CN110593046A - 一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构 - Google Patents

一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括：钢渣沥青透水混合料上面层；改性沥青钢渣粘结层；钢渣沥青混合料下面层；应力吸收层；无机结合料稳定钢渣基层；无机结合料稳定钢渣底基层和路基。本发明的路面结构中利用钢渣作为集料，增强路面的耐磨性能和承载力，减少路面弯沉，提高路面强度；可减薄路面厚度，进一步降低筑路成本；保证混合料的抗松散性能，增加使用耐久性；实现了钢渣资源化再利用，并减少了石料的使用，具备极佳的经济性。

Description

一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构
技术领域
本发明涉及一种透水沥青路面结构，尤其是涉及一种钢渣资源化循环利用的透水沥青路面结构。
背景技术
透水沥青路面是海绵城市道路建设中一项重要路面形式，可显著减少路面雨水径流、增强路面抗滑系数、提高道路交通安全性。传统透水沥青混合料空隙大，路面强度主要依靠路面粗集料间点接触提供。而目前优质筑路石料越来越少，许多地区为了加强环保已经限制甚至禁止开山取石。传统透水沥青路面因集料的力学强度不高，在荷载作用下常出现松散、坑槽等结构病害；在城市交叉路口或重交通路段，更容易发生车辙、拥包、裂缝等变形破坏。实践发现，常规透水沥青路面整体上存在耐久性差的缺陷。因此，为了提高透水沥青路面的承载能力和耐久性，有必要寻找替代资源，设计强度高、稳定性好的透水沥青路面。
钢渣是炼钢企业的固废产物，产量十分巨大。目前我国对钢渣的综合利用率较低，钢渣通常采用露天堆放处理，占用大量土地且污染环境。而钢渣的力学性能优于常规碎石，且其耐磨性强、表面微孔发达、与沥青有极好的粘附性、价格较低，是优良的筑路集料。钢渣的生产方式主要有热泼法、热闷法和滚筒法。不同生产方式产生的钢渣性能不一。热泼法生产的钢渣颗粒不均匀、游离氧化钙含量高，稳定性差。热闷法生产的钢渣中游离氧化钙含量低，但粒径偏小且分布不均匀；滚筒法生产的钢渣颗粒尺寸较好，分布均匀，游离氧化钙含量低，稳定性好。因热泼法生产工艺落后，生产的钢渣应用于沥青路面后，容易引起路面开裂，导致如今少有钢渣应用于沥青路面，尤其是沥青路面面层。滚筒法生产的钢渣性质稳定，在沥青路面，尤其是透水沥青路面和重载交通路面中拥有应用优势。
因此，选用滚筒法生产的钢渣材料应用于透水沥青路面各结构层，开发一种高强耐久的透水沥青路面结构，既可以提高路面性能，又可以实现固体废弃物的资源化再利用，具有双赢效果，符合循环经济理念。
当前钢渣作为筑路材料，在路基中已有应用案例，但是在路面面层尤其是透水路面中应用较少。这是因为传统的热泼法生产的钢渣稳定性较差，掺入热泼钢渣虽然提高了基层的模量和路面的承载力，但也存在因钢渣开裂导致路面破坏的风险。目前转炉钢渣的处理工艺中，如何降低游离的氧化钙含量成为了制约因素之一，滚筒法能够较好的解决这一问题。滚筒法处理的钢渣粒径小于10mm的颗粒含量达80％以上，适合于用作路面集料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于钢渣资源化利用技术、力学强度高，耐久性好的透水沥青路面结构，以克服现有技术中存在的透水性差、排水速度慢、钢渣易开裂导致路面破坏、路面承载力差等问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明的一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，其特征在于，从上至下包括：钢渣沥青透水混合料上面层；改性沥青钢渣粘结层；钢渣沥青混合料下面层；应力吸收层；无机结合料稳定钢渣基层；无机结合料稳定钢渣底基层和路基。
所述钢渣为利用滚筒法制备的转炉渣；优选的，所述钢渣中的游离氧化钙含量≤3％，粉化率≤3％，浸水膨胀率≤2％。同传统渣处理技术(热泼渣)相比，滚筒法处理后钢渣的粒度小、均匀而且游离氧化钙较低，浸水膨胀率很低。
所述钢渣沥青透水混合料上面层的摊铺厚度为2～4cm；其中所述钢渣沥青透水混合料是由包括10％～95％(优选40％～80％)的钢渣、3％～6％的高粘改性沥青、矿粉2％～5％和0～80％的石料组成；其空隙率为18％～25％，浸水膨胀率≤2％。
所述改性沥青钢渣粘结层为洒布改性沥青后再撒布钢渣形成的粘结层，摊铺厚度为0.5～1.0cm，优选0.6～0.8cm；所述改性沥青洒布用量为1.5～2.4kg/m2，优选1.8～2.2kg/m2；所述钢渣粒径为4.75～13.2mm，优选4.75～9.5mm，钢渣撒布覆盖率为60％～100％，优选60％～80％。
进一步地，所述改性沥青为SBS改性沥青或橡胶改性沥青。
所述SBS改性沥青是由70号或90号基质沥青与SBS改性剂、稳定剂和相容剂经搅拌混合、高温发育制备而成；所述SBS改性剂为星型或线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，优选星型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
所述橡胶改性沥青是采用70号或90号基质沥青与40～80目橡胶粉末、稳定剂和相容剂等经搅拌混合、高温发育制备而成的具有高粘结性的橡胶改性沥青。
进一步地，所述改性沥青钢渣粘结层中的钢渣在撒布前加入0.4％～1.0％的所述改性沥青进行预混。
所述钢渣沥青混合料下面层的摊铺厚度为4～8cm，优选4～6cm；其中所述钢渣沥青混合料由包括30％～95％(优选40％～80％)的钢渣、和3％～6％的基质沥青、矿粉2％～5％和0～80％的石料组成，其空隙率为3％～5％，浸水膨胀率≤2％。所述基质沥青为50号或70号基质沥青，优选50号基质沥青。
所述应力吸收层为喷洒橡胶沥青后撒布钢渣形成的粘结层，摊铺厚度为0.5～1.0cm，优选0.7～1.0cm；所述橡胶沥青的洒布用量为2.0～3.0kg/m2，优选2.4～2.6kg/m2；所述钢渣粒径为4.75～13.2mm，优选9.5～13.2mm；钢渣撒布覆盖率为60％～100％，优选80％～95％。
进一步地，所述橡胶沥青是由70号或90号基质沥青与20～40目橡胶粉末、稳定剂和相容剂等经搅拌混合、高温发育制备而成的具有高粘弹性的橡胶改性沥青。
所述无机结合料稳定钢渣基层分为无机结合料稳定钢渣上基层和无机结合料稳定钢渣下基层，所述无机结合料稳定钢渣上基层的摊铺厚度为15～30cm，所述无机结合料稳定钢渣下基层的摊铺厚度为15～30cm；所述无机结合料稳定钢渣底基层的摊铺厚度为15～20cm。
进一步地，所述无机结合料稳定钢渣基层的材料是由包括40％～80％的钢渣、0～50％的碎石和2％～40％的无机结合料A组成的；所述无机结合料A为是钢渣微粉、矿渣、石灰、粉煤灰、水泥中的一种或几种混合物。
进一步地，所述无机结合料稳定钢渣底基层的材料是由包括50％～95％的钢渣和5％～50％的无机结合料B组成的；所述无机结合料B是钢渣微粉、矿渣、石灰、粉煤灰、水泥、土中的一种或几种混合物。
所述无机结合料稳定钢渣基层和所述无机结合料稳定钢渣底基层中，钢渣选用20～30mm、10～20mm、5～10mm、0～5mm四种粒径规格，合理设计配合比，形成如下表1中级配。
表1稳定钢渣基层和稳定钢渣底基层的材料级配
所述路基为将原始路基压实处理后的路基，压实度≥93％。
进一步地，本发明的一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，所述应力吸收层在施工前，还在所述无机结合料稳定钢渣基层的表面喷洒透层油；所述透层油为具有良好渗透性的乳化沥青或煤油稀释沥青。
本发明的积极进步效果在于：
(1)本发明利用钢渣透水沥青混合料作为路面上面层，排水速度快，使得路面具有较好的渗水功能，减小雨水在路面形成径流和积水，提高道路在雨天的抗滑性能和道路交通安全性。
(2)钢渣沥青透水混合料上面层的空隙率较大，而钢渣沥青混合料下面层的空隙率小，二者之间接触面积相对较少，存在粘结性能低、抗剪切能力差的缺点；本发明使用改性沥青与单一粒径的钢渣组成的粘结层，与大空隙上面层形成一个薄层相嵌结构，提高了上下面层间的层间粘结性能和抗剪切性能；粘结层中沥青材料会在下面层表面形成涂层，对下面层具有较好的防水效果，同时可有效减少刚性较大的下面层的反射应力对上面层结构的影响。
(3)本发明的路面结构中采用高粘高弹的橡胶沥青与单一粒径的钢渣集料组成的应力吸收层，可有效吸收刚性较强的无机结合料钢渣基层的反射应力，有效抑制基层中的反射裂缝对路面面层结构的影响，减少路表裂缝病害，提升路面使用耐久性；同时，应力吸收层增加了基层与下面层底部的粘结性能，在基层表面形成涂层可对基层形成较好的防水效果。
(4)本发明将钢渣掺入无机结合料中形成稳定钢渣基层和稳定钢渣底基层，钢渣具有一定的微膨胀性，可有效补偿无机结合料产生的干缩效应，提高基层和路面整体的稳定性。
(3)本发明路面各层结构中利用钢渣作为集料，钢渣的力学强度高，可以增强路面的耐磨性能和承载力，减少路面弯沉，提高路面强度；因此可减薄路面厚度，进一步降低筑路成本；钢渣集料与沥青间的粘附性可达到5级，可保证混合料的抗松散性能，增加使用耐久性。
(6)本发明的路面结构大量采用钢渣，实现了钢渣资源化再利用，钢渣固废材料成本低，且路面结构后期病害少，养护费用低，在全寿命周期内具备极佳的经济性；同时减少了天然石料的使用量，有利于保护环境，具有较好的社会效益。
附图说明
图1是本发明的高强耐久钢渣透水沥青路面结构示意图；
图1中，11-钢渣沥青透水混合料上面层，12-改性沥青钢渣粘结层，13-钢渣沥青混合料下面层；14-应力吸收层；15-无机结合料稳定钢渣上基层，16-无机结合料稳定钢渣下基层，17-无机结合料稳定钢渣底基层，18-路基。
图2是本发明的对比实施例示意图；
图2中，21-普通透水沥青上面层，22-普通沥青混合料下面层，23-上基层，24-下基层，25-底基层，26-路基。
具体实施方式
本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。
本实施例中所用原料如下：
钢渣：中国宝武集团宝山钢铁基地利用滚筒法制备的转炉渣；钢渣中的游离氧化钙含量小于3％，粉化率小于3％。
(1)钢渣沥青透水混合料上面层：
高粘改性沥青：上海城建日沥特种沥青有限公司。
SBS改性沥青：由70号或90号基质沥青与SBS改性剂、稳定剂和相容剂经搅拌混合、高温发育制备而成；SBS改性剂为星型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，采购自中国石化岳阳巴陵石化；SBS改性沥青的制备工艺条件为：剪切温为170～185℃,剪切速率为3800～4200r/min，剪切时间为30～45min，发育温度为160～170℃，发育时间优选1～2h。
橡胶改性沥青：采用70号或90号基质沥青与40～80目橡胶粉、稳定剂和相容剂等经搅拌混合、高温发育制备而成的高粘结性的橡胶改性沥青；橡胶粉为机械破碎的废轮胎粉，粒径优选为60～80目；橡胶改性沥青的制备工艺条件为：剪切温度为190～195℃，剪切速率为4000～4500r/min，剪切时间为45～60min，发育温度为170～180℃，发育时间优选1～2h。
(2)应力吸收层：
橡胶沥青：由70或90号基质沥青与20～40目的橡胶粉末及相容剂等，经搅拌混合、高温发育制备而成具备高粘弹性的改性沥青；橡胶粉末为机械破碎的废轮胎粉末，粒径优选为20～30目；橡胶沥青的制备工艺条件为：剪切温度为190～195℃，剪切速率为3500～4000r/min，剪切时间为30～60min，发育温度为170～180℃，发育时间优选0.5～1.5h。
(3)无机结合料稳定钢渣基层：
水泥：选用强度等级为32.5级或42.5级的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥；粉煤灰：选用2～3级粉煤灰；石灰：选用1～3级新灰；土：选用塑性指数10～15、有机物含量小于10％的粉质黏土。钢渣微粉、矿渣粉为满足GB/T 20491、GB/T 18046规范要求的产品。
其它材料均产市售产品。
实施例1
一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
钢渣沥青透水混合料上面层11(简称：上面层，下同)：摊铺厚度为3cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为10.8％，矿粉掺量为4％，高粘改性沥青用量为5.2％；混合料空隙率为21.4％；
改性沥青钢渣粘结层12：摊铺厚度为0.6cm；橡胶改性沥青采用70号基质沥青与60目橡胶粉制备，橡胶改性沥青洒布量为2.0kg/m2，钢渣粒径为4.75～9.5mm，钢渣撒布前用0.6％的橡胶改性沥青预混，钢渣撒布量覆盖率为75％；
钢渣沥青混合料下面层13(简称：下面层，下同)：摊铺厚度为6cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为12.6％，矿粉掺量为3％，50号基质沥青为4.8％；混合料空隙率为4.0％；
应力吸收层14：摊铺厚度为1.0cm；采用橡胶沥青撒布9.5～13.2mm粒径的钢渣形成，其中橡胶沥青采用70号基质沥青与30目橡胶粉制备，橡胶沥青洒布量为2.5kg/m2，钢渣撒布量覆盖率为90％；
所述应力吸收层在施工前，在所述无机结合料稳定钢渣基层(简称：下承层，下同)的表面喷洒透层油；透层油采用固含量为55.3％的乳化沥青；
无机结合料稳定钢渣上基层15(简称：上基层，下同)：摊铺厚度为18cm；采用水泥稳定钢渣碎石混合料，钢渣用量占集料的80％，水泥用量为5％，钢渣微粉用量为5％，其余为碎石；
无机结合料稳定钢渣下基层16(简称：下基层，下同)：摊铺厚度为18cm；采用水泥粉煤灰稳定钢渣混合料，水泥、粉煤灰和钢渣用量比为1：4：20；
无机结合料稳定底基层17：摊铺厚度为15cm；采用石灰钢渣稳定土混合料，石灰、钢渣与土的用量比为1：5：4；
路基18：将原始路基压实处理，压实度93％。
实施例2
一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层11：摊铺厚度为3cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：钢渣掺量为60％，石料掺量为30.8％，高粘改性沥青为5.1％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为20.5％；
改性沥青钢渣粘结层12：摊铺厚度为0.6cm；SBS改性沥青由70号基质沥青与星型SBS改性剂、稳定剂和相容剂经搅拌混合、高温发育制备而成，改性沥青洒布量为2.0kg/m2；钢渣粒径为4.75～9.5mm，钢渣撒布前用0.8％的SBS改性沥青预混，钢渣撒布量覆盖率为75％；
下面层13：摊铺厚度为6cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：钢渣掺量为60％，石料掺量为31.6％，矿粉掺量为4％，50号基质沥青为4.6％；混合料空隙率为4.1％；
应力吸收层14：摊铺厚度为1.0cm；采用橡胶沥青撒布9.5～13.2mm粒径的钢渣形成，其中橡胶沥青采用70号基质沥青与40目橡胶粉制备，橡胶沥青洒布量为2.5kg/m2，钢渣撒布量覆盖率为90％；
所述应力吸收层在施工前，在下承层的表面喷洒透层油；透层油采用固含量为55.0％的乳化沥青；
上基层15：摊铺厚度为18cm；采用水泥稳定钢渣碎石混合料，钢渣用量占集料的70％，水泥的用量为4％，钢渣微粉用量为5％，其余为碎石；
下基层16：摊铺厚度为18cm；采用水泥粉煤灰稳定钢渣混合料，水泥、粉煤灰和钢渣用量比为1：4：20；
无机结合料稳定底基层17：摊铺厚度为18cm；采用石灰钢渣稳定土混合料，石灰、钢渣微粉、钢渣与土的用量比为1：1：5：3；
路基18：将原始路基压实处理，压实度95％。
实施例3
一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层11：摊铺厚度为3cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：钢渣掺量为40％，石料掺量为51.1％，高粘改性沥青为4.9％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为21.5％；
改性沥青钢渣粘结层12：摊铺厚度为0.6cm；橡胶改性沥青采用70号基质沥青与60目橡胶粉制备，橡胶改性沥青洒布量为2.2kg/m2，钢渣粒径为4.75～9.5mm，钢渣撒布前用0.6％的橡胶沥青预混，钢渣撒布量覆盖率为75％；
下面层13：摊铺厚度为6cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：钢渣掺量为45％，石料掺量为26.6％，矿粉掺量为3％，70号基质沥青为4.5％；混合料空隙率为4.1％；
应力吸收层14：摊铺厚度为1.0cm；采用橡胶沥青撒布9.5～13.2mm粒径的钢渣形成，其中橡胶沥青采用70号基质沥青与30目橡胶粉制备，橡胶沥青洒布量为2.5kg/m2，钢渣撒布量覆盖率为90％；
所述应力吸收层在施工前，在下承层的表面喷洒透层油；透层油采用固含量为55.0％的乳化沥青；
上基层15：摊铺厚度为18cm；采用水泥稳定钢渣碎石混合料，钢渣用量占集料的80％，水泥的用量为5％，其余为碎石；
下基层16：摊铺厚度为18cm；采用水泥粉煤灰稳定钢渣混合料，水泥、粉煤灰和钢渣用量比为1：4：20；
无机结合料稳定底基层17：摊铺厚度为18cm；采用石灰钢渣稳定土混合料，石灰、钢渣与土的用量比为1：5：4；
路基18：将原始路基压实处理，压实度94％。
实施例4
一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层11：摊铺厚度为3cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为10.8％，高粘改性沥青为5.2％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为20.4％；
改性沥青钢渣粘结层12：摊铺厚度为0.8cm；SBS改性沥青由90号基质沥青与星型SBS改性剂、稳定剂和相容剂经搅拌混合、高温发育制备而成，改性沥青洒布量为2.0kg/m2；钢渣粒径为4.75～9.5mm，钢渣撒布前用0.8％的SBS改性沥青预混，钢渣撒布量覆盖率为75％；
下面层13：摊铺厚度为6cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为32.6％，矿粉掺量为3％，50号基质沥青为4.4％；混合料空隙率为3.8％；
应力吸收层14：摊铺厚度为1.0cm；采用橡胶沥青撒布9.5～13.2mm粒径的钢渣形成，其中橡胶沥青采用70号基质沥青与30目橡胶粉制备，橡胶沥青洒布量为2.5kg/m2，钢渣撒布量覆盖率为90％；
所述应力吸收层在施工前，在下承层的表面喷洒透层油；透层油采用煤油稀释沥青；
上基层15：摊铺厚度为20cm；采用水泥稳定钢渣碎石混合料，钢渣用量占集料的60％，水泥的用量为5％，其余为碎石；
下基层16：摊铺厚度为20cm；采用石灰粉煤灰稳定钢渣混合料，石灰、粉煤灰和钢渣用量比为1：3：6；
无机结合料稳定底基层17：摊铺厚度为18cm；采用石灰水泥钢渣稳定混合料，石灰、水泥与钢渣的用量比为9：1：90；
路基18：将原始路基压实处理，压实度93％。
实施例5
一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层11：摊铺厚度为3cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为10.8％，高粘改性沥青为5.2％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为20.1％；
改性沥青钢渣粘结层12：摊铺厚度为0.6cm；橡胶改性沥青采用70号基质沥青与60目橡胶粉制备，橡胶改性沥青洒布量为2.0kg/m2，钢渣粒径为4.75～9.5mm，钢渣撒布前用0.6％的橡胶沥青预混，钢渣撒布量覆盖率为75％；
下面层13：摊铺厚度为6cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：钢渣掺量为78％，石料掺量为34.6％，矿粉掺量为3％，50号基质沥青为4.4％；混合料空隙率为4.1％；
应力吸收层14：摊铺厚度为1.0cm；采用橡胶沥青撒布9.5～13.2mm粒径的钢渣形成，其中橡胶沥青采用70号基质沥青与30目橡胶粉制备，橡胶沥青洒布量为2.5kg/m2，钢渣撒布量覆盖率为90％；
所述应力吸收层在施工前，在下承层的表面喷洒透层油；透层油采用煤油稀释沥青；
上基层15：摊铺厚度为20cm；采用石灰粉煤灰稳定钢渣混合料，石灰、粉煤灰与钢渣的用量比为1：3：6；
下基层16：摊铺厚度为20cm；采用水泥粉煤灰稳定钢渣混合料，水泥、粉煤灰和钢渣用量比为1：4：20；
无机结合料稳定底基层17：摊铺厚度为18cm；采用石灰钢渣稳定土混合料，石灰、钢渣与土的用量比为1：5：4；
路基18：将原始路基压实处理，压实度94％。
实施例6
一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层11：摊铺厚度为3cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为10.8％，高粘改性沥青为5.2％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为21.1％；
改性沥青钢渣粘结层12：摊铺厚度为0.6cm；橡胶改性沥青采用70号基质沥青与60目橡胶粉制备，橡胶改性沥青洒布量为2.0kg/m2，钢渣粒径为4.75～9.5mm，钢渣撒布前用0.6％的橡胶沥青预混，钢渣撒布量覆盖率为75％；
下面层13：摊铺厚度为5cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为32.6％，矿粉掺量为3％，50号基质沥青为4.4％；混合料空隙率为4.2％；
应力吸收层14：摊铺厚度为1.0cm；采用橡胶沥青撒布9.5～13.2mm粒径的钢渣形成，其中橡胶沥青采用70号基质沥青与30目橡胶粉制备，橡胶沥青洒布量为2.5kg/m2，钢渣撒布量覆盖率为90％；
所述应力吸收层在施工前，在下承层的表面喷洒透层油；透层油采用煤油稀释沥青；
上基层15：摊铺厚度为18cm；采用粉煤灰稳定钢渣碎石混合料，粉煤灰、钢渣微粉、钢渣与碎石的用量比为2：2：5：1；
下基层16：摊铺厚度为18cm；采用水泥粉煤灰稳定钢渣混合料，水泥、粉煤灰与钢渣用量比为1：4：20；
无机结合料稳定底基层17：摊铺厚度为18cm；采用石灰钢渣稳定土混合料，石灰、钢渣、矿渣和土用量比为1：5：2：2；
路基18：将原始路基压实处理，压实度94％。
实施例7
一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层11：摊铺厚度为3cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为10.8％，高粘改性沥青为5.2％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为20.5％；
改性沥青钢渣粘结层12：摊铺厚度为0.6cm；橡胶改性沥青采用70号基质沥青与60目橡胶粉制备，橡胶改性沥青洒布量为1.8kg/m2，钢渣粒径为4.75～9.5mm，钢渣撒布前用0.6％的橡胶沥青预混，钢渣撒布量覆盖率为60％；
下面层13：摊铺厚度为5cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为32.6％，矿粉掺量为3％，50号基质沥青为4.4％；混合料空隙率为4.0％；
应力吸收层14：摊铺厚度为0.8cm；采用橡胶沥青撒布4.75～9.5mm粒径的钢渣形成，其中橡胶沥青采用70号基质沥青与30目橡胶粉制备，橡胶沥青洒布量为2.0kg/m2，钢渣撒布量覆盖率为80％；
所述应力吸收层在施工前，在下承层的表面喷洒透层油；透层油采用煤油稀释沥青；
上基层15：摊铺厚度为18cm；采用石灰粉煤灰稳定钢渣碎石混合料，石灰、粉煤灰、钢渣与碎石的用量比为1：3：5：1；
下基层16：摊铺厚度为18cm；采用水泥粉煤灰稳定钢渣混合料，水泥、粉煤灰与钢渣用量比为1：4：20；
无机结合料稳定底基层17：摊铺厚度为18cm；采用石灰钢渣稳定土混合料，石灰、钢渣、矿渣和土用量比为1：5：2：2
路基18：将原始路基压实处理，压实度95％。
实施例8
一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层11：摊铺厚度为3cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为10.8％，高粘改性沥青为5.2％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为20.1％；
改性沥青钢渣粘结层12：摊铺厚度为0.6cm；橡胶改性沥青采用70号基质沥青与60目橡胶粉制备，橡胶改性沥青洒布量为2.4kg/m2，钢渣粒径为9.5～13.2mm，钢渣撒布前用0.6％的橡胶沥青预混，钢渣撒布量覆盖率为80％；
下面层13：摊铺厚度为5cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：钢渣掺量为80％，石料掺量为32.6％，矿粉掺量为3％，50号基质沥青为4.4％；混合料空隙率为4.0％；
应力吸收层14：摊铺厚度为0.8cm；采用橡胶沥青撒布9.5～13.2mm粒径的钢渣形成，其中橡胶沥青采用70号基质沥青与30目橡胶粉制备，橡胶沥青洒布量为3.0kg/m2，钢渣撒布量覆盖率为95％；
所述应力吸收层在施工前，在下承层的表面喷洒透层油；透层油采用煤油稀释沥青；
上基层15：摊铺厚度为18cm；采用石灰粉煤灰稳定钢渣碎石混合料，石灰、粉煤灰、钢渣与碎石的用量比为1：3：5：1；
下基层16：摊铺厚度为18cm；采用水泥粉煤灰稳定钢渣混合料，水泥、粉煤灰、钢渣和矿渣用量比为1：4：15：5；
无机结合料稳定底基层17：摊铺厚度为18cm；采用石灰钢渣稳定土混合料，石灰、钢渣和土用量比为1：5：4；
路基18：将原始路基压实处理，压实度94％。
对比例1
一种透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层21：摊铺厚度为4cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：石料掺量为91.2％，高粘改性沥青为4.8％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为22.0％；
在上面层施工前，在下面层上喷洒粘结油；粘层油采用PCR乳化沥青；
下面层22：摊铺厚度为8cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：石料掺量为92.7％，矿粉掺量为3％，70号基质沥青为4.3％；混合料空隙率为4.0％；
所述下面层施工前，在下承层(上基层)的表面喷洒透层油；透层油采用煤油稀释沥青；
上基层23：摊铺厚度为20cm；采用水泥稳定碎石混合料，水泥与碎石的用量比为1：17；
下基层24：摊铺厚度为20cm；采用石灰稳定碎石混合料，石灰与碎石的用量比为1：7；
底基层25：摊铺厚度为18cm；采用石灰稳定土混合料，石灰和土的用量比为1：10；
路基26：将原始路基压实处理，压实度94％。
对比例2
一种透水沥青路面结构，从上至下包括(施工时从下到上逐层摊铺)：
上面层21：摊铺厚度为4cm；采用细粒式钢渣沥青透水混合料PAC-13，其中：石料掺量为91.2％，高粘改性沥青为4.8％，矿粉掺量为4％，混合料空隙率为21.6％；
在上面层施工前，在下面层上喷洒粘结油；粘层油采用PCR乳化沥青；
下面层22：摊铺厚度为6cm；采用钢渣沥青混合料AC-20C，其中：石料掺量为92.7％，矿粉掺量为3％，70号基质沥青为4.3％；混合料空隙率为4.2％；
所述下面层施工前，在下承层(上基层)的表面喷洒透层油；透层油采用煤油稀释沥青；
上基层23：摊铺厚度为20cm；采用石灰粉煤灰稳定碎石混合料，石灰、粉煤灰与碎石的用量比为1：3：6；
下基层24：摊铺厚度为20cm；采用石灰稳定碎石混合料，石灰和碎石的用量比为1：8；
底基层25：摊铺厚度为18cm；采用石灰稳定土混合料，石灰和土的用量比为1：10；
路基26：将原始路基压实处理，压实度94％。
通过测定实施例及对比例中各结构层的20℃下，28d的回弹模量、上下面层的抗剪性能以及应力吸收层的疲劳寿命，对比分析如表2所示。
表2实施例效果对比
本发明通过在路面全断面引入钢渣材料，增强了路面结构层的回弹模量，提高了钢渣透水沥青路面的强度和承载能力；通过改性沥青与钢渣组成的粘结层提高了大空隙的透水沥青面层与低空隙的下承层之间粘结性和抗剪能力，缓解了层间滑移问题；通过橡胶沥青应用力吸收层减少了反射裂缝，有效提高了钢渣透水沥青路面结构的耐久性。本发明钢渣透水沥青路面结构具有透水能力好、路面强度高、耐久性好的特征，适用于轻、中、重型荷载车行道。

Claims (16)

1.一种高强耐久钢渣透水沥青路面结构，其特征在于，从上至下包括：钢渣沥青透水混合料上面层；改性沥青钢渣粘结层；钢渣沥青混合料下面层；应力吸收层；无机结合料稳定钢渣基层；无机结合料稳定钢渣底基层和路基。
2.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述钢渣为利用滚筒法制备的转炉渣。
3.根据权利要求2所述的路面结构，其特征在于，所述钢渣中的游离氧化钙含量≤3%，粉化率≤3%，浸水膨胀率≤2%。
4.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述钢渣沥青透水混合料上面层的摊铺厚度为2～4cm；其中所述钢渣沥青透水混合料是由包括10%～95%的钢渣、3%～6%的高粘改性沥青、矿粉2%～5%和0～80%的石料组成；其空隙率为18%～25%，浸水膨胀率≤2%。
5.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述改性沥青钢渣粘结层为洒布改性沥青后再撒布钢渣形成的粘结层，摊铺厚度为0.5～1.0cm；所述改性沥青洒布用量为1.5～2.4kg/m2；所述钢渣粒径为4.75～13.2mm，所述钢渣撒布覆盖率为60%～100%。
6.根据权利要求5所述的路面结构，其特征在于，所述改性沥青为SBS改性沥青或橡胶改性沥青。
7.根据权利要求5或6所述的路面结构，其特征在于，所述改性沥青钢渣粘结层中的钢渣在撒布前加入0.4%～1.0%的所述改性沥青进行预混。
8.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述钢渣沥青混合料下面层的摊铺厚度为4～8cm；其中所述钢渣沥青混合料由包括30%～95%的钢渣、3%～6%的基质沥青、矿粉2%～5%和0～80%的石料组成，其空隙率为3%～5%，浸水膨胀率≤2%。
9.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述应力吸收层为喷洒橡胶沥青后撒布钢渣形成的粘结层，摊铺厚度为0.5～1.0cm；所述橡胶沥青的洒布用量为2.0～3.0kg/m2；所述钢渣粒径为4.75～13.2mm；所述钢渣撒布覆盖率为60%～100%。
10.根据权利要求9所述的路面结构，其特征在于，所述橡胶沥青是由70号或90号基质沥青与20～40目橡胶粉末、稳定剂和相容剂等经搅拌混合、高温发育制备而成的具有高粘弹性的橡胶改性沥青。
11.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述无机结合料稳定钢渣基层分为无机结合料稳定钢渣上基层和无机结合料稳定钢渣下基层，所述无机结合料稳定钢渣上基层的摊铺厚度为15～30cm，所述无机结合料稳定钢渣下基层的摊铺厚度为15～30cm。
12.根据权利要求1或11所述的路面结构，其特征在于，所述无机结合料稳定钢渣基层的材料是由包括40%～80%的钢渣、0～50%的碎石和2%～40%的无机结合料A组成的；所述无机结合料A为是钢渣微粉、矿渣、石灰、粉煤灰、水泥中的一种或几种混合物。
13.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述无机结合料稳定钢渣底基层的摊铺厚度为15～20cm。
14.根据权利要求1或13所述的路面结构，其特征在于，所述无机结合料稳定钢渣底基层的材料是由包括50%～95%的钢渣和5%～50%的无机结合料B组成的；所述无机结合料B是是钢渣微粉、矿渣、石灰、粉煤灰、水泥、土中的一种或几种混合物。
15.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述路基为将原始路基压实处理后的路基，压实度≥93%。
16.根据权利要求1所述的路面结构，其特征在于，所述应力吸收层在施工前，还在所述无机结合料稳定钢渣基层的表面喷洒透层油；所述透层油为具有良好渗透性的乳化沥青或煤油稀释沥青。
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