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摘 要
为了更好地应用OGFC沥青路面，结合其在浙江高速公路的使用情况，从沥青、矿料级配、集料最大尺寸和功能等角度对中外OGFC沥青路面的特点进行了分析和总结，并给出进一步推广应用的建议。
关键词
开级配抗滑磨耗层 | 沥青 | 级配
0、引言
目前能够修筑OGFC沥青路面已经不是什么新鲜的事情，在国内外市政道路和高速公路上，都有很多成功修筑的试验路和实体工程。但是对此项技术总体感觉还是寿命较短、成本偏贵。根据美国的调查(表1)，使用寿命不到8年的大约为27%，超过12年的约为10%。日本和韩国的OG-FC沥青路面成本偏贵很大程度正是由于采用高粘沥青产品所决定的。根据常用的掺配比例换算，成品高粘沥青价格约为一般改性沥青的2倍。
除了上述寿命偏短、成本偏贵外，各国在使用OGFC沥青路面技术过程中，根据本国气候和交通荷载条件、经济条件等因素产生了不同的思路，导致应用此项技术的国外诸国在功能定位、应用场合、材料选择和设计方法等方面都还存在很大差异。如欧洲各国很多侧重于市政道路的减噪或者地下水回补，日本和美国以排水提高安全性为多;日本韩国采用高粘沥青为多、美国采用聚合物改性沥青或橡胶改性沥青为主。凡此种种，都是应用推广OGFC沥青路面必须面对的现实问题，有必要进行研究和探讨。
1、OGFC沥青路面应用的关键问题
1.1功能定位
OGFC沥青路面是以排水为主还是以降噪为主，以前并没有太引人注意，因为这两种功能OG-FC路面都是具备的，但是任何在设计过程中不可能做到完全一致，必然存在一个主次的问题。在日本的排水路面铺装设计指南中建议如果需要以降噪为主，则最大公称粒径较小为好，如采用OG-FC-10比OGFC-13的效果更为明显。除了粒径方面的差异外，在集料技术要求上排水功能和降噪功能也有不同的要求。
虽然从降噪角度而言，除了OGFC沥青路面外，还有很多路面类型如多孔弹性路面和多孔水泥混凝土路面，但是研究和应用较多的仍是OGFC沥青路面。欧洲国家从20世纪50年代后期开始研究OGFC沥青路面的降噪功能设计，现在美国、日本、新西兰、新加坡、马来西亚等国家，对此方面都有很多研究和应用。根据美国的调查，一般而言，OGFC沥青路面可以降低噪音达3分贝，这相当于增加人车距离的2倍、或者交通量降低50%、或者车速降低25%的效果等同。所以应该明确提出降噪是与排水并列的两大功能之一，并且当主要目的为降低噪音时，应在原材料选择、配合比设计和结构设计上有别于排水功能的做法。这对于市政道路在医院、学校、居民区等对噪音限制比较严格的地区采用OGFC沥青路面是十分必要的。
1.2应用场合
OGFC沥青路面从级配角度而言属于典型的骨架-空隙结构，这种结构决定了与普通密级配沥青混合料会产生不同的特点:内部空隙大，可以迅速排除路表水;与轮胎接触面存在空隙，为声音提供了另一个消散通道，将降低噪音。任何一种技术都有应用限制的，OGFC沥青路面也不例外。这就意味着必须将OGFC沥青路面的使用条件或者应用场合界定清楚，才能保证其充分发挥作用，否则容易招致非科学否定或非议。
美国曾对OGFC沥青路面究竟应在什么样的荷载条件下使用进行过调查(表2)，调查发现，很多州允许在多个荷载等级条件下使用，总体而言，用于交通量较大路段的为多。日本的排水路面设计指南介绍从1997年开始日本新修和改建高速公路都必须使用OGFC沥青路面，即使在日本北部的北海道也是如此，只要在设计时稍加处理即可。比利时通过研究，曾建议下列场合不适用铺排水性沥青混合料:(1)落尘量大的道路，因粒料间之空隙很快被堵塞;(2)低交通量或慢速车道，因为车速不够快，车胎无法自净(self－cleaning)地吸出空隙内尘土;(3)承受高剪力荷重路面(弯道，上、下坡道等)，因目前尚不明了排水性沥青混合料对此种荷重能否具有足够的抵抗能力。我国规范对OGFC沥青路面规定如下:OGFC适用于年平均降雨量大于800mm地区的磨耗层和排水路面的表面层。同时在条文说明中建议在多雨地区的高速公路，如果有严重冰冻，要特别慎重。
总体而言，各国显然都倾向于将OGFC沥青路面优先用于高速公路或者交通量较大的路段，毕竟其成本较高。当然对于高速公路的小半径弯道、长上坡路段，要充分考虑路面温度、重载车轴重等产生的剪切强度和OGFC沥青混合料能够提供的抗剪强度，有必要慎重处理。
2、OGFC沥青路面设计的关键问题
2.1沥青的选择
OGFC沥青路面的核心材料是沥青，这一点已经得到越来越多业内人士的认同。从世界范围来看，日本、韩国都以采用高粘沥青为主，而美国有以采用聚合物改性沥青或橡胶改性沥青为主的趋势。不管是哪一种情况，OGFC沥青路面所用沥青的60℃粘度比一般沥青或改性沥青都要大，因此可以认为60℃粘度值是核心指标。现在国内外高粘沥青标准值有逐步提高的趋势(表3)，而国内研制出的高粘沥青的60℃粘度值似乎也是越来越高。
从保证骨架-空隙级配结构和沥青抗老化角度而言，OGFC沥青路面所用沥青的60℃粘度越高越好，但是60℃粘度越高，同时也会带来两大负面影响:(1)粘度越高，意味着价格越高;(2)粘度越高，意味着拌和、压实温度越高，甚至还会导致拌和、摊铺出现严重问题。此外，由于OGFC沥青路面的空隙易堵塞等原因，使用寿命远不如AC、SMA和Superpave等类型的沥青混凝土。因此应综合考虑排水(减噪)要求、使用寿命和修建(养护)成本，合理制订60℃粘度标准。
美国OGFC沥青路面从采用低标号硬质沥青转向聚合物改性沥青或橡胶改性沥青，而没有采用日本、韩国式的高粘沥青，这是值得思考的问题。根据美国1998年的调查，美国各州在OGFC沥青路面中使用的沥青多样(表4)，其中使用改性沥青的占48%，普通沥青为52%。在改性沥青中，又分为两种:聚合物改性沥青46%，添加其它外掺剂的54%，这些外掺剂包括纤维(19%)、硅粉(13%)、橡胶粉(13%)、抗剥落剂(31%)、石灰(44%)。
2.2集料的标准
既然在OGFC沥青路面中沥青占有核心作用，那么是否有必要采用高标准的集料值得思考。对国内外在OGFC沥青路面上的集料要求标准调查结果如表5所示，从表中不难发现，国内不但在集料的技术指标数目众多，而且指标要求也要比国外严格。
从工程实际来看，包括OGFC沥青路面在内，一方面规范中提出的检测指标越来越多，越来越严格;另一方面工程中由于涉及的指标过多，根本无暇按照规范要求的频率进行检测。实际上我国在集料加工工艺和管理方面和国外还存在不小差异，在集料的清洁度和针片状含量、破碎面等指标上从严要求是非常必要的;另一方面应减少集料资源特性指标数量，且在集料的密度、吸水率和粘附性等指标上与路面性能加强研究，放宽限制值，使得更多的集料满足使用要求。毕竟集料与沥青的粘附性要求，当采用了高粘沥青材料，相对而言粘附性效果会有所提高，集料外裹覆的沥青薄膜层厚度更大。
2.3 纤维的添加
日本排水铺装技术指南中建议如果采用高粘沥青，就不必添加纤维;如果采用改性I、II型沥青，可以考虑添加纤维，以提高沥青薄膜厚度的同时不会导致自由沥青过多产生流淌现象。美国、中国台湾的研究认为，排水性混合料之沥青含量一般稍高于密级配混合料，且粒料的比表面积相对较低，为使在生产、运输和压实期间不会产生沥青流淌现象，并具有足够的沥青薄膜厚度以满足耐久性要求，除使用改性沥青外，亦可添加纤维加以改善，或者两种并用。一般常用的纤维有有机纤维、矿物纤维、木质素纤维等几种，用量一般约占混合料重量的0.3%～0.4%。
国内有研究表明掺加纤维可有效增加OGFC混合料的沥青用量，并能增加界面层沥青比例，减少自由沥青，进而改善了沥青和骨料的粘结效果，使得沥青混合料的动稳定度大大提高。从统计结果来看(表6)，采用高粘沥青的OGFC沥青路面绝大部分都没有添加纤维，从经济成本和施工角度考虑，如果能够不添加纤维那是最好，否则成本进一步增加、拌和难度也增加且均匀性很难得到很好的保证。当然也可以采用非高粘沥青+纤维的方案，前提是要从使用效果、经济成本和施工难易程度进行综合评价。
2.4级配的选择
从国内外典型级配来看(表7、表8)，国外无论是在控制筛孔数量，还是具体范围差异都较大;而国内近年各实体工程采用的级配差异较小，都有逐步接近的趋势。由于各地修筑OGFC的时间都不是很长，尚没有建立级配与长期排水性能、降噪效果之间的有效关系，因此需要进一步观测和总结。由于国内各地气候、荷载条件的差异，最终所得到的级配范围应该存在一定差异的。
3、结论与建议
(1)在OGFC路面应用之前应明确究竟是以排水为主还是以降噪为主，这关系到在设计时选用的集料最大粒径。如果是以降噪为主，应尽可能选择最大公称粒径较小的集料。
(2)OGFC沥青路面的应用场合，从现有资料来看，抗剪强度要求较高的长上坡、小半径弯道和重车比例较大的路段;容易引起空隙堵塞的干燥少雨路段;冻融循环严重容易引起骨架空隙发生松散的路段都不宜采用此种类型沥青路面，其他路段经过精心设计和施工应该是不存在技术隐患的。
(3)OGFC沥青路面的技术核心是沥青结合料，根据日本、韩国和美国的使用情况来看，未必一定要使用高粘度沥青，只要60℃下的粘度达到标准要求的其他类型沥青如橡胶改性沥青也是可以的。同时也未必需要添加纤维等其他稳定材料，毕竟会增加工程造价和施工难度。
(4)由于OGFC沥青路面对沥青的要求很高，一定程度上提高了沥青与集料的粘附性要求，在满足工程水稳定性要求的前提下，关键是集料的加工质量必须过关，主要是清洁度、扁平细长颗粒和强度等3项指标一定要满足要求，其他如岩性等要求可以适当放宽。
来源：沥青路面
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