高架路面換鋪OGFC應用研究

田北海

（上海浦興路橋建設工程有限公司，上海市 201210）

0 引言

隨著海綿城市建設持續(xù)推進，具有滲水、透水、保水、蓄水等功能的材料、技術等應用日趨深入與成熟。以市政工程領域為例，排水能力強[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用于新建項目，而且逐漸被改建工程所采用[5]。

本研究以上海市重大建設項目——濟陽路快速化改建工程1 標項目為載體，從OGFC 配合比設計和工程試驗應用兩個方面出發(fā)，研究將既有城市高架道路路面換鋪成OGFC 后的應用效果。

1 工程概況

濟陽路（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、延安路高架共同構成了上海市中心城區(qū)“十字”交通骨架（見圖1）。濟陽路快速路主線采用高架+ 地面的敷設形式，高架標準段為雙向6 車道規(guī)模。1 標項目起點為盧浦大橋，終點為中環(huán)線，工程范圍內線路全長3.89 km。

圖1 濟陽路項目1 標線路規(guī)劃圖

濟陽路（盧浦大橋-閔行區(qū)界）快速化改建工程1 標項目高架道路路面計劃將既有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 配合比設計

2.1 原材料

2.1.1 瀝青

研究和應用所使用的瀝青為70 號A 級道路石油瀝青。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參數(shù)見表1。

表1 70# 瀝青[6]與RS T 改性瀝青主要技術指標

2.1.2 粗集料

采用材質堅硬、密度大的玄武巖粗集料，表面粗糙，清潔、干燥、無風化、無雜質，形狀接近立方體，具體技術指標見表2。

表2 粗集料技術指標

2.1.3 細集料

選用與瀝青黏附性好的石灰?guī)r石屑作為細集料，為清潔、堅硬、干燥、無風化、無雜質的顆粒材料，具體技術指標見表3。

表3 細集料技術指標

2.1.4 填料

將磨細石灰?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，具體技術要求指標見表4。

表4 填料技術指標

2.2 配合比設計

OGFC-13 的配合比設計按照目標配合比設計、生產配合比設計和生產配合比驗證三個階段執(zhí)行，并確定礦料級配曲線（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 礦料級配

圖4 OGFC-13 礦料級配曲線

2.3 混合料性能試驗結果

根據(jù)標準[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)試驗測試，各項技術指標的檢測結果如下：

2.3.1 排水性指標——空隙率

根據(jù)表5 所列舉的配合比，拌制OGFC-13 瀝青混合料，采用馬歇爾擊實法正反兩面各擊打50 次制備試件，并采用體積法進行空隙率測量。測試結果表明，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 試件空隙率測量結果

2.3.2 耐水損壞指標——凍融劈裂強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指標滿足標準要求[8]，抗水損壞性能較突出。

表7 OGFC-13 試件凍融劈裂強度比和馬歇爾殘留穩(wěn)定度檢測結果

2.3.3 抗飛散破壞指標——肯塔堡飛散實驗混合料損失

飛散實驗是檢驗OGFC 路面抵抗剪切破壞的關鍵指標，經(jīng)浸水并進行實驗。實驗結果表明，經(jīng)肯塔堡飛散實驗后，OGFC-13 瀝青混合料試件的質量損失率不超過12%（見表8），低于標準要求不超過15%的規(guī)定[8]。

表8 OGFC-13 試件肯塔堡飛散實驗混合料損失結果

2.3.4 高溫穩(wěn)定性指標——動穩(wěn)定度

采用輪碾法制備試件并進行車轍測試試驗的結果見表9。由表9 可知，OGFC-13 的高溫強度或穩(wěn)定性能較良好，6 個試件的動穩(wěn)定度檢測結果均超過標準要求不小于4 000 次/mm 的規(guī)定[8]。

表9 OGFC-13 試件動穩(wěn)定度檢測結果

3 試驗段施工

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間的基礎上延長5 s，單次拌和時間控制在55s。材料添加和攪拌時間順序如下：

（1）將溫度達到175～190℃的粗集料、細集料與RST 同時投入攪拌倉，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）出料進入混合料存儲倉。

3.2 OGFC-13 運輸

拌制瀝青混合料的工廠距離該工程的運輸距離約25 km，運輸時間不超過1 h。出廠和到達運輸現(xiàn)場均測量料溫，達到現(xiàn)場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

該項目采用平衡梁法攤鋪OGFC-13，以30 m 為一個碾壓段落，采用11 t 鋼輪壓路機和13 t 雙鋼輪壓路機的機械組合進行初壓、復壓和終壓（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 為一個斷面進行路面檢測（檢測結果見表11），各項指標均滿足標準[8]和設計要求，并根據(jù)項目總體進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 路面檢測指標

4 結語

通過開展配合比設計，并以實際工程項目為試驗載體。研究結果表明：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性能指標良好，而且路面指標也符合標準和設計要求。

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目，雖然規(guī)模不大，但具有代表性，且隨著海綿城市建設的不斷推進，同類項目將越來越多。因此，本研究成果具有參考意義。