鋼渣作為路基填料的工程特性及應用

劉克輝

（河北遷曹高速公路開發有限公司，河北 唐山 063200 ）

一、鋼渣的工程特性

參照《公路工程集料試驗規程》（JTG E42-2005）、《道路用鋼渣》（GB/T 25824-2010）和《鋼渣穩定性試驗方法》（GB/T 24175-2009）等標準規程開展試驗。結果表明，東海鋼渣級配良好，表觀密度3.256g/cm3，含鐵量0.9%，含水率2.66%，壓碎值19.26%（小于規范要求的26%），游離氧化鈣0.86%（小于規范要求的3%），天然放射性核素鐳-226、釷-232和鉀-40放射性和浸水膨脹率滿足規范要求。

二、鋼渣的力學性能

根據《公路土工試驗規程》（JTG E40-2007），開展鋼渣力學性能試驗。結果表明，東海鋼渣最大干密度2.62g/cm3，最佳含水率為11.80%；試驗并計算可知，鋼渣貫入量2.5mm時CBR值為43%，貫入量5mm時CBR值為55%，鋼渣的承載力滿足規范“高速公路CBR大于4%”的要求；鋼渣作為路基填料的回彈模量符合一般規律，其回彈模量值介于100MPa～150MPa之間，高于黏土回彈模量值，與砂礫相當。

三、路基填筑施工技術

（一）路基填料要求

根據《路基施工技術規范》（JTG/T 3610-2019）要求，鋼渣、粉煤灰等材料，可用作路堤填料，工業廢渣在使用前應開展有害物的含量試驗，避免有害物質超標，污染環境。東海鋼渣的粒徑、放射性、膨脹性和力學性能等指標滿足路基施工要求。

（二）施工工藝

1.路基填筑方法

鋼渣路基施工應分層填筑、分層壓實。根據每車方量，上料前打格劃線，同時采用標尺工具控制填筑厚度。鋼渣路基填筑寬度，每側要寬于填層設計，寬度不小于50cm，超寬部分壓實質量必須滿足填層壓實質量要求，不能滿足時，應在此基礎上適當增加寬度，以保證超寬范圍30cm范圍內壓實質量合格，路基完成后削坡。

2.路基攤鋪方法

鋼渣路基松鋪厚度為50cm。運料車在已壓實的下承層按網格進行逐車卸料，由裝載機配合推土機進行粗平，粗平順序為“先中間、后兩邊”。粗平過程中，由測量員根據高程控制松鋪厚度。粗平完成后，采用26T壓路機靜壓一遍，然后采用平地機精平，使平整度達到規范要求，精平完成后進行振動碾壓。

3.路基碾壓方法

碾壓采用光輪振動壓路機和羊角碾配合進行。碾壓原則為先輕后重、先穩后振，直線段由兩邊向中間，小半徑曲線段由內側向外側縱向進退式實施，橫向輪跡重疊1/3。前后相鄰段落縱向重疊不小于5m碾壓，碾壓過程中灑水車視現場情況補灑水，控制含水量。碾壓方法為先用26t壓路機進行靜壓一遍，不平整部分采用平地機及時整平，然后采用羊角碾進行振動壓實3遍，檢測壓實度，平地機整平，再用26t光輪振動壓路機壓實3遍，檢測沉降值、壓實度，直至兩個指標均達到規范要求，最后采用光輪壓路機靜壓，達到無明顯輪跡。

（三）檢測結果

1.壓沉值檢測

按照沿路線縱向每40m檢測一斷面，每斷面均衡設置5個沉降觀測法點位。路段碾壓結束后，測量布置點高程，然后用20t壓路機沿路線縱向對布置點處理碾壓一個來回，再測量布置點高程，兩次高程差即為該點沉降值。壓沉值檢測從振動第4遍開始，后續光輪振動軋路機每振動1遍開展沉降值檢測，每40m測1個斷面，每個斷面檢測5個，k45+970～k46+120段（50cm）振壓4遍后檢測壓沉值為3.92mm，壓實度為96.3%，振壓5遍后檢測壓沉值平均為3.02mm，壓實度為97.1%，振壓6遍后檢測壓沉值平均為1.96mm，壓實度為98.9%。

2.壓實度

路基壓實效果的好壞直接關系到路基的整體強度，定量測定壓實度在鋼渣路基的施工中至關重要?；旌箱撛屑氼w粒含量較少（尤其是粒徑小于0.074mm的顆粒）。孔隙率比較大，水分蒸發較快，相對于普通填土路基壓實度檢測較困難。碾壓結束后及時檢測壓實。采用直徑150mm灌砂筒檢測時，現場用砂應與標定砂密度用砂要求一致?，F場采用灌砂法，每碾壓1遍檢測1次，經檢測，第6遍達到98.9%，符合要求。檢測結果如表1所示。

表1 壓實度檢測結果

3.路基彎沉值檢測

彎沉值可反映路基或路面的綜合承載能力。鋼渣路基彎沉檢測采用BZZ-100軸載貝克曼梁法檢測。彎沉檢測結果如圖1所示。測點數64個，平均回彈彎沉值為137.66（0.01mm），標準差為42.93（0.01mm），彎沉代表值為208.28（0.01mm)。

圖1 鋼渣路基回彈彎沉分布

4.現場回彈模量檢測

采用承載板法測定鋼渣路基回彈模量。該方法通過承載板對鋼渣路基逐級加載、卸載，測出每級荷載下相應的鋼渣路基回彈變形值，計算求得鋼渣路基回彈模量[11]。承載板直徑30cm，千斤頂10t。承載板壓力與回彈模量的關系曲線如圖2所示。由現場鋼渣路基填筑試驗路回彈模量測試結果可知，鋼渣路基回彈模量介于210MPa～280MPa。

圖2 承載板壓力與回彈模量的關系曲線

四、結語

廢棄鋼渣具有良好的工程特性和環保要求，能夠作為路基填料應用于高速公路建設。陳放一年以上的東鋼鋼渣浸水膨脹率介于1.2%～1.7%之間，滿足規范要求。室內CBR試驗結果表明，鋼渣路基填料承載力滿足規范要求?；貜椖Ａ拷橛?00MPa～150MPa之間。本文依托試驗段，提出了鋼渣路基填筑的施工工藝和以壓實度和沉降值雙控的質量控制方法。現場鋼渣路基檢測結果表明，鋼渣路基具有良好的承載能力。