浅析旧半刚性基层材料性能的试验

　　采用水泥作为稳定剂，通过再生设备对旧半刚性基层材料进行现场再生利用是一项先进的道路维修技术。目前，实际施工中多将旧半刚性基层材料作为新砂石料使用，但由于基层材料水稳再生利用过程中其原材料性能与新砂石料存在差异，若没有对其原材料性能进行细致的分析，而简单套用新水泥稳定碎石混合料设计体系和应用场合，可能会导致再生混合料的实际性能满足不了路面结构性能的要求，从而造成维修后路面产生早期损坏现象，出现得不偿失的困境。因此本文选取4个不同工程施工现场提取的旧半刚性基层材料对其进行原材料性能分析，以评价其再生可能性及适用性，为实际施工提供依据。
　　1旧半刚性基层材料直观分析
　　从4个不同工程施工现场提取4种旧半刚性基层材料。路面现场铣刨时先将沥青面层铣刨装车，再将半刚性基层铣刨。
　　经过对回收的旧路面基层材料的观察，发现少部分集料有新的破碎面，大部分集料被砂浆全部或部分裹附，粗集料呈现出较多的棱角和较粗糙的表面。由于原基层材料中水泥含量低，裹附在集料表面的硬化的砂浆含量较小，且强度极低，手指就能轻易捏碎，形成松散的粉末。这可能会形成薄弱界面，对再生过程产生不利影响。但因强度低，拌和过程中，轻微拌或搅动即可破碎成粉体，不会对水泥冷再生材料的强度产生决定性的负面影响。
　　由于部分粗集料在铣刨时会破碎，因受力而沿纹理开裂，产生新的断面，使颗粒表面更加粗糙，增加了棱角效应，从而增大了再生材料内摩阻力，有利于其强度的形成=。部分集料表面包裹了砂浆，使再生骨料的表面粗糙程度比天然骨料有较大的提高，而砂浆比表面积大，也会增大集料间的摩擦力，且表面对水泥的吸附力会增强，也会进一步增强再生材料的强度。
　　2旧半刚性基层材料级配
　　将4种旧半刚性基层材料经风干并通过水洗法筛分，并将级配组成与悬浮密实型和骨架密实型水泥稳定碎石的颗粒组成范围做对比。
　　旧半刚性基层材料经过铣刨后，粗骨料有所减少，产生的碎石使细骨料有所增加，而大部分材料各筛孔的分计筛余量的分布较均匀，使其级配更加连续，这有利于旧料形成更密实的骨架结构，保证强度满足要求。实际施工可以通过筛分试验，加入所需集料来调整再生骨料的级配，使基层更密实，满足物理力学指标。
　　3旧半刚性基层材料活性
　　石灰中氧化钙和氧化镁的含量对二灰类材料的强度有明显的影响，有效钙镁含量越高，其活性就越高;有效钙含量小于20%时，二灰混合料的强度就会明显下降。而水泥中氧化镁含量是影响水泥性能的品质指标之一，也是判断水泥是否合格的重要依据。
　　为测定旧半刚性基层材料中有效氧化钙、氧化镁含量，以对其进行活性分析，参照现行标准JTGE51一2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中石灰有效氧化钙和氧化镁简易测定方法T0813一1994进行试验(本试验方法适用于氧化镁含量在5%以下的低镁石灰)，旧半刚性基层材料骨料强度
　　这里采用压碎值指标表征旧半刚性基层材料再生骨料的强度。压碎值是用来衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，它是相对衡量石料强度的一个指标。压碎值越小，石料抵抗压碎的能力也就越大。
　　为测定旧半刚性基层材料中粗骨料的压碎值，参照现行标准JTG E42一2005《公路工程集料试验规程》中粗集料压碎值试验T0316一2005进行试验，结果见表40 5旧半刚性基层材料吸水率
　　当骨料吸水饱和时，其含水率称为吸水率。为测定旧半刚性基层材料的吸水率，参照现行标准JTG E42一2005《公路工程集料试验规程》中粗集料密度及吸水率试验(网篮法) T0304一2005进行试验，结果如下:
　　旧半刚性基层材料的吸水率较天然骨料的吸水率高，主要是由于天然骨料的孔体积含量很低，一般低于3%，极少超过10%，所以常用的天然骨料吸水率都很低。对于旧半刚性基层材料而言，其颗粒棱角多，表面粗糙，组分中包含相当数量的硬化水泥浆体(包裹在骨料的表面或以碎屑的形式存在)，由于浆体自身的孔隙率较大，加上在破碎的过程中产生了大量的微裂缝，使得旧半刚性基层材料的吸水率要比天然骨料高得多。
　　旧半刚性基层材料的吸水性好，与新骨料相比较，在配合比相同的条件下，水灰比会更小，有利于增加基层强度。其表面被砂浆包裹以后，增大了比表面积，增加的缝隙使水泥容易进入，吸附力、粘聚力随之增强。而一些铣刨后的大粒径粗骨料产生新断面，断面更加粗糙，使级配增加了连续性，可见旧半刚性基层材料再生的可能性很大。
　　6旧半刚性基层材料再生后适用性评价
　　以水泥作为稳定剂，不掺加新骨料，对4种半刚性基层材料进行再生，最终测定其无侧限抗压强度，以此作为评价指标。
　　6. 1确定最佳含水率及最大干密度
　　混合料的最佳含水量和最大干密度的确定依据现行标准JTG E51一2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中无机结合料稳定材料击实试验方法(T0804一1994)的丙法进行。4种旧半刚性基层材料按3% ,4% ,5%三种不同水泥掺量进行击实试验，确定最大干密度和最佳含水量。
　　7结语
　　本文对4种不同工程旧半刚性基层材料原材料性能进行试验分析以及再生后适用性能评价，得出了以下结论:
　　(1)回收的旧路面基层材料少部分集料有新的破碎面，大部分集料被砂浆全部或部分裹附，这使得集料表面更为粗糙，比表面积增加，增大了集料之间的摩擦力以及对水泥的吸附力，有助于再生料强度的形成。
　　(2)旧半刚性基层材料经铣刨后，其级配较为连续，基本满足传统悬浮密实型级配范围的要求，同时满足现行标准JTG F41一2008《公路沥青路面再生技术规范》中高速公路和一级公路的级配范围要求。
　　(3)旧半刚性基层材料中有效氧化钙和氧化镁的含量己很少，残留活性己基本丧失。
　　(4)再生粗骨料的压碎值较天然粗骨料的压碎值大，但仍然满足规范中的骨料压碎值的范围要求，说明再生骨料具有一定的强度。
　　(5)旧半刚性基层材料的吸水率较天然碎石的吸水率高，表明旧半刚性基层材料的吸水性好，与新骨料相比较，在配合比相同的条件下，水灰比会更小，有利于增加基层强度。
　　(6) 4种旧半钢性基层材料水稳再生后的强度均满足规范中各等级公路底基层的强度要求，可以采用掺加新骨料以优化再生混合料级配、适当增加水泥用量等技术手段来提高再生混合料的力学性能以满足各等级公路基层的强度要求。