1.1 研究背景及国内外研究现状

目前，钢渣的应用在我国以用于水泥或水泥配料的细磨钢渣粉为主，其利用率及其低下^[1]。而在钢渣利用率较高的美国，超过总量10%的钢渣被用于生产沥青混合料来铺筑路面^[2]。钢渣的物化性能相比于传统集料存在优势，使其作为集料应用在道路工程建设中的潜力巨大。另一方面，我国在道路建设事业的迅猛发展，使得对优质道路工程材料的需求急剧增长，其中最大的原材料危机就是天然集料日益匮乏。因此，如何合理、有效地利用钢渣来替代天然集料，成为了近年来道路材料方向的热门研究课题。

钢渣作为工业废料，其几何形状与力学特性与轧制碎石较为相似^[3]，且高强度、耐磨性和碱度高的理化特性^[4]，使其具有代替天然集料成为新一代道路集料的可能。在沥青混合料中采用钢渣替代部分或全部天然集料，不仅可以减少天然集料的开采，也能变废为宝，为钢渣的循环再利用提供一个新的方向。各国的学者已经对钢渣开展了广泛研究，对钢渣的研究主要围绕化学、微观研究，钢渣膨胀机理，以及混合料路用性能展开^[5]。其中包括钢渣的物理、力学性质^[6]；钢渣的膨胀^[7]，并通过膨胀力实验和压热破碎率来共同衡量钢渣的膨胀特性；集料的抗磨损特^[8]，发现钢渣具有更好的棱角性和集料表面纹理，也具有更强的抗磨耗性能；使用钢渣替代石灰岩4.75mm及以上的粗集料，研究了不同粗料掺量下密级配沥青混合料的间接拉伸模量、抗车辙能力、疲劳寿命、蠕变模量和抗剥落性能^[9]；

沥青混凝土具有自愈合性能，高温状态^[10]或者长时间^[11]处于荷载间歇期都可使其提高愈合性能。在目前研究中，通过电磁感应^[12]、微波^[13]或红外加热^[14]沥青混凝土成为热门研究。修复沥青混凝土内部的微裂纹，其中，电磁感应加热因其选择性加热及高效率的优点备受青睐。在首次提出电磁感应加热沥青自修复的概念后^[15]，各国学者开始对此进行了研究。建立简单模型来评价掺导电材料的沥青胶浆在电磁感应加热作用下的愈合性能^[16]，证实了沥青材料可以通过电磁感应加热愈合；对掺导电材料的沥青胶浆梁进行断裂破坏和电磁感应加热愈合试验^[17]，证实电磁感应加热可以愈合沥青材料产生的裂缝等病害；应用动态剪切流变仪等设备来检测不同沥青材料的愈合方法以及评价指标，并分析得出基质沥青比SBS改性沥青的愈合性能较优^[18]。对掺钢丝绒沥青混凝土梁试件通过三点弯曲试验进行重复的破坏—感应愈合测试试验，试验证实了电磁感应加热可以增强沥青混凝土的愈合效率^[19]。

钢渣多孔的结构使其具有良好的导热与储热性能^[20]，若能替代感应愈合沥青混凝土中的天然集料，在加热时，高导热性能可以快速地将热量进行传导，提升感应能量的利用率；而在降温过程中，高储热性能可以减缓感应加热后沥青混凝土的降温速率，使沥青混凝土更长时间地处于愈合温度区间内。因此，钢渣在感应愈合沥青混凝土中的应用前景非常广阔。

1.2 毕业设计的目的和意义

本研究是用来制备具有感应修复能力的功能型钢渣沥青混凝土，以钢渣作为集料，并掺入钢纤维，使钢渣沥青混凝土具有被感应加热的能力。验证钢渣在感应愈合沥青混凝土中的应用的可能性，使得此类路面在应用过程中，拥有修复由于载重导致的开裂、掉粒等病害的能力。延长使用寿命，降低维护成本，对于保障公路的安全和畅通、交通领域的节能减排以及经济社会的可持续发展都具有重要意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

（1）制备感应愈合钢渣沥青混凝土和普通玄武岩感应愈合沥青混凝土；

（2）研究钢渣与感应愈合钢渣沥青混凝土的热物性能及感应加热过程中的温度变化趋势；