本实用新型属于道路施工技术领域，尤其涉及一种全钢渣沥青路面结构。
背景技术：
首先我国是钢铁产量第一大国，2019年我国钢铁产量9.96亿吨，增幅8.3％，约占全球钢铁产量的54％左右，钢铁工业是发展国民经济与国防建设的物质基础，而钢渣是钢铁炼制过程产生的炼钢副产物，约为粗钢产量的10％-15％左右，其次我国道路发展迅猛，公路通车里程预期在2020年底达到500万公里，其中高速公路建成里程预期在2020年底达到15万公里，为此道路的建设仍需要大量的道路建筑石料，但对石料的过度开采，会造成大面积山体边坡裸露、植被破坏和水土流失，自2019年以来全国环保督查整治进一步深入，大量矿山和河流禁止开采，因此道路建设需要更加环保经济的建筑材料。如果能将钢渣大量应用到道路中去，不仅解决道路中急需的材料短缺问题，有助于减少钢渣对土地的占用和污染问题，而且通过在沥青混合料中掺杂钢渣可以有效地克服现有路面承载力及抗剪低、抗车辙性能低、使用寿命短等缺陷。这对于促进我国可持续发展战略的顺利实施具有重要的技术与经济意义。
技术实现要素：
本实用新型提出一种全钢渣沥青路面结构通过将钢渣经过一定工艺处理并作为建筑材料运用于道路的施工之中，有效的解决了现有技术中道路施工材料短缺以及废弃钢渣对土地的占用和污染的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种全钢渣沥青路面结构，自上而下依次包括面层、基层和底基层，所述面层包括第一钢渣沥青混凝土上面层、第二钢渣沥青混凝中面层和第三钢渣沥青混凝下面层，所述基层包括第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层和第二粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料下基层，所述底基层由第三粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料组成。
进一步的，所述第一钢渣沥青混凝土上面层、第二钢渣沥青混凝中面层和第三钢渣沥青混凝下面层均包括钢渣、矿粉和沥青，所述沥青和矿粉混合形成沥青浆胶后与钢渣进行级配混合，所述第一钢渣沥青混凝土上面层中钢渣沥青混合料在2.36mm筛孔中的通过率为30％，在0.075mm筛孔和13.2mm筛孔通过率分别为5％与95％，第一钢渣沥青混凝土上面层厚度为4～8cm，其中混合料的规格为ac-13c，第二钢渣沥青混凝土中面层厚度为6～10cm，其中混合料的规格为ac-20c，第一钢渣沥青混凝土下面层为6～10cm，其中混合料的规格为ac-25c。
进一步的，所述沥青为基质沥青或是改性沥青中的一种，采用基质沥青时所述沥青的加热温度为160℃，钢渣的加热温度为180℃，采用改性沥青时所述沥青的加热温度为180℃，钢渣的加热温度为200℃。
进一步的，所述第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层包括钢渣集料和粒化高炉矿渣粉，所述钢渣集料包括第一钢渣集料、第二钢渣集料和第三钢渣集料，第一钢渣集料和第二钢渣集料两者的比例为3:2，所述第一钢渣集料粒径为10～15mm，第二钢渣集料粒径为5～10mm，第三钢渣集料粒径为0～5mm，所述第三钢渣集料占第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料的占比为25％。
进一步的，所述第二粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料下基层、第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层和第三粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料底基层的结构相同且厚度均为18～22cm。
进一步的，所述第一钢渣沥青混凝土上面层之间、第二钢渣沥青混凝土中面层和第三钢渣沥青混凝土下面层之间均铺洒有乳化沥青粘层油，第三钢渣沥青混凝土下面层与第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层之间铺洒有乳化沥青透层油。
进一步的，所述面层侧边设置有用于道路排水的排水结构，排水结构包括预制成型用于分隔绿化隔离带和路面的侧石、设置于侧石和路面之间的平石和设置于侧石底部的排水通道，所述侧石包括用于挡水的第一侧石和用于排水的的第二侧石，所述侧石背向路面一侧固定设置有防止侧石倾覆的素混凝土靠背。
进一步的，所述第一侧石和第二侧石通过预制模板一体成型，第一侧石与第二侧石通过预埋筋相互连接，第一侧石的材质为素混凝土，第二侧石的材质为透水混凝土，第一侧石顶面为下凹的弧形，第二侧石侧面为内凹的弧形，第一侧石顶面设置有可将雨水导入第二侧石的第一排水坡，平石顶面设置有将雨水导入第二侧石的第二排水坡，所述第二侧石底部与排水通道连通并将通过第二侧石排出的雨水收集进入排水通道内。
本实用新型具有以下的特点和有益效果：
本实用新型涉及的一种全钢渣沥青路面结构通过将钢渣处理后作为建筑材料运用于道路的施工之中，一方面使道路具有更好的抗压承载能力以及抵抗摩擦撞击能力，另一方面可以有效地对钢渣废料进行再利用，不仅解决了施工材料的问题，而且避免了钢渣产生的污染，采用的钢渣沥青混合料在2.36mm筛孔中的通过率为30％时，矿料间隙率vma最小，混合料结构强度最高，在粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料中细集料含量为25％时，级配钢渣的cbr值最高，在道路一侧设置排水结构可以有助于快速排出路面上的积水避免路面雨水的浸泡，有效的提高了路面的寿命。本实用新型的一种全钢渣沥青路面结构具有抗压承载能力强、抵抗摩擦撞击能力强等优点，不仅解决道路中急需的材料短缺问题，而且有助于减少钢渣对土地的占用和污染问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种全钢渣沥青路面结构的结构示意图；
图2为本实用新型一种全钢渣沥青路面结构中钢渣沥青混合料vma与2.36mm筛孔通过率关系图；
图3为采用基质沥青时钢渣温度与钢渣吸收基质沥青量关系图；
图4为采用改性沥青时钢渣温度与钢渣吸收改性沥青量关系图；
图5为粗集料间隙率与5～10mm集料含量关系图；
图6为级配钢渣cbr值与细集料含量关系图；
图7为本实用新型一种全钢渣沥青路面结构中排水结构的结构示意图。
图中，1-第一钢渣沥青混凝土上面层；2-第二钢渣沥青混凝中面层；3-第三钢渣沥青混凝下面层；4-第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层；5-第二粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料下基层；6-底基层；7-侧石；71-第一侧石；72-第二侧石；8-平石；9-排水通道；10-预埋筋；11-第一排水坡；12-第二排水坡。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
照图1所示，一种全钢渣沥青路面结构的结构示意图，一种全钢渣沥青路面结构，自上而下依次包括面层、基层和底基层6，面层包括第一钢渣沥青混凝土上面层1、第二钢渣沥青混凝中面层2和第三钢渣沥青混凝下面层3，基层包括第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层4和第二粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料下基层5，底基层6由第三粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料组成。
第一钢渣沥青混凝土上面层1厚度为4～8cm，其中混合料的规格为ac-13c，第二钢渣沥青混凝土中面层厚度为6～10cm，其中混合料的规格为ac-20c，第一钢渣沥青混凝土下面层为6～10cm，其中混合料的规格为ac-25c，第二粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料下基层5、第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层4和第三粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料底基层6的结构相同且厚度均为18～22cm。
第一钢渣沥青混凝土上面层1之间、第二钢渣沥青混凝土中面层和第三钢渣沥青混凝土下面层之间均铺洒有乳化沥青粘层油，第三钢渣沥青混凝土下面层与第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层4之间铺洒有乳化沥青透层油。
参照图2所示，钢渣沥青混合料vma与236mm筛孔通过率关系图，第一钢渣沥青混凝土上面层1、第二钢渣沥青混凝中面层2和第三钢渣沥青混凝下面层3均包括钢渣、矿粉和沥青，沥青和矿粉混合形成沥青浆胶后与钢渣进行级配混合，第一钢渣沥青混凝土上面层1厚度中钢渣沥青混合料在23.6mm筛孔中的通过率为30％，在0.075mm筛孔和13.2mm筛孔通过率分别为5％与95％。
钢渣沥青混合料矿料间隙率vma与其粗细集料比例之间存在显著影响，在相同油石比下，不同级配钢渣沥青混合料矿料间隙率vma随着2.36mm筛孔质量通过率的变化均会出现最小值，且仅当2.36mm筛孔质量通过率为30％时，矿料间隙率vma最小。
参照图3和图4所示，钢渣温度与钢渣吸收基质沥青量关系图和钢渣温度与钢渣吸收改性沥青量关系图，沥青为基质沥青或是改性沥青中的一种，采用基质沥青时沥青的加热温度为160℃，钢渣的加热温度为180℃，采用改性沥青时沥青的加热温度为180℃，钢渣的加热温度为200℃。
钢渣集料对沥青的吸收量随着基质沥青或改性沥青温度的升高而增大。同时，当基质沥青温度小于160℃或改性青温小180℃时，钢集吸收沥量受度响大，曲变斜较。这主要是由于随着温度升高，沥青粘度逐渐下降有助于钢渣对沥青的吸收，但当基质沥青温度大于160℃或改性沥清温度大于180℃时，钢渣对沥青吸收量增加，继续升温对沥青粘度影响不大。
参照图5和图6所示，第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层4包括钢渣集料和粒化高炉矿渣粉，钢渣集料包括第一钢渣集料、第二钢渣集料和第三钢渣集料，第一钢渣集料和第二钢渣集料两者的比例为3:2，第一钢渣集料粒径为10～15mm，第二钢渣集料粒径为5～10mm，第三钢渣集料粒径为0～5mm，第三钢渣集料占第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料的占比为25％。
5～10mm集料含量为10％、40％和80％时，粗集料间隙率vca值依次出现了3个波谷点，从材料组成看，第一个波谷点矿质混合料的嵌挤结构主要是由10～15mm钢渣粗集料构成，嵌挤结构的部分间隙被较少量5～10mm钢渣集料填充；随着5～10mm钢渣集料掺量增加，10～15mm钢渣粗集料逐渐被支撑，至其掺量达到40％时，两档集料共同嵌挤，vcadrc形成第二个波谷，5～10mm钢渣集料掺量继续增加，10～15mm钢渣粗集料嵌挤结构被完全撑开，至其掺量为80％时，5～10mm钢渣集料嵌挤成新骨架，10～15mm钢渣粗集料则悬浮于其中，此时vcadrc出现第三个波谷。
级配钢渣的cbr值与0-5mm钢渣细集料含量呈曲线关系，细集料含量存在一个最佳值，即细集料含量为25％时级配钢渣cbr值达到峰值，当细集料含量小于25％时，随着细集料含量增多，级配钢渣间隙率逐渐减小，骨架颗粒相互约束作用增强，骨架结构越来越稳定，级配钢渣整体结构强度和抗变形能力增强，cbr值呈增大趋势，在细集料含量为25％时，级配钢渣的cbr值出现峰值，此时细集料将粗集料骨架间隙填充密实，结构最为稳固；但是，随着细集料含量继续增多，细集料将对粗集料嵌挤骨架结构产生干涉作用，致使粗集料的嵌挤作用逐渐减弱，骨架结构失稳，级配钢渣承载能力急剧下降，级配钢渣的cbr值也随之降低。
参照图7所示的一种全钢渣沥青路面结构中排水结构的结构示意图，面层侧边设置有用于道路排水的排水结构，排水结构包括预制成型用于分隔绿化隔离带和路面的侧石7、设置于侧石7和路面之间的平石8和设置于侧石7底部的排水通道9，侧石7包括用于挡水的第一侧石71和用于排水的的第二侧石72，侧石7背向路面一侧固定设置有防止侧石7倾覆的素混凝土靠背，第一侧石71和第二侧石72通过预制模板一体成型，第一侧石71与第二侧石72通过预埋筋10相互连接，第一侧石71的材质为素混凝土，第二侧石72的材质为透水混凝土，第一侧石71顶面为下凹的弧形，第二侧石72侧面为内凹的弧形，第一侧石71顶面设置有可将雨水导入第二侧石72的第一排水坡11，平石8顶面设置有将雨水导入第二侧石72的第二排水坡12第二侧石72底部与排水通道9连通并将通过第二侧石72排出的雨水收集进入排水通道9内。该种排水结构可以快速有效地解决了暴雨天气雨水井来不及排水的问题，通过将第一侧石71和第二侧石72一体预制成型可以极大的方便现场安装。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
1.一种全钢渣沥青路面结构，自上而下依次包括面层、基层和底基层，其特征在于：所述面层包括第一钢渣沥青混凝土上面层、第二钢渣沥青混凝中面层和第三钢渣沥青混凝下面层，所述基层包括第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层和第二粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料下基层，所述底基层由第三粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料组成。
2.根据权利要求1所述的一种全钢渣沥青路面结构，其特征在于：所述第一钢渣沥青混凝土上面层中钢渣沥青混合料在2.36mm筛孔中的通过率为30％，在0.075mm筛孔和13.2mm筛孔通过率分别为5％与95％，第一钢渣沥青混凝土上面层厚度为4～8cm，其中混合料的规格为ac-13c，第二钢渣沥青混凝土中面层厚度为6～10cm，其中混合料的规格为ac-20c，第一钢渣沥青混凝土下面层为6～10cm，其中混合料的规格为ac-25c。
3.根据权利要求2所述的一种全钢渣沥青路面结构，其特征在于：所述沥青为基质沥青或是改性沥青中的一种，采用基质沥青时所述沥青的加热温度为160℃，钢渣的加热温度为180℃，采用改性沥青时所述沥青的加热温度为180℃，钢渣的加热温度为200℃。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种全钢渣沥青路面结构，其特征在于：所述第二粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料下基层、第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层和第三粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料组成的底基层的结构相同且厚度均为18～22cm。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种全钢渣沥青路面结构，其特征在于：所述第一钢渣沥青混凝土上面层之间、第二钢渣沥青混凝土中面层和第三钢渣沥青混凝土下面层之间均铺洒有乳化沥青粘层油，第三钢渣沥青混凝土下面层与第一粒化高炉矿渣粉稳定级配钢渣混合料上基层之间铺洒有乳化沥青透层油。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种全钢渣沥青路面结构，其特征在于：所述面层侧边设置有用于道路排水的排水结构，排水结构包括预制成型用于分隔绿化隔离带和路面的侧石、设置于侧石和路面之间的平石和设置于侧石底部的排水通道，所述侧石包括用于挡水的第一侧石和用于排水的第二侧石，所述侧石背向路面一侧固定设置有防止侧石倾覆的素混凝土靠背。
7.根据权利要求6所述的一种全钢渣沥青路面结构，其特征在于：所述第一侧石和第二侧石通过预制模板一体成型，第一侧石与第二侧石通过预埋筋相互连接，第一侧石的材质为素混凝土，第二侧石的材质为透水混凝土，第一侧石顶面为下凹的弧形，第二侧石侧面为内凹的弧形，第一侧石顶面设置有可将雨水导入第二侧石的第一排水坡，平石顶面设置有将雨水导入第二侧石的第二排水坡，所述第二侧石底部与排水通道连通并将通过第二侧石排出的雨水收集进入排水通道内。
技术总结