OGFC排水瀝青路面施工技術分析

文/河北北方公路工程建設集團有限公司 李百祥

大孔隙開級配瀝青磨耗層（OGFC）采用連續開級配骨架-孔隙結構形式，可實現路面排水、降噪、抗滑的效果。本文依托實際工程，通過分析OGFC路面結構的原材料組成要求、施工工藝，評價OGFC排水瀝青路面的排水、抗滑和降噪性能，以期擴大其推廣應用。

原材料

集料

OGFC排水瀝青路面使用的集料包括機制砂、耐磨碎石、礦粉等。其中，粗集料含量高達80%至85%，要求石質堅硬，表面粗糙，形狀接近立方體結構，針片狀粒料少，易形成骨架結構，骨料間嵌擠力良好；細集料應表面潔凈、材質堅硬，并有適當的級配，以增強骨料間的黏附性。本文中OGFC混合料均采用石灰石，具體指標如表1所示。

表1 OGFC路面集料技術要求

表2 OGFC-13級配設計表

表3 高黏改性瀝青技術指標

級配

基于國內外OGFC路面級配規范及同類工程成功經驗，本文以OGFC-13路面為例，級配如表2所示。

瀝青

普通瀝青難以滿足OGFC瀝青路面的使用性能要求，故現階段多采用高黏度改性瀝青，其針入度較小、軟化點和黏度較高，一方面具有較好的低溫抗裂性能，另一方面，能夠保證瀝青與集料間黏附性。高黏改性瀝青技術指標如表3所示。

乳化瀝青透層油

為提高抗水損害性能，并加強瀝青面層各層之間的黏結性，實際施工中，在中面層和下面層的頂部撒布乳化瀝青黏層油。

施工工藝

施工機械

施工過程中，采用間歇拌和設備NP-2000A，攤鋪機采用履帶式攤鋪機，壓路機應采用12t以上的鋼輪壓路機。

施工溫度

為保證施工質量，需控制施工各階段溫度。相比傳統瀝青路面的施工溫度，OGFC路面各項施工工序的控制溫度高出10℃至20℃。

黏層施工

由于OGFC瀝青路面采用骨架孔隙結構，瀝青層層間的接觸面積較傳統瀝青路面大幅減少，因此，需在層間噴灑乳化瀝青材料，以提高其層間黏結力。黏層的施工一般分為2層灑布，采用專業的灑布設備控制灑布量。第一層灑布陽離子乳化瀝青，用量為0.35kg/m至0.45kg/m。為加強面層的排水效果，在灑布第二層乳化瀝青前，應設置聚酯長絲針刺無紡防水土工布，排水管用套筒連接，鉆孔間距為10cm。第二層再灑布一層改性乳化瀝青，用量為0.5kg/m至0.65kg/m，施工過程中應嚴格把控溫度。

拌和與運輸

瀝青混合料的拌和采用間歇式拌和。改性瀝青加熱溫度為160℃至165℃，集料加熱溫度為190℃至200℃，混合料拌和60s后出廠溫度應控制在175℃至185℃間。混合料運輸中運輸車輛應配備篷布遮擋瀝青混合料以防揚塵、雨水污染混合料。同時，在車輛的運輸箱內應適當涂抹油或其他隔離劑，保證瀝青混合料不會黏附在車廂內。為防止離析現象，運輸車輛在裝料時，應分少量多次取料，在運輸過程中應做好保溫措施，確保運抵施工現場前溫度高于160℃。

攤鋪

攤鋪作業前應預加熱攤鋪機，特別是熨平板應加熱至100℃以上，攤鋪時兩臺攤鋪機同時全鋪，間距為10m左右。攤鋪機行進速度應控制在2.5m/min至3.5m/min，緩慢、勻速前進，避免出現停車、后溜現象。

碾壓

OGFC瀝青混合料在碾壓作業時分為初壓、復壓、終壓三步驟。初壓時溫度應在150℃以上，采用12t鋼輪壓路機碾壓2遍，碾壓速度為1.5km/h至2.5km/h，碾壓遵循由外向內、由低到高的原則；復壓時溫度應在130℃以上，采用鋼輪壓路機碾壓3遍，碾壓速度應略快于初壓和終壓，碾壓時輪跡重疊應不少于三分之一；終壓時溫度應在100℃以上，溫度不宜過高，以防混合料黏附在鋼輪上，碾壓速度為2km/h至3km/h，碾壓1遍即可。

工程實踐

本文選取某公路OGFC排水瀝青路面作為試驗段檢驗。該路段全長10.8km，每200m選取一點，以滲水系數、噪音分貝、擺值、構造深度等指標評價路面的排水、降噪、抗滑效果。

滲水實驗

瀝青路面的透水性能直接影響到路面的行車安全，OGFC瀝青路面能夠減少水漂的危險，在路面積水情況下，仍能夠保證路面與輪胎間接觸良好，大大減少雨水產生的水霧。根據測試結果可知，OGFC瀝青路面的透水性能優于普通瀝青路面。OGFC排水瀝青路面的滲水系數平均值高達1202.5ml/s，遠遠高于設計值1000ml/s，AC-13路面的滲水系數平均值為70.7ml/s。該試驗段OGFC路面的孔隙率為21.6%，AC-13路面的孔隙率為4.5%，高孔隙率更利于路面的排水。

抗滑實驗

為檢測路面的抗滑性能，基于《公路路基路面現場測試規程》（JTG E60-2008）中有關規定，測定試驗段分別在干燥、潮濕、潤濕的條件下的摩擦系數，干燥條件下溫度為20℃，潮濕條件下路面有0.03mm水膜，潤濕條件下路面有0.5mm水膜。根據測試結果可知，OGFC排水路面在3種路面條件下摩擦系數均高于AC-13路面。在干燥、潮濕、潤濕條件下，OGFC路面的摩擦系數比AC-13路面分別高出22、12、14.4。路面有水的條件下，OGFC路面可更快地將水排除，維持路面同輪胎的良好接觸，抗滑性能優越。

由潮濕變為潤濕過程中，OGFC路面摩擦系數降幅遠小于AC-13路面。OGFC路面的降幅為1.5%，AC-13路面降幅為5.3%。這是因為OGFC瀝青混合料是相互連通孔隙的開級配，透水性能良好，不易于在路面形成連續的水膜或徑流。路面積水在行車荷載的動水壓力下沿多孔結構流走，不易產生水漂或水霧現象，對摩擦系數的影響較小。

噪音測試

此次測試設備為DT28852型噪音計，檢測轎車在不同車速下的最大噪音，并將之與普通AC-13路面對比分析，以評估OGFC路面的降噪效果。經對比可知，相同車速下，OGFC路面產生的最大噪音值小于普通AC-13路面，且車速越快OGFC路面降噪效果越明顯。車速分別40km/h、60km/h、80km/h時，OGFC路面最大噪音比AC-13路面小6dB、7.6dB、11.3dB；車速為60km/h時的降噪值較車速為40km/h時增長了26.7%；車速為80km/h時的降噪值較車速為60km/h時增長了48.6%。這是因為OGFC路面發達的孔隙結構起到了多孔吸聲材料的作用。同時，輪胎底部的空氣壓縮后釋放產生的“氣爆”音，由于壓縮空氣通過連通孔隙消散而得到抑制。因此，OGFC路面的降噪效果優于普通瀝青混凝土路面。