淺析OGFC開級配排水路面及其運用前景

馮 韜

(中鐵大橋勘測設計院集團有限公司，湖北武漢 430050)

0 引言

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

1 OGFC開級配排水路面使用性能分析

1.1 OGFC開級配排水路面材料技術要求

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

對于瀝青材料的選取，鋪設開級配抗滑磨耗層路面與普通的瀝青混凝土路面有很大的區別。根據國內外的實踐結果證實，為了得到性能較好的結合料，一般需要采用改性瀝青，采用普通瀝青很難達到預期的效果，所以瀝青應該盡量采用熱穩定性較好、高溫、粘結性強的高黏度改性瀝青。瀝青應具有較小的針入度、較高的粘度和軟化點，為了避免瀝青層低溫開裂，改性瀝青還應有較好的抗裂性。

對于粗集料的選取應該滿足以下幾個要求：(1)無雜質、無風化；(2)潔凈干燥、含泥量小、針片狀含量低；(3)堅硬耐磨、不易壓碎。粗集料的加工過程也有嚴格的要求，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。粗集料對于OGFC開級配排水路面影響較大，是OGFC開級配排水路面鋪設好壞的重要影響因素。

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

為了增加OGFC開級配排水路面的上面層、中面層和下面層之間的粘結力，必須在OGFC開級配排水路面的鋪設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。

防水土工布應該鋪設在OGFC開級配排水路面的上面層和中面層之間，主要技術指標如下所列：

單位面積質量不大于200 g/m2，抗拉強度不小于 kN/m，熔點 230℃。

OGFC開級配排水路面對排水管沒有特殊要求，與普通瀝青混凝土路面鋪設的要求相同。

1.2 OGFC開級配排水路面配比設計研究

進行OGFC開級配排水路面配比設計的研究，首先應該測試各種原材料的相對密度，包括粗集料、細集料，以及礦粉的相對密度，然后將表1所列的在級配范圍內適配3組不同2.36 mm通過率的礦料級配作為初選級配。

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

表1 礦料級配范圍一覽表

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，擊實次數為雙面50次，對測試試件的空隙率進行測試并且繪制2.36mm通過率與空隙率的關系曲線。混合料的礦料級配根據期望的空隙率確定，并再次采用以上方法計算初始瀝青用量。

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

2 OGFC開級配排水路面使用中存在的問題及運用前景

2.1 OGFC開級配排水路面使用中存在的問題

雖然OGFC開級配排水路面具有較強的結構排水能力，是適用于多雨地區修筑瀝青路面的表層或磨耗層。但是OGFC開級配排水路面并不是一個完美的路面，在OGFC開級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開級配排水路面使用過程中存在的兩個問題：混合料拌合工藝復雜和OGFC開級配排水路面水毀損害現象。

(1)OGFC開級配排水路面的粗集料含量較大、間斷級配及使用高粘度瀝青和添加劑，導致OGFC開級配排水路面的混合料拌合的時間長，拌合效率較低，根據實際使用情況顯示，OGFC開級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開級配排水路面的混合料拌合過程中，集料流量小，傳統烘干桶中無法形成集料，所以應該在烘干桶出料口處設置接觸式溫度傳感器。例如在咸陽機場路等工程中，由于OGFC開級配排水路面的混合料在拌合過程中，集料流量小，工程采用增加細集料流量，為了維持集料加熱烘干溫度采用先進行烘干再溢出的輔助手段。這些手段雖然達到了預期的目的，但是很不經濟。

(2)雖然OGFC開級配排水路面具有較強的結構排水能力，但是一些地區還是出現了OGFC開級配排水路面的水毀損害現象，導致OGFC開級配排水路面排水能力強的優勢喪失。例如，在廣州的某6車道的高架橋路面就出現OGFC開級配排水路面的水毀現象，該高架橋路面采用玄武巖集料,進口的AH-50#瀝青和LH-20混合料，滿足OGFC開級配排水路面的要求。造成OGFC開級配排水路面的水毀損害現象的原因主要有以下幾方面：a.由于OGFC開級配排水路面的空隙率較大，并且發生離析現象，導致空隙率進一步增大，造成了透水；b.路面積水造成瀝青與集料的粘結力較小；c.氣候惡劣和車輛荷載過大等原因。

2.2 OGFC開級配排水路面的運用前景

OGFC開級配排水路面的材料主要有瀝青、粗集料、細集料、乳化瀝青粘層油、防水土工布和排水管。其中OGFC開級配排水路面對瀝青、粗集料、細集料、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格，加之混合料拌合工藝復雜，費用較高。此外，在我國的一些地區出現了OGFC開級配排水路面的水毀損害現象，導致OGFC開級配排水路面喪失了其最大的優勢，應該避免這類現象的發生。但是OGFC開級配排水路面的排水能力較強，在我國的一些地區需要使用。所以，一方面對OGFC開級配排水路面的材料選取要嚴格控制，另一方面要對OGFC開級配排水路面的施工工藝進行進一步研究，以減小OGFC開級配排水路面的鋪設費用。

3 結語

總之，OGFC開級配排水路面在一些地區有明顯的使用優勢，具有很好的運用前景。但是為了完善OGFC開級配排水路面的使用，還需要結合當地的實際情況作進一步研究。

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

[2]梁錫三,劉濤,任永利.AK-16A型瀝青混合料級配范圍中的水損害危險區[A].改性瀝青應用技術論壇論文集[C].北京:交通部專家委員會,2004.