道路用瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料 編制說明

求意見階段）編制說明制周期為22個(gè)月，主編單位為山東省交通科學(xué)研究院。該標(biāo)準(zhǔn)由TC458（全國混鋼渣是鋼鐵工業(yè)的主要固體廢棄物，每生產(chǎn)鋼1t鋼就會(huì)產(chǎn)生鋼渣約0.15t，據(jù)工程中主要用于附加值極低的路基填筑，與日本、歐美等發(fā)達(dá)國家相比，中國鋼渣的排放量巨大，但利用層次和利用率低，大量鋼渣長期堆放占地且污染環(huán)境，成為鋼渣在道路工程中資源化、高值化利用受到世界各國的重視，在國外，歐美、對每類提出應(yīng)用要求；日本制定了《道路用高爐渣和鋼渣》(JISA5015-2013)《混凝用高爐礦渣》(JISA5011-2013)等標(biāo)準(zhǔn)，對工業(yè)廢渣應(yīng)用于底基層和基層的適應(yīng)性、在公路、鐵路、住建等各行業(yè)的工程應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大、技鑒于我國當(dāng)前公路基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展迅速、公路建設(shè)里程不斷加大及道路建設(shè)養(yǎng)護(hù)并舉的發(fā)展形勢，繁重的建養(yǎng)任務(wù)需要消耗大量的天然集料，然而近年來，各種限制砂石開采條例陸續(xù)頒布，導(dǎo)致天然集料的價(jià)格上漲且難以購得，嚴(yán)重制約了公路建設(shè)的高質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展，道路工程行業(yè)對于尋找天然集料替代品的需求日益迫鋼渣具有堅(jiān)硬、耐磨等優(yōu)良特性，是可用于瀝青混合料的優(yōu)質(zhì)原材料。其用于磨耗層時(shí)，可充分發(fā)揮其特點(diǎn)，在提升瀝青混合料性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。瀝青瑪蹄脂碎石混合料是應(yīng)用最廣泛的瀝青混合料，愈發(fā)嚴(yán)苛的交通荷載及氣其潛在不穩(wěn)定性，對原材料、混合料設(shè)計(jì)、路用性能、質(zhì)量控制及檢測檢驗(yàn)等更為有關(guān)工程項(xiàng)目使用瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料時(shí)缺乏標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，對各個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)條件的控制有心無力，致使混合料性能存在較大差異，應(yīng)用效果良莠不齊，造成對該技術(shù)的一些誤解，阻礙了其推廣應(yīng)用，無法充分發(fā)揮為適應(yīng)我國道路建設(shè)發(fā)展的新需要，促進(jìn)路面功能性設(shè)計(jì)理念的發(fā)展，提高瀝青路面抗滑磨耗層的性能及工程質(zhì)量，保證路面耐久、經(jīng)濟(jì)，使球磨鋼渣抗滑磨耗層技術(shù)的應(yīng)用有據(jù)可依、減少盲目性，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的提出可促進(jìn)瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣瀝青混合料技術(shù)的應(yīng)用，保證道路瀝青面層的性能，有效延長路面使用壽命，大幅提高行車安全系數(shù)；降低對筑路材料等資源和能源的消耗，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的循環(huán)利用，減少對生態(tài)環(huán)境的影響；節(jié)約成本，提高路面的壽命周期成本-效益比符合綠色交通可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)環(huán)保要求，具有巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，發(fā)展前景廣闊。實(shí)現(xiàn)鋼渣的高效利用，符合國組成立暨第一次工作會(huì)議在日照金?；▓@大酒店召開。出席本次會(huì)議的有全國混凝混凝土分標(biāo)委會(huì)主任委員郝培文教授、分標(biāo)委各位領(lǐng)導(dǎo)、委員、標(biāo)準(zhǔn)起草人和業(yè)內(nèi)秘書長冷發(fā)光研究員主持會(huì)議，并宣布編制組成立；主編單位山東省交通科學(xué)研究院韋金城研究員首先介紹了標(biāo)準(zhǔn)編制情況，其后日照市交通運(yùn)輸局副局長陳祥金發(fā)表致辭，表達(dá)了對標(biāo)委會(huì)的重視，同時(shí)表示該標(biāo)準(zhǔn)的制定可進(jìn)一步為交通強(qiáng)國山東示范區(qū)試點(diǎn)的建設(shè)注入強(qiáng)大動(dòng)力。隨后，主編單位代表介紹了該標(biāo)準(zhǔn)的編制大綱及標(biāo)準(zhǔn)草案等內(nèi)容，各與會(huì)專家分別從不同角度為標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)編制工作提出寶貴起草單位根據(jù)近年來在道路用瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料方面所做的研究工作和工程實(shí)踐，結(jié)合我國國情需要，提出了《道路用瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料》編制大綱。編制組結(jié)合國內(nèi)外工程應(yīng)用實(shí)踐，開始了標(biāo)準(zhǔn)采集、資料收集、試驗(yàn)研究及工程驗(yàn)證工作。針對標(biāo)準(zhǔn)中的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了專項(xiàng)的調(diào)查、核實(shí)與研究，對標(biāo)準(zhǔn)中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行重復(fù)性和驗(yàn)證性試驗(yàn)，為標(biāo)準(zhǔn)制定提供了可靠的通過室內(nèi)試驗(yàn)確定道路用瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料指標(biāo)，主要有混合料的類通過鋪筑試驗(yàn)路試驗(yàn)確定道路用瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料施工及質(zhì)量檢測指獻(xiàn)進(jìn)行了調(diào)研和梳理，總結(jié)了國內(nèi)外瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，2、國家標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要內(nèi)容及其確定依據(jù)遵循標(biāo)準(zhǔn)編制先進(jìn)性、科學(xué)性、一致性和可行性的原則。在編制過程中，以國家法律法規(guī)、技術(shù)政策為依據(jù)，以標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則為指導(dǎo)，參照國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在驗(yàn)證試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用成熟可行的技術(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)方法，使本標(biāo)準(zhǔn)具有良好的2.2主要內(nèi)容及其確定依據(jù)《道路用瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料》屬于我國“工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”體系。適用于各種瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料鋪面工程，如城市道路、公路的新建、改建工程，瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料可應(yīng)用瀝青路面的上面層和橋面鋪裝層，還可以根據(jù)需要作為瀝青路面的磨耗層，可用于各等級公路新建、改相關(guān)試驗(yàn)方法參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20）、《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE42）。質(zhì)量評定與檢查的技術(shù)指標(biāo)主要參考《公路瀝球磨鋼渣是生產(chǎn)瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料的原料，棒式球磨是生產(chǎn)球磨鋼渣渣的性能決定了瀝青混合料的性能指標(biāo)。由于鋼渣集料中存在不穩(wěn)定顆粒，主要以兩種形式存在：一種是附著在正常的鋼渣表面，剝落前的整體外觀和正常鋼渣極為類似，剝落后的斷面呈黃褐色，并會(huì)在附著面留下黃褐色粉粒；另一種是內(nèi)部全部由不穩(wěn)定顆粒組成，外表呈正常鋼渣表現(xiàn)出的黑褐色，將其破碎后有一層黑褐色殼徑中，并以附著態(tài)和包裹態(tài)存在，顆粒的體和硅酸鹽礦物，在鋼渣中出現(xiàn)的數(shù)量較少、頻率較低，整體影響可控。通過棒式球磨等工藝，能夠使鋼渣中的不穩(wěn)定顆粒能夠得到充分裂解粉化，從而確?；旌狭象w瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料為采用球磨鋼渣集料替代部分或全部礦質(zhì)集料后與填料、瀝青等拌和而成的瀝青混合料?？蓱?yīng)用于瀝青路面的上面層、具有抗磨耗功據(jù)來源于《道路用鋼渣》（GB/T258件，在鋼渣瀝青混合料中，礦料占到瀝青混合料總重量的95%左右，集料的料源特性、加工工藝等直接影響瀝青混合料級配設(shè)計(jì)與混合料性能；同時(shí)當(dāng)前隨著砂石資源約束趨緊和環(huán)境保護(hù)日益增強(qiáng)，國家政策導(dǎo)向支持就地取材，利用開山、道路、滿足建設(shè)需要。因此瀝青路面使用的集料必須進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查并進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)，在4.3要求鋼渣瀝青混合料用粗集料粒徑尺寸選取明確規(guī)定,若用鋼渣完全替代瀝重的瀝青吸收效應(yīng)。因此在鋼渣瀝青混合料中常采用鋼渣與天然集料復(fù)配，一種是制備瀝青混合料時(shí)，粗集料選用鋼渣細(xì)集料選用普通石料比粗集料選用普通石料細(xì)比鋼渣粗集料具有更大的膨脹性隱患，同時(shí)攜帶的大量粉塵會(huì)在生產(chǎn)過程時(shí)影響設(shè)備的正常工作。因此本標(biāo)準(zhǔn)建議宜選用粒徑大于等于2.36mm的鋼渣作為粗集料使只有1%。在全世界能源短缺的形勢下，提出的“多碎少磨”這一新工藝流增加細(xì)粒級物料在破碎產(chǎn)品中的含量，是目前粉碎領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。而破碎工藝得到的鋼渣集料多為粒徑大于等于2.36mm的鋼渣，所以本標(biāo)準(zhǔn)提出采用的粗骨料鋼膨脹98%和148%。鋼渣中游離的氧化物會(huì)吸水反應(yīng)發(fā)生膨脹，影響混合料質(zhì)量。f-CaO在鋼渣中主要有3種存在形式：成渣過程中未吸收和未反應(yīng)氫氧化鈣在高溫條件下受熱分解成氧化鈣和水,采用熱重分析法通過測量脫水的質(zhì)只規(guī)定了游離氧化鈣的含量。本標(biāo)準(zhǔn)為了更好的控制鋼渣瀝青混合料路面的質(zhì)量，減少因吸水膨脹導(dǎo)致的脹裂，結(jié)合通過對市場上常見代表性鋼渣集料檢測f表1游離氧化鈣含量鋼渣在公路工程建設(shè)中實(shí)踐，必需對其進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)。依據(jù)來源于《鋼渣穩(wěn)個(gè)鋼渣試樣放在密閉的容器內(nèi)，在試模內(nèi)加入墊塊鋪將成型后試模放入恒溫水浴箱中，試模應(yīng)全部浸沒于水中。立即讀取百分表初表終讀數(shù)d10。表2鋼渣試樣的累計(jì)膨脹率123456789圖1鋼渣試樣膨脹率依據(jù)YB/T4328-2012對鋼渣集料浸水膨脹率1.8%的要求，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)，隨著浸泡時(shí)間延長而不斷增加，未陳化鋼渣浸水膨脹率為4.25%，不滿足要求，經(jīng)過表3部分鋼渣金屬鐵含量試驗(yàn)結(jié)果ABC本章節(jié)明確了道路用瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣混合料用瀝青膠結(jié)料、集料、填料、纖維穩(wěn)定劑的技術(shù)要求，對于球磨鋼渣粗集料規(guī)定了其規(guī)格、技術(shù)要求、與瀝青黏附性、磨光值等指標(biāo)和加工質(zhì)量控制要點(diǎn)，對于細(xì)集料、填料和纖維穩(wěn)定劑規(guī)定了在瀝青路面建設(shè)中，有些公路路面出現(xiàn)早期破壞，材料問題是重要原因。因此各種材料運(yùn)至現(xiàn)場后應(yīng)隨機(jī)選取具有足夠數(shù)量的樣本進(jìn)行材料試驗(yàn)，經(jīng)評定合格后應(yīng)以試驗(yàn)檢測結(jié)果為依據(jù)，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，防止不符合要求的材料進(jìn)場。瀝青路面所有集料規(guī)格一般為3~5檔，每一規(guī)格瀝青混合料質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，因此在工程建設(shè)中，原材料考察選定后不宜更換廠家，當(dāng)確需更換時(shí)，必須重新進(jìn)行原材料考察，并重新進(jìn)行原材料檢測和配合比設(shè)對于球磨鋼渣粗集料的材料技術(shù)要求，由于鋼渣形成的溫度高、時(shí)間短，鋼渣中會(huì)有游離氧化鈣和游離氧化鎂等活性物質(zhì)，遇水水化反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氧化鎂等，從而會(huì)使鋼渣體積增大。因此未經(jīng)穩(wěn)定性處理的鋼渣應(yīng)用于道路建設(shè)中時(shí)，由于鋼渣的浸水膨脹性，就會(huì)造成路面隨機(jī)開裂。因此宜選用性能穩(wěn)定的鋼渣，避鋼渣集料的針片狀顆粒含量過多不僅會(huì)大大削弱集料間的嵌擠作用,影響瀝青混合料的路用性能，所以針片狀含量應(yīng)被嚴(yán)格控制。同時(shí)為控制鋼渣瀝青混合料質(zhì)表4鋼渣針片狀顆粒含量試驗(yàn)結(jié)果ABC0~30~30~3 與玄武巖、石灰?guī)r相對比，球磨鋼渣含有豐富的金屬化合物成分，使得鋼渣密鋼渣逐漸變成固態(tài)分離，水蒸氣的壓力在鋼渣表面和里面留下孔隙，導(dǎo)致鋼渣吸水率高。因此，密度和吸水率是鋼渣與玄武巖、石灰?guī)r等石料的兩大差別。密度和吸水率是集料的綜合指標(biāo)，對鋼渣通過網(wǎng)籃法試驗(yàn)對其密度和吸水率進(jìn)行檢測，鋼渣由金屬氧化物所組成，其表面附著一層致密的粉塵，從而增加了吸水率，所以鋼渣表5部分鋼廠鋼渣的表觀相對密度表6部分鋼渣吸水率試驗(yàn)結(jié)果ABC瀝青混合料路面在長期服役過程中，道路上面層逐漸被輪胎磨耗，還受到行車荷載的反復(fù)作用，使瀝青混合料處于嵌擠狀態(tài)。若粗集料的抗壓能力弱，會(huì)使瀝青混合料骨架嵌擠結(jié)構(gòu)在行車荷載作用下產(chǎn)生車轍、坑槽等損害。所以將鋼渣過9.5mm~13.2mm的標(biāo)準(zhǔn)篩，各取9.5mm~13.2mm篩間集料3組各3000g于烘箱中入壓模中，裝有試樣的壓模放在壓力機(jī)的操作平臺，開動(dòng)壓力機(jī)，控制壓力10min鋼渣質(zhì)地堅(jiān)硬，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下（400KN）和10分鐘內(nèi)荷載勻速加到600KN試驗(yàn)條件下。我們調(diào)研了市面上二十余家鋼渣產(chǎn)出公司，對部分鋼廠鋼渣的壓碎值指標(biāo)表7部分鋼廠鋼渣的壓碎值指標(biāo)使用洛杉磯磨耗值來代表抗滑磨耗層中粗集料抗摩擦和抵抗沖擊變形的能力。采用洛杉磯磨耗試驗(yàn)對鋼渣等集料進(jìn)行磨耗試驗(yàn)，根據(jù)集料粒徑選擇C類粒度。首表8部分鋼廠鋼渣的洛杉磯磨耗損失ABC鋼渣可否作為粗集料在瀝青路面磨耗層中應(yīng)用，必需檢測其磨光值。用高磨光值的集料鋪筑高速公路的抗滑磨耗層，可以明顯提升高速公路路面的抗滑效果，保障車輛的安全行駛。鋼渣集料磨光值高是因?yàn)殇撛粌H表面多孔增大了摩擦，而且經(jīng)過摩擦后的集料內(nèi)部孔隙展現(xiàn)進(jìn)而增加了摩擦表9部分鋼廠鋼渣的磨光值試驗(yàn)結(jié)果ABC在路面的服役過程中，因?yàn)樗斐蔀r青與集料剝離導(dǎo)致的路面損壞非常常見，減少水損壞的方式之一就是增大集料和瀝青之間的粘結(jié)效果，從而提升路面的使用壽命。依據(jù)JTGE42-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中瀝青與粗集料的黏附試驗(yàn)方法，用以檢測鋼渣集料抵抗水損壞的能力。將鋼渣等通過于烘箱中烘干。將SBS改性瀝青置于烘箱中加熱至流動(dòng)狀，將鋼渣集料試樣浸入瀝青，使鋼渣表面全部附著瀝青。水沸騰后，將鋼渣試樣置于水中，在沸騰狀態(tài)下浸煮3min、10min。浸煮結(jié)束后，觀察鋼渣表面瀝青的脫落程度，需要滿足鋼渣評價(jià)磨鋼渣粗集料最大摻量確定、級配設(shè)計(jì)、最佳瀝青用量設(shè)計(jì)件穩(wěn)定性檢測六個(gè)步驟，本標(biāo)準(zhǔn)的道路用瀝青瑪蹄脂球磨鋼用質(zhì)量比的方法，就會(huì)造成合成級配與目標(biāo)級配之間產(chǎn)生較采用體積比。配合比設(shè)計(jì)是一個(gè)完整的整體，通過實(shí)踐證明過設(shè)計(jì)找到一個(gè)平衡點(diǎn)，使得材料、性能等各方面都合適，用量，進(jìn)行前期配合比試驗(yàn)，指導(dǎo)生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)；生產(chǎn)配比比例調(diào)整冷料倉轉(zhuǎn)速，使其達(dá)到供料平衡，從熱料倉中取熱料倉的材料比例，取目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最佳瀝青用量，調(diào)實(shí)試驗(yàn)，確定最佳級配；然后按最佳瀝青用量及±0驗(yàn)，確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量；生產(chǎn)配合比驗(yàn)證用拌由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比。標(biāo)準(zhǔn)配合比應(yīng)作為生產(chǎn)上控6.2條款中明確了鋼渣粗集料應(yīng)分檔確定替代粒徑范圍，用量以20%為間隔進(jìn)表10不同鋼渣替代量浸水膨脹率結(jié)果脹率混合料在遇水時(shí)會(huì)產(chǎn)生體積膨脹，這會(huì)導(dǎo)致其體積渣瀝青混合料的浸水膨脹率過大，可能是由于鋼渣中的這者處理不當(dāng)導(dǎo)致的。因此，為了保證鋼渣瀝青混合料的性表11凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果執(zhí)行，根據(jù)近年來省內(nèi)鋼渣瀝青混合料應(yīng)用實(shí)踐來看，道路用混合料級配范圍應(yīng)與公路等級、工程性質(zhì)、氣候條件、交通條相匹配，通過對條件大體相當(dāng)?shù)墓こ淌褂们闆r進(jìn)行調(diào)查研究后凝土的最大密度線；調(diào)整工程設(shè)計(jì)級配范圍宜遵循下列原則：混凝土級配范圍，為確保高溫抗車轍能力，同時(shí)兼顧低溫抗裂量，使細(xì)集料較少，形成中粗集料偏多型級配曲線，并取中等確定各層的工程設(shè)計(jì)級配范圍時(shí)應(yīng)考慮不同層位的功能需要，確定的工程級配范圍應(yīng)比規(guī)程級配范圍窄，瀝青瑪蹄脂球磨鋼混合料的一種，其技術(shù)要求必須符合現(xiàn)行國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與路用性能尚不能建立直接的聯(lián)系，設(shè)計(jì)的結(jié)果是使各種證瀝青瑪蹄脂球磨鋼渣瀝青混合料適用范圍更廣，本次依圖2不同球磨鋼渣摻量下混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果圖3不同球磨鋼渣摻量下混合料漢堡輪轍試驗(yàn)圖圖4不同球磨鋼渣摻量下混合料凍融劈裂比圖5不同球磨鋼渣摻量下混合料最大彎拉應(yīng)變3、試驗(yàn)驗(yàn)證的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益;減少砂石料的開采。消納大量被當(dāng)作廢棄物簡單堆砌或填埋推承受大交通量重載交通的作用。其抗磨耗能力強(qiáng)，可提高道路命。鋼渣具有微膨脹性，使其作為面層骨料時(shí)能夠提高瀝青路提高使用年限。本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布將有助于指導(dǎo)道路用瀝青瑪蹄脂4、與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的對比情況以及其他的二十多個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)的國家的鋼渣利用狀況的調(diào)查表明，這些國家的鋼渣不一樣。近年來，各國將鋼渣應(yīng)用于道路工程數(shù)量和技術(shù)水平又有所提高，特別是美國和日本已經(jīng)制訂了鋼渣道路材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范，凡符合這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的鋼渣材料可以像軋制碎石一樣在道路工程在鋼渣的成渣工藝、道路用鋼渣集料的特性及鋼渣瀝青混合料的性能參數(shù)、試驗(yàn)方法、技術(shù)要求、設(shè)計(jì)、施工等方面積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，為本規(guī)范編制做好了技根據(jù)國外成熟的技術(shù)以及國內(nèi)的研究，鋼渣完全可應(yīng)用于瀝青路面，國內(nèi)已經(jīng)表4.1國內(nèi)鋼渣用于道路工程的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編號標(biāo)準(zhǔn)名稱備注JT/T1086-2016瀝青混合料用鋼渣交通運(yùn)輸部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ35-1990鋼渣石灰道路基層施工及驗(yàn)收規(guī)范YBJ230-1991鋼渣瀝青混合料路面基層施