《耐磨沥青混凝土用钢渣》国家标准编制说明

1、耐磨沥青混凝土用钢渣国家标准编制说明随着我国钢铁工业的快速发展，每年都产生大量的钢渣，2006年已达5863万吨，历年来堆存的钢渣量已有33845万吨，堆积如山的钢渣占用大量土地资源、污染环境。同时，道路建设的迅猛发展，需要大量的建筑材料，而近年来由于对自然资源保护意识的增强，天然石料的开采受到了一定的限制，因此使得钢渣代替天然石料应用于道路工程领域愈来愈受到重视。钢渣作为一种路用材料，在许多发达国家都得到了应用，这些国家的钢渣中约有50%用于道路工程。国内很早就开展了对钢渣作为基层材料的标准化工作。1990年建设部 颁布了钢渣石灰类道路基层施工及验收规范（CJJ35），1991年原冶金工业部

2、颁布了冶金建筑研究总院主编的钢渣混合料路面基层施工技术规范（YBJ230），但是将钢渣作为主要材料用于沥青路面面层，特别是用于具有优良的抗滑、耐磨的沥青路面还没有形成规范。许多研究单位、企业一般参照公路沥青路面施工技术规范中的一些指标来进行研究、应用。但是钢渣具有自身的特点，由于其中含有一定量的fCaO、fMgO,遇水后反应生成Ca(OH)2、Mg(OH)2，体积膨胀，影响路面使用质量。因此，为了保证以钢渣为原材料的耐磨路面的路用性能，必须加强对钢渣等原材料的检验。 为此，中国钢铁工业协会将耐磨沥青混凝土使用钢渣国家标准的编制列为计划。1 制定依据 本标准根据生产与实际使用的需要，参考公路沥青

3、路面施工技术规范（JTG F40-2004）、公路工程集料试验规程（JTG E42-2005），结合耐磨沥青路面的技术特点，在试验验证的基础上制定的。本标准制定的目的在于保证以钢渣为主要原材料的耐磨沥青路面的路用性能和质量。2 标准名称和范围目前，沥青玛蹄脂碎石（以下简称SMA） 由于其具有优良的抗滑耐磨性能，作为一种较为常用的沥青路面材料在一些重要道路及对抗滑和耐磨要求较高的道路工程中应用。近年来，通过对钢渣的应用研究，已有工程将钢渣作为SMA的主要粗集料进行应用，经过几年来的观测，表明使用效果良好，因此本标准以已有的研究成果为基础，以SMA为主要耐磨沥青混凝土的类型提出钢渣作为其主要材料应

4、用时的性能要求。 3、术语和定义本标准中的耐磨沥青混凝土用钢渣是指将钢渣经稳定化处理和检验合格，并满足道路工程集料的质量要求，作为耐磨沥青混凝土的主要集料，起骨架和填充作用。本标准中的耐磨沥青混凝土主要指SMA混凝土类型。为了保证钢渣在道路工程中应用的稳定性，参考国内外有关规范及研究，以浸水膨胀率作为钢渣稳定性能的指标要求，其他术语参照道路工程中集料的技术指标要求。4 规格本标准的耐磨沥青混凝土用钢渣主要是作为粗、细集料用于沥青面层，包括上、中、下面层，钢渣的规格要满足道路用沥青混凝土的粒径规格及级配。特别是沥青面层材料的规格要求，因此钢渣粗集料的粒径范围为公称粒径规格S1 S7，即本标准所涉

5、及到的钢渣作为粗集料使用时，其最大公称粒径为方孔筛31.5mm的通过率为100%。公路沥青路面施工技术规范规定，耐磨沥青混凝土不得使用天然砂，因此，钢渣作为细集料在使用过程中参考机制砂的规格要求，满足公称粒径S8、S9的要求。5、一般要求5.1 钢渣外观本标准主要是将钢渣用于耐磨沥青混凝土，耐磨沥青混凝土主要以粗集料为主，骨架结构的形成和强度保证主要依靠钢渣，因此要求钢渣形状规则，接近正方体，有棱角，这样才能保证颗粒之间能形成良好的嵌挤结构。同时，作为耐磨沥青混凝土的粗集料，要求具有较高的抵抗压碎和磨耗的能力，因此，要求粗集料表面尽可能密实。试验结果表明，钢渣的强度高于普通的天然石料，可以很好

6、的保证压碎值、磨耗值指标，但是仍然要尽量避免钢渣表面有过多的蜂窝状孔隙。5.2 放射性 建筑材料的放射性指标为国家强制性规定，本标准规定耐磨沥青混凝土用钢渣须满足建筑材料放射性核素限量(GB6566-2001)中的指标要求。5.3 浸水膨胀率 现代炼钢过程中为脱硫、脱磷常加入石灰和白云石等高钙、高镁材料做造渣剂，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应，以fCaO和fMgO的形式保留在钢渣中，遇水发生体积膨胀。钢渣体积的膨胀直接影响沥青混凝土的性能，造成路面出现病害。因此，钢渣在道路工程的应用首先要解决钢渣的安定性问题。在钢渣混合料路面基层施工技术规程（YBJ230-91）中以

7、粉化率作为评价钢渣稳定性的指标。日本于1981年制定了钢渣的浸水膨胀率试验方法，作为日本平均钢渣稳定性的统一试验方法，已经使用二十余年。根据国外的经验及研究，在新修订的钢渣混合料路面基层施工技术规程、交通部制定的公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）、公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）及美国ASTM D5106-2003沥青筑路混合料用钢渣集料标准规范中都制定了浸水膨胀率的技术指标和试验方法，因此，本标准规定透水沥青混凝土用钢渣的稳定性采用浸水膨胀率来评价，应满足小于2%的要求。5.4 金属铁含量 钢渣中会含有一定比例的金属铁，金属铁含量较高时会对透水沥青混凝土的性能

8、有较大的影响，因此，本标准依据道路用钢渣砂（已经评审通过）中的规定，将钢渣中的金属铁含量限制在不大于2%。钢渣中金属铁含量的测定参照钢渣中磁性金属铁含量测定方法进行测定。6 技术要求6.1 粗集料 压碎值耐磨沥青混凝土粗集料含量占到80%，含量较多的粗集料嵌挤作用的好坏与其集料的坚硬性、颗粒形状和棱角性密切相关。因此，对粗集料的压碎值要求较高。根据对钢渣压碎值的反复试验分析，本标准对钢渣的压碎值限定在小于25%。6.1.2磨耗值磨耗损失值是粗集料坚韧性的重要指标，与集料抗破碎性能有良好的相关关系。耐磨沥青混凝土粗集料含量较高，强度及抗滑能力的形成主要取决于集料的抵抗摩擦、撞击的能力，特别是当用

9、于沥青路面表面层时，因此对于磨耗值指标要求较高，本标准采用洛杉矶磨耗试验方法进行评价。表观密度和吸水率钢渣的表观密度高于普通天然石料，硬度较高。钢渣吸水率较大高于普通石料，沥青要多用1以上。因此对钢渣吸水率指标适当放宽。6.1.4 坚固性 主要评价钢渣经过多次浸泡与烘干循环后的安定性。 针片状颗粒含量粗集料的针片状含量是一个重要指标，有研究表明，集料的破损情况与针片状含量关系密切。针片状含量过高，会影响沥青混凝土的强度。钢渣是炼钢后形成的废渣，经过人工破碎后形状不规则，因此用于耐磨沥青混凝土中时要求严格控制其含量。 软弱颗粒含量耐磨沥青混凝土主要以粗集料为主，为了保证强度要严格控制软弱颗粒的含

10、量。一般情况下钢渣的强度高于普通石料，但是钢渣在形成过程中由于生产工艺的不同，有些钢渣表面蜂窝状较为严重，会影响到钢渣的强度，因此，本标准通过软弱颗粒的含量和钢渣外观的双重要求来控制蜂窝状钢渣含量。6.1.7 磨光值 本标准是针对钢渣在耐磨沥青混凝土中应用所进行编制的。而集料磨光值是关系到一种集料能否用于沥青路面抗滑磨耗层的重要决定性指标，所以要特别予以重视。6.2 细集料 坚固性 主要评价钢渣经过多次浸泡与烘干循环后的安定性。 粗糙度 耐磨沥青混凝土中的细集料主要是填充于粗集料之间，需要评价细集料的表面构造和棱角性，以保证细集料队沥青混合料的内摩擦角和抗流动变形性能的作用。7 试验方法7.1 放射性 按照建筑材料放射性核素限量(GB6566-2001)进行。7.2 浸水膨胀率按照附录A规定进行。对浸水膨胀试验用钢渣规定粒度分布，减小由于不同粒度膨胀量不同造成的试验误差。7.3 金属铁含量按照YB/T××钢渣中磁性金属铁含量测定方法的规定进行7.4 钢渣粗集料、细集料质量技术要求按照公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）中相关试验方法进行。8 检验规则检验批量的确定主要取决于三