再生骨料制备透水沥青混合料的试验研究

黄金仙

福建省建筑科学研究院，福建省绿色建筑技术重点实验室，福建 福州 350025

1 引言

随着旧房拆迁改造产生了大量的建筑固废，用其制备再生骨料成为处理建筑固废问题的方式之一，主要可用于非机动车道、人行道、公园小区广场停车场等处。本研究以C55～C60 建筑混凝土废弃物轧制的再生骨料及花岗岩碎石为粗骨料，制备透水沥青混合料，研究了不同再生骨料用量下透水沥青混合料性能的差异。

2 试验

2.1 主要原材料

高粘度改性沥青，再生骨料（以C55～C60 强度等级混凝土废弃物），矿物纤维，石英砂堵塞剂，石灰岩矿粉，花岗岩碎石、机制砂等。

2.2 样品的制备

依据CJJ/T190《透水沥青路面技术规程》、JTG E20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》和JTG F40《公路沥青路面施工技术规程》进行配合比设计，按表2 所列配合比制备透水沥青混合料。

2.3 样品的测试

依据CJJ/T190《透水沥青路面技术规程》和JTG E20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》，分别制备8 块尺寸为Φ101.6mm×63.5mm 的样品H1-1～H1-8、I1-1～I1-8、J1-1～J1-8、K1-1～K1-8测试样品的马歇尔稳定度及浸水马歇尔稳定度；分别制备4 块尺寸为Φ101.6mm×63.5mm 的样品H2-1～H2-4、I2-1～I2-4、J2-1～J2-4、K2-1～K2-4测试样品的空隙率和连通空隙率；分别制备3 块尺寸为300mm×300mm×50mm的样品H3-1～H3-3、I3-1～I3-3、J3-1～J3-3、K3-1～K3-3测试样品的渗透系数；分三次将6g 特细砂堵塞物均匀洒在已测试过原始渗透系数的透水沥青混合料试件上表面，每次抛洒后在试件上渗水量测定仪渗过800ml 的水，反复3 次，最后清理掉突出表面的堵塞物，测量循环后恢复的渗透系数，根据最终渗透系数除以原始渗透系数计算渗透恢复百分比［1］。

表1 再生骨料、花岗岩碎石性能指标

表2 不同配比制备透水沥青混合料

3 试验结果

3.1 马歇尔稳定度和浸水残留稳定度

表3 配比H～配比K 制备的样品马歇尔稳定度和流值试验结果

基于同样原料质量比，不同再生骨料掺量制备出样品H～K，马歇尔稳定度、浸水马歇尔稳定度和浸水残留稳定度的试验结果如表3 所示。随着再生骨料在粗骨料中的用量降低，马歇尔稳定度及浸水马歇尔稳定度的值先升后降；根据4 个试验掺量，65%的再生骨料用量时，马歇尔稳定度和浸水马歇尔稳定度的值最高。这是因为再生骨料表面较为粗糙，内摩擦力较高，掺入一定量的再生骨料制备的透水沥青混合料，可以提高沥青混合料抵抗变形的能力［2］；但是再生骨料大部分表面附着废旧砂浆次生颗粒，且再生骨料孔隙率大，吸水率较高，内部存在破碎裂纹，压碎值高［2-3］，所以全部用再生骨料作为粗骨料的透水沥青混合料，其马歇尔稳定度和浸水马歇尔稳定度最低。试验结果也表明，全部使用碎石制备的透水沥青混合料的浸水残留稳定度最高，再生骨料因其本身的特性掺量增加浸水残留稳定度降低。

3.2 空隙率和连通空隙率

表4 配比H～配比K 制备的样品空隙率和连通空隙率试验结果

如表4 所示，透水沥青混合料随着再生骨料的掺量从100%到0 时，混合料的空隙率和连通空隙率都相应降低。空隙率反应出了透水沥青混合料中骨料颗粒相互填充精密程度，这与选取的骨料颗粒矿料级配有较大的关联［4］。由于再生骨料存在一些破碎裂纹，而天然碎石的孔隙较小；再生骨料与天然碎石相比，吸水率高，表观密度较低，同样堆积密度也较低［2-4］，因此，随着再生骨料的掺入量降低，空隙率和连通空隙率也相应降低。

3.3 渗透系数和渗透恢复比

如表5 所示，随着再生骨料的掺量降低，渗透系数也相应降低；这主要是因为随着再生骨料掺量降低，透水沥青混合料的连通空隙率也降低［4］，渗透能力也降低。

表5 配比H～配比K 制备样品渗水系数及渗水恢复比试验结果

本文也研究了渗透堵塞恢复能力，试验结果如表5 所示。透水沥青混合料在使用过程中的渗透系数下降主要由堵塞物快速堵塞空隙、冲洗后部分恢复和逐渐堵塞的过程［1］。由于堵塞剂在循环堵塞过程中，部分堵塞物会随着冲洗一起带走，不会滞留在表面，但部分会滞留在透水沥青混合料的内部，导致连通空隙率下降，渗透系数也降低，不过经过三次的冲洗，渗透恢复百分比仍能维持在75%，这为透水沥青混合料的应用和维养提供了一定的理论依据［5］。

4 结论

（1）再生骨料透水沥青混合料中，再生骨料掺入量在65%时，马歇尔稳定度和浸水马歇尔稳定度最佳；

（2）再生骨料因其自身特性，100%再生骨料用量，透水沥青混合料的空隙率和连通空隙率最高；随着再生骨料的掺入量降低，空隙率和连通空隙率也相应降低。

（3）随着再生骨料的掺入量降低，透水沥青混合料的渗透系数逐渐降低；通过单一粒级堵塞物的研究，透水沥青混合料均有75%以上的渗透恢复能力。

（4）本文所探讨的再生骨料透水沥青混合料，为建筑垃圾的废物利用提供了一定的理论依据，对当地环境保护亦有一定的现实意义。