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1、OGFC混合料配合比设计方法探究 摘要：本文对主要国内外OGFC混合料配合比设计方法进行了简要的阐述，总结了设计方法的关键点。关键词：OGFC配合比设计方法中图分类号：TU528.062文献标识码：A文章编号：开级配排水式磨耗层(OGFC)起源于欧洲，1960年德国首次建设此种路面，称作大空隙或排水型路面。OGFC沥青混合料属于开级配，空隙率为18-25%，路用性能良好。在欧洲、美国、日本等地已经提出了一些较为成熟的OGFC混合料配合比设计方法。我国目前常用的级配理论（最大密度曲线理论和粒子干涉理论）的目的
2、都是为了得到密度最大、空隙率最小的混合料不适用于OGFC混合料的级配组成设计，因此我国还没有较为成熟的OGFC混合料配合比设计方法。1国外OGFC混合料配合比设计方法1.1欧洲的设计方法欧洲的开级配沥青混合料空隙率为20%或大于20%。其排水性路面面层较厚,粗集料最大粒径为10-20mm,其中以12.5mm最多。沥青材料使用改性沥青。集料的要求非常严格,5洛杉矶磨耗值规定为12-21%，针片状含量小于25%。以西班牙低噪声沥青路面为例，其设计依据为：①为抵制因交通引起的颗粒松散，要有足够的沥青膜厚以包裹集料；
3、②避免沥青流淌的同时要保证混合料有满足各项性能要求的最大沥青用量。抵抗颗粒松散是以卡塔勃洛磨耗实验进行分析，在混合料配合比设计上针对多孔沥青混合料的特殊粒状结构,主要依靠击实试验决定空隙率。两种实验方法的组合使用是当今欧洲普遍采用的排水性沥青混合料配合比设计方法。欧洲的设计方法的目的主要是为了减小噪音,减轻雨天的溅水和抗滑。1.2美国联邦公路局的设计方法经过一系列的改良，美国国家沥青科技中心（NCAT）一项研究指出，美国80%的州有了配合比设计及施工标准规范，50%的州表示使用OGFC效果良好，同时使用了改性
4、沥青，用的粗集料比例也都较早期的OGFC大的多。具体来说，空隙率约为12-15%,厚度约为20-25mm,用于OGFC矿质材料分为粗集料、细集料及主集料,应使用高质量、耐磨光且能提供良好摩擦性能的集料.粗集料不能使用较纯石灰岩和易磨光的集料。粗集料中至少应有75%(质量比)的集料有两个破碎面,90%的集料有1个以上破碎面,洛杉矶磨耗损失不应超过40%。关于沥青的指标要求,建议使用AC-20等级沥青。可使用添加剂,以改善抗剥落性,延缓氧化或改善温度敏感性。混合料配合比设计是由主集料的含油率推算沥青用量(K5法)
5、,由粗集料空隙容量推算出细集料最佳用量。NCAT在2000年发表了新世纪开级配配合比设计，其中采用三种级配进行调配与选择，然后通过沥青混合料的性能与实验来确定级配。这种方法的缺点在于不能事先确定级配效果，也没有给出级配调整方法与建议等等。总的来说美国在OGFC的配合比设计中没有采用力学试验,这是因为已有了一定的经验积累,沥青用量也是由经验公式计算的。总之,都没有进行马歇尔试验和车辙试验。1.3日本的设计方法《排水性路面技术指南》规定，低噪声沥青混合料配合比设计中，在由试算法决定集料配合比的混合料流淌实验中取得
6、最佳沥青含量，接着由密度实验、马歇尔稳定度实验，透水实验以及卡塔勃洛磨耗实验决定沥青用量，马歇试件每面击实次数为50。其混合料配合比设计的一般步骤为:①确定目标空隙率；②材料选择与初试级配的确定;③初试沥青用量计算；;④满足目标空隙率级配的确定；⑤确认混合料空隙率,确定最佳沥青用量；⑥混合料检验。日本虽然在排水性路面方面做的较为成功，对此也形成了一整套成熟的设计程序，但是由于从开始就将其作为路面结构层来进行研究，将作为路面结构层承担一定的荷载作用，与我国工程所期望修筑的抗滑磨耗层沥青路面在结构和功能上还有一些
7、区别。2我国所采用的OGFC混合料配合比设计方法5我国虽然对OGFC矿料级配进行了一定的研究，但还没有较为成熟的级配范围。现行的一些设计方法既借鉴日本较为成熟的设计程序也参考美国正在处于不断发展中的各种方法。2.1我国现行混合料设计方法一般流程①外部因素的设定；②目标空隙率的设定；③选定适当的粗集料级配；④确定最佳沥青。其中OGFC的空隙率比较大，完全采用马歇尔试验方法确定最佳沥青用量比较困难。为了便于比较，并参考国内外在此方面的研究报道，结合我国具体实际条件，宜采用以下三种方法进行研究：理论计算最佳沥青用量
8、、马歇尔法进行校验；析漏与飞散试验相结合确定最佳沥青用量；混合料性能测试。2.2采用CAVF法的级配设计方法我国在20世纪80年代，张肖宁，等先于美国Superpave提出了按体积设计沥青混合料级配的方法。OGFC空隙率一般在18%以上，能够快速排出自由水，采用CAVF法进行OGFC沥青混合料设计，将级配设计成骨架空隙结构，能够进一步提高OGFC材料的空隙率及构造耐久性，同时兼顾车辙、水害性能。CA
