淺析OGFC開級(jí)配排水路面及其運(yùn)用前景

馮 韜

(中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430050)

0 引言

開級(jí)配抗滑磨耗層(OGFC)是指用大空隙瀝青混合料鋪筑，能迅速從其內(nèi)部排走路表雨水，具有抗滑、抗車轍及降噪的路面。設(shè)計(jì)空隙率大于18%，而以往普遍使用的瀝青混凝土路面密級(jí)配和半開級(jí)配結(jié)構(gòu)的空隙一般分別為3%～6%和6%～10%，所以O(shè)GFC開級(jí)配排水路面具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)排水能力，是適用于多雨地區(qū)修筑瀝青路面的表層或磨耗層。OGFC開級(jí)配排水路面最早使用于歐美國家的大孔隙嵌擠骨架密實(shí)型路面功能層，近些年來OGFC開級(jí)配排水路面由于其優(yōu)異的排水性能，在我國引起了越來越多的關(guān)注，并且鋪設(shè)了很多試驗(yàn)路段。本文通過對(duì)OGFC開級(jí)配排水路面使用性能的綜合分析，探討OGFC開級(jí)配排水路面的運(yùn)用前景。

1 OGFC開級(jí)配排水路面使用性能分析

1.1 OGFC開級(jí)配排水路面材料技術(shù)要求

OGFC開級(jí)配排水路面的材料主要包括：瀝青、粗集料、細(xì)集料、乳化瀝青粘層油、防水土工布和排水管。

對(duì)于瀝青材料的選取，鋪設(shè)開級(jí)配抗滑磨耗層路面與普通的瀝青混凝土路面有很大的區(qū)別。根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)踐結(jié)果證實(shí)，為了得到性能較好的結(jié)合料，一般需要采用改性瀝青，采用普通瀝青很難達(dá)到預(yù)期的效果，所以瀝青應(yīng)該盡量采用熱穩(wěn)定性較好、高溫、粘結(jié)性強(qiáng)的高黏度改性瀝青。瀝青應(yīng)具有較小的針入度、較高的粘度和軟化點(diǎn)，為了避免瀝青層低溫開裂，改性瀝青還應(yīng)有較好的抗裂性。

對(duì)于粗集料的選取應(yīng)該滿足以下幾個(gè)要求：(1)無雜質(zhì)、無風(fēng)化；(2)潔凈干燥、含泥量小、針片狀含量低；(3)堅(jiān)硬耐磨、不易壓碎。粗集料的加工過程也有嚴(yán)格的要求，首先保證顆粒形狀大致為立方體，最好選用反擊破碎整型機(jī)加工。此外，粗集料還必須和瀝青有很好的粘附性，特殊情況下可以使用石灰水浸泡，以增加粗集料和瀝青的粘附性。粗集料對(duì)于OGFC開級(jí)配排水路面影響較大，是OGFC開級(jí)配排水路面鋪設(shè)好壞的重要影響因素。

與粗集料相比，細(xì)集料的使用量較小，對(duì)OGFC開級(jí)配排水路面的影響也沒有粗集料那么大，但是為了滿足OGFC開級(jí)配排水路面的要求，必須做好細(xì)集料的選取，即保證細(xì)集料干凈、堅(jiān)硬、干燥、無風(fēng)化，并且與瀝青有一定的粘附性。

為了增加OGFC開級(jí)配排水路面的上面層、中面層和下面層之間的粘結(jié)力，必須在OGFC開級(jí)配排水路面的鋪設(shè)過程中使用乳化瀝青粘層油，在乳化瀝青粘層油的下面層和中面層的頂部澆灑乳化瀝青粘層油。

防水土工布應(yīng)該鋪設(shè)在OGFC開級(jí)配排水路面的上面層和中面層之間，主要技術(shù)指標(biāo)如下所列：

單位面積質(zhì)量不大于200 g/m2，抗拉強(qiáng)度不小于 kN/m，熔點(diǎn) 230℃。

OGFC開級(jí)配排水路面對(duì)排水管沒有特殊要求，與普通瀝青混凝土路面鋪設(shè)的要求相同。

1.2 OGFC開級(jí)配排水路面配比設(shè)計(jì)研究

進(jìn)行OGFC開級(jí)配排水路面配比設(shè)計(jì)的研究，首先應(yīng)該測(cè)試各種原材料的相對(duì)密度，包括粗集料、細(xì)集料，以及礦粉的相對(duì)密度，然后將表1所列的在級(jí)配范圍內(nèi)適配3組不同2.36 mm通過率的礦料級(jí)配作為初選級(jí)配。

然后計(jì)算集料表面和瀝青用量，分別用A和Pb表示。計(jì)算公式分別為式(1)和式(2)。

表1 礦料級(jí)配范圍一覽表

其中，A代表集料總表面積，m2;a～g分別代表4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075 mm各篩孔的通過百分率，%。

接下來制作馬歇爾試件，擊實(shí)次數(shù)為雙面50次，對(duì)測(cè)試試件的空隙率進(jìn)行測(cè)試并且繪制2.36mm通過率與空隙率的關(guān)系曲線?；旌狭系牡V料級(jí)配根據(jù)期望的空隙率確定，并再次采用以上方法計(jì)算初始瀝青用量。

用上述配制的試樣分別進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、肯特堡飛散試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、謝倫堡析漏試驗(yàn)，保證實(shí)際空隙率與期望空隙率的差值不超過 ±1%。如果符合要求，那么試驗(yàn)結(jié)束；如果不符合要求，應(yīng)該從新配制試樣，直到符合要求為止。

2 OGFC開級(jí)配排水路面使用中存在的問題及運(yùn)用前景

2.1 OGFC開級(jí)配排水路面使用中存在的問題

雖然OGFC開級(jí)配排水路面具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)排水能力，是適用于多雨地區(qū)修筑瀝青路面的表層或磨耗層。但是OGFC開級(jí)配排水路面并不是一個(gè)完美的路面，在OGFC開級(jí)配排水路面的使用過程中也存在一些問題。本文主要介紹OGFC開級(jí)配排水路面使用過程中存在的兩個(gè)問題：混合料拌合工藝復(fù)雜和OGFC開級(jí)配排水路面水毀損害現(xiàn)象。

(1)OGFC開級(jí)配排水路面的粗集料含量較大、間斷級(jí)配及使用高粘度瀝青和添加劑，導(dǎo)致OGFC開級(jí)配排水路面的混合料拌合的時(shí)間長，拌合效率較低，根據(jù)實(shí)際使用情況顯示，OGFC開級(jí)配排水路面的混合料拌合效率僅為普通瀝青路面混合料的60%。此外，在OGFC開級(jí)配排水路面的混合料拌合過程中，集料流量小，傳統(tǒng)烘干桶中無法形成集料，所以應(yīng)該在烘干桶出料口處設(shè)置接觸式溫度傳感器。例如在咸陽機(jī)場(chǎng)路等工程中，由于OGFC開級(jí)配排水路面的混合料在拌合過程中，集料流量小，工程采用增加細(xì)集料流量，為了維持集料加熱烘干溫度采用先進(jìn)行烘干再溢出的輔助手段。這些手段雖然達(dá)到了預(yù)期的目的，但是很不經(jīng)濟(jì)。

(2)雖然OGFC開級(jí)配排水路面具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)排水能力，但是一些地區(qū)還是出現(xiàn)了OGFC開級(jí)配排水路面的水毀損害現(xiàn)象，導(dǎo)致OGFC開級(jí)配排水路面排水能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)喪失。例如，在廣州的某6車道的高架橋路面就出現(xiàn)OGFC開級(jí)配排水路面的水毀現(xiàn)象，該高架橋路面采用玄武巖集料,進(jìn)口的AH-50#瀝青和LH-20混合料，滿足OGFC開級(jí)配排水路面的要求。造成OGFC開級(jí)配排水路面的水毀損害現(xiàn)象的原因主要有以下幾方面：a.由于OGFC開級(jí)配排水路面的空隙率較大，并且發(fā)生離析現(xiàn)象，導(dǎo)致空隙率進(jìn)一步增大，造成了透水；b.路面積水造成瀝青與集料的粘結(jié)力較小；c.氣候惡劣和車輛荷載過大等原因。

2.2 OGFC開級(jí)配排水路面的運(yùn)用前景

OGFC開級(jí)配排水路面的材料主要有瀝青、粗集料、細(xì)集料、乳化瀝青粘層油、防水土工布和排水管。其中OGFC開級(jí)配排水路面對(duì)瀝青、粗集料、細(xì)集料、乳化瀝青粘層油有特殊的要求，尤其是瀝青和粗集料的要求非常嚴(yán)格，加之混合料拌合工藝復(fù)雜，費(fèi)用較高。此外，在我國的一些地區(qū)出現(xiàn)了OGFC開級(jí)配排水路面的水毀損害現(xiàn)象，導(dǎo)致OGFC開級(jí)配排水路面喪失了其最大的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該避免這類現(xiàn)象的發(fā)生。但是OGFC開級(jí)配排水路面的排水能力較強(qiáng)，在我國的一些地區(qū)需要使用。所以，一方面對(duì)OGFC開級(jí)配排水路面的材料選取要嚴(yán)格控制，另一方面要對(duì)OGFC開級(jí)配排水路面的施工工藝進(jìn)行進(jìn)一步研究，以減小OGFC開級(jí)配排水路面的鋪設(shè)費(fèi)用。

3 結(jié)語

總之，OGFC開級(jí)配排水路面在一些地區(qū)有明顯的使用優(yōu)勢(shì)，具有很好的運(yùn)用前景。但是為了完善OGFC開級(jí)配排水路面的使用，還需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況作進(jìn)一步研究。

[1]李麗明,韓均,鐘寧.瀝青穩(wěn)定碎石基層水穩(wěn)定性試驗(yàn)研究[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2006,25(增刊):64-67.

[2]梁錫三,劉濤,任永利.AK-16A型瀝青混合料級(jí)配范圍中的水損害危險(xiǎn)區(qū)[A].改性瀝青應(yīng)用技術(shù)論壇論文集[C].北京:交通部專家委員會(huì),2004.