OGFC技術(shù)在城市道路中的應(yīng)用

核工業(yè)金華建設(shè)工程公司 浙江金華 321017

摘要：在對(duì)OGFC技術(shù)的歸納整理及其在我國(guó)應(yīng)用發(fā)展的介紹的基礎(chǔ)上，較為詳細(xì)地闡述了OGFC技術(shù)在沿海某城市道路施工中的應(yīng)用情況，并進(jìn)行了總結(jié)，希望為OGFC技術(shù)在城市道路中的應(yīng)用推廣提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

關(guān)鍵詞：OGFC技術(shù)；城市道路；應(yīng)用

OGFC全稱(chēng)為Open-Graded Friction Course，即開(kāi)級(jí)配抗滑磨耗層，為大空隙、開(kāi)級(jí)配的瀝青面層。OGFC粗集料用量大，路面設(shè)計(jì)空隙率一般控制在17～22%。（一般需19%以上）。具有良好的抗滑、排水、減噪功能。

1 OGFC技術(shù)發(fā)展概況

1.1 國(guó)外發(fā)展情況

從1950年起，美國(guó)開(kāi)始在一些地方使用開(kāi)級(jí)配抗滑磨耗層即OGFC技術(shù)，以改善瀝青路面的表面抗滑性能。歐洲從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研究在原有路面上使用能提高行車(chē)安全性及舒適性的開(kāi)級(jí)配磨耗層即PFC（Porous friction course）。這種面層使用高百分比粗粒料，空隙率高達(dá)20～25%，能使水迅速排除，故又被稱(chēng)為排水性瀝青（Drainage asphalt）。同時(shí)為了優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，西班牙Cantabria大學(xué)開(kāi)發(fā)了反映抵抗膠粒飛散的肯塔堡飛散試驗(yàn)。荷蘭、丹麥針對(duì)孔隙阻塞問(wèn)題，發(fā)展了雙層式排水性瀝青路面。上層采用最大粒徑4mm或8mm，下層采用最大粒徑11mm或16mm，總鋪筑厚度達(dá)70mm。日本從1980年前后組團(tuán)赴德國(guó)考察后，積極進(jìn)行排水性瀝青混合料新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。1987年于東京都環(huán)道7號(hào)率先采用排水性瀝青混合料鋪筑。近十幾年來(lái)排水性瀝青混合料鋪裝結(jié)構(gòu)已在日本各級(jí)道路廣泛應(yīng)用，尤其在多雨地區(qū)被列為首選。

1.2 國(guó)內(nèi)應(yīng)用發(fā)展

我國(guó)上世紀(jì)八、九十年代在上海、河北、黑龍江、廣東等地修建了一些小規(guī)模的試驗(yàn)道路，但由于當(dāng)時(shí)對(duì)我國(guó)重載交通的發(fā)展估計(jì)不足、缺少性能優(yōu)良的改性瀝青等問(wèn)題，試驗(yàn)均未取得成功。2000年以后，交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院系統(tǒng)研究了OGFC路面的材料性能與設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、路面安全特性等問(wèn)題，為OGFC路面在我國(guó)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

圖1 OGFC路面與普通瀝青路面對(duì)比圖

隨著我國(guó)城市化發(fā)展的不斷加快，車(chē)流量大幅增加，以及人們對(duì)城市道路從基本的交通需求上升到綠色環(huán)保、高安全性能等更高的要求，在最初從國(guó)外引進(jìn)應(yīng)用到高速公路的OGFC技術(shù)的日趨成熟，OGFC技術(shù)在城市道路上的應(yīng)用越來(lái)越多。據(jù)作者了解，上海高科東路、五洲大道、外環(huán)線(xiàn)以及世博園區(qū)道路均采用OGFC技術(shù)；廈門(mén)仙岳路西段中的3座道路交叉口跨線(xiàn)橋橋面也采用了OGFC技術(shù)進(jìn)行橋面鋪裝；杭州市文三路整治工程快車(chē)道路面結(jié)構(gòu)采用了OGFC技術(shù)。OGFC技術(shù)憑借質(zhì)量?jī)?yōu)、成本低、安全好，增加道路排水性能、有效降低道路行車(chē)噪聲等方面的優(yōu)勢(shì)，正越來(lái)越多地被應(yīng)用在城市道路上。

2 OGFC技術(shù)具體應(yīng)用案例

2.1 工程概況

本工程為某市主干道道路綜合整治工程，全長(zhǎng)約1.56km。道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬30m。橫穿社區(qū)、學(xué)校及醫(yī)院等社會(huì)功能密集區(qū)，對(duì)道路沿線(xiàn)環(huán)境影響較大，因此對(duì)車(chē)輛行駛舒適性、安全環(huán)保性、降低行車(chē)噪音及行車(chē)安全要求比較高。通過(guò)在噪聲源的兩側(cè)設(shè)置綠化帶、聲屏障、防聲墻等設(shè)計(jì)措施，依然不能滿(mǎn)足道路周邊對(duì)環(huán)境噪聲等方面的要求。經(jīng)綜合比對(duì)選擇，本工程機(jī)動(dòng)車(chē)道路面采用OGFC技術(shù)，達(dá)到路面排水降噪效果，解決噪聲環(huán)境敏感區(qū)域城市道路路面結(jié)構(gòu)選擇問(wèn)題。

2.2 原材與配合比

2.2.1 一般規(guī)定

OGFC集料采用開(kāi)級(jí)配（又稱(chēng)間斷級(jí)配），粗集料含量大且粒徑單一，細(xì)集料含量少，結(jié)構(gòu)空隙率一般為18%-22%，瀝青用量一般為5%左右。目標(biāo)空隙率可根據(jù)降雨情況確定。排水瀝青混合料的集料級(jí)配符合表1的規(guī)定。

OGFC的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配 表1

篩孔（方孔篩，mm）通過(guò)質(zhì)量百分率（%）

123

26.5-100-

19.010095-100100

13.292-10072-7790-100

9.550-8045-7062-81

4.759-2114-3111-35

2.369-1314-178-25

0.604-178-155-17

0.303-126-104-14

0.153-84-73-10

0.0752-74-73-7

注：表中1、2、3分別對(duì)應(yīng)三種不同的材料標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配范圍，其最大粒徑D均為13.2mm。

2.2.2 瀝青

根據(jù)不同面層結(jié)構(gòu)的需要，瀝青宜采用具有高溫?zé)岱€(wěn)定性較好、粘結(jié)性強(qiáng)的高粘度改性瀝青。瀝青應(yīng)具有較小的針入度和較高的軟化點(diǎn)和粘度，應(yīng)有較好的抗裂性，避免瀝青面層低溫開(kāi)裂。高粘度改性瀝青的具體性狀指標(biāo)應(yīng)符合表2的規(guī)定。

高粘度改性瀝青的技術(shù)要求 表2

試驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值

針入度1/10mm40以上

軟化點(diǎn)℃85以上

延度（15℃）cm90以上

閃點(diǎn)℃260以上

薄膜加熱質(zhì)量損失率%≤0.05

薄膜加熱針入度比%65以上

*粘韌性N.m20以上

*韌性N.m15以上

*60℃粘度Pa.s100000以上

注：*為區(qū)別于普通道路石油瀝青質(zhì)量要求的試驗(yàn)項(xiàng)目。

2.2.3 粗集料

OGFC以粗集料為主。石料需有足夠的強(qiáng)度、抗壓碎性和抗沖擊性應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定。為保證混合料排水功通，石料外形應(yīng)具有近似立方體形狀，針片狀顆料比一般要求高，針片狀顆料不超過(guò)10%。

2.2.4 細(xì)集料及填料

OGFC細(xì)集料使用量較少。細(xì)集料及石粉等與瀝青之間應(yīng)有較好粘附性能。

2.2.5 配合比

OGFC的配合比設(shè)計(jì)不宜采用傳統(tǒng)的馬歇爾設(shè)計(jì)方法，應(yīng)根據(jù)混合料生產(chǎn)、運(yùn)輸、抗磨耗飛散要求及目標(biāo)空隙確定配合比。

對(duì)OGFC進(jìn)行各項(xiàng)性能試驗(yàn)。包括馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)、老化試驗(yàn)、車(chē)轍試驗(yàn)及透水試驗(yàn)。若性能指標(biāo)達(dá)不到要求，則需調(diào)整級(jí)配或改變結(jié)合類(lèi)型。確定集料級(jí)配及最佳瀝青用量。在進(jìn)行OGFC組成設(shè)計(jì)時(shí)，其各項(xiàng)試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)符合表3規(guī)定。

OGFC的試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo) 表3

試驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)

擊實(shí)次數(shù)/次雙面各50

馬歇爾穩(wěn)定度/KN≥4.5

流值/0.1mm20～40

空隙率/%20±2

礦料間隙率/%≥17

殘留穩(wěn)定度%≥80

瀝青滴落損失率%≤0.2

集料磨耗損失率/%≤20

老化后集料磨耗損失率%≤20

動(dòng)穩(wěn)定度/（次mm-1）≥5000

凍融劈試驗(yàn)的殘留強(qiáng)度比/%≥80

*透水系數(shù)（mms-1）≥0.1