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： 顆粒級配
在舊建筑物、橋梁、混凝土路面的拆除和維修過程中， 產(chǎn)生大量的廢棄混凝土。目前， 在我國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)和堆放過程中的遺撒和粉塵、灰砂飛揚(yáng)等問題又造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。另一方面， 越來越多的天然資源由于過度的開采而進(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。世界許多國家尤其是發(fā)達(dá)國家積極開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， 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配難以單獨(dú)滿足水穩(wěn)基層對于粒料級配的要求， 因此， 采取了再生集料與不同級配范圍的破碎卵石所組成的混合料來作為水穩(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) ， 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/% |
通過百分率/% |
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37.5 |
0.0 |
0.0 |
100.0 |
|
31.5 |
3.7 |
3.7 |
96.3 |
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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) ， 級配合理， 粒徑分布見表2。
2 試驗(yàn)及應(yīng)用
2. 1 底基層礦質(zhì)混合料級配設(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， 級配滿足規(guī)范要求。合成的級配曲線見圖1。
2. 2 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
通過擊實(shí)試驗(yàn)， 確定無機(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)基層合成集料級配曲線
通過對施工現(xiàn)場鉆芯取樣的強(qiáng)度檢測可知， 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， 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 襄樊城區(qū)道路改造較多， 將過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。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， 每天通過的各種車輛數(shù)千輛， 工程竣工1 年來， 路面情況良好。
3 結(jié)語
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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