1、水泥稳定钢渣道路基层配合比设计及应用前景摘要：本文通过对水泥稳定钢渣和水泥稳定碎石配合比设计中强度的比较以及用水泥稳定钢渣做道路基层的试验,阐述了钢渣在市政道路工程中广阔的应用前景。 关键词：基层 ；钢渣 ；效益 ；应用前景 中图分类号：U416 文献标识码： A 唐山地区的唐钢、首钢为大型国有企业，每年产生的钢渣成千上万吨。这些废弃物的堆放，不仅占用了宝贵的耕地资源，又污染了环境。为了合理利用这些工业废弃物，变废为宝，扩大道路材料来源，我们依照公路路面基层施工技术规范JTJ034-2000， 公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004， 公路沥青路面设计规范JTG D50-2006，
2、公路无机结合料稳定材料试验规程JTG E51-2009，以钢渣为骨料，水泥为结合料进行了水泥稳定钢渣道路基层的配合比设计,并实际应用于道路建设中。 1、试验室配合比设计 1.1 原材料试验结果 (1)水泥 产地：唐山市冀东水泥厂，为 PS32.5A。 (2)钢渣 产地：唐山钢铁集团公司.为十年以上的陈渣，压碎指标值为22.3%。 （3）碎石 产地：丰润，压碎指标值为 10.7%。 1.2 水泥稳定钢渣配合比设计 首先进行集料的级配试验，试验中按照设计要求选取公路沥青路面设计规范JTG D50-2006 中骨架密实型水泥稳定类集料级配进行试验。(1)通过对不同粒级的钢渣和碎石进行筛分试验，经过计
3、算确定出不同粒级钢渣和碎石的百分比，然后对混合料分别进行筛分，确定符合级配范围要求的集料配合比。 (2)混合料筛分试验结果如下： 表 1 钢渣和碎石的筛分结果 依照公路路面基层施工技术规范JTJ034-2000，选取3%、4%、5%、6%四个水泥剂量的配合比，按试验规程 JTG E51-2009 分别进行击实、强度试验，选取强度符合设计要求水泥钢渣配合比。 表 2 不同含灰量的强度结果 从表 2 可以看出：不同水泥剂量的水泥稳定钢渣的 7d 无侧限抗压强度符均大于水泥稳定碎石的强度，28 天的强度也是如此。说明了水泥稳定钢渣混合料的强度性能指标能够满足设计要求，同时说明了钢渣是替代碎石的一种很
4、好材料，钢渣这种废料在道路工程建设中有广阔的应用前景。在此基础上，我们对水泥稳定钢渣进行进一步试验路段验证。 2、实际应用情况 水泥稳定钢渣这种道路基层结构的设计与施工没有可借鉴的经验，在唐山拥有丰富料源的地方，我们大胆尝试，在 2012 年道路工程施工建设中做了 200 米的试验路段，结构层厚度 18 厘米，以便积累经验为以后的推广应用打基础。 2.1 钢渣的级配情况 钢渣料由 010mm、1020mm、1020mm 三种粒级的钢渣组成。通过筛分、计算确定出 010mm 粒级的占 18%，1020mm 粒级的占44%，1020mm 粒级的占 38%。钢渣料筛分结果见表 5. 表 3 钢渣混合
5、料的筛分结果 2.2 施工配合比 水泥稳定钢渣的试验室配合比为:：2030mm：1020mm： 010mm：水泥为 44：38：18：5（质量比）7 无侧限抗压强度为4.5MPa。 水泥稳定钢渣的施工配合比为:2030mm：1020mm： 010mm：水泥为 44：38：18：5.1（质量比） ，最佳含水量 5.1%，现场材料 7d 无侧限抗压强度为 4.3MPa。 2.3 施工 水泥稳定钢渣道路基层结构的摊铺、碾压、养生基本与水泥稳定碎石道路基层结构的施工工艺相同。在这里笔者就碾压和养生方面谈一下自己的看法，因为钢渣是炼钢产生的废渣，铁矿石经过高温加热，产生的废渣内部含有一定的空隙，从其压碎
6、值低于碎石的压碎值可以知道其强度低于碎石。在碾压时只要达到压实度要求，不要过分碾压，应较水泥稳定基层的碾压次数少一次为好，不破坏钢渣本身，以便影响整个基层的整体强的。 在炼钢过程中要加入一定量的石灰，过量的石灰与钢渣结合在一起，石灰具有钙化的作用形成强度，这也是相同水泥剂量水泥稳定钢渣的强度高于水泥稳定碎石强的的原因。因此在养生过程中，水泥稳定钢渣的撒水量要多一些，以保证养生效果。 2.4 实践检验 现场钻心取样测得 7d 无侧限抗压强度为 4.8MPa，28d 无侧限抗压强度为 8.5MPa.。经过一年多的行车，水泥稳定钢渣为道路基层结构的试验路段路况良好，无任何裂缝、鼓包、沉降等现象。实践
7、证明：水泥稳定钢渣道路基层完全可以取代水泥稳定碎石道路基层结构，并为其在今后市政道路工程建设中的广泛应用打下良好的基础。 3、经济效益、社会效益 目前，在市政道路工程建设中，利用的主要为砂、石等天然材料。以唐山市每年新建道路按 50Km 计算，需道路建筑材料 15 万 m（按道路基层计算） 。钢渣为工业废弃物，以钢渣代替碎石按每 m节省成本 10 元计算，则每年为国家节省投资 150 万元。如果这个项目推广到全国，每年为国家节约的资金将是一个可观的数字。 唐山属重污染城市，PM2.5 排名全国前列，钢渣的利用，可以减少砂、石自然资源的开采，保护天然资源，保护环境，同时减少由于开采对环境的污染，
8、钢渣的利益用又可以减少对土地资源的占用，减少土地资源的浪费，同时又减少的钢渣对环境的污染。 因此不难得出这样一个结论：钢渣是放错了地方的资源，其在道路中的应用不仅可以创造可观的经济效益，同时又可以减少对环境的污染，创造可观的社会效益，更拓展了市政工程原材料的料源。这是功在当今，利在百年，造福人类的好事。 4、可持续性 唐山地区的唐钢、首钢均为大型企业，钢渣现有存量约为上千万吨，每年产量上千万吨。可以保证道路工程建设中的长期应用，就现有存量在近几年是远不能消化的。钢渣在市政基础道路建设方面将具有广阔的应用前景。 建议 由于钢渣自然堆放，其在风华过程中大颗粒变成小颗粒，我们需要的公路沥青路面设计规
9、范JTG D50-2006 中混合料的级配的要求，因此，钢渣在使用前要人为进行分级。这个过程只要在钢渣对方的地方放置一套振动筛即可。笔者认为最好将钢渣分为 2030mm、1020mm、 510mm、 05mm 四个粒级，目的是便于级配的合成，方便满足混合料级配的调整。 目前由于生产工艺的不断进步，钢渣的利用率不断提升，在钢渣经过进一步提炼后，有时会出现断级配的现象。这时我们也可以考虑在水泥稳定碎石中用某一粒级的钢渣取代该粒级的碎石，也就是部分取代，同样也可以降低成本。 主要参考文献： 1公路路面基层施工技术规范JTJ034-2000 2公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004 3公路沥青路面设计规范JTG D50-2006 4公路无机结合料稳定材料试验规程JTG E51-2009
