城镇道路（底）基层再生料替代原生料的比例临界点的探究

李鹏

摘要：基于自然资源的保护和社会业内对再生料的关注研究，越来越趋于规范化，常态化，那么在一些轻交通的市政城镇道路等领域，在不影响核心设计指标的情况下，再生料能保守代替多少比例的原生料就显得很迫切，本论文就针对这个问题进行一系列试验，最终计算得出再生料能替代原生料料的比例临界点。

Abstract： For the protection of natural resources and the attention of the social industry to the research of recycled materials are becoming more and more standardized and normalized， it is urgent to conservatively replace the proportion of raw materials in some light traffic municipal urban roads and other fields without affecting the core design indicators. In this paper， a series of experiments are carried out to solve this problem. Finally， the critical point of the ratio of recycled material to primary material is calculated.

关键词：再生料;轻交通;替代比例;临界点

Key words： recycled materials;light traffic;substitution ratio;critical point

中图分类号：TQ340.41                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）17-0145-02

0  引言

国家发展和改革委员会“十三五”规划期间，国家规划了经济社会发展的宏伟蓝图，要求保持经济中高速增长，同时提出生态环境总体改善。对于我们工程建设来说，看似是个矛盾体，其实这样理解是片面的。我们城市拆迁、道路改扩建会出现废弃的混凝土板大量堆积，占据了土地资源和污染了环境也影响了城市文明，故而就涌现出了对废弃混凝土板的再反击破，加工成能在基础建设中可以利用的再生碎石，从而保证了生态环境文明建设，促使人類和自然环境保持平衡状态。目前，对于再生碎石回收利用的工业、工程研究很多了，逐渐也成为一种常态。

对于再生碎石在道路基层中的应用目前还没有完全形成趋势，这包括一些客观和主观原因。这是基于大家对再生碎石种类没有彻底划分，也没有再生碎石等级的规范;再有再生料再经过鄂破和反击破后，表面的旧砂浆附着包裹量的多少和再生碎石强度等级有关，从而也会影响新的胶凝材料的粘结和吸水率。随着再生碎石的发展，相关要求就趋于规范化，我们现在要做的是基于现状超前研究，再生碎石到底替代原生碎石多大比例，能不影响我们路用性能和目前的水泥稳定碎石（底）基层强度和符合现有的《城镇道路工程施工与质量验收规范》要求，从而达到提高项目利润空间、节约资源和环境保护。

1  项目背景

本项目为徐宿淮盐城际铁路线上的两座高铁站睢宁站和观音站站前综合枢纽建设，施工地点位于徐州市睢宁县境内的梁集镇和双沟镇，境内碎石匮乏。

①徐宿淮盐铁路高铁睢宁站综合客运枢纽工程道路工程主要为站前高架落客平台连接路、站前大道及站前大道北侧站前广场用地范围内的三条连接道路，其中站前大道按城市主干道标准建设，站前高架落客平台连接路为进站专用道路，按城市次干道标准设计，三条连接道路为站前广场内部服务道路按城市支路标准设计，道路总长约 2.68 公里，设计厚54cm水泥稳定碎石，总13.45万吨。

②徐宿淮盐铁路高铁观音站综合客运枢纽工程道路工程主要为站前大道、枢纽东路、枢纽西路、G104 与机场路互通 A 匝道和 B 匝道以及高铁站房东西两侧与站前道路相连接的两条连接道路，其中站前大道、枢纽西路、枢纽东路按城市主干道标准建设，连接路一、连接路二按城市次干道标准建设，道路总长2.425 公里，设计厚54cm水泥稳定碎石，总8.2万吨。

2  城镇道路对于水泥稳定碎石（底）基层的技术要求

根据《城镇道路路面设计规范》CCJ 169-2012及《城镇道路工程质量验收规范》CJJ 1-2008查阅，对于水泥稳定类7天无侧限抗压强度要求为：城市快速路、主干道基层为3-4MPa，底基层为1.5-2.5MPa，徐盐高铁枢纽项目施工图纸要求基层7天浸水无侧限强度≥4MPa，底基层7天浸水无侧限强度≥3MPa，设计单位采用了上限标准且没有分主干路和次干路，此研究就依托设计图纸中对基层的技术要求进行再生碎石的替换原生碎石的比例研究。

3  具体试验实施步骤

3.1 原材料的取样和检测

3.1.1 水泥  采用徐州市龙山水泥有限公司生产的羿龙牌P·O42.5缓凝水泥，水泥具体检测结果见表1。

3.1.2 粗集料

①原生碎石和石屑，采用山东枣庄生产的石灰岩碎石和石屑，规格分别为1#料（16-31.5mm）、2#料（4.75-16mm）、3#料（0-4.75mm）经检测，压碎值20.4%，针片状分别为1#10.8%和2#12.2%，塑性指数4;②再生碎石和石屑，采用睢宁境内251省道返修混凝土板，通过隆鑫再生资源有限公司进行破碎加工，规格为1#料（16-31.5mm）、2#料（4.75-16mm）、3#料（0-4.75mm）经检测，压碎值22.5%，针片状分别为1#4.6%和2#10.3%，塑性指数4。（表2）

3.1.3 水

符合现行《生活饮用水卫生标准》（GB 5749）的饮用水皆可使用，非饮用水则应进行水质检验，技术要求应符合要求。

3.2 根据集料筛分结果并按照设计图纸级配范围要求进行级配合成（表3）

3.3 按照暂设的再生料比例方案进行级配合成，合成必须符合表4要求

试验方法：根据表2的筛分结果进行级配合成，合成级配必须满足表3的要求范围，根据合成级配各骨料的掺配比例表4进行配料，对实例1到实例7采用水泥P.O42.5缓凝外掺5%，采用重型击实丙法的步骤求出最大干密度和最佳含水率，根据最大干密度和最佳含水率和设计图纸要求的压实度98%计算单个事件的标准质量。根据计算的单个事件标准质量计算出骨料、水泥、水的质量，再根据合成级配各骨料的掺配比例进行配料、制件。采用静压成型，7天后进行强度检测，计算抗压强度代表值见表5。

4  数据分析

①粗集料的的临界点分析，通过7天无侧限浸水强度代表值和集料替换比例求出线性回归方程，结合设计图纸要求，找到可以替换比例的临界点。由图1得到强度和粗集料替代关系方程Y=

-0.068X+5.62，那么根据徐盐高铁施工设计图纸要求的基层≮4MPa代入方程求得粗集料替换比例临界点为24%，即在材料变化不大，现场施工摊铺、压实机具合理的情况下，或不考虑其他影响因素情况下，粗骨料替换比例≤24%时，基层强度是满足设计要求的。

②细集料的临界点分析，由图1得到强度和细集料替代关系方程为Y=

-0.041X+5.74，那么根据徐盐高铁施工设计图纸要求的基层≮4MPa代入方程求得粗集料替换比例临界点为42%，根据施工经验细集料的掺量基本都在30%左右，由此可以得出，细集料替代和粗集料替代影响响度的程度，表明骨架密实结构基层中，细集料主要是填充作用，再生细集料可以完全代替原生细集料。

5  结论

此研究只针对水泥稳定碎石的核心指标强度进行分析，当然再生碎石的较原生碎石特点还有密度小、吸水率大、强度低等，但是通过社会各进步人士的研究通过对再生碎石的机械活化粗集料等改性，促使再生碎石各指标靠近原生碎石甚至超过原生碎石。基于这些改进措施，再生碎石的利用范围会越来越广泛。通过此试验结果，再生粗集料在一定的来源下，强度要求是4MPa时，可以代替24%原生碎石粗集料，再生细集料在一定的来源下，可以代替42%原生碎石细集料，而水泥稳定碎石核心指标强度能满足设计要求。通过线性回归方程，可以计算求出某一个设计强度下可以代替原生碎石的比例，对项目在资源紧缺，市政次干道等轻荷载交通道路的水泥稳定碎石施工有一定的参考指导意义。

参考文献：

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