摘　要：通过室内试验对水泥稳定冷再生混合料的无侧限抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度、抗冻性能进行了系统的研究，同时研究了水泥剂量、旧料掺比例、温度对水泥稳定再生混合料的影响。研究表明，水泥剂量为5%时，冷再生材料的强度和其他路用性能指标均满足规范的要
　　关键词：沥青路面;冷再生;水泥稳定

 

　　沥青路面冷再生是将旧沥青路面材料进行铣刨、破碎处理后，加入一定剂量的再生剂（水泥、泡沫沥青、乳化沥青等）和适量的水，必要时加入部分粗骨料和细骨料，在自然的环境温度下，完成材料的铣刨、破碎、填加、拌和、摊铺及压实成型的过程，重新形成结构层的一种施工工艺。冷再生技术的应用不仅节省大量沥青、砂石等原材料，而且减少了废旧路面材料的堆放，变废为宝，走资源节约，环境友好的交通发展之路。随着我国大量公路沥青路面的翻修、重建和改扩建，沥青路面再生技术逐步在公路建设和养护工程中广泛应用，沥青路面冷再生技术越来越受到关注。由于旧路面材料的组成不同，所形成的再生材料的组成各异，其路用性能指标也不尽相同，因此有必要对冷再生路面材料路用性能进行适当的试验研究，为路面设计提供可靠的参数，为此，笔者在工作中就水泥稳定冷再生沥青路面材料进行了一些试验研究。 　　1 原材料试验 　　1.1 回收材料试验 　　回收沥青路面材料RAP(即Recycled Asphalt Pavement)为某高速公路养护过程中铣刨的沥青混凝土面层材料和二灰稳定砂砾基层。将取回面层铣刨料在60 ℃烘干实测含水量，然后对其进行级配试验，采用燃烧法进行了旧沥青混合料沥青含量试验，并将燃烧后的矿料进行了筛分、压碎值试验；将取回的基层铣刨料在105 ℃烘干实测含水量，并进行了筛分、压碎值试验。试验结果见表1，筛分曲线见图1。 　　1.2 所用新料试验 　　试验时采用的水泥为P.S32.5水泥，试验结果见表2；集料为1～3 cm石灰岩碎石和石灰岩石屑试验结果见表3。 　　 2 混合料级配及试件制备 　　2.1 混合料级配选择 　　混合料级配选用《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034—2000)表3.2.2中的3号级配，各种配比混合料组成表4（表中面层指回收面层混合料，基层指回收基层混合料）所示。1号级配至7号级配变化旧料掺配比例，用以研究旧料对混合料性能的影响。 　　2.2 试件制备及养护 　　试验时采用高径比为1︰1的150 mm×150 mm圆柱体试件。试件成型时，首先在常温下进行重型击实试验确定最佳含水量和最大干密度，然后根据最大密度和最佳含水量采用98%的压实度，用静压法成型试件。试件养护采用标准养护(温度20 ℃±2 ℃，湿度大于 90%)，养生龄期分别为7 d、28 d、90 d，在养生的最后一天，将试件置于事先设定好温度的水器皿中，然后连同器皿一起置于温控烘箱中，准备待试。 　　3 冷再生混合料路用性能试验研究 　　3.1 水泥掺量对混合料强度影响 　　图2所示为采用6号级配、不同水泥剂量时，水泥稳定再生混合料的7 d无侧限抗压强度变化情况。从图2可以看出，水泥用量增加时再生混合料强度有所提高。并且在常用水泥用量范围内（5%～6%），混合料的抗压强度能够达到高速公路基层7 d抗压强度的要求。 　　3.2 旧料添加比例对混合料强度影响 　　图3所示为采用5%水泥用量、不同配比时，水泥稳定再生混合料的7 d无侧限抗压强度变化情况。从1号配比到5号配比再生混合料中新料的添加比例越来越大，面层料的用量越来越小，从图3可以看出，随着新料添加比例的增大、面层料用量的减小再生混合料的抗压强度有所提高。 　　3.3 不同龄期时再生混合料强度特征 　　抗压回弹模量和劈裂强度是进行路面结构厚度设计和力学验算的重要参数，通过研究抗压强度与劈裂强度、回弹模量间的变化规律，掌握参数之间的换算关系，从而减少试验工作量，获得所需的设计参数。为此，不同配比的混合料进行各龄期抗压强度、劈裂强度、回弹模量试验，试验结果见表5。www.tmgc8.com 　　从表5中数据可以看出，随着龄期的增加水泥稳定再生混合料强度和模量都有一定幅度的增长，根据表中数据可以得出抗压强度、劈裂强度及回弹模量28 d、90 d龄期较7 d的增长系数如表6所示。 　　3.4 不同温度下再生混合料强度特征 　　由于沥青是温感性材料，试验温度（饱水及试验时的温度）对其混合料强度会有影响。含有旧沥青的水泥稳定再生混合料性能既不同于沥青混合料，也不同于半刚性基层材料，有其特殊性。为了掌握再生混合料的强度随测试温度变化的特性，分别对不同旧面层掺量的混合料在不同温度（20 ℃、30 ℃、40 ℃）进行抗压强度试验，试验结果如图4所示。由图4可以看出，随着测试温度的升高，不同材料配比的水泥稳定再生混合料强度均有所降低，其中面层料用量1号 >2号>3号， 1号、3号配比水泥剂量相同， 3号的斜率大于1号，说明相同条件下面层料掺配比例越大温度升高时强度降低越快。 　　3.5 冷再生混合料冻融性能研究 　　为了了解水泥稳定再生混合料的抗冻性能，对再生混合料进行了冻融试验。试验方法采用《公路沥青路面设计规法范》（JTG D50—2006）给出的抗冻性检验方法，在-18 ℃±1 ℃下冻8 h，再在常温18 ℃±1 ℃下融化8 h，即16 h作为一次冻融循环，经5次冻融循环后，测试试件残留强度，计算残留强度比 （经5次冻融循环后的试件饱水抗压强度平均值与未经冻融试件的饱水抗压强度平均值比值）。试验结果如表7所示。 　　 由表7中数据可以看出，水泥稳定再生基层旧料的残留强度比达到93%，远远大于设计标准规定中冻区石灰粉煤灰稳定材料做基层时残留强度比大于等于65的要求，可见水泥稳定基层再生料的抗冻性可满足路用性能要求。 　　4 主要研究结论 　　通过对水泥稳定再生混合料路用性能的试验研究可得到以下主要结论： 　　a)随着水泥剂量的加大，水泥稳定再生混合料的强度也随之增长，在试件温度为20 ℃和常用水泥用量范围内（5%～6%）的情况下，混合料的强度能够达到高速公路基层强度的要求。 　　b)相同条件下随着面层料用量的减小，再生混合料的强度有所提高。 　　c)在试件温度为20 ℃条件下，水泥稳定含沥青再生料的90 d龄期的劈裂强度值为0.4～0.6 MPa，抗压回弹模量为850～1 100 MPa；随着龄期的增加水泥稳定再生料强度有较大幅度的增长，28d抗压强度为7d抗压强度的1.05～1.10倍，90 d抗压强度为7 d抗压强度的1.3～1.5倍。 　　d)在掺有一定量旧沥青混合料的情况下，随着测试温度的升高，水泥稳定再生混合料的强度有所下降。 　　e)水泥稳定基层再生料的抗冻性可满足现行标准要求。   参考文献： [1] 交通部公路科学研究所.JTJ 034—2000 公路路面基层施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2000. [2] 交通部公路科学研究所.JTG E51—2009 公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2009. [3] 中交公路规划设计院.JTG D50—2006 公路沥青路面设计规范[S]. 北京：人民交通出版社，2006.
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