OGFC排水性瀝青混凝土路面技術(shù)

徐偉

（上饒市廣豐公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 廣豐 334600）

0 引言

開級(jí)配瀝青磨耗層(OGFC)是以排水性瀝青混合料作為主要材料鋪設(shè)形成的路面結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)勢是具備良好的抗車轍性和抗滑性，在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)⒙访娣e水及時(shí)排出，滿足路面運(yùn)營要求。在高速公路路面施工環(huán)節(jié)，將OGFC 作為路面施工材料，需要明確材料的技術(shù)指標(biāo)，并且做好相關(guān)的配比優(yōu)化，同時(shí)還要規(guī)范技術(shù)工藝的操作，如此才能提升瀝青混凝土路面工程的施工質(zhì)量。

1 OGFC 排水性瀝青混凝土施工材料分析

在OGFC 排水性瀝青混凝土路面施工階段，應(yīng)對(duì)施工材料進(jìn)行全面深入的研究，以確保施工材料符合工程需要。

一是瀝青材料。瀝青是OGFC 混合料的關(guān)鍵，必須達(dá)到黏度高、抗老化性好的標(biāo)準(zhǔn)，所以應(yīng)選擇低標(biāo)號(hào)、高黏度的瀝青。

二是粗集料。對(duì)于OGFC 混合料而言，粗集料包含礫石、碎石、礦渣等，粒徑在2.36mm 以上。

三是細(xì)集料。主要是天然砂、人工砂、石屑等材料，粒徑在2.36mm 以下。如果選擇應(yīng)用人工砂，應(yīng)將粒徑控制在0.5～3.5mm 之間。

四是礦粉。礦粉是OGFC 混合料必不可少的組成部分，其主要作用是填充集料孔隙，占比較小。就目前而言，OGFC 排水性瀝青混凝土的細(xì)集料規(guī)格如表1所示。

表1 細(xì)集料規(guī)格

2 OGFC 排水性瀝青混凝土路面施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 拌和

其一，溫度控制。在OGFC 混合料中，粗集料占比較大，細(xì)集料占比較小，骨料受熱后，溫度上升速度加快，要想全面控制骨料溫度，有著一定的難度。因此，需要加強(qiáng)噴燃器的燃料控制，也可以通過調(diào)整細(xì)骨料加入比例或者調(diào)整控制參數(shù)的方式，以確保溫度處于合理范圍內(nèi)。在現(xiàn)場開始施工前，進(jìn)行2 次試鋪，如果OGFC 混合料產(chǎn)量低、用量少，則會(huì)造成溫度無法有效控制。技術(shù)人員雖然可以通過拌和樓干燥筒的供油系統(tǒng)以及引風(fēng)機(jī)開度做出調(diào)整，但是效果并不明顯，所以應(yīng)選擇通過增加細(xì)骨料的方式來控制骨料溫度。經(jīng)過技術(shù)人員檢測發(fā)現(xiàn)，骨料通常會(huì)高于儀表檢測溫度25～30C 左右?；旌狭蠝囟容^高的情況下，瀝青材料受熱極易發(fā)生流淌的現(xiàn)象，而溫度較低，則會(huì)造成施工難度升高、質(zhì)量下降，所以嚴(yán)格控制溫度才能保證工程的質(zhì)量。經(jīng)過總結(jié)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定溫度如下：礦料溫度190～200C；瀝青溫度150～170C；混合料出廠溫度180±5C。因?yàn)楣橇蠝囟攘魇俣瓤?，所以在運(yùn)輸、裝卸等環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)溫度監(jiān)測，材料堆放時(shí)頂部與底部的溫差宜控制在3～5C 之間。

其二，存放時(shí)間。因?yàn)镺GFC 混合料內(nèi)細(xì)骨料占比較小，溫度流失速度快，所以不能像普通瀝青材料那樣存放過長的時(shí)間，否則將造成材料表面結(jié)殼，影響工程施工。

其三，拌和周期。OGFC 混合料拌和環(huán)節(jié)尤為重要，應(yīng)按下述要求進(jìn)行：骨料、改性劑先加入拌鍋內(nèi)干拌10s，加入瀝青與礦粉再濕拌40s 出鍋；拌和環(huán)節(jié)要求材料達(dá)到均勻性要求，沒有花白料、結(jié)塊等情況，每一個(gè)拌和循環(huán)周期為75s 左右。由于拌和時(shí)間的限制，較之其他種類的混合料，其生產(chǎn)能力下降60%左右；此外，因?yàn)镺GFC 混合料屬于間接級(jí)配，粗骨料加入比例較大，所以應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，合理調(diào)整粗骨料儲(chǔ)備量，以滿足施工的需要。

其四，添加工藝。外摻劑的添加通常采用人工或者機(jī)械方式進(jìn)行，但是加入比例必須滿足要求。如果在試驗(yàn)路段施工，通過人工方式在拌和機(jī)料口直接加入即可，如果正式施工，應(yīng)該應(yīng)用與拌和機(jī)配套的投料設(shè)備，利用風(fēng)壓將外摻劑直接投入料倉。某工程曾應(yīng)用1 臺(tái)設(shè)備投料，投料時(shí)間為22s 左右，效率低且故障率高；隨后采用2 臺(tái)設(shè)備同時(shí)投料，投料時(shí)間縮短到10s 左右，但是故障率依然無法降低。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，由于投料設(shè)備與拌缸連接彎管角度比較大，每次會(huì)有部分的改性劑顆粒無法清理干凈，長期淤積之下導(dǎo)致堵塞。因此，技術(shù)人員對(duì)瀝青拌和樓加以改進(jìn)，在拌鍋上部焊接1 個(gè)漏斗倉進(jìn)行人工投料，并且采用柔性管道連接，同時(shí)還加裝了報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能投料，提高了外摻劑添加的速度和質(zhì)量。

其五，拌和工藝。在OGFC 混合料的拌和環(huán)節(jié)，可通過骨料改性的方式調(diào)節(jié)材料的性能：將TPS 改性劑投入拌鍋，各種材料發(fā)生物理溶解反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)改性。該方式與瀝青改性有本質(zhì)的區(qū)別，瀝青改性主要是生產(chǎn)時(shí)改性或者現(xiàn)場改性，并且是應(yīng)用改性后的瀝青材料制作混合料。

2.2 運(yùn)輸

其一，選擇大噸位車輛運(yùn)輸，運(yùn)輸能力必須符合工程施工的要求。其二，由于OGFC 混合料黏性高，裝載前需要在車廂內(nèi)壁涂抹油水混合物。其三，為了保證OGFC 混合料的溫度合格，應(yīng)加強(qiáng)溫度控制，確保現(xiàn)場攤鋪施工時(shí)溫度在160C 以上，且采用雙層篷布進(jìn)行保溫。其四，現(xiàn)場組織專人進(jìn)行運(yùn)輸車輛的指揮管理，與攤鋪機(jī)保持10～30cm 距離，掛空擋，由攤鋪機(jī)推動(dòng)運(yùn)行。

2.3 攤鋪

攤鋪施工前，應(yīng)對(duì)熨平板進(jìn)行預(yù)熱處理，溫度超過100C 才能開始施工；現(xiàn)場需要2 臺(tái)攤鋪機(jī)開展梯隊(duì)作業(yè)，保持連續(xù)性攤鋪，設(shè)備之間保持3～5m 的距離，并且相鄰設(shè)備攤鋪施工重疊寬度在10～15cm 之間；因?yàn)镺GFC 混合料產(chǎn)量較低，攤鋪機(jī)運(yùn)行速度保持在1.0～2.0m/min 之間即可，以確保材料的拌和制作速度滿足連續(xù)性施工的要求；OGFC 混合料內(nèi)包含較多的骨料，所以在現(xiàn)場攤鋪施工中應(yīng)合理調(diào)整技術(shù)參數(shù)，保證結(jié)構(gòu)整體性能符合要求；攤鋪?zhàn)鳂I(yè)環(huán)節(jié)，應(yīng)組織專人進(jìn)行厚度、均勻性等檢查，如果發(fā)現(xiàn)局部存在拖痕等問題，應(yīng)立即調(diào)整作業(yè)工藝，提高攤鋪質(zhì)量；因?yàn)镺GFC 混合料屬于間斷級(jí)配，粗骨料粒徑比較單一，所以攤鋪施工比較順利，路面的平整度、美觀性較好，且不易發(fā)生離析的問題，綜合施工效果良好。

2.4 碾壓

其一，OGFC 路面與SMA 路面在級(jí)配方面是相似的，壓實(shí)工藝也比較相近。在初壓、復(fù)壓環(huán)節(jié)，應(yīng)采用剛性碾壓方式，這是因?yàn)槟z輪壓路機(jī)輪胎的變形量較大，局部接觸時(shí)容易形成封閉狀態(tài)，在駛離路面后，熱瀝青材料容易黏附在膠輪上，而且，膠輪壓路機(jī)沒有振動(dòng)功能，達(dá)不到深度碾壓的要求。而在終壓環(huán)節(jié)則應(yīng)采用膠輪壓路機(jī)，可以有效地消除表面輪跡，提高工程質(zhì)量。

其二，程序。初壓施工采用DD100 型壓路機(jī)，靜壓2 遍，運(yùn)行速度為1.5～2.0km/h，路面溫度控制在150～160C。復(fù)壓施工采用CC722 型壓路機(jī)，靜壓2遍，速度為2.0km/h，緊隨初壓進(jìn)行施工。終壓環(huán)節(jié)采用YL20 型膠輪壓路機(jī)，碾壓1～2 遍，溫度必須在55C 左右，否則容易發(fā)生黏輪現(xiàn)象。在現(xiàn)場施工中，可在設(shè)備上安裝自動(dòng)測溫裝置，確保終壓溫度符合要求，提高路面碾壓施工效果。

其三，松鋪系數(shù)。據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)分析，OGFC 混合料的路面空隙率通常在18%～22%之間，所以必須加強(qiáng)碾壓設(shè)備噸位、碾壓遍數(shù)、碾壓溫度的控制，否則極易導(dǎo)致壓實(shí)度超密的情況，松鋪系數(shù)及路面厚度難以滿足工程要求。在某工程施工中，出現(xiàn)路面密實(shí)度過高、空隙率不合格、厚度不均勻等質(zhì)量問題，技術(shù)人員對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行溫度檢測，并且通過馬歇爾試驗(yàn)檢測材料的密實(shí)度，最終分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致質(zhì)量問題的原因是CC722 型壓路機(jī)噸位過大，碾壓遍數(shù)過多，所以技術(shù)人員需要做好現(xiàn)場分析和控制，并且對(duì)路面情況隨時(shí)進(jìn)行檢查，以消除各種不利因素的影響。

2.5 施工縫處理

其一，縱向施工縫?，F(xiàn)場采用2 臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)作業(yè)的情況下，在相鄰界面就會(huì)出現(xiàn)縱向接縫，處理方法之一是采用斜接縫的形式，作業(yè)時(shí)2 臺(tái)攤鋪機(jī)應(yīng)保持3～5m 的距離。方法之二是采用熱接縫的形式，搭接碾壓，消除接縫痕跡。

其二，橫向施工縫。橫向施工縫主要是平接縫的形式。處理方法是在一個(gè)路段攤鋪施工的終點(diǎn)位置設(shè)置一條與路面厚度相同的鋼模板，碾壓結(jié)束后將鋼模板取出，下次施工時(shí)清理斷面并在斷面涂抹一層黏層瀝青后接著攤鋪。

有些施工縫極易出現(xiàn)降雨徑流的情況，這是因?yàn)槟雺哼^密導(dǎo)致空隙率減小造成的，所以應(yīng)將壓實(shí)度控制在合理范圍內(nèi)。

2.6 交通管制

OGFC 混合料路面施工結(jié)束后，路面的抗剪強(qiáng)度還比較差，應(yīng)該在12h 之后再開放交通，并應(yīng)禁止重載車輛行駛，避免急剎車或者急轉(zhuǎn)彎的情況，否則極易導(dǎo)致路面推移或搓起，影響路面平整度。

3 檢查試驗(yàn)

在現(xiàn)場施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查試驗(yàn)工作，以達(dá)到路面質(zhì)量和性能的要求。在路面檢查試驗(yàn)中，最關(guān)鍵的指標(biāo)是排水性能：對(duì)于OGFC 排水性瀝青混凝土路面而言，設(shè)計(jì)方案中要求其內(nèi)部有部分存水的功能，必須滿足該要求才能投入運(yùn)行。混合料的性能指標(biāo)也很重要：其一，需要對(duì)混合料的外觀進(jìn)行檢查，確保沒有離析現(xiàn)象；其二，檢測混合料的厚度、平整度、寬度等指標(biāo)，確保符合設(shè)計(jì)要求；其三，在混合料運(yùn)輸階段，落實(shí)保溫管理措施，確保攤鋪、碾壓等環(huán)節(jié)的材料溫度合格，符合工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在OGFC 排水性瀝青混凝土路面鋪設(shè)施工中，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)質(zhì)量控制指標(biāo)，加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，提高路面性能。在施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)材料質(zhì)量的監(jiān)督與管理，每一項(xiàng)材料的性能都必須符合要求，不得存在質(zhì)量缺陷。排水性瀝青混凝土的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可以根據(jù)實(shí)際需要添加一定比例的TPS 改性劑，在添加時(shí)必須加強(qiáng)比例控制，如果比例過大或者過小，都容易導(dǎo)致材料性能不合格，對(duì)于不合格的材料，必須舍棄不用。在路面施工中，確保材料生產(chǎn)供應(yīng)充足，能夠滿足現(xiàn)場施工連續(xù)性的要求。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，OGFC 混合料的路面空隙率大，含有較多的粗骨料，所以應(yīng)該加強(qiáng)控制混合料的配比參數(shù)，保證材料的性能滿足要求，以提高路面的排水效果，進(jìn)而提升公路總體運(yùn)行質(zhì)量。

4 結(jié)論

OGFC 排水性瀝青混凝土路面還處于試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)，在我國并未大面積使用，大范圍鋪設(shè)施工的案例比較少，因此需要結(jié)合實(shí)際情況，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，讓更多的單位、技術(shù)人員意識(shí)到OGFC 排水性瀝青混凝土的優(yōu)勢，并了解其存在的缺陷，以有針對(duì)性地對(duì)其加以改進(jìn)，推動(dòng)該技術(shù)的應(yīng)用。

其一，原材料加工難。因?yàn)镺GFC 混合料的粗骨料級(jí)配比較單一，骨料的含量多，10～15mm 的粒徑間隔小，加工產(chǎn)量低，所以要提前解決材料供應(yīng)的問題。

其二，配合比設(shè)計(jì)難。為了保證空隙率達(dá)到排水性能要求，級(jí)配中2.36mm 篩孔通過量必須符合標(biāo)準(zhǔn)，以確保級(jí)配性能合格。

其三，溫度控制難。OGFC 路面含有較多的粗骨料，溫度控制難度較高，所以需要投入更多的力量進(jìn)行控制，以確保溫度時(shí)刻保持在合理的范圍內(nèi)。

其四，拌和時(shí)間長、效率低。拌和環(huán)節(jié)對(duì)于現(xiàn)場施工影響較大，且材料不能長時(shí)間存放，與其他施工環(huán)節(jié)難以有效協(xié)調(diào)。

其五，空隙率難保證。壓路機(jī)噸位、碾壓遍數(shù)、碾壓溫度等都有較高要求，一旦任何參數(shù)控制不當(dāng)，都會(huì)影響工程質(zhì)量。

其六，造價(jià)高。TPS 改性劑成本較高，導(dǎo)致最終工程成本也會(huì)升高。

其七，瀝青老化快，使用年限短。國外OGFC 路面設(shè)計(jì)年限一般為4～7年。

其八，抗剪強(qiáng)度較差。由于結(jié)構(gòu)比較特殊，抗剪強(qiáng)度不足，在彎道大、縱坡大或者重載車輛多的區(qū)域，難以達(dá)到運(yùn)行的要求。

其九，局限性大，養(yǎng)護(hù)難。在路面鋪設(shè)施工中，應(yīng)做好氣候環(huán)境、天氣狀況的分析，在合理的條件下推廣應(yīng)用，最好不要在風(fēng)沙大、降雨少的地區(qū)應(yīng)用。排水性瀝青路面的主要缺點(diǎn)就是粉塵等雜質(zhì)堵塞孔隙，降低排水性能，需要采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行清理。所以應(yīng)避免這些因素的不利影響。此外，在路面的中面層養(yǎng)護(hù)時(shí)，還要考慮封水問題以及強(qiáng)度問題。

總之，OGFC 排水性瀝青混凝土是現(xiàn)代工程領(lǐng)域發(fā)展之下的產(chǎn)物，經(jīng)過長達(dá)幾十年的發(fā)展，目前已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用。在具體的應(yīng)用中，要從設(shè)計(jì)角度出發(fā)進(jìn)行論證分析，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，設(shè)計(jì)最佳應(yīng)用方案，從而發(fā)揮OGFC 排水性瀝青混凝土路面的性能優(yōu)勢，進(jìn)一步推動(dòng)我國公路工程的發(fā)展。