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近年来，随着我国经济的迅猛发展，高楼大厦平地而起，拆迁带来的废旧建筑垃圾也越来越多，建筑垃圾主要是砖、石、混凝土，这些往往是不可降解的，进而造成了环境污染和大量不可再生资源的浪费。
我国公路的总里程逐年上升，在道路施工中需要大量集料，这些材料主要是通过开山采石获得，导致大面积的山体被开挖，大面积的植被被破坏，造成环境上不可预料的损失。如能回收这些废旧建筑垃圾，采取措施将其粉碎成粗细集料并用在道路工程中，既可以保护环境又可以节约自然资源。
废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料是一种将废旧建筑垃圾再生集料代替新集料的沥青混合料。为了调查废旧建筑垃圾再生集料在沥青混合料中使用的可行性，首先要研究该种集料本身的物理和力学性能，然后对废旧建筑垃圾再生集料制备的热拌沥青混合料进行路用性能试验，并将试验结果与新集料制成的沥青混合料的相关性能进行比较分析。
1废旧建筑垃圾再生集料的性能
1.1试验采用的集料
1.1.1废旧建筑垃圾再生集料
废旧建筑垃圾再生集料是通过压碎较大的废旧建筑块生产出的一种再生集料。做法是把废旧建筑块放在金属平台上用锤子将其砸碎。把大块再压成小块并过筛直到集料的级配满足要求。唯一不纯的是压碎前黏在废旧集料上的灰泥。在实验室把旧建筑块压碎成小于20mm的集料，过筛时大部分的灰泥都变成灰尘消散了，但仍有一些黏在集料颗粒上。在压碎过程中应尽量减少集料中的针片状颗粒含量。观察到再生建筑集料颗粒的表面很粗糙，棱角很尖锐。
1.1.2试验用普通集料
为了和废旧建筑垃圾再生集料对比，选用与再生集料级配相同的石灰岩碎石作为普通集料。根据观察，石灰岩碎石的表面相对较光滑，棱角相对较少。
1.2集料的性能试验
1.2.1筛分试验
将废旧建筑垃圾再生集料通过一系列规定筛孔尺寸的标准筛进行筛分，测定留在各个筛上的集料质量。废旧建筑垃圾再生集料级配组成见表1。
1.2.2表观密度试验
废旧建筑垃圾再生集料的表观相对密度的试验结果见表2。
表2中结果显示废旧建筑垃圾再生集料的表观相对密度比石灰岩集料小，但能够满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定的要求。这主要是因为生产再生的废旧建筑垃圾表面有部分水泥砂浆和粉尘，影响了再生集料的密度，故其表观密度较低。但再生集料较轻，可以减少拌和、运输和摊铺沥青混合料时需要的能量。
表1本试验所采用的再生集料级配
1.2.3孔隙率
孔隙率为多孔材料试样中孔隙的体积，它是以试样总体积的百分率来表示的。把再生集料用在沥青混合料中，就必须有一定的孔隙率，因为集料的孔隙率会影响沥青混合料中结构沥青的数量以及集料与沥青的黏附性，从而影响沥青混合料的水稳定性和高温稳定性等路用性能。
从表3中可看出废旧建筑垃圾再生集料孔隙率较高。这主要是因为：再生集料表面附有废旧水泥砂浆，砂浆中存在一定空隙，而且其颗粒棱角多，表面粗糙，在破碎过程中其颗粒内部往往可能产生微裂缝，因此其孔隙率比新集料要大得多。
表3再生集料与普通集料的孔隙率
1.2.4压碎值试验
集料压碎值用于衡量集料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，是沥青面层的重要指标。表4是废旧建筑垃圾再生集料与普通集料的压碎值试验结果。
表4再生集料与普通集料的压碎值
从表4中可看出废旧建筑垃圾再生集料的压碎值和普通集料相差不大，能够满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定的沥青面层集料压碎值要求。再生集料的压碎值不仅与废旧建筑垃圾的强度有关，而且还与集料的级配有关。对于同一种集料，级配良好者其抗压碎的性能就好，级配差且针片状颗粒含量多的集料，其抵抗压碎的性能就差。由于本试验试样采用原始级配，因此如果再生集料经过配合比组成设计后而达到良好级配，其压碎值可以进一步提高。
1.2.5洛杉矶磨耗试验
洛杉矶磨耗损失是集料抵抗冲击、边缘剪切和摩擦等联合作用的性能指标。洛杉矶磨耗试验结果见表5。
表5再生集料与普通集料的洛杉矶磨耗损失
从表5中可看出废旧建筑垃圾再生集料洛杉矶磨耗损失比新集料稍低，但可以满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定的路用要求。根据表5数据分析，再生集料的耐磨性比普通集料要差，这是因为再生集料表面的废旧水泥砂浆在磨耗过程中容易剥落。
2废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的性能
通过马歇尔试验确定废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的最佳沥青用量，研究废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的毛体积密度、稳定度、流值等主要物理力学指标随沥青用量变化的规律；通过浸水马歇尔试验研究废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的水稳定性能。
2.1沥青的选择
根据气候分类，江苏属于湿热区，沥青混合料所用沥青宜选中、低标号，为适当兼顾高温、低温两方面要求，选用A级70号沥青。采用同一种类型的沥青可以研究改变集料类型对沥青混凝土的影响。
表6沥青的技术指标
2.2最佳沥青用量确定
由马歇尔试验确定的废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料和普通集料沥青混合料的最佳沥青用量见表7。
表7再生集料与新集料的最佳沥青用量
从表7试验数据可看出废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的最佳沥青用量比新集料沥青混合料高4.9%。沥青量增加的原因主要是废旧建筑垃圾再生集料颗粒比普通集料颗粒的孔隙率高，表面更粗糙。由于具有大而多的孔隙，可吸附更多的沥青。此外，马歇尔试件的质量是一定的，再生集料的密度较小，其颗粒的数量比普通集料多，这说明在马歇尔试件中再生集料的表面积较大，故其吸附的沥青较多。
2.3马歇尔稳定度试验
本试验采用相同的配合比设计方法和拌和工艺将废旧建筑垃圾再生集料和普通集料分别制备成AC-20沥青混合料。试验采用的两种沥青混合料的矿料配合比大致均为59%的粗集料、35%细集料、6%的矿粉，将这两种沥青混合料的试验结果相比，考察废旧建筑垃圾再生集料制备的沥青混合料能否达到要求。表8是采用最佳沥青用量（即再生集料采用4.3%，新集料采用4.1%）时的废旧建筑垃圾再生集料和普通集料的马歇尔试验结果。
表8再生集料与普通集料沥青混合料在最佳沥青用量时的马歇尔试验结果
从表8中的试验结果可看出废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的毛体积密度比普通集料沥青混合料低10.5%，稳定度比普通集料沥青混合料高4%，流值比普通集料沥青混合料低3.8%。废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的毛体积密度较低主要是因为废旧建筑垃圾再生集料的密度低于普通集料，可见混合料中集料的密度越小，则混合料的密度越小。废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的稳定度较高关键原因是再生集料的孔隙率比普通集料高，因此再生集料颗粒比普通集料拥有更多的孔隙且表面更粗糙，使它们能更好地吸附沥青。废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的流值较低主要也是由于再生集料的孔隙率比普通集料高，减少了沥青混合料中自由沥青的含量。
为了研究废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的主要性能指标随沥青用量变化的规律，根据马歇尔试验的结果分别绘制沥青用量与毛体积密度、稳定度、流值等物理力学指标关系图，如图1～图3。
图3流值与沥青用量关系
从图1中可看出废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的密度始终比普通集料沥青混合料低，且随着沥青用量的变化普通集料沥青混合料的密度变化幅度较大，废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料密度的变化较平缓。主要原因是再生集料颗粒比普通集料拥有更多的孔隙且表面更粗糙，加入混合料的沥青大部分都转化为结构沥青，对混合料的密度影响较小。
从图2中可看出废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的稳定度始终比普通集料沥青混合料高，且沥青用量超过最佳沥青用量时普通集料沥青混合料的稳定度下降速率较快，这是因为与再生集料相比，沥青用量超过最佳沥青用量时普通集料混合料中增加的沥青多是自由沥青，对混合料的稳定度影响较大。
虽然表8的数据显示最佳沥青用量时废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的流值和普通集料沥青混合料相差并不大，但从图3中可明显看出普通集料沥青混合料的流值增长率高于废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料。这说明在荷载作用下普通集料沥青混合料比废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的变形快。这是因为与废旧建筑垃圾再生集料相比，普通集料孔隙率较小，颗粒表面较光滑。
2.4浸水马歇尔稳定度试验
本试验采用浸水马歇尔试验方法评价废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的水稳定性。图4是废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料和普通集料沥青混合料的浸水马歇尔试验结果。
图4不同集料沥青混合料的漫水马歇尔残留稳定度
《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定高速公路用沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度必须大于80%。从图4可看出，废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的残留稳定度满足规范要求。废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的残留稳定度比普通集料沥青混合料高6.3%，说明利用废旧建筑垃圾再生集料制备的沥青混合料水稳定性明显提高。主要是因为废旧建筑垃圾再生集料具有较高的孔隙率，且集料颗粒表面粗糙，与沥青的黏附性较好。
3结语
（1）将废旧建筑垃圾再生集料制备成性能满足要求的沥青混合料是可行的。
（2）通过废旧建筑垃圾再生集料的表观密度试验、孔隙率、压碎值试验、洛杉矶磨耗试验的分析，可知：再生集料的表观相对密度、压碎值、洛杉矶磨耗损失均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的规定要求；与普通集料沥青混合料相比，再生集料的表观相对密度低0.12，孔隙率高18.24%，压碎值高3.52%，洛杉矶磨耗损失高5.19%。
（3）用废旧建筑垃圾再生集料代替普通集料配制沥青混合料并不需要更改设计方法和拌和工艺，但废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料比普通集料沥青混合料需要的沥青用量多0.2%。
（4）通过标准马歇尔试验的分析可知：与普通集料沥青混合料相比，以最佳沥青用量配制的废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的稳定度提高了4%，流值降低了3.8%，毛体积密度降低了10.5%。
（5）通过研究废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的毛体积密度、稳定度、流值等主要物理力学指标随沥青用量变化的规律可知：由于废旧建筑垃圾再生集料孔隙率较高且颗粒表面较粗糙，再生集料比普通集料吸附了更多的结构沥青，使得沥青用量变化时再生集料沥青混合料比普通集料沥青混合料的毛体积密度、稳定度和流值的变化率较小，从而确保了废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料具有较好的工作性能。
（6）通过浸水马歇尔试验的分析可知：与普通集料沥青混合料相比，废旧建筑垃圾再生集料沥青混合料的残留稳定度比普通集料沥青混合料高6.3%，表明利用废旧建筑垃圾再生集料制备的沥青混合料水稳定性较好。
参考文献：略
