一种废弃混凝土拳石路面基层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种废弃混凝土拳石路面基层，其特征在于，它包括采用废弃混凝土拳石堆垛形成嵌锁骨架结构及向其堆垛间隙中充填的高流态自密实细石混凝土或砂浆；其中废弃混凝土拳石通过将废弃混凝土进行破碎而成，其粒径为30

A waste concrete stone pavement base and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种废弃混凝土拳石路面基层及其制备方法


[0001]本专利技术属于公路工程
，具体涉及一种利用废弃混凝土修筑拳石嵌锁型路面基层的方法。

技术介绍

[0002]我国公路的服役年限往往低于设计年限，这与普遍存在的重载超载有关，也和基层开裂后诱发反射裂缝，继而在水损害作用下破坏有关。大粒径骨料(拳石)嵌锁型的集料可消弭反射裂缝从而延缓水损害；可大幅度增加路面基层的承载能力适应我国公路重超载的现状。
[0003]另一方面我国水泥混凝土路面服役期结束后产生的废弃混凝土的堆放占用土地，其资源化综合利用具有重要的环境和经济效果。由于混凝土刚度低，破碎能耗大，如果破碎到路面基层所需粒径4.95mm
‑
31.5mm所消耗的破碎功极大，且制备的路面基层消耗的水泥用量也大，制备的基层收缩率通常大于原生骨料制备的路面基层。
[0004]半刚性基层与沥青路面组合作为我国最为典型的道路结构，具有整体强度高、稳定性好、刚度大、抗永久变形及抗行车荷载疲劳破坏能力均较强、能适应重交通等特点，因而在我国应用最为广泛。但近年来半刚性基层沥青路面的病害问题特别是早期病害十分普遍，已经引起了广泛的关注，该类型道路结构的大部分病害皆可归咎于其易收缩开裂的固有缺陷。由于基层开裂诱发的反射裂缝提供了路面水损害的通道，水分通过裂缝浸入到路面基层、底基层，甚至进入对湿度十分敏感的路基土中，软化土基，危及整个路基路面结构。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于针对现有路面基层承载能力及废弃混凝土资源化利用等问题和不足，提出一种利用废弃混凝土修筑的拳石嵌锁型路面基层，它具有良好承载力和抗裂性；且涉及的制备方法简单、操作方便，适合推广应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种废弃混凝土拳石路面基层，它包括采用废弃混凝土拳石堆垛形成嵌锁骨架结构及向其堆垛间隙中充填的高流态自密实细石混凝土或砂浆；其中废弃混凝土拳石通过将废弃混凝土进行破碎而成，其粒径为30
‑
100mm。
[0008]上述方案中，所述嵌锁骨架结构的摊平孔隙率为40
‑
55％。
[0009]上述方案中，所述废弃混凝土拳石中小于40mm的颗粒不超过10％，大于80mm的颗粒不大于5％。
[0010]优选的，所述废弃混凝土拳石中各固体粒料所占质量百分比包括：粒径30～53mm集料20～25％，粒径53～80mm集料70～75％，粒径80～100mm集料0～5％。
[0011]上述方案中，所述废弃混凝土拳石的抗压强度为30MPa以上。
[0012]上述方案中，所述高流态自密实细石混凝土或砂浆的坍落扩展度为450
‑
1000mm。
[0013]上述方案中，所述高流态自密实细石混凝土或砂浆中各组分及其用量包括：细集
料1000～1500kg/m2，水泥90～350kg/m2，矿物掺合料20～210kg/m2；水胶比0.5～1.7。
[0014]上述方案中，所述细集料的粒径小于10mm；可采用机制砂(II区，细度模数为(2.5
‑
3.5)或采用利用废弃混凝土制备拳石过程中产生的细石和再生细骨料。
[0015]上述方案中，所述水泥为P.O 42.5。
[0016]上述方案中，所述矿物掺合料为粉煤灰、脱硫石膏、石粉、磷石膏、灰渣、脱硫灰等中的一种或几种。
[0017]上述一种废弃混凝土拳石路面基层的制备方法，包括如下步骤：首先采用废弃混凝进行简单破碎成为大粒径拳石(30
‑
100mm)，将单级配的废弃混凝土拳石进行堆垛，采用摊铺机、平地机摊铺平整，标高比设计标高高5
‑
15mm，然后向堆垛间隙充填高流态自密实细石混凝土或砂浆，再采用振动压路机振动碾压，完成后对其进行养护。
[0018]上述方案中，所述高流态自密实细石混凝土或砂浆的落高不大于200mm，如采用坍落扩展度小于750mm的细石混凝土，灌入后表面应留有10
‑
20mm的富余浆体。
[0019]上述方案中，灌入自密实细石混凝土或砂浆后，采用振动压路机振动碾压，并根据灌入浆体的坍落扩展度的大小碾压1
‑
3遍。
[0020]上述方案中，完成碾压后，根据交通情况，超重车辆密集的道路应封闭交通养生，无超载货运车辆通行可开发交通养生。
[0021]本专利技术利用废弃混凝土修筑拳石嵌锁型路面基层，拳石间形成相互嵌锁的骨架，为路面基层结构提供承载力；高流态填充料(自密实细石混凝土或砂浆)填充在拳石空隙中，硬化后对拳石骨架起到稳定作用，减少拳石嵌锁型路面基层材料的水平推移与蠕变，形成的拳石骨架可有效裂缝在基层整体中连续传递与发展的路径，进而改善传统半刚性基层易产生开裂的固有缺陷，可有效兼顾良好的力学性能和耐久性能。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023]本专利技术采用废弃混凝土修筑拳石嵌锁型路面基层，减少废弃混凝土堆放占用土地，废弃混凝土破碎成拳石需要更少的破碎功，减少能源消耗，为水泥混凝土路面服役期结束后产生的废弃混凝土的综合利用提供一个方向；拳石间形成相互嵌锁的骨架，减少拳石嵌锁型路面基层材料的水平推移与蠕变，拳石骨架阻隔了裂缝在基层整体中连续传递与发展的路径基层路面采用大粒径骨料(拳石)嵌锁型的集料可消弭反射裂缝从而延缓水损害，可以大幅度增加路面基层的承载能力和抗裂性。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]以下实施例中，采用的废弃混凝土取自废弃混凝土路面，其抗压强度高于30MPa；拳石采用废弃混凝土进行分拣、破碎而成，其粒径为31.5
‑
100mm，其中小于40mm的颗粒不超过10wt％，大于80mm的颗粒不大于5％。
[0026]以下实施例中，采用的水泥为P.O 42.5。
[0027]实施例1
[0028]一种废弃混凝土拳石路面基层，其制备方法包括以下步骤：
[0029]1)将废弃混凝土破碎所得31.5
‑
100mm(粒径30～53mm集料22wt％，粒径53～80mm集料75wt％，粒径80～100mm集料3wt％)的拳石堆垛在200mm
×
200mm
×
200mm模具中，采用摊铺机、平地机摊铺平整，标高比设计标高高5
‑
15mm；所得嵌锁骨架结构的摊平孔隙率为50％；
[0030]2)按照水泥341kg/m3，粉煤灰0kg/m3，石粉157kg/m3，机制砂(II区，细度模数为2.8)1409kg/m3，水306kg/m3的配比称取原料；将称取的原料进行混合搅拌2
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃混凝土拳石路面基层，其特征在于，它包括采用废弃混凝土拳石堆垛形成嵌锁骨架结构及向其堆垛间隙中充填的高流态自密实细石混凝土或砂浆；其中废弃混凝土拳石通过将废弃混凝土进行破碎而成，其粒径为30
‑
100mm。2.根据权利要求1所述的废弃混凝土拳石路面基层，其特征在于，所述嵌锁骨架结构的摊平孔隙率为40
‑
55％。3.根据权利要求1所述的废弃混凝土拳石路面基层，其特征在于，所述废弃混凝土拳石中利用废弃混凝土进行分拣、破碎而成；其中小于40mm的颗粒不超过10％，大于80mm的颗粒不大于5％。4.根据权利要求1所述的废弃混凝土拳石路面基层，其特征在于，所述废弃混凝土拳石中各固体粒料所占质量百分比包括：粒径30～53mm粒料20～25％，粒径53～80mm粒料70～75％，粒径80～100mm粒料0～5％。5.根据权利要求1所述的废弃混凝土拳石路面基层，其特征在于，所述高流态自密实细石混凝土或砂浆的坍落扩展度为450
‑
1000mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈卫国，张正，刘超，赵德强，赵立，关业程，王亚楠，张昺榴，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：