[01361629]钢渣沥青混凝土的研究与应用

课题来源与背景：　　我国每年由钢铁工业生产出来的钢渣产量非常大，仅武钢一厂年产钢渣就近110万吨，且目前钢渣堆放量达到1000万吨。大量钢渣的堆放，不仅占用大量的场地，同时对环境也存在潜在的污染问题。因此如何将钢渣变废为宝，如何对其进行二次资源再利用这一课题便摆在了广大科研人员的面前。目前，我国正处于高速公路建设迅猛发展的时期，全国每年因为公路建设而对优质的路面材料的需求日益增大。比如湖北境内京山地区的玄武岩几竟达到供不应求的地步。拓宽优质集料的来源也是今后道路工程材料领域内研究的一项重要课题。在这样的一个背景下，课题组经过长期的试验，发现将经过处理后的钢渣作为道路工程用集料投入到公路建设行业中去是完全可行的。而且各方面预期所收到的效益十分明显。技术原理及性能指标：　　原理上将处理过的钢渣经过破碎后是可以调整使其满足各种类型的沥青混合料级配的要求的。而配合比的设计与普通热拌沥青混合料、SMA混合料的设计区别不大。只是针对钢渣材料的性能试验需要加入化学组成分析以及活性检测试验。特别是后者，是评定钢渣沥青混合料设计成功与否的标准之一。钢渣属于碱性集料，同时由于钢渣具有多孔的物理特性，因此与沥青的粘附性能非常好。课题组还经过试验和优化设计配比，研制出劈裂强度比高、残留稳定度大、抗车辙等性能良好的钢渣沥青混凝土。试验结果表明，集料与沥青粘附性等级为5级，钢渣压碎值为16.3%，磨光值67BPN，洛杉矶磨耗11%，混合料的残留稳定度为90.3%，劈裂强度比为87.5%，动稳定度次数大于6000次/mm。试验路的使用结果表明，钢渣沥青混凝土具有良好的热稳定性、水稳定性和抗滑性能，对提高我国沥青路面的耐久性和降低工程造价具有积极意义；技术的创造性与先进性：　　该研究技术创造性主要体现在将钢渣作为道路工程用集料加以使用以及对不同的钢渣沥青混合料的进行配合比设计上。通过在试验室内进行的试验，课题组设计出了钢渣AC-20I、AC-10I以及适合于高速公路以及桥面铺装加铺沥青面层的钢渣SMA-13型沥青混合料。跟踪观测的数据表明，钢渣沥青路面的路用性能较为出色，特别是钢渣SMA-13，其各项检测指标均比普通类型沥青路面要好很多，即使是与普通SMA路面相比，部分指标仍然优于后者。其优异性主要体现在钢渣SMA路面的高温稳定性能以及表面功能上，动稳定度超过6000次/mm，构造深度与表面摩擦系数的测试结果也很优异。与之相关钢渣玛蹄脂碎石沥青混凝土的制备还申请了国家的专利，表明课题组在钢渣SMA的研究领域中比较具有代表性。技术的成熟应用情况：　　在试验室中通过了钢渣沥青混合料的设计、验证等可行性研究后，本成果涉及到的钢渣，作为道路工程材料已经在武黄高速公路大修工程、仙桃汉江公路大桥桥面铺装以及武汉钢铁集团冶金渣有限公司的场道加铺改造工程中得到了广泛的应用。随着各条路后期跟踪观测的展开，试验数据也证明了钢渣沥青路面是完全可以满足要求的。第一条钢渣路（武钢场道加铺）使用至今已有一年多的时间了，在经历了两冬一夏的使用后，观测表明路面的使用状况良好。而武黄高速公路大修工程以及仙桃汉江公路大桥铺装工程的检测结果也表明，钢渣沥青路面的使用性能出色，部分指标优于普通沥青路面。在这期间，该研究还积极申报了另一种以钢渣作为集料的高性能的沥青混凝土的制备技术专利，钢渣SMA的制备技术专利已获批准，因此全面的推广应用钢渣作为道路工程材料是可行的。