性也会相应发生变化。其结构可以分为以下三种。悬浮密室结构，通常采用连续密级配，细骨料较多，粗骨料之间接触少，不能形成骨架，悬浮在细颗粒之间，具有较高的粘结力，摩擦角下，强度主要有粘结力控制，外部荷载作用下容易发生破坏。骨架空隙结构，这种结构中粗骨料较多，细骨料较少，体内空隙大，具有较大的摩阻力，粘结力较小，强度主要有摩阻力确定，基层受材料性质的影响较小，抗收缩能力强，耐久性不好。骨架密实结构，这种结构综合另外两种结构的特点，在粗骨料形成的骨架中填充细骨料，具有较好的粘结力和摩阻力，力学性能、抗收缩性、抗裂性、抗冲刷性和疲劳性能较好。
3 基层旧水泥稳定碎石材料性能分析
3.1 基层水泥稳定碎石碎石废料特点
在道路基层是施工的过程中，其废旧物料与新物料一定存在很大的不同，其中废旧物料因为其已经被使用过，所以其吸水性能比较好，在与其它材料进行配合比的情况下，使用的水灰比例会相对的缩小，这样能够强化道路基层的强度。同时，水泥稳定碎石材料在施工中所包裹的砂浆表面会出现很多细微的小空隙，这样有利于水泥砂浆的渗入，从而强化整体基层路面的稳定和粘结力。
3.2 再生骨料的性质特点及级配验证
再生骨料的性质特点如下：因再生骨料都是水泥砂浆所混合石子在外面进行包裹，其外面水泥砂浆石子的包裹程度和数量与其强度有着非常大关系，在外面包裹的水泥含量越高，其骨料的粘附性就会越高。再者，针对再生辅料的等级验证，则需要利用国家标准的方形筛进行筛取，根据筛取的情况进行分类和承重，因再生骨料都是通过技术将废料进行破碎后形成包裹水泥砂浆的石屑，在破碎的过程中，表面包裹的程度存在很大的差异性，粗骨料和石屑中，产生的新茬的数量能够达到破碎总量的35%左右，新茬也是被包裹着。所以，再生骨料中多为表面比较粗糙，棱角比较多的材料。由于再生骨料的特性，异常与新材料，其拥有新材料没有的性质，所以水泥稳定碎石材料在一定的条件下，更加适合用于道路基层施工，施工單位完全可以利用旧材料和废弃的材料作为基层材料进行铺设。
3.3 再生骨料对再生水泥稳定碎石强度机理分析
水泥稳定碎石材料在成型的过程中，让水泥稳定碎石材料能够强度更好，刚度达标，就需要利用固相、液相、气相共同作用与水泥稳定碎石材料。其中决定强度受到因素主要是混合料中相互之间的粘结力和内摩阻力，其相互的作用形成了水泥稳定碎石材料的强度。混合材料中的粘结力与水泥的砂浆和细骨料有关，他们的成分和配量直接决定了混合料的粘结力。但是这种混合料与强度的关系并不大。混合材料中的内摩阻力，则是与骨料材料中的颗粒细致程度有关。水泥稳定碎石材料的强度则是由另外三种材料决定的，水泥砂浆、骨料、骨料和砂浆的界面，三方面决定的，因再生骨料的形态比较粗糙，所以其吸水率要比正常的骨料吸水率高出很多，是其在搅拌的过程中，能够稀释一定的水分，从而降低水泥稳定碎石材料中的水灰比例，在这样的作用下，提高了水泥稳定碎石材料的稳定强度。
4 再生水泥稳定碎石配合比设计及性能分析
4.1 级配理论综述及组细骨料的级配特点
良好的级配状态是在最小孔隙率的情况下保证骨料之间处于紧密的状态，最大限度的发挥其结构强度效应，常用的级配有连续级配和间断级配两种。连续级配是不同粒径的粒料按照一定的比例组成，级配曲线平顺光滑，又可以分为连续密级配和连续开级配。间断级配则是去除几个分级，形成不连续的混合料。常用的级配理论有最大密度曲线理论和粒子干涉理论。骨料由于粒径不同会引起混合料之间的粘结力和内摩阻力的不同，从而影响水泥稳定碎石混合料的强度，将骨料分为粗骨料和细骨料可以较好的对骨料质量进行控制，有利于分析混合料的结构。粗骨料的作用是形成排列紧密的多级空间骨架结构，细骨料的功能为填充粗骨料的空隙，稳定骨架结构，并影响混合料成型后的强度和收缩性。
4.2 混合料的配合比设计
混合料配合比设计时可以根据级配标准进行，但实际工程使用和理论计算存在一定的差异性，计算得到的级配范围有时不能应用于所有的筛孔，实际施工时也会根据公路不同部位，通过试验做出相应的调整。最佳混合料配合比除了要求水泥稳定碎石中的粗骨料能够紧密排列，还要求密室的水泥砂浆将整个骨架粘结成整体，配合比设计时要使粗骨料、细骨料、水泥和水按照最佳的比例掺合。
4.3 再生混合料的性能分析
稳定性能分析，再生材料的稳定性包括抗冻性能和抗冲刷性能。基层材料为空隙材料，在冻融循环作用下，内部的空隙水会冻胀产生附加应力对空隙壁造成压力，这种压力的大小还和水的流动距离，冻结速度等有关。溶液部分结冰时还会引起一定的渗透压力，从而造成基层的破坏。水泥稳定碎石再利用后不仅受到静态水的作用，同时受流动水的影响，当进入到路面结构内的水不能及时排除时，就会造成基层材料的膨胀，在荷载的作用下形成很大的动水压力，对基层材料造成冲刷破坏。抗收缩性能，收缩性能包括温度收缩和干湿收缩。在温度变化时，混合料的之间的热胀冷缩性能不同，产生内应力，表现在固相颗粒之间相互牵制和制约，温缩性能和时间有一定的关系，找出规律能够更好的养护，加强其使用性能。干缩性能是由于混合料体内水分的减少，在毛细管张力、吸附水和分子之间的作用力、层间水的作用下产生的。力学性能分析，不同水泥含量的水泥稳定碎石其强度随着龄期的增加而增长，水泥含量越高，抗压强度越高。回弹模量的增长规律和强度的增长规律基本一致，取决于原材料本身的模量和组成结构形式等，在初期由于胶结材料没有形成较高的强度，回弹模量主要由材料组成结构和原材料本身模量决定，随着反应进行，颗粒之间的粘结连接不断增强，回弹模量也相应增大。
5 结语
水泥稳定碎石材料的再生使用已经成为各个施工单位在基层道路施工中的主要工艺，这种方式能够有效的利用废旧材料，提高材料的使用频率，同时能够改善周边环境，不在为施工废料无法处理而担心。
参考文献：
[1] 刘庭英.探讨市政道路水泥稳定碎石基层施工质量管理[J].江西建材，2017（14）：138～139.
[2] 何敏杰，钱炯.刍议市政道路水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].科技创新与应用，2017（15）：248.
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