掺钢渣沥青混合料路用性能试验研究

顾俊，金巧珍

摘要：钢铁生产过程中固体废弃物钢渣掺入沥青混合料中，本文通过分别对掺钢渣沥青混合料和掺碎石沥青混合料两种类型的路面材料进行一系列力学性能的比对试验，检验掺钢渣沥青混合料路用性能的高温状态下的稳定性、水稳定性和劈裂强度进行检验，根据试验分析结果，以评价掺钢渣沥青混合料路用性能。

关键词：钢渣；沥青混合料；稳定性试验；高温稳定性；劈裂强度

中圖分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0123-02

目前，随着我国经济的高速发展，钢铁产量连年稳居世界第一，但是钢铁生产过程中大量的固体废弃物——钢渣也要处置，其一般进行无害化处理后就当作路基填料利用，利用率也一直不是很高，还有污染环境等问题。然而日本、美国和德国在固体废弃物——矿渣利用方面已经基本达到100%。钢渣在路基路面工程中的应用在我国公路工程界也一直在探讨和研究其应用推广的可行性，并已将钢渣作为集料列入《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）。本文主要通过对掺钢渣沥青混合料和掺碎石沥青混合料两种类型的路面材料的比对试验来评价掺钢渣沥青混合料路面路用性能。

一、掺钢渣沥青混合料水稳定性试验

沥青混合料水稳定性路面表现形式主要是在雨水入渗沥青混合料结构内部冻融循环的作用，同时由于汽车行驶车轮反复荷载的作用，而进入路面材料结构空隙中的水不断产生动水压力的反复循环作用，水与沥青材料发生置换反应导致沥青剥落的抵抗程度。水会慢慢进入沥青薄膜与粗集料表面薄膜中间，使沥青与粗集料粘结性降低，并逐渐丧失粘结力，导致沥青薄膜从石料表面脱落，由沥青混合料掉粒、松散，继而形成沥青路面的坑槽和推挤变形等损坏现象。作为掺钢渣沥青混合料路用性能的重要指标，水稳定性主要通过浸水马歇尔试验。

通过沥青混合料浸水马歇尔试验结果分析表明，两种沥青混合料残留强度比基本一致，说明掺钢渣沥青混合料的水稳定性与碎石沥青混合料基本相同，完全满足路面层的使用性能。

二、掺钢渣沥青混合料车辙试验

沥青混合料路面的车辙现象是沥青混合料的高温稳定性不佳的一种表现，是现代高等级沥青路面最常见的一种病害。本文是在马歇尔试验的基础上，采用车辙试验来评价钢渣沥青混合料的高温性能，车辙试验简单直观，与路面实际车辙有较好的相关性。

通过车辙试验结果表可以看出，钢渣沥青混合料都具有很高的动稳定度，虽然动稳定度低于碎石沥青混合料，但是远高于规范要求的稳定度值，故掺钢渣沥青混合料动稳定度满足路面材料的使用性能。

三、掺钢渣沥青混合料劈裂试验

路面开裂作为沥青混合料路面的主要病害之一，沥青混合料在低温状况下必须保持足够的韧性。在沥青混合料低温评价方面，鉴于冻融劈裂试验得到的强度值较稳定，且变异性较小，本研究采用冻融劈裂的方法评价掺钢渣沥青混合料路面在低温情况下的抗裂性能。

掺钢渣沥青混合料冻融劈裂强度低于掺碎石沥青混合料冻融劈裂值，主要因为钢渣集料表面粗糙不平整，这样使得混合料内摩擦角较大，同时钢渣的密度又大，针片状颗粒几乎没有，沥青混合料粘结好，劈裂强度相对较大，表现出较好的低温抗裂性能，满足高速公路路面的使用性能。

本文针对通过分别对掺钢渣沥青混合料和掺碎石沥青混合料两种类型的路面材料进行一系列力学比对试验，包括浸水马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂强度试验，通过试验数据认真分析其力学性能，掺钢渣沥青混合料在试验中表现较好的水稳定性和低温抗裂性能，满足路面材料的使用性能，可作为路面材料推广使用。

参考文献：

[1]薛永杰.钢渣沥青玛蹄脂混合料制备与性能研究[D].武汉理工大学，2005.

[2]李立寒，张南鹭.道路建筑材料[M].第四版.北京：人民交通出版社，2003.

[3]中华人民共和国交通部.JTG E20—2011沥青及沥青混合料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2011.

[4]周启伟.公路钢渣基层与钢渣沥青混合料路用性能研究[D].重庆交通大学，2011.

[5]欧阳昇.高粘度基质沥青及混合料试验研究[D].长沙理工大学，2007.