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从“废”到“宝”：二灰碎石半刚性基层再生为刚性基层的深度探究

一、引言

1.1研究背景

随着城市化进程的加快和交通基础设施的不断完善，道路建设行业经历了快速发展。道路作为交通的重要载体，其质量和性能直接关系到交通运输的效率和安全。在道路建设中，路面基层是重要的结构层，承担着传递和分散车辆荷载的作用。二灰碎石半刚性基层由于具有强度高、水稳性好、板体性强等优点，在道路建设中得到了广泛应用，是公路路面结构的重要组成部分。

然而，随着交通量的日益增加以及道路使用年限的增长，早期修建的道路出现了不同程度的损坏，需要进行大修或改建。在这些工程中，铣刨后的二灰碎石半刚性基层材料大量废弃。这些废料的存放不仅占用大量的土地资源，还对环境造成了污染。以20m宽、35cm厚来计算，每米道路产生的二灰废料可达7m3，若一条高速公路全长100多公里，产生的二灰废料则有70多万方。与此同时，传统道路建设对天然砂石等资源的大量开采，也给自然资源和生态环境带来了巨大压力，资源短缺和环境问题日益突出。因此，实现二灰碎石半刚性基层材料的再生利用，不仅可以解决废料处理的难题，减少对环境的负面影响，还能降低道路建设对天然资源的依赖，符合可持续发展的战略要求。

1.2研究目的与意义

本研究旨在深入探究二灰碎石半刚性基层再生做刚性基层的技术可行性，详细分析其在力学性能、耐久性等方面的优势，为道路工程领域提供一种新的基层材料解决方案。通过对二灰碎石半刚性基层再生技术的研究，确定最佳的再生处理方式和配合比设计，提高再生材料的性能，使其能够满足刚性基层的路用要求。这有助于推动道路材料的循环利用，减少道路建设和维护过程中对新材料的需求，从而降低资源消耗，减少对天然砂石等原材料的开采，保护自然资源。

废弃的二灰碎石基层若得不到妥善处理，会占用土地、污染土壤和水源。实现其再生利用，能有效减少废弃物的排放，降低对环境的污染，减轻环境压力，促进道路建设与环境保护的协调发展。同时，该研究成果若能广泛应用，可降低道路工程成本，提高道路的使用寿命和性能，推动道路工程技术的进步，为道路建设行业的可持续发展提供有力支持。

1.3国内外研究现状

国外在道路材料再生利用方面起步较早，对半刚性基层材料再生利用的研究也较为深入。在再生技术方面，已经开发出多种成熟的工艺，如冷再生技术、热再生技术等。冷再生技术是将旧路面材料在常温下与新的结合料、添加剂等混合搅拌，重新铺筑路面；热再生技术则是通过加热旧路面材料，使其软化后与新料混合再生。在再生设备上，国外也有先进的产品，能够精确控制再生材料的配合比和生产过程，保证再生材料的质量。

国内对半刚性基层材料再生利用的研究也取得了一定的进展。许多科研机构和高校针对二灰碎石半刚性基层再生技术展开了研究，通过室内试验和现场试验，对再生骨料的性能、配合比设计以及再生基层的力学性能、耐久性等进行了分析。一些地区已经将二灰碎石再生技术应用于实际道路工程中，取得了良好的效果。例如，山东省某高速公路大修时，将产生的二灰废料回收加工，用于其他道路改建工程的基层主料，既降低了成本，又减少了土地占用和环境污染。但总体来说，国内在二灰碎石半刚性基层再生做刚性基层的研究方面，还需要进一步深入，在再生技术的稳定性、再生材料性能的优化等方面仍有提升空间，以更好地满足道路工程建设的需求。

二、二灰碎石半刚性基层与刚性基层概述

2.1二灰碎石半刚性基层

2.1.1材料组成与特性

二灰碎石半刚性基层主要由石灰、粉煤灰和碎石组成。其中，石灰和粉煤灰作为胶结材料，在与水发生一系列物理化学反应后，形成具有一定强度和粘结力的凝胶体，将碎石牢固地粘结在一起，使整个基层形成一个稳定的整体结构。碎石则在其中起到骨架作用，提供支撑和承载能力。

这种基层具有明显的水硬性，在潮湿环境中，石灰和粉煤灰的水化反应会持续进行，不断增强基层的强度。缓凝性也是其显著特性之一，使得二灰碎石混合料在施工过程中有较为充裕的时间进行拌和、摊铺和压实等操作。它还具备良好的板体性，在车辆荷载作用下，能够将荷载均匀地分布到整个基层，有效减少局部应力集中。此外，二灰碎石半刚性基层还具有一定的抗裂性，这主要得益于石灰和粉煤灰的胶结作用以及碎石的骨架支撑，能够在一定程度上抵抗因温度变化、车辆荷载等因素引起的拉应力，减少裂缝的产生。这些特性使得二灰碎石半刚性基层在道路基层中能够有效地承受车辆荷载，分散应力，保证路面的稳定性和耐久性。

2.1.2应用现状与存在问题

在当前的道路建设中，二灰碎石半刚性基层凭借其材料来源广泛、可就地取材，施工工艺相对简单、成本较低等优势，在各级道路中得到了广泛应用。无论是高速公路、一级公路等交通量大、承载要求高的道路，还是城市道路、乡村公路等，都能看到二灰碎石半刚性基层