鋼渣在公路路基路面工程中的應(yīng)用

楊向軍

摘 要：廢棄鋼渣不僅嚴(yán)重占用土地資源，還在一定程度上導(dǎo)致環(huán)境受到污染，為了對(duì)此情況進(jìn)行改善，可以選擇將鋼渣應(yīng)用于公路路基路面工程之中，使其作為路基填料，所以在本文中，將主要針對(duì)鋼渣在公路路基路面工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：鋼渣;公路;路基路面工程

隨著綜合國力的增強(qiáng)，我國各個(gè)產(chǎn)業(yè)均處于高速發(fā)展的過程中，鋼鐵材料消耗量巨大，廢棄鋼渣數(shù)量也越來越多，為了對(duì)廢棄鋼渣進(jìn)行有效利用，同時(shí)保護(hù)周邊環(huán)境，可以將鋼渣處理成為二次資源，使用其對(duì)水泥穩(wěn)定碎石集料進(jìn)行替代，以降低公路建設(shè)的投入，并實(shí)現(xiàn)資源配置的優(yōu)化。

1 鋼渣加固路基路面原理

第一，鋼渣能夠與水共同發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，板結(jié)效果良好，且土體整體的強(qiáng)度較高。原因在于，將鋼渣應(yīng)用于路基路面工程之中，加水進(jìn)行攪拌，并將其碾壓致密實(shí)，其中的CaO能夠與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并生成Ca（OH）2，再進(jìn)行碾壓以及后期養(yǎng)護(hù)，其中的鐵、鋁等氧化物能夠再次發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并生成水化物，因?yàn)樵撍锞哂休^高的強(qiáng)度，所以可以實(shí)現(xiàn)路堤的硬化，也就能夠生成強(qiáng)度較高的板體，并且，其變形模量大幅度高于原地基土，從而使路堤的強(qiáng)度得到大幅度提升。

第二，因?yàn)槭褂娩撛鳛槁返滩牧希湓谖笞陨砜梢杂不褰Y(jié)，所以松散顆粒材料之間必然存在相應(yīng)的內(nèi)聚力以及側(cè)限約束作用，同時(shí)鋼渣具有表面粗糙且多孔的特點(diǎn)，所以內(nèi)摩擦力較高，也就能夠提升土體的抗剪強(qiáng)度，進(jìn)而使路堤抗滑穩(wěn)定性得到提升。

第三，因?yàn)殇撛哂卸嗫椎奶攸c(diǎn)，同時(shí)其為細(xì)粉狀，所以遇水難以發(fā)生液化，相對(duì)于土基，也就具有更好的滲水性，即使存在地下水位浮動(dòng)或是長期浸泡的情況，含水量變化對(duì)于路堤形變以及強(qiáng)度能夠產(chǎn)生的影響也較少，所以其水穩(wěn)定性良好[1]。

第四，可以起到置換作用，因?yàn)殇撛巫兎刃。覐?qiáng)度高，所以碾壓密實(shí)發(fā)生板結(jié)之后，具有良好的穩(wěn)定性，能夠?qū)ε蛎浲粱蚴撬赝烈活惓两敌巫兇蟆⒊休d力低且穩(wěn)定性較差的軟基土起到有效的替代作用。

第五，鋼渣可以降低原本路基下覆土所具有的附加應(yīng)力，因?yàn)殇撛返痰膹?qiáng)度及形變模量遠(yuǎn)高于原本的下覆路基土，所以在需要承受荷載時(shí)，板結(jié)鋼渣即能夠產(chǎn)生應(yīng)力擴(kuò)散作用，也就能夠減少下覆土所需承受的附加應(yīng)力。

2 鋼渣在公路路基路面工程中應(yīng)用的效益

2.1 社會(huì)效益

在我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提升的過程中，環(huán)保工作受到了越來越多的重視，“人與自然和諧相處”的理念逐漸深入人心，所以對(duì)于有關(guān)鋼鐵生產(chǎn)的企業(yè)，其鋼渣處理方法必須得到改善。以避免鋼渣占用土地污染水源及土質(zhì)，并導(dǎo)致原本就較為脆弱的生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步受到破壞，而若將鋼渣應(yīng)用于公路路基路面工程之中，原本開展施工工作所需消耗的能源，以及產(chǎn)生的粉塵、尾氣等均可避免，并有效拉動(dòng)周邊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)效益得到顯著提升。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

在公路路基路面工程之中應(yīng)用鋼渣，可按照60%鋼渣+40%穩(wěn)定碎石的比例應(yīng)用原材料，相對(duì)于既往僅應(yīng)用水泥和碎石材料，施工成本顯著降低，特別是進(jìn)行長距離、大幅度的鋪設(shè)之后，能夠衍生的經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。并且，除公路路基路面施工以外，建筑領(lǐng)域也可應(yīng)用鋼渣，也就可以進(jìn)一步促使施工過程中經(jīng)濟(jì)效益的提升。

2.3 環(huán)境效益

鋼渣堆放能夠?qū)Νh(huán)境造成嚴(yán)重污染，對(duì)石料開采也能導(dǎo)致生態(tài)受到破壞，并且，在對(duì)材料進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中，汽車尾氣不斷產(chǎn)生，也就不斷導(dǎo)致環(huán)境污染。可見廢棄鋼渣的存在，不僅能夠引起環(huán)境污染，還在一定程度上浪費(fèi)了自然資源和社會(huì)資源。而將鋼渣應(yīng)用于公路路基路面的施工當(dāng)中，既可以對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)垃圾進(jìn)行有效處理，以避免污染，還可對(duì)土地資源進(jìn)行保護(hù)。并且，因?yàn)殇撛亩卫媚軌蚱鸬酱媸系淖饔茫允┕み^程中對(duì)于碎石的需求大幅度降低，也就可以降低礦石的開挖量，爆炸危險(xiǎn)、噪音污染均大幅度降低。同時(shí)，因?yàn)槭瘓?chǎng)建設(shè)投入減少、碎石運(yùn)輸減少，所以道路壓力得到緩解，也就有利于提升環(huán)境效益[2]。

與此同時(shí)，若能夠促使相應(yīng)的技術(shù)水平得到進(jìn)一步提升，則還能夠再一次提升鋼渣的應(yīng)用價(jià)值，并促使各方面效益得到顯著提升。

3 鋼渣在公路路基路面工程中的施工方法

鋼渣在公路路基路面工程中的施工方法，與傳統(tǒng)砂礫公路路基路面工程中的施工方法基本相同，包括分層填筑、碾壓以及壓實(shí)等。在此過程中，鋼渣的松鋪系數(shù)應(yīng)設(shè)置為1.2，最大的松鋪厚度應(yīng)為30 cm，并且在施工時(shí)，應(yīng)使用推土機(jī)結(jié)合平地機(jī)進(jìn)行整平處理，再使用灑水車灑水，根據(jù)《路基施工技術(shù)規(guī)范》使用振動(dòng)壓路機(jī)將公路路基路面碾壓成型。

第一，使用水平分層以及水平分段的方式對(duì)填筑填料，再將其分層壓實(shí)，處于同一水平層的路基之中，全寬均應(yīng)使用統(tǒng)一性質(zhì)的填料實(shí)施填充工作，且應(yīng)在表面上設(shè)置坡度約為4%的橫向斜坡。

第二，路基填土的寬度，每一側(cè)均應(yīng)大于填層設(shè)計(jì)寬度

50 cm，以保障壓實(shí)工作的寬度在設(shè)計(jì)寬度以上，且完成填筑工作之后，還需實(shí)施削坡處理，以保障路堤的邊坡處于密實(shí)狀態(tài)。

第三，使用水平分層填筑的方式，針對(duì)路基填筑進(jìn)行施工，也就是根據(jù)水平的層次向上逐層進(jìn)行填筑，每填筑一層，均需進(jìn)行壓實(shí)檢測(cè)，確認(rèn)其符合相關(guān)規(guī)定，方可開展新一層的填筑[3]。

第四，使用自卸汽車運(yùn)輸填料，至路基填筑施工場(chǎng)地之后，應(yīng)按照相應(yīng)的間距對(duì)填料均勻堆放，以避免填料堆放間距過密，導(dǎo)致填層厚度大于相關(guān)規(guī)定。

第五，應(yīng)用整平工藝需要借助推土機(jī)，首先進(jìn)行粗平鋪，再采用人工作業(yè)的方式進(jìn)行精平鋪，在整個(gè)整平處理的過程中，應(yīng)保持工作面具有約4%的橫坡，并保障經(jīng)過壓實(shí)之后，該層面不出現(xiàn)積水情況。

第六，應(yīng)用振動(dòng)壓路機(jī)開展碾壓工作，以將路基路面壓實(shí)。進(jìn)行第一遍碾壓時(shí)，應(yīng)使用靜壓方式，保障填層表面的平整，且應(yīng)注意遵循“由弱振至強(qiáng)振”、“由慢速至快速”的碾壓原則。并且在碾壓直線段時(shí)，壓路機(jī)應(yīng)從兩邊向中間進(jìn)行碾壓，在曲線段時(shí)，則應(yīng)由內(nèi)側(cè)開始向外側(cè)進(jìn)行碾壓，并采用縱向進(jìn)退的形式。要求壓路機(jī)最大行駛速度在4 km/h

以下，橫向重疊幅度在0.4 m～0.5 m之間，縱向重疊幅度在1.0 m～1.5 m之間，無死角，無漏壓，無明顯輪跡，且碾壓均勻。

第七，為了促使大型的機(jī)械設(shè)備作用得到充分發(fā)揮，需要對(duì)時(shí)間和空間合理利用，將整個(gè)作業(yè)程序劃分成為三個(gè)階段、四個(gè)區(qū)段以及八個(gè)流程，以實(shí)施分層的填筑和碾壓。其中三個(gè)階段分別為準(zhǔn)備、施工、竣工，四個(gè)區(qū)段分別為填筑、整平、碾壓、檢驗(yàn)，八個(gè)流程分別為施工準(zhǔn)備、基地處理、分層碾壓、攤鋪整平、灑水或晾曬、機(jī)械碾壓、檢驗(yàn)簽證、路堤整修[4]。

4 結(jié)束語

根據(jù)上文，鋼渣可以替代傳統(tǒng)材料應(yīng)用于公路路基路面工程，并且應(yīng)用效果良好，其施工過程與傳統(tǒng)施工方法相似，但是具有更好的板結(jié)效果，且土體整體的強(qiáng)度更高，也就更能夠提升公路的實(shí)用性，并延長公路的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]張偉光，張拓，王辰光，等.一種將鋼渣應(yīng)用在全路幅路基路面的方法，CN111441210A[P].2020.

[2]全鵬.鋼渣粘土混合料路用性能試驗(yàn)研究及應(yīng)用分析[D].長沙理工大學(xué)，2019.

[3]周濤，劉良玉，宋心斌.鋼渣穩(wěn)定土強(qiáng)度增長微觀分析及路用性能研究[J].公路與汽運(yùn)，2019（3）：76-79.

[4]葛浩，張金飛.鋼渣在SMA-13瀝青路面中的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)研究[C].中國公路學(xué)會(huì)養(yǎng)護(hù)與管理分會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2019.