抗車轍瀝青混凝土施工工藝

趙永強

摘 ? 要：鋼渣作為一種儲量巨大的工業廢渣，選用不同的摻量，摻入到瀝青混凝土中，分析鋼渣摻量對瀝青混凝土路用性能的影響，最后得出了鋼渣摻量不超過60%均能均衡滿足現行規范要求，為以后鋼渣在國省干線道路工程中的推廣應用提供一定的試驗數據及參考。再加上天然石料限制開采，為了解決道路所需材料，嘉峪關公路局利用地理優勢資源，積極探索鋼渣利用途徑，在G30連霍高速公路（嘉安段）中處治車轍采用鋼渣SMA-13作為路面面層，這項技術是嘉峪關公路局在“四新技術”中的重要應用，將建成嘉峪關首條低碳環保實驗路段。

關鍵詞：鋼渣 ?瀝青混凝土 ?性能 ?實驗數據

中圖分類號：U416.217 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0042-02

鋼渣是煉鋼過程中產生的一種工業固體廢棄物，排出量約為粗鋼產量的10%～15%。酒鋼集團位于嘉峪關，在生產過程中產出大量的鋼渣，近年來，隨著我國可持續發展戰略的實施，人們環保意識增強。從環保和廢物利用的角度出發，采取有效措施消化吸收鋼渣、減輕鋼渣的污染成為社會各界普遍開始關注的問題。

1 ?工藝特點

（1）將鋼渣制備成為適用于瀝青混凝土路面中的骨料，提高鋼渣再生利用的經濟價值，可節省自然資源（石材）。

（2）較一般熱拌瀝青混合料相比，鋼渣瀝青混合料的溫度損失比較快，出廠溫度有所提高，需控制在180℃～190℃。進行碾壓過程中不可以將工作斷面控制的過長。

（3）可利用與熱拌瀝青混合料相同的生產設備、運輸車輛、攤鋪機械和碾壓設備，施工機械化程度高。

（4）鋼渣屬于堿性集料，同時由于鋼渣具有多孔的物理特征與其它瀝青混合料相比，使用鋼渣本身的特性不需要添加任何外加劑就可以提高瀝青混合料的各項性能指標。

2 ?適用范圍

（1）適用于國省道干線公路，車流量大等道路工程。

（2）適用于多雨雪地區各等級公路瀝青混凝土路面。

3 ?工藝原理

鋼渣是一種質地堅硬、外觀多孔、棱角豐富、表面粗糙的材料，通過對混凝土礦料級配的選擇，通過在混合料中形成骨架密實結構，依靠鋼渣顆粒表面粗糙形成較強的嵌擠作用，而不需要摻加其他改性劑來達到提高混合料高溫穩定性、抗滑性、水穩定性及抗車轍性的目的。

通過試驗段對機械設備進行選擇及配合比設計的驗證，采用間歇式拌合機進行拌合，用大噸位的運輸車運輸，使用履帶式自動找平攤鋪機進行攤鋪，并用大噸位壓路機碾壓，經過科學合理的組織施工，最終做到攤鋪層密實、接縫平順，保證了路面質量符合要求。

4 ?施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

4.2 配合比設計

（1）鋼渣：形狀規則，接近正方體，有棱角，這樣才能保證顆粒之間能形成良好的嵌擠結構。表面盡可能密實盡量避免鋼渣表面有過多的蜂窩狀孔隙。

鋼渣須經過破碎存放6個月以上才可使用。鋼渣使用前應進行活性檢驗，要求鋼渣中游離氧化鈣含量不大于3%，浸水膨脹率控制在不得超過2%，金屬鐵含量小于2%。

（2）細集料應清潔、干燥、無風化、無雜質，并有適當顆粒級配。

（3） 采用的木質素纖維劑量為混合料的3%。

4.3 瀝青混合料目標配合比設計原理

通過試驗確定拌合機各冷料倉、礦粉、瀝青、纖維的最佳配比。采用馬歇爾試驗設計方法，既通過試配法確定混合料的集料級配，遵循現行規范關于熱拌瀝青混合料設計的目標配合比、生產配合比，以及試拌、試鋪、驗證的三個階段，并通過馬歇爾試驗判斷集料級配的合理性，并確定最佳油石比。

4.4 確定初始級配

瀝青混合料用的粗集料為酒鋼的鋼渣，細集料、填料為黑山湖生產的機制砂及礦粉，我們對采用的幾種石料、礦粉進行了篩分測試。根據原材料的篩分結果，按照《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40-2017的要求，合成級配范圍中線為基準，以4.75mm篩孔的通過率中值的±3%合成三條曲線。

確定礦料級配后，參考目標配比確定最佳油石比，以目標配比的最佳油石比、最佳油石比±0.3%。

根據《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40-2017的要求，對設計的瀝青混合料性能進行檢驗，針對鋼渣SMA-13瀝青混合料的結構特點和瀝青面層中的層位及其受力特點，應對鋼渣SMA-13瀝青混合料進行高溫穩定性和水穩定性檢驗。

4.5 運輸

（1）由于鋼渣的溫度散失較快，所以在運輸的過程中保溫措施須嚴格到位，運輸車輛車廂必須設置加厚保溫板并封閉良好。

（2）在車箱底板及周壁要涂抹一薄層油水混合液，避免導致混合料離析。

（3）瀝青混凝土運料車在拌和機下接料時，應大批量卸入，避免混合料零星滾入料斗，且每卸一斗混合料挪動一下汽車位置，以減少混合料離析現象。

（4）要及時量測鋼渣瀝青混合料出場及到場溫度，依據出場時間測定出場混合料裝車后運至施工現場的降溫速率。從而了解溫度變化規律，避免因混合料運輸過程中的溫度損失，造成對現場攤鋪施工與碾壓密實度的影響。

4.6 攤鋪

（1）鋼渣瀝青混合料應采用履帶式攤鋪機進行攤鋪作業。

（2）鋼渣瀝青混合料面層，應直接采用非接觸式平衡梁，自動控制平整度和高程。

（3）攤鋪作業施工中，混合料運料車應在攤鋪機前0.5～1m處停住，空檔等候，由攤鋪機頂上運料車。

（4）施工過程中，攤鋪速度宜控制在2～3m/min，與混合料拌和機的供料速度相協調，保持勻速不間斷地攤鋪，中途不得停機。

（5）在攤鋪過程中，螺旋布料器要不間斷地將混合料向兩側分料，并始終保持螺旋布料器周圍混合料的高度。

（6）鋼渣瀝青混凝土開始攤鋪后，應安排專人對攤鋪厚度、攤鋪溫度進行跟蹤檢測并記錄實測數據。

4.7 碾壓

（1）由于鋼渣具有表面粗糙的特性，須使用大噸位的壓路機才能顆粒產生位移達到顆粒之間相互嵌擠的效果。

（2）鋼渣瀝青混凝土路面采用振動雙鋼輪壓路機。振動壓路機遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，即緊跟攤鋪機的后邊，采用高頻率低振幅的方式慢速碾壓。同時碾壓本身必須按操作規程進行，以防產生橫棱和擁包現象，可通過碾壓消除攤鋪或其它原因所產生的橫棱和擁包。

（3）碾壓按照從外側向中心碾壓的原則，在進行下一壓段時，先斜壓，消滅階梯痕跡后，再進行下一段初壓，以提高平整度。

（4）在碾壓過程中，跟隨3m直尺連續檢測碾壓平整度，當發現攤鋪和碾壓過程中造成的凸埂時，應及時采用振動壓路機順埂振壓消除。

（5）碾壓過程中，壓路機起步緩慢平穩，沿攤鋪方向直線行駛，碾壓速度均衡一致。

4.8 鋼渣瀝青混凝土接縫處理

在接縫施工前須對冷料層進行檢查，對低頭、翹頭現象應予以刨除（刨除范圍通過3m直尺進行確定），處理工作應安排有經驗的人員進行處理。對于局部睜眼現象應添補細料，用3m直尺進行橫向及縱向檢查，不得產生跳車現象。接縫的碾壓要嚴格按照有關瀝青混凝土的施工技術規范要求進行施工。

5 ?結語

將鋼渣應用于混凝土混合料中，代替石質骨料，不僅解決了鋼渣堆放污染環境的難題，也為優質瀝青混凝土耐磨集料資源開辟了廣闊的前景。相比普通瀝青混泥土，鋼渣瀝青混凝土減少了后期的維護費用，提高鋼渣再生利用的經濟價值，很大程度降低了瀝青混合料的成本。

參考文獻

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