浅析OGFC排水性沥青路面设计要点

姜晏如

摘要：随着社会经济的不断发展，近年来OGFC排水沥青的应用越来越广泛，实践证明，OGFC排水沥青混合料适用于城市道路，但是在使用过程中，路面的材料选择、配合比设计及施工操作等问题必须得到重视。

关键词：OGFC排水沥青路面；特点；设计要点；问题

一、概述

OGFC（Open-grad Friction Course，开级配沥青磨耗层）是一种多空隙的嵌挤型骨架结构，混合料内形成大量相互连通的孔隙，从而保证车辆在高速行驶时路面有良好的排水、抗滑、降噪性，同时粗集料的骨架结构承担荷载作用，大大提高了路面高温抗车辙能力。因此，OGFC是一种多功能、利于安全的环保路面。

二、OGFC的特点

（一）OGFC的优势

OGFC的空隙率在18%以上，与传统的沥青混凝土相比，从安全与环境方面来说，OGFC具有以下优势：

1、提高了交通安全功能

（1）提高了潮湿路面的抗滑性能。国外研究表明，与密级配HMA及PCC路面相比，OGFC具有优良的潮湿抗滑性，雨天交通事故大大减少。

（2）减少水雾和眩光。OGFC的空隙率大，路表没有残留水，几乎可以消除水雾，雨天在OGFC路面上开车，司机感到安全。同时减少了潮湿状态下前灯的眩光，有利于改善能见度，减少驾驶疲劳。

（3）防水漂。因雨水透过OGFC层，在路表没有连续水膜，故OGFC可防水漂。即使长时间下雨，可能使OGFC饱和，但由于车辆与轮胎之间水压通过OGFC的多孔结构消失了，仍然不会发生水漂。

（4）改善路面标志的可见度。OGFC表面层的标志线，可见度高，尤其是潮湿天气。

据日本社会公团的数据统计，铺筑排水性沥青混凝土路面后，一年内的交通事故由原普通沥青路面的1525次/年下降至227次，事故发生率减少了85%，大大提高了交通安全。

2、排水降噪功能

OGFC瀝青混凝土的骨架嵌挤结构，较大的空隙率是排水降噪的基础。优异的排水性能可大大缓解城市雨季洪涝灾害的发生：据日本的统计，城市地区降大暴雨时，OGFC铺面雨水的总流出量降低率达到93%，不仅是流出量峰值大幅度降低，降水流出时间也大大延迟，有效地化解了都市洪涝灾害发生。多空隙的路面结构，能够吸收轮胎与路面相互作用产生的大量的噪声能量。据日本和杭州的测试数据，OGFC沥青混凝土路面噪声比普通密级配沥青混凝土路面降低5～8dB。

3、缓解城市热岛效应。这种路面结构，不仅具有“呼吸”功能，同时其空隙中残留的水分蒸发等原因可降低铺面内部温度10～15℃。

4、改善生态环境。研究表明，城市大面积的采用OGFC铺装后，可减少生物链的阻断，促进微生物的自然繁衍。同时减少城市河流污染，避免或减缓河流腥臭现象的发生。

（二）OGFC存问题

1、OGFC早期易松散

松散的主要原因是沥青膜厚度不够或沥青与集料之间的粘附性差，结合料老化或浸水时沥青-集料粘附性的丧失。这种情况下要求采用粘度较好的改性沥青或特质的高粘改性沥青；使用纤维等外加剂，尽量增加沥青膜的厚度；选择适宜的集料，保证集料和结合料的粘附性；严格控制拌和工艺，准确控制结合料和集料的加热温度，避免结合料的过度老化。

2、空隙堵塞问题

OGFC优良的路用性能主要来自于其较大的空隙率，随着交通和自然环境的作用，其空隙率会逐年下降，或者空隙被堵塞，其优越性能将无法体现。因此，需要定期清理被堵塞的空隙，空隙堵塞严重的情况下，需重铺或加铺一层OGFC，恢复其表面空隙。

3、强度比较低

大的空隙率造成集料与集料之间的接触面减少，势必引起材料强度的降低，OGFC的强度远低于密级配的HMA。

4、耐久性差，寿命短

大的空隙率使得结合料和空气、阳光的接触面积增加，老化速度比一般密级配材料快，耐久性相对较低，寿命较短。因此，OGFC中需采用抗老化能力强的改性沥青，且需较厚的沥青膜，为此，可掺入一定量的纤维提高沥青用量，增大集料表面裹覆的沥青膜厚度。

5、OGFC通常铺筑在路面的表面层，以提高路面的行车性能。其下部的结构仍采用常用材料，排水性沥青面层与下层材料之间不仅要良好的层间粘结，最重要的是层间需密实不透水，避免表面层内的水进入中面层及以下层结构中以致造成破坏，因此，需在OGFC层与其下卧层之间设置一层防水粘结层，以保证各沥青层之间良好的层间粘结，同时保证较好的防水效果，防止水对沥青中面层的侵蚀。

三、OGFC的设计要点

因OGFC自身的特点，设计中路面材料选择、配合比设计及施工操作等方面的优劣将直接影响路面的使用性能，本文主要从以下三个方面进行分析：

（一）材料选择

1、粗集料

OGFC混合料粗集料达到80%左右，由粗集料形成骨架空隙结构，所以，粗骨料的性能好坏是关系到混合料性能的关键，其性质、形状及级配对OGFC混合料的性能有着重要影响。

2、细集料

细集料在OGFC混合料中只占很小的比例，但对混合料仍有较大影响。考虑细集料与沥青粘附性的好坏及对马歇尔稳定度及动稳定度的效果影响，细集料需干净、坚硬无风化、干燥、有适当级配，并选择与沥青有良好粘附性的机制砂。

3、矿粉

矿粉的性质和用量对沥青混合料的影响很大。沥青混合料中要求采用憎水亲油的碱性石料，如石灰石磨制的矿粉，尽量采用亲水系数小的矿粉，且拌和楼除尘回收的粉尘不得作为矿粉使用，矿粉贮存必须采取防水措施。

4、矿物纤维

OGFC在生产和运输过程中存在混合料离析、滴漏现象，配合比设计时需加入一定量的矿物纤维。纤维可与集料颗粒之间产生某种联锁，从而改善沥青与矿料的相互联结，并减少混合料离析，防止滴漏，同时纤维还可使沥青在集料颗粒表面包裹膜的厚度增大，大大减少沥青的老化和剥落。