CN108101449A - 透水型再生水泥稳定碎石及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种透水型再生水泥稳定碎石及其施工方法，再生水泥稳定碎石主要由水泥、天然碎石、再生骨料为原料组成，以质量百分比计，包括水泥8%~12%、天然碎石50%~60%、再生骨料30%~40%，水灰比为0.3~0.5。本发明采用以天然碎石、再生骨料为主要原料的公路路面基层水泥稳定碎石，与现有技术中采用天然碎石为集料的水泥稳定碎石相比，能在保障抗压强度的同时提高路面基层的透水性能，本发明以“海绵城市”透水型道路技术为依托，能降低生产成本，秉承可持续发展理念，资源循环使用。
Description
技术领域
本发明属于道路工程建筑材料方向，具体涉及一种透水型再生水泥稳定碎石及其施工方法。
背景技术
水泥稳定碎石是我国公路建设中主要的半刚性基层材料，它具有强度高、刚度大、整体性强、水稳性和抗冻性好以及抗行车疲劳性能较好的特点，因此已被广泛应用于高等级公路、城市道路和机场道路。然而，现有的技术主要采用天然碎石作为水泥稳定碎石的原材料，大量开采天然碎石不仅会造成天然资源的紧张，还会造成一定的生态环境问题。因此，用其他材料来代替部分天然集料在水泥稳定碎石中的应用就显得尤为重要。
建筑废弃物经过分捡、破碎处理，可以得到接近混凝土中天然骨料性能的再生骨料。将建筑废弃物再生骨料用于道路工程，一方面可以减少建筑业对天然骨料的消耗，从而减少对天然砂石的开采，缓解我国资源紧张的局面；另一方面，对大量无害的建筑废弃物进行循环利用，节约废弃物占用的土地，减少对周边环境的影响，符合目前所倡导的“节能减排”、“清洁生产”和“循环经济”。
近年来，基于“海绵城市”理念的城市规划和发展理念越来越得到重视，道路工程中也针对道路雨水径流等具体问题进行了一定的尝试。目前，透水型
沥青路面和透水混凝土在道路工程中已得到一定的实践和应用。研究表明：透水型道路能够有效将雨水渗流到地表层，有利于解决城市内涝，道路雨水排放问题。透水型道路能够在短时间内将路面雨水渗流，对于雨水多发季节和地区的道路而言，能够减少因道路湿滑、雨水堆积造成的交通事故，提高行车舒适性、安全性。然而，水泥稳定碎石作为半刚性基层材料，透水型能欠佳。因此，对水泥稳定碎石级配进行调整，在保证强度的基础上提高水泥稳定碎石的渗水性能就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透水型再生水泥稳定碎石及其施工方法，用建筑垃圾制成的再生骨料代替部分天然碎石，在保障施工和易性和技术可靠性的基础上，节约资源使用。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种透水型再生水泥稳定碎石，主要由水泥、天然碎石和再生骨料组成，以质量百分比计，水泥 8%~12%、天然碎石 50%~60%、再生骨料 30%~40%，水灰比为0.3~0.5。
为了获得性能更优的水泥稳定碎石，再生骨料的粒径控制在26.5mm以下，更优为控制在4.75~26.5mm之间。再生骨料是由废弃建筑物通过专业的破碎设备进行加工处理，其流水线操作过程中产生的再生骨料的粒径大小不一。粒径较大的再生骨料，其材料质量较差，会影响成形的水泥稳定碎石的性能。因此，对再生骨料的粒径大小做出限定有利于保障水泥稳定碎石原材料的性能。
为了获得性能更优的水泥稳定碎石，所述的的再生骨料的压碎值控制在26wt%以下，含泥量控制在1wt%以下，针片状含量控制在15wt%以下。
为了获得性能更优的水泥稳定碎石，所述水泥稳定碎石的级配范围为：0.075mm筛孔对应的的质量通过率为0%~3%，2.36mm筛孔对应的的质量通过率为0%~8%，4.75mm筛孔对应的的质量通过率为8%~16%，9.5mm筛孔对应的的质量通过率为24%~38%，19mm筛孔对应的的质量通过率为52%~68%，26.5mm筛孔对应的的质量通过率为70%~82%，31.5mm筛孔对应的的质量通过率为85%~100%。
为了获得性能更优的水泥稳定碎石，水泥的初凝时间应在3h以上，终凝时间在6h以内。水泥的种类可选择普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥的一种或几种，这些指标在《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）中有明确规定，在此不做赘述。
为了获得性能更优的水泥稳定碎石，所述的水泥稳定碎石7天无侧限抗压强度（95%保证率）≥3.5MPa；压实度≥97%。
一种透水型再生水泥稳定碎石的施工方法，包括以下步骤：
（1）根据水泥稳定碎石的级配和配比，以有效空隙率、渗水系数和7天无侧限抗压强度为主要指标对所述原材料进行拌和；
（2）拌和时间视拌和规模具体情况而定；
（3）在摊铺前需对下基层表面洒水润湿，在摊铺过程中，要保证摊铺速率和供料速率相当，压路机速度不超过5km/h；
（4）养护时间不少于7天，期间要经常晒水保持表面湿润。
进一步地，有效空隙率在16%~24%，渗水系数≥550（ml/min），测得七天无侧限抗压强度≥3.5MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的一种透水型再生水泥稳定碎石及其施工方法，通过采用成本较低的再生骨料，实现了资源的节约化使用。并且通过大量的试验验证优化了最佳的原材料配比，提高了再生骨料的使用价值，将其变废为宝，实现可持续利用。
（2）经大量试验验证，一种透水型再生水泥稳定碎石及其施工方法，在不降低水泥稳定碎石强度的同时，透水性指标得到有效改善，能够有效地实现道路表面雨水的快速渗流。
（3）本发明采用建筑垃圾制成的再生骨料代替部分天然碎石，能有效地缓解资源浪费和环境污染问题，将再生骨料运用于水泥稳定碎石基层，通过合理的级配和水灰比设计，能够在不降低水泥稳定碎石强度的基础上，提升使用性能。
具体实施方式
本发明针对水泥稳定碎石透水型欠佳的情况，对水泥稳定碎石的级配进行设计，以有效空隙率和渗水性两个指标为依据，在保障水泥稳定碎石无侧限抗压强度不下降的情况下，实现透水型再生水泥稳定碎石，配合透水型沥青混凝土面层使用效果更佳。总而言之，本发明能够实现对废旧资源的循环使用，具有良好的排水效果、承载能力，是可持续发展理念和技术的体现。
实施例1
一种透水型再生水泥稳定碎石，水泥采用符合规范的P.O 42.5水泥，水泥的质量百分比为10%,天然碎石的质量百分比为55%,再生骨料的质量百分比为35%，水灰比为0.4，天然碎石、再生骨料的压碎值控制在26wt%以下，含泥量控制在1wt%以下，针片状含量控制在15wt%以下。将混合料静压成型，保湿养护7天。
实施例2
一种透水型再生水泥稳定碎石，水泥采用符合规范的P.O 42.5水泥，水泥的质量百分比为8%,天然碎石的质量百分比为55%,再生骨料的质量百分比为37%，水灰比为0.42，天然碎石、再生骨料的压碎值控制在26wt%以下，含泥量控制在1wt%以下，针片状含量控制在15wt%以下。将混合料静压成型，保湿养护7天。
实施例3
一种透水型再生水泥稳定碎石，水泥采用符合规范的P.O 42.5水泥，水泥的质量百分比为12%,天然碎石的质量百分比为56%,再生骨料的质量百分比为32%，水灰比为0.45，天然碎石、再生骨料的压碎值控制在26wt%以下，含泥量控制在1wt%以下，针片状含量控制在15wt%以下。将混合料静压成型，保湿养护7天。
对比例1
普通水泥稳定碎石，水泥采用符合规范的P.O 42.5水泥,其中水泥的质量百分比为4.5%，水的质量百分比为6.5%，天然碎石占集料的质量百分比为100%，合成级配符合规范《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）中的具体要求。
对比例2
普通水泥稳定碎石，水泥采用符合规范的P.O 42.5水泥,其中水泥的质量百分比为4.0%，水的质量百分比为6%，天然碎石占集料的质量百分比为100%，合成级配符合规范《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）中的具体要求。
对比例3
普通再生水泥稳定碎石，水泥采用符合规范的P.O 42.5水泥,其中水泥的质量百分比为4.5%，水的质量百分比为6.5%，天然碎石占集料的质量百分比为50%，再生骨料占集料的质量百分比为50%，合成级配符合规范《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）中的具体要求。
对比例4
普通再生水泥稳定碎石，水泥采用符合规范的P.O 42.5水泥,其中水泥的质量百分比为5%，水的质量百分比为6.5%，天然碎石占集料的质量百分比为60%，再生骨料占集料的质量百分比为40%，合成级配符合规范《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20-2015）中的具体要求。
相关试验结果如表1所示：
| 案列名称 | 7天无侧限抗压强度代表值（MPa） | 渗透系数（ml/min） | 7天劈裂强度（MPa） | 抗压强度损失（%） |
| 实施例1 | 4.1 | 612 | 0.31 | 77.3% |
| 实施例2 | 3.7 | 653 | 0.29 | 70.8% |
| 实施例3 | 4.3 | 638 | 0.27 | 71.7% |
| 对比例1 | 4.0 | 314 | 0.28 | 69.7% |
| 对比例2 | 3.6 | 331 | 0.31 | 73.8% |
| 对比例3 | 3.8 | 384 | 0.29 | 67.2% |
| 对比例4 | 3.9 | 376 | 0.30 | 71.6% |
从表1可以看出，本发明实施例的水泥稳定碎石各方面性能较为稳定，其中渗透系数优于普通水泥稳定碎石和普通再生水泥稳定碎石的性能，而7天无侧限抗压强度代表值、7天劈裂强度和抗压强度损失则大致与普通水平相近。因此，在实施例所述的各项控制要求下，实施例所述的透水型再生水泥稳定碎石能够发挥较好的使用效果。
尽管已用具体实施例来说明和描述本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以进行许多的修改和调整。因此，任何在本发明专利实质精神下调整和修改都应是本发明专利的所属范围，应当给予保护。
Claims (10)
1.透水型再生水泥稳定碎石，其特征在于：主要由水泥、天然碎石、再生骨料为原料组成，以质量百分比计，包括8%~12%水泥、50%~60%天然碎石、30%~40%再生骨料，其中，水灰比为0.3~0.5。
2.根据权利要求1所述的透水型再生水泥稳定碎石，其特征在于，所述的再生骨料的粒径控制在26.5mm以下。
3.根据权利要求1所述的透水型再生水泥稳定碎石，其特征在于，所述的再生骨料的粒径控制在4.75~26.5mm之间。
4.根据权利要求1所述的透水型再生水泥稳定碎石，其特征在于，所述水泥稳定碎石级配的范围为：0.075mm筛孔对应的的质量通过率为0%~3%，2.36mm筛孔对应的的质量通过率为0%~8%，4.75mm筛孔对应的的质量通过率为8%~16%，9.5mm筛孔对应的的质量通过率为24%~38%，19mm筛孔对应的的质量通过率为52%~68%，26.5mm筛孔对应的的质量通过率为70%~82%，31.5mm筛孔对应的的质量通过率为85%~100%。
5.根据权利要求1所述的透水型再生水泥稳定碎石，其特征在于，所述的天然碎石、再生骨料的压碎值控制在26wt%以下，含泥量控制在1wt%以下，针片状含量控制在15wt%以下。
6.根据权利要求1所述的透水型再生水泥稳定碎石，其特征在于，所述水泥的初凝时间3h以上，终凝时间6h以下。
7.根据权利要求1所述的透水型再生水泥稳定碎石，其特征在于，所述的水泥包括普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的透水型再生水泥稳定碎石，其特征在于，所述的水泥稳定碎石的7天无侧限抗压强度≥3.5MPa；压实度≥97%。
9.一种透水型再生水泥稳定碎石的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）根据水泥稳定碎石的级配和配比，以有效空隙率、渗水系数和7天无侧限抗压强度为主要指标对所述原材料进行拌和；
（2）拌和时间视拌和规模具体情况而定；
（3）在摊铺前需对下基层表面洒水润湿，在摊铺过程中，要保证摊铺速率和供料速率相当，压路机速度不超过5km/h；
（4）养护时间不少于7天，期间要经常晒水保持表面湿润。
10.根据权利要求9所述的透水型再生水泥稳定碎石的施工方法，其特征在于，有效空隙率在16%~24%，渗水系数≥550ml/min，七天无侧限抗压强度≥3.5MPa。
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