探讨转炉石沥青混凝土试验道路成果-以高雄市大业北路为例.PDF

2012 年轉爐石瀝青混凝土研討會 中華民國 101 年12月 14日 探討轉爐石瀝青混凝土試驗道路成果 －以高雄市大業北路為例 1 2 3 4 林登峰 、陳筠昀 、蔡昕融 、王美雲 1 義守大學土木與生態工程學系 教授 2 義守大學資訊管理學系 助理教授 3 義守大學土木與生態工程學系研究生 4 義守大學資訊管理學系 研究生 摘 要 國內最大鋼鐵廠中國鋼鐵股份有限公司所生產之轉爐石因具備有高硬度及 親油等特性，適合取代天然骨材應用於瀝青混凝土，經相關學者研究已印證轉爐 石瀝青混凝土道路之成效相當良好 。以高雄市 大業北路為例，轉爐石瀝青混凝土 鋪面平坦度及車轍檢測結果皆優於傳統瀝青混凝土鋪面。雖然，轉爐石 鋪面成效 優於傳統瀝青混凝土，因 瀝青黏結材亦影響鋪面 成效重要要素之一，南部地區氣 溫較高及於重交通量下 ，AC-20 瀝青之黏結力不足以承載 ，宜改採高黏度 瀝青膠 泥，再配合轉爐石瀝青混凝土使用，更能有效提升鋪面之耐用年限。從 紅外線熱 影像檢測 瀝青混合料鋪築品質 ，發現轉爐石混合料有較佳熱均勻性，可提升瀝青 混凝土鋪面施工品質 。綜觀而言，轉爐石瀝青混凝土不僅在鋪面成效優於傳統瀝 青混凝土， 亦可提升瀝青混凝土較佳之 施工品質要件 。 關鍵詞 ：轉爐石、瀝青混凝土、耐久性、溫度、熱影像 一、前言 傳統瀝青混凝土鋪面因車行載重日漸增大，導致鋪面強度不足，而路面經常 發生凹陷、車轍、隆起等破壞現象 。Huang and Kang [1] 以簡易落錘試驗 (Portable falling weight deflectometer ，PFWD ）評估道路應力分布情形，因 瀝青混凝土鋪面 直接與車輪接觸，約承受 70％以上載重，顯示瀝青混凝土層 為提供道路結構強 度的主要來源之一。 因轉爐石為煉鋼過程之副產品，其粒料富含 金屬氧化物 ，具有耐磨及高硬度 之特性，取代傳統天然粒料應用於瀝青混凝土鋪面 ，經國內外許多專家學者研究 後證實可提升鋪面的力學及耐久性。若 以轉爐石做為瀝青混凝土之粒料，因轉爐 石比天然粒料具有較粗糙之紋理，可增加與瀝青膠泥之凝聚力 ；也由於轉爐石具 有多孔隙的 特性可吸附瀝青膠泥 ，有利於降低高溫時 之永久變形量 [2,3] 。林志棟 [4]研究轉爐石提升瀝青混凝土耐久性，發現添加轉爐石能提升路面抗滑能力、 回彈模數、抗車轍能力等優點 ；此外，瀝青混合料中若增加轉爐石含量能有效降 低瀝青使用量，主要是因為轉爐石比重大，設計時是以重量比設計故相對體積會 減少，因而減少瀝青用量 [5] 。由於轉爐石內含有高量的氧化鈣 (CaO) 而增加粒料 與瀝青膠泥間的膠結性，降低路面剝脫現象發生，且其基本物理性質均可符合工 79 2012 年轉爐石瀝青混凝土研討會 中華民國 101 年12月 14日 程規範需要，適合台灣地區多雨的特性 [7] 。林登峰[6]等人發現轉爐石取代量隨 之增加 ，其各項鋪面成效 亦提升 。另外，從國內第一條轉爐石瀝青混凝土試驗道 路 長期觀測 結果 發現， 此道路開放通車八年後， 其穩定值仍可維持原配合設計值 83% ，鋪面壓實度約為 100% ，顯示轉爐石瀝青混凝土鋪面具有優良載重能力， 其鋪面壽命明顯高於傳統 瀝青混凝土鋪面，印證轉爐石可有效取代天然粗粒料。 轉爐石應用於不同級配瀝青混合料亦有其成效，研究顯示將轉爐石 應用於多 孔隙(porous asphalt)瀝青混凝土級配，可增加鋪面抗滑性、浸水敏感性、抗車轍 及降噪 之能力 [9] 。另外，將轉爐石 應用於 SMA(stone mastic asphalt) ，將可增加 高溫 抗變形及抗低溫脆裂能力。 鋪面除了受交通載重作用之外，還受到周圍環境因素的影響，因台灣位於