基于星点设计-响应面法的掺RAP和铁尾矿砂水泥稳定碎石配比优化

摘要

为了促进废旧沥青混合料(RAP)和铁尾矿砂的高值化利用,采用星点设计-响应面法对掺有RAP和铁尾矿砂水稳碎石进行配合比设计.其中以水泥、RAP和铁尾矿砂(掺量)为影响因子,抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量为响应值,分析各因素(掺量)及其交互作用对响应值的影响规律,并得到最优配比.结果表明:各因素(掺量)对抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量的影响强弱顺序依次均为水泥>RAP>铁尾矿砂,各因素交互作用对抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量的影响均不显著;最优配比为水泥掺量4.48％,RAP掺量55.08％,铁尾矿砂掺量14.87％,通过换算得到天然集料占比为25.57％,该配比下混合料的7 d无侧限抗压强度满足高速公路、一级公路基层的强度要求.通过试验可知,最优配比下试件的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量的理论值与实测值相接近,说明采用星点设计-响应面法对水稳碎石基层材料进行配比优化是可靠的.抗冻性能试验结果表明最优配比下的水稳碎石基层材料具有较好的抗冻性能.