摻鋼渣瀝青混合料路用性能試驗研究

顧俊，金巧珍

摘要：鋼鐵生產過程中固體廢棄物鋼渣摻入瀝青混合料中，本文通過分別對摻鋼渣瀝青混合料和摻碎石瀝青混合料兩種類型的路面材料進行一系列力學性能的比對試驗，檢驗摻鋼渣瀝青混合料路用性能的高溫狀態下的穩定性、水穩定性和劈裂強度進行檢驗，根據試驗分析結果，以評價摻鋼渣瀝青混合料路用性能。

關鍵詞：鋼渣；瀝青混合料；穩定性試驗；高溫穩定性；劈裂強度

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）37-0123-02

目前，隨著我國經濟的高速發展，鋼鐵產量連年穩居世界第一，但是鋼鐵生產過程中大量的固體廢棄物——鋼渣也要處置，其一般進行無害化處理后就當作路基填料利用，利用率也一直不是很高，還有污染環境等問題。然而日本、美國和德國在固體廢棄物——礦渣利用方面已經基本達到100%。鋼渣在路基路面工程中的應用在我國公路工程界也一直在探討和研究其應用推廣的可行性，并已將鋼渣作為集料列入《公路工程集料試驗規程》（JTG E42-2005）。本文主要通過對摻鋼渣瀝青混合料和摻碎石瀝青混合料兩種類型的路面材料的比對試驗來評價摻鋼渣瀝青混合料路面路用性能。

一、摻鋼渣瀝青混合料水穩定性試驗

瀝青混合料水穩定性路面表現形式主要是在雨水入滲瀝青混合料結構內部凍融循環的作用，同時由于汽車行駛車輪反復荷載的作用，而進入路面材料結構空隙中的水不斷產生動水壓力的反復循環作用，水與瀝青材料發生置換反應導致瀝青剝落的抵抗程度。水會慢慢進入瀝青薄膜與粗集料表面薄膜中間，使瀝青與粗集料粘結性降低，并逐漸喪失粘結力，導致瀝青薄膜從石料表面脫落，由瀝青混合料掉粒、松散，繼而形成瀝青路面的坑槽和推擠變形等損壞現象。作為摻鋼渣瀝青混合料路用性能的重要指標，水穩定性主要通過浸水馬歇爾試驗。

通過瀝青混合料浸水馬歇爾試驗結果分析表明，兩種瀝青混合料殘留強度比基本一致，說明摻鋼渣瀝青混合料的水穩定性與碎石瀝青混合料基本相同，完全滿足路面層的使用性能。

二、摻鋼渣瀝青混合料車轍試驗

瀝青混合料路面的車轍現象是瀝青混合料的高溫穩定性不佳的一種表現，是現代高等級瀝青路面最常見的一種病害。本文是在馬歇爾試驗的基礎上，采用車轍試驗來評價鋼渣瀝青混合料的高溫性能，車轍試驗簡單直觀，與路面實際車轍有較好的相關性。

通過車轍試驗結果表可以看出，鋼渣瀝青混合料都具有很高的動穩定度，雖然動穩定度低于碎石瀝青混合料，但是遠高于規范要求的穩定度值，故摻鋼渣瀝青混合料動穩定度滿足路面材料的使用性能。

三、摻鋼渣瀝青混合料劈裂試驗

路面開裂作為瀝青混合料路面的主要病害之一，瀝青混合料在低溫狀況下必須保持足夠的韌性。在瀝青混合料低溫評價方面，鑒于凍融劈裂試驗得到的強度值較穩定，且變異性較小，本研究采用凍融劈裂的方法評價摻鋼渣瀝青混合料路面在低溫情況下的抗裂性能。

摻鋼渣瀝青混合料凍融劈裂強度低于摻碎石瀝青混合料凍融劈裂值，主要因為鋼渣集料表面粗糙不平整，這樣使得混合料內摩擦角較大，同時鋼渣的密度又大，針片狀顆粒幾乎沒有，瀝青混合料粘結好，劈裂強度相對較大，表現出較好的低溫抗裂性能，滿足高速公路路面的使用性能。

本文針對通過分別對摻鋼渣瀝青混合料和摻碎石瀝青混合料兩種類型的路面材料進行一系列力學比對試驗，包括浸水馬歇爾試驗、車轍試驗、凍融劈裂強度試驗，通過試驗數據認真分析其力學性能，摻鋼渣瀝青混合料在試驗中表現較好的水穩定性和低溫抗裂性能，滿足路面材料的使用性能，可作為路面材料推廣使用。

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