OGFC排水沥青配合比设计龚美霞可编辑范本.docx
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OGFC排水沥青配合比设计龚美霞可编辑范本
OGFＣ排水沥青配合比设计
龚美霞
[摘要]OGFC排水沥青混合料系开级配混合料,具有较高的空隙率和良好的排水降噪功能。
结合实际工程，从沥青混合料配合比设计及验证、现场摊铺和碾压等方面介绍OGFC排水沥青路面在城市道路中的应用
[关键词]OGＦＣ排水沥青路面城市道路 配合比设计
一、引言
随着经济的快速发展，我国城市道路发展迅速。
路面抗滑能力一直是城市道路存在的问题，尤其是雨天，路面降水来不及排除而在轮胎与路面之间形成一层水膜,减小了摩擦系数,容易造成滑溜而出现交通事故。
如何改善沥青路面抗滑性能，我国在上个世纪六十年代对沥青路面抗滑性能开始进行探索,“七五”期间对抗滑表层重点进行研究，在参考国外研究成果的基础上,提出了ＡＫ抗滑表层、多碎石沥青混凝土ＳAC、沥青玛蹄脂碎石SMA、大空隙开级配沥青磨耗层OGＦC等抗滑路面级配类型.
200４年9月出版的《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF4０-2004）提到了ＯGFC,说明这种路面已经引起我国重视。
本文依托武汉大道高架桥工程对ＯGFC排水沥青配合比设计及施工工艺进行总结。
二、依托工程情况
武汉大道（长江二桥～岳家嘴立交）现状为徐东大街，它位于武昌西北部，长江之畔,东湖之滨,是武昌地区不多的几条与汉口紧密相连的重要过江干道,交通功能十分突出。
它全长２。
３9km,红线宽60m，现将它改造成上面层为5ｃm厚的多孔质OGFC排水沥青混合料路面。
三、OGFC配合比设计
配合比设计围绕目标空隙率进行,确定混合料矿料级配和最佳沥青用量。
传统马歇尔方法不能直接用于OＧＦC配合比设计,而其它方法如GTM设计方法、Suｐｅrpａve设计方法在国内尚处于消化研究阶段。
１、材料选择
1.1粗骨料
ＯGFＣ混合料粗集料达到80%左右，由粗集料形成骨架成骨架空隙结构，所以，粗骨料的性能好坏是关系到混合料性能好坏的关键,其性质、形状及级配对OGFC混合料的性能有着重要的影响。
对粗集料的选择首先要考虑集料的岩性,岩石是酸性还是碱性,所生产的集料与沥青的粘附性有很大的不同,工程上根据石料化学成分中的二氧化硅的含量来划分岩性，二氧化硅含量大于６5％的为酸性石料,小于52％的为碱性石料。
当碱性石料与沥青接触时,会发生化学吸附反应，在沥青与矿料接触面上形成新的化合物，对于保持混合料的水稳性有利。
而酸性石料与沥青的粘附性差,遇水易剥落.
石料的颗粒形状对混合料的性能关系密切,压制成的碎石形状近似立方体,表面粗糙、棱角分明为最佳集料，对针片状颗粒含量应控制在一定范围。
OＧFＣ路面粗集料技术要求
项目
单位
技术指标
试验规范
石料压碎值
%
≤20
T0316－２000
洛杉矶磨耗损失
%
≤20
T0317—20０0
视密度
t／ｍ3
≥2。
5
T０304-200０
吸水率
％
≤2。
0
T０304—200０
对沥青粘附性
5级
T0６16—1993
坚固性
％
≤1２
Ｔ03１4—2000
细长扁平颗粒含量
％
≤10
T０３12—２0０0
软石含量
%
≤5
Ｔ0３20—２０00
石料磨光值
BPN
≥42
T03２１-1994
石料冲击值
%
≤２8
T0３２2－2000
本项目粗集料全部安徽庐江料场,粗集料分别为５~10mｍ、10～1５mm、两档规格,粗集料检测结果均符合规范要求。
１.２细集料
细骨料在OGＦC排水沥青混合料中只占很小的比例,然而细集料对混合料的性能影响较大.在欧美，细集料一般采用质地坚硬的轧制砂代替天然砂,其理由是，天然砂与沥青的粘附性较差,而且砂的颗粒基本上是球形颗粒，对高温抗车辙能力不利，根据有关研究可知，天然砂掺量每增加1%,沥青混合料的动稳定度降低４%。
而轧制砂是破碎得到的,表面特别粗糙,对提高马歇尔稳定度及动稳定度效果明显。
细集料应干净、坚硬、干燥、无风化,有适当的级配，并与改性沥青有良好的粘附性。
OGFC路面细集料的技术要求如下表：
OＧFC路面细集料技术要求
项目
单位
技术指标
试验规范
含泥量
%
≤1
Ｔ０333—２0０0
坚固性
%
≤12
T0340—19９4
视密度
t/m3
≥2。
５
T0328-2０00
砂当量
%
≥６0
T0334-19９４
本项目细集料杨新料场生产的石屑，细集料为０~5mm。
细集料检测结果均符合规范要求。
天然砂全部采用浠水巴河砂场生产的河砂,细度模数为2。
4，为中砂。
1。
3 沥青
沥青混凝土是由沥青胶结料与矿料组成的路面材料，胶结料的性能对混合料影响很大。
OＧＦＣ路面由于混合料粗颗粒过多,细颗粒太少,虽然能形成骨架,但颗粒之间不能够形成强有力的嵌锁作用,混合料的强度受结合料的粘结影响很大,所以要求沥青具有很高的粘性,以确保沥青混合料的稳定性。
OGFＣ混合料所用沥青应该具有以下特点:
１、沥青粘性好,具有高粘韧性,高韧性。
2、优良的抗老化性能。
3、与集料的强粘附性。
铺筑OGFC路面,采用普通沥青很难满足上述要求，国内外的实践经验表明,要得到性能良好的结合料，最好采用改性沥青。
高黏度改性沥青的技术要求
试验项目
单位
技术要求
针入度（25℃,100g，5s）
0。
１mm
≥40
软化点（TＲ＆B）
℃
≥85
延度（15℃）
cm
≥90
闪点
℃
≥260
薄膜加热试验质量损失率
％
≤0.０５
薄膜加热针入度比
%
≥６5
℃粘韧性（25℃）
N·m
≥2０
℃韧性（25℃）
N·ｍ
≥15
℃6０℃粘度
Ｐａ·s
≥100000
注：
℃为区别于普通道路石油沥青质量要求的试验项目。
本项目沥青全部采思立特SBSI—D改性用沥青，各项试验指标符合要求。
２、OＧＦC混合料配合比设计
OGFC混合料配合比设计主要围绕如何获得目标空隙率，同时保证一定的路用性能进行矿料级配选择和最佳沥青用量的确定。
传统的马歇尔设计方法不能直接用于OGFC配合比设计。
但由于OGFC配合比设计过程中，仅飞散试验涉及路用性能,不能很好反映混合料其它性能，所以还需要采用马歇尔试验检测其力学性能。
OＧFC混合料配合比设计可按照以下程序进行:
选择目标空隙率、根据确定的级配范围初拟级配、按照马歇尔方法制备试件、选择空隙率达到目标要求的值的若干沥青用量、对混合料进行流淌试验、对成型的试件进行飞散试验、确定最佳沥青用量范围、根据混合料性能特征综合确定满足透水性、耐久性及强度要求的最佳沥青用量。
OGFC混合料配合比设计流程如图:
OＧFC混合料配合比设计流程图
3、配合比设计实例（以OＧFC-１3Ｃ沥青混合料配合比设计为例）
OＧＦＣ—13C沥青混合料目标配合比设计
一、设计依据
1、《沥青路面施工技术规范》（ＪTＧＦ40—2004）
2、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ05２-20００）
3、《公路工程集料试验规程》（JTＧE42-2005）
4、《武汉市城镇道路沥青路面施工技术规定》（WBJ2０1—20０4）
５、在沥青混合料时间的成型过程中,理清加热温度为1650C~175０C、矿料加热温度为１80０C~2100C,沥青混合料拌合温度为１７５℃~１850C、成型温度为1６５0C～1750C
6、沥青混合料最大相对密度采用实测，沥青混合料马歇尔试件毛体积密度采用体积法测定.
二、试验内容
1、原材料试验
对安徽庐江料场提供的集料进行筛分试验及表观密度、毛体积密度和吸水率。
2、OＧＦC-1３型排水沥青混合料组成设计试验
在规范要求OGＦＣ—13型级配范围基础上，对设计级配曲线进行优化设计，通过马歇尔试验,确定最佳沥青用量。
并对OGFC—１3型改性沥青混合料目标配合比水稳定性检验。
三、计算说明
1、矿料全体的合成毛体积相对密度ｒsb
Rsｂ=100/（P1/r1+Ｐ2/r2＋···+Ｐn／ｒｎ）
式中:
P１、P2、···、Ｐn---—-—各种矿料成分的配合比,其和为10０；
ｒ1、ｒ2、···、rn——-—--各种矿料相应的毛体积相对密度，矿粉以表观相对密度代替.
2、矿料全体的合成表观相对密度rsa
Ｒsa=100／（Ｐ1/r，1+P２/r,2+···+Pn/r，ｎ）
式中:
P1、P2、···、Pn-——－-—各种矿料成分的配合比,其和为100;
ｒ，1、r,２、···、r，n-—－—--各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度.
３、合成矿料的有效相对密度rｓe
ｒｓe＝C×ｒsa+（１-Ｃ）×rｓｂ
式中:
ｒsｅ－——-－—合成矿料的有效相对密度；
C——－---合成矿料的沥青吸收系数;
rsａ--———-矿料的合成表观相对密度；
4、合成矿料的吸水率（%）WX
WX＝（1/rsb-1／rｓa）×100
5、试件的理论最大相对密度
rtｉ=（１００+Paｉ）+［（1００／rse）+（Ｐaｉ/ｒb）]
式中：
ｒti---——－相对于计算沥青用量Pai时沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲;
Ｐai-－-———所计算的沥青混合料中的油石比,%;
rsｅ——-———矿料的有效相对密度,无量纲；
rb——--—-沥青的相对密度（25℃/２5℃）,无量纲；
6、连通空隙率（％）
游标卡尺测定的试件体积—（空中重量－水中重量）
连通空隙率=-——----—————-—-———————×1００%
游标卡尺测定的试件体积
7、试件的空隙率VV（%）
ＶV=（１-ｒf/rt）×１00
式中:
rt-———-—-沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲。
8、暂定油石比的计算方法见式
（1）、式（２）：
暂定油石比＝假定沥青膜厚度（1。
１μm）×矿料表面积 式（１）
矿料表面积=（２+０.02a+0。
０4b＋0．08ｃ+0.1４d+０.3e+0．6f+1。
６g）/4８。
74式
（2）
式2中的a、b、c、d、e、f、g、为累积通过质量百分率,其与筛孔尺寸关系如表4.
筛孔尺寸（mm）
4。
７５
2．３６
1。
18
0．6
0。
３
0。
１5
0。
075
筛孔累计通过百分率（%）
a
b
c
d
e
f
ｇ
系数
０．０2
0.04
0．08
0.14
０．３
0.６
1．６
四、试验结果汇总
（1）各种集料筛分试验结果 表1
孔径（mｍ）
１6。
0
1３。
2
9．5
4。
75
2.36
1.１8
0。
3
0。
3
0。
15
0。
075
10~15
１00
79.6
１。
８
0。
1
0.1
0.1
0。
1
0．1
0。
1
0.1
5～10
100
１00
90.9
０。
５
0。
5
0.５
0。
5
0。
5
0.5
0.5
0~5
100
１０0
99.3
97。
7
602
3２．9
16。
0
６.3
3．２
1。
7
砂
１00
１00
100
９4.2
82.5
6９.5
５1.9
１8.1
2.2
０.3
矿粉
100
１00
10０
100
100
1０0
100
100
97.6
8６。
5
（2）OGFC—13型改性沥青混合料矿料级配范围及设计结果 表2
筛孔尺寸
16。
０
13。
2
9。
５
4。
75
２。
36
1。
18
0。
６
0。
３
０。
５
0.
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