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水泥粉煤灰钢渣做路面基层应用分析

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２０１４年第２期　（总第２４０期）　黑龙江交通科技　ＨＥＩＬＯＮＧＪｌＡＮＧ　ＪＩＡＯｌＴＯＮＧ　ＫＥＪ　Ｎｏ．２，２０１４　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２４０）　

水泥粉煤灰钢渣做路面基层应用分析　

杜成千　（抚顺市顺城区公路管理段）　

摘要：为了研究水泥粉煤灰钢渣做路面基层，通过室内试验对水泥粉煤灰钢渣的配合比、强度及回弹模量　进行了试验，通过试验指导水泥粉煤灰钢渣做路面基层进行施工．　关键词：水泥粉煤灰钢渣；路面基层；无侧限抗压强度　中图分类号：Ｕ４１６．１　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１４）０２—００２７一Ｏ２　

１引　言　水泥粉煤灰稳定钢渣是以水泥作为粉煤灰激发剂，掺人　一定比例钢渣而形成一种路面基层材料．水泥粉煤灰钢渣遇　水发生水化反应，生成硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质形成　一定的强度．具有早强、高强、提前开放交通等优点．水泥粉　煤灰稳定钢渣在路用性能、经济性和环保方面优势具有很大　应用前景。　２室内实验分析　２．１原材料分析　２．１．１水泥　’　水泥采用辽宁本溪山水工源３２５矿渣硅酸盐水泥。　２．１．２粉煤灰　粉煤灰材料成分分析主要包括现行规范中所规定的粉　煤灰的有效成分（ＳｉＯ　、Ａ１　Ｏ，、Ｆｅ　Ｏ，）的含量、烧失量、比表　面积和含水量等满足规范要求。　２．Ｉ．３钢渣　钢渣取自鞍钢集团粗钢渣，各项技术指标满足规范要　求。　２．２配合比设计分析　２．２．１配合比选择范围　施工中为了尽可能多利用钢渣少利用水泥和粉煤灰，本　文采用不同的配合比进行室内试验确定不同配合比情况下　强度变化规律，配合比见表１所示。　表１配合比表　

２．２．２最佳含水量及最大干密度确定　根据上述不同配合比采用重型马歇尔进行击实试验，最　佳含水量及最大干密度见图１所示。　

冀　

Ｂ　ｂ　ｃ　ｄ　ｅ　ｆ　配台比类型　Ｉ　Ｉ　Ｉ　ｌＩ　

ａ　ｂ　ｃ　ｄ　ｅ　ｆ　配合比类型　图１最大干密度及最佳含水量图　２．２．３试件成型机养护　对于每组配合比，在最佳含水量情况下进行混合料加水　拌合，采用重型击实仪进行试件成型，脱模后在标准养生室　进行养生。　

收稿日期：２０１３—１２—１５　２．３强度随龄期影响分析　分别将养生７　ｄ、２８　ｄ、９０　ｄ龄期的试件进行无侧限抗压　强度试验，试验结果见图２。　

＆５　６－５　４．５　２．５　２８　龄期／ｄ　图２无侧限抗压强度变化曲线　由图２可以看出随着水泥剂量的增加强度随着增大，　随着龄期的增加，２８天水泥粉煤灰稳定钢渣的强度增长较　快，有利于提前开放交通。水泥剂量的增加同时也会出现后　期的裂缝，所以水泥剂量控制在５％左右为最佳。　２．４回弹模量随龄期影响分析　分别将养生９０　ｄ龄期试件进行回弹模量试验，试验结　果见图３所示。　

９００　７００　５ｏ０　３００　：＿ｌ＿ｌ　

ａ　ｂ　ｃ　ｄ　０　ｆ　配合比类型　图３回弹模置试验　由图３可以看出随着水泥剂量的增加，粉煤灰剂量减　小，回弹模量呈现增加趋势，５％水泥粉煤灰稳定钢渣回弹模　量为１　１５８　ＭＰａ，满足规范要求。　３施工技术分析　３．１施工准备工作　原材料、施工机械、人员组织准备就绪。　３．２填筑施工分析　３．２．１运输和摊铺　将拌合好混合料卸入自卸汽车，每卸一斗料，汽车都要　向前移动，避免在装料期间混合料发生离析现象，装好料要　用苫布进行遮盖，保证含水量不发生较大的变化，同时起到　

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固　总第２４０期　黑龙江交通科技　第２期　

环保作用，摊铺采用混凝土摊铺机进行，保证摊铺的每层厚　度要均匀且具有一定的路拱及横坡，　３．２．２碾压　碾压是铺筑水泥粉煤灰稳定钢渣关键环节，在现场达到　较高的相对密实度，可使混合料具有良好性能。钢轮压路　机、轮胎压路机和振动压路机等都可以用来有效的压实水泥　粉煤灰稳定钢渣。由于水泥粉煤灰稳定钢渣中主要为粒料，　在压实时粘性很小，所以轮胎压路机和振动压路机都是最适　宜的压实工具。水泥粉煤灰混合料在加水拌和后必须在较　短的时间进行有效的压实。压实机械采用钢轮压路机、轮胎　压路机和振动压路机。　３．２．３养生　水泥粉煤灰稳定钢渣基层在施工期间和养生期间如果　过快失水和过分曝晒都会造成早期干缩裂缝，为了防止和抑　制早期干缩裂缝，必须采取有效措施养生。在铺设试验路　时，采用塑料薄膜覆盖铺筑水泥粉煤灰稳定钢渣基层，待铺　面层前撒乳化沥青碎石时，才去掉塑料薄膜。在养生过程中　适当洒水，保证基层处：于二潮湿状态；同时禁止交通，保护基层　免遭施工车辆的破坏。　３．３施工注意事项　配料要准确，拌合要均匀；在实测压实度时必须考虑到　集料离析现象，在室内试验中应确定出不同含石量与最大干　密度关系曲线，实际施：ｒ中测定压实度；为保证压实度碾压　机械中振动压力机作用次数最为明显，碾压次数也是保证压　实度关键，严格控制其碾压次数；对于水泥粉煤灰稳定钢渣　混合料中水的加入，必须严格控制并可略大于最佳含水量　１％～２％。　４试验路检测分析　从试验路铺筑进行连续追踪观测。对试验路强度变化　规律及回弹模量以及路面状况进行测定与观察，施工结束后　９０ｄ对路面状况进行了观察，发现个别位置出现了裂缝，出　现原因可其一水泥粉煤灰钢渣搅拌时间过短，没有达到充分　均匀，粗料集料过于集中导致出现裂缝；其二施工温度过高　使混合料失水过多导致出现裂缝。　为分析水泥粉煤灰稳定钢渣强度增长规律，保证试验路　满足强度要求，铺筑养生７ｄ后对试验路不同路段进行钻心　取样进行无侧限抗压强度试验，９０ｄ进行回弹模量检测，抗　压强度、回弹模量测定结果见表２所示。　表２抗压强度、回弹模量测定表　

根据表２及室内试验结果分析可以看出试验路水泥粉　煤灰稳定钢渣钻芯强度明显高于室内试验结果。同时回弹　模量相应偏高，分析施工及现场原因其一结构物的成型方式　不同，室内试验采用重型击实成型圆柱形试件，试验现场采　用大型机械设备振动压实成型，所以振实成型试件强度大于　室内击实成型试件；其二外界自然因素，室内试验采用２５℃　进行试验，施工通常在白天施工，施工温度会高于２５　ｑＣ，强　度的形成快与室内试验，导致强度偏高；其三水泥剂量的控　制，室内试验采用的标准剂量（配合比），施工现场采用的施　工配合比，施工配合比比试验配合比中水泥、粉煤灰的剂量　要偏高也是导致强度偏高的因素之一。　５结论　通过对水泥粉煤灰钢渣为路面基层室内试验与施工分　析，水泥粉煤灰钢渣基层材料技术标准达到现行基层技术规　范各项要求，水泥粉煤灰钢渣含水量不能过大，拌和时要求　混和料含水量要大于最佳含水量１％一２％，运输过程中要　严格按照规范进行避免出现离析，碾压在最佳含水量条件下　一次性压实成型。同时还应该注意施工期间的温度变化，尽　量避免高温及雨天施工。　

参考文献：　［１］　张嘎吱．水泥粉煤灰稳定碎石基层配合比设计和路用性能研　究［Ｄ］．长安大学，２００４．　［２］　陈潇，邹琼，周明凯．水泥粉煤灰稳定基层在高等级公路上的　应用［Ｊ］．粉煤灰综合利用，２００５，（５）：２３—２４．　［３］杨锡武，梁富权．水泥（石灰）粉煤灰碎石混合料半刚性路面基　层设计参数研究［Ｊ］．中国公路学报，１９９６，９（３）：４３—４６．　［４］　刘淑娟．水泥粉煤灰碎石基层材料路用性能的研究［Ｊ］．北方　交通，２００８，（４）－４２—４３．　

（上接第２６页）　２．２　由于下承面不平整的反射规律研究　在下承面均方差值为不同值时，图２为下面层，中面层，　上面层的平整度的频率密度分布情况图。　Ｉ。０　０　０　。。．．．　ｌ　。０　。。　

图２整度频率分布直方图　从上图不难看出，在不同的下承面反射情况下，各个结构　层的均方差呈现不对称性，并且均呈现出向左边偏移的趋势，但　是当下承面反射的平整度均方差不同时，其偏移的程度是不同　的，从下面层的图来看，这种情况更为显著。进一步分析，从上　面的分布数字特征图中看出，当下承面的平整度均方差数值不　同时，路面的上层面的平整度分布有不同的规律。　下面层和中面层的平整度均值随着下承面平整度均方　差的减小而减小，而上面层的均值的减小幅度并不明显，下　面层的初始累积频率最大，中面层的初始累积频率较小，而　最终的累积频率中面层大于上面层。下面层和中面层的离　差随着下承面平整度均方差的减小而降低，而上面层的离差　随着下承面的平整度均方差的减小而先增大后降低。　

・２８・　３结论　（１）各个结构层的均方差呈现不对称性，并且均呈现出　向左边偏移的趋势，但是当下承面反射的平整度均方差不同　时，其偏移的程度是不同的，从下面层的图来看，这种情况更　为显著。进一　分析，从上面的分布数字特征图中看出，当　下承面的平整度均方差数值不同时，路面的上层面的平整度　分布有不同的规律。　（２）下面层和中面层的平整度均值随着下承面平整度　均方差的减小而减小，而上面层的均值的减小幅度并不明　显，下面层的初始累积频率最大，中面层的初始累积频率较　小，而最终的累积频率中面层大于上面层。下面层和中面层　的离差随着下承面平整度均方差的减小而降低，而上面层的　离差随着下承面的平整度均方差的减小而先增大后降低。　参考文献：　［１］胡长顺．高等级公路路基路面施工技术［Ｍ］．北京：人民交通　出版社，１９９４．　［２］郝培文．沥青路面施工与维修技术【Ｍ］．北京：人民交通出版　社。２００１．　［３］　黄小明．公路建设质量通病分析与防治汇［Ｍ］．北京：人民交　通出版社，２００２．　［４］潘玉利．路面管理系统原理［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　２ｏｏ１．

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浅议城市道路工程中粉煤灰的应用

浅议城市道路工程中粉煤灰的应用

浅议城市道路工程中粉煤灰的应用

摘要：粉煤灰在市政道路施工中的应用，不仅是对新技术应用的有益尝试，而且对环境保护做出了重要贡献。本文主要对粉煤灰综合利用技术在市政工程建设中的应用作了阐述。

关键词：城市道路；粉煤灰;路基填料；道路基层

随着各行各业对粉煤灰的开发和利用，粉煤灰在道路工程中的利用率越来越高，使粉煤灰“变废为宝”。粉煤灰在各项工程中的利用，不但使工程造价大大降低，而且在节约土地、环境保护方面具有非常深远的意义。

1 粉煤灰的应用形式

当前国内用于市政工程的筑路材料主要用粉煤灰混合料，其应用形式大体可分为四种：a）,粉煤灰加石灰简称二灰；b）,粉煤灰加石灰加土简称二灰土；c）,粉煤灰加石灰加碎石简称二灰碎石；d）,粉煤灰加石灰加砂砾简称二灰砂砾。

二灰、二灰土、二灰碎（砾）石等具有较好的力学性能和水稳性、抗冻融性，但早期强度较低，为了提高早期强度，在二灰、二灰土、二灰碎（砾）石中加入部分水泥，成为三灰、三灰土、三灰碎（砾）石后，其强度明显提高，可用做大交通量道路的基层材料。

2市政工程中粉煤灰的应用

2.1 粉煤灰作为路基填料的应用

粉煤灰是一种水硬性材料，遇水会产生一定的强度。但是由于质量轻，干燥时容易扬尘，压实过程中表面容易起皮，而且含水量不易控制，掺4%～6%水泥或10%～12%石灰混合拌和的填料，可用于沟槽和路基的填料。建议提前在粉煤灰堆上撒水，以保证粉煤灰的含水量合格，并拌和闷料；摊铺前应随时检验其含水量，稍高于最佳含水量2%即可摊铺，密实方法可采用插入振动器插振密实，平板振动器再拖振；干硬性填料也可用压实方法密实。碾压时应选用振动压路机压实两遍，视压实情况看是否增加压实遍数，并根据天气情况，适当撒水保湿，待表面稍干后，光轮压路机即可跟进碾压2遍～3遍，以消除轮迹为准。由于粉煤灰后期强度较高，而且养生过程需要撒水，这样就要求不能在路面强度未达到要求的时候通车，综合来说，应在路面强度达到70%的时候通车。另外一定要做好排水工程，粉煤灰遇水即很快失去强度，而且水分蒸发极慢，但是强度达到要求后的粉煤灰不会对环境，尤其是水资源造成污染，自身强度也很高。对掺加固

水泥、粉煤灰综合稳定钢渣在高速公路底基层应用的原材料试验与分析

水泥、粉煤灰综合稳定钢渣在高速公路底基层应用的原材料试验与分析

第２４卷第５期　２００６年１０月　江　西　ＪＩＡＮＧＸＩ　科　学　ＳＣＩＥＮＣＥ　Ｖｏ１．２４　Ｎｏ．５　Ｏｃｔ．２ｏ０６　

文章编号：１００１—３６７９（２００６）０５—０３０６—０５　

水泥、粉煤灰综合稳定钢渣在高速公路底　基层应用的原材料试验与分析　

胡钊芳　，邵腊庚　（１．华东交通大学，江西南昌３３００１３；２．长沙理工大学，湖南长沙４１００７６：　３．江西省公路局，江西南昌３３０００２）　摘要：钢渣传统上是作为治金工业排放的废料，本文介绍了将水泥、粉煤灰综合稳定钢渣作为高速公路底基层　的原材料试验，探讨了钢渣作为高速公路路面基层材料的评价标准，并进行了其路用适应性分析。　关键词：道路工程；钢渣；高速公路；底基层；试验　中图分类号：　文献标识码：Ａ　

Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｆｌｙ　Ａｓｈ　Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　Ｓｔｅｅｌ　Ｓｌａｇ　ｉｎ　Ｓｕｂｂａｓｅ　ｏｆ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ＨＵ　Ｚｈａｏ—ｆａｎｇ　，－．ＳＨＡＯ　Ｌａ—ｇｅｎｇ　（１．Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３００１３　ＰＲＣ：２．Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕｎａｎ　Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００７６　ＰＲＣ；３．Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３０００２　ＰＲＣ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ　ｓｔｅｅｌ　ｓｌａｇ　ｉｓ　ａ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｓｌａｇ　ｏｆ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｅｅｍｅｎｔ　ｆｌｙ　ａｓｈ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｓｌａｇ　ｉｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｓｕｂｂａｓｅ　ｏｆ　ｅｘｐｒｅ—　ｓｓｗａｙ，ａｎｄ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ａｎｄ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｓｌａｇ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｏａｄ　ｂａｓｅ　ｍａｔｅｒｉ—　ａ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｒｏａｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｔｅｅｌ　ｓｌａｇ，Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，Ｓｕｂｂａｓｅ，Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　

略析公路路基施工中钢渣的应用

略析公路路基施工中钢渣的应用

略析公路路基施工中钢渣的应用

1、钢渣沥青混合料的特性

1.1高温稳定性

钢渣沥青混凝土动稳定度高的原因是：（1）钢渣集料的颗粒形状均匀，棱角丰富且接近立方体。经捣实和碾压后，颗粒与颗粒能形成紧密的嵌锁作用，抗剪性能有所提升；（2）钢渣集料表面拥有相对粗糙的纹理，增加了粗集料间的嵌锁能力；（3）钢渣具有多孔结构，这不仅能有吸附多余的沥青，特别在高温季节，利于提高混合料的抗变形能力。

1.2水稳定性

从化学成分组成来讲，钢渣中含有CaO、MgO、f-CaO等活性物质，与沥青黏附性较石灰岩更加牢固，赋予了混合料更好的水稳定性。说明混合料中加入钢渣有利于增强路面耐久性并延长路面使用寿命。

1.3体积稳定性

钢渣内含有一些可水化的氧化物，比如CaO、MgO等。这些物质在接触水后会造成混凝土的体积不稳定。具体来说，会引起混凝土的膨胀。现在对钢渣粗骨料混凝土的研究，主要集中在研究钢渣粗骨料混凝土的强度和耐久性，并指出钢渣粗骨料混凝土在强度和耐久性方面的优势，但钢渣粗骨料混凝土的体积稳定性不良是一个显著的劣势，它阻碍了钢渣粗骨料混凝土在工程上的运用。对钢渣粗骨料的膨胀力展开研究，指出膨胀力和高温中断测试技术可以用于测试钢渣粗骨料所产生的膨胀力大小，并且能够建立相应的模型并通过公式计算出每单位体积或每个钢渣颗粒的膨胀力大小。可以用这些数值来定量估计钢渣稳定性。

2、钢渣在道路路基中的应用

2.1钢渣作为路基填料优点

钢渣具有很强的吸水性，对于软弱潮湿的路基基底有很好的改良作用而且强度高，对提高路基的承载力也有很不错的效果，在某工程中钢渣主要是用于软基换填，该地基处于软塑亚粘土层，且回填深度达7米，所用的钢渣经过了一年多的沉化，基本处于稳定状态，经土工击实试验钢渣的最大干密度为2.34g/cm3，由于钢渣密度大容易压实，一般采用15t-20t钢轮压路机碾压3-5遍即可达到规定的90%压实度。

2.2钢渣作为路基填料缺点

水泥稳定钢渣碎石复合集料路面基层的研究与应用

水泥稳定钢渣碎石复合集料路面基层的研究与应用

水泥稳定钢渣碎石复合集料路面基层的研究与应用

摘要：钢渣具有硬度大，弹性模量高，含有一定的胶凝活性，可作为路面基层集料使用。为了提高水泥稳定钢渣碎石复合集料路面基层的强度、安定性，研究了水泥用量、钢渣的最大粒径、钢渣掺量以及级配类型对力学性能以及安定性的影响，并采用X-CT对基层的级配组成特点进行表征。同时对其施工技术进行工程应用。结果表明，当级配类型和最大粒径一定时，水泥剂量由3%增加至5%时，其抗压强度达到了4.93MPa。当水泥剂量和级配类型一定时，钢渣的最大粒径由4.75mm增加至19mm时，其抗压强度增加了7.2%。当水泥剂量和钢渣最大粒径一定时，悬浮型级配缓冲了基层膨胀应力，从而提高了水泥稳定钢渣碎石复合集料路面基层的稳定性。水泥稳定钢渣碎石复合集料路面基层施工中需重点关注钢渣原料的安定性控制、混合料的粘聚性调控以及混合料的碾压质量控制。

关键词：钢渣路面基层；组成设计；抗压强度；安定性；施工工艺

1.前言

钢铁工业是我国国民经济发展的支柱行业，钢渣是钢铁生产过程中排放的一类大宗工业固废，是炼钢过程中的副产物，其排放量约占粗钢产量的15%，，其综合利用率不到40%，这势必会使得钢渣大量堆存，污染自然环境和对人类的日常生活造成威胁，将钢渣用做路面基层集料代替碎石，既能减少对天然碎石的开采，保护环境，又能大规模消纳钢渣，降低生产成本，具有显著的社会效益和经济效益。

钢渣的化学成分和矿物组成复杂，钢渣的主要化学成分含有CaO、SiO2、FeO、MnO等，其主要矿物相为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、RO相、铁酸盐相和游离氧化钙（f-CaO）等，因此钢渣含有和波特兰水泥类似的矿物相，具有一定水化活性，由于钢渣是在高温下形成的，同时也被称为“过烧硅酸盐水泥”，可用作胶凝材料代替部分硅酸盐水泥使用，同时钢渣中含有RO相、铁酸盐相等硬度较大的矿物，因此钢渣具有高硬度和高弹性模量，钢渣的硬度和弹性模量一般达到5.2和80MPa，且钢渣表面粗糙，针片状含量较少，压碎值较高，具有优异的集料性能，常用作混凝土骨料，路面基层集料。当钢渣用于路面基层材料时，往往由于钢渣自身的安定性问题，时常出现暴突和开裂现象，使钢渣用于路面基层材料时存在限制，钢渣的掺量、最大粒径、水泥剂量、集料级配类型均会影响钢渣路面基层的力学性能、安定性和耐久性，冯英群对钢渣物理性能和浸水膨胀率进行研究，发现钢渣各项指标符合标准，对不同钢渣取代率的水泥稳定碎石钢渣进行 7d 无侧限抗压强度、劈裂强度测试，得到最佳配合比，郑武西对不同配比的水泥稳定钢渣碎石力学性能进行研究，钢渣掺量：0%、20%、40%、60%、75%。强度和模量随钢渣掺量增加而上升，在60%时，材料具有最高强度，抗压回弹模量的发展趋势与普通水泥稳定碎石一致，曾梦澜研究骨架型、悬浮型级配以及钢渣掺量对路面基层耐久性的影响，发现钢渣比例的提高可提高冻融强度，降低干缩，骨架型的结构较悬浮型的抗干缩能力与抗冲刷能力更强，总体上性能略优于悬浮型。但目前国内外对钢渣在水泥稳定钢渣碎石复合集料路面基层的安定性问题及其控制原理的研究还鲜有报道。