由于早期修建水泥混凝土路面随着使用年限的增长、交通荷载的增加产生大量路面病害,越来越多的水泥混凝土路面需要养护、维修,甚至提质改造。而水泥混凝土路面破碎后产生的大量建筑垃圾对生态环境造成了较大的影响,如何合理处置建筑垃圾成为了当今研究热点。同时,随着我国基础建设力度的加大,大量的天然石料、砂子等资源已经严重匮乏,因此破碎混凝土再利用研究具有十分重要的战略意义。但由于再生骨料性能缺陷,不同掺量下再生混凝土性能会有所差异。故本文首先对再生粗骨料进行强化研究,其次研究了低掺量再生粗集料公路混凝土最佳配比,最后提出了高掺量再生粗集料下混凝土的最佳配比,对今后再生混凝土在公路和建筑中的应用起到一定借鉴作用。选取四种强化方式对再生粗集料进行强化研究。研究发现:四种强化方式中对集料物理性质表观密度、吸水率、棱角性、表面纹理最优的强化方式分别是:水泥浆掺粉煤灰(7d)、氢氧化钠与聚乙烯醇、硫酸和水泥浆掺粉煤灰7d。对集料力学性质表现最优的是水泥浆掺粉煤灰(3d)。棱角性受磨耗作用影响最小是强化方式是氢氧化钠与聚乙烯醇,表面纹理指数受磨耗作用影响最小的强化方式也是氢氧化钠与聚乙烯醇。通过汇总几种强化方式的机理得到:水泥浆外掺矿物质掺和料在空隙填充、微小裂缝修复作用基础上,与Ca(OH)2反应产生胶凝性水化产物;5%硫酸浓度浸泡腐蚀了低强度、多孔隙的砂浆,从而提高了集料强度,降低吸水率;而采用NaoH和PVA处理后集料,再生集料表面中硅酸盐和PVA发生反应,游离态水与PVA产生了水化反应。基于普通混凝土配合比设计方法、公路混凝土配合比设计方法和预吸水配比设计方法,确定了三四级公路中20%、40%和60%三种再生粗集料掺量下的水泥混凝土配合比。研究得到:不掺加再生骨料配合比28d抗压强度达到49.6MPa,满足C40混凝土抗压强度要求,同时随着再生骨料掺量的增加到20、40和60%,抗压强度逐渐下降,下降幅度分别为12.3%、18.9%和16.9%,但仍满足C40强度要求;六种不同经验公式下计算得到三种掺量下水泥混凝土抗弯拉强度(7d)换算结果均大于4.0MPa,这表明这三种掺量下配比设计满足轻等级交通荷载水平公路设计要求;再生混凝土干缩率随着再生粗集料用量的增加而变大。采用正交试验方法对高强高掺量下再生混凝土进行配比研究。极差分析发现:由排队分析法结果来看,最优配比为粉煤灰1 0%、硅灰7.5%、取代率80%、减水剂2%、水胶比0.31;由矩阵分析法得到最优配比为水胶比0.31、取代率80%、减水剂2%、粉煤灰1 0%和硅灰0%。方差分析结果得到:五种因素中对坍落度、7d抗压强度和7d劈裂抗拉强度影响最大的因素分别是减水剂掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量。对比两种不同综合评价研究发现:尽管不同综合评价方法得到的最优配比不尽相同,但因素显著上存在相同点,即减水剂掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量三个因素对高强高性能再生混凝土综合性能影响大于水胶比和取代率。