简述OGFC技术要点

厦门市政工程公司 黄国章

[摘 要] 通过现有信息资料总结与分析，简要阐述了CGFC路面结构、性能原理和发展概况，结合工程实例，介绍

了OGFC路面施工技术要点。采用高粘度沥青保证OGFC路面应有的大空隙率，提高其排水降噪能力和抗滑性能，同时也提高了抗变形的能力，解决了OGFC路面大空隙率与功能耐久性的矛盾，并延长路面使用寿命。

[关键词] OGFC；结构；高粘度沥青；功能；耐久性

1 概述

OGFC技术吸收了开级配沥青混合料和SMA沥青玛蹄脂碎石混合料性能的优点，在密实不透水的封闭层上，将OGFC混合料经摊铺和碾压后形成较大空隙率的表面磨耗层，即成为所谓OGFC路面。如图1所示，由于其内部具有较大的连通空隙能使雨水迅速下渗，并沿下封层表面流到边沟排除掉，从而消除了路面积水，减少行车产生水漂、溅水和水雾现象，减少路表面水膜的厚度和夜间路面水膜反射车灯的眩光，提高雨天行车的安全性。同时由于其表面具有较大的粗糙度，可以显著提高抗滑性能，减少交通事故的发生。因此，OGFC也被称为排水抗滑减噪磨耗层。

排入路边排水系统降水OGFC面层下封层底面层基层渗透水流向降水2 OGFC路面在国内外的应用简介

图1 OGFC路面结构示意图早在上世纪50年代，OGFC在一些发达国家就陆续开始研发

使用，除了在经过企业和居民区段的高速公路上铺设OGFC路面，以减小噪音和抗滑安全外，逐步扩大到机场和高速公路的铺面。我国虽然起步较晚，但近年来发展迅速，如自1988年10月我国第一次在北京～石家庄高速公路正定段铺筑了OGFC试验路段起，全国各地市相继开展相关的研究和实际应用。2005年我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）首次将排水性沥青混合料的矿料级配列入规范中。为了把2008年奥运会创建为“绿色奥运，人文奥运”，有关部门特邀美国专家到北京，通过研究和铺筑试验段，摸索出适合北京特点的OGFC路面结构和材料，以有效降低行车噪音，建设安静、安全、舒适的绿色道路。2006年由厦门市政工程公司施工的厦门市仙岳路西段（海沧大

- 1 -

桥~鹰厦铁路）中的三座道路交叉口跨线桥，全长1200m，也成功应用了OGFC-13混合料桥面铺装，有效地降低了行车噪音的扰民现象，取得了良好的效果。

3 OGFC路面的结构和性能

3.1 OGFC路面的一般结构形式

如上图1所示，OGFC路面属于“半透式”路面，要求表面层具有良好的透水性能，其下必须设置下封层，以避免对其以下结构层和路基产生不利的影响。据资料显示，OGFC的厚度在欧洲和澳洲为3.5~4.0cm；在美国为2.0~2.5cm；我国常见厚度依不同需要一般在2.5~5.0cm之间，台湾国道一号高速公路为1.5 cm，厦门市仙岳路西段跨线桥桥面OGFC-13铺装层为4.0cm。 3.2 OGFC路面的排水降噪和抗滑功能及其耐久性

OGFC路面所具有的良好排水、降噪和抗滑功能，完全依赖于混合料所具有的较大的连通空隙。如作为减噪路面试验段的京沪高速公路沧州段全长2.3km，试验研究成果表明，对于降低轮胎噪声是有效的，比普通AC-16I表面层降低噪声5~8db（A）；厦门市仙岳路西段三个跨线桥OGFC-13桥面铺装层相对该工程的SMA-13路段噪音降低了约4db(A)，抗滑指标也有所提高。就排水而言，空隙率越大越好，但其结构强度和耐久性却明显降低，主要原因其集料中绝大部分为粗集料，相对面积小，沥青用量减少，另一方面，内部空隙未被细集料和胶结料充满，形成“骨架－空隙”结构而不像AC “嵌挤-密实”的结构，因此，它的强度和稳定性都较低，孔隙在使用过程中容易在夏季高温时受车载作用挤压而变小，在多风沙地区的集尘和季节性冰冻地区降雪后产生积雪冻结而堵塞，排水减噪和抗滑能力随之降低甚至丧失，这是制约OGFC路面全面推广使用的大问题。

4 OGFC路面施工技术要点

以厦门市仙岳路西段跨线桥桥面OGFC-13铺装层施工为例，系统介绍OGFC路面施工技术要点。 （限于篇幅，与SMA或其它类型的沥青路面相似之处，恕不赘述）。本工程虽然是为降低行车噪音而设计，但是工程地处东南沿海，夏季温度高、春夏降雨量多，要求路面不仅要降噪和透水，还必须考虑高温稳定性。如何设法以优质沥青和集料及其合适的配合比，提高混合料强度及其它综合性能，尽量提高OGFC路面的排水减噪和抗滑功能及其耐久性是重点。 4.1 确定目标孔隙率抗车辙指标

OGFC路面空隙率一般为18～22%，《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定≮18%，本工程取20±1%作为设计目标值；车辙指标按规范和实际路况取值≥3000次/mm；渗水系数参考国内成功经验拟定为2500ml/min[3]。 4.2 材料选择 4.2.1 集料

- 2 -

根据实际情况，选用本地质地坚硬强度高的辉绿岩破碎生产的集料。粗集料表面粗糙、形状接近立方体、针片状含量少、与沥青粘附性好，细集料采用粗集料破碎产生的0-5mm石屑，质地坚硬洁净且不含有泥土。所用粗细集料技术指标检验结果详见表2和表3。填料采用龙岩产的石灰石磨细的矿粉，其技术指标检测结果详见表4；纤维稳定剂技术指标检测结果详见表5。

表2 粗集料检验结果

石料压碎值洛衫矶磨耗表观相对（%） 损失（%） 密度

指标要求 ≤26 ≤28 ≥2.60 规格10-15 检验15.4 15.3 2.706 (mm) 5-10 结果 17.9 20.1 2.688 检验项目

表3 0-5mm石屑检验结果 表观相＜0.075mm颗粒砂当量对密度 含量（%） （%） 指标要求 ≥2.50 ≤3 ≥60 试验结果 2.637 2.3 79 检验项目 检测项目 指标要求 试验结果 吸水率 （%） ≤2.0 0.50 1.2 针片状（%） ≤15 10.1 13.1 ＜0.075mm软石含量含量（%） （%）

≤1 ≤3 0.2 0 0.8 0 表4 矿粉检验结果 表观相对密度 2.50 2.647 含水量（%） 1 0.3 外观 无团粒结块 无团粒结块 亲水系数 1.0 0.71 4.2.2 胶结料研制 OGFC混合料是一种特殊的复合颗粒材料，其性能既受沥青、集料和孔隙的体积含量影响，也受这些因素的空间分布影响，具有结构各向异性及不连续性等特点。有研究表明，由于孔隙大，导致稳定性和抗飞散能力降低，提高沥青60℃粘度对提高排水性沥青混合料强度及耐久性起着关键性作用。为此，本工程选用多种沥青改性剂进行试验研究和方案比较，最终选择采用70号A级沥青加SBS等复合改性剂生产出60℃粘度超过20000 Pa﹒s的高粘度改性沥青，作为OGFC的胶结料。高粘度改性沥青各项技术指标检验结果详见表6。 4.2.3 混合料配合比设计 按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）采用马歇尔试件的体积设计方法进行，并以空隙率作为配合比设计主要指标。本工程按规范取[2]表5 纤维稳定剂检测结果 JT/T533-2004提出单位 试验结果 的纤维规格要求 纤维长度 ＜6.0 mm 均小于6 灰分含量 18±5 % 22.03 PH值 7.5±1.0 / 7.0 不小于纤维自身质量吸油率 倍 5.69 的5 含水率 ＜5 % 3.23 冲气筛分析 70±10 % 70.45 颜色、体积基本无变热失重耐热性 % 化，热失重不大于6 3.67 结论 检验结果满足JT/T533-2004的要求 试验项目 表6 高粘度改性沥青技术指标 检验项目 软化点 针入度(25℃ ) 针入度指数 延度(15℃) 粘韧性 韧性 薄膜加热质量变化率 60℃粘度 单位 ℃ 0.1mm PI cm N.M N.M % Pa.s 标准要求 检验结果 ≥80 90 ≥40 / ≥50 ≥20 ≥15 ≤0.6 ≥20000 42 2.7 ＞100 31.4 21.2 0.28 ＞20000 沥青膜厚度h=14μm，以20±1%为目标空隙率确定集料级配，通过多组级配反复对比调试，最终选用级配集料结果详见表7。

表7 选用级配集料筛孔通过率（%）

筛孔 级配要求 选用级配

16 100 100

13.2 100-90 96.5

9.5 80-60 67.7

4.75 30-12 20.5

2.36 22-10 11.9

1.18 18-6 9.8

0.6 15-4 8.5

0.3 12-3 6.8

0.15 8-3 5.9

0.075 6-2 4.3

- 3 -

以表中选用级配集料筛孔通过率计算沥青用量为4.975≈5%。经过马歇尔试验、谢伦堡析漏试验、肯特堡飞散试验和车辙试验等检验，结果满足设计和《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）要求，详见表8。

OGFC混合料配合比设计的关键在于严格控制4.75mm和2.36mm集料的通过率，确保沥青混合料混合料形成“骨架-孔隙”的结构，此外添加适量消石灰，以增加沥青与集料间的粘附力，添加适量的纤维稳定剂，以增加沥青

表8 混合料技术指标检验结果 检验项目 马歇尔试件尺寸 检验结果 技术要求 φ101.6mm×φ101.6mm×mm 63.5mm 63.5mm 马歇尔试件击实次数 / 两面击实50次 两面击实50次 空隙率 % 19.8 ≮18 马歇尔稳定度 KN 4.8 ≮3.5 谢伦堡析漏损失 % 0.07 ＜0.3 肯特堡飞散损失 % 10.1 ＜20 冻融劈裂残留强度比 % 89.1 ＞80 车辙（60℃） 次/mm 6151 ≥3000 单位 膜厚度，提高混合料抗变形能力，延长使用寿命。

5 OGFC混合料拌制、运输及摊铺施工

5.1 混合料拌制

OGFC混合料拌制前应做好充分准备，拌和过程要严格按施工配合比计量，各种材料投料顺序和拌和时间通过试拌确定，应确保混合料搅拌的连续性、质量均匀性、温度符合规范要求。与其它混合料不同，由于使用高粘度沥青，施工全过程需要较高的温度，而且混合料应随拌随用不应存储。 5.2 混合料的运输、摊铺与碾压

混合料运输过程时间应尽量缩短，必要时应采取保温措施，确保混合料摊铺温度不过低。混合料运输的关键是事先要做好运能与拌和、摊铺和碾压相匹配的“专项设计”，确保生产各个环节的协调性。运输过程如发现有结合料沿车厢板滴漏时，应及时采取措施给予避免。

开始混合料摊铺时应注意现场要有足够的储备料，确保对摊铺机供料的连续性。摊铺速度均匀连续，避免频繁变速或停顿，影响平整度和外观质量。摊铺时可适当提高初始压实度，以提高效率。

OGFC路面适宜采用小于12t钢筒式压路机碾压，但慎用振动碾压和轮胎式压路机碾压，并注意切忌过碾。初碾时压路机应紧跟摊铺机，不宜间隔过大。对摊铺后初始压实度较大，经实践证明直接碾压无严重推移而有良好效果时，可直接进入复压工序，否则应比照SMA路面的要求进行碾压。 5.3 施工过程各阶段的温度控制

本工程采用SBS等复合改性沥青配制OGFC混合料，粘韧性较高，施工过程中各阶段温度的控制较以下表9所列温度稍高，还应根据纤维品种和数量、矿粉用量的不同作适当的调整。

表9 施工过程中各阶段的控制温度（℃）

阶段 改性沥青加热

温度 ≯175

矿料加热

190~220

混合料出厂 170~185

混合料废弃 摊铺 初压 复压 终压 开放交通 ≥190 ≮160 ≮150 ≮130 ≮90 ≯50

5.4 接缝施工及开放交通

- 4 -

OGFC路面的接缝施工参照SMA路面的方法进行。开放交通应当等待混合料完全自然降温冷却到50℃以下才可放行。

6 跨线桥OGFC路面质量检测结果

厦门市仙岳路西段中三座路口跨线桥（湖滨东路口、莲岳路口和福厦路口）桥面铺装现场取样质量检测，各项指标均符合规范和设计要求。经过一段时间的使用，效果良好，受到社会的一致好评。检测具体内容详见表10。

表10 施工现场取样检测结果 检测项目试验值技术要求 检测项目 检测值（平单位 技术要求 均值） 油石比 ％ 5.3 5.3 空隙率 ％ 20.4 20士1 肯塔堡析漏损失 ％ 0.08 ＜0.3 谢伦堡飞散损失 ％ 10.6 ＜20 动稳定度（60℃） 次/mm 5710 ≥3000 冻融劈裂残留强％ 88.7 ≥85 度比 摆值 BPN 57.5 ≥45 压实度 ％ 95.8 ≥95（设计） 渗水系数 ml/min 6500 ≥2500(拟定) 噪声水平 dB(A) 67 / 7 结束语

随着经济的快速发展，要求OGFC路面的

广泛应用，可是在解决了OGFC路面的大空隙率与强度矛盾这个最大的问题之后，面临的是如何有效防止空隙堵塞的发生，如何有效处理堵塞现象，以期长期保持空隙的稳定和通畅，确保其排水、降噪和抗滑性能长久发挥作用。此外，应创造条件进一步研究开发适用在一般环境条件下的“全透式”透水路面结构，争取在大力发展道路建设的同时，充分考虑利用“全透式”透水路面结构，使得路面上大量的降水能就地渗透，变害为利，一可补充地下水，二可为环保减灾产生良好的效能。

参考文献

[1] 陈春,郝景贤,施兵.多空隙排水沥青混合料材料设计参数研究.公路.2003年10月第10期 [2] 中西弘光,池善玉译.排水性路面铺装功能持续性的研究.广西交通科技.2002年第4期

[3] 胡曙光,刘小星,丁庆军等.排水降噪防滑沥青路面材料的设计与施工.武汉理工大学学报 2006年05期

- 5 -