沥青混合料车辙试验(沥青车辙试验计算公式)

随着城市化进程的不断推进，我国每年都有大量的建筑物被拆除和修建，每年产生的建筑垃圾(包括渣土)超过十亿吨。道路作为最大的人造工程，需要消耗大量的砂石材料。将再生骨料应用于道路工程建设，可以充分利用建筑垃圾，减少天然石材的开采，保护环境。利用建筑垃圾代替天然砂石用于道路工程也是国外的普遍做法。目前，国内外对再生骨料在道路工程中的应用研究取得了许多成果，但主要集中在道路垫层、无机结合料稳定再生骨料底基层、基层和再生水泥混凝土等方面。随着建筑垃圾分类处理技术的发展，相当比例的再生骨料质量良好。沥青路面中下层和沥青稳定碎石柔性基层对集料的要求低于抗滑面层，其在路面结构中的厚度较大。因此，通过研究再生粗集料对沥青混合料路用性能和力学性能的影响，探讨再生粗集料在沥青路面中、下层及柔性基层中应用的可行性。

沥青混合料配合比

集料技术指标

天然骨料(花岗岩)取自广东某采石场，再生粗骨料取自广东再生骨料生产厂。可以看出，与天然粗骨料相比，再生粗骨料的密度更小，吸水率更大，压碎值更大，洛杉矶磨耗损失更大。

矿料级配及最佳油石比

我国用于沥青路面下层和柔性基层的沥青混合料典型类型为AC-20C和ATB-25，因此以AC-20C和ATB-25沥青混合料为研究对象。

实验室对天然骨料和再生骨料进行分步筛选，细骨料和填料保持不变。根据不同再生粗集料含量制备沥青混合料，研究不同再生粗集料含量对沥青混合料体积参数、最佳沥青含量、力学性能和路用性能的影响。马歇尔试验可以反映混合料的体积特性，确定最佳沥青含量和力学性能。

结果表明，随着再生粗集料含量的增加，沥青混合料的最佳油石比增加，但有效沥青含量和沥青膜厚度基本保持不变。部分水泥砂浆附着在再生粗骨料表面，导致破碎的再生粗骨料界面疏松多孔。矿料的沥青吸收系数增大，使得沥青混合料的最佳沥青集料比增大，但有效沥青含量和沥青膜厚度基本不变。因此，增加的沥青含量主要被再生粗骨料的孔隙吸收。可以看出，由于再生粗骨料的密度较小，再生粗骨料混合料的总体积相对密度和理论最大相对密度随着再生粗骨料含量的增加而降低，这意味着对于相同质量的混合料，再生骨料沥青混合料铺设的路面面积略大，这将抵消一部分增加的沥青用量。试验结果还表明，再生粗骨料对混合料的体积参数、稳定性和流动值没有明显影响，与天然骨料混合料基本相同。

再生粗骨料对沥青混合料路用性能的影响

高温稳定性

车辙试验的动态稳定性指标反映了沥青混合料抵抗高温永久变形的能力。与天然集料沥青混合料相比，添加少量再生粗集料可以显著提高沥青混合料的动态稳定性，但随着掺量的增加，混合料的动态稳定性先增加后逐渐降低。对于AC-20C混合料，即使再生粗骨料含量达到60%，动稳定指标也不低于天然骨料混合料。ATB-25沥青混合料中再生粗集料含量达到75%后，其动态稳定性略有下降。再生粗骨料表面涂覆的水泥砂浆是一种多孔碱性材料，可以提高沥青之间的附着力

为研究再生粗集料对沥青混合料水稳定性的影响，对不同掺量的天然集料、再生粗集料AC-20C和ATB-25进行了浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。

可以看出，随着再生粗集料含量的增加，两种沥青混合料的剩余稳定性和冻融劈裂强度比都有一定程度的提高。可见，与天然粗集料沥青混凝土相比，再生粗集料沥青混凝土具有更好的水稳定性。

矿物骨料表层的分子往往会自发地吸引其他物质，降低它们的表面能。矿料与沥青接触时，其表面能因沥青酸和沥青酸酐的吸附而降低，矿料和沥青的吸附能力与矿料的电荷有关。沥青中的沥青酸和沥青酸酐带负电，花岗岩表面带负电，因此粘附能力差。而再生花岗岩骨料涂有水泥砂浆，负电荷较弱。与沥青接触时，更容易吸附沥青酸和沥青酸酐，降低其过剩表面能，表现出更好的附着力。因此，再生骨料沥青混合料比天然骨料混合料具有更好的水稳定性。

水稳定性

通过-10弯曲试验，评价了再生粗集料对沥青混合料低温抗裂性的影响。

结果表明，随着再生粗骨料含量的增加，再生粗骨料的低温刚度模量增加，低温抗折强度降低，再生粗骨料的破坏应变降低，表明再生粗骨料在低温下变得更硬、更脆，其低温抗裂性降低。

取破损的小梁试件观察破坏断面，可见天然集料沥青混合料试件的破坏主要发生在低温下集料与沥青的界面处，这是由于沥青砂浆在低温下缺乏抗变形能力造成的，粗集料颗粒完好无损。再生粗骨料中除了骨料与沥青界面的破坏外，水泥砂浆与骨料界面的强度不足也是该截面破坏的重要原因。

低温抗裂性

劈裂试验可以测量沥青混合料在特定条件下的间接抗拉强度、极限拉伸应变和破坏刚度模量，可以反映沥青混合料在劈裂破坏下的力学性能，也可以作为结构设计参数。劈裂试验温度为15。

结果表明，随着再生粗骨料含量的增加，AC-20C的劈裂抗拉强度逐渐降低，混合料的破坏刚度模量降低，但破坏拉伸应变基本保持不变。ATB-25沥青混合料也表现出类似的规律。与天然粗集料沥青混合料试件相比，AC-20C再生粗集料的劈裂抗拉强度分别降低了3.9%、8.2%和15.3%，ATB-25再生粗集料的劈裂抗拉强度分别降低了9.8%、19.6%和36.3%。

在水泥混凝土结构形成过程中，多余的水残留在水泥浆中，形成渗出通道，即毛细孔，或聚集在粗骨料的下缘形成小水囊，水化硬化后形成孔隙。而且水泥水化引起的化学收缩和各种物理收缩会在水泥石与骨料的界面形成微裂缝，这些孔隙和微裂缝形成了水泥混凝土原有的结构缺陷。在混凝土的长期使用过程中，以及建筑结构的拆除和旧水泥混凝土的破碎过程中，水泥石与骨料的界面最容易开裂，其次是水泥石开裂、弱旧骨料开裂或不开裂，这些部位会产生损伤和缺陷。因此，当再生粗集料沥青混合料开裂损坏时，损坏的界面不仅发生在沥青砂浆界面，还发生在水泥石与集料的界面或存在损坏和缺陷的旧集料上。但在天然集料沥青混合料试件劈裂试验中，集料表面洁净，集料强度高，破损界面主要出现在沥青砂浆中。因此，rec的劈裂抗拉强度

通过再生粗集料与天然集料的路用技术指标对比，以及再生粗集料对沥青混合料配合比设计、高温性能、水稳定性能、低温性能和力学性能的影响试验，可以得出以下主要结论：

(1)再生粗骨料表面残留多孔水泥砂浆。随着再生粗集料含量的增加，沥青混合料的最佳沥青集料比增加，但有效沥青含量和沥青膜厚度基本保持不变，对体积参数、稳定性和流动值没有明显影响。

(2)与天然集料沥青混合料相比，添加少量再生粗集料可显著提高沥青混合料的动态稳定性，但当掺量超过60%时，负面效应逐渐显现。

(3)再生粗骨料对沥青混凝土的水稳定性有积极的影响。

(4)再生粗集料含量越高，沥青混合料的低温性能越差。低温开裂不仅发生在沥青砂浆中，再生粗骨料表面水泥砂浆与骨料粘结界面强度不足也是造成破坏的重要原因。

(5)随着再生粗集料含量的增加，沥青混合料的劈裂抗拉强度逐渐降低。再生粗集料沥青混合料劈裂破坏的界面不仅发生在沥青砂浆中，还发生在水泥石与集料的界面或有损伤和缺陷的旧集料上。

结果表明，只要控制沥青混合料中再生骨料的配比，再生骨料沥青混合料的路用性能是可以控制的，甚至对水稳定性和高温性能有积极的影响。根据公路等级和使用年限，充分利用再生骨料是可行的。考虑到再生骨料对沥青含量和路用性能的影响，建议再生粗骨料的含量不超过60%。

浙江省人民政府办公厅