中国是目前世界上最大的钢铁生产国家,钢铁产量不断攀升所带来的问题是钢渣的大量排放,而我国钢渣综合利用率仅为20%左右,截止至2016年,我国钢渣积存量已达到10亿吨。钢渣的大量堆积不但占用土地资源,还会对周边环境造成严重的环境污染。钢渣的力学性能与轧制碎石相近,不仅坚硬耐磨,颗粒形状好,而且与沥青有良好的黏附性,具有代替集料应用于沥青混合料的巨大潜力,在目前钢渣积存量过大、优质筑路集料稀缺的环境下,钢渣应用于沥青路面的研究显得极为重要。本文以陈化6个月的梅山钢渣为研究对象,首先利用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪和X射线衍射仪对钢渣的表面微观构造、化学组成、矿物组成进行分析,而后按照规范测试了钢渣的天然级配、密度、吸水率、体积膨胀率、与沥青的黏附性、压碎值和磨耗率等集料性能,验证了钢渣用作沥青混合料集料的可行性。考虑到钢渣的高吸水率,本文提出使用沥青浸渍法实测各档钢渣集料的有效相对密度,并采用马歇尔试验法设计、制备AC-13和AC-25两种级配类型的钢渣沥青混合料,确定出最佳油石比。试验结果表明,钢渣沥青混合料的最佳油石比高出玄武岩沥青混合料0.5%~0.7%。接着对钢渣沥青混合料的路用性能进行评价和分析,主要包括高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、体积稳定性以及抗滑性。对钢渣沥青混合料的路用性能进行研究后发现,钢渣沥青混合料具有较好的高低温性能及抗滑性,但水稳性存在不足,浸水膨胀率超标,这与钢渣集料内部的f-CaO水化引发的膨胀有直接联系。钢渣的体积不安定性是限制钢渣实际应用的决定性因素,为了解决这一问题,本文采用表面改性处理的方法在钢渣表面形成致密膜层,阻止水分浸入钢渣内部,从而抑制钢渣的体积膨胀,同时能在一定程度上强化钢渣的力学性能,降低钢渣的吸油量。选用水泥外掺硅粉浆液、丙烯酸改性硅树脂防水剂以及硅烷偶联剂溶液对钢渣进行表面改性处理,结果表明硅树脂防水剂的综合改性效果最优,4%硅树脂防水剂处理后的钢渣,其吸水率和压碎值从2.02%和17.6%降低至0.56%和10.1%,浸水膨胀率从1.78%降低至1.18%。随后采用硅树脂防水剂改性钢渣替代粗集料设计、制备AC-13级配的改性钢渣沥青混合料,并评价其基本路用性能,结果表明,改性钢渣沥青混合料的最佳油石比降低了0.7%,高温性能和水稳定性获得较大提升,其中水稳定性甚至优于同一级配下的玄武岩沥青混合料,同时浸水膨胀率也得到很好的控制。表面改性处理的方式在一定程度上可以放宽工程应用中对钢渣f-CaO含量的限制,提高钢渣在道路中的用量,拓展钢渣在道路领域中的应用范围,有助于推动钢渣的大规模资源化利用。