基于钢渣粗集料的养护用上面层及其制备方法技术

技术编号：44203728 阅读：13 留言：0更新日期：2025-02-06 18:38

本发明专利技术属于道路养护材料技术领域，具体涉及一种基于钢渣粗集料的养护用上面层及其制备方法；所述养护用上面层包括矿料和复合SBS改性沥青；所述矿料包括混合粗集料、石灰岩机制砂细集料和矿粉；所述混合粗集料包括颗粒直径10～15mm和5～10mm的钢渣和辉绿岩；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％、50％、75％或100％。本发明专利技术公开的基于钢渣粗集料的养护用上面层既可用于原沥青路面的养护和废旧路面的上面层修复，也可用于桥面沥青铺装的局部破损修复和养护，所铺筑的钢渣粗集料的养护用上面层具有良好的封水、抗滑效果。本发明专利技术成本低、施工简便，适于大规模推广应用。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于道路养护材料，具体涉及一种基于钢渣粗集料的养护用上面层及其制备方法。

技术介绍

1、当前公路建设每年消耗砂石料较多，岩石的过度开采造成环境负荷大，优质天然集料面临供需矛盾。石灰岩、玄武岩等优质石料消耗速度大，随着石料的进一步消耗，石灰石将是比煤炭更为宝贵的资源。钢渣是钢铁产业的主要固体废弃物，产量约占原钢产量的13％以上，但是钢渣综合利用率仅有20％。目前钢渣综合利用中，道路建设是钢渣利用的一条主要途径。

2、工业生产的钢渣具有高碱性，而且表面粗糙多孔，与弱酸性沥青有良好的粘附性，沥青包裹后能在一定程度防止钢渣的水化体积膨胀，在一定程度上也提高沥青混合料的水稳定性。此外钢渣棱角较好，具有强度高、耐磨等特性，将钢渣应用到沥青混合料中，改善沥青混合料的耐磨、抗滑性能，并提升沥青路面的耐久性和安全性。因此，钢渣代替部分或全部集料制备沥青混凝土，在钢渣得到资源化利用的同时，原材料的成本也在一定程度上降低；另一方面，提高钢渣在道路工程中的利用率可避免天然集料的过度开采，从而保护自然生态环境，推动道路工程建设的可持续发展。

3、然而钢渣与天然石料相差较大，力学性能也存在较大差别，明确钢渣沥青混合料的主要制备参数，探究钢渣和天然石料的复掺比例，是钢渣沥青混合料材料组成设计的关键。

4、因此，开发一种基于钢渣粗集料的养护用上面层并研究其制备方法具有重要意义。

技术实现思路

1、专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种

2、为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于钢渣粗集料的养护用上面层，包括矿料和复合sbs改性沥青；

3、所述矿料包括混合粗集料、石灰岩机制砂细集料和石灰岩矿粉；

4、所述混合粗集料包括颗粒直径10～15mm和5～10mm的钢渣和辉绿岩。

5、其中，所述矿料中各组分质量份数为混合粗集料48～53份、石灰岩机制砂细集料45～48份和矿粉2～4份；其中，所述混合粗集料、石灰岩机制砂细集料和石灰岩矿粉的质量份数总和为100份。

6、其中，所述钢渣为中碱度渣；所述钢渣集料游离总钙含量小于3％，浸水膨胀率均值为0.81％。

7、优选的，所述钢渣的碱度计算方法为：钢渣主要由氧化钙、氧化铁、二氧化硅、氧化镁和氧化铝五种成分组成，这五种组分占总成分的83.98％。通过碱度公式(1)计算得到钢渣集料的四元碱度为2.28，为中碱度渣。

8、

9、其中，所述复合sbs改性沥青的原料包括按照质量份计的以下组分：基质沥青85～90份，40-60目橡胶粉15～20份，sbs2～4份。

10、其中，所述矿料选用ac-13矿料级配类型；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％、50％、75％或100％；其中，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％时养护用上面层的最佳油石比是5.0％；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为50％时养护用上面层的最佳油石比是5.1％；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为75％时养护用上面层的最佳油石比是5.3％；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为100％时养护用上面层的最佳油石比是5.6％；

11、优选的，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％时，所述ac-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比7.3％，5-10mm钢渣占比7.2％，10-15mm辉绿岩占比18.2％，5-10mm辉绿岩占比18％，石灰岩机制砂占比49.3％；所述ac-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.5％，标准筛孔9.5mm通过率范围为74.5％，标准筛孔4.75mm通过率范围为49.3％，标准筛孔2.36mm通过率范围为34.4％，标准筛孔1.18mm通过率范围为24.3％，标准筛孔0.6mm通过率范围为14.5％，标准筛孔0.3mm通过率范围为9.5％，标准筛孔0.15mm通过率范围为5.8％，标准筛孔0.075mm通过率范围为3.7％；

12、优选的，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为50％时，所述ac-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比14.1％，5-10mm钢渣占比14.1％，10-15mm辉绿岩占比11.8％，5-10mm辉绿岩占比11.7％，石灰岩机制砂占比48.3％；所述ac-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.5％，标准筛孔9.5mm通过率范围为74.1％，标准筛孔4.75mm通过率范围为48.3％，标准筛孔2.36mm通过率范围为33.7％，标准筛孔1.18mm通过率范围为24.2％，标准筛孔0.6mm通过率范围为17.3％，标准筛孔0.3mm通过率范围为12.2％，标准筛孔0.15mm通过率范围为9.1％，标准筛孔0.075mm通过率范围为5.5％；

13、优选的，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为75％时，所述ac-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比20.7％，5-10mm钢渣占比20.6％，10-15mm辉绿岩占比5.7％，5-10mm辉绿岩占比5.7％，石灰岩机制砂占比47.3％；所述ac-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.4％，标准筛孔9.5mm通过率范围为73.6％，标准筛孔4.75mm通过率范围为47.3％，标准筛孔2.36mm通过率范围为33.1％，标准筛孔1.18mm通过率范围为23.8％，标准筛孔0.6mm通过率范围为17.1％，标准筛孔0.3mm通过率范围为12.2％，标准筛孔0.15mm通过率范围为9.1％，标准筛孔0.075mm通过率范围为5.6％；

14、优选的，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为100％时，所述ac-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比27.1％，5-10mm钢渣占比26.9％，石灰岩机制砂占比46.1％；所述ac-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.2％，标准筛孔9.5mm通过率范围为72.9％，标准筛孔4.75mm通过率范围为46.1％，标准筛孔2.36mm通过率范围为32.2％，标准筛孔1.18mm通过率范围为23.1％，标准筛孔0.6mm通过率范围为16.5％，标准筛孔0.3mm通过率范围为11.7％，标准筛孔0.15mm通过率范围为8.7％，标准筛孔0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于钢渣粗集料的养护用上面层，其特征在于，包括矿料和复合SBS改性沥青；

2.根据权利要求1所述的养护用上面层，其特征在于，所述矿料中各组分质量份数为混合粗集料48～53份、石灰岩机制砂细集料45～48份和石灰岩矿粉2～4份；其中，所述混合粗集料、石灰岩机制砂细集料和矿粉的质量份数总和为100份。

3.根据权利要求1所述的养护用上面层，其特征在于，所述钢渣为中碱度渣；所述钢渣集料游离总钙含量小于3％，浸水膨胀率均值为0.81％。

4.根据权利要求1所述的养护用上面层，其特征在于，所述复合SBS改性沥青的原料包括按照质量份计的以下组分：基质沥青85～90份，40-60目橡胶粉15～20份，SBS 2～4份。

5.根据权利要求1所述的养护用上面层，其特征在于，所述矿料选用AC-13矿料级配类型；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％、50％、75％或100％；其中，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％时养护用上面层的最佳油石比是5.0％；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为50％时养护用上面层的最佳油石比是5.1％；所述混合

6.根据权利要求5所述的养护用上面层，其特征在于，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％时，所述AC-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比7.3％，5-10mm钢渣占比7.2％，10-15mm辉绿岩占比18.2％，5-10mm辉绿岩占比18％，石灰岩机制砂占比49.3％；所述AC-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.5％，标准筛孔9.5mm通过率范围为74.5％，标准筛孔4.75mm通过率范围为49.3％，标准筛孔2.36mm通过率范围为34.4％，标准筛孔1.18mm通过率范围为24.3％，标准筛孔0.6mm通过率范围为14.5％，标准筛孔0.3mm通过率范围为9.5％，标准筛孔0.15mm通过率范围为5.8％，标准筛孔0.075mm通过率范围为3.7％。

7.根据权利要求5所述的养护用上面层，其特征在于，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为50％时，所述AC-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比14.1％，5-10mm钢渣占比14.1％，10-15mm辉绿岩占比11.8％，5-10mm辉绿岩占比11.7％，石灰岩机制砂占比48.3％；所述AC-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.5％，标准筛孔9.5mm通过率范围为74.1％，标准筛孔4.75mm通过率范围为48.3％，标准筛孔2.36mm通过率范围为33.7％，标准筛孔1.18mm通过率范围为24.2％，标准筛孔0.6mm通过率范围为17.3％，标准筛孔0.3mm通过率范围为12.2％，标准筛孔0.15mm通过率范围为9.1％，标准筛孔0.075mm通过率范围为5.5％。

8.根据权利要求5所述的养护用上面层，其特征在于，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为75％时，所述AC-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比20.7％，5-10mm钢渣占比20.6％，10-15mm辉绿岩占比5.7％，5-10mm辉绿岩占比5.7％，石灰岩机制砂占比47.3％；所述AC-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.4％，标准筛孔9.5mm通过率范围为73.6％，标准筛孔4.75mm通过率范围为47.3％，标准筛孔2.36mm通过率范围为33.1％，标准筛孔1.18mm通过率范围为23.8％，标准筛孔0.6mm通过率范围为17.1％，标准筛孔0.3mm通过率范围为12.2％，标准筛孔0.15mm通过率范围为9.1％，标准筛孔0.075mm通过率范围为5.6％。

9.根据权利要求5所述的养护用上面层，其特征在于，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为100％时，所述AC-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比27.1％，5-10mm钢渣占比26.9％，石灰岩机制砂占比46.1％；所述AC-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.2％，标准筛孔9.5mm通过率范围为72.9％，标准筛孔4.75mm通过率范围为46.1％，标准筛孔2.36mm通过率范围为32.2％，标准筛孔1.18mm通过率范围为23.1％，标准筛孔0.6mm通过率范围为16.5...

【技术特征摘要】

1.一种基于钢渣粗集料的养护用上面层，其特征在于，包括矿料和复合sbs改性沥青；

3.根据权利要求1所述的养护用上面层，其特征在于，所述钢渣为中碱度渣；所述钢渣集料游离总钙含量小于3％，浸水膨胀率均值为0.81％。

4.根据权利要求1所述的养护用上面层，其特征在于，所述复合sbs改性沥青的原料包括按照质量份计的以下组分：基质沥青85～90份，40-60目橡胶粉15～20份，sbs 2～4份。

5.根据权利要求1所述的养护用上面层，其特征在于，所述矿料选用ac-13矿料级配类型；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％、50％、75％或100％；其中，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％时养护用上面层的最佳油石比是5.0％；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为50％时养护用上面层的最佳油石比是5.1％；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为75％时养护用上面层的最佳油石比是5.3％；所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为100％时养护用上面层的最佳油石比是5.6％。

6.根据权利要求5所述的养护用上面层，其特征在于，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为25％时，所述ac-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比7.3％，5-10mm钢渣占比7.2％，10-15mm辉绿岩占比18.2％，5-10mm辉绿岩占比18％，石灰岩机制砂占比49.3％；所述ac-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为100％，标准筛孔13.2mm通过率范围为94.5％，标准筛孔9.5mm通过率范围为74.5％，标准筛孔4.75mm通过率范围为49.3％，标准筛孔2.36mm通过率范围为34.4％，标准筛孔1.18mm通过率范围为24.3％，标准筛孔0.6mm通过率范围为14.5％，标准筛孔0.3mm通过率范围为9.5％，标准筛孔0.15mm通过率范围为5.8％，标准筛孔0.075mm通过率范围为3.7％。

7.根据权利要求5所述的养护用上面层，其特征在于，所述混合粗集料中钢渣粗集料的掺量为50％时，所述ac-13矿料中各成分占比如下：10-15mm钢渣占比14.1％，5-10mm钢渣占比14.1％，10-15mm辉绿岩占比11.8％，5-10mm辉绿岩占比11.7％，石灰岩机制砂占比48.3％；所述ac-13矿料的级配范围为：标准筛孔16mm通过率范围为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘东，郭重阳，郝鹏举，郭军，王慧峰，王继东，秦泉，解晋涛，管希优，韩毛虎，肖建军，陈志军，李岩，曹建平，张政，
申请(专利权)人：山西交通养护集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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