《公路水泥稳定钢渣碎石混合料基层技术指南》

ICS01.120

R00

团体标准

T/CHTS10001-20XX

公路水泥稳定钢渣碎石混合料基层

技术指南

Technicalguideforcementstabilizedsteelslagmacadam

mixturebaseofhighway

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

1总则

1.0.1为推广工业固废钢渣在公路路面基层（包含底基层）中的应用，保障钢渣集料

基层与底基层施工质量，规范施工和验收标准，制定本指南。

1.0.2本指南适用于各等级新建和改扩建公路的路面工程、市政道路工程及广场等路

面基层用钢渣集料施工与验收。

1.0.3本指南所指钢渣是指炼钢过程中产业的熔渣，所用钢渣及天然材料均应符合国

家现行环境保护的有关规定，避免对环境危害。

1.0.4路面基层钢渣碎石混合料施工及验收除应符合本规程的规定外，尚应符合有关

法律、法规及国家、行业现有标准的规定。

1.0.5除应符合本指南的规定外，尚应符合有关法律法规及国家、行业现行有关标准

的规定。

1

2术语和符号

2.1术语

2.1.1钢渣Steelslag

钢渣是一种炼钢过程排出的固体渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。主要由钙、

铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。

2.1.2钢渣集料Steelstagaggregate

钢渣经稳定合格并二次加工后，可在混合料中起骨架和嵌挤作用的粒状颗粒。

2.1.3压蒸粉化率Autoclavechalkedratio

钢渣在规定的压力和时间条件下，粉化后粒径小于1.18mm的颗粒质量所占的比率。

2.1.4浸水膨胀率Immersionexpansionratio

钢渣在规定的试验条件下，浸水后的体积变化率。

2.1.5浸出毒性Leachingtoxicity

钢渣的一些重金属元素及化合物等浸出对土壤、地下水等存在污染毒性危害。

2.1.6水泥稳定钢渣碎石混合料Cementstabilizedsteelslagmacadammixture

采用钢渣集料代替部分碎石，掺入一定量的水泥，加水拌和后得到的混合料，称为水泥

稳定钢渣碎石混合料。

2.1.7水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料Cementandflyashstabilizedsteelslag

mixture

采用钢渣集料代替部分碎石，掺入一定量的水泥和粉煤灰，加水拌和后得到的混合料，

称为水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料。

2.1.8钢渣陈化Steelslagaging

钢渣产出后在一定条件下静止存放，随着时间延长，钢渣膨胀性逐渐减小，该过程称为

钢渣陈化。

2.1.9环境安全验收检验Environmentalsafetyacceptanceinspection

在工程交付时，为保证钢渣对环境无次生或反应危害而进行的检验。该检验在下文中称

为验收检验。

2

3材料

3.1钢渣

3.1.1钢渣中金属铁含量应不大于2%，参照YBT4725《钢渣金属铁含量的测定三氯化

铁-重铬酸钾滴定法》测试。

条文说明：

钢渣中金属铁含量要求不大于2%的规定来自于国家标准《耐磨沥青路面用

钢渣》（GB/T24765）。钢渣用于面层时规定铁含量主要为了防止面层产生水锈，

影响与沥青的粘附性等。本指南在钢渣用于基层时规定了铁含量，考虑到钢渣中

铁含量较大时，加入水泥稳定基层中遇水也会发生膨胀、生锈等，影响结构长期

耐久性。同时，钢渣铁含量较大时密度较大，与普通碎石密度差太大容易导致混

合料施工过程离析。

3.1.2所用钢渣应符合放射性要求，内照射指数不大于1.0，外照射指数不大于1.0，

参照GB/T6566-2010《建筑材料放射性核素限量》测定。

3.1.3钢渣应用前应进行有害物质检测，测试按照HJ/T299-2007进行前处理，按照GB

5085.3-2007《危险废弃鉴别标准浸出毒性鉴别》判定。

3.1.4钢渣自然陈化时间1年以上。对于陈化时间不足，体积稳定性指标不满足要求的

钢渣，建议将钢渣露天堆放并定期洒水使其保持湿润以加速陈化。还可以通过其他式加速钢

渣陈化或改良钢渣。

3.1.5各级公路基层用钢渣经自然陈化、加速陈化处理后的体积稳定性应符合表3.1.5

的规定。

表3.1.5钢渣体积稳定性技术要求

检测项目层位技术要求试验方法

浸水膨胀率（%）≤1.5%GB/T24175

压蒸粉化率（%）基层与底基层≤3%GB/T24175

游离氧化钙含量（%）≤2%YB/T4328

条文说明：

3

参考目前关于钢渣在公路面层、基层、路基和混凝土中应用的相关规定及各

地应用经验，评价钢渣体积稳定性的主要指标有浸水膨胀率、游离氧化钙含量和

压蒸粉化率。其中浸水膨胀率一般规定不大于2%，本指南中提出不大于1.5%，

来源于在研究过程中发现钢渣浸水膨胀率在1.5%~2%之间时，钢渣基层试件经过

180天的放置和90天的浸泡后发生试件内部膨胀开裂，部分钢渣颗粒发生鼓包。

因此考虑钢渣在基层应用中的长期稳定性，限定钢渣浸水膨胀率不大于1.5%。

参考JTGF10《公路路基施工技术规范》，钢渣用于路基填筑时规定了压蒸

粉化率不大于5%。研究发现压蒸粉化率不仅可以评价钢渣体积稳定性，而且可

以评价钢渣中的软弱颗粒含量，因此用该指标综合评价钢渣长期稳定性非常有意

义。结合研究提出钢渣用于基层时压蒸粉化率不大于3%。

游离氧化钙含量是评价钢渣中膨胀性元素含量最基本的化学指标，各规范均

规定了游离氧化钙含量不大于2%，本指南参照执行。

综合以上三项指标来评价钢渣稳定性，对于基层用钢渣更具有安全保障。

3.2钢渣前处理

3.1.1钢渣作为路面基层集料必须经加工处理。加工工艺一般包括给料系统、破碎系

统、筛分系统、水洗系统、除尘系统和除铁系统。

1给料系统：宜采用具有调速功能的算条式振动给料机作为钢渣生产的给料设备。算

条之间的宽度应根据钢渣原料的含泥量进行适当调整，且不得小于50mm。

2破碎系统：一般采用三级及以上破碎系统，其中一级颚式破碎、二级反击式破碎或

者圆锥式破碎、三级可采用棒磨制砂机或者冲击式制砂机对钢渣进行细破整形。

3筛分系统：筛分设备的类型应与筛分钢渣集料所需的处理能力、筛分效率、使用工

况及设备的配置要求相适应。可采用干法或湿法筛分工艺进行筛分，筛分设备可采用直板筛，

圆振筛。推荐加工用振动筛筛孔有3-6mm、6-11mm、11-15mm、11-18mm、11-22mm、22-30mm、

11-30mm、22-36mm。可对特殊要求规格进行适当调整。

4输送系统：带式输送机的输送量应满足各种运行工况的需要，并考虑料流量的波动。

5除尘系统：宜采用布袋式引风除尘设备，除尘效果应满足标准GB3095的要求。

6水洗系统：可通过在振动筛上设置高压水管网喷射清洁水清洗粉尘。应在振动筛下

设大容量贮泥池，并定期清理。硬化场地的周围应设置排水沟。汇集冲洗河水流入沉淀池，

循环利用水资源。

7除铁系统：加装强磁或者超强磁除铁装置，至少加装三级除铁。

4

3.1.2生产工艺流程

图3.1.2钢渣集料生产工艺

3.1.3生产线宜建设于钢厂附近，以减小运距并增大原料把控力度。

3.1.4场地条件根据生产规模确定，应布局紧凑、减少用地，布局合理，设置专用原

料堆放场、成品堆放场及废料堆放场。不同规格成品钢渣应分开堆放，堆放场地露天或者设

有可透光白色大棚。

3.1.5集料堆放场道路宜做硬化处理。

3.1.6生产时应满足现行GB3095和GB3096的有关规定，排水质量应满足GB8987的规

定。

3.1.7钢渣集料粒径规格以方孔筛为准，不同来源、陈化时间、生产工艺和规格的钢

渣不得混杂堆放。公路路面基层和底基层用钢渣经加工后的规程应符合表3.1.7的规定。

表3.1.7钢渣粗集料规格要求

规格工程通过下列筛孔（mm）的质量百分率/%公称粒径

粒径/mm

名称

/mm37.531.526.519.013.29.54.752.361.18

G220~3010090~100—0~100~5————19~31.5

G320~25—10090~1000~100~5————19~26.5

G415~25—10090~100—0~100~5———13.2~26.5

G515~20———90~1000~100~5———13.2~19

G610~3010090~100———0~100~5——9.5~31.5

5

G710~25—10090~100——0~100~5——9.5~26.5

G810~20——10090~100—0~100~5——9.5~19

G910~15———10090~1000~100~5——9.5~13.2

G105~15———10090~10040~700~100~5—4.75~13.2

G115~10————10040~700~100~5—4.75~9.5

G123~5—————10090~1000~150~52.36~4.75

条文说明：

不同钢渣厂钢渣粒径差异大、粒径变异性大、粒形差、孔隙多、含有一定软

弱颗粒或杂质，直接筛分不利于钢渣应用质量控制，因此钢渣的前处理对提升钢

渣利用质量至关重要。本指南对于钢渣的前处理技术参照了规范DB50/T591《沥

青路面集料加工技术规范》，并结合各地工程应用经验、而提出。当钢渣用于面

层时要保证三级破碎，第三级破碎进行整形处理，目的是为了保证钢渣颗粒粒形

呈正方体，以在沥青混合料中起骨架嵌挤作用。当钢渣用于基层时，在压碎值、

针片状含量、软石含量等各项路用指标满足要求的前提下，可至少保证二级破碎。

3.3钢渣集料

3.3.1钢渣集料应为稳定化处理并经二次加工后的转炉或电炉钢渣，颗粒洁净、干燥、

无灰尘、泥浆和有机物等异物。

3.3.2对于高等级公路，基层用钢渣的最大粒径不大于31.5mm，底基层用钢渣的最大

粒径应不大于37.5mm；对于其他等级公路，基层用钢渣的最大粒径应不大于37.5mm，底基层

用钢渣的最大粒径应不大于53mm。高等级公路基层用钢渣的最小粒径为2.36mm。

3.3.3基层用钢渣集料技术指标应符合表3.3.3的规定，各项指标参照JTGE42规定

检测。

表3.3.3公路路面基层用钢渣粗集料技术要求

高速公路及一级公路

二级及二级

指标层位试验方法

以下公路

极重、特种交通重、中、轻交通

6

基层≤22≤26≤35

压碎值（%）T0316

底基层≤30≤30≤40

基层≤18

针片状颗粒含量

≤20T0312

（%）

底基层≤20

0.075mm以下粉尘

基层、底基层≤1.2≤2—T0310

含量（%）

软弱颗粒含量（%）基层、底基层≤3≤5—T0320

3.3.4高速公路及一级公路极重、特重交通荷载等级基层的2.36mm以上钢渣粗集料应

采用单一粒径的规格料。

条文说明：

钢渣作为集料用于基层水稳混合料中的各项指标均参照JTG/TF20《公路路

面基层施工技术细则》对粗集料的技术要求。本指南只规定了粒径≥2.36mm钢

渣作为集料使用，不宜使用细粒径钢渣是因为钢渣经破碎后，较多软弱颗粒及膨

胀富集体赋存在细集料中，不利于长期体积稳定性。

3.4其他材料

3.4.1水泥、粉煤灰、水、添加剂、粗细天然石料等其他基层材料，其技术要求应符合

JTG/TF20的有关规定。

7

4混合料组成设计

4.1一般规定

4.1.1水泥稳定钢渣碎石混合料组成设计应参照JTGF20第4条文规定执行。

4.1.2目标配合比设计包括的技术内容应符合JTG/TF20的有关规定。

4.1.3确定最大干密度时宜采用重型击实方法，也可采用振动压实方法。混合料无侧

限抗压强度试件成型宜采用T0843试件制作方法。

4.1.4在施工过程中，材料品质或规格发生变化、混合料品种发生变化时，应重新进

行材料组成设计。

4.1.5对于水泥稳定钢渣碎石混合料，水泥掺量可减少0.1%~0.5%，但强度验证需满足

表4.2.3和4.2.4的要求。

4.1.6高速公路和一级公路应验证所用水泥稳定类钢渣碎石混合料180d龄期的干燥

收缩变形和温缩应变。

条文说明：

钢渣强度高于普通碎石，并且钢渣是一种潜在活性固废，因此钢渣作为集料

用于基层水稳混合料时，同水泥剂量下强度高于普通碎石的水稳混合料。在设计

强度一定的情况可适当降低水泥剂量，但是具体水泥剂量还需根据钢渣掺量及设

计确定，不宜直接降低水泥剂量使用。

4.2强度要求

4.2.1无机结合料稳定钢渣集料混合料强度应满足本规程的要求。

4.2.2应采用7d龄期无侧限抗压强度作为钢渣碎石混合料施工质量控制的主要指标。

4.2.3水泥稳定钢渣碎石混合料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd应符合表4.2.3的规

定。

表4.2.3水泥稳定钢渣碎石混合料的7d无侧限抗压强度标准Rd（MPa）

结构层公路等级极重、特重交通重交通中、轻交通

高级公路及一级公路5.0~7.04.0~6.03.0~5.0

基层

二级及二级以下公路4.0~6.03.0~5.02.0~4.0

8

高级公路及一级公路3.0~5.02.5~4.52.0~4.0

底基层

二级及二级以下公路2.5~4.52.0~4.01.0~3.0

注：1.公路等级高或交通荷载等级高或结构安全性要求高时，推荐取上限强度标准。

2.表中强度标准指的是7d龄期无侧限抗压强度的代表值，本节以下各表同。

4.2.4水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料的7d龄期无侧限抗压强度标准Rd应符合表

4.2.4的规定。

表4.2.4水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料的7d无侧限抗压强度标准Rd（MPa）

结构层公路等级极重、特重交通重交通中、轻交通

高级公路及一级公路4.0~5.03.5~4.53.0~4.0

基层

二级及二级以下公路3.5~4.53.0~4.02.5~3.5

高级公路及一级公路2.5~3.52.0~3.01.5~2.5

底基层

二级及二级以下公路2.0~3.01.5~2.51.0~2.0

4.2.5水泥稳定类钢渣碎石混合料强度要求较高时，宜采取控制原材料技术指标和优

化级配设计等措施，不宜单纯通过增加水泥剂量来提高材料强度。

4.2.6无机结合料稳定钢渣碎石混合料的强度试验及计算应符合JTG/TF20的有关规

定。

条文说明：

本指南只规定了水泥稳定类和水泥粉煤灰稳定类，这也是工程建设中最常用

得两种基层用无机结合料稳定碎石材料。也可根据JTG/TF20《公路路面基层施

工技术细则》规定的其他胶凝材料稳定，例如石灰稳定和石灰粉煤灰稳定。

4.3无机结合料的计算和比例

4.3.1水泥稳定钢渣碎石混合料的水泥剂量应以水泥质量占全部干燥被稳定材料质量

的百分率表示。

4.3.2水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料应采用质量配合比计算，以水泥：粉煤灰：（钢

9

渣+碎石）质量比表示。

4.3.3水泥稳定钢渣碎石混合料、水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料常用配合比可参考

4.3.3。

表4.3.3钢渣集料混合料的推荐配合比（质量百分比）

混合料种类结合料比例结合料与被稳定材料间比例

水泥稳定钢渣碎石混合料2.5~5.5/

水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料水泥：粉煤灰=1:3~1:5水泥粉煤灰：被稳定材料=15:85~10:90

4.3.4高速公路和一级公路基层与底基层用钢渣碎石混合料，推荐钢渣掺量为30%~50%，

或可根据钢渣体积稳定性适当增大，二级及二级以下公路基层与底基层用钢渣碎石混合料，

钢渣掺量推荐50%以上。

条文说明：

水泥稳定钢渣碎石混合料的水泥剂量推荐为2.5%~5.0%，这是结合研究和国

内多项工程应用经验确定，基本包含了各等级公路、不同结构层强度对应的水泥

剂量。可也根据特殊要求设计水泥剂量，本指南规定的水泥剂量范围只作为参照，

不作为限制。

水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料中的水泥与粉煤灰比例依据JTG/TF20《公

路路面基层施工技术细则》规定，但是水泥粉煤灰总剂量在JTG/TF20《公路路

面基层施工技术细则》规定基础上降低了5%。因为经研究发现按照规范设计的配

合比强度过高，基层容易开裂，因此将水粉煤灰总灰剂量降低了5%，并能保证设

计强度要求。

钢渣掺量也是根据研究并结合实际工程经验确定，只作为参照，不作为限制。

4.4混合料推荐级配及技术要求

4.4.1采用水泥稳定时，被稳定材料的液限应不大于40，塑性指数应不大于17。

4.4.2水泥稳定钢渣碎石混合料的级配采用JTG/TF20中表4.5.4中推荐级配范围。

4.4.3水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合料级配采用JTG/TF20中表4.5.7推荐的级配范围。

10

4.5混合料目标配合比设计技术要求

4.5.1水泥稳定类钢渣碎石混合料的目标配合比设计技术要求应符合JTG/TF20《公路

路面基层施工技术细则》4.6的相关规定。

条文说明：

混合料目标配合比设计参照JTG/TF20《公路路面基层施工技术细则》执行。

4.6混合料生产配合比设计技术要求

4.6.1水泥稳定类钢渣碎石混合料的生产配合比设计技术要求应符合JTG/TF20《公路

路面基层施工技术细则》4.7的相关规定。

条文说明：

混合料生产配合比设计参照JTG/TF20《公路路面基层施工技术细则》执行。

5施工

5.1一般规定

5.1.1水泥稳定钢渣碎石混合料推荐采用集中厂拌，条件受限可采用人工路拌。

5.1.2对水泥稳定类钢渣碎石混合料，宜在2h之内完成碾压成型。

5.1.3水泥稳定钢渣碎石混合料的基层与底基层压实标准应符合JTG/TF20的有关规

定。高速公路和一级公路在极重、特重交通荷载等级下，基层和底基层的压实标准可提高

1-2个百分点。

5.2生产、运输、摊铺及碾压

5.2.1水泥稳定钢渣碎石混合料的生产、运输、摊铺及碾压应符合JTG/TF20的有关规

定。

5.2.2水泥稳定钢渣碎石混合料需缩短运输时间，在水泥终凝时间基础上缩短至少半

小时。

5.3养生

5.3.1碾压完成并经压实度检验合格后，应及时养生。

5.3.2水泥稳定钢渣碎石混合料的养生期宜不少于7d，水泥粉煤灰稳定钢渣碎石混合

料养生期宜不少于10d，延长至上层结构开始施工的前2d。

5.3.3养生方式和其他需注意事项应符合JTG/TF20中6.1和6.2的有关规定。

11

5.4交通管制

5.4.1参照《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20—2015)中第6.3执行。

5.5层间处理

5.5.1参照《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20——2015)中第6.4执行。

5.6基层与沥青面层间处理

5.6.1参照《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20--2015)中第6.5执行。

5.7基层收缩裂缝的处理

5.7.1参照《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20—2015)中第6.6执行。

12

6质量控制与验收

6.1一般规定

6.1.1在施工前以及在施工过程中，原材料或混合料发生变化时，应检验拟采用材料。

6.1.2水泥稳定钢渣碎石混合料基层与底基层施工应建立健全有效的质量保证体系，

对原材料及施工质量进行全面的检查评定，确保施工质量的稳定性。

6.1.3水泥稳定钢渣碎石混合料的基层、底基层施工质量标准与控制应按《公路路面

基层施工技术细则》(JTG/TF20—2015)执行。

6.1.4基层、底基层施工质量标准与控制应包括原材料检验、施工参数确定、施工过

程中的质量检查验收等方面。

6.2钢渣材料检验

6.2.1型式检验内容为3.1~3.4所有规格和技术要求，包括环保性检测。有下列情况

之一，应对钢渣进行型式检验：

1新的生产线投产和老的生产线改造；

2停产一个月或以上，恢复生产时；

3出厂检验结果与上次型式检验有较大差别时；

4正常生产时，每季度进行一次检验；

5料源发生变化时。

6.2.2钢渣出厂检验时，每批应进行出厂检验；出厂检查项目为3.1~3.4所有规格和

技术要求，包括环保性检测。

6.2.3道路基层和底基层用钢渣应以3000t为一批，不足