水泥穩(wěn)定鋼渣道路基層配合比設(shè)計(jì)及應(yīng)用前景

1、<p>　　水泥穩(wěn)定鋼渣道路基層配合比設(shè)計(jì)及應(yīng)用前景</p><p>　　摘要：本文通過(guò)對(duì)水泥穩(wěn)定鋼渣和水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)中強(qiáng)度的比較以及用水泥穩(wěn)定鋼渣做道路基層的試驗(yàn),闡述了鋼渣在市政道路工程中廣闊的應(yīng)用前景。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：基層 ；鋼渣 ；效益 ；應(yīng)用前景 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：U416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p&g

2、t;<p>　　唐山地區(qū)的唐鋼、首鋼為大型國(guó)有企業(yè)，每年產(chǎn)生的鋼渣成千上萬(wàn)噸。這些廢棄物的堆放，不僅占用了寶貴的耕地資源，又污染了環(huán)境。為了合理利用這些工業(yè)廢棄物，變廢為寶，擴(kuò)大道路材料來(lái)源，我們依照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000，《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004，《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50-2006，《公路無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E51-2009，以鋼渣為骨

3、料，水泥為結(jié)合料進(jìn)行了水泥穩(wěn)定鋼渣道路基層的配合比設(shè)計(jì),并實(shí)際應(yīng)用于道路建設(shè)中。 </p><p>　　1、試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì) </p><p>　　1.1原材料試驗(yàn)結(jié)果 </p><p><b>　　(1)水泥 </b></p><p>　　產(chǎn)地：唐山市冀東水泥廠，為PS32.5A。 </p><p&

4、gt;<b>　　(2)鋼渣 </b></p><p>　　產(chǎn)地：唐山鋼鐵集團(tuán)公司.為十年以上的陳渣，壓碎指標(biāo)值為22.3%。 </p><p><b>　?。?）碎石 </b></p><p>　　產(chǎn)地：豐潤(rùn)，壓碎指標(biāo)值為10.7%。 </p><p>　　1.2水泥穩(wěn)定鋼渣配合比設(shè)計(jì) </

5、p><p>　　首先進(jìn)行集料的級(jí)配試驗(yàn)，試驗(yàn)中按照設(shè)計(jì)要求選取《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50-2006中骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定類(lèi)集料級(jí)配進(jìn)行試驗(yàn)。 </p><p>　　(1)通過(guò)對(duì)不同粒級(jí)的鋼渣和碎石進(jìn)行篩分試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)計(jì)算確定出不同粒級(jí)鋼渣和碎石的百分比，然后對(duì)混合料分別進(jìn)行篩分，確定符合級(jí)配范圍要求的集料配合比。 </p><p>　　(2)混合料篩分試驗(yàn)結(jié)果如

6、下： </p><p>　　表1鋼渣和碎石的篩分結(jié)果 </p><p>　　依照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000，選取3%、4%、5%、6%四個(gè)水泥劑量的配合比，按試驗(yàn)規(guī)程JTG E51-2009分別進(jìn)行擊實(shí)、強(qiáng)度試驗(yàn)，選取強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求水泥鋼渣配合比。 </p><p>　　表2 不同含灰量的強(qiáng)度結(jié)果 </p><p>

7、　　從表2可以看出：不同水泥劑量的水泥穩(wěn)定鋼渣的7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度符均大于水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度，28天的強(qiáng)度也是如此。說(shuō)明了水泥穩(wěn)定鋼渣混合料的強(qiáng)度性能指標(biāo)能夠滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)說(shuō)明了鋼渣是替代碎石的一種很好材料，鋼渣這種廢料在道路工程建設(shè)中有廣闊的應(yīng)用前景。在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)水泥穩(wěn)定鋼渣進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)路段驗(yàn)證。 </p><p><b>　　2、實(shí)際應(yīng)用情況 </b></p>

8、<p>　　水泥穩(wěn)定鋼渣這種道路基層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工沒(méi)有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，在唐山擁有豐富料源的地方，我們大膽嘗試，在2012年道路工程施工建設(shè)中做了200米的試驗(yàn)路段，結(jié)構(gòu)層厚度18厘米，以便積累經(jīng)驗(yàn)為以后的推廣應(yīng)用打基礎(chǔ)。 </p><p>　　2.1鋼渣的級(jí)配情況 </p><p>　　鋼渣料由0～10mm、10～20mm、10～20mm三種粒級(jí)的鋼渣組成。通過(guò)篩分、計(jì)算確定出0

9、～10mm粒級(jí)的占18%，10～20mm粒級(jí)的占44%，10～20mm粒級(jí)的占38%。鋼渣料篩分結(jié)果見(jiàn)表5. </p><p>　　表3鋼渣混合料的篩分結(jié)果 </p><p><b>　　2.2施工配合比 </b></p><p>　　水泥穩(wěn)定鋼渣的試驗(yàn)室配合比為:：20～30mm：10～20mm： 0～10mm：水泥為44：38：18：5（質(zhì)

10、量比）7無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為4.5MPa。 </p><p>　　水泥穩(wěn)定鋼渣的施工配合比為:20～30mm：10～20mm： 0～10mm：水泥為44：38：18：5.1（質(zhì)量比），最佳含水量5.1%，現(xiàn)場(chǎng)材料7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為4.3MPa。 </p><p><b>　　2.3施工 </b></p><p>　　水泥穩(wěn)定鋼渣道路基層結(jié)構(gòu)的攤鋪

11、、碾壓、養(yǎng)生基本與水泥穩(wěn)定碎石道路基層結(jié)構(gòu)的施工工藝相同。在這里筆者就碾壓和養(yǎng)生方面談一下自己的看法，因?yàn)殇撛菬掍摦a(chǎn)生的廢渣，鐵礦石經(jīng)過(guò)高溫加熱，產(chǎn)生的廢渣內(nèi)部含有一定的空隙，從其壓碎值低于碎石的壓碎值可以知道其強(qiáng)度低于碎石。在碾壓時(shí)只要達(dá)到壓實(shí)度要求，不要過(guò)分碾壓，應(yīng)較水泥穩(wěn)定基層的碾壓次數(shù)少一次為好，不破壞鋼渣本身，以便影響整個(gè)基層的整體強(qiáng)的。 </p><p>　　在煉鋼過(guò)程中要加入一定量的石灰，過(guò)量的石

12、灰與鋼渣結(jié)合在一起，石灰具有鈣化的作用形成強(qiáng)度，這也是相同水泥劑量水泥穩(wěn)定鋼渣的強(qiáng)度高于水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)的的原因。因此在養(yǎng)生過(guò)程中，水泥穩(wěn)定鋼渣的撒水量要多一些，以保證養(yǎng)生效果。 </p><p><b>　　2.4實(shí)踐檢驗(yàn) </b></p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)鉆心取樣測(cè)得7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為4.8MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為8.5MPa.。經(jīng)過(guò)一年多的行車(chē)，水泥穩(wěn)定鋼

13、渣為道路基層結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)路段路況良好，無(wú)任何裂縫、鼓包、沉降等現(xiàn)象。實(shí)踐證明：水泥穩(wěn)定鋼渣道路基層完全可以取代水泥穩(wěn)定碎石道路基層結(jié)構(gòu)，并為其在今后市政道路工程建設(shè)中的廣泛應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。 </p><p>　　3、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益 </p><p>　　目前，在市政道路工程建設(shè)中，利用的主要為砂、石等天然材料。以唐山市每年新建道路按50Km計(jì)算，需道路建筑材料15萬(wàn)m&sup

14、3;（按道路基層計(jì)算）。鋼渣為工業(yè)廢棄物，以鋼渣代替碎石按每m&sup3;節(jié)省成本10元計(jì)算，則每年為國(guó)家節(jié)省投資150萬(wàn)元。如果這個(gè)項(xiàng)目推廣到全國(guó)，每年為國(guó)家節(jié)約的資金將是一個(gè)可觀的數(shù)字。 </p><p>　　唐山屬重污染城市，PM2.5排名全國(guó)前列，鋼渣的利用，可以減少砂、石自然資源的開(kāi)采，保護(hù)天然資源，保護(hù)環(huán)境，同時(shí)減少由于開(kāi)采對(duì)環(huán)境的污染，鋼渣的利益用又可以減少對(duì)土地資源的占用，減少土地資源的浪

15、費(fèi)，同時(shí)又減少的鋼渣對(duì)環(huán)境的污染。 </p><p>　　因此不難得出這樣一個(gè)結(jié)論：鋼渣是放錯(cuò)了地方的資源，其在道路中的應(yīng)用不僅可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又可以減少對(duì)環(huán)境的污染，創(chuàng)造可觀的社會(huì)效益，更拓展了市政工程原材料的料源。這是功在當(dāng)今，利在百年，造福人類(lèi)的好事。 </p><p><b>　　4、可持續(xù)性 </b></p><p>　　

16、唐山地區(qū)的唐鋼、首鋼均為大型企業(yè)，鋼渣現(xiàn)有存量約為上千萬(wàn)噸，每年產(chǎn)量上千萬(wàn)噸?？梢员ＷC道路工程建設(shè)中的長(zhǎng)期應(yīng)用，就現(xiàn)有存量在近幾年是遠(yuǎn)不能消化的。鋼渣在市政基礎(chǔ)道路建設(shè)方面將具有廣闊的應(yīng)用前景。 </p><p><b>　　建議 </b></p><p>　　由于鋼渣自然堆放，其在風(fēng)華過(guò)程中大顆粒變成小顆粒，我們需要的《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50-2006

17、中混合料的級(jí)配的要求，因此，鋼渣在使用前要人為進(jìn)行分級(jí)。這個(gè)過(guò)程只要在鋼渣對(duì)方的地方放置一套振動(dòng)篩即可。筆者認(rèn)為最好將鋼渣分為20～30mm、10～20mm、 5～10mm、 0～5mm四個(gè)粒級(jí)，目的是便于級(jí)配的合成，方便滿足混合料級(jí)配的調(diào)整。 </p><p>　　目前由于生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步，鋼渣的利用率不斷提升，在鋼渣經(jīng)過(guò)進(jìn)一步提煉后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷級(jí)配的現(xiàn)象。這時(shí)我們也可以考慮在水泥穩(wěn)定碎石中用某一粒級(jí)的鋼渣

18、取代該粒級(jí)的碎石，也就是部分取代，同樣也可以降低成本。 </p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　1《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000 </p><p>　　2《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004 </p><p>　　3《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D