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核工业金华建设工程公司 浙江金华 321017
摘要：在对OGFC技术的归纳整理及其在我国应用发展的介绍的基础上，较为详细地阐述了OGFC技术在沿海某城市道路施工中的应用情况，并进行了总结，希望为OGFC技术在城市道路中的应用推广提供经验和借鉴。
关键词：OGFC技术；城市道路；应用
OGFC全称为Open-Graded Friction Course，即开级配抗滑磨耗层，为大空隙、开级配的沥青面层。OGFC粗集料用量大，路面设计空隙率一般控制在17～22%。（一般需19%以上）。具有良好的抗滑、排水、减噪功能。
1 OGFC技术发展概况
1.1 国外发展情况
从1950年起，美国开始在一些地方使用开级配抗滑磨耗层即OGFC技术，以改善沥青路面的表面抗滑性能。欧洲从20世纪70年代开始研究在原有路面上使用能提高行车安全性及舒适性的开级配磨耗层即PFC（Porous friction course）。这种面层使用高百分比粗粒料，空隙率高达20～25%，能使水迅速排除，故又被称为排水性沥青（Drainage asphalt）。同时为了优化配合比设计，西班牙Cantabria大学开发了反映抵抗胶粒飞散的肯塔堡飞散试验。荷兰、丹麦针对孔隙阻塞问题，发展了双层式排水性沥青路面。上层采用最大粒径4mm或8mm，下层采用最大粒径11mm或16mm，总铺筑厚度达70mm。日本从1980年前后组团赴德国考察后，积极进行排水性沥青混合料新技术的开发。1987年于东京都环道7号率先采用排水性沥青混合料铺筑。近十几年来排水性沥青混合料铺装结构已在日本各级道路广泛应用，尤其在多雨地区被列为首选。
1.2 国内应用发展
我国上世纪八、九十年代在上海、河北、黑龙江、广东等地修建了一些小规模的试验道路，但由于当时对我国重载交通的发展估计不足、缺少性能优良的改性沥青等问题，试验均未取得成功。2000年以后，交通运输部公路科学研究院系统研究了OGFC路面的材料性能与设计、结构设计、施工技术、路面安全特性等问题，为OGFC路面在我国的应用奠定了基础。
图1 OGFC路面与普通沥青路面对比图
随着我国城市化发展的不断加快，车流量大幅增加，以及人们对城市道路从基本的交通需求上升到绿色环保、高安全性能等更高的要求，在最初从国外引进应用到高速公路的OGFC技术的日趋成熟，OGFC技术在城市道路上的应用越来越多。据作者了解，上海高科东路、五洲大道、外环线以及世博园区道路均采用OGFC技术；厦门仙岳路西段中的3座道路交叉口跨线桥桥面也采用了OGFC技术进行桥面铺装；杭州市文三路整治工程快车道路面结构采用了OGFC技术。OGFC技术凭借质量优、成本低、安全好，增加道路排水性能、有效降低道路行车噪声等方面的优势，正越来越多地被应用在城市道路上。
2 OGFC技术具体应用案例
2.1 工程概况
本工程为某市主干道道路综合整治工程，全长约1.56km。道路标准横断面宽30m。横穿社区、学校及医院等社会功能密集区，对道路沿线环境影响较大，因此对车辆行驶舒适性、安全环保性、降低行车噪音及行车安全要求比较高。通过在噪声源的两侧设置绿化带、声屏障、防声墙等设计措施，依然不能满足道路周边对环境噪声等方面的要求。经综合比对选择，本工程机动车道路面采用OGFC技术，达到路面排水降噪效果，解决噪声环境敏感区域城市道路路面结构选择问题。
2.2 原材与配合比
2.2.1 一般规定
OGFC集料采用开级配（又称间断级配），粗集料含量大且粒径单一，细集料含量少，结构空隙率一般为18%-22%，沥青用量一般为5%左右。目标空隙率可根据降雨情况确定。排水沥青混合料的集料级配符合表1的规定。
OGFC的标准级配 表1
筛孔（方孔筛，mm） 通过质量百分率（%）
1 2 3
26.5 - 100 -
19.0 100 95-100 100
13.2 92-100 72-77 90-100
9.5 50-80 45-70 62-81
4.75 9-21 14-31 11-35
2.36 9-13 14-17 8-25
0.60 4-17 8-15 5-17
0.30 3-12 6-10 4-14
0.15 3-8 4-7 3-10
0.075 2-7 4-7 3-7
注：表中1、2、3分别对应三种不同的材料标准级配范围，其最大粒径D均为13.2mm。
2.2.2 沥青
根据不同面层结构的需要，沥青宜采用具有高温热稳定性较好、粘结性强的高粘度改性沥青。沥青应具有较小的针入度和较高的软化点和粘度，应有较好的抗裂性，避免沥青面层低温开裂。高粘度改性沥青的具体性状指标应符合表2的规定。
高粘度改性沥青的技术要求 表2
试验项目 标准值
针入度1/10mm 40以上
软化点℃ 85以上
延度（15℃）cm 90以上
闪点℃ 260以上
薄膜加热质量损失率% ≤0.05
薄膜加热针入度比% 65以上
*粘韧性N.m 20以上
*韧性N.m 15以上
*60℃粘度Pa.s 100000以上
注：*为区别于普通道路石油沥青质量要求的试验项目。
2.2.3 粗集料
OGFC以粗集料为主。石料需有足够的强度、抗压碎性和抗冲击性应符合现行规范规定。为保证混合料排水功通，石料外形应具有近似立方体形状，针片状颗料比一般要求高，针片状颗料不超过10%。
2.2.4 细集料及填料
OGFC细集料使用量较少。细集料及石粉等与沥青之间应有较好粘附性能。
2.2.5 配合比
OGFC的配合比設计不宜采用传统的马歇尔设计方法，应根据混合料生产、运输、抗磨耗飞散要求及目标空隙确定配合比。
对OGFC进行各项性能试验。包括马歇尔稳定度试验、残留稳定度试验、劈裂试验、老化试验、车辙试验及透水试验。若性能指标达不到要求，则需调整级配或改变结合类型。确定集料级配及最佳沥青用量。在进行OGFC组成设计时，其各项试验技术指标符合表3规定。
OGFC的试验技术指标 表3
试验项目 指标
击实次数/次 双面各50
马歇尔稳定度/KN ≥4.5
流值/0.1mm 20～40
空隙率/% 20±2
矿料间隙率/% ≥17
残留稳定度% ≥80
沥青滴落损失率% ≤0.2
集料磨耗损失率/% ≤20
老化后集料磨耗损失率% ≤20
动稳定度/（次mm-1） ≥5000
冻融劈试验的残留强度比/% ≥80
*透水系数（mms-1） ≥0.1
摘要：在对OGFC技术的归纳整理及其在我国应用发展的介绍的基础上，较为详细地阐述了OGFC技术在沿海某城市道路施工中的应用情况，并进行了总结，希望为OGFC技术在城市道路中的应用推广提供经验和借鉴。
关键词：OGFC技术；城市道路；应用
OGFC全称为Open-Graded Friction Course，即开级配抗滑磨耗层，为大空隙、开级配的沥青面层。OGFC粗集料用量大，路面设计空隙率一般控制在17～22%。（一般需19%以上）。具有良好的抗滑、排水、减噪功能。
1 OGFC技术发展概况
1.1 国外发展情况
从1950年起，美国开始在一些地方使用开级配抗滑磨耗层即OGFC技术，以改善沥青路面的表面抗滑性能。欧洲从20世纪70年代开始研究在原有路面上使用能提高行车安全性及舒适性的开级配磨耗层即PFC（Porous friction course）。这种面层使用高百分比粗粒料，空隙率高达20～25%，能使水迅速排除，故又被称为排水性沥青（Drainage asphalt）。同时为了优化配合比设计，西班牙Cantabria大学开发了反映抵抗胶粒飞散的肯塔堡飞散试验。荷兰、丹麦针对孔隙阻塞问题，发展了双层式排水性沥青路面。上层采用最大粒径4mm或8mm，下层采用最大粒径11mm或16mm，总铺筑厚度达70mm。日本从1980年前后组团赴德国考察后，积极进行排水性沥青混合料新技术的开发。1987年于东京都环道7号率先采用排水性沥青混合料铺筑。近十几年来排水性沥青混合料铺装结构已在日本各级道路广泛应用，尤其在多雨地区被列为首选。
1.2 国内应用发展
我国上世纪八、九十年代在上海、河北、黑龙江、广东等地修建了一些小规模的试验道路，但由于当时对我国重载交通的发展估计不足、缺少性能优良的改性沥青等问题，试验均未取得成功。2000年以后，交通运输部公路科学研究院系统研究了OGFC路面的材料性能与设计、结构设计、施工技术、路面安全特性等问题，为OGFC路面在我国的应用奠定了基础。
图1 OGFC路面与普通沥青路面对比图
随着我国城市化发展的不断加快，车流量大幅增加，以及人们对城市道路从基本的交通需求上升到绿色环保、高安全性能等更高的要求，在最初从国外引进应用到高速公路的OGFC技术的日趋成熟，OGFC技术在城市道路上的应用越来越多。据作者了解，上海高科东路、五洲大道、外环线以及世博园区道路均采用OGFC技术；厦门仙岳路西段中的3座道路交叉口跨线桥桥面也采用了OGFC技术进行桥面铺装；杭州市文三路整治工程快车道路面结构采用了OGFC技术。OGFC技术凭借质量优、成本低、安全好，增加道路排水性能、有效降低道路行车噪声等方面的优势，正越来越多地被应用在城市道路上。
2 OGFC技术具体应用案例
2.1 工程概况
本工程为某市主干道道路综合整治工程，全长约1.56km。道路标准横断面宽30m。横穿社区、学校及医院等社会功能密集区，对道路沿线环境影响较大，因此对车辆行驶舒适性、安全环保性、降低行车噪音及行车安全要求比较高。通过在噪声源的两侧设置绿化带、声屏障、防声墙等设计措施，依然不能满足道路周边对环境噪声等方面的要求。经综合比对选择，本工程机动车道路面采用OGFC技术，达到路面排水降噪效果，解决噪声环境敏感区域城市道路路面结构选择问题。
2.2 原材与配合比
2.2.1 一般规定
OGFC集料采用开级配（又称间断级配），粗集料含量大且粒径单一，细集料含量少，结构空隙率一般为18%-22%，沥青用量一般为5%左右。目标空隙率可根据降雨情况确定。排水沥青混合料的集料级配符合表1的规定。
OGFC的标准级配 表1
筛孔（方孔筛，mm） 通过质量百分率（%）
1 2 3
26.5 - 100 -
19.0 100 95-100 100
13.2 92-100 72-77 90-100
9.5 50-80 45-70 62-81
4.75 9-21 14-31 11-35
2.36 9-13 14-17 8-25
0.60 4-17 8-15 5-17
0.30 3-12 6-10 4-14
0.15 3-8 4-7 3-10
0.075 2-7 4-7 3-7
注：表中1、2、3分别对应三种不同的材料标准级配范围，其最大粒径D均为13.2mm。
2.2.2 沥青
根据不同面层结构的需要，沥青宜采用具有高温热稳定性较好、粘结性强的高粘度改性沥青。沥青应具有较小的针入度和较高的软化点和粘度，应有较好的抗裂性，避免沥青面层低温开裂。高粘度改性沥青的具体性状指标应符合表2的规定。
高粘度改性沥青的技术要求 表2
试验项目 标准值
针入度1/10mm 40以上
软化点℃ 85以上
延度（15℃）cm 90以上
闪点℃ 260以上
薄膜加热质量损失率% ≤0.05
薄膜加热针入度比% 65以上
*粘韧性N.m 20以上
*韧性N.m 15以上
*60℃粘度Pa.s 100000以上
注：*为区别于普通道路石油沥青质量要求的试验项目。
2.2.3 粗集料
OGFC以粗集料为主。石料需有足够的强度、抗压碎性和抗冲击性应符合现行规范规定。为保证混合料排水功通，石料外形应具有近似立方体形状，针片状颗料比一般要求高，针片状颗料不超过10%。
2.2.4 细集料及填料
OGFC细集料使用量较少。细集料及石粉等与沥青之间应有较好粘附性能。
2.2.5 配合比
OGFC的配合比設计不宜采用传统的马歇尔设计方法，应根据混合料生产、运输、抗磨耗飞散要求及目标空隙确定配合比。
对OGFC进行各项性能试验。包括马歇尔稳定度试验、残留稳定度试验、劈裂试验、老化试验、车辙试验及透水试验。若性能指标达不到要求，则需调整级配或改变结合类型。确定集料级配及最佳沥青用量。在进行OGFC组成设计时，其各项试验技术指标符合表3规定。
OGFC的试验技术指标 表3
试验项目 指标
击实次数/次 双面各50
马歇尔稳定度/KN ≥4.5
流值/0.1mm 20～40
空隙率/% 20±2
矿料间隙率/% ≥17
残留稳定度% ≥80
沥青滴落损失率% ≤0.2
集料磨耗损失率/% ≤20
老化后集料磨耗损失率% ≤20
动稳定度/（次mm-1） ≥5000
冻融劈试验的残留强度比/% ≥80
*透水系数（mms-1） ≥0.1