公路總局瀝青混凝土鋪面施工說明書改版概述

□房性中/中華顧問工程司材料試驗部 主任工程師兼鋪面組組長、大地工程技師

摘要
         公路總局施工說明書﹝文獻(1)﹞之最新版本為2005年6月發行,距離舊版﹝文獻(2)﹞正好時隔八年之久。隨著工法與材料的日新月異,此次改版作業歷時兩年餘,經過撰稿、初審、複審及決審等上百次大大小小的會議,始竟全功。其間所耗費的人力、成本以及後勤支援等事宜的龐雜性,當可想而知。筆者有幸,得以擔任本案撰稿作業之諮詢委員以及各階段審查會議之備詢委員,忝知歷程之辛苦,亦罕見公路總局各級長官皆全程投入、給予本工程司充分的支持與協助,著實令人感佩並致謝忱。基於臺灣地區之公路系統仍以瀝青混凝土鋪面為主軸,且此次改版亦作了大幅度的增修作業,另礙於本文篇幅有限,未克全面陳述改版細節,故擬僅介紹瀝青混凝土鋪面,或可供較多之從業人員卓參採用。

一、前言

        公路總局1997年之施工說明書共分十大章、四十小節,在使用一段時日之後,頗有不足之感。遂於2003年委請本工程司依照行政院公共工程委員會綱要規範之格式與架構進行改版作業。
        歷經千辛萬苦,終於在2005年6月脫稿成冊,總共分為兩大冊134個章碼,幾可涵蓋臺灣地區公路系統之施工程序與相關作業。
        本文擬介紹瀝青混凝土鋪面之改版延革,以利大多數公路從業人員參考運用之。

二、瀝青混凝土鋪面改版說明

(一)刪除章節
        1. 瀝青表面處理
        2. 熱灌瀝青碎石面層
(二)新版章節
        1. 瀝青處理底層(第02714章)
        2. 瀝青混凝土之一般要求(第02741章)
        3. 瀝青混凝土鋪面(第02742章)
        4. 瀝青混凝土面層刨除(第02961章)
        5. 再生瀝青混凝土(第02966章)
        本文擬依本節之順序,扼要將增、刪、改之重點依次說明如下列各章。

三、瀝青處理底層(第02714章)

(一)概要
        除本章有規定外,依第02741章「瀝青混凝土之一般要求」規定辦理。
(二)材料
        1. 瀝青材料
         須符合設計圖說及第02741章規定。
        2. 粒料
         粒料級配詳表一所列。
        3. 瀝青混凝土
         (1) 級配規格詳表二所列。
         (2) 配合設計準則詳表三所列。
表一 粒料級配規格表
試驗篩孔寬(mm)通過百分率(%)
 標稱最大粒徑25mm標稱最大粒徑19mm
37.5(1.5吋)100
25.0(1吋)85∼100100
19.0(3/4 吋)70∼8580∼100
4.75(No.4)30∼5050∼80
0.60(No.30)12∼2520∼60
0.075(No.200)2∼85∼20

表二 【瀝青混凝土處理底層級配規格表】本章有規定者外
試驗篩孔寬(mm)通過百分率(%)
9.5以上(3/8吋以上)±7
4.75∼1.18(No.4∼No.8)±5
0.60∼0.15(No.30∼No.100)±4
0.075(No.200)±2
瀝青含量%(對瀝青混合料總重)±0.4

表三 瀝青混凝土處理底層配合設計準則規定表
項目規定
配合設計方法馬歇爾法
試體上下每端各夯打次數75
穩定值 (kgf)600以上
流度,0.25mm(0.01吋)8∼18
空隙率(%)3∼10

(三)施工
        1. 路幅內全寬之路基面或級配粒料基層面或底層面之工作應較瀝青處理底層工作提前完成至少600m之距離。
        2. 檢驗:依表四規定辦理。
表四 瀝青混凝土處理底層材料及施工方法之檢驗表
名稱檢驗項目依據之方法規範之要求頻率
瀝青處理底層冷堆粗粒料品質CNS 490磨損率不得大於50%。配比設計時辦理
冷堆粒料含砂當量AASHTO T17650%以上
瀝青混合料之瀝青含量AASHTO T164或ASTM D6307依第02742章規定辦理。每半天至少1次
瀝青混合料之粒料級配AASHTO T30
壓實度CNS 12390依第02742章規定辦理。依第02742章規定辦理。
厚度CNS 8755依第02742章規定辦理。
平整度3m直規或高低平坦儀平行於中心線檢測。任一點高低差不得大於6mm

四、瀝青混凝土之一般要求(第02741章)

(一)材料
1. 粗粒料
         (1) 須為質地堅韌、潔淨、耐磨之碎石。
         (2) 依ASTM D4791試驗,顆粒中長比厚之比值大於3之部分,不得大於總重量之10%。
         (3) 依CNS 490洛杉磯磨損試驗之磨損率,用於底層、聯結層及整平層者不得大於50﹪,用於面層者不得大於40﹪。
         (4) 依ASTM D5821粗粒料破裂顆粒比例試驗之顆粒含有二個以上軋碎面之部分,須佔總重量之60%以上。
         (5) 應依尺度大小分別儲放,並應避免互相混雜,俾能正確按規定比例混合,其混合程序應在冷料供應系統上完成,不得在石料儲放場所混合。
2. 細粒料
         (1) 可為天然砂、機製砂或兩者之混合物。需質地堅硬、表面粗糙、顆粒富有稜角。
         (2) 依AASHTO T176含砂當量試驗,其含砂當量不得低於50%。
         (3) 細粒料如係二種以上不同來源時,應分別儲放,如需混合使用,則其混合程序,應在冷料供應系統上完成,不得在粒料儲放場所混合。
3. 再生粒料
         (1) 由混凝土構造物拆除之廢棄混凝土與陶瓷類材料,經處理後,符合本規範有關瀝青混凝土粒料之要求者,得作為瀝青混凝土之再生粒料,惟再生粒料使用百分比例於設計時訂定之。
         (2) 再生粒料應具備專屬之冷料倉,並應依尺度大小分別儲放,且應避免互相混雜,俾能正確按規定比例混合,其混合程序應在冷料供應系統上完成,不得在石料儲放場所混合。
         (3) 再生粒料用於瀝青混凝土路面之使用比例,應依設計圖說之規定。
4. 礦物填縫料
         (1) 其組成可為石粉、石灰、水泥、飛灰或其他經工程司認可之無機物粉末。
         (2) 依CNS 5088 試驗法,其塑性指數(PI)不得大於4(但石灰和水泥不受此限制)。
         (3) 不得含有水分、土塊、黏土顆粒或其他有害物質;除設計圖說另有規定外,依CNS 5265篩分析法,其級配應符合表五之規定。
         (4) 加入礦物填縫料後之混合粒料應符合級配要求,除設計圖說另有規定外,加入填縫料之重量不得超過混合粒料總重之7%。
表五 礦物填縫料級配表
試驗篩孔寬mm通過百分率(%)
0.60 mm(No.30)
0.30 mm(No.50)
0.075mm(No.200)
100
95∼100
70∼100

5. 防剝劑等其他材料
         瀝青混凝土中如需摻加防剝劑等其他材料時,應依設計圖說及其製造廠商之使用說明書辦理,必要時應先經廠拌驗證其可行性。
6. 地瀝青
         應依設計圖說之規定,採用黏度分級AC-10或AC-20之地瀝青,其品質應符合ASTM D3381之表1規定。
7. 瀝青混凝土
         級配規格詳表六∼表八所列。
表六 粗級配瀝青混凝土規格表
粗級配種類25.0mm(1in.)19.0mm(3/4in.)
適用層次底層底層
每層壓實厚度(㎝)5.0∼7.54.0∼6.5
篩號㎜過篩重量百分率(%)
37.5(1-1/2 in.)100 
25.0(1 in.)85∼100100
19.0(3/4 in.)70∼8580∼100
4.75(No.4)30∼5050∼80
0.60(No.30)12∼2520∼60
0.075(No.200)2∼85∼20








打擊次數75
穩定值(kgf)≧600
流度(0.25㎜)8∼16
孔隙率(%)3∼6
粒料間空隙率(VMA,%)≧12≧13
瀝青填充率(VFA,%)65∼75
瀝青用量(%)4.0∼6.0

表七 密級配瀝青混凝土規格表
密級配種類37.5㎜
(1-1/2in.)
25.0㎜
(1in.)
19.0㎜
(3/4in.)
12.5㎜
(1/2in.)
9.5㎜
(3/8in.)
適用層次底層或重車行駛之面層面層或底層面層整平層
每層壓實厚度(㎝)7.5∼10.05.0∼7.54.0∼6.52.5∼5.02.0∼4.5
篩號
過篩重量百分率(%)
50.0(2 in.)100    
37.5(1-1/2 in.)90∼100100   

表七 密級配瀝青混凝土規格表(續)
密級配種類37.5㎜
(1-1/2in.)
25.0㎜
(1in.)
19.0㎜
(3/4in.)
12.5㎜
(1/2in.)
9.5㎜
(3/8in.)
25.0(1 in.)90∼100100  
19.0(3/4 in.)56∼8090∼100100 
12.5(1/2 in.)56∼8090∼100100
9.5(3/8 in.)56∼8090∼100
4.75(No.4)23∼5329∼5935∼6544∼7455∼85
2.36(No.8)15∼4119∼4523∼4928∼5832∼67
1.18(No.16)
0.60(No.30)
0.30(No.50)4∼165∼175∼195∼217∼23
0.15(No.100)
0.075(No.200)0∼61∼72∼82∼102∼10








打擊次數75
穩定值(kgf)≧817
流度(0.25㎜)8∼14
孔隙率(%)3∼5
粒料間空隙率(VMA,%)見表八。
瀝青填充率(VFA,%)65∼75
瀝青用量(%)3∼83∼94∼104∼115∼12

表八 粒料間空隙率(VMA)規定值
標稱最大粒徑㎜空隙率(%)
3.04.05.0
V.M.A.(%,最小值)
9.5(3/8 in.)14.015.016.0
12.5(1/2 in.)13.014.015.0
19.0(3/4 in.)12.013.014.0
25.0(1.0 in.)11.012.013.0
37.5(1-1/2 in.)10.011.012.0
註:1. 標稱最大粒徑為第一個過篩百分率未達90%之篩的上一個篩號。
2. 設計空隙率未在上列值時,以內插法求出VMA。

(二)施工
        1. 地磅秤出瀝青混凝土之淨重,與每一車裝料之各盤重量總和之相差應在±2%以內。
        2. 粗、細粒料在送入拌和機之前,均應烘乾加熱,其進入拌和機之溫度不得超過175℃或比瀝青材料溫度高15℃(舊版規定為10℃)。
        3. 拌和廠應提供一個體積或重量計量表,使能自動將加入每盤瀝青材料精確計量至規定用量之±2%許可差範圍內。
        4. 烘乾後粒料殘餘含水量應在1.0%以下。
        5. 瀝青衡量斗應為熱套管式,且懸於度盤式或臂樑式磅秤上,並附裝指示器,可於每次稱重時指出衡量斗之空重,而測定瀝青膠淨重之準確度,不得超過所需重量之±2%。
        6. 拌和廠應裝配貨車地磅,其準確度應在±2%以內。

五、瀝青混凝土鋪面(第02742章)

(一) 材料
        應符合設計圖說及第02741章規定。
(二)施工
        1. 鋪築前應先訂定鋪築車道寬度及測訂準線,使瀝青鋪築機有所依據,鋪成平整之路面。
         (1) 每一鋪築車道寬度不小於3.5m,但畸零寬度不在此限。
         (2) 各層之每一鋪築車道寬度及長度應事先規劃,列入施工計畫書,以確保接縫符合相關規定之要求。
        2. 檢驗
         依表九規定辦理。
        3. 檢驗不合格之處理
         (1) 粒料級配和瀝青含量
         新舊版規定相同。
         (2) 厚度
         新舊版規定相同。
         (3) 平整度
         A. 舊版規定為標準差不得大於4mm。
         B. 新版規定如下:
         (A) 一般公路平整度標準差小於3.4mm,快速公路平整度標準差小於3.0mm,該檢驗單位所代表瀝青混凝土路面之最後一層面層依表十所示之付款百分率計價。但承包商可選擇下列方式辦理。
表九 瀝青混凝土鋪面材料及施工方法之檢驗規定表
<
名稱檢驗項目依據之方法規範之要求頻率
瀝青混凝土鋪面瀝青含量和粒料級配1.AASHTO T164或ASTM D6307
2.AASHTO T30
每批抽驗二件結果之平均值與工程司認可之配合公式(JMF)相差不得大於文獻(1)表02742-2之規定。瀝青混凝土鋪於路面後滾壓前,應依CNS 12388抽樣檢驗設計圖規定篩號之粒料級配(計算至個位數,以下採四捨五入)和瀝青含量(計算至小數第一位,以下採四捨五入),每批材料數量定為同一拌和廠同一天供應本工程之同一種瀝青混凝土數量。每批抽驗二件。
厚度CNS 8755每批檢驗5點之平均厚度應合於下列公式:
式中:
=該批樣品厚度平均值(cm)
T=設計厚度(cm)
R=全距,為該批厚度最大值與最小值之相差值(cm)
各層每約5000 m2為一批(總量少於5000 m2,或零數少於5000 m2可單獨作為一批,或併入相臨路面合為一批),每批應作厚度檢驗5點。
平整度
(瀝青混凝土路面分兩層以上鋪築、設計有平整度調整層之加封鋪築或採取刨除重鋪,及橋面上鋪築瀝青混凝土路面時,於最後一層鋪築完成後做平整度檢驗。)
3m直規或高低平坦儀,按本局公路工程材料手冊規定方法,就平行於路線方向檢驗其平整度。一般公路平整度標準差合格上限為2.8mm,快速公路平整度標準差合格上限為2.4mm,超過規定之部份依表十規定辦理。
若有下列(1)至(4)任一情況之路段,得免辦平整度檢驗;若有下列(5)情況處之檢驗結果,不列入計算平整度標準差。
(1)不能封閉交通供鋪築施工。
(2)無瀝青混凝土底層或原有路面未整理之路面加封路段。
(3)設計行車速率小於40km/hr之路段。
(4)其他經工程司核可為不適合作平整度檢驗之路段。
(5)路面人孔蓋、橋面伸縮縫及新舊路面接縫。
每200m為一檢驗單位(餘數未達100m時併入前一檢驗單位辦理,餘數超過100m以上時單獨作為一檢驗單位)。
壓實度CNS 12390每批檢驗5點壓實度之平均值應符合以下二種方法之一之要求,採用何種檢驗方法由工程司決定,但宜優先採用理論最大密度法:
1.理論最大密度法:依CNS 8758直接求得或以該批材料瀝青含量及配比設計資料用公式計算求得(註1)
,且 式中:
=該批樣品壓實度平均值(%)
R=全距,為該批壓實度最大值與最小值之相差值(%)
2.馬歇爾試體法:以工地同批材料取樣依CNS12395 製作馬歇爾試體(夯實溫度:AC-10為140±2℃,AC-20為145±2℃,兩面各夯打75下)
,且
式中:
=該批樣品壓實度平均值(%)
R=全距,為該批壓實度最大值與最小值之相差值(%)
各層每約5000 m2為一批(總量少於5000 m2,或零數少於5000 m2可單獨作為一批,或併入相臨路面合為一批),每批應作壓實度檢驗5點。

        註1:理論最大密度計算公式如下:
         式中,Dmm=瀝青混凝土理論最大密度(kg/m3)。
Ps =粒料佔瀝青混凝土重量百分率(%),由工地瀝青含量檢驗求得。
         Pb =瀝青佔瀝青混凝土重量百分率(%),由工地瀝青含量檢驗求得。
         Gse =粒料之有效比重(由試驗室配比設計試驗求得)。
         Gb =瀝青之比重(由試驗室配比設計試驗求得)。
         Dw =水之密度,通常假定為1000 kg/m3。
表十 瀝青混凝土路面平整度付款百分率規定表
平整度標準差,mm付款百分率
一般公路(註1)快速公路(註2)
2.8以下2.4以下100
2.92.599
3.02.698
3.12.796
3.22.894
3.32.992
3.43.090
大於3.4大於3.0採取改善措施
註:1.一般公路:設計速率<80km/hr者。
        2.快速公路:設計速率≧80km/hr者。

        (B) 一般公路平整度標準差大於3.4mm時,快速公路平整度標準差大於3.0mm時,除採用熱燙板加熱重新滾壓平整使符合要求者外,該檢驗單位所代表之路面,應刨除重鋪至少5cm厚度。但若不影響路面使用功能及排水等,得經工程司核可,該檢驗單位所代表之路面,採取加鋪整平至少5cm厚度。以上各改善措施所增加之費用由承包商負擔不予計價。
         (C) 刨除重鋪或加鋪後之瀝青混凝土路面,亦應經檢驗合格,檢驗結果按上述規定處理。
         (4) 壓實度
         舊版規定壓實度偏低才減價付款,新版規定改為超過規定值(可能偏高或偏低)皆需減價付款。

六、瀝青混凝土面層刨除(第02961章)

(一)概要
        1. 承包商應於施工前依照公路總局「瀝青混凝土再生利用作業要點」之規定提報瀝青混凝土挖(刨)除料實施計畫,並經工程司核可後始得施工。
        2. 承包商應於挖(刨)除後提供瀝青混凝土挖(刨)除料流向證明文件。
(二)設備
        1. 路面冷式刨除機
         (1) 除設計圖說另有規定外,使用之刨除機刮刀寬度應在1.5m以上,最大刨深在10cm以上。
         (2) 刨除機應附有自動縱橫坡度調整器。
         (3) 刨除機須有自動灑水裝置,以防作業時灰塵飛揚。
        2. 如遇特殊地形狀況或因設計圖說規定,無法以1.5m以上之刮刀刨除時,經工程司認可後可使用較小型之刨除機施工。一般狀況下則嚴禁使用小型刨除機。
(三)施工
        1. 施工方法
         (1) 應依設計圖說規定之高程或厚度刨除,刨除之厚度以刨刀痕跡之平均厚度為準,刨除表面應保持平順。
         (2) 刨除作業中發現面層滑動,不正常鬆裂,應報請工程司處理。
         (3) 遇有水泥混凝土結構面或其邊緣,刨除機無法施工時應改用人工或小型機械清除。
         (4) 路面上之設施應適當保護,不得破壞,若有損壞,應由承包商負責修護。
         (5) 橋面進行刨除時,為避免刨除料掉入橋梁伸縮縫及排水孔,於進行刨除作業前,應以膠布完全密貼於橋梁伸縮縫及排水孔上,待路面刨除完成及清掃乾淨後,除去膠布。
         (6) 刨除機施工時不得使用加熱器加熱路面助刨,以免發生危險、污染空氣及損害地下設施。
         (7) 刨除機施工時應安排專人指揮交通,以維持施工範圍周邊交通安全及秩序。
         (8) 路面刨除後如有行車安全之虞者,應設置安全措施。
         (9) 刨除作業完成後,產生之刨除料應立即裝車運走,並依契約規定,運至指定場所或運至經行政院公共工程委員會認可之再生瀝青混凝土拌和廠,且應報請工程司核可。刨除後路面應清掃乾淨。
         (10) 刨除料如指定做為再生瀝青混凝土之用,應保持乾淨不得與垃圾、土石及其他廢料混雜。
        2. 許可差
        刨除之寬度與設計寬度之誤差不得大於10cm。

七、再生瀝青混凝土(第02966章)

        本章係屬新增項目,且依文獻 (3) 架構辦理,茲將其間差異列述如下:
(一)材料
        1. 瀝青材料
         (1) 文獻(3)建議採用針入度120~150、85~100、60~70或黏度分類為AC-5、AC-10、AC-20之瀝青。
         (2) 本案建議採用AC-2.5、AC-5或AC-10之瀝青。
        2. 再生瀝青混凝土
        配合設計準則文獻(3)建議依照AI MS-2,本案建議依照AI MS-20及AI MS-2。
(二)施工
        文獻 (3) 詳細規定各項檢驗規定。本案建議依照各相關章節規定辦理。

八、討論與結論

        1. 公路總局1997年版以前之施工說明書,皆未列出級配規格及配合設計準則,而是於各專案設計圖說中各自規定,雖有其優點與歷史淵源,但這次改版,於施工說明書中做明確的規定,尤可減少日後設計工程師之困擾。
        2. 舊版對於平整度之規定為標準差4mm以下,顯然比日本方法及國內其他機構之規定來得寬鬆。此次改版,已作合理的調整與修正,當更具可行性與說服力。
        3. 改版工作千頭萬緒,本案承蒙公路總局指派局本部、各區處、試驗所各級長官與資深工程師全程參與作業,毫無保留地貢獻經驗及心力,得以順利完成,此一作法亦為業界所罕見之創舉。相信此部施工說明書一定深具務實性與可行性,對於提昇臺灣地區公路品質,筆者亦深具信心並遠景可期。

參考文獻

1. 交通部公路總局,“施工說明書技術規定”,2005年06月。
2. 臺灣省交通處公路局,“公路工程施工說明書”,1997年06月。
3. 行政院公共工程委員會施工綱要規範,“第02966章:再生瀝青混凝土“,2003年08月。