收藏 淄博恒信路面材料有限公司 - 致力于公路预防性养护,集研发、生产、销售于一体的高新技术企业
设为首页 | 加入收藏
新闻中心
联系我们
【技术】水泥混凝土板破碎料在水稳基层中的应用研究
关键词:

进入21世纪,中国公路建设高速发展,原来修建的水泥混凝土路面大多数都出现了如路面裂缝、坑槽等病害,故需逐渐开始对路面进行大修改造。为保持原路面标高,路面大修改造时需挖除水泥混凝土板,再重新加铺路面。传统观念看来,道路大修时使用新开采的石料肯定比较好,但某些地区开采石料困难,其优质碎质材料很难保证,且综合成本高。为了践行当代中国提出的资源节约型和环境友好型社会,在道路大修时将旧路面水泥板破碎从而二次利用。旧混凝土板破碎后的强度为3040MPa,其较高的强度可用于道路建设的半刚性层中。为此,该文针对水泥稳定基层对材料的技术要求,分析水泥混凝土板破碎料的强度技术指标,并与石灰岩新料对比,同时分析其技术经济性。


1
集料来源

该文中所用到的破碎料来源于湖南某干线公路大修改造,为保持原路面标高将原水泥混凝土路面板挖除,然后通过破碎机将水泥混凝土路面板进行破碎。


2
物理力学性能

物理性能

破碎料筛分后分4档:1#、2#、3#、4#档粒径分别为:19.031.5、9.519.0、4.759.5、04.75mm。石灰岩为本地石材,也分4档。


可知:破碎料表观密度比石灰岩小,吸水率大,其原因为:①破碎料表面粗糙,里面有大量的小孔,容易吸水;②破碎料表面黏附的大量水泥、砂浆粉粒也能吸收一定的水;③破碎料中的水泥石含有大量的结晶水,高温加热时结晶水遭到破坏而散失,从而增加了集料的含水率。破碎料的压碎值为24.6%,比石灰岩小,说明破碎料集料强度比本地石灰岩的强度高;另外针片状颗粒含量石灰岩为10.6%,破碎料为9.1%,破碎料的针片状含量比较低,说明混凝土板通过两级破碎后石料的棱角性较好。可以很明显地看出破碎料压碎值、针片状颗粒含量等指标都较本地石灰岩优越。对比《公路路面基层施工技术细则》,破碎料满足高速、一级公路重交通的技术要求。


力学强度

混合料配比设计。在水泥稳定基层混合料的配合比设计时采用骨架密实的结构类型,以粗集料形成骨架,骨架间的嵌挤形式保证良好的内摩擦阻力,细集料起填充作用,充分填满骨架间的空隙以形成较高密实度的结构。为了对石灰岩与旧破碎料调配的混合料的力学性能作对比,将石灰岩与破碎料的混合料合成级配曲线调配为大致相同。


击实试验确定最大干密度和最佳含水量。试验采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥,根据《公路路面基层施工技术细则》水泥剂量不超过6.0%,水泥实际外掺量为5.0%。通过重型击实试验确定最大干密度和最佳含水率。破碎料与石灰岩的最佳含水率分别为7.65%、3.95%,最大干密度分别为2.17、2.46g/cm3。


试件成型、养护及无侧限抗压强度。按照混合料最佳含水率和压实度不少于98%为标准制作13组试件,试验室采用静压成型方法制作150mm×高150mm标准试块,脱模后放入标准养护室养生6d,然后浸水1d。


可知:破碎料水稳试件7d后的无侧限抗压强度、劈裂强度整体都比石灰岩水稳试件高,平均值分别为4.92、0.36MPa。分别比石灰岩水稳试件的无侧限抗压强度、劈裂强度平均值3.62、0.28MPa提高36%、33%。这与材料的物理性能有很大的关系,原因分析如下:


(1)试块的强度与材料的压碎值、针片状颗粒含量等物理特性紧密相关。集料的压碎值、针片状颗粒含量越低,其相应的试件强度越高。破碎料与石灰岩相比压碎值和针片状颗粒含量均低,故破碎料试件均比石灰岩试件的强度高。


(2)破碎料是经过水泥混凝土面板破碎而来,而水泥板是由水泥、碎(砾)石和河砂拌和而成,破碎时大部分是砂砾间的分离,故表面较粗糙。从而集料各颗粒间的摩擦系数较大,使混合料有较好的黏结力,进而增强了破碎料试件的强度,故由破碎料形成的水稳试块比石灰岩的强度高。与规范相比,破碎料可用于重交通的各级公路基层,如用于特重交通需要进一步试验。


施工现场的关键技术

破碎料通过采用两级破碎的方式来实现尺寸的稳定,第一级破碎为粗破碎,采用颚式破碎机,其中不符合尺寸的破碎料将进入反击式破碎机进行第二级破碎。此方法不仅提高了水泥混凝土板的利用率,也保证了破碎后集料尺寸规格的稳定。试验段采用“S”形级配曲线,其骨架密实型结构能有效地保证强度。由于施工现场复杂、搅拌机械精度低等现象的存在,导致了生产配比与目标配比之间存在较大差异,因此,须定期对搅拌后的混合料进行验证并及时校正。


为了避免离析现象的发生,现场摊铺时应严格控制摊铺机的摊铺速度,初压选用13t的双钢轮碾压2遍,复压选用26t的单钢轮振动碾压4遍,为了消除轮迹从而达到较高平整度的要求,终压采用13t的双钢轮静压1遍。碾压过程中不应有任何蠕动现象,碾压完成后立即进行养生,根据具体气温、天气情况进行洒水养护以有效保证养护湿度。


施工现场芯样强度对比

两种不同石料在施工完成后养护7d钻芯取样。可知:在相同环境下破碎料养护7d取芯的强度并不比新料石灰岩的强度低,说明破碎料可用于水稳基层。


3
经济对比

通过对该大修路段附近采石场石灰岩新料购买单价和破碎料的价格调研。

可知:破碎料成本约36元/t、石灰岩新料成本约52元/t,破碎料成本比新购买的石灰岩经济30.8%,其经济性有较大的优势。由于破碎料来源于旧水泥混凝土路面上,故取材较方便、快捷。新料石灰岩从采石场购买,若某些采石场的石料不能满足施工的需求量,再从别处采石场购买石料将导致石料各性能指标不一致,此时需要重新对新石料进行配比设计,从而影响施工进度。


4
结论

通过对石灰岩新料和水泥板破碎料形成的水稳结构层的强度及成本分析,得到以下结论:

(1)水泥混凝土板破碎料具有较高的抗压强度,经过两级破碎工艺得到的石料,外观近似立方体,具有较好的棱角性,压碎值和针片状含量均满足高速、一级公路重交通水稳基层对石料的技术要求。


(2)破碎料水稳基层压实后颗粒间嵌挤紧密,使其有较高的抗压强度和劈裂强度,试验室试件和施工现场芯样抗压强度试验数据均满足重交通道路对基层强度的要求。


(3)结合大修路段对比破碎料和石灰岩新料成本,破碎料节省约30%,从经济角度破碎料具有较大的优势。特别是采石场资源日渐减少,运输距离将越来越远,破碎料的成本优势会进一步凸显。

关于恒信 | 产品中心 | 联系我们 | 网上招聘 | 站内地图
Copyright ©2010- 2011 淄博恒信路面材料有限公司 All Rights Reserved
产品导航:冬季路面裂缝修复剂 冷补料 路面灌缝胶
服务热线:0533-3161348 技术支持:国联资源网