林沛生

摘 要 再生水泥稳定碎石材料的配给设计，将受到含水量和最大干密度两种数据的影响，因此在研究当中也以这两种的数据为最终标准进行研究，找出最合适的级配设计方式。本文将从研究这一方面的必要性说起，通过制定好配合比，采用重型击实方式、振动压实方式、静压方式三种对材料进行击实，最终测得三种方法使用后材料的含水量和最大干密度数据，对数据进行分析。希望能够通过本文的研究，给同领域的研究提供一些参考。

关键词 级配设计;含水量;最大干密度

再生水泥稳定碎石材料的级配设计研究具有很高的现实意义，这是我国道路工程迅速发展的背景下的产物，为了让可持续发展理念深入涌流，降低各种材料的使用成本，提高废弃材料的再利用率而进行的此类研究。

1再生水泥稳定碎石材料级配设计研究的必要性

我国国土面积大，各个省、市、县之间都需要干线公路连接，这些公路的長度加起来已经超过了500万公里，由此可见我国对于道路修建材料的需求度。这种庞大的材料需求的背后，还隐藏着更深的问题，比如道路设计、材料筛选、资源调配等的，其中比较突出的就是废气材料的再利用问题。随着国力的强盛和时间的推移，许多新的道路被建造，旧的道路被翻新，而道路的翻修意味着大量废弃材料的诞生[1]。这些废弃材料基本都是人工产物，在自然界极难被分解，大量的丢弃和堆砌既是材料的浪费，也是环土地的占用，因此需要对这些材料再利用进行研究，找到他们的第二次价值。我国的学者们对于这一点已经有了不少研究，在如何提高再生料的强度方面研究颇深，这正是我国开始意识到材料再利用重要性的证明，也是我国可持续发展理念在道路修建方面的体现。下文中将主要是针对旧路面回收料的各种特点，在再生料的掺配率方面做不同的调整，然后利用各种方式进行级配设计，研究在各种成型的方式、再生料掺配率的影响下，水泥稳定碎石的含水量和最大干密度数据会产生怎样的变化，其中又以那些数据为佳，适合投入到现实使用当中去。

2配合比设计

2.1 集料筛分

本文采用的石料基本情况如下：1料大小在30mm左右，2料大小在20mm左右，3料大小在9mm左右，4料大小在4mm以下，数据左右波动均在5mm之内。本文采用的再生集料的基本情况如下：1料大小在15mm到30mm之间，2料大小在5mm到15mm之间，3料大小在5mm以下。对各种研究需要使用的石料和再生集料的大小进行衡量之后，按照数据要求将其划分到不同的区域内，然后为了区别石料与再生集料，对其命名的时候采用“石料1料”、“再生1料”的方式，这样不容易产生混淆，也方便后期对比时候的记录。

2.2 集料级配

随着道路建设行业的不断发展，各种集料级配不断翻新修改，最终国家对此做出了规范，以新规范的形式，确定水泥稳定碎石或者水泥稳定砾石的级配范围。比方说C-B-3的级配就规定了应该用大小明确在0.075mm的筛孔中通过率保持在3%左右，对比C-B-1和C-B-2来说，这一级配将使得集料的收缩性能保持在合理范围内，不至于使得集料因为过度收缩而产生裂痕，因此选择C-B-3级配来进行设计较为合适[2]。使用数据规划求解方法来进行计算，将选用的配给范围作为限制条件，将RA的掺量和RAP+RA的掺量如何放到最大作为最终目标，获得在C-B-3范围可以达到的最大再生料掺量数据。不过因为各种再生料有一个固定的特点，那就是表面上会有一层水泥浆，这些水泥浆难以清理，并且可能会在研究当中对各种数据产生一定的影响，为了解决这个问题，通常会将再生料分组，以不同的掺量比例进行编号对比。本文中使用的分组如下：

3击实方式

3.1 重型击实方式

重型击实是一种比较常见的击实方式，需要借助重型击实仪来进行操作，可以将石料通过多次大力击实的方式来测量其中的含水率，操作方便，而且结果直观明确。首先需要用衡量器具取得多份石料，受到不同石料的密度不同的影响，在取样的时候应该将重量做一定的调整，不过范围应该在5.4～5.8kg之间。然后设定多个含水量，每次相差0.5%作用，对选定的石料进行浸湿，四个小时之后加入水泥并且匀速搅拌混合，分成三次装到试筒当中。最后将重型击实仪设定好，对石料进行每层98此的击实操作，分三次进行，最后用脱模器将击实完毕的石料推出来。此时的石料需要进行打破才能测量，固定取出一定量的石料进行含水率检测，结果就能出来了。

3.2 振动压实方式

振动压实在工程建造方面较为常用，而且常常和静压一起使用，静压可以整平收面，而振动压实则是用来提高压实度。振动压实方式基本是通过模仿振动压路机的方式来进行，一边振动一边将材料压实，在这个过程中，颗粒之间的原始静摩擦状态会逐渐转变为动摩擦状态，这使得颗粒材料一起产生了共振，以此起到提高材料最大干密度的目的。首先仍然是将石料分为多个组，这次根据重量的不同将组内的石料质量控制在5.5～6.5kg之间。然后同样设置了多个含水量，为方便进行后期的对比，在振动压实方式中的浸湿部分里，将使用与重型击实方式中采用的相同的含水量差值进行浸湿。四小时后加入水泥并且均匀搅拌，分成四份把对角的混合料挨个加入试模进行振动[3]。在完成了振动之后把材料从试模中取出来，这时候应该使用刮土刀来刮平混合料，这样能够使材料更加平整，便于之后使用脱模器，之后击碎材料，取出与重型压实方式差不多重要的材料纳入烘干，再进行含水率的测量。

3.3 静压方式

静压法也常见于道路建设工程当中，这种方法较之上文的重压和震动来说具有少噪音、无冲击、无污染等特点，使用此方法对周围的干扰会降到最低，所以在工程建造当中也是非常受周围居民欢迎的一种。静压法的前期准备工作和上文中的两种基本一致，都是取多份材料预备使用，重量大概在6～6.5kg之间，设定好多个不同的含水量，差值仍然是0.5%左右。不过这次含水量的使用，应该用比设定的含水量低大概1%作用的含水量进行浸湿。然后均匀搅拌，在搅拌的时候把没有加入的水加进去，也就是分两次进行浸湿，一次在搅拌前一次在搅拌中。最后将搅拌好的材料分成三次装入试模当中，每次装完都要进行捣插的操作，这样能够让石料更加密实，而且整个操作应该保持匀速，尽可能让石料均匀地装入试模当中。压力机的速度设置成1mm/min，并且持续加压到450kN，两分钟的稳压进行完毕之后将其解除，然后对石料进行含水率的分析。

3.4 结果分析

从这三次压实的结果来看，重压、振动和静压基本上都能完成设定的目标，最终求得合适的水泥稳定碎石材料最佳含水量和最大干密度。不过在结果方面，重压和静压在最大干密度数据方面的结果比较靠近，但在含水量方面重压就明显比静压出来的数据要大一些。除此之外振动得出的最大干密度是三种方法中数据最大的一个，可在含水量数据方面却是三种方法中最小的一个。由此可以分析得出三个结论：一是应该选择C-B-3级配的，水泥剂量控制在4.5%，再生料掺配率控制在30%、50%进行配合比设计，这样能够有效提高设计研究的效率和准确度[4]。二是如果把RA和RAP融合到水泥稳定碎石材料当中去，那么材料的最大干密度就会逐渐缩小，缩小的量和加入的量成正比，由此可见RA和RAP对于材料的各种情况会有很大的影响力，在研究当中应该更加重视。三是在重型、振动、静压三种击实方式的对比当中，可以得出振动的含水量数据是三方当中最低的，而最大干密度数据则是最高的一方。重型更加适合在室内操作，而静压适合在室外，对于外界的影响是最小的。

4结束语

废弃材料的再利用无论是从环境保护还是从经济发展上来看都具有很强的现实意义，由此可见此类研究的必要性。本文首先对材料的配合比设计进行了明确，然后通过三种击实方式即重型击实方式、振动压实方式、静压方式对材料进行击实、压实处理，通过对三种材料最终结果进行分析，对各自含水量和最大干密度数据进行对比得出结论。

参考文献

[1] 李国武，拾方治，毕伟林，等.旧水泥路面板粒化再生混合料级配设计的试验研究[J].浙江交通职业技术学院学报，2017，（03）：54-57.

[2] 孔斌.水泥稳定碎石冷再生基层技术应用研究[D].重庆：重庆交通大学，2010.

[3] 张西棉.水泥稳定就地冷再生基层应用技术研究[D].西安：长安大学，2010.

[4] 肖建庄，雷斌，袁飚.废混凝土再生粗集料性能试验与分级标准研究[J].四川大学学报（工程科学版），2009，（S1）：99-101.