刘 景 东

(康平县公路管理处，辽宁 康平 110500)

掺回收粉尘水泥稳定碎石路用性能研究

刘 景 东

(康平县公路管理处，辽宁 康平 110500)

对不同粉尘掺量的水泥稳定碎石基层进行无侧限抗压强度试验和抗压回弹试验，通过对强度和抵抗变形的能力对比分析得出粉尘掺量在3%左右的情况下水泥稳定碎石基层能够满足规范的技术要求，能有更好的路用性能，有益于路面性能的提高和经济成本的减少。

粉尘掺量，无侧限抗压强度，抗压回弹，水泥稳定碎石

0 引言

沥青路面结构是现阶段我国公路应用最广的柔性基层、半刚性路面结构形式。在沥青混合料生产的过程中会产生大量的粉尘，这些粒径小于0.075 mm的较小颗粒的粉尘，不仅容易给环境造成极大的污染，并且还可能破坏机械设备。在我国的沥青搅拌过程中，沥青拌合站对粉尘的回收已经有了很大的帮助，对周边空气的污染也在减轻，但回收的粉尘的处理又将是我们面临的新的挑战，至今针对这些回收的粉尘目前还没有较好的处理办法，环保部门规定要求回收粉尘不能直接排放，因而处理费用增加，并且合适的填埋场地越来越难以找到，沥青拌合中的粉尘处理，成为当前公路建设中我们重点关注的问题。

为此笔者以沥青拌合站回收粉尘为试验对象，将粉尘代替矿粉掺合一定的水泥级配碎石展开研究分析，期望能得到更好的材料性能和路用性能。结果表明，在满足规范的技术要求的情况下，采用小于3%的粉尘掺量不仅能够增强水泥稳定碎石混合料的强度，还能够节约原料，带来很好的经济效益和社会效益。

1 试验设计

1.1 试验方案

抗压回弹模量是半刚性基层路面结构的重要设计参数，无侧限抗压强度是施工中的重要控制指标。为了研究不同掺量粉尘对其材料强度的影响，对掺粉尘水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度、回弹模量等性能指标进行试验研究。

本次试验采用的是悬浮密实型稳定碎石混合料,采用10 mm～30 mm碎石、10 mm～20 mm碎石、5 mm～10 mm碎石、0 mm～5 mm碎石四档集料配合计算得到最佳级配0∶25∶45∶30;由击实试验可以得到最佳含水率(%)和最大干密度(g/cm3)，并据此制备试验所需的各种试件。

1.2 试验方法

1.2.1 无侧限抗压强度试验

根据JTG D50—2006公路沥青路面设计规范可知，水泥稳定类材料的7 d无侧限抗压强度范围一般在2.5 MPa～4.5 MPa内。进行0%～5%不同粉尘剂量水泥稳定碎石无侧限抗压强度试验。本试验主要是通过万能试验机对在规定的模具中制备的标准试件直径×高(φ150 mm×150 mm)进行压强测试。

无侧限抗压试验步骤:

1)试件的制作：按照之前击实试验测得最佳含水率和最大干密度称取试件所需相应质量的粗集料，制备成直径×高(φ150 mm×150 mm)的试件，然后放置4 h左右后通过脱模机进行脱模。2)试件的养护：依据T0845—2009公路工程无机结合稳定材料试验规程无机结合料稳定材料养生方法，我们在标准养护箱中进行7 d养护，养护温度为20 ℃±2 ℃，相对湿度95%，最后一天将试件浸泡在水温度20 ℃水箱中，浸水的深度应高出试件顶上约2.5 cm。3)试验的操作：用万能试验机进行无侧限抗压强度试验，速度采用1 mm/min。对试件破坏时对应的最大压力进行记录。

1.2.2 回弹模量试验

本试验是依据T0805—1994公路工程无机结合稳定材料试验规程规范中无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法。由于顶面法可以直接测量构件高度的变形，所以对室内无机结合料材料试件进行顶面法抗压回弹试验。本试验试件成型和养护方法与无侧限抗压回弹的方法一致。试验仪器采用万能试验机、测变形装置、千分表(2只)。

抗压回弹试验步骤：

2 试验结果和数据分析

2.1 无侧限抗压试验

1)试验数据见表1，图1。

表1 7 d无侧限抗压强度试验数据

2)试验结论。将粉尘掺量1%，2%，3%，4%和5%强度值分别与无粉尘掺量进行差值对比，由差值和折线图可以看出随粉尘的掺量加大，其无侧限抗压值减弱，但是掺量小于3%时对强度影响很小；掺量过多时对强度影响较大。因此，在无机结合料稳定碎石中掺一定量的粉尘不会造成强度的降低，并且能减少其他材料用量的同时可以有效地利用沥青拌合站回收的粉尘，减少空气污染等环保问题。

2.2 抗压回弹试验

1)试验数据见表2，图2。

表2 粉尘水泥稳定碎石抗压回弹模量

2)试验结论分析。

从试验结果可以看出随着粉尘掺量的增加抗压回弹的值在规范的参考范围内，但在粉尘掺量小于3%时抗压回弹的减少百分数都小于3.55%，粉尘掺量大于3%的抗压回弹模量较上一个回弹模量减少12.7%，所以可以得出结论：粉尘掺量小于3%的水泥稳定碎石不仅能够减少环境的污染，而且还能满足路面性能要求。

3 结语

通过对不同粉尘掺量的水泥稳定碎石基层进行无侧限抗压强度和抗压回弹试验，对试验数据进行分析得出的结论有：1)回弹模量与无侧限抗压强度的大小均随着粉尘掺量的增加而减小，粉尘掺量对路面强度有一定的影响。2)粉尘掺量小于3%时对无侧限抗压强度和回弹模量的影响不大，能够满足规范的强度要求。3)参考规范中对路基回弹模量的要求，超过粉尘掺量3%的水泥稳定碎石结构的回弹模量过小，不能满足规范要求，由此得出粉尘掺量过多会降低路面性能。4)掺合一定数量的粉尘水泥稳定碎石可以在满足路面性能要求的同时解决粉尘回收的处理问题，保护环境。

[1] 杨树荣，冯芳霞.浅析粉尘污染对沥青路面的破坏[J].山西建筑,2010，36(10)：283-284.

[2] 李海滨.基于半刚性基层适应性的沥青路面结构研究[D].西安：长安大学,2010.

A study on performance of cement stabilized macadam mixed with dust

Liu Jingdong

(KangpingCountyHighwayAdministrationDepartment,Kangping110500,China)

Cement stabilized macadam base on different dust content of unconfined compressive strength test and compressive strength and rebound test, through the comparative analysis of deformation resistance ability can meet the specification technical requirements of cement stabilized macadam base in about 3% of cases in the dust content, better road performance, the useful for improving pavement performance and reducing economic costs.

dust content， unconfined compressive strength， compressive resilience， cement stabilized macadam

2015-04-05

刘景东(1969- )，男，工程师

1009-6825(2015)17-0133-02

U416.03

A