本发明属于道路工程领域，尤其涉及一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料。
背景技术：
：沥青拌合站将沥青、石料、结合料等根据一定的配合比加工成沥青混合料，其中，沥青拌合是沥青混合料形成的重要过程，在这个过程中，原材料经过运输、传送、混合、加热、搅拌等多个环节，产生大量的粉尘。由于沥青的特殊属性，产生了巨量的严重污染环境的扬尘颗粒物，通常粒径都小于0.075mm，称回收粉尘，简称回收粉。回收粉的堆放占用了大片土地，造成土地利用率降低，并且给能源生产、资源利用和环境保护带来更为不利的影响。随着公路建设的迅猛发展，若不对回收粉尘进行回收利用，这将会成为影响可持续发展的重大问题。近些年来，拌合站采用了风力除尘、湿式除尘和布袋除尘的除尘模式，由于布袋除尘系统的广泛应用，已经明显改善了沥青拌合站附近的空气质量，粉尘的回收情况已经有了很大的改观，损坏机械设备、污染环境、危害人民身体健康等情况已经得到了明显的改善，但是对回收的粉尘如何处理又成为一个新的问题。有资料显示生产每吨混合料会回收约45kg的粉尘，而目前这些回收的粉尘还暂时没有一个很好的去处，且没有减少处理成本的办法。按环保部门规定，回收粉尘不可以直接堆放，而是要掩埋处理，但是寻找填埋场地以及处理粉尘引起二次费用的增加又超出了预算范围，并且合适的填埋场地越来越不易找到，因此寻找一种有效处理粉尘的方法势在必行。水泥稳定碎石是路面基层最常用的结构之一。普通的水泥稳定碎石材料主要是碎石中的大颗粒石料形成骨架，石料、水泥、细集料则填充于粗集料骨架形成的空隙之中，而硬化后的水泥、碎石以及细集料体积较大，不足以填充在混合料的空隙中，回收粉尘大多是<0.075mm的颗粒，回收粉尘的使用能有效地降低水泥稳定碎石的空隙率，掺入粉尘作为细集料可以改善集料的级配，提高了材料对集料级配的适应性能。并且水泥稳定碎石基层结构强度的形成是从一定规格的松散体到构成密实骨架的过程，故其压实过程十分关键，混合料在施工中出现了因压实困难而难以形成强度的问题，掺加了适量回收粉使粗集料容易移动，细集料更容易填充粗骨料，被压实的材料更易密实，水泥稳定碎石的性能提高，在施工过程中易于压实，有助于施工。掺回收粉尘的水泥碎石具有填充在混合料的空隙中，起到微集料的作用，提高水泥稳定碎石的空隙率，增强了混合料密实性。基层材料中的细物料远不能填充基层材料的内部孔隙，回收粉尘具有一定的细度，能有效填充于材料的空隙之中，特别是集料与结合料的界面之间，从而改善材料的微观结构，使其进一步密实，提高性能。掺入回收粉尘水泥稳定碎石可以满足路用性能的要求，综合利用回收粉尘掺到水泥稳定碎石中在保护环境方面起到显著作用，对减少半刚性基层沥青路面的开裂破坏、提高路面行驶安全，对延长路面使用年限有重要意义。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，解决了现有技术中回收粉尘无法利用和由半刚性基层混合料结构空隙造成的成型压实困难的问题。为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：1～5：90～94；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。作为本发明最优选的方案，所述的水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石的质量比为5：3：92。作为本发明优选的方案之一，所述的水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石的质量比为5：2：93。作为本发明优选的方案之一，所述的水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石的质量比为5：1：94。作为本发明优选的方案之一，所述的水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石的质量比为5：4：91。作为本发明优选的方案之一，所述的水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石的质量比为5：5：90。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)天然集料，特别是比较洁净的原石破碎的碎石中的石粉含量不够高，加入水泥掺量低，基层材料中的细物料(0.075mm以下)远不能填充基层材料的内部孔隙，有的集料中细物料较多，但大多数是粘土类矿物、轻物质有机质和云母，这些细颗粒不仅不利于强度的形成，而且会大幅度降低基层材料的抗裂性能，而回收粉尘具有一定的细度，能有效填充于材料的微空隙之中，特别是集料与结合料的界面之间，从而改善材料的微观结构，使其进一步密实，提高性能。(2)回收粉尘是沥青拌合站产生的废粉，是一种对环境有害处的废弃物，尤其辽沈地区产出量巨大。本发明对能源的生产和资源的利用、环境保护有重要意义，为辽沈地区沥青路面半刚性基层公路工程建设降低了成本，促进了全省道路发展向节约型转变，顺应了建设资源节约型和环境友好型社会的需求。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：1：94；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例2一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：2：93；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例3一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：3：92；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例4一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：4：91；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例5一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：5：90；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例6一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：4.5：90.5；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例7一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：3.5：91.5；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例8一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：2.5：92.5；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例9一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：1.5：93.5；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例10一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：1.3：93.7；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例11一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：1.7：93.3；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例12一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：2.3：92.7；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例13一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：2.7：92.3；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例14一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：3.3：91.7；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例15一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：3.7：91.3；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例16一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：4.3：90.7；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。实施例17一种掺配沥青拌合站回收粉尘的水泥稳定碎石基层材料，该材料由水泥、沥青拌合站回收粉尘、稳定碎石以一定质量比配制而成，其中，水泥：沥青拌合站回收粉尘：稳定碎石＝5：4.7：90.3；其中，对沥青拌合站回收粉尘的基本性能进行测试，根据《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)要求，保证其塑性指数不得大于4％，外观无团粒结块状，粒径范围满足100％小于0.6mm，90％-100％小于0.15mm，70-100％小于0.075mm的要求。其中，所述的稳定碎石最大粒径不大于31.5mm，且具体级配范围满足《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)中对悬浮密实水泥稳定类基层集料的要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。将水泥：稳定碎石＝5：95的水泥稳定碎石基层材料(标号为CDM-0)与本发明实施例1～5所得水泥稳定碎石基层材料(标号分别为CDM-1、CDM-2、CDM-3、CDM-4、CDM-5)分别进行无侧限抗压试验、抗压回弹模量试验、干缩试验及温缩试验。其中稳定碎石的级配如下表：表1悬浮密实型稳定碎石集料级配设计实验一：无侧限抗压试验依据《公路工程无机结合稳定材料试验规程》T0805-1994无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法进行0～5％不同掺量回收粉尘掺配粉尘水泥稳定碎石无侧限抗压强度。依据上述规范制作圆柱形试件，用重型击实试验得出的最佳含水量，以及筛分得出的配合比进行混合料拌合，由于是粗集料，试件尺寸为直径150mm，高150mm，平行试件个数为13个。采用7天标准养生，最后24h浸泡在20℃恒温并且水面高度高于试件顶面2.5cm的水槽中。试验操作：用万能试验机以压力机速度为1mm/min等速进行压力测试。加压到试件破坏得到试件可以承受的最大压力，按照公式计算试件的无侧限抗压强度，每个数值保留两位小数，取平均值。实验二：抗压回弹模量试验依据《公路工程无机结合稳定材料试验规程》T0805-1994无机结合料稳定材料无侧限抗压回弹试验方法采用顶面法进行抗压回弹测试。抗压回弹同无侧限抗压强度试验制件过程一致，分别采用粉尘掺量为0-5％配合比进行试验测试，每组试验的平行试件个数为6个。我们因为采用的材料为碎石类，因此采用90d养生，最后24h将试件泡水养护。将泡水后的试件取出后用布擦干，放在压力机底板上，用万能试验机对试件进行回弹模量测试，其中压力机速度为1mm/min，进行测试之后读取加载卸载时两个千分表的数值，取平均值，加载和卸载时两个读数的差值为每级荷载的回弹变形。然后重复进行该过程，求出最终结果。实验三：干缩试验按照规范制备试件，选取的梁式试件尺寸为高100mm，宽100mm，长度为300mm，平行试件个数为3个依据规范中的养生方法，试件养生龄期为7d(养生龄期的最后1d，试件泡水24h)。把养护好的试件表面水擦干，量取长度，称取质量。然后将试件竖直放到表面平整的称面上，放好后放置千分表，两支千分表同时固定在一个试件的顶部，对放置好的试件进行观测，观测时间为72h，间隔分别为2h、2h、4h、4h、12h、24h和24h。实验四：温缩试验试件的制备和养护过程同干缩试验的相同。试验操作过程为：养生结束后，将饱水后的试件表面水擦干，将试件放人105℃的烘箱中烘10～12h至恒量，保证试件干燥没有自由水的存在，烘干后将试件放到干燥通风的地方至常温。将80mm标距、120.01Ω的电阻应变片贴于梁式试件的两侧中心位置，两个应变片的连接方式为串联，然后焊接导线。用DHDAS动态信号采集仪测试件的温缩应变，试验从高温开始，隔10℃降温一次，按照降温速率的要求，保温3h，在保温结束前的5min内读取数值。本次试验的温度范围为30℃～-30℃，在高温时恒温箱，低温时采用低温箱进行控制降温。试验数据及简析如下：表2不同粉尘掺量7d无侧限抗压强度测试值无侧限抗压试验表明，同种级配下随着粉尘掺量的增加，7d无侧限抗压强度总体呈减小趋势。但是掺加量小于3％时对强度影响很小，且强度最低达到3.48MPa，满足中重交通；超过3％时，强度下降幅度变大，强度达到2.73MPa能满足轻交通的标准。表3回收粉尘掺配水泥稳定碎石抗压回弹模量抗压回弹试验表明，3％以下掺量抗压回弹模量下降量少，即抵抗变形能力与基本型相差无几，说明掺量小于3％的粉尘水泥稳定碎石能够满足路用性能的要求。表4平均干缩应变结果粉尘掺量％012345平均干缩应变10-6174.36178.92182.96195.34212.92220.17增长百分数(％)-2.614.9311.4619.7421.51表5粉尘水泥稳定碎石温缩系数(10-6/℃)干缩温缩试验表明：小于3％的掺回收粉尘的水泥稳定碎石的平均干缩应变和温缩系数变化小，若用于道路铺筑，基层不会发生剧烈变形，引起太多的干缩裂缝和温缩裂缝，而掺量超出3％时对干温缩产生的影响则略高于小于3％掺量。通过以上数据可以看出，回收粉尘作为基层细集料是可行的，当掺加量小于3％时，对基层性能影响可忽略，大于3％时有略微影响，但仍能满足路用要求。出于对粉尘的利用率和路用性能的综合考虑，3％的回收粉尘为最佳掺配量。既具有抵抗变形能力，抗收缩能力，保证了其适用性，又可以将尽量多的回收粉尘加以利用。综上所述，这种将1％-5％的回收粉尘掺配到水泥稳定碎石中作为路基材料是可行的，同时保证最佳的粉尘利用率和路用性能的掺配量为3％，在结构上改善了空隙和压实困难等问题；环境上，回收粉尘的废物利用减少半刚性基层路面的建设成本，对沥青拌合站而言，减少粉尘回收处理减少了设备成本，除此之外，回收粉尘的利用减少了细小颗粒物的排放，可带来巨大的社会效益。当前第1页1 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