CN113529528A - 一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，所述路面结构从上至下依次包括沥青混合料层、封层、级配碎石层和水泥稳定碎石层，所述沥青混合料层、级配碎石层、水泥稳定碎石层中均掺杂有钢渣集料，除封层外，其余各层材料的集料用合适比例、粒径及技术特征的钢渣替代。本发明从沥青路面各层位的功能出发，充分利用不同粒径钢渣集料的特性，通过将钢渣的粒径尺寸和物理力学特性的差异化相结合，避免高品质的钢渣会低值化利用以及一些低品质的钢渣难以达到技术要求而无法利用的问题，可实现钢渣全粒度精细化利用，大规模消纳钢渣固体废弃物，提高路面耐久性，延长路面服役年限，降低工程成本。

Description

一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构
技术领域
本发明属于道路工程领域，尤其涉及一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构。
背景技术
钢渣是炼钢排出的渣，约占粗钢产量的10％～15％，属于一种大宗工业固体废弃物。钢渣的主要矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。目前钢渣消纳的主要途径是作为炼铁熔剂，直接加入高炉或加入烧结矿，但硫、磷含量较高的钢渣作为熔剂，会直接降低高炉炼铁的利用率。为积极践行绿色交通的发展理念，陈化后钢渣作为道路材料，广泛用于道路路基的垫层、结构层，尤宜用作沥青拌合料的骨料铺筑路面层。钢渣筑路，具有强度高，耐磨性和防滑性好，耐久性好，维护费用低等优点。
钢渣应用于道路工程领域，主要是利用钢渣集料替代矿石集料，如钢渣上面层SMA材料(专利号201911012831.X)、钢渣粘结层材料(专利号 201911235856.6)、钢渣透水混凝土材料(专利号201910940997.1，专利号 201911359583.6)、钢渣再生沥青混合料(专利号201711349397.5)等。由于钢渣的颗粒尺寸不尽相同，且不同颗粒粒径钢渣的物理力学特性差异显著，目前钢渣的利用主要根据其粒径替代矿石粗、细集料以及矿石填料等，这种利用蔗渣的思路是由其粒径尺寸决定利用场合，却未能将钢渣的粒径尺寸和物理力学特性的差异化相结合。比如，在道路工程中，上面层沥青混合料中的粗集料与其他面层沥青混合料中的粗集料、基层的水泥稳定碎石中的粗集料、以及底基层级配碎石中的粗集料的物理力学特性存在较大的差异，粗集料的价格也不相同，按照目前粗放型钢渣替代矿石粗集料的思路导致许多高品质的钢渣会低值化利用以及一些低品质的钢渣难以达到技术要求而无法利用的尴尬局面，从而严重阻碍了工业固体废弃物钢渣的资源化利用。因此，本发明根据道路结构不同层位的功能与作用不同，以及路面结构各层位对材料的组成、技术指标以及力学性能存在差异，提出将钢渣的粒径尺寸和物理力学特性的差异化相结合的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，通过将钢渣的粒径尺寸和物理力学特性的差异化相结合，避免高品质的钢渣会低值化利用以及一些低品质的钢渣难以达到技术要求而无法利用的问题，可实现钢渣全粒度精细化利用，大规模消纳钢渣固体废弃物，提高路面耐久性，延长路面服役年限，降低工程成本。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，所述路面结构从上至下依次包括沥青混合料层、封层、级配碎石层和水泥稳定碎石层，所述沥青混合料层、级配碎石层、水泥稳定碎石层中的集料均包括天然集料和钢渣集料，其中：所述沥青混合料层中钢渣集料掺量为20％-70％；所述级配碎石层中钢渣集料掺量为70％-90％；所述水泥稳定碎石层中钢渣集料掺量为60％-80％。
进一步地，所述沥青混合料层还包括矿粉和粘结材料，所述粘结材料为 SBS改性沥青、基质沥青中的任一种。
进一步地，所述沥青混合料层从上到下依次包括上面层沥青混合料、中面层沥青混合料、下面层沥青混合料。
进一步地，所述上面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：纤维：粘结材料＝100：(8-12)：(0.2-0.5)：(5.5-6.8)，该天然集料掺量为70％-80％，钢渣集料掺量为20％-30％，该钢渣集料的粒径小于4.75mm。
进一步地，所述中面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：粘结材料＝100：(4-8)：(5.0-6.5)，该天然集料掺量为 40％-60％，钢渣集料掺量为40％-60％，该钢渣集料的粒径小于9.5mm。
进一步地，所述下面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：粘结材料＝100：(3-7)：(4-5.5)，该天然集料掺量为30％-50％，钢渣集料掺量为50％-70％，该钢渣集料的粒径小于9.5mm。
进一步地，所述封层由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：改性乳化沥青：水：水泥＝100：(5-15)：(10-15)：(5-10)：(1-3)，所述集料为中性集料、中性偏碱集料中的任一种。
进一步地，所述集料的粒径规格为9.5-16mm，所述封层采用同步碎石封层。
进一步地，所述级配碎石层中还包括碎石，采用G-A-4级配碎石，该钢渣集料的粒径小于19mm。
进一步地，所述水泥稳定碎石层由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：水泥＝100：(5-7)，采用C-B-1碎石级配，该钢渣集料的粒径小于13.2 mm。
本发明的有益效果：
1、本发明将钢渣的粒径尺寸和物理力学特性的差异与路面结构不同层位功能、作用相匹配，实现钢渣全粒度的高值化和高效利用；
2、本发明将钢渣集料掺量的差异与路面结构不同层位功能、作用相匹配，实现了工业固体废弃物利用、路面材料的路用性能以及其耐久性三者的高度统一；
3、本发明采用的级配碎石层介于柔性下面层沥青混合料和半刚性水泥稳定碎石层之间形成的倒装式路面结构，可避免或缓解高掺量钢渣和大粒径钢渣的膨胀变形，消耗技术指标较低的钢渣集料，实现钢渣集料掺量、粒径尺寸和技术特性与路面结构层位的高度协调，降低工程建设成本；
4、本发明的中面层沥青混合料采用高模量沥青混合料发挥了钢渣集料模量高、强度高的优点，进一步保证了路面高温稳定性能，延长路面使用寿命。
5、根据实施本发明得到的钢渣沥青路面结构，其动稳定度、CBR值以及无侧限抗压强度均高于对比例中沥青路面结构的动稳定度、CBR值以及无侧限抗压强度，钢渣集料替换传统矿石集料后，材料的力学性能相当，且完全满足规范要求。
附图说明
图1是本发明的路面结构示意图。
其中，1-沥青混合料上面层，2-沥青混合料中面层，3-沥青混合料下面层， 4-封层，5-级配碎石层，6-水泥稳定碎石层。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明内容进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本本发明的这些方面。
一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，路面结构从上至下依次包括沥青混合料层、封层、级配碎石层和水泥稳定碎石层，沥青混合料层、级配碎石层、水泥稳定碎石层中均掺杂有钢渣集料，钢渣集料中游离氧化钙≤ 3.0％，磁性金属铁≤2.0％，其中：沥青混合料层中钢渣集料掺量为20％-70％，该钢渣集料的浸水膨胀率≤2.0％；级配碎石层中钢渣集料掺量为70％-90％，该钢渣集料的浸水膨胀率≤4.0％；水泥稳定碎石层中钢渣集料掺量为 60％-80％，该钢渣集料的浸水膨胀率≤3.0％。
沥青混合料层还包括天然集料、矿粉和粘结材料，粘结材料为SBS改性沥青、基质沥青中的任一种。
沥青混合料层从上到下依次包括上面层沥青混合料、中面层沥青混合料、下面层沥青混合料，其中：
上面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：纤维：粘结材料＝100：(8-12)：(0.2-0.5)：(5.5-6.8)，该天然集料掺量为70％-80％，钢渣集料掺量为20％-30％，该钢渣集料的压碎值≤26％，洛杉矶磨耗损失≤28％，吸水率≤2.0％，坚固性≤12％，磨光值≤42％，亚甲蓝值≤25g/kg，该钢渣集料的粒径小于4.75mm；
中面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：粘结材料＝100：(4-8)：(5.0-6.5)，该天然集料掺量为40％-60％，钢渣集料掺量为40％-60％，该钢渣集料的压碎值≤28％，洛杉矶磨耗损失≤30％，吸水率≤3.0％，坚固性≤12％，磨光值≤42％，该钢渣集料的粒径小于9.5mm；
下面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：粘结材料＝100：(3-7)：(4-5.5)，该天然集料掺量为30％-50％，钢渣集料掺量为50％-70％，该钢渣集料的压碎值≤28％，针片状≤18％，该钢渣集料的粒径小于9.5mm。
在本发明中，上面层沥青混合料厚度为4-6cm、中面层沥青混合料厚度为6-8cm、下面层沥青混合料厚度为8-10cm；上面层沥青混合料为SMA-13、 AC-13、Superpave-13中的任一种，粘结材料为SBS改性沥青；中面层沥青混合料为HMA-16高模量沥青混合料，粘结材料为SBS改性沥青；下面层沥青混合料为AC-20、AC-25沥青混合料中的任一种，粘结材料为70#基质沥青。
封层由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：改性乳化沥青：水：水泥＝100：(5-15)：(10-15)：(5-10)：(1-3)，集料为中性集料、中性偏碱集料中的任一种，集料的粒径规格为9.5-16mm，封层采用同步碎石封层，该封层的厚度为4-7mm。
级配碎石层中包括碎石，采用G-A-4级配碎石，该级配碎石层中钢渣集料的压碎值不大于30％，针片状不大于20％，该钢渣集料的粒径小于19mm，该级配碎石层的厚度为18-26cm。
水泥稳定碎石层由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：普通硅酸盐水泥＝100：(5-7)，该水泥稳定碎石层的厚度为18-36cm，采用C-B-1 碎石级配，该水泥稳定碎石层中钢渣集料的压碎值不大于30％，针片状不大于22％，该钢渣集料的粒径小于13.2mm。
在本发明中，所涉及的水泥为普通硅酸盐水泥，纤维为木质纤维，集料、矿粉、改性乳化沥青、SBS改性沥青均为市面可获得的现有材料。
实施例1
本实施例中的路面结构包括沥青混合料上面层1，沥青混合料中面层2，沥青混合料下面层3，封层4，级配碎石层5，水泥稳定碎石层6。
沥青混合料上面层1采用SMA-13沥青混合料，其中集料：矿粉：纤维：粘结材料＝100：8：0.2：5.5，SBS改性沥青，6.3％油石比，纤维为木质素纤维，钢渣掺量20％，钢渣技术指标如表1，矿料级配如表2。
表1钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.5％ 吸水率 1.6％
游离氧化钙 2.2％ 坚固性 8％
磁性金属铁 1.5％ 磨光值 36％
压碎值 23％ 亚甲蓝值 20g/kg
洛杉矶磨耗损失 25％
表2 SMA-13级配
Figure BDA0003188748800000071
沥青混合料中面层2采用HMA-16，其中，集料：矿粉：粘结材料＝100： 4：5.0，SBS改性沥青，5.2％油石比，钢渣掺量40％，钢渣技术指标如表3，矿料级配如表4。
表3钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.6％ 洛杉矶磨耗损失 26％
游离氧化钙 2.3％ 吸水率 2.3％
磁性金属铁 1.5％ 坚固性 9％
压碎值 25％ 磨光值 38％
表4 HMA-16级配
Figure BDA0003188748800000072
沥青混合料下面层3采用AC-20，其中，集料：矿粉：粘结材料＝100：3： 4，粘结材料为70#基质沥青，4.3％油石比，钢渣掺量50％，钢渣技术指标如表5，矿料级配如表6。
表5钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.7％ 压碎值 25％
游离氧化钙 2.7％ 针片状含量 12％
磁性金属铁 1.6％
表6 AC-20级配
Figure BDA0003188748800000081
封层4采用同步碎石封层，集料：矿粉：改性乳化沥青：水：水泥＝100： 5：10：5：1，采用单一粒径的中性集料或中性偏碱集料，粒径规格为9.5-16mm，集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，形状规整，并具有足够的强度和耐磨耗性。
级配碎石层5采用G-A-4级配碎石，钢渣掺量70％，钢渣技术指标如表 7，矿料级配如表8。
表7钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 3.2％ 压碎值 26％
游离氧化钙 2.6％ 针片状含量 14％
磁性金属铁 1.6％
表8 G-A-4级配碎石的级配
Figure BDA0003188748800000082
水泥稳定碎石层6采用C-B-1水泥稳定碎石的级配，集料：普通硅酸盐水泥＝100：5，水泥强度等级42.5，6.0％水泥剂量，钢渣掺量60％，钢渣技术指标如表9，矿料级配如表10。
表9钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 2.1％ 压碎值 25％
游离氧化钙 2.6％ 针片状含量 14％
磁性金属铁 1.5％
表10 C-B-1水泥稳定碎石的级配
Figure BDA0003188748800000091
实施例2
本实施例中的路面结构包括沥青混合料上面层1，沥青混合料中面层2，沥青混合料下面层3，封层4，级配碎石层5，水泥稳定碎石层6。
沥青混合料上面层1采用AC-13沥青混合料，其中，集料：矿粉：粘结材料＝100：10：6，粘结材料为SBS改性沥青，4.8％油石比，钢渣掺量25％，钢渣技术指标如表11，矿料级配如表12。
表11钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.5％ 吸水率 1.6％
游离氧化钙 2.2％ 坚固性 8％
磁性金属铁 1.5％ 磨光值 36％
压碎值 23％ 亚甲蓝值 20g/kg
洛杉矶磨耗损失 25％
表12 AC-13级配
Figure BDA0003188748800000092
沥青混合料中面层2采用HMA-16，其中，集料：矿粉：粘结材料＝100： 6：6，粘结材料为SBS改性沥青，5.2％油石比，钢渣掺量50％，钢渣技术指标如表13，矿料级配如表14。
表13钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.6％ 洛杉矶磨耗损失 26％
游离氧化钙 2.3％ 吸水率 2.3％
磁性金属铁 1.5％ 坚固性 9％
压碎值 25％ 磨光值 38％
表14 HMA-16级配
Figure BDA0003188748800000101
沥青混合料下面层3采用AC-25，其中，集料：矿粉：粘结材料＝100：5： 5，粘结材料为70#基质沥青，4.2％油石比，钢渣掺量61％，钢渣技术指标如表15，矿料级配如表16。
表15钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.7％ 压碎值 24％
游离氧化钙 2.6％ 针片状含量 12％
磁性金属铁 1.6％
表16 AC-25级配
Figure BDA0003188748800000102
封层4采用同步碎石封层，其中，集料：矿粉：改性乳化沥青：水：水泥＝100：10：13：7：2，采用单一粒径的中性集料或中性偏碱集料，粒径规格为9.5-16mm集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，形状规整，并具有足够的强度和耐磨耗性。
级配碎石层5采用G-A-4级配碎石，钢渣掺量78％，钢渣技术指标如表 17，矿料级配如表18。
表17钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 3.1％ 压碎值 26％
游离氧化钙 2.6％ 针片状含量 15％
磁性金属铁 1.7％
表18 G-A-4级配碎石的级配
Figure BDA0003188748800000103
水泥稳定碎石层6采用C-B-1水泥稳定碎石的级配，其中，集料：普通硅酸盐水泥＝100：6，水泥强度等级42.5，5.7％水泥剂量，钢渣掺量70％，钢渣技术指标如表19，矿料级配如表20。
表19钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 2.2％ 压碎值 25％
游离氧化钙 2.6％ 针片状含量 14％
磁性金属铁 1.5％
表20 C-B-1水泥稳定碎石的级配
Figure BDA0003188748800000111
实施例3
本实施例中的路面结构包括沥青混合料上面层1，沥青混合料中面层2，沥青混合料下面层3，封层4，级配碎石层5，水泥稳定碎石层6。
沥青混合料上面层1采用Superpave-13沥青混合料，其中，集料：矿粉：粘结材料＝100：12：6.8，粘结材料为SBS改性沥青，6.3％油石比，钢渣掺量 30％，钢渣技术指标如表21，矿料级配如表22。
表21钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.5％ 吸水率 1.6％
游离氧化钙 2.2％ 坚固性 8％
磁性金属铁 1.5％ 磨光值 36％
压碎值 23％ 亚甲蓝值 20g/kg
洛杉矶磨耗损失 25％
表22 Superpave-13级配
Figure BDA0003188748800000112
沥青混合料中面层2采用HMA-16，集料：矿粉：粘结材料＝100：8：6.5，粘结材料为SBS改性沥青，5.2％油石比，钢渣掺量60％，钢渣技术指标如表 23，矿料级配如表24。
表23钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.6％ 洛杉矶磨耗损失 26％
游离氧化钙 2.3％ 吸水率 2.3％
磁性金属铁 1.5％ 坚固性 9％
压碎值 25％ 磨光值 38％
表24 HMA-16级配
Figure BDA0003188748800000121
沥青混合料下面层3采用AC-20，集料：矿粉：粘结材料＝100：7：5.5，粘结材料为70#基质沥青，4.3％油石比，钢渣掺量70％，钢渣技术指标如表 25，矿料级配如表26。
表25钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 1.7％ 压碎值 25％
游离氧化钙 2.7％ 针片状含量 12％
磁性金属铁 1.6％
表26 AC-20级配
Figure BDA0003188748800000122
封层4采用同步碎石封层，其中，集料：矿粉：改性乳化沥青：水：水泥＝100：15：15：10：3，采用单一粒径的中性集料或中性偏碱集料，粒径规格为9.5-16mm，集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，形状规整，并具有足够的强度和耐磨耗性。
级配碎石层5采用G-A-4级配碎石，钢渣掺量90％，钢渣技术指标如表27，矿料级配如表28。
表27钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 3.2％ 压碎值 26％
游离氧化钙 2.6％ 针片状含量 14％
磁性金属铁 1.6％
表28 G-A-4级配碎石的级配
Figure BDA0003188748800000131
水泥稳定碎石层6采用C-B-1水泥稳定碎石的级配，其中，集料：普通硅酸盐水泥＝100：7，水泥强度等级42.5，6.0％水泥剂量，钢渣掺量80％，钢渣技术指标如表29，矿料级配如表30。
表29钢渣技术指标
技术指标 数值 技术指标 数值
浸水膨胀率率 2.1％ 压碎值 25％
游离氧化钙 2.6％ 针片状含量 14％
磁性金属铁 1.5％
表30 C-B-1水泥稳定碎石的级配
Figure BDA0003188748800000132
对比例1
沥青混合料上面层1采用SMA-13沥青混合料，SBS改性沥青，6.2％油石比，0.3％木质素纤维，矿料级配如表31。
表31 SMA-13级配
Figure BDA0003188748800000141
高模量沥青混合料中面层2采用HMA-16，SBS改性沥青，5.0％油石比，矿料级配如表32。
表32 HMA-16级配
Figure BDA0003188748800000142
沥青混合料下面层3采用AC-20，70#基质沥青，4.0％油石比，矿料级配如表33。
表33 AC-20级配
Figure BDA0003188748800000143
封层4采用同步碎石封层，胶结料可采用道路石油沥青、SBS改性、橡胶沥青中的一种，采用单一粒径的中性集料或中性偏碱集料，粒径规格为 9.5-16mm集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，形状规整，并具有足够的强度和耐磨耗性。
级配碎石层5采用G-A-4级配碎石，矿料级配如表34。
表34 G-A-4级配碎石的级配
Figure BDA0003188748800000144
水泥稳定碎石层6采用C-B-1水泥稳定碎石的级配，水泥强度等级42.5， 6.0％水泥剂量，矿料级配如表25。
表35 C-B-1水泥稳定碎石的级配
Figure BDA0003188748800000151
对比例2
沥青混合料上面层1采用AC-13沥青混合料，SBS改性沥青，4.7％油石比，矿料级配如表36。
表36 AC-13级配
Figure BDA0003188748800000152
高模量沥青混合料中面层2采用HMA-16，SBS改性沥青，5.0％油石比，矿料级配如表37。
表37 HMA-16级配
Figure BDA0003188748800000153
沥青混合料下面层3采用AC-25，70#基质沥青，4.0％油石比，矿料级配如表38。
表38 AC-25级配
Figure BDA0003188748800000154
封层4采用同步碎石封层，胶结料可采用道路石油沥青、SBS改性、橡胶沥青中的一种，采用单一粒径的中性集料或中性偏碱集料，粒径规格为 9.5-16mm集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，形状规整，并具有足够的强度和耐磨耗性。
级配碎石层5采用G-A-4级配碎石，矿料级配如表39。
表39 G-A-4级配碎石的级配
Figure BDA0003188748800000161
水泥稳定碎石层6采用C-B-1水泥稳定碎石的级配，水泥强度等级42.5， 5.7％水泥剂量，矿料级配如表40。
表40 C-B-1水泥稳定碎石的级配
Figure BDA0003188748800000162
对比例3
沥青混合料上面层1采用Superpave-13沥青混合料，SBS改性沥青，6.3％油石比，矿料级配如表41。
表41 Superpave-13级配
Figure BDA0003188748800000163
沥青混合料中面层2采用HMA-16，SBS改性沥青，5.2％油石比，矿料级配如表42。
表42 HMA-16级配
Figure BDA0003188748800000164
沥青混合料下面层3采用AC-20，70#基质沥青，4.3％油石比，矿料级配如表43。
表43 AC-20级配
Figure BDA0003188748800000165
Figure BDA0003188748800000171
封层4采用同步碎石封层，胶结料可采用道路石油沥青、SBS改性、橡胶沥青中的一种，采用单一粒径的中性集料或中性偏碱集料，粒径规格为 9.5-16mm，集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，形状规整，并具有足够的强度和耐磨耗性。
级配碎石层5采用G-A-4级配碎石，矿料级配如表44。
表44 G-A-4级配碎石的级配
Figure BDA0003188748800000172
水泥稳定碎石层6采用C-B-1水泥稳定碎石的级配，水泥强度等级42.5， 6.0％水泥剂量，矿料级配如表45。
表45 C-B-1水泥稳定碎石的级配
Figure BDA0003188748800000173
对实施1-3和对比例1-3所得沥青混合料的动稳定度试验，级配碎石CBR 试验，水泥稳定碎石无侧限抗压强度试验，其中动稳定度试验的方法和标准分别参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E20-2011》和《公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004》、CBR试验、无侧限抗压强度试验的试验方法和标准分别参考《公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG E51-2015》和《公路路面基层施工技术细则JTG/T F20-2015》，试验结果如表46所示。
表46实施例效果对比
Figure BDA0003188748800000181
由表46可知，本发明实施例的动稳定度、CBR值以及无侧限抗压强度均高于对比例的动稳定度、CBR值以及无侧限抗压强度，表明按照本发明的路面结构各层的钢渣掺量及其技术指标的材料的力学性能均高于或接近不掺钢渣材料的力学性能，且全部满足现行规范标准。HMA-16沥青混合料的级配在不同的实施例均未发生，由于钢渣集料表面纹理较为丰富，在相同级配条件下，钢渣集料替换矿石集料需要更多的沥青包裹，故对比例的沥青含量略高于实施例，但是上述试验结果显示钢渣集料替换传统矿石集料后，材料的力学性能是相当的，且完全满足规范要求。于此同时，钢渣集料替代部分矿石集料后，水泥稳定碎石中的水泥剂量也适量增加。尽管在沥青(水泥)成本上实施例略高，但钢渣集料替代矿石集料带来的社会效益、生态效益以及规模化应用后产生的经济效益显著，这些效益明显超过沥青(水泥)剂量略增的材料成本。因此，本发明可大规模消纳钢渣固体废弃物，提高路面耐久性，延长路面服役年限，降低工程成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述路面结构从上至下依次包括沥青混合料层、封层、级配碎石层和水泥稳定碎石层，所述沥青混合料层、级配碎石层、水泥稳定碎石层中的集料均包括天然集料和钢渣集料，其中：所述沥青混合料层中钢渣集料掺量为20％-70％；所述级配碎石层中钢渣集料掺量为70％-90％；所述水泥稳定碎石层中钢渣集料掺量为60％-80％。
2.如权利要求1所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述沥青混合料层还包括矿粉和粘结材料，所述粘结材料为SBS改性沥青、基质沥青中的任一种。
3.如权利要求2所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述沥青混合料层从上到下依次包括上面层沥青混合料、中面层沥青混合料、下面层沥青混合料。
4.如权利要求3所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述上面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：纤维：粘结材料＝100：(8-12)：(0.2-0.5)：(5.5-6.8)，该天然集料掺量为70％-80％，钢渣集料掺量为20％-30％，该钢渣集料的粒径小于4.75mm。
5.如权利要求3所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述中面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：粘结材料＝100：(4-8)：(5.0-6.5)，该天然集料掺量为40％-60％，钢渣集料掺量为40％-60％，该钢渣集料的粒径小于9.5mm。
6.如权利要求3所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述下面层沥青混合料由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：粘结材料＝100：(3-7)：(4-5.5)，该天然集料掺量为30％-50％，钢渣集料掺量为50％-70％，该钢渣集料的粒径小于9.5mm。
7.如权利要求1所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述封层由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：矿粉：改性乳化沥青：水：水泥＝100：(5-15)：(10-15)：(5-10)：(1-3)，所述集料为中性集料、中性偏碱集料中的任一种。
8.如权利要求7所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述集料的粒径规格为9.5-16mm，所述封层采用同步碎石封层。
9.如权利要求1所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述级配碎石层中还包括碎石，采用G-A-4级配碎石，该钢渣集料的粒径小于19mm。
10.如权利要求1所述的一种全粒度精细化利用钢渣的沥青路面结构，其特征在于，所述水泥稳定碎石层由以下原材料与质量比拌合后铺筑而成，集料：水泥＝100：(5-7)，采用C-B-1碎石级配，该钢渣集料的粒径小于13.2mm。
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