OGFC排水沥青路面施工技术分析

文/河北北方公路工程建设集团有限公司 李百祥

大孔隙开级配沥青磨耗层（OGFC）采用连续开级配骨架-孔隙结构形式，可实现路面排水、降噪、抗滑的效果。本文依托实际工程，通过分析OGFC路面结构的原材料组成要求、施工工艺，评价OGFC排水沥青路面的排水、抗滑和降噪性能，以期扩大其推广应用。

原材料

集料

OGFC排水沥青路面使用的集料包括机制砂、耐磨碎石、矿粉等。其中，粗集料含量高达80%至85%，要求石质坚硬，表面粗糙，形状接近立方体结构，针片状粒料少，易形成骨架结构，骨料间嵌挤力良好；细集料应表面洁净、材质坚硬，并有适当的级配，以增强骨料间的黏附性。本文中OGFC混合料均采用石灰石，具体指标如表1所示。

表1 OGFC路面集料技术要求

表2 OGFC-13级配设计表

表3 高黏改性沥青技术指标

级配

基于国内外OGFC路面级配规范及同类工程成功经验，本文以OGFC-13路面为例，级配如表2所示。

沥青

普通沥青难以满足OGFC沥青路面的使用性能要求，故现阶段多采用高黏度改性沥青，其针入度较小、软化点和黏度较高，一方面具有较好的低温抗裂性能，另一方面，能够保证沥青与集料间黏附性。高黏改性沥青技术指标如表3所示。

乳化沥青透层油

为提高抗水损害性能，并加强沥青面层各层之间的黏结性，实际施工中，在中面层和下面层的顶部撒布乳化沥青黏层油。

施工工艺

施工机械

施工过程中，采用间歇拌和设备NP-2000A，摊铺机采用履带式摊铺机，压路机应采用12t以上的钢轮压路机。

施工温度

为保证施工质量，需控制施工各阶段温度。相比传统沥青路面的施工温度，OGFC路面各项施工工序的控制温度高出10℃至20℃。

黏层施工

由于OGFC沥青路面采用骨架孔隙结构，沥青层层间的接触面积较传统沥青路面大幅减少，因此，需在层间喷洒乳化沥青材料，以提高其层间黏结力。黏层的施工一般分为2层洒布，采用专业的洒布设备控制洒布量。第一层洒布阳离子乳化沥青，用量为0.35kg/m至0.45kg/m。为加强面层的排水效果，在洒布第二层乳化沥青前，应设置聚酯长丝针刺无纺防水土工布，排水管用套筒连接，钻孔间距为10cm。第二层再洒布一层改性乳化沥青，用量为0.5kg/m至0.65kg/m，施工过程中应严格把控温度。

拌和与运输

沥青混合料的拌和采用间歇式拌和。改性沥青加热温度为160℃至165℃，集料加热温度为190℃至200℃，混合料拌和60s后出厂温度应控制在175℃至185℃间。混合料运输中运输车辆应配备篷布遮挡沥青混合料以防扬尘、雨水污染混合料。同时，在车辆的运输箱内应适当涂抹油或其他隔离剂，保证沥青混合料不会黏附在车厢内。为防止离析现象，运输车辆在装料时，应分少量多次取料，在运输过程中应做好保温措施，确保运抵施工现场前温度高于160℃。

摊铺

摊铺作业前应预加热摊铺机，特别是熨平板应加热至100℃以上，摊铺时两台摊铺机同时全铺，间距为10m左右。摊铺机行进速度应控制在2.5m/min至3.5m/min，缓慢、匀速前进，避免出现停车、后溜现象。

碾压

OGFC沥青混合料在碾压作业时分为初压、复压、终压三步骤。初压时温度应在150℃以上，采用12t钢轮压路机碾压2遍，碾压速度为1.5km/h至2.5km/h，碾压遵循由外向内、由低到高的原则；复压时温度应在130℃以上，采用钢轮压路机碾压3遍，碾压速度应略快于初压和终压，碾压时轮迹重叠应不少于三分之一；终压时温度应在100℃以上，温度不宜过高，以防混合料黏附在钢轮上，碾压速度为2km/h至3km/h，碾压1遍即可。

工程实践

本文选取某公路OGFC排水沥青路面作为试验段检验。该路段全长10.8km，每200m选取一点，以渗水系数、噪音分贝、摆值、构造深度等指标评价路面的排水、降噪、抗滑效果。

渗水实验

沥青路面的透水性能直接影响到路面的行车安全，OGFC沥青路面能够减少水漂的危险，在路面积水情况下，仍能够保证路面与轮胎间接触良好，大大减少雨水产生的水雾。根据测试结果可知，OGFC沥青路面的透水性能优于普通沥青路面。OGFC排水沥青路面的渗水系数平均值高达1202.5ml/s，远远高于设计值1000ml/s，AC-13路面的渗水系数平均值为70.7ml/s。该试验段OGFC路面的孔隙率为21.6%，AC-13路面的孔隙率为4.5%，高孔隙率更利于路面的排水。

抗滑实验

为检测路面的抗滑性能，基于《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中有关规定，测定试验段分别在干燥、潮湿、润湿的条件下的摩擦系数，干燥条件下温度为20℃，潮湿条件下路面有0.03mm水膜，润湿条件下路面有0.5mm水膜。根据测试结果可知，OGFC排水路面在3种路面条件下摩擦系数均高于AC-13路面。在干燥、潮湿、润湿条件下，OGFC路面的摩擦系数比AC-13路面分别高出22、12、14.4。路面有水的条件下，OGFC路面可更快地将水排除，维持路面同轮胎的良好接触，抗滑性能优越。

由潮湿变为润湿过程中，OGFC路面摩擦系数降幅远小于AC-13路面。OGFC路面的降幅为1.5%，AC-13路面降幅为5.3%。这是因为OGFC沥青混合料是相互连通孔隙的开级配，透水性能良好，不易于在路面形成连续的水膜或径流。路面积水在行车荷载的动水压力下沿多孔结构流走，不易产生水漂或水雾现象，对摩擦系数的影响较小。

噪音测试

此次测试设备为DT28852型噪音计，检测轿车在不同车速下的最大噪音，并将之与普通AC-13路面对比分析，以评估OGFC路面的降噪效果。经对比可知，相同车速下，OGFC路面产生的最大噪音值小于普通AC-13路面，且车速越快OGFC路面降噪效果越明显。车速分别40km/h、60km/h、80km/h时，OGFC路面最大噪音比AC-13路面小6dB、7.6dB、11.3dB；车速为60km/h时的降噪值较车速为40km/h时增长了26.7%；车速为80km/h时的降噪值较车速为60km/h时增长了48.6%。这是因为OGFC路面发达的孔隙结构起到了多孔吸声材料的作用。同时，轮胎底部的空气压缩后释放产生的“气爆”音，由于压缩空气通过连通孔隙消散而得到抑制。因此，OGFC路面的降噪效果优于普通沥青混凝土路面。