再生骨料瀝青混凝土水穩(wěn)性研究

摘要：再生骨料瀝青混凝土是將建筑垃圾再生骨料代替混凝土中的部分或全部骨料的普通瀝青混凝土。通過浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗對再生骨料瀝青混凝土水穩(wěn)性進行分析。結果表明，AC-16和AC-20浸水穩(wěn)定度最高分別達到19.60、19.38 MPa，凍融劈裂強度比最高達到0.87，兩者都能滿足規(guī)范規(guī)定的要求，并且通過對試驗數(shù)據(jù)分析找出建筑垃圾再生骨料代替原生骨料的對瀝青混凝土水穩(wěn)性影響的規(guī)律。

關鍵詞：再生骨料;瀝青混凝土;抗水性

中圖分類號：TU528.42? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）20-0161-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.038? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Study on water stability of recycled aggregate asphalt concrete

LI Wei-jie

（Ankang University，Ankang 725000，Shaanxi，China）

Abstract： Recycled aggregate asphalt concrete was a kind of ordinary asphalt concrete which replaced part or all of aggregate in concrete with recycled aggregate of construction waste. In this paper， the water stability of recycled aggregate asphalt concrete were studied by immersion Marshall test and freeze-thaw splitting test. The results showed that the highest stability of AC-16 and AC-20 immersion Marshall was 19.60 and 19.38 MPa respectively， and the highest strength ratio of freeze-thaw splitting was 0.87. Both of them can meet the requirements of the code. The influence of recycled aggregate of construction waste instead of original aggregate on water stability of asphalt concrete was found out through the analysis of experimental data.

Key words： recycled aggregate; asphalt concrete; water resistant properties

再生骨料瀝青混凝土是以全部或部分建筑垃圾再生骨料代替天然骨料拌制而成的瀝青混凝土。對于其成型方法和混合料的基本指標已經(jīng)進行初步成型試驗及其數(shù)據(jù)指標分析，本研究對其主要指標——抗水浸害性能進行試驗分析。首先要對建筑垃圾中的鋼筋以及混凝土、磚瓦物料這些物質進行“分揀-破碎-篩分”。分揀主要是分離出建筑垃圾中的鋼筋，破碎主要是將大的混凝土垃圾塊破碎，然后篩分歸類。本研究對建筑垃圾試樣采用人工分揀后，利用小型破碎機對建筑垃圾破碎和篩分，參考標準JTJ 052—2000及國內外實踐經(jīng)驗確定混凝土骨料顆粒級配。

目前，常用熱拌瀝青混凝土水穩(wěn)性能評價方法有兩種： 一是通過評價黏結料與集料之間的黏附性能;二是評價混凝土的水穩(wěn)性指標。在一般情況下，第一種評價方法中瀝青與集料黏附性能屬于材料選擇控制的指標，且大多數(shù)情況都能滿求。因此，當瀝青和集料類型確定后，第二種評價方法中瀝青混凝土水穩(wěn)性指標就顯得尤為重要。評價瀝青混凝土水穩(wěn)性指標方法有很多，如浸水馬歇爾試驗、真空飽水馬歇爾試驗、浸水劈裂試驗以及真空飽水劈裂試驗和凍融劈裂試驗等[1]。JTJ 052—2000標準規(guī)定評價瀝青混凝土水穩(wěn)性指標的試驗方法主要是浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗[2]。本研究采用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗并進行對比分析，以此優(yōu)化再生骨料瀝青混凝土的水穩(wěn)性。

1? 浸水馬歇爾試驗

浸水馬歇爾試驗，又稱浸水穩(wěn)定度試驗，以瀝青混合料的配合比設計或瀝青路面施工質量檢驗。浸水馬歇爾試驗檢驗瀝青混合料受到水損害時抵抗剝落的能力，通過測試其水穩(wěn)性而檢驗配合比設計的可行性。再生骨料瀝青混凝土的浸水馬歇爾試驗按照JTJ 052—2000標準規(guī)定。將骨料分別按AC-16和AC-20兩種級配類型進行拌制，瀝青含量為9%、10%、12%，兩種類型骨料分別取80%和100%。然后將已經(jīng)成型的圓柱體試塊按照規(guī)定的方法養(yǎng)生28 d后將其分為兩組，再分別進行穩(wěn)定度試驗和48 h的浸水穩(wěn)定度試驗，結果見表1、表2。

從表1和表2可以看出，AC-16和AC-20兩種級配的再生骨料瀝青混凝土分別在不同瀝青含量與再生骨料代替量的組合下，混凝土殘留穩(wěn)定度均能達到85%以上，能夠滿足普通熱拌瀝青混合料殘留穩(wěn)定度的規(guī)范要求值;其次當固定瀝青含量時，隨著再生骨料用量從50%增加到100%，瀝青混凝土殘留穩(wěn)定度降低，但幅度很小，主要是再生骨料表面舊的水泥砂漿影響骨料的黏結性，導致不同含量的再生骨料代替后的混凝土穩(wěn)定度不一樣，而在相同再生骨料代替量時，隨著瀝青含量從9%增加到12%，混凝土殘留穩(wěn)定度下降，與穩(wěn)定度變化基本一致。但這與空隙率的變化呈相反關系，分析原因是因為瀝青含量的增加，混凝土的空隙率變小，瀝青含量的增加使集料之間的自由瀝青成分增多從而影響了混凝土的穩(wěn)定度。相同瀝青含量和水泥含量的級配為AC-20的再生骨料瀝青混凝土浸水殘留穩(wěn)定度比級配為AC-16混合料浸水殘留穩(wěn)定度大，分析其原因主要是因為在相同瀝青含量和相同再生骨料含量下，隨著粗集料粒徑的增大，集料與集料間的嵌擠力和摩擦力隨之增大，所以級配粗AC-20的混合料浸水殘留穩(wěn)定度比級配細的AC-16混合料浸水殘留穩(wěn)定度大。

2? 凍融劈裂試驗

凍融劈裂試驗主要是測定瀝青混合料在受到水損害前后劈裂破壞的強度值及其強度比值，以綜合評價瀝青混合料的水穩(wěn)性。凍融劈裂試驗不僅能夠評價瀝青混合料的抗水浸害能力，而且還能夠反映出其低溫性能。再生骨料瀝青混凝土的凍融劈裂試驗中用實法成型的圓柱體試件，采用兩次擊實。試驗溫度25 ℃，加載速率50 mm/min，凍融循環(huán)參考《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中凍融劈裂試驗項目[3]，試驗結果見表3和表4。

從表3、表4中可以看出，AC-16和AC-20兩種級配再生骨料瀝青混凝土的凍融劈裂強度比均大于0.80，能夠滿足《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》[4]中普通熱拌瀝青混合料凍融劈裂強度比的規(guī)范要求值。當混凝土中瀝青含量一定時，兩種級配再生骨料瀝青混凝土凍融前后的劈裂強度和凍融劈裂強度比均隨再生骨料代替量增加而減少;當再生骨料代替量一定時，兩種級配瀝青混凝土凍融前后的劈裂強度比均隨著瀝青含量的增加而略有增加;混凝土中相同的瀝青和再生骨料代替含量時，級配為AC-20的半剛性瀝青混凝土的劈裂強度略高于級配為AC-16混凝土的凍融劈裂強度，但兩者劈裂強度比之間的差距并不明顯;不同的再生骨料代替量對兩種級配的瀝青混凝土凍融前后的變化幅度并不大。

3? 小結

1）再生骨料瀝青混凝土馬歇爾穩(wěn)定度變化規(guī)律與抗壓強度變化規(guī)律基本一致。瀝青混凝土的穩(wěn)定度次數(shù)和馬歇爾穩(wěn)定度都優(yōu)于普通熱拌瀝青混凝土和SMA混凝土。

2）隨著瀝青質量從9%增加到12%，再生骨料從50%增加到100%，再生骨料瀝青混凝土低溫劈裂試驗的破壞應力值逐漸減少。瀝青混凝土的勁度模量與乳化瀝青含量和水泥含量的變化規(guī)律和破壞應變相似，不能僅依靠低溫破壞應力或破壞應變?yōu)闃藴蕘砼袆e性瀝青混凝土低溫抗裂性能的好壞[5]。

3）瀝青混凝土的浸水試驗殘留穩(wěn)定度隨著再生骨料代替量、瀝青用量增加而有所減小，但能夠滿足JTJ 052—2000標準規(guī)定的要求。再生骨料瀝青混凝土有較好的水穩(wěn)性能，殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比完全能夠滿足現(xiàn)行瀝青路面施工規(guī)范對普通瀝青混凝土的要求。

參考文獻：

[1] 李偉杰.消石灰對瀝青混合料的抗水性能分析[J].甘肅科學學報，2011，23（3）：152-155.

[2] 袁文豪.水泥乳化瀝青混凝土研究[D].西安：長安大學，2005.

[3] JTJ052—2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].

[4] JTGF40—2004，公路瀝青路面施工技術規(guī)范[S].

[5] 李偉杰.冷鋪復合瀝青混凝土研究[D].西安：長安大學，2005.