《耐磨瀝青混凝土用鋼渣》國家標(biāo)準(zhǔn)編制說明

1、耐磨瀝青混凝土用鋼渣國家標(biāo)準(zhǔn)編制說明隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，每年都產(chǎn)生大量的鋼渣，2006年已達(dá)5863萬噸，歷年來堆存的鋼渣量已有33845萬噸，堆積如山的鋼渣占用大量土地資源、污染環(huán)境。同時(shí)，道路建設(shè)的迅猛發(fā)展，需要大量的建筑材料，而近年來由于對(duì)自然資源保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，天然石料的開采受到了一定的限制，因此使得鋼渣代替天然石料應(yīng)用于道路工程領(lǐng)域愈來愈受到重視。鋼渣作為一種路用材料，在許多發(fā)達(dá)國家都得到了應(yīng)用，這些國家的鋼渣中約有50%用于道路工程。國內(nèi)很早就開展了對(duì)鋼渣作為基層材料的標(biāo)準(zhǔn)化工作。1990年建設(shè)部 頒布了鋼渣石灰類道路基層施工及驗(yàn)收規(guī)范（CJJ35），1991年原冶金工業(yè)部

2、頒布了冶金建筑研究總院主編的鋼渣混合料路面基層施工技術(shù)規(guī)范（YBJ230），但是將鋼渣作為主要材料用于瀝青路面面層，特別是用于具有優(yōu)良的抗滑、耐磨的瀝青路面還沒有形成規(guī)范。許多研究單位、企業(yè)一般參照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中的一些指標(biāo)來進(jìn)行研究、應(yīng)用。但是鋼渣具有自身的特點(diǎn)，由于其中含有一定量的fCaO、fMgO,遇水后反應(yīng)生成Ca(OH)2、Mg(OH)2，體積膨脹，影響路面使用質(zhì)量。因此，為了保證以鋼渣為原材料的耐磨路面的路用性能，必須加強(qiáng)對(duì)鋼渣等原材料的檢驗(yàn)。 為此，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)將耐磨瀝青混凝土使用鋼渣國家標(biāo)準(zhǔn)的編制列為計(jì)劃。1 制定依據(jù) 本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)生產(chǎn)與實(shí)際使用的需要，參考公路瀝青

3、路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）、公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42-2005），結(jié)合耐磨瀝青路面的技術(shù)特點(diǎn)，在試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上制定的。本標(biāo)準(zhǔn)制定的目的在于保證以鋼渣為主要原材料的耐磨瀝青路面的路用性能和質(zhì)量。2 標(biāo)準(zhǔn)名稱和范圍目前，瀝青瑪蹄脂碎石（以下簡稱SMA） 由于其具有優(yōu)良的抗滑耐磨性能，作為一種較為常用的瀝青路面材料在一些重要道路及對(duì)抗滑和耐磨要求較高的道路工程中應(yīng)用。近年來，通過對(duì)鋼渣的應(yīng)用研究，已有工程將鋼渣作為SMA的主要粗集料進(jìn)行應(yīng)用，經(jīng)過幾年來的觀測(cè)，表明使用效果良好，因此本標(biāo)準(zhǔn)以已有的研究成果為基礎(chǔ)，以SMA為主要耐磨瀝青混凝土的類型提出鋼渣作為其主要材料應(yīng)

4、用時(shí)的性能要求。 3、術(shù)語和定義本標(biāo)準(zhǔn)中的耐磨瀝青混凝土用鋼渣是指將鋼渣經(jīng)穩(wěn)定化處理和檢驗(yàn)合格，并滿足道路工程集料的質(zhì)量要求，作為耐磨瀝青混凝土的主要集料，起骨架和填充作用。本標(biāo)準(zhǔn)中的耐磨瀝青混凝土主要指SMA混凝土類型。為了保證鋼渣在道路工程中應(yīng)用的穩(wěn)定性，參考國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范及研究，以浸水膨脹率作為鋼渣穩(wěn)定性能的指標(biāo)要求，其他術(shù)語參照道路工程中集料的技術(shù)指標(biāo)要求。4 規(guī)格本標(biāo)準(zhǔn)的耐磨瀝青混凝土用鋼渣主要是作為粗、細(xì)集料用于瀝青面層，包括上、中、下面層，鋼渣的規(guī)格要滿足道路用瀝青混凝土的粒徑規(guī)格及級(jí)配。特別是瀝青面層材料的規(guī)格要求，因此鋼渣粗集料的粒徑范圍為公稱粒徑規(guī)格S1 S7，即本標(biāo)準(zhǔn)所涉

5、及到的鋼渣作為粗集料使用時(shí)，其最大公稱粒徑為方孔篩31.5mm的通過率為100%。公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定，耐磨瀝青混凝土不得使用天然砂，因此，鋼渣作為細(xì)集料在使用過程中參考機(jī)制砂的規(guī)格要求，滿足公稱粒徑S8、S9的要求。5、一般要求5.1 鋼渣外觀本標(biāo)準(zhǔn)主要是將鋼渣用于耐磨瀝青混凝土，耐磨瀝青混凝土主要以粗集料為主，骨架結(jié)構(gòu)的形成和強(qiáng)度保證主要依靠鋼渣，因此要求鋼渣形狀規(guī)則，接近正方體，有棱角，這樣才能保證顆粒之間能形成良好的嵌擠結(jié)構(gòu)。同時(shí)，作為耐磨瀝青混凝土的粗集料，要求具有較高的抵抗壓碎和磨耗的能力，因此，要求粗集料表面盡可能密實(shí)。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼渣的強(qiáng)度高于普通的天然石料，可以很好

6、的保證壓碎值、磨耗值指標(biāo)，但是仍然要盡量避免鋼渣表面有過多的蜂窩狀孔隙。5.2 放射性 建筑材料的放射性指標(biāo)為國家強(qiáng)制性規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定耐磨瀝青混凝土用鋼渣須滿足建筑材料放射性核素限量(GB6566-2001)中的指標(biāo)要求。5.3 浸水膨脹率 現(xiàn)代煉鋼過程中為脫硫、脫磷常加入石灰和白云石等高鈣、高鎂材料做造渣劑，但是加入的石灰和白云石不能和二氧化硫等酸性氧化物充分反應(yīng)，以fCaO和fMgO的形式保留在鋼渣中，遇水發(fā)生體積膨脹。鋼渣體積的膨脹直接影響瀝青混凝土的性能，造成路面出現(xiàn)病害。因此，鋼渣在道路工程的應(yīng)用首先要解決鋼渣的安定性問題。在鋼渣混合料路面基層施工技術(shù)規(guī)程（YBJ230-91）中以

7、粉化率作為評(píng)價(jià)鋼渣穩(wěn)定性的指標(biāo)。日本于1981年制定了鋼渣的浸水膨脹率試驗(yàn)方法，作為日本平均鋼渣穩(wěn)定性的統(tǒng)一試驗(yàn)方法，已經(jīng)使用二十余年。根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)及研究，在新修訂的鋼渣混合料路面基層施工技術(shù)規(guī)程、交通部制定的公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTGF40-2004）、公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42-2005）及美國ASTM D5106-2003瀝青筑路混合料用鋼渣集料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中都制定了浸水膨脹率的技術(shù)指標(biāo)和試驗(yàn)方法，因此，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定透水瀝青混凝土用鋼渣的穩(wěn)定性采用浸水膨脹率來評(píng)價(jià)，應(yīng)滿足小于2%的要求。5.4 金屬鐵含量 鋼渣中會(huì)含有一定比例的金屬鐵，金屬鐵含量較高時(shí)會(huì)對(duì)透水瀝青混凝土的性能

8、有較大的影響，因此，本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)道路用鋼渣砂（已經(jīng)評(píng)審?fù)ㄟ^）中的規(guī)定，將鋼渣中的金屬鐵含量限制在不大于2%。鋼渣中金屬鐵含量的測(cè)定參照鋼渣中磁性金屬鐵含量測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。6 技術(shù)要求6.1 粗集料 壓碎值耐磨瀝青混凝土粗集料含量占到80%，含量較多的粗集料嵌擠作用的好壞與其集料的堅(jiān)硬性、顆粒形狀和棱角性密切相關(guān)。因此，對(duì)粗集料的壓碎值要求較高。根據(jù)對(duì)鋼渣壓碎值的反復(fù)試驗(yàn)分析，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼渣的壓碎值限定在小于25%。6.1.2磨耗值磨耗損失值是粗集料堅(jiān)韌性的重要指標(biāo)，與集料抗破碎性能有良好的相關(guān)關(guān)系。耐磨瀝青混凝土粗集料含量較高，強(qiáng)度及抗滑能力的形成主要取決于集料的抵抗摩擦、撞擊的能力，特別是當(dāng)用

9、于瀝青路面表面層時(shí)，因此對(duì)于磨耗值指標(biāo)要求較高，本標(biāo)準(zhǔn)采用洛杉磯磨耗試驗(yàn)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。表觀密度和吸水率鋼渣的表觀密度高于普通天然石料，硬度較高。鋼渣吸水率較大高于普通石料，瀝青要多用1以上。因此對(duì)鋼渣吸水率指標(biāo)適當(dāng)放寬。6.1.4 堅(jiān)固性 主要評(píng)價(jià)鋼渣經(jīng)過多次浸泡與烘干循環(huán)后的安定性。 針片狀顆粒含量粗集料的針片狀含量是一個(gè)重要指標(biāo)，有研究表明，集料的破損情況與針片狀含量關(guān)系密切。針片狀含量過高，會(huì)影響瀝青混凝土的強(qiáng)度。鋼渣是煉鋼后形成的廢渣，經(jīng)過人工破碎后形狀不規(guī)則，因此用于耐磨瀝青混凝土中時(shí)要求嚴(yán)格控制其含量。 軟弱顆粒含量耐磨瀝青混凝土主要以粗集料為主，為了保證強(qiáng)度要嚴(yán)格控制軟弱顆粒的含

10、量。一般情況下鋼渣的強(qiáng)度高于普通石料，但是鋼渣在形成過程中由于生產(chǎn)工藝的不同，有些鋼渣表面蜂窩狀較為嚴(yán)重，會(huì)影響到鋼渣的強(qiáng)度，因此，本標(biāo)準(zhǔn)通過軟弱顆粒的含量和鋼渣外觀的雙重要求來控制蜂窩狀鋼渣含量。6.1.7 磨光值 本標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)鋼渣在耐磨瀝青混凝土中應(yīng)用所進(jìn)行編制的。而集料磨光值是關(guān)系到一種集料能否用于瀝青路面抗滑磨耗層的重要決定性指標(biāo)，所以要特別予以重視。6.2 細(xì)集料 堅(jiān)固性 主要評(píng)價(jià)鋼渣經(jīng)過多次浸泡與烘干循環(huán)后的安定性。 粗糙度 耐磨瀝青混凝土中的細(xì)集料主要是填充于粗集料之間，需要評(píng)價(jià)細(xì)集料的表面構(gòu)造和棱角性，以保證細(xì)集料隊(duì)瀝青混合料的內(nèi)摩擦角和抗流動(dòng)變形性能的作用。7 試驗(yàn)方法7.1 放射性 按照建筑材料放射性核素限量(GB6566-2001)進(jìn)行。7.2 浸水膨脹率按照附錄A規(guī)定進(jìn)行。對(duì)浸水膨脹試驗(yàn)用鋼渣規(guī)定粒度分布，減小由于不同粒度膨脹量不同造成的試驗(yàn)誤差。7.3 金屬鐵含量按照YB/T××鋼渣中磁性金屬鐵含量測(cè)定方法的規(guī)定進(jìn)行7.4 鋼渣粗集料、細(xì)集料質(zhì)量技術(shù)要求按照公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42-2005）中相關(guān)試驗(yàn)方法進(jìn)行。8 檢驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)批量的確定主要取決于三