沥青混凝土用建筑垃圾再生骨料性能研究

2020-10-29李春永张军林马元功任国斌张全忠张仲涛

中国建材科技 2020年2期

李春永张军林，3 马元功，3 任国斌，3 张全忠张仲涛

（1甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司，甘肃兰州 730030；2甘肃畅陇公路养护技术研究院有限公司，甘肃兰州 730030；3甘肃省公路养护技术创新中心，甘肃兰州 730030）

0 前言

随着资源短缺越来越严重，国家对于自然环境的保护力度加大，甘肃大部分石料加工厂已关停。交通运输部《“十三五”公路养护管理发展纲要》中明确提出“实行绿色养护生产”，各省《“十三五”交通运输发展规划》总体要求中提出发展绿色交通。因此，进行再生骨料沥青混凝土特性表征分析研究，对其在甘肃的大力推广应用奠定了理论基础，具有广阔的应用前景。本文对再生骨料表观相对密度、砂当量、常温压碎值、高温压碎值、洛杉矶磨耗值、吸水率与新集料的不同，做出了对比与分析。

1 试验

1.1 试验材料

0-5mm、5-10mm、10-15mm三种规格再生骨料均由甘肃某建筑垃圾加工厂提供。0-5mm、5-10mm、10-15mm三种规格新集料由甘肃福安公路养护工程有限责任公司提供。

新集料粗、细集料检测结果见表1、表2，再生骨料粗、细集料检测结果见表3、表4。规范要求按照公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）执行。

表1 新集料粗集料性能检测结果

表2 新集料细集料性能检测结果

表3 再生骨料粗集料性能检测结果

表4 再生骨料细集料性能检测结果

1.2 试验方案

本文试验方案设计如下：

1）选取0-5mm、5-10mm、10-15mm三档再生骨料及与同规格新集料为研究对象，检测细集料的表观相对密度、砂当量、亚甲蓝，粗骨料表观相对密度、针片状含量、压碎值、吸水率等。

2）对比和分析再生骨料与新集料的物理性能和力学性能。

2 结果与讨论

2.1 再生骨料物理性能

2.1.1 表观相对密度

细集料的表观相对密度的含义与粗集料相同，但由于细集料粒径较小，试验检测时所用方法不同，细集料常用容量瓶法检测，精度相对较高，粗集料常用网篮法检测，图1是新集料与再生骨料的表观相对密度的比较。

图1 再生骨料与新集料表观相对密度对比图

由图1可见，同规格的新集料表观相对密度大于再生骨料。集料的表观密度（视密度）指单位表观体积（集料实体体积和闭口孔隙）的质量。由于再生骨料集料的表面有水泥砂浆体，因此再生骨料的表观密度为集料自身表观密度和水泥砂浆体表观密度的混合密度，由于水泥砂浆体内部孔隙较多，表观密度较小，所以再生骨料的表观密度要小于新集料的表观密度。

2.1.2 吸水率

吸水率即烘干质量为基准的饱和面干状态含水率，由图2可见，再生粗骨料10-15mm的吸水率为5.82%，大于新集料4.92%；再生粗骨料5-10mm的吸水率为6.12%，大于新集料5.32%。

图2 再生骨料与新集料吸水率对比图

由图2可知，再生细集料的吸水率也大于新细集料。吸水率大小一般由集料孔隙决定，附着于集料表面的水泥浆体孔隙偏大，导致了再生骨料的吸水率偏大。

2.2 力学性质分析

通过再生骨料和新集料抗压碎能力进行对比，由图3可知，再生骨料压碎值为23.8%，而新集料压碎值为13.5%，新集料高出再生骨料10.3%，原因有可能是由于集料与水泥浆体粘结强度较低，当施加荷载达到一定力度时，水泥浆体从集料表面分离，或者由于水泥浆体孔隙较大，导致其抗压碎能力较弱。

图3 再生骨料与新集料常温、高温压碎值及洛杉矶磨耗值对比图

为进一步研究再生骨料的力学性质，测试了再生骨料的高温压碎值和洛杉矶磨耗值。高温压碎值是将装有试样的压碎值试验仪和压柱一起放入190℃±2℃的烘箱内保温2h，然后即刻将装有试样的压碎值试验仪和压柱放到压力机上均匀施加荷载。由图3可知，再生骨料高温压碎值为25.2%，大于新集料10.2%；磨耗值为25%，大于新集料10.6%，再生骨料力学指标都比较偏大，可见再生骨料相对于新集料力学性质较差。