探讨钢渣沥青混合料在道路工程中的应用

探讨钢渣沥青混合料在道路工程中的应用

赵福达

芜湖市交通运输综合行政执法支队 安徽省芜湖市 241000

摘要：在道路工程建设中，将钢渣掺入到沥青混合料能够改善路面使用性能，减少废弃资源排放，提高工程建设综合效益。本文分析了钢渣沥青混合料的组成，研究了钢渣沥青混合料的路用性能，并提出了钢渣沥青混合料在道路工程中的施工技术，期望对提高道路工程路面施工质量有所帮助。

关键词：钢渣沥青混合料；道路工程；施工技术

钢渣是高温炼钢中产生的剩余杂质，随着我国钢铁工业的快速发展，钢渣产出量不断增大，需要大面积土地处理废弃的钢渣，这对周围环境造成一定程度污染。从道路工程建设领域来看，钢渣具有强度高、耐磨性强、与沥青粘附性好等物理力学优势，将其应用到道路工程沥青混合料中能够有效改善沥青路面的路用性能。故此，有必要研究钢渣沥青混合料的路用性能，道路工程路面施工提供依据。

1钢渣沥青混合料的组成

钢渣沥青混合料主要由钢渣、沥青、粗集料、细集料、填料等原材料组成，各种原材料的性能技术指标如下：

1.1钢渣

钢渣中含有SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、SO3、MnO、P2O5、CaO等成分，碱度偏高，活性较强；钢渣表面可见多个小孔，可与沥青之间产生较强的粘附力；在选用钢渣时，要求钢渣压碎值、洛杉矶磨耗值、吸水率、针片状合理含量、软石含量、进水膨胀率等各项指标都必须符合技术规范要求。根据检测结果表明，钢渣集料的部分物理力学性能优于天然集料[1]。

1.2沥青

钢渣沥青混合料采用SBS改性沥青，试验检测改性沥青针入度、软化点、延度、动力粘度、弹性恢复、加热试验质量损失等指标，要求各项指标必须符合技术规范要求。通过在混合料中使用SBS改性沥青，能够有效改善混合料低温抗裂性和高温稳定性。

1.3粗集料

采用玄武岩作为粗集料，要求粗集料粗糙、坚韧、有棱角，压碎值不得大于25%，软石含量需低于1%，针片状颗粒含量小于15%。

1.4细集料

采用石灰岩作为细集料，要求细集料外观无团粒结块，坚固性大于12%，砂当量大于55%。

1.5填料

采用石灰岩磨细的矿粉作为填料，石灰岩属于碱性石料，能够增强沥青与集料之间的粘附力。要求填料含水量不得大于1%，塑性指数低于4%。

2钢渣沥青混合料的路用性能

2.1高温稳定性

钢渣混合料属于热塑性材料，不同钢渣掺量、不同级配的混合料，其高温稳定性也有所不同，高温稳定性的试验结果如表1所示。根据试验结果表明，沥青混合料掺入钢渣后显著提升了混合料的高温稳定性，使混合料的动稳定度远远超出技术规范要求的3000次/mm。

表1 钢渣混合料的高温稳定性试验结果

2.2低温抗裂性

沥青混合料路面在低温环境下容易发生开裂病害，影响路面行车的舒适性和安全性。在沥青混合料中，将钢渣作为粗细集料时能够提升混合料的低温性能。对不同级配的混合料进行低温弯曲试验，试验结果如下：AC-13粗钢细石沥青混合料的最大弯拉应变为3348.6με，全钢渣沥青混合料的最大弯拉应变为7742.4με，提升率为131.2%；AC-25粗钢细石沥青混合料的最大弯拉应变为2318.0με，全钢渣沥青混合料的最大弯拉应变为5022.0με，提升率为116.7%。由此表明，在沥青混合料中掺入一定量的钢渣能够改善混合料的低温性能。

2.3水稳定性

钢渣沥青混合料中的钢渣掺量大小会对混合料水稳定性产生一定程度影响。当钢渣掺量过高时，混合料的空隙率随之增大，更容易使水分渗入到混合料结构中，降低混合料的水稳定性[2]。故此，在设计钢渣沥青混合料的配合比时要控制钢渣掺量，避免因钢渣掺量过高导致路面结构出现早期水损坏。

3钢渣沥青混合料在道路工程中的施工技术

3.1钢渣沥青混合料拌制

在混合料拌制中采用间歇式沥青拌合机，配备自动计量装置，准确计量各种材料的用量。钢渣含有一定量的铁成分，使钢渣具有热传导性，在钢渣沥青混合料运输和摊铺时极易损失热量，影响路面施工质量。为保证钢渣沥青混合料的使用性能，需在拌和过程中适当延长干拌时间，比常规沥青混合料干拌时长增加5-15s，湿拌时间增加10-20s。混合料拌和后检查质量，要求钢渣和集料被沥青均匀包裹，混合料出厂温度为170-180℃。

3.2钢渣沥青混合料运输

在混合料运输中配置数量充足的大吨位自卸式汽车运输，运输前清理车厢，将隔离剂涂刷到车厢底板与内壁，防止混合料粘结到车厢上。装入钢渣沥青混合料后加盖苫布，减少混合料运输途中的热量散失。当自卸式汽车运输到施工现场后检测混合料温度，当混合料温度低于150℃时不得使用[3]。待温度检测合格后，司机听从施工现场指挥人员的安排有序等待卸料。

3.3钢渣沥青混合料摊铺

检查验收下承层施工质量，验收后准备摊铺钢渣沥青混合料。摊铺前预热熨平板，温度不低于100℃。摊铺过程中保持匀速行驶，不得随意调整摊铺速度，为满足连续摊铺施工要求，需保证施工现场等待卸料的运输车数量不少于5辆。摊铺作业时安排施工人员检查摊铺质量，如果发现少量混合料散落到面层上，则要及时进行清除。加强钢渣混合料摊铺厚度控制，采用移动式自动找平基准梁进行控制。

3.4钢渣沥青混合料碾压

钢渣沥青混合料碾压采用钢轮压路机，采用静压方式，无需启动振动装置。在碾压过程中控制混合料，初压时压路机紧跟摊铺机作业，避免因混合料碾压时的温度过低造成路面孔隙率偏大。碾压施工实施初压、复压和终压，控制碾压遍数，当压实度大于96%，且孔隙率小于6%时停止碾压，避免因过度碾压造成集料破碎，影响施工质量。钢渣沥青混合料终压后的温度不得低于110℃，碾压后封闭交通一段时间，待路面温度降至50℃以下后才能开放交通。

4结论

道路工程路面施工将钢渣掺入到沥青混合料中能够起到控制成本、节能环保、改善路用性能的积极作用。在钢渣混合料应用时，要综合考虑不同级配、不同钢渣掺量对混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的影响，优化设计钢渣最佳掺量，保证沥青混合料质量。在路面施工中，要加强钢渣沥青混合料生产、运输、摊铺和碾压施工技术控制，从而提高道路工程整体质量。

参考文献

[1]王鹏，张苏龙.钢渣改性沥青混合料路用性能研究[J].工程技术研究,2023(20):111-113.

[2]张艳,陈斌,王斌.掺钢渣混合料在道路工程中的应用研究[J].中国建材科技,2024(1):65-68.

[3]闫升,武旭,刘祺.钢渣基道路基层材料设计与路用性能研究[J].公路,2024(1):41-47.