谢道权

(安徽省高等级公路工程监理有限公司，安徽 合肥 230601)

0 引 言

安徽省合肥至安庆高速公路改扩建项目二标段，由安徽路港工程有限公司承建，派河特大桥和杭埠河特大桥上部结构近4000立方旧梁板混凝土，按设计要求全部拆除重建。为了能将拆除梁板的水泥砼加工后再次利用，经行业内专家论证后将桥梁破除废弃混凝土为母材，经自加工生产水稳再生各规格粗集料，细集料为自采矿石加工。通过对加工后再生集料进行配合比设计，强度指标符合水泥稳定碎石基层设计和相关技术规范要求。用于本标段部分水稳基层施工，通过近两年的通车运行质量较为稳定。

1 配合比设计

1.1 材料质量及要求

水泥经检测各项指标符合相关技术规范要求，再生粗集各项指标经检测符合《桥梁破除废弃混凝土再生粗集料技术》要求；水拌和及养生用水应满《公路路面基层施工技术细则》(JTGT F20-2015)的要求。 0～5mm细集料是自购矿料加工，经检测质量符合技术规范相关要求。桥梁破除废弃混凝土再生集料及自加工细集料级配见表1。

表1 各规格矿料筛分级配

1.2 混合料级配设计

为了控制基层施工后的干缩、温缩裂缝，在配合比设计时，在能满足无侧限强度的前提下，尽量限制细集料和水泥用量；施工时严格控制各规格料的粉尘含量，含水量宜不超过最佳含水量的1%。

依据《桥梁破除废弃混凝土再生技术与应用综合研究》设计要求，结合工程实践经验，进行了混合料的级配设计，合成级配各筛孔的通过率能满足规范设计要求。

合成级配见表2。

表2 级配矿料比例和合成级配

1.3 混合料击实试验

设计水泥剂量分别为3.8%、4.4%、5.0%时，含水量均按5.8%、6.8%、7.8%、8.8%、9.2%进行了重型击实试验结果如下：水泥剂量3.8%时，最佳含水量7.0%，对应最大干密度为2.274g/cm;水泥剂量4.4%时，最佳含水量7.3%，对应最大干密度为2.281g/cm;水泥剂量5.0%时，最佳含水量7.6%，对应最大干密度为2.287g/cm。

1.4 无侧限强度试验

依据水泥稳定再生混合料击实试验的最佳含水量及最大干密度，再按压实度98%和标准试模体积计算混合料质量，进行室内无侧限成型标准试件，按标准养生温度和养生时间后进行强度试验，试验结果见表3。

表3 成型强度试验结果

本设计中3.8%、4.4%、5.0%水泥剂量下的7d无侧限抗压强度代表值均大于3.0MPa。依据项目设计文件规定：底基层强度值：2.5～4.5MPa，基层强度值：4.0～6.0MPa。拟采用3.8%的水泥剂量进行水稳再生料底基层施工,拟采用5.0%的水泥剂量进行水稳再生料基层施工，无侧限强度可以满足设计要求。

2 水稳基层配合比试验段验证

依据室内配合比：再生集料(mm)(20～30)∶(10～20)∶(5～10)∶(0～5)=36∶19∶18∶27水泥用量5.0%，含水量按7.6%，在水稳拌和站进行生产拌料，进行K23+100～K23+340段左幅试验段施工240 m。实际生产1 280 t料。水泥剂量检测6次平均值为5.1%，含水量检测5次平均值为7.5%。在不加水泥的传送带上取混合料进行水洗筛分试验。混合料级配见表4。

表4 拌和机取料混合料筛分级配

经试验段施工拌和站取样筛分试，混合料级配符合设计要求。

对试验段摊铺现场水稳料取样进行重型击实试验，实测结果最大干密度为2.285g/cm3混合料含水率7.5%。依据98%压实度实度7.5%含水率和试模体积，计算试件装料质量，静压法进行室无侧限成型试件13个，室内标准养生6天，浸水1 d后进行无侧限强度试验,结果为强度平均值5.2 MPa、标准差0.564、变异系数 10.8%，经计算强度代表值4.28 MPa，符合基层设计值4～6 MPa要求。

现场压实后经检测压实度6个点，分别为98.4%、98.5%、99.3%、98.7%、98.2%、98.9%压实度符合设计及技术规范大于98%的要求。对水稳基层试验段土工布覆盖后洒水保湿养生7天，养生期间禁止重车通行，试验段现场取芯试样较为完整，如图1、图2所示。

图1 水稳再生料基层取芯图

图2 水稳再生基层取芯图

3 水稳再生集料与矿石加工集料比较分析

(1) 材料经济成本分析：以合肥至安庆改扩建工程第二合同段安徽路港工程公司实际案例进行分析，从桥梁破除现场到运至水稳拌和站平均运距5.5 km，材料运输和废弃料初破分离、垃圾清运费平均每吨约22元。矿山采购矿石运拌和站加工点平均运距约38 km，矿石运至拌和站成本费用，考虑施工周期内的价格波动因素平均每吨约60元。两者比较每吨母材费用可节省约38元。加工成品各规格碎石料每吨平均约85元，综合比较水稳层成品集料单价每吨节省约40%～50%。

(2)再生集料与矿石加工集料社会效益比较分析：破除废弃混凝土若不就地再利用，不仅对破除材料的运输、存放、处理需要大量的人力财力，若存放与处理不当，对周边自然环境也会造成一定的影响；如果公路工程建设领域中通过技术措施处理后能合理利用再生集料，就会减少对矿山资源的开采量，也是响应了国家近年来倡导保护自然生态环境，保护原生态资源的基本国策的具体举措。

4 结束语

通过合肥至安庆改扩建高速公路项目再生集料配合比设计，再生集料质量、混合料级配、水泥用量、含水率及压实度满足技术规范要求时，通过对水稳基层试验段施工保湿养生7 d后，现场基层取芯试样较为完整，施工质量可以保证。所施工段落通过近两年的通车运行后，经现场调查整体质量较为稳定。废弃混凝土加工再生粗集料，实践证明通过优化配合比设计和施工中改进技术措施，可以应用于公路水稳基层、底基层施工。再生集料再利用符合国家提倡节能环保新理念，经济效益、社会效益俱佳，在工程建设领域中应用前景广阔。