孫建國(guó)　陳玉潔　王秋　周琰

[摘要]總結(jié)了國(guó)內(nèi)外將高爐礦渣應(yīng)用于瀝青混凝土的現(xiàn)狀，重點(diǎn)探討了高爐礦渣用于瀝青混凝土路面面層的應(yīng)用，通過對(duì)高爐礦渣用于瀝青混凝土的合成設(shè)計(jì)及室內(nèi)試驗(yàn)，得到合成料的高溫穩(wěn)定性，力學(xué)指標(biāo)和疲勞性能等技術(shù)指標(biāo)，用于指導(dǎo)下一步工程順利進(jìn)行。

[關(guān)鍵詞]高爐礦渣;瀝青混凝土;路面? 文章編號(hào)：2095-4085（2019）05-0128-02

隨國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路承擔(dān)的交通任務(wù)也逐步加大，對(duì)公路量質(zhì)及周期成本等方面提出了更為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。公路的快速建設(shè)勢(shì)必需求大量的石料等不可再生資源，而新石料的開采除了本身的高能耗和大氣污染外還會(huì)導(dǎo)致森林植被減少，水土流失等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞。故從生態(tài)環(huán)境保護(hù)和降低成本雙重考慮，廢棄物再利用于新建道路中是必然發(fā)展之路。其中高爐礦渣做道路粗骨料可替代性強(qiáng)，可以緩解天然資源的開發(fā)，節(jié)省挖掘時(shí)所用的能源，大幅降低建設(shè)成本，以1000km新建高速公路計(jì)算，僅面層就可節(jié)約新石料約800萬(wàn)t。

1? 國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展水平和趨勢(shì)

在過去數(shù)十年間，國(guó)內(nèi)外許多科研機(jī)構(gòu)，主管部門和領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)廢棄物在瀝青道路中的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛而大量的研究，其中卓有成效且使用量較大的是舊瀝青路面回收料和高爐礦渣。前蘇聯(lián)科學(xué)家A·M·Bory等在上世紀(jì)70年代就對(duì)磷礦渣用于瀝青混凝土進(jìn)行研究，研究證明利用磷礦渣完全可以修建經(jīng)久耐用的瀝青混凝土路面。國(guó)內(nèi)孫長(zhǎng)新等前輩也在1994年在高爐重礦渣在瀝青混凝土路面中的應(yīng)用研究中指出，重礦渣用于中等交通瀝青面層是可行的，甚至其力學(xué)性能，高溫穩(wěn)定性及耐久性在同樣級(jí)配條件下比石灰瀝青混凝土要好，并認(rèn)為重礦渣用于瀝青混凝土路面層具有顯著的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。最近幾年，覃琳，李江華等對(duì)高爐爐渣作為骨料對(duì)瀝青道路低溫性能的影響做了專門研究，認(rèn)為高爐爐渣作為骨料能滿足瀝青路面的低溫性能要求。梁濤，劉小艷等對(duì)工業(yè)廢渣在瀝青混凝土中的應(yīng)用研究中表明工業(yè)廢渣用于瀝青混凝土中具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)展前景廣闊。孟群等也對(duì)低吸水率致密高爐渣粗骨料的混凝土適用性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，認(rèn)為采用致密高爐渣粗骨料的混凝土，在新澆性狀及強(qiáng)度方面均不遜色于采用天然粗骨料的混凝土。綜上所述，國(guó)內(nèi)外對(duì)高爐礦渣在瀝青道路中的應(yīng)用方面已有大量的研究，但同時(shí)也存在不同程度的問題。（1）對(duì)新材料的研究和應(yīng)用重視程度不夠;（2）材料自身質(zhì)量參差不齊，生產(chǎn)和應(yīng)用過程質(zhì)量意識(shí)薄弱。（3）質(zhì)量控制和評(píng)價(jià)體系有待完善。解決這些問題，盡早開展新材料，新技術(shù)的研究和應(yīng)用，增強(qiáng)材料應(yīng)用的質(zhì)量控制意識(shí)，建立可行的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，是改善本行業(yè)相關(guān)問題的必然趨勢(shì)。

2? 方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

針對(duì)上述存在的問題，本文依托實(shí)際應(yīng)用工程項(xiàng)目，進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)及室內(nèi)試驗(yàn)，并以階段性成果分享探討。

2.1? 礦渣的穩(wěn)定性分析

抽樣選取代表性高爐礦渣樣品，與石灰石進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)，并通過浸水，蒸壓等試驗(yàn)測(cè)試其穩(wěn)定性。

2.2? 混合料的配合比試驗(yàn)

該試驗(yàn)包括（1）配伍性集料及礦粉優(yōu)選（石粉與粉煤灰對(duì)比）、（2）表面層瀝青混合料用改性瀝青優(yōu)選（粘附性試驗(yàn)）、（3）混合料配合比設(shè)計(jì)（高爐礦渣摻量按20%，40%，60%，80%）。結(jié)合摻量研究結(jié)果，對(duì)有效配比進(jìn)行級(jí)配優(yōu)化，以提高混合料的高溫性能，低溫性能，抗水損害能力以及表面層功能等。

2.3? 合成混合料高溫穩(wěn)定性，力學(xué)指標(biāo)和疲勞性能檢測(cè)

對(duì)合成混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)，浸水馬歇爾或凍融劈裂試驗(yàn)，低溫抗開裂性能及彎曲梁流變實(shí)驗(yàn)（BBR）等。

3? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）通過對(duì)高爐爐查用于路面面層瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，確定了各項(xiàng)檢測(cè)參數(shù)，提出合成料相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，如高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性能，力學(xué)指標(biāo)和疲勞性能。

（2）對(duì)合成料的配伍性集料，礦粉，改性瀝青進(jìn)行了優(yōu)選，并以使用環(huán)境條件為依據(jù)，按20%，40%，60%，80%高爐礦渣摻量進(jìn)行進(jìn)行配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)表明40%高爐礦渣摻量下，混合料具備良好的高，低溫性能，力學(xué)性能和抗水損害能力。

4? 結(jié)語(yǔ)

后期將通過鋪筑試驗(yàn)路段，觀察，檢驗(yàn)路用性能和理論分析，為前述研究提供必要的信息反饋，再不斷改進(jìn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高摻入高爐礦渣用于面層瀝青混合料的使用耐久性，并提出高爐爐查用于路面面層瀝青混合料的生產(chǎn)與施工工藝及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]覃琳，李江華.高爐爐渣作為骨料對(duì)瀝青道路低溫性能的影響研究[J].西部交通科技，2018，（08）.

[2]孟群.低吸水率致密高爐渣粗骨料的混凝土適用性評(píng)價(jià)[J].世界金屬導(dǎo)報(bào)，2018，（03）.

[3]李燦華，向曉東.鋼渣開級(jí)配透水瀝青混合料及性能研究[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2015，1（18）.

[4]梁濤，劉小艷.工業(yè)廢渣在瀝青混凝土中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].粉煤灰綜合利用，2017，（06）.