钢渣沥青混凝土的制备与应用

钢渣沥青混凝土的制备与应用

张悦

南京市路桥工程总公司 江苏南京 210000

摘要：为从根本上提升市政道路设施建设资源利用率，缓解我国资源紧张问题，应当注重开发并推广钢渣沥青混凝土，通过充分利用钢渣废料，增强沥青混凝土综合性能，控制沥青混凝土制备成本，推进市政道路工程有序开展。本文就基于，分析钢渣沥青混凝土原料，对钢渣沥青混凝土制备以及应用进行阐述，以供参考。

关键词：钢渣沥青混凝土；制备；应用

前言：钢渣是我国产量最大的固体废弃物之一，为响应社会可持续发展号召，，需加强钢渣环保处理与资源化研究力度，通过配置钢渣沥青混凝土，将其应用在市政道路工程建设环节，从根本上提升工程建设期间的资源以及成本利用率，确保钢渣沥青混凝土能够在提升最大化资源利用率、解决能源紧张问题等方面发挥出重要作用。

1. 钢渣沥青混凝土应用重要意义

作为主要的钢铁生产国之一，我国的钢渣产量很大，综合利用率始终处于提升阶段，但与冶金渣综合利用率目标已然存在一定差距。现阶段钢渣主要被应用在是返回冶炼、钢渣水泥、回填工程原材料等方面。与其他国家相比，我国钢渣回收利用率不高，需要国家与有关部门加大关于钢渣综合利用的研究工作。

就目前来看，我国高速公路正处于快速建设阶段，公路建设期间所应用的天然砂石资源日渐紧缺，因此如何将钢渣代替天然砂石为应用在公路建设过程中，现已成为各研究部门重点关注课题^[1]。通过开发并利用钢渣沥青混凝土，能够为城市道路建设节省大量的成本，降低城市道路建设过程中的能源消耗量，通过综合利用钢渣等固体废弃物，保护周边生态环境，为推动社会可持续发展作出巨大贡献。

经过实验验证发现，钢渣可满足沥青混凝土内部分集料的物理性能。同时，将利用在改性沥青混凝土中，能够从根本上提升混凝土自身的耐高温性、抗变变形性以及抗裂性能等，因此需相关部门加强对钢渣沥青混凝土制备研究力度，从根本上提升钢渣沥青混凝土应用水平。

2. 钢渣沥青混凝土原材料种类

2.1钢渣

主要采用武钢陈化旋转炉生产出的钢渣，要求该钢渣能够与市政道路工程工程中沥青混凝土集料外观及形貌相似。

2.2沥青

要求在选择沥青材料过程中，应当分析道路工程建设要求以及规格，确保沥青的针入度、粘度以及软化点等，确保沥青的各项性能能够满足公路建设要求，从根本上保障道路工程全寿命周期。

2.3集料以及矿粉

集料主要采用玄武岩，要求集料最大粒径应在16毫米左右^[2]；矿粉主要为石灰岩，清水系数为0.9左右。

3. 钢渣沥青混凝土制备方法

3.1设计钢渣沥青混凝土级配

在设计钢渣沥青混凝级配方法过程中，可采用与路用性能等级有关的沥青分级方法以及体积设计方法。同时，做好钢渣沥青混凝土级配优化工作，从根本上提升钢渣沥青混凝土的抗车辙能力以及抗疲劳能力。就目前来看，我国多所研究机构引进了钢渣沥青混凝土级配设备^[3]。利用专用钢渣沥青混凝土级配设计软件，绘制出相应的钢渣级配曲线图，计算出钢渣沥青混凝土关键筛孔通过率，确保所设计出的钢渣沥青混凝土级配结构更加合理。

3.2设计沥青用量

利用专业设计软件，对钢渣沥青混凝土中沥青的用量进行估算。在估算沥青用量后，利用旋转压实试验的方法，选择与预估值贴近的沥青用量方案。严格遵照压实度、矿料间隙值、沥青饱和度等指标，选择最适宜的沥青混凝土用量。经过试验验证表明，钢渣沥青混凝土最佳油石比应当为6.8%，玄武岩沥青混凝土最佳油石比应当为5%。

3.3符合路用要求

为确保制备出的钢渣沥青混凝土能够满足市政道路工程建设要求，需在设计钢渣沥青混凝土级配方案过程中，结合路用性能要求，设计出沥青混凝土路用性能指标。与传统沥青混凝土相比，钢渣沥青混凝土的马歇尔稳定度、抗水损害性更高，同时由于钢渣沥青混凝土具有显著的粘附性，因此在实际应用过程中，能够切实提升市政道路工程全生命周期。

4. 钢渣沥青混凝土的实际应用

4.1明确钢渣沥青混凝土施工特征

制备钢渣沥青混凝土时，与普通沥青混凝土相似。由于钢渣特征鲜明，因此在实际应用前期需对钢渣集料开展活性检验，确保钢渣内部游离氧化钙含量小于等于3%^[4]。在制备钢渣沥青混凝土过程中，应当选用适当的钢渣集料。分析不同特征以及种类的钢渣矿料，结合市政道路工程具体建设要求，对钢渣集料进行合理选择。依照炼钢炉种类，钢渣可分为屏平炉渣、电炉渣等种类。不同钢渣沥青混凝土需要选择专项处理工艺，如经过陈化、破碎处理后，将钢渣处理成适用于道路工程中的基料形态。

钢渣沥青混凝土在实际运输以及摊铺过程中，难以出现离析情况，因此混凝土质量更加容易保障。不仅如此，钢渣沥青混凝土中含有大量的铁离子，因此导热性能良好，在后期拌合、碾压过程中均需严格控制温度，尽量加快钢渣沥青混凝土碾压速度，控制钢渣沥青混凝土内部收缩量，混凝土之间具有显著的粘附性。

4.2钢渣沥青混凝土在道路改造过程中的应用

钢渣沥青混凝土于20世纪60年代在美国首次生产，大量钢渣沥青混凝土被用于共同建造试验段，证实了钢渣沥青混凝土在道路工程修建过程中的可用性。我国首次应用钢渣沥青混凝土是在20世纪90年代末，路面试验段用钢渣沥青混凝土铺筑，并验证了路面的稳定性。就目前来看，钢渣沥青混凝土已经被广泛应用在市政道路工程改造过程中，通过将钢渣沥青混凝土铺筑在道路中面层以及上面层，增强道路工程整体性能。在试验研究过程中发现，钢渣沥青混凝土颗粒分布均匀，在实际应用过程中没有出现拥包、开裂以及松散等病害问题，从根本上提升了原道路工程整体承载力与稳定性。

4.3钢渣沥青混凝土在公路抗滑表面施工中的应用

将钢渣扔在密级配路面修筑修复过程中，能够从根本上路面平整度以及承载力^[5]。钢渣具有与沥青相同的结构，并具有良好的附着力和耐磨性，因此可被广泛应用在降雨量较大或山区等高速公路修建过程中，切实增强高速公路路面抗滑行，确保路面能够在长期雨水侵蚀下也能够保障路面完整，控制公路路面修复成本，提升地区市政道路工程建设期间的经济效益。

4.4钢渣沥青混凝土在桥面铺装中的应用

因为从根本上体现出钢渣沥青混凝土的优异性能，需扩大钢渣沥青应用范围，对钢渣沥青混凝土配置方案进行不断完善。在将钢渣沥青混凝土应用在桥面铺装前，需要对桥面铺装技术进行试验研究，采用钢渣以及改性沥青作为原材料配置混合料，根据工程实际建设要求，对钢渣沥青混凝土应用化进行不断完善。为增强提升钢渣沥青路面建设水平，应当合理注重钢渣集料的堆放管理工作，控制钢渣内部含水率，防止钢渣沥青混凝土出现离析问题，严重影响到市政道路工程总体建设质量。

总结：总而言之，为确保钢渣沥青混凝土的经济效益与实用效益达到最佳水平，相关工作人员需细致分析市政道路工程建设要求，对钢渣沥青混凝土的结构以及配比进行不断完善。制定出更加规范严谨的钢渣沥青混凝土应用管理机制，做好钢渣沥青混凝土质量监管工作，扩大钢渣沥青混凝土应用范围，从根本上提升钢渣沥青混凝土实际利用率。

参考文献：

[1]谢君. 钢渣沥青混凝土的制备、性能与应用研究[D].武汉理工大学,2013.

[2]李超,陈宗武,谢君,吴少鹏,肖月. 钢渣沥青混凝土技术及其应用研究进展[J]. 材料导报,2017,31(03):86-95+122.

[3]王雅婷. 钢渣集料在沥青路面超薄抗滑磨耗层中的应用研究[D].重庆交通大学,2013.

[4]刘兴成. 不同钢渣掺量的OGFC-13沥青混合料性能研究[D].长安大学,2019.

[5]刘凯. 碳纤维/石墨烯导电沥青混凝土的制备及电热特性研究[D].哈尔滨工业大学,2018.