抗車轍瀝青混凝土施工工藝

趙永強(qiáng)

摘 ? 要：鋼渣作為一種儲量巨大的工業(yè)廢渣，選用不同的摻量，摻入到瀝青混凝土中，分析鋼渣摻量對瀝青混凝土路用性能的影響，最后得出了鋼渣摻量不超過60%均能均衡滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，為以后鋼渣在國省干線道路工程中的推廣應(yīng)用提供一定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及參考。再加上天然石料限制開采，為了解決道路所需材料，嘉峪關(guān)公路局利用地理優(yōu)勢資源，積極探索鋼渣利用途徑，在G30連霍高速公路（嘉安段）中處治車轍采用鋼渣SMA-13作為路面面層，這項(xiàng)技術(shù)是嘉峪關(guān)公路局在“四新技術(shù)”中的重要應(yīng)用，將建成嘉峪關(guān)首條低碳環(huán)保實(shí)驗(yàn)路段。

關(guān)鍵詞：鋼渣 ?瀝青混凝土 ?性能 ?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

中圖分類號：U416.217 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0042-02

鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的一種工業(yè)固體廢棄物，排出量約為粗鋼產(chǎn)量的10%～15%。酒鋼集團(tuán)位于嘉峪關(guān)，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)出大量的鋼渣，近年來，隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，人們環(huán)保意識增強(qiáng)。從環(huán)保和廢物利用的角度出發(fā)，采取有效措施消化吸收鋼渣、減輕鋼渣的污染成為社會各界普遍開始關(guān)注的問題。

1 ?工藝特點(diǎn)

（1）將鋼渣制備成為適用于瀝青混凝土路面中的骨料，提高鋼渣再生利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可節(jié)省自然資源（石材）。

（2）較一般熱拌瀝青混合料相比，鋼渣瀝青混合料的溫度損失比較快，出廠溫度有所提高，需控制在180℃～190℃。進(jìn)行碾壓過程中不可以將工作斷面控制的過長。

（3）可利用與熱拌瀝青混合料相同的生產(chǎn)設(shè)備、運(yùn)輸車輛、攤鋪機(jī)械和碾壓設(shè)備，施工機(jī)械化程度高。

（4）鋼渣屬于堿性集料，同時(shí)由于鋼渣具有多孔的物理特征與其它瀝青混合料相比，使用鋼渣本身的特性不需要添加任何外加劑就可以提高瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

2 ?適用范圍

（1）適用于國省道干線公路，車流量大等道路工程。

（2）適用于多雨雪地區(qū)各等級公路瀝青混凝土路面。

3 ?工藝原理

鋼渣是一種質(zhì)地堅(jiān)硬、外觀多孔、棱角豐富、表面粗糙的材料，通過對混凝土礦料級配的選擇，通過在混合料中形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，依靠鋼渣顆粒表面粗糙形成較強(qiáng)的嵌擠作用，而不需要摻加其他改性劑來達(dá)到提高混合料高溫穩(wěn)定性、抗滑性、水穩(wěn)定性及抗車轍性的目的。

通過試驗(yàn)段對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行選擇及配合比設(shè)計(jì)的驗(yàn)證，采用間歇式拌合機(jī)進(jìn)行拌合，用大噸位的運(yùn)輸車運(yùn)輸，使用履帶式自動(dòng)找平攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，并用大噸位壓路機(jī)碾壓，經(jīng)過科學(xué)合理的組織施工，最終做到攤鋪層密實(shí)、接縫平順，保證了路面質(zhì)量符合要求。

4 ?施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

4.2 配合比設(shè)計(jì)

（1）鋼渣：形狀規(guī)則，接近正方體，有棱角，這樣才能保證顆粒之間能形成良好的嵌擠結(jié)構(gòu)。表面盡可能密實(shí)盡量避免鋼渣表面有過多的蜂窩狀孔隙。

鋼渣須經(jīng)過破碎存放6個(gè)月以上才可使用。鋼渣使用前應(yīng)進(jìn)行活性檢驗(yàn)，要求鋼渣中游離氧化鈣含量不大于3%，浸水膨脹率控制在不得超過2%，金屬鐵含量小于2%。

（2）細(xì)集料應(yīng)清潔、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并有適當(dāng)顆粒級配。

（3） 采用的木質(zhì)素纖維劑量為混合料的3%。

4.3 瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)原理

通過試驗(yàn)確定拌合機(jī)各冷料倉、礦粉、瀝青、纖維的最佳配比。采用馬歇爾試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，既通過試配法確定混合料的集料級配，遵循現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于熱拌瀝青混合料設(shè)計(jì)的目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比，以及試拌、試鋪、驗(yàn)證的三個(gè)階段，并通過馬歇爾試驗(yàn)判斷集料級配的合理性，并確定最佳油石比。

4.4 確定初始級配

瀝青混合料用的粗集料為酒鋼的鋼渣，細(xì)集料、填料為黑山湖生產(chǎn)的機(jī)制砂及礦粉，我們對采用的幾種石料、礦粉進(jìn)行了篩分測試。根據(jù)原材料的篩分結(jié)果，按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2017的要求，合成級配范圍中線為基準(zhǔn)，以4.75mm篩孔的通過率中值的±3%合成三條曲線。

確定礦料級配后，參考目標(biāo)配比確定最佳油石比，以目標(biāo)配比的最佳油石比、最佳油石比±0.3%。

根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2017的要求，對設(shè)計(jì)的瀝青混合料性能進(jìn)行檢驗(yàn)，針對鋼渣SMA-13瀝青混合料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和瀝青面層中的層位及其受力特點(diǎn)，應(yīng)對鋼渣SMA-13瀝青混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性檢驗(yàn)。

4.5 運(yùn)輸

（1）由于鋼渣的溫度散失較快，所以在運(yùn)輸?shù)倪^程中保溫措施須嚴(yán)格到位，運(yùn)輸車輛車廂必須設(shè)置加厚保溫板并封閉良好。

（2）在車箱底板及周壁要涂抹一薄層油水混合液，避免導(dǎo)致混合料離析。

（3）瀝青混凝土運(yùn)料車在拌和機(jī)下接料時(shí)，應(yīng)大批量卸入，避免混合料零星滾入料斗，且每卸一斗混合料挪動(dòng)一下汽車位置，以減少混合料離析現(xiàn)象。

（4）要及時(shí)量測鋼渣瀝青混合料出場及到場溫度，依據(jù)出場時(shí)間測定出場混合料裝車后運(yùn)至施工現(xiàn)場的降溫速率。從而了解溫度變化規(guī)律，避免因混合料運(yùn)輸過程中的溫度損失，造成對現(xiàn)場攤鋪施工與碾壓密實(shí)度的影響。

4.6 攤鋪

（1）鋼渣瀝青混合料應(yīng)采用履帶式攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

（2）鋼渣瀝青混合料面層，應(yīng)直接采用非接觸式平衡梁，自動(dòng)控制平整度和高程。

（3）攤鋪?zhàn)鳂I(yè)施工中，混合料運(yùn)料車應(yīng)在攤鋪機(jī)前0.5～1m處停住，空檔等候，由攤鋪機(jī)頂上運(yùn)料車。

（4）施工過程中，攤鋪速度宜控制在2～3m/min，與混合料拌和機(jī)的供料速度相協(xié)調(diào)，保持勻速不間斷地?cái)備?，中途不得停機(jī)。

（5）在攤鋪過程中，螺旋布料器要不間斷地將混合料向兩側(cè)分料，并始終保持螺旋布料器周圍混合料的高度。

（6）鋼渣瀝青混凝土開始攤鋪后，應(yīng)安排專人對攤鋪厚度、攤鋪溫度進(jìn)行跟蹤檢測并記錄實(shí)測數(shù)據(jù)。

4.7 碾壓

（1）由于鋼渣具有表面粗糙的特性，須使用大噸位的壓路機(jī)才能顆粒產(chǎn)生位移達(dá)到顆粒之間相互嵌擠的效果。

（2）鋼渣瀝青混凝土路面采用振動(dòng)雙鋼輪壓路機(jī)。振動(dòng)壓路機(jī)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，即緊跟攤鋪機(jī)的后邊，采用高頻率低振幅的方式慢速碾壓。同時(shí)碾壓本身必須按操作規(guī)程進(jìn)行，以防產(chǎn)生橫棱和擁包現(xiàn)象，可通過碾壓消除攤鋪或其它原因所產(chǎn)生的橫棱和擁包。

（3）碾壓按照從外側(cè)向中心碾壓的原則，在進(jìn)行下一壓段時(shí)，先斜壓，消滅階梯痕跡后，再進(jìn)行下一段初壓，以提高平整度。

（4）在碾壓過程中，跟隨3m直尺連續(xù)檢測碾壓平整度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)攤鋪和碾壓過程中造成的凸埂時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用振動(dòng)壓路機(jī)順埂振壓消除。

（5）碾壓過程中，壓路機(jī)起步緩慢平穩(wěn)，沿?cái)備伔较蛑本€行駛，碾壓速度均衡一致。

4.8 鋼渣瀝青混凝土接縫處理

在接縫施工前須對冷料層進(jìn)行檢查，對低頭、翹頭現(xiàn)象應(yīng)予以刨除（刨除范圍通過3m直尺進(jìn)行確定），處理工作應(yīng)安排有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行處理。對于局部睜眼現(xiàn)象應(yīng)添補(bǔ)細(xì)料，用3m直尺進(jìn)行橫向及縱向檢查，不得產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。接縫的碾壓要嚴(yán)格按照有關(guān)瀝青混凝土的施工技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行施工。

5 ?結(jié)語

將鋼渣應(yīng)用于混凝土混合料中，代替石質(zhì)骨料，不僅解決了鋼渣堆放污染環(huán)境的難題，也為優(yōu)質(zhì)瀝青混凝土耐磨集料資源開辟了廣闊的前景。相比普通瀝青混泥土，鋼渣瀝青混凝土減少了后期的維護(hù)費(fèi)用，提高鋼渣再生利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，很大程度降低了瀝青混合料的成本。

參考文獻(xiàn)

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