钢渣透水沥青混合料性能及应用研究

研究首选确定钢渣和玄武岩两种集料透水沥青混合料PAC-13和PAC-05的目标级配和最佳沥青用量,并进一步对比分析各组透水沥青混合料的路用性能。试验表明,宝武集团滚筒法生产的钢渣残余游离氧化钙含量较低,钢渣透水沥青混合料不存在体积安定性不足的问题,且钢渣透水沥青混合料具有更好的力学性能、抗滑性能和抗疲劳性能。示范工程验证了钢渣透水沥青混合料用于道路、停车场面层材料的可行性。研究旨在为透水沥青混合料提供一种新的集料来源,同时实现钢渣的高品质资源化利用,具有良好的社会和环境效益。     

基于路用性能的掺钢渣透水沥青混合料设计

为探讨钢渣在透水沥青路面中的应用,以级配、钢渣掺量、油石比三因子三水平,以体积参数为优化目标进行正交试验,优选最佳组合因子;以最佳组合因子为基础,设计不同掺量钢渣透水沥青混合料并进行路用性能试验,以路用性能综合最佳为优化目标,确定掺钢渣透水沥青混合料PAC-13的钢渣掺量、级配和油石比.     

钢渣特性及其在道路沥青混合料中的应用进展

基于钢渣的特性,现概述了钢渣作为集料在沥青混合料中的应用进展。首先,总结了经不同方法处理的钢渣集料力学性能、化学成分和物理结构等方面的差异。钢渣表面结构粗糙、棱角丰富,表现出良好的耐磨性和耐压碎性,但也存在密度大、吸水率高及体积不稳定等问题。其中,体积不稳定是影响钢渣在沥青混合料中应用的关键因素。其次,根据不同配合比设计方法,分析了加入替代比例钢渣集料对沥青用量、沥青混合料性能的影响,表明沥青混合料中,钢渣百分比的增加通常会导致设计沥青用量、矿料间隙率、Marshall稳定性和密度增加。最后,详细总结了钢渣集料对沥青混合料在防滑、水损害、抗车辙和抗疲劳等现场性能的影响,发现钢渣代替沥青混合料中的粗集料,可以改善抗滑、抗车辙和抗疲劳等性能。水损害性能则由于钢渣的产生来源不同,变化结果不确定性较大。综合来看,钢渣替代集料能够一定程度上改善路用性能,但钢渣集料体积不稳定,可能带来一定的变异性,在道路应用过程中,应有针对性调控,以确保沥青混合料性能的稳定。     

钢渣微粉对沥青混合料性能影响研究

在沥青混合料中掺加钢渣微粉,分析用钢渣微粉替代部分或全部矿粉对沥青混合料性能的影响。通过冻融劈裂试验来评价不同掺量的钢渣微粉对沥青混合料水稳定性的影响,并由车辙试验来评价不同掺量钢渣微粉对沥青混合料高温稳定性的影响。试验结果表明:钢渣微粉可以改善沥青与集料的粘附性,提高沥青混合料的水稳定性;可以明显改善沥青混合料的高温稳定性,提高沥青路面的抗车辙能力;而对沥青混合料的抗裂性影响不大;钢渣粉的最佳掺量为沥青混合料总质量的4.5%。改善沥青混合料性能的机理在于钢渣的碱度大和比表面积大。但是钢渣微粉对沥青混合料其他性能提高不明显。     

钢纤维掺量对钢渣沥青混合料路用性能影响研究

为研究钢纤维对钢渣沥青混合料路用性能的影响,通过采用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验方法,分别针对不同纤维掺量的钢渣沥青混合料和普通沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性以及水稳定性展开对比分析。研究表明:不同钢渣及钢纤维掺量沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性均要优于普通沥青混合料;钢渣掺量为25%～50%时沥青混合混合料路用性能较优;钢纤维掺量为1%～2%时,沥青混合料的高温稳定性能较优,而低温稳定性和水稳定性在钢纤维掺量为1%时较优。研究结果可为钢渣沥青混合料性能研究提供理论参考与借鉴。     

钢渣透水沥青混合料PAC-13路用性能研究

通过设置三组不同钢渣掺量的PAC-13进行试验,通过组成设计,分别确定各组材料目标配合比和最佳沥青用量,进行路用性能试验研究。研究表明:宝刚炼钢工艺生产的钢渣经堆置风化后,残余的游离氧化钙含量较低,钢渣透水沥青混合料并不存在严重的体积安定性问题。钢渣PAC-13的技术性能满足沥青路面所有的指标要求,且随着钢渣掺量增加,高温力学性能和水稳定性均有不同程度的提高,故钢渣是透水沥青混合料应用时一种良好的材料选择。     

玄武岩纤维透水沥青混合料的配合比设计

为了分析玄武岩纤维长度对透水沥青混合料配合比设计指标的影响,通过谢伦堡析漏试验确定不同长度玄武岩纤维透水沥青混合料的最佳油石比,采用马歇尔试验研究了马歇尔指标随玄武岩纤维长度的变化规律。试验结果表明:玄武岩纤维透水沥青混合料的最佳油石比随掺入玄武岩纤维长度的增加而提高;玄武岩纤维提高了透水沥青混合料的力学性能,改善了透水沥青混合料的稳定度和流值;掺入玄武岩纤维的透水沥青混合料的空隙率和连通空隙率相对普通透水沥青混合料有所变化,但差值较小,玄武岩纤维对透水沥青混合料的空隙率影响不明显。     

钢渣在沥青混合料中的应用

本文通过钢渣物理性能试验分析了钢渣用于沥青混合料的可行性，并通过钢渣沥青混合料配合比设计及路用性能检验分析了钢渣沥青混合料的基本特点。     

改性钢渣沥青混合料性能研究

针对钢渣遇水膨胀、体积稳定性差的问题,使用甲基硅酸钠溶液对钢渣进行表面改性处理,将改性钢渣代替粗骨料制备改性钢渣沥青混合料,测试其路用性能和体积稳定性。试验结果表明,甲基硅酸钠溶液在钢渣表面生成一层防水树脂薄膜,可有效降低改性钢渣的吸水率和膨胀率,可明显减小钢渣的压碎值和磨耗值;与钢渣沥青混合料和石灰岩沥青混合料相比,改性钢渣沥青混合料的路用性能明显提高;与钢渣沥青混合料相比,浸水120 h后,改性钢渣沥青混合料的体积稳定性提高了51.3%。     

不同混合料类型的钢渣沥青混凝土高温性能研究

为对比分析不同混合料类型的钢渣沥青混凝土高温性能,选取AC-13C与SMA-13两种钢渣沥青混合料为研究对象,进行车辙试验,与几种普通沥青混合料的车辙试验进行对比研究,并对钢渣使用时应注意事项进行了研究。结果表明:两种类型的钢渣集料沥青混合料的动稳定度均高于玄武岩及石灰岩配制的沥青混合料,因此,钢渣对动稳定度的增加有明显的促进作用;钢渣应用于道路工程时,应对钢渣原料的膨胀性能进行准确测试,并控制4号细钢渣集料的用量。     

含有钢渣的水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的性能

为了研究含有钢渣的改性乳化沥青混合料的性能,以水性环氧树脂为改性剂,采用先乳化后改性的方法制备了多种改性乳化沥青。利用马歇尔方法设计了含有钢渣(全部替代细集料)的AC-16型改性乳化沥青混合料。通过土工击实试验和试拌法,以混合料的工作和易性和拌和状态为控制目标,逐步优选出改性乳化沥青类型及外掺水用量。利用失水率和马歇尔稳定度确定了混合料的最佳击实时间、养生方式及最佳水性环氧树脂掺量,对含/不含钢渣的普通/改性乳化沥青混合料的路用性能进行了全面评价。试验结果表明:为了保证含有钢渣的改性乳化沥青混合料具有良好的拌和工作状态,需选用与水性环氧树脂配伍性好的阴离子乳化剂,且将改性乳化沥青的酸碱性调节为碱性;通过采用两次击实、常温养生、加入一定剂量水泥、提高水性环氧树脂掺量的方法,使水性环氧树脂改性乳化沥青混合料具有良好的早期强度和优异的力学性能;与含/不含钢渣的普通乳化沥青混合料及不含钢渣的水性环氧树脂改性乳化沥青混合料性能相比,含有钢渣的水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的综合性能最为优异,且达到了热拌沥青混合料的性能要求。     

钢渣骨料沥青混合料路用性能研究

为了探究钢渣骨料沥青混合料的路用性能,对AC-13与SMA-13两种级配的钢渣沥青混合料和碎石沥青混合料的高温稳定性、水稳定性进行了研究,并对其低温抗裂性及膨胀特性进行评价。结果表明:钢渣沥青混合料具有良好的颗粒间嵌挤作用与较高的摩擦力,钢渣颗粒间形成类纤维结构,可有效分散应力作用,使得钢渣沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能均优于碎石沥青混合料,同时钢渣沥青混合料的膨胀率满足规范要求。     

钢渣在道路工程中的综合应用

本文简单介绍了钢渣的基本性质及其在半刚性基层中的应用情况，对钢渣沥青混合料的配合比设计进行了分析，并对钢渣沥青混合料的性能进行了评价，在此基础上，对钢渣沥青混合料的两条试验路基本情况及使用情况进行了说明，从而得出有关钢渣在道路工程应用的基本结论。     

钢渣沥青混合料碾压温度场

为研究钢渣沥青混合料在碾压过程中的温度散失规律,采用数值方法建立了松铺和密实2种状态下钢渣沥青混合料碾压温度场分析模型,研究了初始温度、铺层厚度以及不同环境条件下钢渣沥青混合料碾压温度随时间的变化规律,并计算钢渣沥青混合料的最短和最长有效压实时间。结果表明:掺有钢渣的沥青混合料对施工温度变化的影响不大;有效压实时间随着风速的降低以及初始温度、铺层厚度、大气温度或太阳辐射强度的增加而延长,而松铺沥青混合料碾压初期降温速率快于密实沥青混合料。     

温拌透水沥青混合料性能研究

研究了不同温度下表面活性温拌剂对透水沥青混合料性能的影响规律以及温拌剂对沥青胶结料黏温特性和基本性能的影响;分析了温拌透水沥青混合料的体积特性;研究了温拌透水沥青混合料的关键路用性能,包括高温性能、水稳定性以及抗飞散性,并对其进行了效益分析。研究结果表明,表面活性温拌剂对高黏沥青的性能影响不大,但可以显著改善透水沥青混合料在较低温度下成型的体积特性和路用性能,并能有效地降低施工温度,降温幅度达30℃,最佳掺量为0.6%。温拌透水沥青混合料的综合效益更高。     

钢渣沥青混合料级配特征研究

检测分析济钢转炉钢渣的化学成分及物理力学性质,评价其作为沥青混合料集料的可行性.以钢渣作为集料,以3种不同的级配结构试拌钢渣沥青混合料,对其物理、力学性质进行对比,分析级配对钢渣沥青混合料技术性质的影响.根据试验分析结果,确定适于钢渣沥青混合料的最佳级配结构,并根据最佳级配结构重新拌制混合料,验证其物理、力学性质,并在此基础上提出AC20型钢渣沥青混合料的合理级配范围.     

钢渣沥青混合料室内及现场试验分析

钢渣是钢铁厂生产的废料,对生态环境具有破坏作用。高速公路建设需求的碎石越来越多,研究钢渣在高速公路中的应用具有现实意义。由于钢渣具有很好的物理性能,可以作为沥青混合料的原材使用,研究钢渣沥青混合料的高温性能、水稳定性以及使用性能,对其推广使用具有重要意义。文章通过室内马歇尔试验、单轴贯入试验和现场加速加载试验等,分析比较了钢渣沥青混合料与普通沥青混合料高温稳定性、水损坏能力。研究表明:钢渣沥青混合料的室内试验数据、使用性能优于普通沥青混合料,钢渣沥青混合料的使用,对于建设环保型公路,资源节约型公路具有重要意义。     

彩色透水沥青混合料的性能优化

针对目前彩色透水沥青混合料缺乏统一技术标准的问题,选择了3种国内常用的彩色沥青品牌,通过沥青改性、混合料改性2种方法,对彩色透水沥青混合料性能进行优化。结果表明,优化方案难以兼顾规范对特种彩色沥青高低温性能的要求;沥青改性存在配伍性问题,需要非常高的掺量,经济性不佳;混合料改性的方法效果更好,专用改性剂可有效改善彩色透水沥青混合料的使用性能。     

钢渣沥青混合料级配特征研究

检测分析济钢转炉钢渣的化学成分及物理力学性质,评价其作为沥青混合料集料的可行性.以钢渣作为集料,以3种不同的级配结构试拌钢渣沥青混合料,对其物理、力学性质进行对比,分析级配对钢渣沥青混合料技术性质的影响.根据试验分析结果,确定适于钢渣沥青混合料的最佳级配结构,并根据最佳级配结构重新拌制混合料,验证其物理、力学性质,并在此基础上提出AC20型钢渣沥青混合料的合理级配范围.     

透水沥青混合料的设计与施工

结合深港西部通道的施工,对透水沥青混合料在停车场的应用进行了探索性研究。根据停车场的交通条件和排水条件,确定了设计空隙率;通过对比试验,确定采用了TPS高粘改性沥青作为沥青结合料;提出了透水沥青混合料骨架嵌挤结构形成的检验方法;对设计的透水沥青混合料进行了路用性能检测,满足了停车场的排水功能和抗剪切性能;提出了适合于停车场的施工工艺。