高架路面換鋪OGFC應(yīng)用研究

田北海

（上海浦興路橋建設(shè)工程有限公司，上海市 201210）

0 引言

隨著海綿城市建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，具有滲水、透水、保水、蓄水等功能的材料、技術(shù)等應(yīng)用日趨深入與成熟。以市政工程領(lǐng)域?yàn)槔潘芰?qiáng)[1-2]、降噪性能優(yōu)[3-4]的排水瀝青路面材料——OGFC，不僅越來越多地被應(yīng)用于新建項(xiàng)目，而且逐漸被改建工程所采用[5]。

本研究以上海市重大建設(shè)項(xiàng)目——濟(jì)陽路快速化改建工程1 標(biāo)項(xiàng)目為載體，從OGFC 配合比設(shè)計(jì)和工程試驗(yàn)應(yīng)用兩個(gè)方面出發(fā)，研究將既有城市高架道路路面換鋪成OGFC 后的應(yīng)用效果。

1 工程概況

濟(jì)陽路（盧浦大橋-閔行區(qū)界）快速化改建工程是上海市骨干道路網(wǎng)“一橫三環(huán)+十字九射”快速路系統(tǒng)中的重要組成部分，與南北高架、延安路高架共同構(gòu)成了上海市中心城區(qū)“十字”交通骨架（見圖1）。濟(jì)陽路快速路主線采用高架+ 地面的敷設(shè)形式，高架標(biāo)準(zhǔn)段為雙向6 車道規(guī)模。1 標(biāo)項(xiàng)目起點(diǎn)為盧浦大橋，終點(diǎn)為中環(huán)線，工程范圍內(nèi)線路全長3.89 km。

圖1 濟(jì)陽路項(xiàng)目1 標(biāo)線路規(guī)劃圖

濟(jì)陽路（盧浦大橋-閔行區(qū)界）快速化改建工程1 標(biāo)項(xiàng)目高架道路路面計(jì)劃將既有SMA 換鋪成OGFC 的工程范圍為北起楊思路，南至中環(huán)線匝道的東側(cè)高架道路（見圖2 中紅色方框部分），與中環(huán)線既有排水瀝青路面（2009 年鋪筑）連接成一體，長度約700 m。

圖2 換鋪S MA 成OGFC 的施工范圍

換鋪方案：將原有4 cm 的SMA-13 鋪裝層銑刨，撒布乳化瀝青，再鋪筑4 cm 的OGFC-13，詳見圖3。

圖3 換鋪方案

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料

2.1.1 瀝青

研究和應(yīng)用所使用的瀝青為70 號(hào)A 級(jí)道路石油瀝青。為了提高OGFC 材料的黏度、彈性和耐久性，摻入國產(chǎn)高黏度改性材料RST，摻入量為瀝青用量的8%～10%。改性后的瀝青主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 70# 瀝青[6]與RS T 改性瀝青主要技術(shù)指標(biāo)

2.1.2 粗集料

采用材質(zhì)堅(jiān)硬、密度大的玄武巖粗集料，表面粗糙，清潔、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，形狀接近立方體，具體技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 粗集料技術(shù)指標(biāo)

2.1.3 細(xì)集料

選用與瀝青黏附性好的石灰?guī)r石屑作為細(xì)集料，為清潔、堅(jiān)硬、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)的顆粒材料，具體技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)

2.1.4 填料

將磨細(xì)石灰?guī)r石料得到的礦粉作為填料，干燥、清潔（回收的粉塵全部廢棄），且能從石粉倉中自由流出，具體技術(shù)要求指標(biāo)見表4。

表4 填料技術(shù)指標(biāo)

2.2 配合比設(shè)計(jì)

OGFC-13 的配合比設(shè)計(jì)按照目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段執(zhí)行，并確定礦料級(jí)配曲線（見圖4 和表5）和混合料的最佳用油量，最佳用油量為4.8%。

表5 OGFC-13 礦料級(jí)配

圖4 OGFC-13 礦料級(jí)配曲線

2.3 混合料性能試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[7]要求制備101.6 mm×63.5 mm 和300 mm×300 mm×50 mm 兩種尺寸試件。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果如下：

2.3.1 排水性指標(biāo)——空隙率

根據(jù)表5 所列舉的配合比，拌制OGFC-13 瀝青混合料，采用馬歇爾擊實(shí)法正反兩面各擊打50 次制備試件，并采用體積法進(jìn)行空隙率測(cè)量。測(cè)試結(jié)果表明，OGFC-13 的空隙率在20%～22%之間（詳見表6），說明該混合料具備良好的透水或排水能力。

表6 OGFC-13 試件空隙率測(cè)量結(jié)果

2.3.2 耐水損壞指標(biāo)——凍融劈裂強(qiáng)度比和馬歇爾殘留穩(wěn)定度

據(jù)表7 可知，OGFC-13 瀝青混合料抵抗水損壞的技術(shù)指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[8]，抗水損壞性能較突出。

表7 OGFC-13 試件凍融劈裂強(qiáng)度比和馬歇爾殘留穩(wěn)定度檢測(cè)結(jié)果

2.3.3 抗飛散破壞指標(biāo)——肯塔堡飛散實(shí)驗(yàn)混合料損失

飛散實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)OGFC 路面抵抗剪切破壞的關(guān)鍵指標(biāo)，經(jīng)浸水并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)肯塔堡飛散實(shí)驗(yàn)后，OGFC-13 瀝青混合料試件的質(zhì)量損失率不超過12%（見表8），低于標(biāo)準(zhǔn)要求不超過15%的規(guī)定[8]。

表8 OGFC-13 試件肯塔堡飛散實(shí)驗(yàn)混合料損失結(jié)果

2.3.4 高溫穩(wěn)定性指標(biāo)——?jiǎng)臃€(wěn)定度

采用輪碾法制備試件并進(jìn)行車轍測(cè)試試驗(yàn)的結(jié)果見表9。由表9 可知，OGFC-13 的高溫強(qiáng)度或穩(wěn)定性能較良好，6 個(gè)試件的動(dòng)穩(wěn)定度檢測(cè)結(jié)果均超過標(biāo)準(zhǔn)要求不小于4 000 次/mm 的規(guī)定[8]。

表9 OGFC-13 試件動(dòng)穩(wěn)定度檢測(cè)結(jié)果

3 試驗(yàn)段施工

3.1 OGFC-13 拌制

采用工廠熱拌工藝拌制OGFC-13，由于添加了改性添加材料RST，為了確保其與瀝青和集料拌和充分、均勻，在拌和常規(guī)熱拌改性瀝青混合料時(shí)間的基礎(chǔ)上延長5 s，單次拌和時(shí)間控制在55s。材料添加和攪拌時(shí)間順序如下：

（1）將溫度達(dá)到175～190℃的粗集料、細(xì)集料與RST 同時(shí)投入攪拌倉，攪拌10s。

（2）將加熱至15～165℃的70#瀝青噴入攪拌倉，攪拌35 s。

（3）將填料投入攪拌倉，攪拌10 s。

（4）出料進(jìn)入混合料存儲(chǔ)倉。

3.2 OGFC-13 運(yùn)輸

拌制瀝青混合料的工廠距離該工程的運(yùn)輸距離約25 km，運(yùn)輸時(shí)間不超過1 h。出廠和到達(dá)運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)均測(cè)量料溫，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)OGFC-13 瀝青混合料的溫度損失不超過5℃，施工環(huán)境溫度在20～25℃之間。

3.3 鋪裝

該項(xiàng)目采用平衡梁法攤鋪OGFC-13，以30 m 為一個(gè)碾壓段落，采用11 t 鋼輪壓路機(jī)和13 t 雙鋼輪壓路機(jī)的機(jī)械組合進(jìn)行初壓、復(fù)壓和終壓（鋪裝過程見圖5）。具體碾壓方式、碾壓遍數(shù)和碾壓速度見表10。

圖5 OGFC-13 鋪裝施工

表10 OGFC-13 瀝青混合料碾壓參數(shù)

3.4 鋪裝效果

完成OGFC-13 鋪裝施工后，以200 m 為一個(gè)斷面進(jìn)行路面檢測(cè)（檢測(cè)結(jié)果見表11），各項(xiàng)指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)[8]和設(shè)計(jì)要求，并根據(jù)項(xiàng)目總體進(jìn)度和施工期間交通組織要求，開展了部分路段通車（參見圖6）。

表11 OGFC-13 路面檢測(cè)指標(biāo)

4 結(jié)語

通過開展配合比設(shè)計(jì)，并以實(shí)際工程項(xiàng)目為試驗(yàn)載體。研究結(jié)果表明：采用由RTS 改性劑改性的瀝青與集料拌和制備的OGFC-13 瀝青混合料，可成功換鋪高架道路常規(guī)性瀝青路面。OGFC-13 瀝青混合料不僅各項(xiàng)性能指標(biāo)良好，而且路面指標(biāo)也符合標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。

圖6 通車與滲水效果

本研究載體為高架道路路面換鋪裝項(xiàng)目，雖然規(guī)模不大，但具有代表性，且隨著海綿城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，同類項(xiàng)目將越來越多。因此，本研究成果具有參考意義。