本发明涉及再生路面施工的技术领域，尤其是一种将损坏的水泥混凝土路面再生形成道路基层的方法。
背景技术：
随着我国道路建设的高速发展，我国早期修建的水泥混凝土路面中已有一定比例需要进行不同程度的维修养护，部分路段因为受损严重而需要进行大修或重建。目前通行做法是将已损坏的路面清除掉，对路面基层进行修补之后再重新铺装路面，而拆除下来的废弃混凝土往往作为垃圾被直接丢弃。水泥混凝土路面设计使用年限通常不超过15年，据调查每百公里的水泥混凝土路面，在建成通车10年内，累计有2％的水泥混凝土面板被更换，水泥混凝土面板的设计厚度通常为24cm，由此将产生约10800m3的废弃混凝土。随着水泥混凝土路面使用年限的增长，路面病害会不断的恶化，因此将产生巨量的废弃混凝土。将未经处理的废弃混凝土直接堆放或者以填埋的方法进行处治，将占用大量的土地资源，需要大量的处理资金，同时也会造成环境污染、生态破坏。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种将损坏的水泥混凝土路面再生形成道路基层的方法，能够解决损坏水泥混凝土路面产生的废弃混凝土的处理问题，实现资源循环再生利用。
为解决上述技术问题，本发明提供一种将损坏的水泥混凝土路面再生形成道路基层的方法，包括如下步骤：
(1)利用损坏的水泥混凝土路面破碎后得到再生集料；
(2)对再生集料进行筛分得到废弃混凝土粉体和再生粗细集料，并利用废弃混凝土粉体制备胶凝材料；
(3)再将制得的胶凝材料和再生粗细集料结合制备再生混凝土，根据相关规范将所得再生混凝土用作该损坏水泥混凝土路面的基层。
优选的，胶凝材料的具体制备方法包括如下步骤：
(21)将naoh固体颗粒溶于纯净水中，搅拌至完全溶解，静置冷却至室温；
(22)向冷却的naoh溶液中加入水玻璃溶液，搅拌均匀；
(23)将步骤(22)得到的溶液缓缓加入到废弃混凝土粉体与粉煤灰的混合物中，充分搅拌至均匀，保证硅、铝、钙充分溶解。
优选的，再生集料的级配具体为：再生集料的粒径小于31.5mm的含量为100％；粒径在19-31.5mm之间的含量为14％-32％；粒径在9.5-19mm之间的为28％-30％；粒径在4.75-9.5mm之间的含量为16％-26％；粒径在2.36-4.75mm之间的含量为4％-6％；粒径在0.6-2.36mm之间的含量为8％-13％；粒径在0.075-0.6mm之间的含量为8％-12％；粒径小于0.075mm的含量为0％-3％。
优选的，再生混凝土以再生粗细集料和制备的胶凝材料为主要成分，其中胶凝材料的质量为再生粗细集料质量的4％-6％。
优选的，胶凝材料中各组分的具体质量配合比为：废弃混凝土粉体：粉煤灰＝2.5-5.0，(废弃混凝土粉体+粉煤灰)：naoh溶液＝3.8-4.2，naoh溶液：水玻璃＝0.8-1.2，naoh溶液浓度为18mol/l，水玻璃模数为1.5-2.0。
优选的，胶凝材料中各组分的品质要求如下：粉煤灰：硅铝质总量应大于75％且烧失量应小于8％；废弃混凝土粉体：粒径不大于0.075mm，硅铝质总量应大于45％，烧失量不大于25％；水玻璃：固体总含量应大于35％；氢氧化钠：naoh含量不低于98％。
本发明的有益效果为：解决由损坏水泥混凝土路面产生的废弃混凝土的再生利用问题；减少天然石料及水泥的使用，减少环境污染。
具体实施方式
一种将损坏的水泥混凝土路面再生形成道路基层的方法，包括如下步骤：
(1)利用损坏的水泥混凝土路面破碎后得到再生集料；
(2)对再生集料进行筛分得到废弃混凝土粉体和再生粗细集料，并利用废弃混凝土粉体制备胶凝材料；
(3)再将制得的胶凝材料和再生粗细集料结合制备再生混凝土，根据相关规范将所得再生混凝土用作该损坏水泥混凝土路面的基层。
胶凝材料的具体制备方法包括如下步骤：
(21)将naoh固体颗粒溶于纯净水中，搅拌至完全溶解，静置冷却至室温；
(22)向冷却的naoh溶液中加入水玻璃溶液，搅拌均匀；
(23)将步骤(22)得到的溶液缓缓加入到废弃混凝土粉体与粉煤灰的混合物中，充分搅拌至均匀，保证硅、铝、钙充分溶解。
再生集料的级配具体为：再生集料的粒径小于31.5mm的含量为100％；粒径在19-31.5mm之间的含量为14％-32％；粒径在9.5-19mm之间的为28％-30％；粒径在4.75-9.5mm之间的含量为16％-26％；粒径在2.36-4.75mm之间的含量为4％-6％；粒径在0.6-2.36mm之间的含量为8％-13％；粒径在0.075-0.6mm之间的含量为8％-12％；粒径小于0.075mm的含量为0％-3％。
再生混凝土以再生粗细集料和制备的胶凝材料为主要成分，其中胶凝材料的质量为再生粗细集料质量的4％-6％。
胶凝材料中各组分的具体质量配合比为：废弃混凝土粉体：粉煤灰＝2.5-5.0，(废弃混凝土粉体+粉煤灰)：naoh溶液＝3.8-4.2，naoh溶液：水玻璃＝0.8-1.2，naoh溶液浓度为18mol/l，水玻璃模数为1.5-2.0。
胶凝材料中各组分的品质要求如下：粉煤灰：硅铝质总量应大于75％且烧失量应小于8％；废弃混凝土粉体：粒径不大于0.075mm，硅铝质总量应大于45％，烧失量不大于25％；水玻璃：固体总含量应大于35％；氢氧化钠：naoh含量不低于98％。
本发明提出一种损坏水泥混凝土路面再生形成道路基层的方法。主要利用损坏的水泥混凝土路面破碎得到的废弃混凝土制备胶凝材料和再生混凝土，并将其用作道路基层材料。胶凝材料和再生混凝土的具体制备方法如下：
(1)胶凝材料的制备
为提高废弃混凝土的利用率，同时降低试验成本，试验采用由损坏的水泥混凝土路面得到的废弃混凝土粉体与粉煤灰一起作为胶凝材料的基本组分，氢氧化钠和水玻璃的混合溶液作为碱激发剂来制备胶凝材料。
其中，对各组分材料的品质做如下要求：
粉煤灰：硅铝质总量应大于75％且烧失量应小于8％；
废弃混凝土粉体：粒径不大于0.075mm，硅铝质总量应大于45％，烧失量不大于25％；
水玻璃：固体总含量应大于35％，模数根据试验条件调节；
氢氧化钠：naoh含量不低于98％。
各组分具体配合比为：
废弃混凝土粉体：粉煤灰的取值范围在2.5-5.0之间，naoh溶液浓度为18mol/l，水玻璃模数在1.5-2.0之间。其中(废弃混凝土粉体+粉煤灰)和naoh溶液的质量比取值范围在3.8-4.2之间，naoh溶液和水玻璃的质量比在0.8-1.2之间。
胶凝材料浆体的制备步骤如下：
1)将naoh固体颗粒溶于纯净水中，搅拌至完全溶解，静置冷却至室温。
2)向冷却的naoh溶液中加入水玻璃溶液，搅拌均匀，静置30分钟。
3)将2)中溶液缓缓加入到废弃混凝土粉体与粉煤灰的混合物中，充分搅拌至均匀，保证硅、铝、钙充分溶解。
(2)再生混凝土制备
再生混凝土的制备以再生集料和(1)中所制备的胶凝材料为主要成分，其中胶凝材料的比重在再生集料质量的4％-6％之间，再生集料的级配如表1所示：
表1再生混凝土基层集料级配
依照《公路路面基层施工技术规范》(jtj034-2004)进行再生混凝土的制备。
(3)现场施工
以损坏水泥混凝土路面所得的废弃混凝土来制备胶凝材料及再生混凝土的过程均可在损坏水泥混凝土路面的现场进行操作，所得再生混凝土可直接用作该损坏水泥混凝土路面的基层。
实施例1：
以某损坏水泥混凝土路面产生的废弃混凝土为原材料，通过筛分来获取粗细集料和废弃混凝土粉体，对废弃混凝土粉体进行研磨筛分以获取粒径小于0.075mm的部分。以废弃混凝土粉体和粉煤灰为主要原料，氢氧化钠溶液和水玻璃作为碱激发剂来制备地聚合物胶凝材料，各组分具体配合比为废弃混凝土粉体：粉煤灰＝70：30、naoh溶液浓度＝18mol/l、水玻璃模数取1.5。
通过无侧限抗压强度得到该地聚合物胶凝材料的7天无侧限抗压强度高达41.5mpa。
表2半刚性基层集料级配
半刚性基层材料中地聚合物胶凝材料的掺量为5.5％，对试样进行无侧限抗压强度、劈裂强度、无侧限抗压回弹模量、水稳定性试验，试验结果如下所示：
表3无侧限抗压强度试验结果
路面基层的抗压强度一般要求在3.0mpa左右。由上表可知，再生混凝土的7天、28天、90天无侧限抗压强度均高于3.0mpa，满足规范要求。
表4劈裂强度试验结果
对于路面基层，劈裂强度一般要求大于0.4mpa，由表可知再生混凝土的劈裂强度满足规范要求。
表5无侧限抗压回弹模量试验结果
相关规范表明水泥稳定碎石路面基层的回弹模量平均取值范围一般在2150-3500mpa之间，由上表可知再生混凝土的回弹模量满足规范要求。
表6水稳定性试验结果
由上表可知，由损坏混凝土所得的再生集料制备的再生混凝土其水稳定性良好，满足作为道路基层材料的要求。
实施例2：
以某损坏水泥混凝土路面产生的废弃混凝土为原材料，通过筛分来获取粗细集料和废弃混凝土粉体，对废弃混凝土粉体进行研磨筛分以获取粒径小于0.075mm的部分。以废弃混凝土粉体和粉煤灰为主要原料，氢氧化钠溶液和水玻璃作为碱激发剂来制备地聚合物胶凝材料，配合比为废弃混凝土粉体：粉煤灰＝60：40、naoh溶液浓度＝18mol/l、水玻璃模数取2.0。
通过无侧限抗压强度得到该地聚合物胶凝材料的7天无侧限抗压强度高达30.2mpa。
表7半刚性基层集料级配
半刚性基层材料中地聚合物胶凝材料的掺量为5.5％，对试样进行无侧限抗压强度、劈裂强度、无侧限抗压回弹模量、水稳定性试验，试验结果如下所示：
表8无侧限抗压强度试验结果
路面基层的抗压强度一般要求在3.0mpa左右。由上表可知，再生混凝土的7天、28天、90天无侧限抗压强度均高于3.0mpa，满足规范要求。
表9劈裂强度试验结果
对于路面基层，劈裂强度一般要求大于0.4mpa，由表可知再生混凝土的劈裂强度满足规范要求。
表10无侧限抗压回弹模量试验结果
相关规范表明水泥稳定碎石路面基层的回弹模量平均取值范围一般在2150-3500mpa之间，由上表可知再生混凝土的回弹模量满足规范要求。
表11水稳定性试验结果
由上表可知，由损坏混凝土所得的再生集料制备的再生混凝土其水稳定性良好，满足作为道路基层材料的要求。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。