淺析OGFC排水性瀝青路面設計要點

姜晏如

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，近年來OGFC排水瀝青的應用越來越廣泛，實踐證明，OGFC排水瀝青混合料適用于城市道路，但是在使用過程中，路面的材料選擇、配合比設計及施工操作等問題必須得到重視。

關鍵詞：OGFC排水瀝青路面；特點；設計要點；問題

一、概述

OGFC（Open-grad Friction Course，開級配瀝青磨耗層）是一種多空隙的嵌擠型骨架結構，混合料內(nèi)形成大量相互連通的孔隙，從而保證車輛在高速行駛時路面有良好的排水、抗滑、降噪性，同時粗集料的骨架結構承擔荷載作用，大大提高了路面高溫抗車轍能力。因此，OGFC是一種多功能、利于安全的環(huán)保路面。

二、OGFC的特點

（一）OGFC的優(yōu)勢

OGFC的空隙率在18%以上，與傳統(tǒng)的瀝青混凝土相比，從安全與環(huán)境方面來說，OGFC具有以下優(yōu)勢：

1、提高了交通安全功能

（1）提高了潮濕路面的抗滑性能。國外研究表明，與密級配HMA及PCC路面相比，OGFC具有優(yōu)良的潮濕抗滑性，雨天交通事故大大減少。

（2）減少水霧和眩光。OGFC的空隙率大，路表沒有殘留水，幾乎可以消除水霧，雨天在OGFC路面上開車，司機感到安全。同時減少了潮濕狀態(tài)下前燈的眩光，有利于改善能見度，減少駕駛疲勞。

（3）防水漂。因雨水透過OGFC層，在路表沒有連續(xù)水膜，故OGFC可防水漂。即使長時間下雨，可能使OGFC飽和，但由于車輛與輪胎之間水壓通過OGFC的多孔結構消失了，仍然不會發(fā)生水漂。

（4）改善路面標志的可見度。OGFC表面層的標志線，可見度高，尤其是潮濕天氣。

據(jù)日本社會公團的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，鋪筑排水性瀝青混凝土路面后，一年內(nèi)的交通事故由原普通瀝青路面的1525次/年下降至227次，事故發(fā)生率減少了85%，大大提高了交通安全。

2、排水降噪功能

OGFC瀝青混凝土的骨架嵌擠結構，較大的空隙率是排水降噪的基礎。優(yōu)異的排水性能可大大緩解城市雨季洪澇災害的發(fā)生：據(jù)日本的統(tǒng)計，城市地區(qū)降大暴雨時，OGFC鋪面雨水的總流出量降低率達到93%，不僅是流出量峰值大幅度降低，降水流出時間也大大延遲，有效地化解了都市洪澇災害發(fā)生。多空隙的路面結構，能夠吸收輪胎與路面相互作用產(chǎn)生的大量的噪聲能量。據(jù)日本和杭州的測試數(shù)據(jù)，OGFC瀝青混凝土路面噪聲比普通密級配瀝青混凝土路面降低5～8dB。

3、緩解城市熱島效應。這種路面結構，不僅具有“呼吸”功能，同時其空隙中殘留的水分蒸發(fā)等原因可降低鋪面內(nèi)部溫度10～15℃。

4、改善生態(tài)環(huán)境。研究表明，城市大面積的采用OGFC鋪裝后，可減少生物鏈的阻斷，促進微生物的自然繁衍。同時減少城市河流污染，避免或減緩河流腥臭現(xiàn)象的發(fā)生。

（二）OGFC存問題

1、OGFC早期易松散

松散的主要原因是瀝青膜厚度不夠或瀝青與集料之間的粘附性差，結合料老化或浸水時瀝青-集料粘附性的喪失。這種情況下要求采用粘度較好的改性瀝青或特質的高粘改性瀝青；使用纖維等外加劑，盡量增加瀝青膜的厚度；選擇適宜的集料，保證集料和結合料的粘附性；嚴格控制拌和工藝，準確控制結合料和集料的加熱溫度，避免結合料的過度老化。

2、空隙堵塞問題

OGFC優(yōu)良的路用性能主要來自于其較大的空隙率，隨著交通和自然環(huán)境的作用，其空隙率會逐年下降，或者空隙被堵塞，其優(yōu)越性能將無法體現(xiàn)。因此，需要定期清理被堵塞的空隙，空隙堵塞嚴重的情況下，需重鋪或加鋪一層OGFC，恢復其表面空隙。

3、強度比較低

大的空隙率造成集料與集料之間的接觸面減少，勢必引起材料強度的降低，OGFC的強度遠低于密級配的HMA。

4、耐久性差，壽命短

大的空隙率使得結合料和空氣、陽光的接觸面積增加，老化速度比一般密級配材料快，耐久性相對較低，壽命較短。因此，OGFC中需采用抗老化能力強的改性瀝青，且需較厚的瀝青膜，為此，可摻入一定量的纖維提高瀝青用量，增大集料表面裹覆的瀝青膜厚度。

5、OGFC通常鋪筑在路面的表面層，以提高路面的行車性能。其下部的結構仍采用常用材料，排水性瀝青面層與下層材料之間不僅要良好的層間粘結，最重要的是層間需密實不透水，避免表面層內(nèi)的水進入中面層及以下層結構中以致造成破壞，因此，需在OGFC層與其下臥層之間設置一層防水粘結層，以保證各瀝青層之間良好的層間粘結，同時保證較好的防水效果，防止水對瀝青中面層的侵蝕。

三、OGFC的設計要點

因OGFC自身的特點，設計中路面材料選擇、配合比設計及施工操作等方面的優(yōu)劣將直接影響路面的使用性能，本文主要從以下三個方面進行分析：

（一）材料選擇

1、粗集料

OGFC混合料粗集料達到80%左右，由粗集料形成骨架空隙結構，所以，粗骨料的性能好壞是關系到混合料性能的關鍵，其性質、形狀及級配對OGFC混合料的性能有著重要影響。

2、細集料

細集料在OGFC混合料中只占很小的比例，但對混合料仍有較大影響?？紤]細集料與瀝青粘附性的好壞及對馬歇爾穩(wěn)定度及動穩(wěn)定度的效果影響，細集料需干凈、堅硬無風化、干燥、有適當級配，并選擇與瀝青有良好粘附性的機制砂。

3、礦粉

礦粉的性質和用量對瀝青混合料的影響很大。瀝青混合料中要求采用憎水親油的堿性石料，如石灰石磨制的礦粉，盡量采用親水系數(shù)小的礦粉，且拌和樓除塵回收的粉塵不得作為礦粉使用，礦粉貯存必須采取防水措施。

4、礦物纖維

OGFC在生產(chǎn)和運輸過程中存在混合料離析、滴漏現(xiàn)象，配合比設計時需加入一定量的礦物纖維。纖維可與集料顆粒之間產(chǎn)生某種聯(lián)鎖，從而改善瀝青與礦料的相互聯(lián)結，并減少混合料離析，防止滴漏，同時纖維還可使瀝青在集料顆粒表面包裹膜的厚度增大，大大減少瀝青的老化和剝落。