再生骨料沥青混凝土水稳性研究

摘要：再生骨料沥青混凝土是将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沥青混凝土。通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对再生骨料沥青混凝土水稳性进行分析。结果表明，AC-16和AC-20浸水稳定度最高分别达到19.60、19.38 MPa，冻融劈裂强度比最高达到0.87，两者都能满足规范规定的要求，并且通过对试验数据分析找出建筑垃圾再生骨料代替原生骨料的对沥青混凝土水稳性影响的规律。

关键词：再生骨料;沥青混凝土;抗水性

中图分类号：TU528.42         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）20-0161-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.038           开放科学（资源服务）标识码（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

再生骨料沥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沥青混凝土。对于其成型方法和混合料的基本指标已经进行初步成型试验及其数据指标分析，本研究对其主要指标——抗水浸害性能进行试验分析。首先要对建筑垃圾中的钢筋以及混凝土、砖瓦物料这些物质进行“分拣-破碎-筛分”。分拣主要是分离出建筑垃圾中的钢筋，破碎主要是将大的混凝土垃圾块破碎，然后筛分归类。本研究对建筑垃圾试样采用人工分拣后，利用小型破碎机对建筑垃圾破碎和筛分，参考标准JTJ 052—2000及国内外实践经验确定混凝土骨料颗粒级配。

目前，常用热拌沥青混凝土水稳性能评价方法有两种： 一是通过评价黏结料与集料之间的黏附性能;二是评价混凝土的水稳性指标。在一般情况下，第一种评价方法中沥青与集料黏附性能属于材料选择控制的指标，且大多数情况都能满求。因此，当沥青和集料类型确定后，第二种评价方法中沥青混凝土水稳性指标就显得尤为重要。评价沥青混凝土水稳性指标方法有很多，如浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验、浸水劈裂试验以及真空饱水劈裂试验和冻融劈裂试验等[1]。JTJ 052—2000标准规定评价沥青混凝土水稳性指标的试验方法主要是浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验[2]。本研究采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验并进行对比分析，以此优化再生骨料沥青混凝土的水稳性。

1  浸水马歇尔试验

浸水马歇尔试验，又称浸水稳定度试验，以沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验。浸水马歇尔试验检验沥青混合料受到水损害时抵抗剥落的能力，通过测试其水稳性而检验配合比设计的可行性。再生骨料沥青混凝土的浸水马歇尔试验按照JTJ 052—2000标准规定。将骨料分别按AC-16和AC-20两种级配类型进行拌制，沥青含量为9%、10%、12%，两种类型骨料分别取80%和100%。然后将已经成型的圆柱体试块按照规定的方法养生28 d后将其分为两组，再分别进行稳定度试验和48 h的浸水稳定度试验，结果见表1、表2。

从表1和表2可以看出，AC-16和AC-20两种级配的再生骨料沥青混凝土分别在不同沥青含量与再生骨料代替量的组合下，混凝土残留稳定度均能达到85%以上，能够满足普通热拌沥青混合料残留稳定度的规范要求值;其次当固定沥青含量时，随着再生骨料用量从50%增加到100%，沥青混凝土残留稳定度降低，但幅度很小，主要是再生骨料表面旧的水泥砂浆影响骨料的黏结性，导致不同含量的再生骨料代替后的混凝土穩定度不一样，而在相同再生骨料代替量时，随着沥青含量从9%增加到12%，混凝土残留稳定度下降，与稳定度变化基本一致。但这与空隙率的变化呈相反关系，分析原因是因为沥青含量的增加，混凝土的空隙率变小，沥青含量的增加使集料之间的自由沥青成分增多从而影响了混凝土的稳定度。相同沥青含量和水泥含量的级配为AC-20的再生骨料沥青混凝土浸水残留稳定度比级配为AC-16混合料浸水残留稳定度大，分析其原因主要是因为在相同沥青含量和相同再生骨料含量下，随着粗集料粒径的增大，集料与集料间的嵌挤力和摩擦力随之增大，所以级配粗AC-20的混合料浸水残留稳定度比级配细的AC-16混合料浸水残留稳定度大。

2  冻融劈裂试验

冻融劈裂试验主要是测定沥青混合料在受到水损害前后劈裂破坏的强度值及其强度比值，以综合评价沥青混合料的水稳性。冻融劈裂试验不仅能够评价沥青混合料的抗水浸害能力，而且还能够反映出其低温性能。再生骨料沥青混凝土的冻融劈裂试验中用实法成型的圆柱体试件，采用两次击实。试验温度25 ℃，加载速率50 mm/min，冻融循环参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中冻融劈裂试验项目[3]，试验结果见表3和表4。

从表3、表4中可以看出，AC-16和AC-20两种级配再生骨料沥青混凝土的冻融劈裂强度比均大于0.80，能够满足《公路沥青路面施工技术规范》[4]中普通热拌沥青混合料冻融劈裂强度比的规范要求值。当混凝土中沥青含量一定时，两种级配再生骨料沥青混凝土冻融前后的劈裂强度和冻融劈裂强度比均随再生骨料代替量增加而减少;当再生骨料代替量一定时，两种级配沥青混凝土冻融前后的劈裂强度比均随着沥青含量的增加而略有增加;混凝土中相同的沥青和再生骨料代替含量时，级配为AC-20的半刚性沥青混凝土的劈裂强度略高于级配为AC-16混凝土的冻融劈裂强度，但两者劈裂强度比之间的差距并不明显;不同的再生骨料代替量对两种级配的沥青混凝土冻融前后的变化幅度并不大。

3  小结

1）再生骨料沥青混凝土马歇尔稳定度变化规律与抗压强度变化规律基本一致。沥青混凝土的稳定度次数和马歇尔稳定度都优于普通热拌沥青混凝土和SMA混凝土。

2）随着沥青质量从9%增加到12%，再生骨料从50%增加到100%，再生骨料沥青混凝土低温劈裂试验的破坏应力值逐渐减少。沥青混凝土的劲度模量与乳化沥青含量和水泥含量的变化规律和破坏应变相似，不能仅依靠低温破坏应力或破坏应变为标准来判别性沥青混凝土低温抗裂性能的好坏[5]。

3）沥青混凝土的浸水试验残留稳定度随着再生骨料代替量、沥青用量增加而有所减小，但能够满足JTJ 052—2000标准规定的要求。再生骨料沥青混凝土有较好的水稳性能，残留稳定度和冻融劈裂强度比完全能够满足现行沥青路面施工规范对普通沥青混凝土的要求。

参考文献：

[1] 李伟杰.消石灰对沥青混合料的抗水性能分析[J].甘肃科学学报，2011，23（3）：152-155.

[2] 袁文豪.水泥乳化沥青混凝土研究[D].西安：长安大学，2005.

[3] JTJ052—2000，公路工程瀝青及沥青混合料试验规程[S].

[4] JTGF40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[5] 李伟杰.冷铺复合沥青混凝土研究[D].西安：长安大学，2005.