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        鋼渣瀝青路面施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

        2022-02-15 02:12:36
        黑龍江科學(xué) 2022年2期
        關(guān)鍵詞:鋼渣集料原材料

        李 懷

        (石家莊滹沱新區(qū)投資開發(fā)有限公司,河北 石家莊 050800)

        近幾年,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不斷增強(qiáng),對(duì)建筑原材料的需求不斷加大。為加強(qiáng)對(duì)能源的充分利用,人們展開了對(duì)鋼渣廢料資源的二次應(yīng)用,這不但可減少資源消耗,還有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù),降低項(xiàng)目建設(shè)成本,為市政工程的實(shí)施提供保障。以鋼渣瀝青混合料為研究對(duì)象,對(duì)這種全新集料的使用性能和穩(wěn)定性展開研究,對(duì)鋼渣瀝青混合料的路用性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn),促進(jìn)其在市政工程施工項(xiàng)目中的應(yīng)用。

        1 鋼渣瀝青的原材料

        鋼渣瀝青路面的原材料主要包括瀝青、水泥、礦粉、粗集料、細(xì)集料等,其中粗集料大部分為鋼渣,其余的為石灰?guī)r碎石,而細(xì)集料則包含天然砂和石屑等。依據(jù)相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn),對(duì)各項(xiàng)原材料進(jìn)行合適比例的混合,得到鋼渣瀝青路面的施工混合料,在施工中通過對(duì)集料穩(wěn)定性的檢測及攪拌后溫度的控制,使混合料的嵌合度達(dá)到鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn),滿足市政工程路面建設(shè)的技術(shù)要求。

        鋼渣瀝青混合原材料中,由于鋼渣硬度較高且加工成本較高,在施工中不能直接作為礦粉的替代品,需要調(diào)整各類原材料的比重,在了解其性質(zhì)的情況下,完成原材料的加工。粗集料的主要材質(zhì)為鋼渣和各類巖石,在堅(jiān)固性、吸水性與瀝青黏合性方面,花崗巖都符合國家標(biāo)準(zhǔn),在與瀝青黏附性方面,需要礦粉處理后才能達(dá)到國家等級(jí)要求。對(duì)于鋼渣的處理,渣場可選用碎石機(jī)對(duì)原材料進(jìn)行壓制,使鋼渣轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗔饨羌?xì)長型的形狀,便于與其他原材料的混合。細(xì)集料中的天然砂和石屑主要起著填空作用,并能夠分散其他原材料,使各類原料結(jié)構(gòu)均衡。細(xì)集料的基本性質(zhì)以多棱角性為重要指標(biāo),國家要求范圍為3~5 mm,需要在篩孔中留出相應(yīng)的空隙,滿足細(xì)集料顆粒大小的要求。在鋼渣瀝青路面中,只有瀝青和礦粉充分融合,在路面中形成薄膜,才有利于各類原材料的融合及相互吸附。在鋼渣瀝青路面中,礦粉量的應(yīng)用要達(dá)到10%以上,其主要由石灰粉和水泥等材料構(gòu)成,國家要求的標(biāo)準(zhǔn)范圍為0.005~0.007 mm。對(duì)于各類材料的配比,還需要進(jìn)行深度試驗(yàn)。

        2 鋼渣瀝青材料的路用性能

        2.1 試驗(yàn)內(nèi)容

        對(duì)于鋼渣瀝青路面原材料性能的測試,其主要目的是對(duì)各項(xiàng)性能展開試驗(yàn),了解鋼渣瀝青路面施工的可操作性,在了解其主要性能的前提下,為混合料中原材料的配比提供參考,為具體施工和材料控制提供嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。鋼渣瀝青混合料構(gòu)成元素較多,其混合料有著較強(qiáng)的彈性,容易受到外界溫度、水、負(fù)載量的影響。市政工程建設(shè)路面承載的重量較大,長期受到雨水的沖刷,為了保證車輛運(yùn)輸和通行,為人們提供良好的服務(wù),鋼渣瀝青路面必須具備良好的使用性能。依據(jù)相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗(yàn),利用綜合性能對(duì)比試驗(yàn),對(duì)鋼渣瀝青路面的性能作出匯總,具體結(jié)果見表1。

        表1 鋼渣瀝青混合材料路用性能試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Results of pavement performance test of steel slag mixture materials

        2.2 試驗(yàn)結(jié)果

        從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,鋼渣自身材料形狀特點(diǎn),使原材料的顆粒之間形成相互作用的關(guān)系,增加整體路面的抗擠壓和切割能力,保持路面的穩(wěn)定性。利用鋼渣代替其他石料,在合理的配比下,混合料的穩(wěn)定性要高于普通石料混合料,其中鋼渣材料比例在15%左右,其路面適應(yīng)性最強(qiáng)。鋼渣瀝青混合料的低溫彎曲度、滲水系數(shù)、摩擦系數(shù)、活性膨脹度等,均滿足國家標(biāo)準(zhǔn),特別是穩(wěn)定度方面較強(qiáng),可廣泛用于路面建設(shè)和改造中,具有符合國家標(biāo)準(zhǔn)的路用性能。

        與常規(guī)的石料相比,鋼渣的密度與體積更大一些,受不同鋼渣摻量的影響,在體積與密度方面通常會(huì)發(fā)生一定的變化。研究表明,當(dāng)鋼渣摻量達(dá)到35%時(shí),它的體積較常規(guī)玄武巖石料瀝青混合料的體積會(huì)減少約6.8%,而鋼渣摻量高達(dá)56%時(shí),混合料體積則會(huì)減少約8.6%。當(dāng)鋼渣摻量達(dá)到86%時(shí),混合料體積則減少至18%左右。這說明鋼渣摻入量的高低,將會(huì)在一定程度上影響混合料攤鋪面基的大小,當(dāng)鋼渣摻量呈現(xiàn)較高密度時(shí),相同質(zhì)量的混合料攤鋪面積便會(huì)呈現(xiàn)縮小趨勢,反之則會(huì)變大。另外,受鋼渣自身密度過大的影響,其在運(yùn)輸、拌和及加工工序中耗能較大,將提高施工成本。應(yīng)用鋼渣瀝青路面施工技術(shù)時(shí),需根據(jù)具體的工程要求、技術(shù)質(zhì)量需求,合理配置鋼渣摻配比例,才可達(dá)到事半功倍的效果。

        3 鋼渣瀝青路面工程的實(shí)施

        工程實(shí)施主要利用鏟車、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、灑水車等大型移動(dòng)設(shè)備,根據(jù)工程規(guī)模和要求選擇不同的材料配比,施工過程需要注意以下幾點(diǎn)問題:瀝青混凝土攪拌過程中,要保證混合料、瀝青攪拌完成后,瀝青混凝溫度相同,混料無結(jié)塊現(xiàn)象,保持相同的均勻度,為鋪設(shè)做好準(zhǔn)備。瀝青混凝土鋪攤和壓平過程中,需要做好溫度調(diào)整,加熱溫度不超過155℃,初次壓平的溫度保持在11℃左右,完成后的溫度保持在70℃左右。完成鋪設(shè)后,不能依靠灑水來降低路面溫度,應(yīng)保持施工環(huán)境的穩(wěn)定,避免路面材料內(nèi)部溫度流失過快,令各種材料的融合不緊密,影響壓實(shí)程度和效果。鋼渣瀝青材料在完成混合后,應(yīng)盡快進(jìn)行現(xiàn)場鋪攤。壓路機(jī)應(yīng)展開初次壓平、復(fù)壓、終壓等,在材料溫度流失較少的條件下,盡快進(jìn)行三次壓實(shí)工作,避免石料出現(xiàn)破碎和磨損等,保持石料嵌擠度良好。工程實(shí)施依據(jù)設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn),選用的混合料根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行粗型極配,在施工中應(yīng)加大壓實(shí)強(qiáng)度,達(dá)到路面壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn),保證路面施工的整體質(zhì)量。

        為了能更好地在市政工程中應(yīng)用鋼渣瀝青路面施工技術(shù),推進(jìn)市政工程的有序進(jìn)行,保證市政工程的完成性與有效性,要提高施工質(zhì)量與水平,達(dá)到市政工程的施工目的。在市政工程施工中,要對(duì)鋼渣瀝青混凝土混合料展開實(shí)驗(yàn)與檢測,可通過鋪筑實(shí)驗(yàn)路,在實(shí)驗(yàn)路中應(yīng)用鋼渣瀝青路面施工技術(shù),充分掌握鋼渣瀝青混凝土混合料瀝青路面的路用性能,對(duì)該道路的實(shí)用性、可行性進(jìn)行綜合評(píng)分,對(duì)其長期性能與可靠性做出客觀評(píng)價(jià),并將此作為后續(xù)工作開展的重要依據(jù),以保證鋼渣瀝青路面施工技術(shù)的有效應(yīng)用,為市政工程打造出路面強(qiáng)度高、抗滑性能好、路面密實(shí)抗?jié)B的道路。由于鋼渣自身所具備的抗壓性和耐磨性要高于其他材質(zhì),所以在道路施工中應(yīng)用廣泛,既可用于道路基層,也可用于墊面和面層,部分天然石料混合還能鋪筑出高質(zhì)量、柔性強(qiáng)的道路,減少廢渣對(duì)環(huán)境造成的污染。

        4 應(yīng)用鋼渣瀝青路面技術(shù)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

        4.1 社會(huì)效益

        鋼渣瀝青路面技術(shù)主要應(yīng)用于夏季與冬季,檢測項(xiàng)目主要為外觀檢測、平整度檢測與抗滑性能檢測,研究發(fā)現(xiàn),鋼渣瀝青路面技術(shù)施工路段所產(chǎn)生的摩擦性能,與石灰?guī)r瀝青混合料基本相當(dāng),但在使用過程中所產(chǎn)生的摩擦系數(shù)衰減程度相對(duì)較小,具有良好的抗滑耐久性,成本消耗較小。故而,在市政工程中應(yīng)用鋼渣瀝青路面技術(shù),既能夠滿足行車需要與行人通行要求,又能夠減少成本消耗,安全系數(shù)較高。將鋼渣作為骨料進(jìn)行瀝青路面施工,不僅能夠有效解決因鋼渣大量排放而造成的環(huán)境污染問題,減少對(duì)土地的侵占,還能滿足市政工程對(duì)新骨料的需求,達(dá)到保護(hù)自然資源、綠色環(huán)保施工的目的,切實(shí)滿足市政工程可持續(xù)發(fā)展的要求。在市政工程中應(yīng)用鋼渣瀝青路面技術(shù),可有效利用廢物,達(dá)到節(jié)能減排的效果,在材料質(zhì)量與施工質(zhì)量方面也能滿足市政工程要求,社會(huì)效益巨大。

        4.2 經(jīng)濟(jì)效益

        鋼渣是骨料的重要組成部分,將其應(yīng)用于市政工程中,進(jìn)行瀝青混凝土路面的鋪設(shè),不僅可有效減少碎石骨料的產(chǎn)生,還可降低市政工程開采石材所消耗的能源,提高市政工程經(jīng)濟(jì)效益,有效降低路面施工成本。以往的市政工程道路建設(shè)主要采用的原材料為碎石,碎石的市場價(jià)為35元/t,而鋼渣的價(jià)格為15元/t,可節(jié)約57.14%的成本。故而,在市政工程中應(yīng)用鋼渣瀝青路面技術(shù),可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

        5 結(jié)語

        鋼渣是路面建設(shè)的重要材料。依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求,其與瀝青混凝土相混合,完成鋼渣瀝青路面的建設(shè),可發(fā)揮其穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低、耐高低溫、效果好的優(yōu)勢。鋼渣是建設(shè)工程的廢料,對(duì)其合理使用有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境,是市政工程建設(shè)中值得推廣的技術(shù)方法。我國對(duì)路面建設(shè)有著較高的要求,鋼渣瀝青混合料必須依據(jù)規(guī)范進(jìn)行合理調(diào)配,并進(jìn)行試驗(yàn)和檢測,在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下進(jìn)行應(yīng)用,保障市政工程實(shí)施的安全和質(zhì)量。鋼渣具備良好的表面特性,通過與瀝青的混合,可成為路面鋪裝的主要集料。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鋼渣瀝青混合材料可在高溫下保持穩(wěn)定的物質(zhì)性能,可通過路面的鋪裝和壓實(shí)發(fā)揮集料的功能。這種混合料與傳統(tǒng)瀝青材料的施工技術(shù)和流程大致相同,但需要注意施工溫度,可通過對(duì)混合料性能的判斷作出有效的控制和調(diào)整。為保障混合料的穩(wěn)定性,應(yīng)對(duì)鋼渣的選擇進(jìn)行細(xì)分,其形態(tài)要符合破碎極配的標(biāo)準(zhǔn),與瀝青混合后,要有充足的攪拌和存放時(shí)間,以保證物質(zhì)性能的穩(wěn)定性。在進(jìn)行鋪裝和壓實(shí)之前,要對(duì)混合料的物質(zhì)性能進(jìn)行分析和評(píng)估,保證其穩(wěn)定性,使其符合項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及施工要求。

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