鋼渣瀝青路面施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

李 懷

(石家莊滹沱新區(qū)投資開發(fā)有限公司，河北 石家莊 050800)

近幾年，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不斷增強(qiáng)，對建筑原材料的需求不斷加大。為加強(qiáng)對能源的充分利用，人們展開了對鋼渣廢料資源的二次應(yīng)用，這不但可減少資源消耗，還有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，降低項(xiàng)目建設(shè)成本，為市政工程的實(shí)施提供保障。以鋼渣瀝青混合料為研究對象，對這種全新集料的使用性能和穩(wěn)定性展開研究，對鋼渣瀝青混合料的路用性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)其在市政工程施工項(xiàng)目中的應(yīng)用。

1 鋼渣瀝青的原材料

鋼渣瀝青路面的原材料主要包括瀝青、水泥、礦粉、粗集料、細(xì)集料等，其中粗集料大部分為鋼渣，其余的為石灰?guī)r碎石，而細(xì)集料則包含天然砂和石屑等。依據(jù)相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，對各項(xiàng)原材料進(jìn)行合適比例的混合，得到鋼渣瀝青路面的施工混合料，在施工中通過對集料穩(wěn)定性的檢測及攪拌后溫度的控制，使混合料的嵌合度達(dá)到鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足市政工程路面建設(shè)的技術(shù)要求。

鋼渣瀝青混合原材料中，由于鋼渣硬度較高且加工成本較高，在施工中不能直接作為礦粉的替代品，需要調(diào)整各類原材料的比重，在了解其性質(zhì)的情況下，完成原材料的加工。粗集料的主要材質(zhì)為鋼渣和各類巖石，在堅(jiān)固性、吸水性與瀝青黏合性方面，花崗巖都符合國家標(biāo)準(zhǔn)，在與瀝青黏附性方面，需要礦粉處理后才能達(dá)到國家等級要求。對于鋼渣的處理，渣場可選用碎石機(jī)對原材料進(jìn)行壓制，使鋼渣轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗔饨羌?xì)長型的形狀，便于與其他原材料的混合。細(xì)集料中的天然砂和石屑主要起著填空作用，并能夠分散其他原材料，使各類原料結(jié)構(gòu)均衡。細(xì)集料的基本性質(zhì)以多棱角性為重要指標(biāo)，國家要求范圍為3～5 mm，需要在篩孔中留出相應(yīng)的空隙，滿足細(xì)集料顆粒大小的要求。在鋼渣瀝青路面中，只有瀝青和礦粉充分融合，在路面中形成薄膜，才有利于各類原材料的融合及相互吸附。在鋼渣瀝青路面中，礦粉量的應(yīng)用要達(dá)到10%以上，其主要由石灰粉和水泥等材料構(gòu)成，國家要求的標(biāo)準(zhǔn)范圍為0.005～0.007 mm。對于各類材料的配比，還需要進(jìn)行深度試驗(yàn)。

2 鋼渣瀝青材料的路用性能

2.1 試驗(yàn)內(nèi)容

對于鋼渣瀝青路面原材料性能的測試，其主要目的是對各項(xiàng)性能展開試驗(yàn)，了解鋼渣瀝青路面施工的可操作性，在了解其主要性能的前提下，為混合料中原材料的配比提供參考，為具體施工和材料控制提供嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。鋼渣瀝青混合料構(gòu)成元素較多，其混合料有著較強(qiáng)的彈性，容易受到外界溫度、水、負(fù)載量的影響。市政工程建設(shè)路面承載的重量較大，長期受到雨水的沖刷，為了保證車輛運(yùn)輸和通行，為人們提供良好的服務(wù)，鋼渣瀝青路面必須具備良好的使用性能。依據(jù)相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，利用綜合性能對比試驗(yàn)，對鋼渣瀝青路面的性能作出匯總，具體結(jié)果見表1。

表1 鋼渣瀝青混合材料路用性能試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Results of pavement performance test of steel slag mixture materials

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，鋼渣自身材料形狀特點(diǎn)，使原材料的顆粒之間形成相互作用的關(guān)系，增加整體路面的抗擠壓和切割能力，保持路面的穩(wěn)定性。利用鋼渣代替其他石料，在合理的配比下，混合料的穩(wěn)定性要高于普通石料混合料，其中鋼渣材料比例在15%左右，其路面適應(yīng)性最強(qiáng)。鋼渣瀝青混合料的低溫彎曲度、滲水系數(shù)、摩擦系數(shù)、活性膨脹度等，均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，特別是穩(wěn)定度方面較強(qiáng)，可廣泛用于路面建設(shè)和改造中，具有符合國家標(biāo)準(zhǔn)的路用性能。

與常規(guī)的石料相比，鋼渣的密度與體積更大一些，受不同鋼渣摻量的影響，在體積與密度方面通常會發(fā)生一定的變化。研究表明，當(dāng)鋼渣摻量達(dá)到35%時，它的體積較常規(guī)玄武巖石料瀝青混合料的體積會減少約6.8%，而鋼渣摻量高達(dá)56%時，混合料體積則會減少約8.6%。當(dāng)鋼渣摻量達(dá)到86%時，混合料體積則減少至18%左右。這說明鋼渣摻入量的高低，將會在一定程度上影響混合料攤鋪面基的大小，當(dāng)鋼渣摻量呈現(xiàn)較高密度時，相同質(zhì)量的混合料攤鋪面積便會呈現(xiàn)縮小趨勢，反之則會變大。另外，受鋼渣自身密度過大的影響，其在運(yùn)輸、拌和及加工工序中耗能較大，將提高施工成本。應(yīng)用鋼渣瀝青路面施工技術(shù)時，需根據(jù)具體的工程要求、技術(shù)質(zhì)量需求，合理配置鋼渣摻配比例，才可達(dá)到事半功倍的效果。

3 鋼渣瀝青路面工程的實(shí)施

工程實(shí)施主要利用鏟車、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、灑水車等大型移動設(shè)備，根據(jù)工程規(guī)模和要求選擇不同的材料配比，施工過程需要注意以下幾點(diǎn)問題：瀝青混凝土攪拌過程中，要保證混合料、瀝青攪拌完成后，瀝青混凝溫度相同，混料無結(jié)塊現(xiàn)象，保持相同的均勻度，為鋪設(shè)做好準(zhǔn)備。瀝青混凝土鋪攤和壓平過程中，需要做好溫度調(diào)整，加熱溫度不超過155℃，初次壓平的溫度保持在11℃左右，完成后的溫度保持在70℃左右。完成鋪設(shè)后，不能依靠灑水來降低路面溫度，應(yīng)保持施工環(huán)境的穩(wěn)定，避免路面材料內(nèi)部溫度流失過快，令各種材料的融合不緊密，影響壓實(shí)程度和效果。鋼渣瀝青材料在完成混合后，應(yīng)盡快進(jìn)行現(xiàn)場鋪攤。壓路機(jī)應(yīng)展開初次壓平、復(fù)壓、終壓等，在材料溫度流失較少的條件下，盡快進(jìn)行三次壓實(shí)工作，避免石料出現(xiàn)破碎和磨損等，保持石料嵌擠度良好。工程實(shí)施依據(jù)設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)，選用的混合料根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行粗型極配，在施工中應(yīng)加大壓實(shí)強(qiáng)度，達(dá)到路面壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，保證路面施工的整體質(zhì)量。

為了能更好地在市政工程中應(yīng)用鋼渣瀝青路面施工技術(shù)，推進(jìn)市政工程的有序進(jìn)行，保證市政工程的完成性與有效性，要提高施工質(zhì)量與水平，達(dá)到市政工程的施工目的。在市政工程施工中，要對鋼渣瀝青混凝土混合料展開實(shí)驗(yàn)與檢測，可通過鋪筑實(shí)驗(yàn)路，在實(shí)驗(yàn)路中應(yīng)用鋼渣瀝青路面施工技術(shù)，充分掌握鋼渣瀝青混凝土混合料瀝青路面的路用性能，對該道路的實(shí)用性、可行性進(jìn)行綜合評分，對其長期性能與可靠性做出客觀評價，并將此作為后續(xù)工作開展的重要依據(jù)，以保證鋼渣瀝青路面施工技術(shù)的有效應(yīng)用，為市政工程打造出路面強(qiáng)度高、抗滑性能好、路面密實(shí)抗?jié)B的道路。由于鋼渣自身所具備的抗壓性和耐磨性要高于其他材質(zhì)，所以在道路施工中應(yīng)用廣泛，既可用于道路基層，也可用于墊面和面層，部分天然石料混合還能鋪筑出高質(zhì)量、柔性強(qiáng)的道路，減少廢渣對環(huán)境造成的污染。

4 應(yīng)用鋼渣瀝青路面技術(shù)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益

4.1 社會效益

鋼渣瀝青路面技術(shù)主要應(yīng)用于夏季與冬季，檢測項(xiàng)目主要為外觀檢測、平整度檢測與抗滑性能檢測，研究發(fā)現(xiàn)，鋼渣瀝青路面技術(shù)施工路段所產(chǎn)生的摩擦性能，與石灰?guī)r瀝青混合料基本相當(dāng)，但在使用過程中所產(chǎn)生的摩擦系數(shù)衰減程度相對較小，具有良好的抗滑耐久性，成本消耗較小。故而，在市政工程中應(yīng)用鋼渣瀝青路面技術(shù)，既能夠滿足行車需要與行人通行要求，又能夠減少成本消耗，安全系數(shù)較高。將鋼渣作為骨料進(jìn)行瀝青路面施工，不僅能夠有效解決因鋼渣大量排放而造成的環(huán)境污染問題，減少對土地的侵占，還能滿足市政工程對新骨料的需求，達(dá)到保護(hù)自然資源、綠色環(huán)保施工的目的，切實(shí)滿足市政工程可持續(xù)發(fā)展的要求。在市政工程中應(yīng)用鋼渣瀝青路面技術(shù)，可有效利用廢物，達(dá)到節(jié)能減排的效果，在材料質(zhì)量與施工質(zhì)量方面也能滿足市政工程要求，社會效益巨大。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

鋼渣是骨料的重要組成部分，將其應(yīng)用于市政工程中，進(jìn)行瀝青混凝土路面的鋪設(shè)，不僅可有效減少碎石骨料的產(chǎn)生，還可降低市政工程開采石材所消耗的能源，提高市政工程經(jīng)濟(jì)效益，有效降低路面施工成本。以往的市政工程道路建設(shè)主要采用的原材料為碎石，碎石的市場價為35元/t，而鋼渣的價格為15元/t，可節(jié)約57.14%的成本。故而，在市政工程中應(yīng)用鋼渣瀝青路面技術(shù)，可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

鋼渣是路面建設(shè)的重要材料。依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，其與瀝青混凝土相混合，完成鋼渣瀝青路面的建設(shè)，可發(fā)揮其穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低、耐高低溫、效果好的優(yōu)勢。鋼渣是建設(shè)工程的廢料，對其合理使用有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，是市政工程建設(shè)中值得推廣的技術(shù)方法。我國對路面建設(shè)有著較高的要求，鋼渣瀝青混合料必須依據(jù)規(guī)范進(jìn)行合理調(diào)配，并進(jìn)行試驗(yàn)和檢測，在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下進(jìn)行應(yīng)用，保障市政工程實(shí)施的安全和質(zhì)量。鋼渣具備良好的表面特性，通過與瀝青的混合，可成為路面鋪裝的主要集料。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋼渣瀝青混合材料可在高溫下保持穩(wěn)定的物質(zhì)性能，可通過路面的鋪裝和壓實(shí)發(fā)揮集料的功能。這種混合料與傳統(tǒng)瀝青材料的施工技術(shù)和流程大致相同，但需要注意施工溫度，可通過對混合料性能的判斷作出有效的控制和調(diào)整。為保障混合料的穩(wěn)定性，應(yīng)對鋼渣的選擇進(jìn)行細(xì)分，其形態(tài)要符合破碎極配的標(biāo)準(zhǔn)，與瀝青混合后，要有充足的攪拌和存放時間，以保證物質(zhì)性能的穩(wěn)定性。在進(jìn)行鋪裝和壓實(shí)之前，要對混合料的物質(zhì)性能進(jìn)行分析和評估，保證其穩(wěn)定性，使其符合項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及施工要求。