OGFC排水瀝青路面施工技術(shù)分析

文/河北北方公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司 李百祥

大孔隙開(kāi)級(jí)配瀝青磨耗層（OGFC）采用連續(xù)開(kāi)級(jí)配骨架-孔隙結(jié)構(gòu)形式，可實(shí)現(xiàn)路面排水、降噪、抗滑的效果。本文依托實(shí)際工程，通過(guò)分析OGFC路面結(jié)構(gòu)的原材料組成要求、施工工藝，評(píng)價(jià)OGFC排水瀝青路面的排水、抗滑和降噪性能，以期擴(kuò)大其推廣應(yīng)用。

原材料

集料

OGFC排水瀝青路面使用的集料包括機(jī)制砂、耐磨碎石、礦粉等。其中，粗集料含量高達(dá)80%至85%，要求石質(zhì)堅(jiān)硬，表面粗糙，形狀接近立方體結(jié)構(gòu)，針片狀粒料少，易形成骨架結(jié)構(gòu)，骨料間嵌擠力良好；細(xì)集料應(yīng)表面潔凈、材質(zhì)堅(jiān)硬，并有適當(dāng)?shù)募?jí)配，以增強(qiáng)骨料間的黏附性。本文中OGFC混合料均采用石灰石，具體指標(biāo)如表1所示。

表1 OGFC路面集料技術(shù)要求

表2 OGFC-13級(jí)配設(shè)計(jì)表

表3 高黏改性瀝青技術(shù)指標(biāo)

級(jí)配

基于國(guó)內(nèi)外OGFC路面級(jí)配規(guī)范及同類工程成功經(jīng)驗(yàn)，本文以O(shè)GFC-13路面為例，級(jí)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(xiàn)階段多采用高黏度改性瀝青，其針入度較小、軟化點(diǎn)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(shù)指標(biāo)如表3所示。

乳化瀝青透層油

為提高抗水損害性能，并加強(qiáng)瀝青面層各層之間的黏結(jié)性，實(shí)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(jī)械

施工過(guò)程中，采用間歇拌和設(shè)備NP-2000A，攤鋪機(jī)采用履帶式攤鋪機(jī)，壓路機(jī)應(yīng)采用12t以上的鋼輪壓路機(jī)。

施工溫度

為保證施工質(zhì)量，需控制施工各階段溫度。相比傳統(tǒng)瀝青路面的施工溫度，OGFC路面各項(xiàng)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(jié)構(gòu)，瀝青層層間的接觸面積較傳統(tǒng)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(jié)力。黏層的施工一般分為2層灑布，采用專業(yè)的灑布設(shè)備控制灑布量。第一層灑布陽(yáng)離子乳化瀝青，用量為0.35kg/m至0.45kg/m。為加強(qiáng)面層的排水效果，在灑布第二層乳化瀝青前，應(yīng)設(shè)置聚酯長(zhǎng)絲針刺無(wú)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(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格把控溫度。

拌和與運(yùn)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(yīng)控制在175℃至185℃間?；旌狭线\(yùn)輸中運(yùn)輸車輛應(yīng)配備篷布遮擋瀝青混合料以防揚(yáng)塵、雨水污染混合料。同時(shí)，在車輛的運(yùn)輸箱內(nèi)應(yīng)適當(dāng)涂抹油或其他隔離劑，保證瀝青混合料不會(huì)黏附在車廂內(nèi)。為防止離析現(xiàn)象，運(yùn)輸車輛在裝料時(shí)，應(yīng)分少量多次取料，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)做好保溫措施，確保運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)前溫度高于160℃。

攤鋪

攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前應(yīng)預(yù)加熱攤鋪機(jī)，特別是熨平板應(yīng)加熱至100℃以上，攤鋪時(shí)兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)全鋪，間距為10m左右。攤鋪機(jī)行進(jìn)速度應(yīng)控制在2.5m/min至3.5m/min，緩慢、勻速前進(jìn)，避免出現(xiàn)停車、后溜現(xiàn)象。

碾壓

OGFC瀝青混合料在碾壓作業(yè)時(shí)分為初壓、復(fù)壓、終壓三步驟。初壓時(shí)溫度應(yīng)在150℃以上，采用12t鋼輪壓路機(jī)碾壓2遍，碾壓速度為1.5km/h至2.5km/h，碾壓遵循由外向內(nèi)、由低到高的原則；復(fù)壓時(shí)溫度應(yīng)在130℃以上，采用鋼輪壓路機(jī)碾壓3遍，碾壓速度應(yīng)略快于初壓和終壓，碾壓時(shí)輪跡重疊應(yīng)不少于三分之一；終壓時(shí)溫度應(yīng)在100℃以上，溫度不宜過(guò)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(shí)踐

本文選取某公路OGFC排水瀝青路面作為試驗(yàn)段檢驗(yàn)。該路段全長(zhǎng)10.8km，每200m選取一點(diǎn)，以滲水系數(shù)、噪音分貝、擺值、構(gòu)造深度等指標(biāo)評(píng)價(jià)路面的排水、降噪、抗滑效果。

滲水實(shí)驗(yàn)

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(xiǎn)，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(chǎn)生的水霧。根據(jù)測(cè)試結(jié)果可知，OGFC瀝青路面的透水性能優(yōu)于普通瀝青路面。OGFC排水瀝青路面的滲水系數(shù)平均值高達(dá)1202.5ml/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值1000ml/s，AC-13路面的滲水系數(shù)平均值為70.7ml/s。該試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)

為檢測(cè)路面的抗滑性能，基于《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG E60-2008）中有關(guān)規(guī)定，測(cè)定試驗(yàn)段分別在干燥、潮濕、潤(rùn)濕的條件下的摩擦系數(shù)，干燥條件下溫度為20℃，潮濕條件下路面有0.03mm水膜，潤(rùn)濕條件下路面有0.5mm水膜。根據(jù)測(cè)試結(jié)果可知，OGFC排水路面在3種路面條件下摩擦系數(shù)均高于AC-13路面。在干燥、潮濕、潤(rùn)濕條件下，OGFC路面的摩擦系數(shù)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(yōu)越。

由潮濕變?yōu)闈?rùn)濕過(guò)程中，OGFC路面摩擦系數(shù)降幅遠(yuǎn)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?yàn)镺GFC瀝青混合料是相互連通孔隙的開(kāi)級(jí)配，透水性能良好，不易于在路面形成連續(xù)的水膜或徑流。路面積水在行車荷載的動(dòng)水壓力下沿多孔結(jié)構(gòu)流走，不易產(chǎn)生水漂或水霧現(xiàn)象，對(duì)摩擦系數(shù)的影響較小。

噪音測(cè)試

此次測(cè)試設(shè)備為DT28852型噪音計(jì)，檢測(cè)轎車在不同車速下的最大噪音，并將之與普通AC-13路面對(duì)比分析，以評(píng)估OGFC路面的降噪效果。經(jīng)對(duì)比可知，相同車速下，OGFC路面產(chǎn)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(shí)，OGFC路面最大噪音比AC-13路面小6dB、7.6dB、11.3dB；車速為60km/h時(shí)的降噪值較車速為40km/h時(shí)增長(zhǎng)了26.7%；車速為80km/h時(shí)的降噪值較車速為60km/h時(shí)增長(zhǎng)了48.6%。這是因?yàn)镺GFC路面發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)起到了多孔吸聲材料的作用。同時(shí)，輪胎底部的空氣壓縮后釋放產(chǎn)生的“氣爆”音，由于壓縮空氣通過(guò)連通孔隙消散而得到抑制。因此，OGFC路面的降噪效果優(yōu)于普通瀝青混凝土路面。