掺RAP的低水泥稳定大粒径级配碎石材料的制备及其性能

岳爱军; 项光韬; 周靖; 李裕昌; 陈俞锦

doi:10.12404/j.issn.1671-1815.2502180

科学技术与工程 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (5) :2147-2156 DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2502180

交通运输

掺RAP的低水泥稳定大粒径级配碎石材料的制备及其性能

岳爱军 ¹ ,
项光韬 ¹^,² ,
周靖 ¹^,² ,
李裕昌 ¹^,² ,
陈俞锦 ¹^,²

作者信息 +

Preparation of Low-dose Cement-stabilized Large-size Graded Gravel Material with RAP and Its Performance

YUE Ai-jun ¹ ,
XIANG Guang-tao ¹^,² ,
ZHOU Jing ¹^,² ,
LI Yu-chang ¹^,² ,
CHEN Yu-jin ¹^,²

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摘要

为将废旧沥青混合料(reclaimed asphalt pavement, RAP)合理用于路面基层结构中,采用试验法设计粗集料用量,在此基础上调整细集料用量,以最大干密度为指标优选出两种RAP掺量(30%、40%)下的大粒径级配碎石混合料,通过加州承载比(California bearing ratio,CBR)试验对此级配优化方法进行验证,随后分析其在低剂量水泥条件下的力学性能,并与掺RAP的常规粒径级配碎石混合料的性能比对。结果表明:掺RAP的大粒径级配碎石混合料分别在级配A3、B3下获得最佳的骨架密实特征,其中,级配A3和B3的26.5 mm以上碎石用量分别为35.6%、31.2%,CBR分别为219%、185%,其CBR相较于掺RAP的常规粒径级配碎石混合料S1、S2分别提高了85.6%、81.4%;水泥剂量相同时,两种RAP掺量的大粒径碎石混合料分别在级配A3和B3下获得最好的力学性能;2%水泥剂量下A3和B3混合料的7 d无侧限抗压强度分别为2.7 MPa和2.2 MPa;掺RAP的低剂量水泥稳定大粒径级配碎石的水泥剂量宜控制在2.0%~2.5%。

Abstract

In order to make reclaimed asphalt pavement(RAP) rationally used in pavement base structure, the coarse aggregate content was determined through the filling test method, followed by fine aggregate content adjustment, the maximum dry density was employed as an indicator to select two preferred RAP dosages (30% and 40%) for the two types of large-size graded gravel mixes, and the optimization of the gradation method was verified by the California bearing ratio(CBR) test, followed by an analysis of its mechanical properties under low-dosage cement conditions, with comparisons made to the performance of conventional-size graded gravel mixes incorporating RAP. The results indicated that the optimal skeleton compaction characteristics of RAP-incorporated large-size graded gravel mixes are achieved in gradations A3 and B3, respectively, and the amount of crushed stone above 26.5 mm was 35.6% and 31.2%, CBR is 219% and 185%, and their CBRs are increased by 85.6% and 81.4% compared with the RAP-added conventional size graded gravel mixes S1 and S2. When the cement dose is the same, optimal mechanical properties were achieved with the two RAP dosages in large-size gravel mixes of gradations A3 and B3, respectively, the 7 d unconfined compressive strengths of A3 and B3 mixes at 2% cement dosage are 2.7 MPa and 2.2 MPa. The cement dosage of low-dose cement stabilized large-size graded gravel mix with RAP should be controlled at 2.0% to 2.5%.

Graphical abstract

关键词

废旧沥青混合料(RAP) / 大粒径级配碎石混合料 / 级配设计 / 低剂量水泥 / 力学性能

Key words

reclaimed asphalt pavement (RAP) / large-size graded gravel mixes / gradation design / low dose cement / mechanical property

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岳爱军, 项光韬, 周靖, 李裕昌, 陈俞锦. 掺RAP的低水泥稳定大粒径级配碎石材料的制备及其性能[J]. 科学技术与工程, 2026, 26(5): 2147-2156 DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2502180

YUE Ai-jun, XIANG Guang-tao, ZHOU Jing, LI Yu-chang, CHEN Yu-jin. Preparation of Low-dose Cement-stabilized Large-size Graded Gravel Material with RAP and Its Performance[J]. Science Technology and Engineering, 2026, 26(5): 2147-2156 DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2502180

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当前,中国部分沥青路面进入养护阶段,养护时产生大量废旧铣刨料。目前常用再生技术有厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生和就地冷再生。热再生适用于高等级公路,需高温拌和;就地热再生适合浅层病害路面,通过加热拌和直接再生。厂拌冷再生和就地冷再生适用于低等级公路,通过常温混合形成再生料。热再生能耗和设备成本高,冷再生对机械配置要求高,施工成本也较高^[1-4]。

相较之下,采用厂拌冷再生技术将废旧沥青混合料(reclaimed asphalt pavement,RAP)掺入水泥稳定级配碎石中用于路面基层建设这一思路,能够降低能耗、节约成本以及降低施工难度,且能在一定程度改善水泥级配碎石性能,具有良好应用前景。目前,研究人员通过大量室内试验对其进行了研究和评价^[5-7],结果表明:随着RAP的掺入,混合料的强度随之下降,添加水泥能够弥补掺入RAP造成的强度损失,使掺废旧沥青料水泥稳定碎石混合料能满足低交通等级下的基层要求。然而,郭川^[8]指出水泥剂量的提升会增大混合料的干缩系数和温缩系数,容易引起半刚性基层开裂,这也是目前水稳基层所面临的问题。并且,吴居涛等^[9]通过研究发现,水泥掺量过高后,冷再生水泥稳定基层的劈裂强度和抗压强度提升幅度放缓。因此,大部分学者从降低水泥掺量的角度出发,邱爱军等^[10]研究了低剂量水泥稳定级配碎石的力学和收缩性能规律,建立了4个力学参数随水泥和龄期变化的预测模型,综合分析得出水泥剂量在2.0%~2.5%较为合适;张敏江等^[11]通过abaqus软件计算分析,证明了上基层采用低水泥剂量稳定级配碎石能有效改善结构层间受力状态。

另外,为提高水泥稳定碎石强度,掺入一定数量的大粒径碎石和优化级配成为其中的研究重点。大粒径级配碎石最大尺寸的粒径一般为26.5~53 mm,传统常规粒径级配碎石最大尺寸粒径一般控制在26.5 mm以下,两者由于最大粒径的差异,导致其在公路基层应用时的路用性能有较大差异^[12-14]。大粒径级配碎石相较于传统常规粒径级配碎石具有更好的局部抗承载和抗压变形能力,龙海涛^[15]通过研究提出了大粒径级配碎石的推荐级配范围,并将其应用在S311大寺至板利某段公路中,后续跟踪调查证明大粒径级配碎石具有良好的承载能力。敖芳等^[16]结合工程案例,归纳总结了水稳填充大粒径碎石具有优良的承载能力。关笑楠^[17]对大粒径水泥稳定材料进行了各项试验研究,结果表明大粒径水泥稳定材料的抗压强度较常规级配水泥稳定碎石有所提升。Tan等^[18]基于通过振动和旋转压实方法对大粒径级配碎石进行压实和成型,并利用安定理论研究了大粒径级配碎石的累积变形,研究表明大粒径级配碎石具有更高的临界安定荷载。Yi等^[19]基于分形理论设计了6种无侧限抗压强度和抗压回弹模量均优于常规粒径级配碎石的大粒径级配碎石,并通过现场检测验证了这6种级配均具有良好的压实性。与此同时,在混合料的级配优化方面,林烨等^[20]通过研究水稳材料水化过程的交流阻抗谱特性发现,相较于悬浮密实结构,骨架密实结构的密实度较高,孔隙率较小。王峰等^[21-22]采用贝雷法,通过水泥砂浆填充粗集料骨架空隙计算水泥和细集料用量,得到骨架密实型结构的水泥稳定级配碎石材料,无侧限抗压强度有明显提高。冯德成等^[23]采用体积设计法优化配合比,优化后水泥稳定级配碎石具有较高的强度。东北林业大学徐永丽等^[24]通过逐级填充的方式对水泥稳定碎石级配设计,得到强度高的骨架密实结构。长安大学蒋应军^[25]借鉴嵌挤原理设计混合料的主骨料和填充料含量,有效提升其抗压强度。

上述研究表明,掺入一定数量的大粒径碎石并进行级配优化设计均能使水泥稳定级配碎石强度得到提升。考虑到水泥剂量增加容易导致基层开裂问题,在低剂量水泥条件下展开研究,为保证混合料强度能够满足基层建设要求,补充一定数量的大粒径碎石并进行合理的级配优化设计,形成一种掺RAP的低水泥稳定大粒径级配碎石材料。

目前国内对于掺废旧沥青混合料(RAP)的水泥稳定碎石材料的性能进行了较多的研究,也得出许多成果,但对于掺RAP的低剂量水泥稳定大粒径级配碎石材料却鲜有研究。为此,现对掺RAP的低剂量水泥稳定大粒径级配碎石材料进行制备并开展力学性能研究。首先,在不掺水泥的条件下,采用试验法设计粗集料配比,在此基础上调整细集料配比,以最大干密度为指标优选掺30%和40%RAP的大粒径级配碎石混合料,使其形成骨架密实结构,同时设置多组对照级配,通过加州承载比(California bearing ratio,CBR)试验对此级配优化方法进行验证,并与掺RAP的常规粒径级配碎石混合料进行对比,评价其力学性能。其次,向掺RAP的级配碎石混合料中加入少量水泥,水泥剂量控制在3%以内,按0.5%间隔设置,通过无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量等试验,探讨掺RAP的低水泥稳定级配碎石混合料的力学性能规律,以期为广西普通国省干线公路沥青路面养护修复工程的设计与施工提供参考。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料

集料采用灵川县三街采石场碎石,RAP源于国道G322线桂林老铺至塘堡村段沥青面层铣刨料。碎石的物理力学性能和RAP铣刨料性能指标测试结果如表1、表2所示,筛分结果如表3所示;水泥采用桂林市兴安海螺水泥有限责任公司生产的M32.5砌筑水泥,其主要性质指标如表4所示。

废旧沥青混合料(RAP)如图1所示,RAP中大部分粗料是由细颗粒和中等颗粒依靠沥青黏结形成的团聚体,这些团聚体形状接近球形,RAP的针片状含量比碎石的低;结团现象使RAP内部有更多的孔隙结构,其表观密度比碎石的也低些。

1.2 试验方法

1.2.1 CBR试验

CBR试验参照《公路土工试验规程》(JTG 3430—2020)进行。其中,CBR试件为152 mm(直径) × 120 mm(高)的圆柱体试块,采用压力机静压成型,因试验过程需连带模具一起进行,故试件成型后不直接脱模,将试件及模具进行泡水处理,泡水终了后将试模置于300 kN万能试验机上进行试验,试验机加载速率控制在1 mm/min,读取电脑软件上的应力位移数据,并根据《公路土工试验规程》(JTG 3430—2020)中的公式计算CBR值。试验仪器如图2所示,CBR试验如图3(a)所示。

1.2.2 无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量试验

无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量试验按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG 3441—2024)进行。其中,3种试验均使用150 mm(直径)×150 mm(高)圆柱体试块,成型方式与CBR试验相同,成型试件后静置6 h进行脱模,随后将试件放入标准养生室进行养护,3种试验的养护时间分别为7、28、90 d,养生龄期的最后1 d对其进行泡水处理。试验过程分别如图3(b)~图3(d)所示,其中,无侧限抗压试验、劈裂试验加载速度为1 mm/min,抗压回弹模量试验加载速率为0.4 MPa/min,前两个试验记录试件破坏时的最大压力,抗压回弹模量试验记录各级荷载加载和卸载状态下的千分表读数,最后根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG 3441—2024)中的公式计算得出相应的试验值。

2 掺RAP的级配碎石配合比设计

2.1 掺RAP的常规粒径级配碎石混合料组成设计

掺RAP的常规粒径级配碎石混合料用10~30、10~20、5~10 mm碎石和0~5 mm石屑,RAP掺量为30%、40%。参照规范《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006)中级配碎石的骨架密实型级配上下限范围,根据表3中各档料的筛分结果进行配合比计算,得到两种RAP掺量(30%、40%)下级配碎石混合料的各档料比例及合成曲线如表5所示,按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG 3441—2024)进行击实试验,分别得到级配S1、S2下混合料的最大干密度分别为2.236 g/cm³和2.224 g/cm³,最佳含水量分别为3.5%和3.4%。

2.2 掺RAP的大粒径级配碎石组成设计

大粒径级配碎石混合料采用30~50、10~30、5~10 mm碎石和0~5 mm石屑。根据RAP料的筛分结果,将RAP分为10~30、5~10、0~5 mm三档,其中,0~5、5~10、10~30 mm在RAP料中的占比分别为41.3%、33%、25.7%。为便于计算,将30~50、10~30、5~10 mm碎石和0~5 mm石屑在混合料中的占比分别记为P₁、P₂、P₃、P₄;将10~30、5~10、0~5 mm RAP料在混合料中的占比分别记为P_a、P_b、P_c,P_a、P_b、P_c三者之和即为RAP掺量,记为P_r。针对两种RAP掺量(30%、40%),为使大粒径级配碎石混合料能达到更高的密实程度,首先根据贝雷法设计理论^[26]划分粗细集料分界筛孔,然后通过试验法获得最密实的粗集料级配,在此基础上确定细集料比例,并设置多组对照级配进行验证。具体步骤如下。

步骤1 参照贝雷法设计理论,粗、细集料的分界筛孔尺寸PCS按式(1)确定。

(1)

$\mathrm{P}\mathrm{C}\mathrm{S}=0.22\mathrm{N}\mathrm{M}\mathrm{P}\mathrm{S}$

式(1)中:PCS为控制粒径尺寸,mm;NMPS为公称最大粒径,mm。

选用的最大粒径尺寸为53 mm,由式(1)得PCS=11.66 mm,考虑到料场实际情况,取9.5 mm作为分界筛孔尺寸,最终确定粗集料的粒径范围为9.5~53 mm,细集料的粒径范围为0~9.5 mm。

步骤2 确定粗集料组成比例。

首先对10~30 mm碎石和10~30 mm RAP料按照不同比例混合后进行击实试验,再将30~50 mm碎石与不同比例混合的10~30 mm混合料按照多种比例进行击实,以击实密度为指标判断粗集料的密实程度,通过计算和比选得到两种RAP掺量下大粒径级配碎石混合料的最佳P₁和P₂,从而获得骨架结构密实的粗集料级配。

步骤3 确定细集料组成比例。

根据确定好的粗集料级配,得到两种RAP掺量下混合料的P₃、P₄之和,改变P₃和P₄得到多种不同级配的混合料,通过击实试验获得每种级配的最大干密度,并进行比较,得出密实程度最高的级配。

步骤4 骨架密实级配的检验。

通过调整粗集料占比设置不同级配,检验其是否形成骨架密实结构。

2.2.1 确定粗集料组成比例

击实试验参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG 3441—2024)进行。首先,对10~30 mm碎石和10~30 mm RAP料设置1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1的5种不同比例,为方便后续计算,将两者比例记为f∶1(f=1、2、3、4、5),分别按照不同比例进行重型击实试验,得到两者的比例与击实密度之间的关系如图4所示,由图4可以看出,f=4时,击实密度最大,为1.896 g/cm³。

再将30~50 mm碎石和上述5种10~30 mm混合料按照1∶1、1.25∶1、1.5∶1、1.75∶1、2∶1的5种不同比例进行重型击实,记为h:1(h=1、1.25、1.5、1.75、2),得到两者的比例与击实密度间的关系如图5所示。

首先,计算RAP掺量30%的混合料粗集料占比。

(2)

${P}_{1}+{P}_{2}+{P}_{\mathrm{r}}+{P}_{3}+{P}_{4}=1$

(3)

${P}_{1}=h({P}_{2}+{P}_{\mathrm{a}})$

(4)

${P}_{2}=f{P}_{\mathrm{a}}$

根据式(2)~式(4)换算得到

(5)

$(hf+h+f){P}_{\mathrm{a}}\le 1-{P}_{\mathrm{r}}$

当P_r=30%时,P_a=25.7%×30%=7.71%,代入式(5)可得hf+h+f≤9.08,结合图5可知,当f=2,h=1.5时,此条件下粗集料混合密度最大,为1.74 g/cm³,根据式(3)、式(4)计算得到最佳粗集料占比为P₁=34.695%、P₂=15.42%,故P₁近似取35%、P₂近似取15%。

其次,计算RAP掺量40%的混合料粗集料占比。

当P_r=40%时,P_a=25.7%×40%=10.28%,代入式(5)可得hf+h+f≤5.84,根据图5比较得到,当f=1,h=1.5时,粗集料混合密度最大,为1.69 g/cm³,根据式(3)、式(4)计算得到最佳粗集料占比为P₁=30.84%、P₂=10.28%,故P₁近似取31%、P₂近似取10%。

由P₃+P₄=1-P_r-P₁-P₂,得到两种RAP掺量下大粒径级配碎石混合料的5~10 mm碎石和0~5 mm石屑之和分别为20%和19%。

2.2.2 确定细集料组成比例

调整5~10 mm碎石、0~5 mm石屑的占比,得到多种级配,通过重型击实得到两种RAP掺量下不同级配的最大干密度和最佳含水量,分别如表6、表7所示。可知,随着RAP料掺量的提高,大粒径级配碎石混合料的最大干密度和最佳含水量都下降,这一规律与常规粒径级配碎石混合料一致。密度下降是因为RAP中老化沥青与集料之间存在许多微小孔隙,使得混合料在压实后密度相对较低;最佳含水量下降是因为RAP料被老化沥青包裹着,而沥青属于憎水材料,故RAP掺量升高,混合料最佳含水量下降。两种RAP掺量的大粒径级配碎石混合料分别在级配A3、级配B3下获得最大的密度,分别为2.175 g/cm³和2.143 g/cm³。

2.2.3 掺RAP的大粒径级配碎石材料的级配验证

为了验证上述设计的级配A3、B3是否形成骨架密实结构,分别在级配A3、B3基础上通过增加或减少粗集料占比获得了4组对照级配AS、AX、BS、BX,通过击实试验,得到其最大干密度和最佳含水量,如表8所示,6组级配的关键筛孔通过率如表9所示。

由表8可知,级配AS、AX的最大干密度低于级配A3,级配BS、BX的最大干密度低于级配B3,主要原因是当粗集料含量过高时会导致所形成的空隙不足以被细料填充,而粗集料含量过低难以形成稳定骨架结构,导致结构松散,很难达到较高的密实度,说明RAP掺量为30%、40%的大粒径级配碎石混合料分别在级配A3、B3下能够形成嵌挤密实的粗骨架结构,这表明优化设计的级配A3、B3能使混合料获得最佳的骨架密实特性。

3 掺RAP的级配碎石材料CBR分析

对掺RAP的两组常规粒径级配碎石混合料以及16组大粒径级配碎石混合料进行CBR测试,每种级配类型的混合料均进行三次平行试验,取平均值作为最终CBR值。CBR测试结果如图6所示。可以看出大粒径级配碎石混合料的CBR明显高于常规粒径级配碎石混合料,RAP掺量为30%的8组大粒径级配碎石混合料中A3的CBR最大,为219%,较S1(CBR为118%)升高了85.6%;RAP掺量为40%的8组大粒径级配碎石混合料中B3的CBR最大,为185%,较S2(CBR为102%)升高了81.4%。说明大粒径级配碎石混合料较常规粒径级配碎石混合料具有更优的骨架结构,通过对比两种结构形式下混合料的26.5 mm粒径以上碎石含量可发现,大粒径级配碎石混合料中26.5 mm粒径以上碎石含量明显高于常规粒径级配碎石混合料,其骨架结构也更强。对于大粒径级配碎石混合料,相同RAP掺量下,混合料的干密度越大,对应试件CBR值越大。级配的变化对CBR值有较大的影响,对比级配A1~A6或B1~B6发现,粗集料占比相同的情况下,5~10 mm碎石或0~5 mm石屑的含量偏高或偏低都会造成CBR值的下降,合理地分配5~10 mm碎石和0~5 mm石屑的占比能够有效填充粗集料形成的空隙中,一定程度上提高混合料的密实程度,提高CBR值。级配A3混合料的CBR高于级配AX和AS混合料,级配B3混合料的CBR高于级配BX和BS混合料,这是由于级配A3和B3混合料具有密实程度更高的粗集料骨架结构,粗骨料有更好的嵌挤作用而形成更大的内摩擦力,承载能力更高,这也验证了此级配优化方法的合理性。级配A3混合料的26.5 mm以上碎石含量为35.6%,介于AX混合料的39.7%和AS混合料的30.2%之间,由此可知,为获得密实程度高、嵌挤效果好的粗集料骨架结构,RAP掺量为30%的大粒径级配碎石混合料的26.5 mm以上碎石宜控制在35.6%左右,同理,RAP掺量为40%的大粒径级配碎石混合料的26.5 mm以上碎石宜控制在31.2%左右。

4 掺RAP的低剂量水泥稳定级配碎石材料力学性能分析

4.1 水泥剂量的选取

目前,水泥稳定碎石基层材料水泥剂量一般控制在4%~6%,但水泥稳定级配碎石结构层容易出现开裂现象。而低掺量水泥剂量能有效缓解结构层开裂,为此,选择1.5%、2%、2.5%、3%的低水泥剂量,按A3、AS、AX、B3、BS、BX、S1、S1共8组级配,以外掺法分别按照1.5%、2%、2.5%、3%的水泥加入到级配碎石混合料中,探讨掺RAP的低水泥稳定级配碎石混合料的力学性能。

4.2 力学性能分析

8组级配在不同水泥掺量下的7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度和90 d抗压回弹模量试验结果如图7所示。可知,8种级配碎石混合料各力学性能随水泥剂量变化规律基本相同,即随水泥剂量增大,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量逐渐增加。水泥剂量相同时,RAP掺量为30%和40%的大粒径级配碎石混合料分别在级配A3和B3下获得最好的力学性能,大粒径级配碎石混合料的力学性能均优于常规粒径级配碎石混合料。

另外,当水泥从1.5%上升到3%时,级配A3和B3混合料无侧限强度和劈裂强度的增幅最大。由于低剂量水泥稳定级配碎石材料的强度主要由粗集料颗粒相互嵌挤形成的骨架结构、细料与水泥水化产物形成的胶结料与粗集料间的作用形成的,具有骨架密实结构的混合料更有利于水泥水化后的产物将混合料内部材料包覆连接起来,从而提高混合料的强度,因此水泥剂量的提高对于级配A3、B3混合料的力学性能的改善更为明显。

由图7(a)可知,水泥剂量为1.5%时,7 d无侧限抗压强度均小于2 MPa,不满足施工规范二级公路基层中等交通轴载等级强度要求(2~4 MPa);水泥剂量增加至2%时,仅级配A3、B3混合料7 d无侧限抗压强度大于2 MPa,满足施工规范要求。因此,掺RAP的低水泥稳定大粒径级配碎石最低水泥剂量不宜小于2%。对于常规粒径级配碎石混合料而言,水泥掺量为3%时才能符合上述要求,此时S1、S2混合料的7 d无侧限抗压强度分别为2.2 MPa和2 MPa。

由图7(c)可知,掺RAP的级配碎石混合料在4种水泥掺量下的回弹模量在378~1149 MPa,根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017),半刚性基层90 d模量的要求是1 300 MPa,级配碎石为350 MPa,由此可认为掺RAP的低水泥稳定级配碎石混合料的刚度介于级配碎石和半刚性基层之间。对于掺RAP的大粒径级配碎石混合料,水泥掺量从2.5%升至3%时抗压回弹模量的增幅最小,说明水泥掺量大于2.5%时,通过增加水泥剂量对于提高大粒径级配碎石混合料刚度的效果并不明显,因此,水泥剂量不宜超过2.5%。

5 结论

(1)采用试验法确定粗集料骨架级配,在此基础上调整各档细集料比例,以最大干密度为指标优选出掺RAP的大粒径级配碎石最佳配合比,RAP掺量为30%和40%下的大粒径级配碎石混合料分别在级配A3和B3下形成骨架密实结构,对应的干密度最大,对应的承载能力最高,由此也验证了此级配优化方法的可行性;级配A3和B3的26.5 mm以上碎石含量分别为35.6%、31.2%。

(2)掺RAP的大粒径级配碎石混合料的CBR明显高于掺RAP的常规粒径级配碎石混合料,级配A3、B3混合料的CBR值最大,为219%、185%,分别较S1混合料(CBR为118%)升高了85.6%,较S2混合料(CBR为102%)升高了81.4%。

(3)水泥剂量增大,掺RAP的级配碎石混合料各力学性能逐渐增加;在同一水泥剂量条件下,RAP掺量为30%和40%的大粒径级配碎石混合料分别在级配A3和B3下获得最好的力学性能,大粒径级配碎石混合料的力学性能均优于常规粒径级配碎石混合料;水泥剂量的提升对级配A3和B3混合料的无侧限抗压强度和劈裂强度的改善效果更为显著。

(4)水泥剂量为2.0%时,两种RAP掺量的大粒径级配碎石混合料仅在级配A3、B3下,其7 d无侧限抗压强度才满足二级公路基层中等交通轴载等级强度要求,分别为2.7 MPa和2.2 MPa;水泥掺量大于2.5%时,增加水泥剂量对提高掺RAP的大粒径级配碎石混合料刚度的效果并不明显,因此,水泥剂量不宜超过2.5%,掺RAP的低剂量水泥稳定大粒径级配碎石的水泥剂量宜控制在2.0%~2.5%。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

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