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摘  要：随着我国环保力度的加强，大量采石厂的关停，天然砂石供应日渐紧张，利用钢渣作为制备沥青混凝土的原料已为一种趋势。钢渣可以用于筑路原材料的粗集料，在我国道路工程中大量应用。由于钢渣的利用属于固废利用，相比普通沥青混合料，具有一定的价格优势，同时，钢渣的力学性能较轧制的碎石好，可以提高沥青混合料的耐久性。因此，钢渣代替混合料中部分碎石应用于沥青混凝土中，一方面消除钢铁企业固废料的排放，提高钢铁企业的经济效益，另一方面可降低公路行业的建设费用。基于此，本文主要通过工程实例对钢渣沥青混凝土路面施工技术在公路养护中的应用进行探讨。

关键词：钢渣沥青混凝土；路面施工技术；公路养护；应用

一、钢渣的物理特性与钢渣集料的使用规范

1.钢渣的物理特性

（1）钢渣棱角性良好。

（2）钢渣中含铁元素高，钢渣密度>1900kg/m3，大于砂石的密度，路面材料用高密度的钢渣具有较高的抗碾压性和耐久性。

（3）钢渣磨光值PSV值大，使沥青混合料路面抗滑性能加强。

（4）钢渣的吸水率低，黏附性高。

（5）钢渣沥青混合料冻融试验检测结果表明，冻融残留强度比＞95%，钢渣的抗冻性能良好。上述特性表明钢渣密度高、耐磨性好、棱角性好、黏附性好、磨光值高、抗冻性好等特点，是一种优良的路用材料，在公路建设中代替集料发挥钢渣的优良性能。

2.钢渣集料的使用规范

（1）钢渣集料的使用规范。参考《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中指标要求，重点控制指标如下：①钢渣集料需经过破碎处理并且陈化期超过6个月以上；②钢渣沥青混凝土的膨胀不得超过2%；③钢渣集料中化学成分游离氧化钙含量要不大于3%；④钢渣集料的吸水率≤3%。

二、钢渣沥青混凝土的特性

1.透水性好。钢渣表面粗糙，上面有很多的小孔，和普通碎石沥青路面相比，水能够更快地顺着钢渣沥青混凝土路面的孔隙渗透到地下进行排水。

2.良好的热稳定性、水稳定性。钢渣较好的棱角性和较高的黏附性，使钢渣沥青混凝土的吸水率较低，因此具有较强的高温稳定性及水稳定性，随着混合料中沥青量的提升，其黏度进一步提高。

3.耐磨性好。钢渣延续了钢铁耐磨这一性能，洛杉矶磨耗试验检测结果发现钢渣洛杉矶磨耗率远低于普通碎石的洛杉矶磨耗率，因此在以钢渣为集料制作的钢渣沥青混凝土也具有较好的耐磨性。

4.经济价值和社会效益。钢渣是对钢铁厂废弃的钢渣再利用，所以在节省筑路所需的砂石、骨料的同时，也减少了钢渣废料对环境的污染及危害，这与国家的可持续发展战略相契合。

三、工程实践

（一）工程概况

G112京环线（宝芦线-芦台农场界、克黄线-京滨线）修复养护工程全长18.936km，分两个段落，K1091+956-K1100+556，K1150+200-K1160+536。本文选用京环线与滨蓟线交叉口以东段上行1、2车道作为试验路段，试验路段宽8m，长1km， 具体计划实施段落如下：

桩号K1098+360—K1098+860段，上行1、2车道，长度500m，为4cm改性AC-13+8cm钢渣基质沥青混凝土AC-25；桩号K1098+860—K1099+360段，上行1、2车道，长度500m，为4cm钢渣改性沥青混凝土AC-13+8cm钢渣基质沥青混凝土AC-25。

（二）施工工艺

1.准备工作

钢渣选用天津钢铁集团有限公司生产出的钢渣，将钢渣进行破碎（分别为10-25mm、10-20mm、10-15mm、5-10mm）代替石料，破碎后堆放在沥青砼拌合站内。对钢渣密度、吸水率、压碎值、磨耗值、坚固性、黏附性、膨胀量、游离氧化钙含量、砂当量、棱角性、坚固性、亚甲蓝值等进行试验。

2.目标配合比设计及性能验证

（1）钢渣沥青混凝土 AC-13 级配设计

取钢渣料进行筛分，参考规范中规定的密集配沥青混凝土混合料矿料级配范围，给出适用于钢渣沥青混凝土 AC-13 建议级配控制范围，进行目标配合比设计，级配曲线如图 3-1 所示。

根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）要求最终确定沥青混合料最佳油石比为 4.8%。

（2）钢渣沥青混凝土 AC-25 级配设计

取钢渣料进行筛分，参考规范中规定的密集配沥青混凝土混合料矿料级配范围，给出适用于钢渣沥青混凝土 AC-25 建议级配控制范围，进行目标配合比设计，级配曲线如图 3-2 所示。

根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）要求最终确定沥青混合料最佳油石比为 3.9%。

3.性能验证

钢渣改性沥青混凝土 AC-13 性能指标和试验结果为：密度2.827g/cm3，稳定度10.99kN，流值37.3（0.1mm），残留稳定度95.3%，冻融劈裂残留强度比93%，动稳定度6496（次/mm），低温弯曲破坏应变3527（μɛ）。

钢渣沥青混凝土 AC-25 性能指标和试验结果为：密度2.884g/cm3，稳定度8.90kN，流值31.0（0.1mm），残留稳定度92.5%，冻融劈裂残留强度比83.7%，动稳定度1679（次/mm），低温弯曲破坏应变2606（μɛ）。

生产配合比设计及验证

（1）钢渣沥青混凝土生产配合比设计

生产配合比设计阶段主要包括各热料仓集料的密度测定、热料仓配合比例确定、最佳沥青用量确定、压实标准密度确定等部分；通过生产配合比设计，确定热料仓配合比例，并确定实际生产用的沥青用量和压实控制标准。确定料仓矿料和矿粉的用量和最佳含油量。

（2）钢渣沥青混凝土性能验证

两类钢渣沥青混凝土在最佳油石比与±0.3%条件下三个沥青用量下进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验确定生产配比及最佳沥青用量：钢渣改性沥青混凝土 AC-13 最佳油石比为 4.8%、钢渣沥青混凝土AC-25 最佳油石比为 3.9%。

钢渣改性沥青混凝土 AC-13 （3仓：2仓：1仓：矿粉=34：30：32：4，最佳油石比4.8%）性能指标和试验结果为：密度2.820g/cm3，稳定度16.52kN，流值36.6（0.1mm）。

钢渣沥青混凝土 AC-25（5仓：4仓：3仓：2仓：1仓：矿粉=27：11：15：17：26：4，最佳油石比3.9%）性能指标和试验结果为：密度2.897g/cm3，稳定度13.96kN，流值31.9（0.1mm）。

（3）施工要求

施工前技术人员积极与拌合站人员、现场施工人员沟通，进行技术交底，在遵循常规沥青混合料施工要求基础上，需注意：

对于70#A石油沥青，沥青加热温度为145～155℃；矿料加热温度为165～175℃；混合料出厂温度为160～170℃；混合料废弃温度高于195℃；运输到现场温度不低于160℃；摊铺温度不低于155℃；碾压温度不低于150℃；碾压终了温度不低于90℃；开放交通的路表温度不高于50℃。

对于SBS 改性沥青，沥青加热温度为160～170℃；矿料加热温度为180～190℃；混合料出厂温度为170～180℃；混合料废弃温度高于195℃；运输到现场温度不低于170℃；摊铺温度不低于165℃；碾压温度不低于160℃；碾压终了温度不低于100℃；开放交通的路表温度不高于50℃。

实际施工情况

8cm钢渣AC-25上行1车道与上行2车道施工间隔较长，4cm钢渣改性AC-13上行1、2车道整体施工，上下面层施工间隔较长，下面层施工后即开放交通。钢渣下面层施工后个别段落存在离析现象。

（4）后期性能验证

对施工现场取回的沥青混合料进行性能验证，同时协调施工单位对施工后的钢渣段落钻芯取样，进行稳定度、压实度测定，各项检测结果均满足规范要求。结果如表4-1、表4-2所示：

四、结语

在大力推进交通强国、绿色低碳的背景下，钢渣部分替代混合料中碎石应用于沥青混凝土中，不仅可以消除钢铁企业固废排放，提高钢铁企业的经济效益，同时可以降低建筑行业建设费用，对于生态环境保护具有重要意义。

参考文献：

[1]李晓刚，郭永奇，周洪军，陆新焱，刘柳，林顺，磨炼同.钢渣沥青混凝土耐久性室内试验研究[J].科学技术与工程，2023，23（12）：5267-5277.

[2]宁黎磊.钢渣对沥青混凝土性能提升研究[J].湖南交通科技，2022，48（01）：37-41+129.