我国是钢铁产能大国其中河北邯郸地区又是重要的钢铁产能大区,钢渣作为炼钢的工业副产品产量约为粗钢的十分之一。一直以来相对于欧美日等发达国家对钢渣的充分利用,我国目前对钢渣的利用率只有30%,其余大部分并没有得到适当地处理,反而占用耕地影响环境。另一方面随着我国大力发展基础设施建设,对石料的开采越来越多,造成了资源的枯竭和环境的破坏。钢渣用作道路材料较之于一般集料具有诸如表面粗燥、坚硬、耐磨等优点,但也有易于遇水膨胀的缺点。本文的目的是通过研究将钢渣作为骨料应用于半刚性基层当中,从而进一步提高我国对钢渣的利用,减少对集料的需求和对环境的影响。本文的研究内容与结果如下:1、研究了钢渣的微观结构和化学组成,及其膨胀性。本文通过微观电镜试验、X射线衍射、X射线荧光光谱分析,理论上使用碱度计算、并使用浸水膨胀试验判定其膨胀性,试验结果表明本试验所用钢渣主要是钙、铁、硅的氧化物,占到其成分的80%左右。微观电镜显示钢渣表面粗糙,具有明显的孔隙结构,钢渣碱度在3左右,属于中低碱度钢渣;钢渣的浸水膨胀试验显示其膨胀率在1.2%左右,小于规范要求的2%。2、钢渣基层的配合比设计及其力学性能试验和强度机理探究。根据钢渣和碎石的自身级配分布,设计配合比并按照所设计的配合比成型试件,通过力学试验,统计分析结果表明钢渣的加入会提高半刚性基层的抗压强度、劈裂强度等力学性能,而且通过振动压实所得到的试件7d强度基本在7MPa以上,90d的平均强度可以达到10MPa、回弹模量在2000-2500MPa、劈裂强度在0.72-1.56MPa、抗弯拉强度在1.03-1.9MPa。并通过电镜及能谱实验捕捉到其水化生成物的形貌特征、物质组成、元素分布。3、在钢渣基层力学性能优异的配合比基础上对其温缩干缩和疲劳性能进行了研究。研究结果表明钢渣的加入会减少半刚性基层的干缩系数,增加少量的温缩系数;在保证级配优良的前提下,钢渣的加入会增加基层的疲劳性能,并分析计算得到95%和50%保证率下的疲劳方程。本文的研究结果对于节约资源保护环境以及减少基层病害提高我国道路工程质量具有极大的理论及现实意义。