153台湾地区推动SMA可性之研究—以新竹试铺道为.pdfVIP

第二屆鋪面工程師生研究成果聯合發表會 台灣地區推動 SMA可行性之研究 — 以新 竹試鋪道路為例 1 2 林秉祁 林志棟 關鍵字：石膠泥瀝青混凝土、材料規格、配合設計、可行性 摘要 本研究之目的，在於先分析台灣地區鋪面材料之性質，確認是否符合石膠泥瀝青混 凝土所需要之材料規格。接著對於歐洲國家使用二十餘年的石膠泥混凝土馬歇爾配合設 計法與美國近年來研究發展出之新配合設計法加以研究分析 ，嘗試擬出台灣地區可行之 石膠泥瀝青混凝土配合設計方法建議草案。完成上述兩階段後，然後以新竹試鋪道路對 於石膠泥瀝青混凝土之生產作業流程，包括生產管制與品質管制等進行檢討分析。由基 本材料規格、配合設計步驟至生產鋪築作業流程三方面進行討論，對石膠泥瀝青混凝土 於台灣地區推動之可行性作進一步研究。 由本研究之結果發現，石膠泥瀝青混凝土之材 料規範較為嚴格，以台灣地區之鋪面 材料而言，未必全部適用。在瀝青膠泥上應以AC-20或更高等級之瀝青為適用材料，粒 料則須檢驗其扁平率後才能使用，填充料以使用石粉為主，並須添加纖維等添加物。於 配合設計方面，本研究以馬歇爾配合設計法為藍本，參考配合美國 NCAT配合設計法檢 驗之理念，初擬台灣地區適用之 SMA配合設計方法。最後並提出 SMA 生產作業要點 與個案分析，供台灣地區鋪面工程界參考。 一、 前言 台灣地區的氣候特性為潮溼多雨，且夏季溫度又相當的高。每當夏季時路面午後的 溫度常可以高達六十度左右，再加上午後陣雨出現 ，使得一般瀝青混凝土非常容易出現 高溫冒油、縱向及側向推擠、龜裂、車轍 、剝脫等現象，因而大幅降低瀝青混凝土的服 務年限，間接地提高的政府的財政負擔。另外台灣地區由於經濟快速發展，交通流量也 大幅提高，機動車輛大幅成長而且卡車超載的情形也非常的嚴重，使得傳統密級配路面 呈現無法負荷之窘境。 石膠泥瀝青混凝土（ Stone Mastic Asphalt, 以下簡稱SMA） 以其高粗骨材與高瀝青 膠泥含量之特殊配比而具較佳之抗車轍能力及耐久性。 SMA 之整體表現明顯較傳統密 級配為佳，因此採用 SMA應即為改善目前路面方法之一。 國立中央大學土木工程系研究生 國立中央大學土木工程系教授 153 第二屆鋪面工程師生研究成果聯合發表會 二、 文獻回顧 SMA原係德國於 1960 年代時，為提升瀝青混凝土鋪面抵抗雪胎鐵鍊之磨損所發展 之瀝青混凝土鋪面結構，是一種使用高比例粗粒料所形成的跳躍級配瀝青混凝土。除了 粗粒料外，SMA的主要材料還有纖維，其作用是穩定 SMA中高含量的瀝青膠泥，而礦 物填充料如石灰或飛灰等，是作為防剝劑使用 ，以及適當等級的瀝青膠泥或改質瀝青所 組成。後因成效良好而被普遍用來提升瀝青混凝土鋪面之抗車轍能力及耐久性。二十餘 年來，歐洲各國與日本實際鋪設之經驗顯示SMA之耐久性、鋪面摩擦力、抗車轍能力、 及抗疲勞能力均明顯較傳統密級配為佳。 在世界各國之使用情形方面， SMA已成為歐洲各交通要道、航空站和港口的路面 所廣泛使用的瀝青，在美國也已經有超過 3百萬噸的使用量，亞洲國家之日本引進 SMA 技術已逾十年，並依據不同之要求發展出八種不同之 SMA鋪面種類，中國大陸自 1992 年於鋪築首都機場公路時，首度引進 SMA鋪面技術，於其中記取失敗經驗後，至歐美 考察 SMA之使用情形，「公路瀝青路面設計規範」（JTJ014 ）於1997 年中將SMA 正式 納入規範。 台灣地區道路工程自大量使用瀝青混凝土路面以來 ，皆以使用密級配瀝青混凝土做 為路面之主結構層，SMA 鋪面雖兼具抗車轍能力與耐久性之優點，台灣鋪面工程界仍 不敢貿然引進 ，今於學術研究方面約有二十餘篇相關學術論文實際試鋪道路則有四條。