水泥冷再生混合料性能研究

2021-01-28王海梁

河南建材 2021年1期

王海梁

中交路桥建设有限公司工程设计分公司（100012）

0 引言

在我国高等级沥青路面中，半刚性基层沥青路面占90%以上。由于半刚性基层材料自身存在缺陷，如容易发生干缩、抗冲刷能力差、材料致密不透水、层间结合不良等，使得半刚性基层沥青路面裂缝、唧浆、泛浆等病害屡见不鲜。对于破坏的基层，一般采取在其上重新加铺基层或挖掉原基层重新铺筑基层的方法进行修复，这两种方法均造成了原路面基层材料的浪费。在低等级道路的基层施工中采用水泥冷再生技术，可以使原路面材料得到合理利用，具有一定的发展前景。

水泥冷再生技术是指将旧路面材料（面层材料或面层和一部分基层材料）适当加工后进行重复利用，按比例加入一定量的添加剂（乳化沥青、泡沫沥青、水泥等），需要时加入部分新骨料，在自然环境下连续完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型，重新形成结构层的一种工艺方法。针对水泥冷再生混合料，路杨等[1]通过对旧路面状况评价及交通量调查，确定了水泥就地冷再生混合料的再生厚度，并指出在原路面基层材料骨料偏少时，掺加规格为10～30 mm 的新料可有效提高再生混合料的强度。杨泉[2]以水泥冷再生粒料为对象，通过分析各种冷再生稳定剂的特点和稳定效果，确定旧沥青路面材料再生方案，并在研究混合料强度形成机理的基础上，开展水泥冷再生粒料组成设计和路用性能研究。陈发东[3]采用无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩应变、温缩系数综合评价复合式再生基层水泥稳定碎石混合料的强度特性与变形性能，通过冻融循环试验、控制应力弯曲疲劳试验研究不同面层与基层再生料掺配比例下水泥冷再生混合料的水稳定性与抗疲劳耐久性。

表1 旧料级配组成

文章首先对刨铣过的旧料进行筛分试验，分析旧料级配状况；然后对不同水泥掺量下的水泥冷再生混合料进行压实性能研究；最后研究了不同掺量下水泥冷再生混合料的无侧限抗压强度。

1 铣刨旧料级配分析

对铣刨旧料进行级配分析，可以为旧料的配合比设计提供参考，有助于控制冷再生混合料的质量。旧料在（105±2） ℃的烘箱内烘干 24 h 后进行筛分试验，筛分结果见表1；水泥冷再生混合料的筛分损耗率见表2。

表2 旧料筛分损耗率

通过上述筛分结果可知，旧料级配除了筛孔尺寸为4.75 mm 的通过率在规范范围以外，其他均满足规范要求；筛孔尺寸为4.75 mm 的通过率大于规范上限，且4.75 mm 以下的筛孔尺寸的通过率均靠近规范上限，说明细料较多，旧料的整体强度偏低。

表3 重型击实试验结果

2 再生料重型击实试验

重型击实试验是研究无机结合料稳定材料压实性能最常用的方法，在我国已经应用多年。通过重型击实试验来研究再生混合料的压实性能，评价用重型击实试验来确定再生混合料的最佳含水量与最大干密度的可行性。不同水泥掺量的冷再生混合料重型击实试验的结果见表3、试验曲线如图1 所示。

图1 （a）（b）（c）分别为水泥含量为4.5%、5.5%、6.5%的再生料击实试验曲线

击实试验原理是混合料干密度随含水量的变化而变化的关系。上述试验结果表明，4.5%水泥冷再生混合料的最佳含水率为5.9%，对应的最大干密度为2.124 g/cm3；5.5%水泥冷再生混合料的最佳含水率为6.2%，对应的最大干密度为2.105 g/cm3；6.5%水泥冷再生混合料的最佳含水率为6.4%，对应的最大干密度为2.090 g/cm3。随着水泥含量的增加，再生料的最佳含水率逐渐增大，最大干密度逐渐减小。