回收粉对水泥稳定碎石温缩性能的影响

刘 景 东

(辽宁沈阳康平县公路管理处沥青拌合站，辽宁 康平 110500)



回收粉对水泥稳定碎石温缩性能的影响

刘 景 东

(辽宁沈阳康平县公路管理处沥青拌合站，辽宁 康平 110500)

为研究不同粉尘掺量对水泥稳定碎石基层材料温缩性能的影响，分别采用不加粉尘的水泥稳定碎石、不同粉尘掺量的水泥稳定碎石进行温缩性能变化规律试验，研究结果表明，粉尘掺量小于3%时温缩性能影响较小。

水泥稳定碎石，粉尘，基层，温缩性能

0 引言

半刚性基层沥青路面是目前最主要的沥青路面结构形式，沥青生产中的关键步骤是沥青的拌合，沥青拌合是指在沥青拌合站将石料、沥青、粉料、添加剂等按照一定的比例加工成为混合物，然后搅拌生成沥青混合料。在这个过程当中，混合料经过运输、传送、混合、加热、搅拌等多个环节，在这个过程中产生大量的粉尘，这些粉尘是具有直径较小的颗粒(粒径小于0.075 mm)。这些粉尘污染严重，如果不加强粉尘处理，将会对场地周边环境造成很大污染，占用土地造成资源极大浪费。而且现今回收粉质量的改善各项性能指标都能满足规范的要求，这就为工程中使用回收粉创造了良好的条件。

本文考虑采用在水泥稳定碎石中掺和粉尘，对掺和粉尘水泥级配碎石的半刚性材料温缩性能开展研究，这对于提高粉尘这一污染环境的废物的再利用、减少其对大气、水域的污染以及土地资源的浪费具有重要意义。

1 试验方案

1.1 配合比

采用级配10 mm～20 mm碎石、5 mm～10 mm碎石、0 mm～5 mm碎石三档集料进行配比设计。采用JTG D50—2006公路沥青路面设计规范悬浮密实型级配范围进行室内试验研究，级配范围见表1，经筛分试验，集料用量是25∶45∶30。

表1 悬浮密实型水泥稳定类集料级配 %

1.2 最大干密度和最佳含水量

通过击实试验测得试样的最佳含水量和最大干密度，用于后期无机结合料试样制作。计算结果如表2所示(CDM-水泥稳定碎石)。

表2 最大干密度和最佳含水量试验结果

2 温缩试验

温缩试验是依据T0855—2009公路工程无机结合稳定材料试验规程温缩试验方法测定试件在含水量不变的前提下测定温度收缩系数。

2.1 试件制备和养护

梁式试件尺寸100 mm×100 mm×300 mm，试件制备过程如图1所示，平行试件个数为3个，脱模后进行7 d标准养生，最后一天泡水24 h,梁式试件养护见图2。

2.2 试验操作过程

试验采用应变片法，烘干后将试件放到干燥通风的地方至常温。在试件两侧面表面中心位置用502胶粘贴应变片，两个应变片的连接方式为串联。本次试验的温度范围为30 ℃～-30 ℃，在高温时采用恒温箱，低温时采用低温箱进行控制降温。基层材料的温缩性能主要以温缩系数来衡量，计算公式见式(1)：

(1)

式中：εi——第i个温度下的平均收缩应变，×10-6;

ti——温度控制程序的第i个温度区间,℃;

αt——材料的温缩系数;

βs——温度补偿标准件的线膨胀系数。

高温箱见图3，低温冰箱见图4，测试温缩设备见图5，应变片和导线的焊接见图6。

3 试验结果和数据分析

温缩试验数据结果如表3所示，不同掺量的粉尘水泥稳定碎石温缩系数对比图见图7。

表3 粉尘水泥稳定碎石温缩系数 ×10-6 ℃-1

从上述试验结果可以得出以下结论：

1)随着粉尘掺量的增加，温缩系数呈逐渐增大的趋势，但是在粉尘剂量小于3%情况下，温缩系数增加的比较慢。粉尘掺量大于4%时，就未掺粉尘的水泥稳定碎石而言，温缩系数变化大。

2)比较不同粉尘掺量水泥稳定碎石，3%剂量回收粉尘水泥稳定碎石平均温缩系数增加不大，4%和5%剂量的增加了2.15倍和2.75倍，抵抗温缩变形的能力变差。若用于试验路铺筑，在温度反复变化下，3%以下掺量不会引起太多的温缩裂缝。

4 结语

根据温缩试验结果可以得出以下结论：

1)回收粉尘只能作为细集料作为基层材料，当粉尘掺量小于3%时，由于掺粉尘水泥稳定碎石中碎石含量较小，对温缩系数影响不大，随着粉尘掺量的增长，占混合料总质量的比重增大，对混合料总体收缩的影响效应增大，因此当粉尘掺量超过3%以后，温缩系数开始显著增大。

2)粉尘对水泥稳定碎石的影响规律影响不大，掺粉尘和未掺粉尘的水泥稳定碎石规律一致，都在0 ℃～10 ℃具有最小值，在温度较低时易产生反射裂缝。

3)在水泥稳定碎石中掺入粉尘剂量3%以下，和未掺粉尘的水泥稳定碎石基层相比，虽然温缩系数随粉尘掺量逐渐增大，但是影响较小。当粉尘掺量大于3%时，掺回收粉尘的水泥稳定碎石明显变大，抗温缩性不利，建议粉尘掺量小于3%。

[1] 孙兆辉.水泥稳定碎石基层的抗裂稳定性研究[J].建筑材料学报，2007,10(1):60-65.

[2] 于 新，黄晓明.低剂量水泥稳定碎石基层干缩温缩性能研究[J].公路交通科技，2007，24(7):52-55.

[3] 徐鸥明.掺粉煤灰水泥稳定碎石收缩特性研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版)，2014，33(4):72-75.

[4] JTJ 057—94，公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

Effect of recycled dust on temperature shrinkage performance of cement stabilized crushed stone

Liu Jingdong

(LiaoningShenyangKangpingHighwayAdministrationDepartmentAsphaltMixingStation,Kangping110500,China)

To study different dust content of cement stabilized macadam base course material temperature shrinkage performance of influence. Were made with no added dust of cement stabilized crushed stone, the different dust content of cement stabilized macadam temperature shrinkage can change rule of test. The results of the study show that, when dust content is less than 3%, it has little influence on the temperature shrinkage performance.

cement stabilized crushed stone, dust, basic level, temperature shrinkage performance

1009-6825(2016)11-0120-02

2016-01-24

刘景东(1969- )，男，工程师

U416.03

A