李國杰

0 引言

OGFC起源于歐洲，為骨架空隙結(jié)構(gòu)，由于其獨(dú)特的大空隙(空隙率為18%～25%)特點(diǎn)，適用于多雨地區(qū)，不但抗滑性能良好，同時還可以通過層內(nèi)連通的空隙快速排除雨水，使輪胎與路面之間的摩擦系數(shù)增加。日本公路研究調(diào)查資料表明，鋪筑排水性路面后在雨天發(fā)生的交通事故減少了80%。同時由于其特殊的結(jié)構(gòu)特征，OGFC能夠顯著減少噪聲。資料反映，OGFC可降噪3 dB～8 dB。本文通過室內(nèi)試驗(yàn)，進(jìn)行了OGFC瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)，并提出了OGFC瀝青混合料生產(chǎn)和施工質(zhì)量控制措施。

1 配合比試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

瀝青采用東海A級70號道路石油瀝青，改性劑為深圳海川的SinoTPS，摻量為SinoTPS∶基質(zhì)瀝青=17∶83，粗集料采用玄武巖，細(xì)集料采用石灰?guī)r機(jī)制砂，填料為石灰?guī)r磨細(xì)礦粉。

1.2 礦料配合比例設(shè)計(jì)

在規(guī)范規(guī)定的OGFC-13合成級配范圍內(nèi)，各種礦料通過大量的單粒級篩分試驗(yàn)，初步擬定了3種初試級配，三種級配不同之處在于篩孔2.36 mm通過率，分別是級配A:14.9%;級配B:16.1%;級配 C:17.3%。

級配 A，B，C 分別采用 4.9%，5.1%，5.2%油石比成型馬歇爾試件，各種礦料加熱溫度為185℃，拌和溫度180℃，拌和過程中先加入集料、機(jī)制砂、TPS干拌3 min，然后加入基質(zhì)瀝青拌和1.5 min，再加入礦粉和消石灰拌和 1.5 min，擊實(shí)溫度(165±2)℃、擊實(shí)次數(shù)為雙面各50次。試件溫度降至常溫后脫模，測量試件的重量、高度、直徑，計(jì)算試件的密度、空隙率。然后將試件放入水中大約30 min，讓水充分浸入空隙中。在水中強(qiáng)烈晃動試件將氣泡排出，此時測量試件的水中重量，計(jì)算連通空隙率。馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表1，其中空隙率計(jì)算，試件密度采用毛體積相對密度，最大理論相對密度采用各種礦料的表觀相對密度計(jì)算。

表1 各初試級配體積試驗(yàn)結(jié)果匯總

根據(jù)表3試驗(yàn)結(jié)果及目標(biāo)孔隙率，最終確定出目標(biāo)配合比采用A級配。

1.3 最佳油石比的確定和路用性能驗(yàn)證

1)油石比的確定。

OGFC配合比設(shè)計(jì)的特殊之處是最佳瀝青用量的確定，根據(jù)希望的瀝青油膜厚度(本配合比設(shè)計(jì)油膜厚度取12μm)，利用所得目標(biāo)配合比，按下式計(jì)算瀝青混合料的瀝青用量。

其中，A 為集料總的表面積;a，b，c，d，e，f，g 分別代表4.75 mm，2.36 mm，1.18 mm，0.6 mm，0.3 mm，0.15 mm，0.075 mm 篩孔的通過百分率，%。

為了達(dá)到期望的空隙率而具有較高耐久性的最大容許瀝青膜厚度，通過計(jì)算分析最終確定最佳油石比為4.9%，并成型馬歇爾試件，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

2)配合比檢驗(yàn)與性能驗(yàn)證。

按確定的礦料配合比例及最佳油石比，進(jìn)行混合料路用性能檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果匯總見表3，各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)值均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3 配合比檢驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果匯總

試驗(yàn)結(jié)果表明:OGFC瀝青混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足要求，能夠應(yīng)用于工程實(shí)際。

2 施工工藝

2.1 拌和

1)級配控制。a.透水性瀝青混合料的生產(chǎn)采用間歇式瀝青拌和機(jī)，生產(chǎn)時瀝青用量應(yīng)能較準(zhǔn)確的控制，宜在Pa±0.2%范圍之內(nèi)。TPS的加入采用人工投放方式，在拌和鍋上增設(shè)投料口，同時安裝提示和監(jiān)控設(shè)備，確保TPS不漏投。b.透水性瀝青混合料的空隙率受2.36 mm和0.075 mm篩孔通過率的影響最大，必須嚴(yán)格控制，保證2.36 mm通過率在 ±3%，0.075 mm通過率在±2%的控制范圍之內(nèi)。

2)溫度控制。由于透水路面混合料產(chǎn)量低，且使用的粗骨料較多、細(xì)骨料較少，骨料易熱，骨料溫度控制較難，因此需對噴燃器的燃料供給嚴(yán)加控制，或者采取提高細(xì)骨料供給量或儀表顯示值與實(shí)測值誤差調(diào)整的對策。根據(jù)其他項(xiàng)目施工的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)測骨料溫度一般較儀表顯示溫度高25℃～30℃。

透水路面混合料采用高粘度改性瀝青，稠度高，比普通混合料難于拌和，混合料溫度過高，易產(chǎn)生瀝青的流淌，溫度過低則施工作業(yè)困難，因此施工中溫度控制尤為重要。透水性瀝青混合料生產(chǎn)溫度控制要求如表4所示。生產(chǎn)中低于下限值170℃或超過上限值195℃的透水性瀝青混合料不得使用。

表4 透水性瀝青混合料溫度控制要求 ℃

2.2 運(yùn)輸

高粘度瀝青的施工性能受溫度的影響較大，且透水路面混合料的粗骨料多、孔隙率大，散熱快，比一般瀝青混合料更容易冷卻，應(yīng)在運(yùn)輸中采取以下措施:

1)運(yùn)料車應(yīng)用雙層篷布覆蓋，用以保溫、防雨、防污染，運(yùn)料車到達(dá)現(xiàn)場后等本車混合料攤鋪完方可揭開保溫篷布。2)到達(dá)現(xiàn)場時的透水性瀝青混合料溫度不宜低于170℃。3)為保證均勻、連續(xù)攤鋪，在攤鋪機(jī)前至少應(yīng)有3輛以上的運(yùn)料車等待卸料。卸料時，在距攤鋪機(jī)前20 cm～30 cm處空擋停車，不得碰撞攤鋪機(jī)。鋪筑中，由攤鋪機(jī)頂推運(yùn)料車同步前進(jìn)。4)運(yùn)料車到達(dá)現(xiàn)場后，應(yīng)嚴(yán)格檢查混合料的溫度，不得低于攤鋪溫度170℃的要求。

2.3 攤鋪

透水路面瀝青混合料的攤鋪與普通瀝青混合料的攤鋪一樣，但是應(yīng)該注意:

1)由于拌和樓生產(chǎn)透水路面混合料的產(chǎn)量低，攤鋪機(jī)速度可以較慢，一般控制在1.0 m/min～2.0 m/min，使拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力與攤鋪速度相適應(yīng)，保證攤鋪過程的勻速、緩慢連續(xù)不間斷。攤鋪過程中不得出現(xiàn)停機(jī)待料或者隨意更換攤鋪速度的情況。2)采用兩臺攤鋪機(jī)成梯隊(duì)作業(yè)進(jìn)行全幅攤鋪，兩臺攤鋪機(jī)相隔間距2 m～4 m。3)在攤鋪前，攤鋪機(jī)熨平板必須先預(yù)熱40 min左右，使熨平板溫度接近混合料的溫度(達(dá)到100℃以上)，防止粘料。4)由于混合料中粗骨料多，應(yīng)調(diào)整好振搗和振動級數(shù)，以確保足夠的初始密實(shí)度，且不振碎集料。一般地，振搗和振動級數(shù)均為5級。5)松鋪系數(shù)通過試鋪試壓確定。

2.4 碾壓

透水路面的碾壓與普通瀝青路面的碾壓工藝基本相同，但是宜采用小于12 t的鋼輪壓路機(jī)碾壓，在碾壓方式和碾壓溫度等方面也有其自身的特點(diǎn)。應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):

1)瀝青混合料攤鋪后，必須緊跟著在盡可能高的溫度狀態(tài)下開始碾壓，不得等候。除必要的加水等短暫的歇息外，壓路機(jī)在各階段的碾壓過程中應(yīng)連續(xù)不間斷地進(jìn)行。2)碾壓采用鋼輪壓路機(jī)靜壓。初壓采用10 t～12 t鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，初壓區(qū)的長度應(yīng)與攤鋪機(jī)的速度匹配，一般不宜大于20 m，每次碾壓到攤鋪機(jī)跟前后折返碾壓;復(fù)壓應(yīng)緊跟在初壓后進(jìn)行，采用鋼輪壓路機(jī)靜壓4遍;終壓采用膠輪壓路機(jī)靜壓1遍(為防止較高溫度下膠輪壓路機(jī)粘輪，路面終壓溫度控制在60℃左右)。3)碾壓時，分段不應(yīng)明顯，壓路機(jī)每次往返時，不能停在同一斷面附近。

［1］ 張宜洛，支喜蘭.AK、SMA、OGFC、ASC型瀝青混合料路用性能的研究［J］.重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2003(7):20.

［2］ 劉中林，田 文，史建方，等.高等級公路瀝青混凝土路面新技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［3］ 沙慶林.瀝青面層的技術(shù)狀況和發(fā)展方向［J］.公路，2003(8):14.

［4］ 呂偉民.多孔性瀝青混合料用結(jié)合料的性狀與配制［J］.石油瀝青，1997(9):9-10.

［5］ 中西弘光.排水性路面鋪裝功能持續(xù)性的研究［J］.廣西交通科技，2002(4):35-36.

［6］ 李樂洲，伍石生，毛 琦.美國佐治亞州交通廳OGFC的開發(fā)歷程［J］.中外公路，2003(2):3.

［7］ 李闖民.開級配瀝青磨耗層(OGFC)的研究［J］.公路，2002(3):4-7.