目錄第一章概述……………………1第一節(jié)研究目的意義………1第二節(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀……………………2第三節(jié)主要特點……………5第四節(jié)主要研究內(nèi)容………7第二章原材料技術(shù)要求………8第一節(jié)粗集料………………8第二節(jié)細集料………………8瀝青…………………9乳化瀝青……………10第三章OGFC混合料配合比設(shè)計………………11第一節(jié)目標空隙率的確定…………………11第二節(jié)礦料級配的確定……………………11最佳瀝青用量的確定………………12配合比設(shè)計方法……………………13第四章OGFC排水瀝青路面施工工程實例…………………15工程概況……………15路面材料技術(shù)要求…………………15第三節(jié)配合比設(shè)計實例……………………15第四節(jié)施工工藝……………17第五節(jié)質(zhì)量檢驗……………23第五章主要結(jié)論與進一步討論………………25第一節(jié)主要結(jié)論……………25第二節(jié)進一步討論…………25參考文獻………………………26OGFC排水瀝青路面在城市道路中的應用潘龍文[摘要]OGFC排水瀝青混合料系開級配混合料，具有較高的空隙率和良好的排水降噪功能。結(jié)合實際工程，從道路結(jié)構(gòu)設(shè)計、瀝青混合料配合比設(shè)計及驗證、現(xiàn)場攤鋪和碾壓等方面介紹OGFC排水瀝青路面在城市道路中的應用。通過實踐證明，OGFC排水瀝青混合料適用于城市道路，但是在使用過程中，路面的正確使用和有效維護必須得到重視。另外，在現(xiàn)階段，OGFC排水瀝青混合料的成本要遠高于傳統(tǒng)的瀝青混合料，如何降低成本尚值得進一步研究。[關(guān)鍵詞]OGFC排水瀝青路面城市道路配合比設(shè)計施工工藝第一章概述研究目的意義目前，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國城市道路發(fā)展迅速。但是，人們在享受現(xiàn)代交通的同時，也經(jīng)常受到交通事故威脅。造成交通事故的因素很多，其中一個重要原因與路面抗滑能力有關(guān)。尤其是雨天，路面降水來不及排除而在輪胎與路面之間形成一層水膜，減小了摩擦系數(shù)，容易造成滑溜而出現(xiàn)交通事故。交通噪聲是城市道路帶給人們的另一個煩惱。嚴重的交通噪聲會引起道路兩側(cè)的居民心情煩躁，情緒波動，夜不能眠，甚至產(chǎn)生頭痛、眩暈、血壓升高等癥狀，影響了人們的身心健康以及周圍植物的正常生存。如何改善瀝青路面抗滑性能，英國早在1927年就開始進行抗滑研究，其運輸與道路研究所（TRRL）是世界上最早從事路面抗滑研究的機構(gòu)，他們的研究成果表明在潮濕狀況下發(fā)生交通事故與路面滑溜程度存在著可靠關(guān)系。我國在上個世紀六十年代對瀝青路面抗滑性能開始進行探索，“七五”期間對抗滑表層重點進行研究，在參考國外研究成果的基礎(chǔ)上，提出了AK抗滑表層、多碎石瀝青混凝土SAC、瀝青瑪蹄脂碎石SMA、大空隙開級配瀝青磨耗層OGFC等抗滑路面級配類型。OGFC起源于歐洲，為骨架空隙結(jié)構(gòu)，由于其獨特的大空隙（空隙率為18-25%）特點，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，美國公路研究認為，OGFC能夠大大提高路面的抗滑性能，較好地消除行車漂滑和減輕濺水，提高雨天行車安全；日本公路研究調(diào)查資料表明，鋪筑排水瀝青路面后在雨天發(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能夠顯著減少噪音。資料反映，OGFC可降噪3-8dB(A)。2004年9月出版的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）提到了OGFC，說明這種路面已經(jīng)引起我國重視。本研究的目的是總結(jié)杭州市文三路綜合整治工程中OGFC應用技術(shù)，為OGFC的進一步推廣應用提供技術(shù)儲備。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究表明，OGFC路面能夠良好地排除路面降水，也稱排水性路面，在潮濕狀況下可改善路面抗滑性能，同時還可以降低噪聲。該種路面在國外已經(jīng)取得了很大的進展，并在一些發(fā)達國家廣泛使用，特別是美國、日本、歐洲等國家在研究和應用方面已經(jīng)積累了比較多的經(jīng)驗和成果。我國臺灣地區(qū)也進行了引進及應用研究，并鋪筑了一些排水性路面。國內(nèi)在部分高速公路進行了試驗性研究，但由于我國幅員遼闊，OGFC路面鋪筑的太少，還沒有系統(tǒng)性的研究成果。一、國外研究及應用情況國外在20世紀50-60年代開始研究排水性路面，歐洲開發(fā)應用的最早，1960年德國首次修建該種路面，被稱為大空隙瀝青路面PorousAsphaltPavement，最初設(shè)計的主要目的是考慮提高路面抗滑性能，為了避免飛機在雨天滑行水漂而開始在機場修建，隨后在公路上使用，1978年在高速公路上鋪筑了試驗段。20世紀80年代排水性路面在歐洲已大量使用，主要目的是排水和降噪。后來為了更好的提高排水效果又增大了礦料的粒徑尺寸同時加厚結(jié)構(gòu)層的厚度，有的國家還將之稱為透水性路面DrainagePavement。隨著技術(shù)的進步，歐洲一些國家開始將這種路面結(jié)構(gòu)下移，成為5cm-15cm美國于20世紀70年代出現(xiàn)排水性路面，稱為開級配瀝青磨耗層OGFC（Open-gradedFrictionCourses），主要目的是為了安全和舒適，結(jié)構(gòu)層厚度2.5-4cm，厚度沒有歐洲的大，在排水效果上沒有歐洲好，美國研究認為，其抗滑能力可提高30-50%。近幾年來，美國一些州對OGFC進行了技術(shù)改進，主要表現(xiàn)在混合料中礦料尺寸、材料要求、級配范圍、混合料配合比設(shè)計以及路面層厚等方面，其目的是為了在保證抗滑性能和有效排水的基礎(chǔ)上，進一步提高排水性路面的路用性能，特別是耐久性方面性能的提高。日本在1987年開始引進歐洲排水性路面技術(shù)，1989年在高速公路上試鋪，但是，由于氣候的差異，歐洲技術(shù)并不適合高溫多雨的日本氣候和交通條件，通車不久便出現(xiàn)了空隙堵塞及重載車輛引起的骨料飛散，車轍問題也比較嚴重，對此，日本公路技術(shù)人員開始研究適合本國氣候條件和交通條件的排水性瀝青路面。20世紀90年代后期，日本開始大量鋪筑排水性路面，1999年，日本道路公團要求所有高速公路都要使用排水性瀝青路面，其重要的原因是這種路面在雨天發(fā)生的交通事故大大減少。截止目前，排水性路面還在比利時、奧地利、荷蘭、法國、瑞士、意大利、馬來西亞、新加坡、澳大利亞等國進行了鋪筑與研究。排水性瀝青路面由于存在較大連通空隙，很容易受到水的損害而產(chǎn)生剝離，以致造成路面的松散等破壞，同時由于陽光、空氣容易深入混合料內(nèi)部，加速瀝青的老化。所以世界各國對瀝青混合料結(jié)合料的研究十分重視。排水性瀝青路面結(jié)合料可以用純?yōu)r青，也可以用改性瀝青，總體來看，改性瀝青用的較多，日本等國家要求必須使用改性瀝青，并對結(jié)合料性能提出了很高的標準。日本對瀝青粘度的要求很高，其高粘度改性瀝青60℃時的粘度達到20000Pa·粗集料多是為了達到空隙率大的目的，對粗集料物理性能也有比較高的要求，其強度、壓碎值、針片狀含量以及骨料形狀都有嚴格的限制。對于細集料，基本上和傳統(tǒng)瀝青路面的要求相同。交通噪聲受到世界上許多國家的重視，歐共體規(guī)定路面噪聲的允許范圍1990年比1974年降低了7dB(A)。國外研究資料表明：與傳統(tǒng)瀝青路面相比，在日本，排水性瀝青路面小汽車可降低噪聲5-8dB(A)，載重汽車可降低3dB(A)；在法國，小汽車可降低噪聲4dB(A)，重型汽車可降低7dB(A)；在英國，汽車噪聲可降低4-5.5dB(A)；在比利時，當車速為80km/h時，排水性瀝青路面與傳統(tǒng)瀝青路面噪聲可降低2-3dB(A)，比水泥混凝土路面可降低噪聲6-10dB(A)。各國普遍認為噪聲的降低與空隙率有關(guān)，但奧地利人發(fā)現(xiàn)，噪聲的降低還與集料粒徑有關(guān)，粒徑減小，噪聲也會減小。以上結(jié)果反映，排水性瀝青路面能夠很好的降低輪胎的滾動噪聲。排水性能是這種路面的重要性能，可通過透水試驗確定。日本研究表明，空隙率從15%到22%，透水能力與空隙率近似成線性關(guān)系，空隙率越大，透水能力越大。排水性路面對施工條件要求很高，特別是對混合料溫度的控制，美國認為，改性O(shè)GFC的攤鋪比傳統(tǒng)瀝青混合料或未改性的OGFC攤鋪更困難，原因是這種混合料剛性較大，并且凝固很快，必須保持一定溫度連續(xù)施工。比利時認為，施工時混合料的溫度也不能太高，如果溫度超過170℃另外，養(yǎng)護問題也是排水性路面能否持久保持路用性能的關(guān)鍵，由于排水性路面獨特的大空隙，很容易受到塵土及其它東西的堵塞而影響排水功能。日本在開始引進該技術(shù)時，首先鋪設(shè)的排水性瀝青路面就曾發(fā)生過空隙堵塞問題。一些國家對此曾進行了大量研究，奧地利等國還開發(fā)了排水性瀝青路面專用清潔車。日本道路公團認為高壓清洗車效果最好，采用高壓清洗和吸引的方法，當路面排水功能降低時，將高壓水噴射入堵塞的路面上，隨后將污泥水吸出，以恢復排水功能。二、我國研究與應用情況我國于20世紀80年代末引進OGFC路面，基本與日本同期引進，主要采用美國的OGFC技術(shù)，當時主要目的是為了提高路面的抗滑性能。OGFC路面于1988年首次在北京-石家莊高速公路正定段鋪筑了試驗段；1996年在杭州-蕭山二級公路上鋪筑了7000m2，1997年在杭州-金華二級公路上鋪筑了1000m試驗段；1999年在上海的西藏路-和田路、延安中路鋪筑了試驗段；2000年在北京-上海高速公路滄州段鋪筑了試驗段；2000年在陜西寶雞-牛背二級汽車專用公路上鋪筑了800米試驗段；2002年在北京昌平鋪筑了500米試驗段，新疆烏魯木齊市政工程也進行了OGFC路面的應用研究。國內(nèi)已有部分公路和城市道路鋪設(shè)，如杭州的蕭山國際機場專用公路、萬松嶺隧道、慶春路、曙光路、風起路、體育場路、保俶路、環(huán)城東路、湖墅路、教工路、學院路、文一路、文二路、文三路、文暉路等都已鋪設(shè)這種路面。雖然我國已經(jīng)鋪設(shè)了一些OGFC試驗段，同時也做了一定的研究工作，但由于我國面積廣大，地形、地質(zhì)、氣候等自然條件隨地域的不同而差異很大，加之經(jīng)濟等因素，對OGFC路面的研究與國外還有一定距離，還沒有系統(tǒng)的研究成果，更沒有規(guī)范性的結(jié)果。隨著我國公路和城市道路建設(shè)的快速發(fā)展，有關(guān)專家越來越認識到多雨地區(qū)城市道路發(fā)展OGFC排水瀝青路面的重要性以及發(fā)展前景。所以如何盡快開發(fā)適合我國地域特點的排水性路面，達到既有利于推廣又能長久保持其路用性能，是擺在路基技術(shù)工作面前急待解決的課題。主要特點瀝青路面表面層的空隙率大于18%，雨水可通過表面層內(nèi)部空隙迅速排出路外面層而不進入中下面層的路面稱排水瀝青路面。排水瀝青路面的特殊路用性能使得它在許多國家正日益受到重視，并在應用與研究方面取得了許多成果與經(jīng)驗。排水瀝青路面具有客觀需要的排水、降噪、抗滑、安全等優(yōu)點，既有利于環(huán)保，更有利于交通安全，符合當前技術(shù)發(fā)展的趨勢。具體特點如下：一、排水性好由于具有互通的空隙結(jié)構(gòu)，排水瀝青路面結(jié)構(gòu)存在大量有效空隙，所以排水性特別強，雨天路面不積水，水會迅速通過埋在路邊的排水溝排出。但這一特性會隨著時間的增加而減弱，這主要是由于空隙阻塞造成的。防止空隙阻塞、延緩排水性衰減的措施如下：1、選擇合適的瀝青結(jié)合料。2、優(yōu)化集料成分以實現(xiàn)耐久性和多孔性。3、空隙率大于20%，且集料尺寸大于11mm。4、保證較大的宏觀紋理。5、采用耐磨集料6、在低交通量道路上不使用多孔瀝青路面。7、定期清洗空隙。8、層厚宜在50mm左右。二、減少水霧和眩光在潮濕的道路上，特別是高速行車由輪胎濺起飛揚的水霧所帶來的危害已久人所共知，水霧阻礙視線，特別使超車變得非常危險。40mm厚的多孔隙瀝青路面足以吸收8mm的雨量，讓司機的視線更加清晰，避免因水霧大引起交通意外。另外可以減少在潮濕狀態(tài)下前燈的眩光，有利于改善能見度，排水面層標志線可見度高，減輕駕駛疲勞，有利于安全。三、良好的降噪效果行車噪聲是由輪胎與路面間空氣的抽空與壓縮，輪胎在路面上的振動產(chǎn)生的。排水瀝青路面在很大程度上消除了空氣的抽空和壓縮，層內(nèi)孔隙吸音，路面有良好的平整度，因此起到了降低噪聲的作用。奧地利測得排水瀝青路面比水泥混凝土路面降低噪聲至少6-7dB，比利時測得最大噪聲的傳統(tǒng)路面比最小噪聲的排水瀝青路面的噪聲大15dB，西班牙測得排水瀝青路面通常降低噪聲4dB。排水瀝青路面產(chǎn)生的噪聲隨集料尺寸的增加而增加。由于空隙阻塞，噪聲降低量隨時間的增加而減小。四、抗滑性好由于表面粗燥度大，不僅在干燥路面條件下，中、低車速時，其抗滑性比傳統(tǒng)的密實瀝青路面略高，高車速時，其抗滑性較高，而且，在潮濕路面條件下，大大提高了路面的抗滑性能，雨天交通事故大大減少。新建的排水瀝青路面其抗滑阻力比期望值低。只有當集料上的薄瀝青層被磨耗掉后，抗滑阻力才會提高到正常水平。所以排水瀝青路面的抗滑阻力在鋪筑的第一年里逐漸增加，以后若干年輕微下降，5年后抗滑阻力保持在一個令人滿意的水平。五、安全性高 由于路面無積水，可提高輪胎與路面的附著力，防止水漂事故發(fā)生。而且可減少濺水和噴霧，提高雨天行車的能見度。另一方面，由于表面粗燥，易于形成漫反射，在白天可以防止陽光耀眼，在夜晚則能減緩對向車燈的眩目。六、強度和耐久性好由于排水瀝青路面僅用于路面面層，結(jié)構(gòu)強度不成問題。對于重載、大交通量的道路，排水瀝青路面的耐久性優(yōu)于傳統(tǒng)的密實瀝青路面。排水瀝青路面為發(fā)揮良好的降噪和排水功能，使雨水不致滲透而軟化路基，其功能層下應有一不排水層（一般采用密級配瀝青混合料），并應有良好坡度及平整度以利迅速排水，但空隙率及減噪能力會隨時間因車輛碾壓及灰塵或石屑堵塞而降低，另外，若粘層設(shè)計及施工不當，也可能造成排水層與不排水層之結(jié)合面剝落及松散。主要研究內(nèi)容本文在借鑒國內(nèi)外研究成果基礎(chǔ)上，通過對杭州市文三路OGFC排水瀝青路面的應用研究，提出適合本地區(qū)特點的OGFC路面配合比設(shè)計、施工工藝等。主要研究內(nèi)容如下：一、OGFC材料技術(shù)要求由于OGFC路面大空隙特點，混合料中粗骨料接觸形成骨架，混合料的強度是通過集料之間的嵌擠作用形成的，因此對于粗集料的技術(shù)性能有很高的要求；瀝青混合料的性質(zhì)影響路面的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性以及耐久性，世界各國對OGFC混合料的瀝青結(jié)合料也提出了相當高的技術(shù)要求。因此，OGFC混合料原材料選擇十分重要，本文對瀝青混合料、粗集料、細集料等進行了性能分析。另外，對土工布和透水管也進行了描述。二、OGFC配合比設(shè)計配合比設(shè)計圍繞目標空隙率進行，確定混合料礦料級配和最佳瀝青用量。傳統(tǒng)馬歇爾方法不能直接用于OGFC配合比設(shè)計，而其它方法如GTM設(shè)計方法、Superpave設(shè)計方法在國內(nèi)尚處于消化研究階段，所以如何根據(jù)我國實際情況，得到操作方便、設(shè)備簡單、容易接受的設(shè)計方法十分重要。三、OGFC施工工藝OGFC由于其特殊的構(gòu)造特點，與普通瀝青混凝土路面施工工藝有一些不同，施工過程的溫度控制是關(guān)鍵也是難點；拌和、運輸、攤鋪、碾壓等各個環(huán)節(jié)工藝特點及相互的協(xié)調(diào)也是需要認真總結(jié)的技術(shù)。第二章原材料技術(shù)要求第一節(jié)粗集料OGFC混合料粗集料達到80%左右，由粗集料形成骨架成骨架空隙結(jié)構(gòu)，所以，粗骨料的性能好壞是關(guān)系到混合料性能好壞的關(guān)鍵，其性質(zhì)、形狀及級配對OGFC混合料的性能有著重要的影響。對粗集料的選擇首先要考慮集料的巖性，巖石是酸性還是堿性，所生產(chǎn)的集料與瀝青的粘附性有很大的不同，工程上根據(jù)石料化學成分中的二氧化硅的含量來劃分巖性，二氧化硅含量大于65%的為酸性石料，小于52%的為堿性石料。當堿性石料與瀝青接觸時，會發(fā)生化學吸附反應，在瀝青與礦料接觸面上形成新的化合物，對于保持混合料的水穩(wěn)性有利。而酸性石料與瀝青的粘附性差，遇水易剝落。石料的顆粒形狀對混合料的性能關(guān)系密切，壓制成的碎石形狀近似立方體，表面粗糙、棱角分明為最佳集料，對針片狀顆粒含量應控制在一定范圍。OGFC路面粗集料技術(shù)要求表2-1-1項目單位技術(shù)指標試驗規(guī)范石料壓碎值%≤20T0316-2000洛杉磯磨耗損失%≤20T0317-2000視密度t/m3≥2.5T0304-2000吸水率%≤2.0T0304-2000對瀝青粘附性5級T0616-1993堅固性%≤12T0314-2000細長扁平顆粒含量%≤10T0312-2000軟石含量%≤5T0320-2000石料磨光值BPN≥42T0321-1994石料沖擊值%≤28T0322-2000第二節(jié)細集料細集料在OGFC排水瀝青混合料中只占很小的比例，然而細集料對混合料的性能影響較大。在歐美，細集料一般采用質(zhì)地堅硬的軋制砂代替天然砂，其理由是，天然砂與瀝青的粘附性較差，而且砂的顆?；旧鲜乔蛐晤w粒，對高溫抗車轍能力不利，根據(jù)有關(guān)研究可知，天然砂摻量每增加1%，瀝青混合料的動穩(wěn)定度降低4%。而軋制砂是破碎得到的，表面特別粗糙，對提高馬歇爾穩(wěn)定度及動穩(wěn)定度效果明顯。細集料應干凈、堅硬、干燥、無風化，有適當?shù)募壟洌⑴c改性瀝青有良好的粘附性。OGFC路面細集料的技術(shù)要求如下表：OGFC路面細集料技術(shù)要求表2-2-1項目單位技術(shù)指標試驗規(guī)范含泥量%≤1T0333-2000堅固性%≤12T0340-1994視密度t/m3≥2.5T0328-2000砂當量%≥60T0334-1994第三節(jié)瀝青瀝青混凝土是由瀝青膠結(jié)料與礦料組成的路面材料，膠結(jié)料的性能對混合料影響很大。OGFC路面由于混合料粗顆粒過多，細顆粒太少，雖然能形成骨架，但顆粒之間不能夠形成強有力的嵌鎖作用，混合料的強度受結(jié)合料的粘結(jié)影響很大，所以要求瀝青具有很高的粘性，以確保瀝青混合料的穩(wěn)定性。OGFC路面具有的大空隙特點，容易受到空氣及太陽紫外線的作用，加速瀝青的老化，為了防止由此產(chǎn)生的老化，對結(jié)合料的抗老化性能提出了更高的要求。OGFC路面由于雨水經(jīng)常要從路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排走，極易受到水的損害，所以，要求瀝青與礦料有很好的粘附性。此外，混合料還應該具有較高的抵抗塑性變形的能力。根據(jù)以上分析，OGFC混合料所用瀝青應該具有以下特點：1、瀝青粘性好，具有高粘韌性，高韌性。2、優(yōu)良的抗老化性能。3、與集料的強粘附性。鋪筑OGFC路面，采用普通瀝青很難滿足上述要求，國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗表明，要得到性能良好的結(jié)合料，最好采用改性瀝青。高黏度改性瀝青的技術(shù)要求表2-3-1試驗項目單位技術(shù)要求針入度（25℃，0.1mm≥40軟化點（TR＆B）℃≥85延度（15℃cm≥90閃點℃≥260薄膜加熱試驗質(zhì)量損失率%≤0.05薄膜加熱針入度比%≥65*粘韌性（25℃N·m≥20*韌性（25℃N·m≥15*60Pa·s≥100000注：*為區(qū)別于普通道路石油瀝青質(zhì)量要求的試驗項目。第四節(jié)乳化瀝青為了提高OGFC排水瀝青路面上面層與中面層及中面層與下面層的粘結(jié)力，應在中面層和下面層的頂面上澆灑乳化瀝青作粘層油。乳化瀝青分陰離子型和陽離子型兩種。陰離子型帶有負電荷，而集料和填料多為堿性材，兩者不易結(jié)合，水分完全靠自然蒸發(fā)，破乳的時間較長；陽離子乳化瀝青帶有正電荷，與集料拌和產(chǎn)生化學變化，水分被擠出，強度形成較快。因此一般選用陽離子乳化瀝青。如條件許可，可采用改性乳化瀝青，瀝青含量控制在50%-60%。下表列出乳化瀝青的技術(shù)指標：改性乳化瀝青的技術(shù)要求表2-4-1項目單位技術(shù)指標試驗規(guī)范恩格拉粘度（25℃1-55篩分殘留（1.18mm）%≤0.3T0652-93與礦料的粘附性—≥2/3T0654-93離子電荷—陽（+）T0653-93破乳時間快裂蒸發(fā)殘留%≥50T0651-93蒸發(fā)殘留物性質(zhì)0.1mm60-100T0604-2000T0605-93T0606-2000cm≥100℃≥48儲藏穩(wěn)定度（1d）%≤1T0655-93低溫儲藏穩(wěn)定度——T0656-93OGFC混合料配合比設(shè)計第一節(jié)目標空隙率的確定OGFC混合料配合比設(shè)計，以路面的排水功能和一定的路用性能作為主要目的。從排水性能考慮，如果空隙率太小，不但達不到排水的作用，反而由于空隙連通性差使一些下滲的水不能及時排出而導致路面出現(xiàn)早期水損害；但如果空隙率太大，雖然對排水有利，卻容易引起混合料松散，強度降低，耐久性下降。所以O(shè)GFC混合料空隙率既不能太大，也不能太小。參考國內(nèi)外資料，一般在18-25%之間。第二節(jié)礦料級配的確定傳統(tǒng)級配理論瀝青混合料是由適當比例的粗集料、細集料、填料組成的符合規(guī)定級配的礦料與一定量瀝青拌和而制成的混合料。瀝青混合料由于級配類型的不同，可形成連續(xù)級配和間斷級配兩類。連續(xù)級配混合料又根據(jù)壓實后空隙率的大小分為密實式、半密實式、半開式和開式級配瀝青混合料。間斷級配混合料在我國研究的比較少。目前常用的級配理論有最大密度曲線理論和粒子干涉理論。這兩種理論都是為了得到密度最大、空隙率最小的混合料，我國現(xiàn)行的公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中，采用級配理論和施工經(jīng)驗相結(jié)合確定級配范圍。但OGFC瀝青路面需要獲得比較大的空隙率，并要求路用性能良好，所以傳統(tǒng)級配理論不適用于OGFC混合料的級配組成設(shè)計，且目前國內(nèi)規(guī)范還沒有OGFC混合料級配范圍。二、瀝青用量初步確定OGFC瀝青混合料礦料表面瀝青膜厚度一般為10-14μm，國內(nèi)一些項目總結(jié)的經(jīng)驗認為取高值比較合適，本工程初步確定為14μm，根據(jù)以下經(jīng)驗公式計算出礦料級配的瀝青用量：礦料表面積=（2+0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.3e+0.6f+1.6g）/48.74油石比=瀝青膜厚度14μm×礦料表面積式中：a,b,c,d,e,f,g分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm篩孔累計的通過質(zhì)量百分數(shù)。第三節(jié)最佳瀝青用量確定一、瀝青用量與馬歇爾穩(wěn)定度的關(guān)系馬歇爾試驗方法是由原美國密西西比州公路局工程師布魯斯·馬歇爾（BrueMarshall）提出來的。在第二次世界大戰(zhàn)期間，美國工程師兵團對其進行了改進和完善?，F(xiàn)在世界上大部分國家采用了這種設(shè)計方法，我國自20世紀70年代以來開始使用，目前規(guī)范對瀝青混合料配合比設(shè)計采用馬歇爾的試驗方法，其最佳瀝青用量確定按以下步驟進行：1、在獲得了馬歇爾試驗各項物理力學指標后，得到最大密度、最大穩(wěn)定度和目標空隙率所對應的瀝青用量a1、a2、a3，取平均值作為最佳瀝青用量的初始值：OAC1=(a1+a2+a3)/32、求出各項指標都符合要求的瀝青用量范圍OACmin、OACmax，并求其中值：OAC2=(OACmin+OACmax)/23、確定最佳瀝青用量：OAC=(OAC1+OAC2)/2以上方法作為普通瀝青混合料最佳瀝青用量的確定已廣泛使用，然而對于OGFC瀝青混合料，有研究表明：OGFC瀝青路面由于其空隙率在20%左右，若用馬歇爾試驗來確定其最佳瀝青用量，發(fā)現(xiàn)在馬歇爾穩(wěn)定度-瀝青用量的曲線上沒有峰值點，所以用馬歇爾試驗方法不能確定OGFC瀝青混合料最佳瀝青用量。二、最佳瀝青用量的確定實踐表明，如果OGFC混合料瀝青用量過大，施工過程中會產(chǎn)生瀝青流淌，堵塞混合料空隙，降低路面使用性能；如果瀝青用量太少，混合料又容易松散，路面的耐磨損性會降低。為了解決以上問題，可用流淌試驗確定混合料所能保持的最大瀝青用量，用飛散試驗確定最小瀝青用量，在二者之間選擇最佳瀝青用量。由于飛散試驗無法反映混合料的力學性能，所以對混合料進行馬歇爾穩(wěn)定度試驗驗證其力學性能又是必要的。第四節(jié)配合比設(shè)計方法綜上所述，OGFC混合料配合比設(shè)計主要圍繞如何獲得目標空隙率，同時保證一定的路用性能進行礦料級配選擇和最佳瀝青用量的確定。傳統(tǒng)的馬歇爾設(shè)計方法不能直接用于OGFC配合比設(shè)計。但由于OGFC配合比設(shè)計過程中，僅飛散試驗涉及路用性能，不能很好反映混合料其它性能，所以還需要采用馬歇爾試驗檢測其力學性能?？偨Y(jié)以上成果，OGFC混合料配合比設(shè)計可按照以下程序進行：選擇目標空隙率、根據(jù)確定的級配范圍初擬級配、按照馬歇爾方法制備試件、選擇空隙率達到目標要求的值的若干瀝青用量、對混合料進行流淌試驗、對成型的試件進行飛散試驗、確定最佳瀝青用量范圍、根據(jù)混合料性能特征綜合確定滿足透水性、耐久性及強度要求的最佳瀝青用量。OGFC混合料配合比設(shè)計流程如圖：原材料的選擇2.36篩孔通過量在級配中值附近以3%左右初步確定三個級配瀝青含量的初步確定試件制作原材料的選擇2.36篩孔通過量在級配中值附近以3%左右初步確定三個級配瀝青含量的初步確定試件制作礦料配合比的確定混合料流淌試驗混合料飛散試驗最佳瀝青含量的確定試驗室內(nèi)配合比的確定空隙率的確認混合料的性能試驗目標空隙率的設(shè)定NONO圖3-4-1OGFC混合料配合比設(shè)計流程圖第四章OGFC排水瀝青路面施工工程實例第一節(jié)工程概況杭州市文三路（紫金港路-莫干山路）位于杭州市西湖區(qū)范圍內(nèi),是“兩縱三橫”道路綜合整治工程第二期實施的三條道路之一，是一條東西向交通主干道。現(xiàn)狀道路紅線寬度為30-36米不等，兩側(cè)以居住、教育、金融用地為主。通過道路綜合整治，將有效改善道路交通條件、沿線景觀，為城市的發(fā)展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)設(shè)施條件。本工程設(shè)計快車道路面結(jié)構(gòu)：7cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25Ⅰ）+經(jīng)編玻纖復合土工布+5cm中粒式瀝青混凝土（AC-20Ⅰ）+防水土工布+5cm高黏度改性瀝青混凝土（OGFC-13）。慢車道路面結(jié)構(gòu)：5cm中粒式瀝青混凝土（AC-20Ⅰ）+經(jīng)編玻纖復合土工布+5cm高黏度改性瀝青混凝土（OGFC-13）。其中OGFC排水瀝青路面（即高黏度改性瀝青混凝土）146842m2鋪筑排水瀝青時間是2008年4月底，平均溫度20路面材料技術(shù)要求一、瀝青 瀝青宜采用高溫、熱穩(wěn)定性較好、粘結(jié)性強的高粘度改性瀝青。瀝青應具有較小的針入度和較高的軟化點和粘度，應有較好的抗裂性，避免瀝青面層低溫開裂。二、乳化瀝青粘層油在土工布施工前先灑布陽離子PC-3乳化瀝青粘層油，用量0.3-0.4kg/m2，再鋪設(shè)土工布，最后再灑布一層陽離子乳化瀝青粘層油，用量0.4-0.6kg/m2，灑布溫度控制在70-80℃。三、防水土工布防水土工布用于排水瀝青底層，中面層之上，由土工織物在浸透瀝青后形成防水層，土工織物采用聚酯長絲針刺無紡土工布，技術(shù)指標如下：單位面積質(zhì)量≤200g/m2，抗拉強度≥8KN/m，熔點230℃四、排水管排水管為鋼管，鉆孔縱向間距10cm，排水管之間采用套管連接。配合比設(shè)計實例一、試驗依據(jù)1、JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》2、JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》3、JTGE42-2005《公路工程集料試驗規(guī)程》二、主要儀器設(shè)備烘箱、天平、針入度儀、延度儀、軟化點儀、壓力試驗機、瀝青混合料拌和機、標準擊實儀、標準馬歇爾試驗機瀝青物理性能檢測結(jié)果表4-3-2檢測項目規(guī)定值檢測結(jié)果針入度、25℃、100g、5S(0.1mm)〉4056．4延度5cm/min不小于（cm）25℃//15℃〉5096軟化點（環(huán)球法）℃〉8089．1相對密度（25℃）實測記錄1．037閃點（開口式）不小于（℃）//含臘量（蒸餾法）不大于（%）//薄膜加熱試驗163℃，5h實測記錄/結(jié)論經(jīng)測試，該瀝青以上所檢指標均符合TJGF40-2004標準中高粘度改性瀝青的技術(shù)要求砂石材料檢測結(jié)果表4-3-3序號集料規(guī)格（mm）顆粒級配通過下列篩孔（直徑mm）的質(zhì)量百分比（%）37．531．526．5191613．29．54．752．361．180．60．30．150．07516-15----10094．758．76．63．92．71．91．41．10．720-6------10084．359．035．728．618．313．59．23水泥-----------10096．489．9序號集料規(guī)格（mm）吸水率%含泥量%毛體積相對密度表觀相對密度針片狀顆粒含量%磨光值PSV%沖擊值%壓碎值%16-150．50．72．7112．7487．445/16．920-6———2．7253水泥———3．010五、瀝青與礦料粘附性檢測結(jié)果表4-3-4試驗后石料表面瀝青剝落情況綜合判定粘附性等級瀝青膜完全保存，剝離面積百分率接近于05級結(jié)論：經(jīng)測試，該批石料適用于拌制瀝青混合料六、礦料組成設(shè)計結(jié)果表4-3-5礦料（mm）配合比例%顆粒級配通過下列篩孔（直徑mm）的質(zhì)量百分比（%）37．531．526．5191613．29．54．752．361．180．60．30．150．0756-1586----8681．450．55．73．42．31．61．20．90．60-611----1111119．36．53．93．12．01．51．0水泥3----3．03．03．03．03．03．03．03．02．92．7混合料100----10095．464．518．012．99．27．76．25．34．3七、瀝青混合料檢測結(jié)果1、礦料級配表4-3-6級配性質(zhì)37．531．526．5191613．29．54．752．361．180．60．30．150．075瀝青用量%級配范圍----10090-10060-8012-3010-226-184-153-123-82-6/拌和級配----10095．464．51812．99．27．76．25．34．34．722、馬歇爾檢測結(jié)果表4-3-7檢測指標穩(wěn)定度KN流值1/100mm空隙率%礦料間隙率%飽和度%毛體積相對密度殘留穩(wěn)定度%檢測結(jié)果4．9833．420．329．531．12．01485．9八、配合比設(shè)計結(jié)果表4-3-7材料規(guī)格6-15mm0-6mm水泥//瀝青用量（%）比例86113//4．72施工工藝一、機械采用間歇式拌和樓拌制混合料，自卸汽車運輸，攤鋪設(shè)備采用履帶式攤鋪機；壓路機械不宜采用振動壓路機和輪胎壓路機，宜采用壓實功較小的機械，如鋼輪靜力壓路機；乳化瀝青下封層施工應采用專用灑布車灑布。二、施工溫度控制 排水瀝青混合料的溫度控制是施工中的關(guān)鍵和難點。排水瀝青混合料使用的粗集料較多，拌和溫度較難控制，施工時應對噴油器的燃料供給嚴加控制，一般情況下不提倡采取提高細集料供給量，使細集料產(chǎn)生溢倉的方法控制加熱溫度。集料的溫度檢驗應分別為加熱倉出口集料溫度檢驗和混合料出廠溫度檢驗。一般情況下，排水瀝青混合料在普通瀝青混合料施工的溫度基礎(chǔ)上提高10-20℃。具體地講，OGFC排水瀝青混合料溫度控制值表4-4-1序號溫度控制值1改性瀝青加熱溫度160-162集料加熱溫度190-2003混合料出廠溫度175-1854混合料最高溫度（廢棄溫度）不高于1955混合料儲存運輸溫度損失不超過106攤鋪溫度不低于1607初壓溫度不低于1508復壓溫度不低于139碾壓終了溫度不低于10010開放交通溫度不高于50三、拌制1、正式拌制前，應對確定的配比和級配進行室內(nèi)試拌與拌和機試拌，驗證最佳瀝青用量與混合料質(zhì)量指標是否符合規(guī)定。試拌確定最佳用量后，拌和中應嚴格按量稱取瀝青用量，2、瀝青混合料拌制時溫度宜控制在170-1853、拌制中應對每個臺班的產(chǎn)品進行取樣檢驗，應經(jīng)常檢查成品溫度，并觀察混合料外觀，混合料應粗細均勻、無花料、不干枯。4、拌和廠除應檢查拌和均勻性、拌和溫度、出廠溫度及各料倉用量外，應取樣進行馬歇爾試驗，檢測混合料的礦料級配和瀝青用量。四、運輸排水瀝青混合料空隙率較大，因此混合料的溫度下降速度比普通瀝青混合料快，故在運輸中應注意以下幾點：1、混合料運輸時間盡可能縮短，運輸過程中應采取保溫措施，確?；旌狭蠑備仠囟炔灰说陀?65℃，當溫度低于1602、排水瀝青混合料應采用自卸車輛運輸，車輛應清潔，防止混合料發(fā)生變化。車輛的數(shù)量應與攤鋪機的數(shù)量、攤鋪能力、運輸距離相適應，在攤鋪機前應形成一個不間斷的供料車流。3、為便于卸料，瀝青混合料運輸車的車箱底板和側(cè)板應抹一層隔離劑，并排除可見游離余液。使用油水混合液作隔離劑時，應嚴格控制油與水的比例，嚴禁使用純石油制品。由于隔離劑對瀝青可能有稀釋作用，應控制使用量。4、運料車裝料時，應通過前后移動運料車來消除粗細料的離析現(xiàn)象。一車料最少應分3次裝載，對于大型運料車，可分多次裝載。5、排水瀝青混合料應采用雙重保溫布進行覆蓋，以防溫度下降。當在外界氣溫較低或風力較大的情況下運輸時，應加蓋多層保溫布。當氣溫低于10℃或大風導致混合料降溫過快時均不應施工。6、為了保證均勻、連續(xù)攤鋪，在攤鋪機前至少應保證有3輛以上的運料車等候卸料。卸料時在距攤鋪機前20-30cm處空檔停車，不得碰撞攤鋪機。鋪筑中由攤鋪機頂推車輛同步前進。五、攤鋪1、排水瀝青混合料攤鋪前應對瀝青中、下面層進行一次工程質(zhì)量檢查和驗收，測定中面層平整度、寬度、縱斷面高程、橫坡度等；新鋪設(shè)路面應檢查瀝青中面層厚度，壓實度、瀝青用量、礦料級配等。所有項目應符合國標GB50092-96的規(guī)定。2、經(jīng)檢查和驗收合格的瀝青中、下面層上應鋪設(shè)上封層防止?jié)B水，封層材料宜采用橡膠乳化瀝青，撒鋪量宜為0.5L/m2。3、排水瀝青混合料攤鋪應采用機械攤鋪，要求攤鋪平整，不宜人工修整，攤鋪速度應控制在約3m/min，攤鋪溫度宜控制在175-1654、攤鋪溫度對于排水瀝青混合料的攤鋪質(zhì)量至關(guān)重要。為防止降溫速度過快而造成壓實困難，其攤鋪溫度應較普通瀝青混合料高。而且，在攤鋪前，攤鋪機熨平板必須先預熱40min左右，使熨平板溫度達到100℃5、攤鋪機的作業(yè)選擇應考慮工期要求、質(zhì)量要求及分配的拌和機生產(chǎn)能力、壓路機生產(chǎn)能力、氣候特點、混合料類型等諸多因素，將攤鋪速度控制在2-3m/min。6、混合料應在路拱一側(cè)全寬度攤鋪，且在縱橫施工縫接頭處不可有多余的瀝青或其他結(jié)合料，以免阻礙面層內(nèi)部的排水。7、由于排水瀝青混合料粗集料多，應調(diào)整好振搗和振動級數(shù)，以確保足夠的初始密實度和振不碎集料。一般調(diào)整攤鋪機振搗和振動級數(shù)為5級。8、若采用兩臺攤鋪機梯隊聯(lián)合攤鋪，靠邊緣的攤鋪機走在前面，采用超聲波非接觸式平衡梁找平，另一臺攤鋪機緊跟后，相隔3-5米，縱縫重疊10cm左右，內(nèi)側(cè)采用縱波儀在已鋪面上行走。六、碾壓 1、碾壓前宜配備足夠數(shù)量的壓路機，碾壓時，壓路機距離攤鋪機不宜過長（不超過20m左右）。初碾、二次碾壓宜選用10-20t滾筒式壓路機，終碾宜選用6-10t鋼輪式壓路機或8-15t膠輪式壓路機，碾壓應采用靜壓方式（不得采用振動）。2、碾壓方法與一般瀝青混凝土面層相同；初碾速度宜控制在2km/h，溫度應控制在160-140℃，復碾速度宜控制在3km/h，終碾速度宜控制在2km/h，溫度應控制在1003、碾壓溫度的確定①初壓溫度的確定瀝青的粘度隨溫度的變化而升高或降低，不同種類瀝青的粘度受溫度的影響也不同。初壓時應避免溫度過高或過低，當初壓溫度過高時，瀝青的粘度較低，混合料易錯位和活動，攤移現(xiàn)象嚴重，且容易出現(xiàn)裂紋；而當初壓溫度過低時，瀝青粘度增高，則難以壓實，如果過度碾壓，會出現(xiàn)開裂破壞現(xiàn)象。確定試壓溫度為145-150℃②復壓溫度的確定排水瀝青路面的降溫速度較普通瀝青路面快很多，因此施工時，復壓應緊隨初壓工序進行，壓實路段不宜過長，以保證復壓的溫度。復壓溫度應控制在135-150③終壓溫度的確定根據(jù)施工現(xiàn)場的氣溫、壓實路段的長度以及消除輪跡的情況，確定終壓溫度應控制在90℃4、壓路機行駛速度壓路機的行駛速度應根據(jù)攤鋪機的攤鋪速度和混合料壓實控制溫度來確定，同時對于初壓、復壓、終壓，壓實速度應有所不同。壓實指標見下表排水瀝青路面壓實指標表4-4-2碾壓流程壓路機型號壓路機行走速度（km/h）碾壓遍數(shù)（遍）初壓110型雙鋼輪靜壓2-32-3復壓130型雙鋼輪靜壓2.5-3.54-6終壓110型雙鋼輪靜壓2-32-35、壓實技術(shù)除了碾壓溫度、速度和遍數(shù)等特殊因素外，排水瀝青路面的碾壓工藝與普通瀝青路面的壓實工藝基本相同，但排水瀝青路面的碾壓應遵循緊跟、少水、均速、慢壓的原則：①初壓必須緊跟攤鋪機，盡快完成，要求初壓必須有兩臺雙鋼輪壓路機。②上面層壓實時壓路機應盡量少噴水，噴水時應呈霧狀。為了防止粘輪現(xiàn)象，也可用噴霧器將水、稀釋液等薄薄地噴灑在碾壓輪上。③上面層當采用分段碾壓時，分段不應明顯，壓路機每次往返時，不能停在同一斷面附近。④在有超高的路段施工時，應先從低的一邊開始碾壓，逐步向高的一邊碾壓。七、縱橫接縫1、為避免施工接縫處出現(xiàn)明顯痕跡，施工時應盡量全幅攤鋪。當攤鋪機寬度不夠時，宜用兩臺攤鋪機平行作業(yè)。適當調(diào)整拌和機產(chǎn)率及攤鋪機行走速度，并配合運料車，確保攤鋪機連續(xù)喂料、連續(xù)作業(yè)，減少施工接縫數(shù)量。2、排水瀝青混合料的接縫處不允許重疊，縱向接縫宜鋪筑成梯形，便于鄰接的面層粘結(jié)牢固，確保接縫兩側(cè)密度相同。若交通不允許鋪成梯形，為防止縱向接縫過冷，在鋪筑鄰近面層時需將接縫處再加熱，加熱時，應避免將面層直接暴露在火焰下。3、排水瀝青面層縱、橫向接縫，以及與附屬構(gòu)筑物的銜接部分需充分壓實，粘結(jié)緊密。4、接縫處理是排水瀝青面層施工工序中的重要一環(huán)，包括縱向接縫和橫向接縫。接縫處理不好，易在接縫處產(chǎn)生凹凸，致使平整度不良，造成接縫跳車；或由于接縫處壓實度不夠和結(jié)合強度不足而產(chǎn)生裂紋。5、接縫一般原則（1）施工中盡量減少接縫。如無特殊情況，每天的施工不得間斷，兩臺攤鋪機在不影響作業(yè)的情況下應盡量縮短距離，兩臺攤鋪機相距15-30m。縱縫應在較高溫度下碾壓結(jié)合密實。（2）在接縫處施工時，應對接縫清掃后進行加溫處理，加熱溫度應達到100（3）按照接縫的方向，接縫有橫向接縫與縱向接縫兩種。施工中橫、縱接縫都應采用熱接縫的方法。6、橫向接縫基本要求橫向接縫通常指每天的工作縫或由于正常攤鋪過程中遇到特殊情況而使攤鋪中斷，情況消除后再開始攤鋪的接縫。橫向接縫的處理有3個要點，即正確的接縫位置、接縫方式和施工方法。（1）接縫位置在施工結(jié)束時，攤鋪機在接近端部約1m處將熨平板稍微抬起駛離現(xiàn)場，用人工將端部混合料鏟齊后再予碾壓。然后用3米直尺檢查平整度，并找出表面縱坡或鋪層厚度開始發(fā)生變化的橫斷面（至少離攤鋪瀝青混合料尾部約1米處），趁尚未冷透時用切割機將此斷面切割成垂直面，并將切縫靠端部一側(cè)已鋪的不符合厚度、平整度要求的尾部瀝青混合料全部鏟除，與下次攤鋪時成平縫連接。（2）接縫方式為保證接縫的壓實度、平整度、外容美觀，建議在排水瀝青上面層均采用垂直的平接縫。（3）施工方法①攤鋪攤鋪機起步前應在涼的接縫上預熱30min以上，并用溫度最高的一車料開始攤鋪，這樣有利于提高接縫溫度，也有利于整平壓密接縫處混合料。攤鋪時一定要嚴格控制好松鋪系數(shù)，不得攤鋪過厚。新鋪面與已鋪的冷料面重疊5cm左右，碾壓前用耙子或扣鍬剔除重疊部分粗料，摟回細料，整平接縫并對齊。②碾壓《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）要求跨縫碾壓。壓路機大部分鋼輪應在冷料面上，新鋪面第一次壓15-20cm，以后逐漸壓向新鋪面，振動復壓一遍后，用3-6m直尺檢查，一般情況下，接縫處仍會高一點，然后重點對這個部位再進行橫向碾壓，一定要控制好不能振低了，同時繼續(xù)進行縱向碾壓的剩余工作。當終壓完成后，再次檢查，有不合格部位（超過2mm）可用重型壓路機找平。7、縱向接縫基本要求縱向接縫有熱接縫和冷接縫兩種，排水瀝青路面通常采用熱接縫。熱接縫即采用兩臺以上攤鋪機成梯隊同步攤鋪瀝青混合料，此時兩條相鄰攤鋪帶的混合料都處于壓實前的熱狀態(tài)，所以縱向接縫易于處理，且連接強度好。熱接縫施工應注意以下幾點：（1）兩臺攤鋪機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)應調(diào)整相等（最好選擇同品牌、同型號、同性能的攤鋪機）。（2）相鄰兩幅的攤鋪應有5-10cm寬度的攤鋪重疊。（3）相鄰兩臺攤鋪機同時攤鋪時，應采用梯形作業(yè)，前后距離宜為5-10cm，否則會造成前面攤鋪的混合料冷卻，不能保證瀝青混合料在高溫狀態(tài)下相接。（4）后一臺攤鋪機靠接縫一側(cè)宜拖一熱熨斗，后者跨接縫行走，熨平接縫。（5）上下鋪層的縱向接縫應錯開15cm以上，表面層的縱縫應順直，且宜設(shè)在路面標線位置上。八、排水管在鋪筑面層時，需對排水管進行保護，避免瀝青混合料堵塞排水管孔眼，確保排水性路面結(jié)構(gòu)中的雨水能順暢的排至排水管。兩側(cè)排水邊溝應有足夠的排水坡度，確保排至邊溝的雨水能夠迅速排出。九、開放交通