建筑垃圾再生路床填料胶结性能Evd检测分析

张鑫华 孙玉齐

摘 要：建筑垃圾处理后资源化利用，可以减少对环境的破坏，同时大量减少了新材料的用量，为当今循环经济和绿色发展开辟了一条新道路；但在建筑垃圾再生利用过程中还存在很多的问题有待进一步研究解决。针对建筑垃圾在路床填筑中再生利用进行研究，从购买的建筑垃圾再生料的基本指标检测入手，在到填筑的不同含石量最佳含水率测试，最后利用无损的动态变形模量测定仪（Evd）进行路床填筑性能测试。由动态变形模量测定的不同龄期下测试结果进行分析，得出建筑垃圾再生料填筑的路基床有随龄期增加不断增大的结果。

关键词：建筑垃圾；动态变形模量；填料；检测

中图分类号：TU502;U414

文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）04-0118-03

Evd testing and analysis of the bonding performance of construction waste recycled roadbed fillers

ZHANG Xinhua，SUN Yuqi

（Yangling Vocational and Technical College，Yanglig 712100，Shaanxi China）

Abstract：After the treatment of construction waste，the utilization of resources can reduce the damage to the environment，and greatly reduce the consumption of new materials，which opens up a new road for todays circular economy and green development.However，there are still many problems to be solved in the process of construction waste recycling.The recycling of construction waste in roadbed filling was studied，starting from the basic index test of the purchased construction waste recycling materials，then to the best moisture content test of different stone content，and finally using the non-destructive dynamic deformation modulus tester （Evd） to test the roadbed filling performance.Based on the analysis of the test results of different ages measured by dynamic deformation modulus，it is concluded that the roadbed filled with construction waste recycled material is increasing with the age.

Key words：construction waste;dynamic deformation modulus;filler;detection

隨着城市化建设进程的加快，改建、拆建和翻建量逐年增加，产生的建筑垃圾作为废物处理将会浪费大量的填埋场储量，若违规倾倒在湖泊、江河里会造成水体污染，倾倒在土壤上会造成土壤污染［1-2］。为解决这一大难题，并变废为宝，研究者们对建筑垃圾进行资源化研究，根据不同的建筑垃圾分类，确定其用途，以更好的利用这一资源［3-5］，进而保护环境。有学者先后对破碎的建筑垃圾再生粗粒料研究［6］ 、对建筑垃圾混凝土砌块生产应用技术研究［7-8］、对建筑垃圾分离渣土路用性能研究［9］、对建筑垃圾再生泡沫混凝土研究［10〗、对道路用砖混类建筑垃圾再生材料研究［11］和对建筑垃圾再生材料作为路基填料研究［12］等。现对建筑垃圾的应用方向研究已较深入，但在具体的应用方面的性能检测上还没有形成特定评价方法，利用已有的评价手段有时较难得到有价值的结果。

在建筑垃圾再生料作为路床填料时，由于破碎后的建筑垃圾填料颗粒不均匀度大，且有较大颗粒，利用环刀法、弯沉法较难检测，所以针对这种情况出现了一种无损检测方法——动态变形模量（Evd），这种方法可以较好地检测填料的回弹模量，进而推断路基的强度；但在使用过程中发现，建筑垃圾再生料填筑的路基具有时效性，而且强度随时间变化比较大。

1 建筑垃圾再生料

所用建筑垃圾再生料来源陕西某生态环保有限公司，其中砖渣碎块占比75%、混凝土碎块24%和少量的其他成分大约1%组成。建筑垃圾再生料如图1所示；主要检验指标如表1所示，采用DB 61/T 1149—2018。

2 材料填筑指标测定

2.1 标准击实试验

确定在不同的含石率下的最佳含水率，以达到在较小的压实功下获得较好的压实度。利用标准击实试验，根据再生材料中测定的含石率，确定出最大干密度的关系，具体结果如图2所示。

最大干密度表达式：

y= 0.001 8x+1.68 （1）

式中：y为最大干密度，g/cm3；x为大于4.75 mm的含石量，%。

2.2 CBR试验

该土样依据JTG E40—2007《公路土工试验规程》检测，当CBR标准贯入量为2.5 mm时标记为CBR2.5，得到CBR2.5和其他指标检测结果，具体如表2所示。

由表2可知，材料吸水膨胀性较小。击实次数增加，材料的干密度增大，说明材料的密实度在增大，密实度增大，颗粒之间的嵌挤作用增强，提高了强度，所以测得的CBR也在增加。根据式（1），代入表1中大于4.75 mm颗粒含量为57.6%，计算出最大密度约为1.78 g/cm3。由CBR同干密度之间关系推断可以确定，当压实度为96%（为最大密度的96%对应的干密度为1.71 g/cm3）时，CBR值为104.6%；压实度为94%时，CBR值为96.2%；压实度为93%时，CBR值为92.3%。

3 Evd检测及分析

动态变形模量测定仪（Evd）在铁路施工检测应用较早，在公路应用还是推广阶段。现在一些地方标准规定下，一种测定建筑垃圾再生路床填料压实强度的无损检测方法，能在一定程度上反映路床的状态。该方法具有操作简单、安装、拆卸方便、性能稳定、可靠、精度高、对被测体无损伤的特点。

3.1 Evd检测

动态变形模量测定仪由一个重10 kg的落锤在规定高度自由落下产生的撞击力做为加载装置。用一个直径为300 mm荷载板，通过一个圆形弹簧接受重锤的撞击力，并在18 ms内给出7.07 kN重力。 在重力冲击下，载重板上有作为沉陷测量传感器的加速度接收器，作为数据测量沉陷测定仪，这就构成了动态变形模量测定仪，其外观结构如图3所示。

3.2 Evd检测过程

测试前应先检查测试部位表面应平整度，应能保证使载荷板同檢测面具有良好结合。如不能和好结合，可以采取铺少量细沙进行找平，以使检测面平整。安装载荷板上的导向杆，检查导向杆同检测面垂直。标定落锤实际落距，应满足规范要求。抬升落锤到达顶部挂钩装置并使其挂住，然后操作仪器将挂钩放开使重锤自由落下，往复上面操作过程，完成3次预冲击。预冲击可以使荷载板同测试面较好接触，减小因接触不良导致的塑性变形而影响测试精度。开始测试时，按同样的方式，继续往复做冲击试验过程，记录每次冲击测试结果，作为测试值。注意测试过程中应防止荷载板移动和跳跃，可以脚踩住荷载板，确保不移位及跳跃。

试验结果的处理应按下列平板压力公式计算：

动态变形模量=1.5×r×σ/S

式中：动态变形模量精确到0.1 MPa; r为荷载板半径，mm；σ为最大动应力，MPa；S为实测荷载板下沉幅值，mm。

利用公式计算每次冲击值，将3次获得值的平均值S作为最终测试结果动态变形模量值。不同龄期下，现场检测动态变形模量结果数据如表3所示。

由数据进行动态变形模量趋势分析，可得如图4所示趋势线。

从图4可以看出，在施工完毕1～30 d动态变形模量值动态变形模量值增加速率较快，几乎呈线性增加，当到达30 d后接近峰值，再往后增加速率变慢。

分析动态变形模量变化结果内在原因是由于再生料颗粒棱角较好［1］，当碾压完成后就后可达到较高的模量值。在静置的过程中形成了时效的作用，随着时间推移，发生自然的沉降作用，使颗粒之间嵌挤更加紧密，从而嵌挤力增加较快，当达到30 d左右时，自然降几乎完成，嵌挤力发挥主要受力作用接近峰值。另一方面，再生料中还存在一定的活性物质，在施工过程中加入了水，使活性物质具有了水化条件，生成具有一定胶结性能的水化产物。一般在28 d前水化速率较高，形成的内聚力较大。后期随着变慢，强度增加有限。

4 结语

建筑垃圾再生料填筑路床，所用再生料砖渣碎块占比高，碎块量次之，还有少量的其他成分组成。测定最佳含水率下，最大密度随含石率增加而增大。CBR值随击实次数增加而增大。利用动态变形模量仪测路床强度时，分不同时间测得结果是随时间呈增加趋势，前30 d增加较快，再往后增加缓慢，在进行上述基层施工前，最好留有足够时间使再生料路床强度达到较高值，以更好的保证施工质量。

【参考文献】

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［9］ 薛振华，齐红军，樊兴华.建筑垃圾分离渣土路用性能研究［J］.环境科学与管理，2020，45（7）：83-87.

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［11］ 张志伟.道路用砖混类建筑垃圾再生材料试验研究［D］.北京：北京建筑大学，2020.

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