1 瀝青混凝土材料特性與瀝青混凝土施工品質管控研習會 (1/7) 瀝青混凝土鋪面破壞 陳建旭國立成功大學土木系教授 上課大綱 時 間 內 容 09:00~10:30 90 分鐘 瀝青混凝土鋪面破壞 材料特性和配比設計 10:30~10:40 10 分鐘 休息 1 st Day 10:40~12:00 80 分鐘 瀝青混凝土產製 瀝青混凝土運送和刨除料 12:00~13:30 90 分鐘 午餐 13:30~16:30 瀝青拌和廠及試驗室參觀 09:00~10:30 90 分鐘 瀝青混凝土路面鋪築 10:30~10:40 10 分鐘 休息 10:40~12:00 2 nd 80 分鐘 Day 瀝青混凝土路面滾壓鋪面檢驗 12:00~13:30 90 分鐘 午餐 2 13:30~16:30 工地參觀 課程安排理念 瀝青混凝土鋪面結構 路面把脈 瀝青混凝土鋪面破壞 培元固本 材料特性和配比設計 悉心調養 瀝青混凝土產製 鋪築 滾壓 健康檢查 黏層密級配瀝青混凝土 (DGAC) 碎石級配基底層透層路基 ( 土壤 ) DGAC 面層 (10~15cm) 碎石級配基底層 (25~40cm) 路基 ( 土壤 ) Subgrade 3 鋪面檢驗 4
瀝青混凝土鋪面破壞種類 5 Why are we here? Prevent pavement damages from happening Build a durable road 6 裂縫疲勞裂縫縱向裂縫橫向裂縫反射裂縫滑溜龜裂 變形表面破壞其他 車轍側擠波浪紋隆起凹陷 損壞樣態 坑洞冒油磨光 鬆散段差修補 影響鋪面破壞之因素 投影片 7 u1 user, 2010/9/19 材料 面層 基底層 路基 氣候 溫度 雨量 鋪面結構 交通 荷重 數量 7 施工 生產 鋪築 滾壓 u1 鋪面損壞
裂縫 - 疲勞裂縫 裂縫 - 縱向裂縫 數年後縱向接縫形成弱面 8 路面把脈 : 高速公路鋪面受重車影響, 一般 3-5 年後, 即產生疲勞裂縫 9 路面把脈 : 施工 - 縱向接縫不良 裂縫 橫向裂縫 裂縫 - 反射裂縫 10 路面把脈 : 11 路面把脈 :
裂縫 - 滑溜龜裂 變形 - 車轍 26 黏層用量不足或過量 12 介面清潔度不佳 過早通車 路面把脈 : 13 路面把脈 : 高雄市前鎮區凱旋路,1 個月後嚴重車轍 粒料過細 或滾壓不足 變形 - 側擠 變形 - 波浪紋 路面把脈 : 路面波浪狀, 靠近後甲國中之林森路, 路基軟弱 14 路面把脈 : 15 施工前 施工後
變形 - 隆起 變形 - 凹陷 16 台南市台江大道路面把脈 : 17 水管或水溝漏水, 基底層淘空, 路面凹陷 路面把脈 : 表面破壞 - 坑洞 表面破壞 - 冒油 台 3 線新北市 2013/10/3 路面把脈 : 路面把脈 :
表面破壞 粒料磨光 其他 - 脫落與鬆散 施工過程 路面把脈 : 鋪築滾壓溫度過低 路面把脈 : 溫度離析 其他 - 段差 其他 - 修補後的破壞 22 路面把脈 : 23 路面把脈 :
What Makes a Good Road? Good foundation Good drainage Good site preparation Good materials Good practices Good workmanship 24 25 25?
瀝青混凝土材料特性與瀝青混凝土施工品質管控研習會 (2/7) 材料特性和配比設計 陳建旭國立成功大學土木系教授 After understanding various types of pavement damages, how are we going to prevent distresses from happening? 2 材料品質 和 拌和廠設備檢驗 鋪築前準備 材料品質檢驗 瀝青混凝土配合設計 廠拌 3 施工品質 大家都了解 品質是要求出來的, 重點是要求什麼? 怎麼要求? 4 試鋪駐廠檢驗鋪築施工滾壓施工成果檢驗 瀝青混凝土路面施工流程
瀝青混凝土鋪面 國道 6 號 材料特性和配比設計 多孔隙瀝青混凝土 (PAC, 3 cm ) 石膠泥瀝青混凝土 (SMA, 5 cm) 密級配瀝青混凝土 (DGAC, 10 cm) 5 6 湖瀝青 柏油 天然瀝青 岩瀝青 改質瀝青 ( 固態或半固態 ) 瀝青材料種類 瀝青 油溶瀝青 ( 液態 ) 煤焦 乳化瀝青 ( 液態 ) 石油瀝青 瀝青膠泥 ( 固態或半固態 ) 吹煉瀝青 ( 固態 ) 瀝青等級 Asphalt Grading 針入度 (penetration, Pen) Pen 60/70, Pen 85/100 黏度 (asphalt cement, AC) AC(I)-10, AC(I)-20 黏度 (asphalt residue, AR) AR 4000, AR 8000 7 速凝中凝慢凝 8
針入度實驗儀器 Penetration Testing Sewing machine needle Specified load, time, temperature 100 g Penetration in 0.1 mm 25 C 9 10 Initial After 5 seconds 針入度級瀝青膠泥規範 (ASTM D 946) 40-50 60-70 85-100 120-150 200-300 min max min max min max min max min max 針入度 40 50 60 70 85 100 120 150 200 300 閃火點 232 232 232 218 177 延展性 100 100 100 100 100 三氯乙 99.0 99.0 99.0 99.0 99.0 烯溶解度 薄膜烘箱試驗殘餘瀝 58 54 50 46 40 青與原瀝青之針入度百分比 殘餘瀝 50 75 100 100 青之展性 加熱損失量 0.8 0.8 1.0 1.3 1.5 11 11 Rotational Viscometer 旋轉式黏度儀 (Brookfield) 扭力馬達放置旋轉子保溫裝置溫度控制 12 12
黏度級瀝青膠泥規範 (ASTM D 3381 表 1) 熱料斗之粒料 AC-2.5 AC-5 AC-10 AC-20 AC-40 原瀝青試驗 黏度 (60,poise) 250±50 500 ±100 1000 ±200 2000 ±400 4000 ±800 黏度, 135 80 110 150 210 300 三分料 9.5 mm 六分料 19 mm 八分料 25 mm 針入度 200 120 70 40 20 閃火點 163 177 219 232 232 三氯乙烯溶解度 99.0 99.0 99.0 99.0 99.0 軟化點, Report Report Report Report Report 薄膜烘箱試驗後殘餘瀝青試驗 黏度 (60,poise) 1250 2500 5000 10000 20000 13延展性 100 100 50 20 10 14 二分料 6.25 mm 砂 鋪面 粗粒料 碎石料 (Crushing) 粗粒料性質規範 試驗項目 規定值 試驗方法 洛杉磯磨損率 (500 轉,%) <50 CNS490 A3009 扁平率 (%) 1:3 <15 ASTM D4791 健度 (5 次循環, 損失 %) CNS1167 A3031 硫酸鈉 <12 破碎面 (%) 一面 75 ASTM D5821 應具破裂面 Partially Crushed River Gravel 原石圓滑表面不適合使用 15 16
17 碎石料 (Crushing) 扁長不適合使用 Flat & Elongated 應具正方體 Cubic 篩 25.0mm(1in) 19.0mm(3/4in) 12.5mm(1/2in) 9.5mm(3/8in) 4.75mm(No.4) 2.36mm(No.8) 2.00mm(No.10) 1.18mm(No.16) 0.60mm(No.30) 0.075mm(No.200) 18 密級配瀝青混凝土施工綱要規範 02741 號 標稱最大粒徑 19.0mm 100 95~100-65~80 45~60 30~45 - - 15~25 3~7 通過重量百分率 (%) 標稱最大粒徑 12.5mm - 100 95~100 80~95 55~72 38~55 - - 18~33 4~8 鋼板橋 中彰 - 台 76 號 標稱最大粒徑 (Nominal Maximum Aggregate Size, NMAS) 馬歇爾配合設計 工作拌和公式 Job-Mix Formula, JMF 鋼板橋 19 mm PAC? 19 9.5 mm DGAC 混凝土橋 密級配 填充料 (filler) 粗粒料 55% 細粒料 35% 20 5%?? 5% 5% 20 瀝青
工作拌和公式 (JMF) 密級配瀝青混凝土標稱最大粒徑 19.0mm 工作拌和公式 (JMF) 粗級配瀝青混凝土 What s wrong with this gradation? 21 22 配合設計趨近下限 23 粒料級配及瀝青含量許可差 篩號 許可差 % 12.5mm(1/2in) 以上 ±8 9.5mm(3/8in) 及 4.75mm(#4) ±7 2.36mm(#8) 及 1.18mm(#16) ±4 600μm(#30) 及 300μm(#50) ±4 75μm(#200) ±2 瀝青含量 ( 對混合料重量比 %) ±0.4 24 試驗項目 試體上下端各夯打 次數 馬歇爾配合設計規範 Marshall Design Criteria 重級交通量 中級交通量 輕級交通量 EAL> 10 6 EAL10 4 ~10 6 EAL<10 4 最小最大最小最大最小最大 75 50 35 穩定值 (N) 8000-5400 - 3400 - 流度值 (0.1 mm) 20 40 20 45 20 50 空隙率 (%) 3 5 3 5 3 5 粒料間空隙率 (VMA, %) 瀝青填充率 (VFA, %) Avg = 4%? 如表 12 65 75 65 78 70 80 滯留強度指數 (%) 80
工作拌和公式判讀 DGAC 96 中值 xxx 防止剝脫減少坑洞耐久性佳 What Makes a Good Paving Material? Good quality of asphalt binders Good quality of aggregates? Good job mix formula 96%- 19mm Flow=11 25 偏細 26 26
瀝青混凝土材料特性與瀝青混凝土施工品質管控研習會 (3/7) 瀝青混凝土產製 陳建旭國立成功大學土木系教授 After understanding engineering properties of paving materials, how are we going to produce hot-mix asphalt (HMA) mixtures adequately? 2 平衡的鋪裝 瀝青拌和廠 卡車運送 鋪裝機鋪築 滾壓 瀝青拌和廠 生產 鋪築 Asphalt Plant 3 4
盤式瀝青混凝土拌和廠 瀝青混凝土產製 5 6 瀝青混凝土應由合格瀝青拌和廠產製 國內普遍採用分盤式拌和廠 每盤產製約需 1 分鐘 可分為每盤 1 噸 2 噸 3 噸 瀝青混凝土駐廠注意事項 配合設計 - 工程開工前完成 瀝青混凝土駐廠注意事項 拌和廠檢驗 ( 工程開工前 ) 依材料性質及設計強度要求等條件, 決定瀝青混凝土之成分配合比例 ( 工作拌和公式, job-mix formula, JMF), 包括 : 粒料配合比例 瀝青種類及含量 產能 粒料儲存 瀝青儲存設備 粒料計量設備 瀝青計量設備 乾燥爐 篩網及粒料儲存箱 溫度計設備 拌和及控制設備 塵埃收集器 瀝青拌和物過磅設備 工地試驗室 運輸車輛 運輸車輛空重 7 8
駐廠檢驗粒料管理 駐廠檢驗粒料管理 粒料堆置場無遮雨設施 9 粒料堆置場 應有遮雨設施, 防止受潮 粒料隔倉堆置, 防止混料 10 容易受潮, 含水量增加 增加乾拌時間 成本增加 品質容易不穩定 驗廠 重量校正 瀝青儲油 ( 存 ) 槽 AC10 50 噸 AC20 50 噸 MC70 20 噸 RC70 20 噸 拌和鼓磅秤校正 地磅校正 11 12
瀝青儲油槽溫度過高 驗廠 溫度校正 瀝青儲存槽溫度計 1 熱料斗溫度計 2 AC-20 應約 135C 改質 III 型應約 160C 13 14 瀝青輸送管溫度計 3 溫度自動記錄 15 落實駐廠機制 瀝青儲存槽應保持使瀝青具有工作性之溫度 應注意儲存槽之加溫及保溫功能 一般控制在低於粒料 10~15 以拌和溫度 150 為例, 瀝青工作溫度約為 135 16 天然砂 ¾ 級配料 = 6 分料 駐廠檢驗冷料進料斗管理 3/8 級配料 = 3 分料 1/4 級配料 = 2 分料 足夠儲量, 按尺寸分隔 碎石砂
乾燥爐 Dryer 乾燥爐溫度過高瀝青廠 量測溫度 設定溫度 17 18 拌和塔 熱料輸送帶 振動篩 熱料斗 拌和塔 振動篩 磅秤 熱料斗 拌和鼓 粒料磅秤 拌和鼓 熱料輸送帶 瀝青磅秤 19 20
振動篩 振動篩 篩網堵塞 篩網破洞 21 22 熱料篩分析取樣處磅秤 振動篩 熱料篩分析 HOT BINS 上 下午需各作一次熱料篩分析? 至少運轉 20 分鐘後才取熱斗篩分析 熱料斗 磅秤 23 拌和鼓 24 熱斗篩取樣 取樣軌道及取樣器
落實駐廠機制 上 下午需各作一次熱料篩分析, 至少運轉 20 分鐘後才取熱斗篩分析, 此時第一道集塵才會到達砂倉, 取樣器應含蓋開口, 注意避免三明治現象, 取樣應具代表性 篩分析完成, 視需要調整配合比, 調整時應參考前日空隙率 穩定值 流度及工地修面等特性, 且須了解控制室出料狀況, 整體評估後冷熱斗一併考量調整 拌和鼓 分兩階段 : 乾拌和濕拌 乾拌 : 粒料和粒料拌和, 使之均勻 濕拌 : 將瀝青加入粒料中, 產製瀝青混合料 25 26 駐廠檢驗混合料溫度 針入度 60/70 為例 : 密級配瀝青混凝土拌和溫?? 度最高為 160, 最低溫度為 135 施工前於配合設計時, 依瀝青黏度試驗結果, 決定拌和溫度範圍及鋪築溫度 拌和鼓 粒料進入溫度 :135-160 C? 乾拌 15 秒 太短 : 不均勻, 太長 : 粒料磨損 30? 秒 濕拌 50? 秒 太短 : 不均勻, 太長 : 瀝青碳化 失去黏性 27 27 28 攪拌刀
乾拌濕拌時間 瀝青混凝土生產 - 控制室管理 乾拌 - 目前 1s 濕拌 - 目前 0s 乾拌 - 設定 15s 濕拌 - 設定 32s 混合料重量 =? 盤數 - 目前 12 盤 盤數 - 設定 19 盤 29 熱 ( 新 ) 料倉用量 =? 瀝青用量 =? 石粉用量 =? 拌和時間 =? 30 回收料用量 =? 駐廠檢驗 - 控制室應注意事項 應注意事項 : 各項粒料如 #6 #3 #2 及砂等重量是否按當日合成級配拌和公式設定重量 瀝青膠泥重量是否按用油量設定 溫度計設備正常運作及記錄 拌和時間乾拌不得少於 15 秒 濕拌不得少於 30 秒, 總計不得大於 50 秒 以上設定除非混合級配拌和公式有更改, 則不可更改 如何分辨 AC 混合料均勻拌和? 混合料出廠 :135-160 C 31 31 32
如何分辨 AC 混合料均勻拌和? 如何分辨 AC 均勻拌和? 當所有粒料都被瀝青包裹 尤其注意粗粒料是否被瀝青包裹, 因為粗料表面積大, 往往是最慢被瀝青包裹 拌和時間太短, 如只有 30 秒, 可能造成 AC 拌和不均勻 33 34 粗粒料未被瀝青包裹 如何分辨 AC 均勻拌和? 如何分辨 AC 均勻拌和? 35 粗粒料未被瀝青包裹 36 粗粒料未被瀝青包裹
會同施作前日混合料試驗 穩定值 流度 單位重 空隙率 滯留強度 抽油後篩分析 含油量 離心式洗油機 自動搖篩機 37 馬歇爾試驗儀
瀝青混凝土材料特性與瀝青混凝土施工品質管控研習會 (4/7) 瀝青混凝土運送和刨除料 陳建旭國立成功大學土木系教授 After HMA production, how are we going to transport all these mixtures adequately? 2 卡車車底 柴油用量過多 - 油斑 避免沾黏於卡車料斗之廢機油或柴油, 於運料卡車舉斗時, 拌隨著溶解之瀝膠泥滴落於路面 車斗底不可存有柴油 柴油引起粒料鬆脫 3 4 台 3 線
過磅作業及簽單遞送瀝青拌和廠設備品質 溫度控制是重點 拌和料溫度是否符合規定及有無白料等情形 5 6 7 卡車運送 覆蓋保溫帆布 運送時間 1 小時以內 工程名稱 拌和料種類 駐廠檢驗出廠單 運輸車輛車次及車號 運輸車輛空重 / 總重 / 淨重 累積出廠重量 出廠時間 出廠溫度 8 8
落實品管機制 注意一大 T 和一小 t? T = Temperature 溫度 瀝青溫度 粒料溫度 乾燥爐溫度 拌和溫度 混合料運至現地溫度 滾壓溫度 養護溫度 t = time 時間? 乾拌時間 濕拌時間 運送時間 滾壓時間 養護時間 再生瀝青拌和廠 9 10 瀝青混凝土回收料 ( 刨 挖除料 ) Reclaimed Asphalt Pavement,RAP 再生 AC 拌和廠 另設乾燥爐, 加熱 RAP RAP 乾燥爐 粒料乾燥爐 11 12
RAP 加入拌和鼓 RAP 加入拌和鼓 輸送馬達 RAP 加入拌和鼓 RAP 加入暫存桶 RAP 加入拌和鼓 13 14 那些試體可能添加回收料?? 佳冬戰備跑道? 市區道路刨鋪? 管溝回填 1991 年完工上層新料使用回收料全部新料下層回收料 What Makes a Good Paving Production? Good plant inspection? Good temperature control Good time control 2 cm 15 16 16
瀝青混凝土材料特性與瀝青混凝土施工品質管控研習會 (5/7) 瀝青混凝土路面鋪築 陳建旭國立成功大學土木系教授 On a construction site, how are we going to conduct a paving operation adequately? 2 現況縱坡及橫坡高程控制 市區道路 鑽心調查 - 確認裂縫深度 3 4
裕農路0k+510 東寧市區道路 施工前準備 _ 鑽心取樣觀察市區道路 凱旋路 03 02 01 06 05 04 22 23 24 中華東路一段 19 20 21 09 08 07 16 17 18 _ 鑽心觀察 13 14 15 12 11 10 路施工前準備 後甲圓環 施工前選擇嚴重龜裂或損害處進行鑽心取樣 鑽心取樣確認刨除深度 選擇嚴重龜裂處, 鑽心取樣 24 孔 施工起點 0k+013 改善長度 = 497 公尺 施工終點 20-cm 道路寬度約為 22.20 公尺 刨除 10cm, 回鋪 10cm 施工前選擇嚴重龜裂處 進行鑽心取樣 刨除深度 >10cm 5 6 施工前準備 _ 鑽心觀察市區道路 編號取樣位置 施工前準備 _ 鑽心觀察 試體平均高度 編號取樣位置 試體平均高度 編號取樣位置 試體平均高度 (cm) (cm) (cm) 1 0k+060 右 20.5 9 0k+270 右 18.7 17 0k+320 左 24.2 11 14 16 嚴重破損 2 0k+060 右 18.7 3 0k+060 右 15.8 4 0k+150 右 17.2 10 0k+400 右 6.8 11 0k+400 右 27.4 12 0k+400 右 19.0 18 0k+320 左 20.0 19 0k+255 左 24.3 20 0k+255 左 11.2 5 0k+150 右 27.5 13 0k+400 左 14.9 21 0k+255 左 25.8 17 18 19 6 0k+150 右 16.9 7 0k+270 右 13.8 14 0k+400 左 23.7 15 0k+400 左 27.0 22 0k+160 左 17.5 23 0k+160 左 20.0 7 20 23 24 8 0k+270 右 12.4 16 0k+320 左 13.1 24 0k+160 左 6.7 2 處厚度未達 10cm 編號 10 位處收邊段 - 橫坡 8 編號 24 位處道路中央 管線挖掘,CLSM 鋪於底部
收邊段 1-3% 橫坡排水 var 收邊段 2.6m 機慢車道 左側車道全寬 3.5m 汽車道 1-3% 3.5m 汽車道 左中市區道路 中華東路一段 - 道路斷面圖 _ 鑽心觀察中心施工前準備心2.5m 右3.5m 汽車道 右側車道全寬 3.5m var 汽車道 收邊段 2.6m 1-3% 機慢車道 施工前準備 9 註 :AC 鋪設厚度均為 10cm 厚 10 現場瀝青混凝土施工流程 施工前準備 _ 路面刨除作業 交通管制刨除清除高程控制架 標線 滾壓 鋪築 黏層 試驗取樣撤除開放通車 11 12
鑽刀刨磨 (Diamond Grinding) 施工前準備 _ 清除表面 傳統刨除機刨刀 細刨刨除機刨刀 刨距 刨距 2008.5.20 刨除表面清理 如有塵土飛揚, 灑水處理 13 刨距 15mm 者, 刨齒至少為 162 支 刨距 6mm 者, 刨齒至少為 336 支 14 施工前準備 _ 清除表面 清掃車 ( 山貓 ) 刷毛長度是否足夠 空壓機壓力 ( 5kg/cm 2 ) 及風量是否足夠 垂直部分是否清乾淨 施工前準備 _ 清除表面 刨除面粉塵未完全清除 潔淨刨除面 15 15 16
施工前準備 _ 刨除 現況縱坡及橫坡測量高程控制 17 18 現況縱坡及橫坡測量高程控制 施工前準備 _ 高程控制 (1/3) 現況縱坡及橫坡測量 原地面高程原地面高程 +5cm 設計面高程 19 20
施工中 _ 高程控制 (2/3) 現況縱坡及橫坡測量 施工中 _ 測量高程 21 22 刨除後測量高程 施工後 _ 高程控制 (2/3) 現況縱坡及橫坡測量 施工前準備 _ 噴灑黏層 鋪築 完成 刨除面高程 完成鋪築面 粘層係用於業經整妥新鋪或舊有瀝青路面上, 俾利於其上加鋪瀝青面層或瀝青處理底層 快凝陽離子乳化瀝青 CRS-1( 噴洒溫度為 24-55 ) 使用量為 0.11~0.35 L/m 2 23 24
施工前準備 _ 噴灑黏層 施工前準備 _ 噴灑黏層 新瀝青混凝土層 tack coat 黏層舊瀝青混凝土層 prime coat 透層碎石級配基層 seal coat 封層 縱向接縫確實噴灑黏層 土壤路基 25 柔性鋪面斷面 26 27 施工前準備 _ 噴灑黏層 CRS-1 0.11~0.35 公升 / 平方公尺 CRS-1 用量夠嗎? 透 黏層檢驗 檢驗透 黏層之撒佈量, 係以適當大小之牛皮紙秤重後鋪於撒佈前地面, 併同地面一同撒佈透層瀝青, 再取出秤重, 以推算每 m 2 之撒佈量 亦可由檢核撒佈總瀝青量及撒佈面積, 以推算每 m 2 之撒佈量 28
目前無法顯示此圖像 透 黏層檢驗 乳化瀝青 黑色 : 破乳 棕色 : 未破乳 29 30 平衡的鋪裝 鋪築 瀝青拌合廠產量 卡車運送量 滾壓速度 Paving 31 32 欲獲得高品質的瀝青鋪面的關鍵為保持穩定且持續不間斷的鋪築作業
鋪築 施工氣候 天晴風和 氣溫 10 底層 基層 路基或原有路面乾燥 霧天 雨天不得施工 坑洞或低凹不平之處, 應先填補整修滾壓堅實 33 34 平整 ( 燙平 ) 鈑 Screed 鋪裝機兩個基本單元 Asphalt Paver 驅動引擎 Tractor 鋪裝機 進料斗輸送帶 滾輪 35 36
瀝青混凝土施工管制流程圖拌和廠出料現場AC 取運輸車卸完設 檢驗點鋪裝機 材料流動方向 螺旋散佈器 - 撥料螺旋器 完成面 螺旋散佈器 Augers 材料流動方向 輸送帶 Conveyors 進料斗 Hopper 輸送帶將混合料送至撥料螺旋散佈器, 混合料量不宜過多或過少, 大約在螺旋佈器中央 37 滾輪 Push Rollers 38 度 AC 舖壓溫檢料測 檢驗點不合格檢驗AC 含及篩滾分樣油析量- 路面壓實度 厚度 平坦度檢驗不合格成退車 運料卡車 120 C 品質不合格 挖除重舖 不合 瀝青溫度量測 格40 39 品質不合格 扣款處理
鋪築注意事項 鋪築機兩側積存冷料應即時鏟除, 不可再被捲入鋪築否則會造成塊狀冒油 鋪築機速度不宜過快, 約 3-4m/min 當混合料溫度太低時 脫落與鬆散 運料車倒退時不要撞及鋪築機, 應由鋪築機前進推動運料車, 否則影響平整度 41 兩側積存冷料塊狀冒油 42 溫度離析 冷料鋪築空隙過多粒料鬆動 溫度控制是重點 鋪裝機 _ 釘妥邊模 邊模 43 44 44 接縫面處理後需為平整垂直面
鋪裝機 _ 高程控制 燙鈑的加熱不足 小雪橇 9m 支架 起刀溫度太冷 45 紅外線高程自動感應 紅外線高程自動感應 46 調整燙鈑 調整燙鈑, 注意完成面之一致性 47 48 設定瀝青鋪裝機整平板之傾斜度
鋪築作業注意事項 橫坡度和平坦度檢查 隨時檢測坡度是否準確 49 水平感應是否沿架設高程行進 厚度探測桿 50 鋪築注意事項 鋪築注意事項 估計工地與拌和廠的距離, 運料車往還一趟的時間, 妥為安排運料車的數量, 儘量使運料車不要間斷, 以免施作接頭 剩餘料 運料車若間隔 15 分鐘無法到達, 則應施作接縫, 否則鋪築機底下瀝青混凝土冷却, 無法有效壓實, 不但造成壓實度不足, 並影響平整度 51 52 剩餘料棄置於鋪裝機行進路線, 形成溫度離析, 不易滾壓, 日後容易形成坑洞, 若有剩餘料掉落需進行清除
鬆方厚度 鬆方厚度 : 熱燙鈑出來後之 AC 厚度 鬆方厚度 探桿隨時檢測鋪築厚度 瀝青混凝鋪築作業, 密級配鬆方厚度是壓實厚度之 1.2-1.3 倍 壓實 5cm 厚之鬆方參考厚度 =5*1.25 = 6.3 cm 滾壓後才是實際厚度 53 壓實厚度 鬆方厚度 探桿隨時檢測鋪築厚度鋪築厚度是否足夠 54 鬆方厚度檢驗 What Makes a Good Paving Operation? 鬆方厚度檢驗 鬆方厚度 Good cording inspection Good site preparation? Good temperature control Good depth control 55 壓實厚度 56 56
瀝青混凝土材料特性與瀝青混凝土施工品質管控研習會 (6/7) 瀝青混凝土路面滾壓 陳建旭國立成功大學土木系教授 On a construction site, how are we going to compact pavements adequately? 2 現場瀝青混凝土施工流程 交通管制刨除清除高程控制架 鬆方鋪裝機之完成面 標線 滾壓 鋪築 試驗取樣 撤除 開放通車 黏層 孔隙大約 15% 高孔隙率 水流入基底層 容易車轍 3 4
為何滾壓? 5 提供混合料抗剪強度, 增加抵抗車轍能力 壓密混合料, 變成不透水層 使混合料密實, 防止瀝青氧化 6 終壓 續壓 初壓 兩部鐵輪壓路機進行初壓及終壓一部膠輪壓路機進行續壓 實方滾壓後之完成面 孔隙率 vs. 壓實度 孔隙 5-9% 允許熱漲冷縮 孔隙不連續 不透水層 具穩定性?? 7 8
滾壓後, 孔隙率應多少? 滾壓後, 孔隙率應控制在 6% 至 7%, 確保路面耐久性 假如孔隙率大於 9%, 孔隙可能連結, 水分或空氣容易侵入, 造成鋪面耐久性下降 假如孔隙率小於 4%, 夏天時, 瀝青因熱膨脹空間將不足, 容易產生冒油 鋪築厚度 -DGAC 鋪築厚度和 NMAS 最小比值為 2:1 比值小於 2 : 1, 滾壓困難, 粒料破裂 建議比值介於 2.5 : 1 和 3 : 1 之間 19 mm x 2.5 = 47.5 mm 5 cm 假如孔隙率小於 2%, 鋪面在夏天變成塑性流, 容易 產生車轍 9 10 5 cm DGAC NMAS = 19 mm 壓路機 Roller 依序為三鐵輪 膠輪 二鐵輪 滾壓順序 1.45m 初壓續壓終壓 初壓 : 三輪壓路機 次壓 : 膠輪壓路機 終壓 : 二輪壓路機 (6~8t) 11 12
初壓之目的 Breakdown Compaction 於指定的鋪築溫度範圍內, 很快地滾壓 大部分壓實度於初壓完成 8 12 T,2 軸 3 輪 續 ( 複 ) 壓之目的 Intermediate Compaction 12 18 T, 光面膠輪, 至少 7 輪 有效寬度 1.5 m 足夠胎壓 消除鋼輪壓路機所留下的表面細小裂縫 完成所需壓密度, 增加鋪築層的平坦度 13 14 續壓之胎壓 終壓之目的 Finish Compaction 6 8 T,2 軸 2 輪 又稱修面壓, 消除壓路機所留下的壓紋 1. 冷時胎壓 : 4.9 5.25 kgf/cm 2 (70-75 psi) 2. 熱時胎壓 : 6.3 kgf/cm 2 ( 90 psi) 15 3. 各輪胎不得相差 0.35 kgf/cm 2 (5 psi) 以上 16
滾壓步驟 超高或上坡路段, 滾壓應自低側開始, 逐漸移向高側 邊緣滾壓正確動作 鋼輪滾壓機 10-15 cm 17 18 邊緣滾壓錯誤動作 邊緣滾壓錯誤動作 滾壓機 滾壓機 19 側向位移 20 裂縫
滾壓過程 AC-10 AC-20 (Pen 85/100, 60/70 ) 滾壓溫度太高 鋪裝機 震動壓路機或鋼輪壓路機 膠輪壓路機 鋼輪壓路機 滾壓機前面形成波浪狀 混合料往前移動, 但並沒有滾壓 溫度 此時溫度一般高於 150C 120 C 120-110 C 110-85 C 65 C 21 初壓續壓終壓 22 施工缺失滾壓胎痕 Tire Marks 滾壓溫度太高 滾壓溫度過高 膠輪胎壓過高 膠輪荷重過高 終壓溫度過低, 無法消除胎痕 23 24 必須等待溫度下降
滾壓溫度太低 此時溫度一般低於 85C 混合料太硬, 無法滾壓 盡量靠近鋪裝機滾壓 施工缺失粒料破裂 Fracturing Aggregate 滾壓溫度過低 滾壓機太重 振動滾壓 : 振幅太大 25 26 滾壓溫度太低 滾壓機速度不可太快 鐵輪 : <3km/hr 膠輪 : < 5 km/hr 震動 : < 5 km/hr 27 28
分層鋪築接縫 分層鋪築時, 其各層縱橫接縫, 不得築在同一垂直面上 分層鋪築縱向接縫必須設於不同處 縱向接縫至少應相距 15 cm 橫向接縫至少應相距 60 cm 第一面層 第二面層 聯結層 基底層 29 縱向接縫第一面層縱向接縫不可設置於行車軌跡上 30 分層鋪築橫向接縫必須設於不同處 第一面層 第二面層 聯結層 縱向接縫 縱向接縫 橫向接縫 基底層 31 縱向相距 15 cm 32
橫向接縫 縱向接縫相距 15 cm 橫向接縫相距 60 cm 33 34 橫向接縫 (Transverse Joint) 橫向接縫的外側邊設置與滖壓厚度相同的木塊 設置緩坡, 減少段差 橫向接縫 橫向接縫的外側邊設置與滖壓厚度相同的木塊 設置緩坡, 減少段差 35 36
冷熱料交接處 - 縱向接縫 冷熱料交接處 - 縱向接縫 冷料壓實面 熱料 縱向重疊處 重疊 3-4 cm 滾壓厚度 重疊 3-4 cm 熱料鬆方 冷料壓實面 37 38 冷熱料交接處 - 縱向接縫滾壓 縱向接縫應設置於標線旁 10 15 cm 縱向接縫 冷料壓實面 熱料 39 40
縱向接縫設置於標線上裂縫明顯 縱向接縫不應設置於行車軌跡上 縱向接縫 施工縫積水 施工縫位置 - 車道輪跡 41 42 縱向接縫 縱向接縫非常重要 鋪面最弱位置 縱向接縫避免設置於行車軌跡上 縱向接縫一般設置於標線上 施工缺失溫度離析 粒料鬆散 冷料鋪築空隙過多粒料鬆動 43 44
施工缺失溫度離析 鋪築溫度不足 施工缺失縱向接縫 45 ( 國道一號 ) 46 完工 1 年後完工 3 年後 47 施工缺失滾壓機停留於熱鋪面 Stopped on Hot Mat 滾壓機不可停留於熱鋪面 胎痕無法消除 滾壓機停留於冷卻鋪面或路肩 施工缺失滾壓機緊急剎車 Stopped Straight 緊急剎車引起隆起 隆起無法消除 48
施工缺失滾壓機從縱向接縫處退出 Rolling off Edge 滾壓機不可從縱向接縫處退出 受損縱向接縫可能造成往後接縫失敗 全民缺失路面養護時間不足 49 50 滾壓 - 小型震動機 壓路機不能到達之處, 應以小型震動機充分夯實 路面養護 滾壓後路面應 禁止交通至少 6 小時或 溫度降至 50 以下 51 52
53 溫度管控 AC-10 AC-20 瀝青 運料卡車 : 120 C 初壓溫度 : 110 C 續壓溫度 : 85-110 C? 終壓溫度 : 65 C 開放通車 : 50 C What Makes Good Compaction? Good temperature control Good speed control? Good tire pressure 54 54
瀝青混凝土材料特性與瀝青混凝土施工品質管控研習會 (7/7) 瀝青混凝土路面檢驗 陳建旭國立成功大學土木系教授 During and after pavement construction, how are we going to conduct quality inspection adequately? 2 3 瀝青混凝土路面檢驗 材料品質 : 1. 粒料級配 2. 瀝青含量 3. 瀝青黏度 施工品質 : 4. 厚度 5. 壓實度 6. 平整度?? 4 瀝青路面檢驗 決定取樣範圍 取樣數量及選定取樣位置 分層隨機抽樣 主觀選定» 避免構造物邊緣 接縫等特殊位置
1. 提送 瀝青混凝土施工計畫書 2. 配比設計送審 3. 瀝青拌合廠驗廠 4. 瀝青膠泥送驗 5. 透層 黏層送驗 施工前準備工作 瀝青混凝土路面檢驗 15cm 路面, 分三層鋪築 鋪築第 2 層粗級配 瀝青混凝土 1. 瀝青含量和粒料級配檢驗 : 每批抽驗二件 2. 壓實度 厚度 : 每種瀝青混凝土 5000m 2 為 1 批, 每批應作壓實度檢驗 5 點 3. 回收瀝青黏度 : 數量 材料品質檢驗 瀝青含量和粒料級配檢驗 噴灑瀝青透層 噴灑黏層 以 15,000m2 為一批檢驗一次 AC 配比取樣 施工機具檢查 1. 瀝青含量和粒料級配檢驗 : 每批抽驗二件 鋪築第 1 層粗級配瀝青混凝土 鋪築密級配瀝青混凝土 2. 壓實度 厚度 : 每種瀝青混凝土 5000m 2 為 1 批, 每批應作壓實度檢驗 5 點 取樣 裝箱 瀝青膠泥取樣瀝青含量和粒料級配 噴灑黏層 測量瀝青混凝土完成面計算數量 3. 回收瀝青黏度 : 數量以 15,000m 2 為一批檢驗一次 4. 平整度 : 每 200m 為 檢驗 : 未壓實混合料 : 每批抽驗二件 5 檢驗停留點 單位 6 簽認 封箱 施工品質檢驗 某工程材料試驗室 (102/08 103/03) 案件統計分析 (B 類 - 瀝青混凝土 ) 採取樣品 鑽取法 ( 厚度及壓實度檢驗 ) 切取法 ( 粒料級配及瀝青含量檢驗用 ) 項目 ( 瀝青混凝土 ) 試驗數量 不合格量 不合格率 (%) 抽油後篩分析 盆料 299 0 0 瀝青含量 盆料 303 0 0 瀝青黏度 ( 不含粹取 ) 原料 4 0 0 瀝青黏度 ( 含粹取 ) 盆料 43 0 0 單位重, 穩定值及流度 盆料 171 0 0 厚度 + 壓實度 現地 593 97 16.4 厚度 41 6.9 壓實度 56 9.5 平坦度 現地 78 0 0 3 米直規 現地 33 0 0 7 8
粒料級配及瀝青含量 粒料篩分析 施工中瀝青混凝土須定時抽樣檢驗 檢驗粒料級配及瀝青含油量 採用 AASHTO T30( 抽取粒料之篩析法 ) AASHTO T164( 溶劑萃取法 ) 目前有引進較環保的燃燒法 9 10 11 粒料級配和瀝青含量許可差 試驗篩孔寬 mm 公路總局 許可差 (%) 級配超過許可差 1% 及瀝青含量超過許可差 0.1% 之減價點數 4.75 (No.4)( 含 ) 以上 ±7 0.5 2.36-0.150 (No.8-No.100) ±4 1.0 0.075 (No.200) ±2 1.5 瀝青含量 ±0.4 3.0 公路總局 : 同一拌和廠同一天同一種 AC 為一批, 每批抽驗二件, 取二件之平均值 每點減價 0.5% 一批 AC 總減價點數超過 20 點時, 應挖除重鋪 12 瀝青黏度檢驗 AC-20 (Pen 60/70) 新鮮瀝青 5000 35% poise» 3250 6750 poise AC-10 (Pen 85/100) 新鮮瀝青 3000 35% poise» 1950 4050 poise 再生瀝青混凝土 6500 35% poise» 8775 4225 poise
鋪築後現場鑽心取樣 H 鋪面厚度檢驗 每 5,000 m 2 為一批, 檢驗 5 點 檢測厚度 (CNS 8755) 直接量測法 ( 用於 : 端面整齊試體 ) 體積推算法 ( 用於 : 端面不整齊試體 ) h1 h2 h3 h4 ( cm ) 4 測量 4 對邊高度, 取其平均值 13 13 14 15 厚度檢驗 單點厚度不得少於設計厚度 10% 或 1cm 之較小者 平均厚度 0.9 T 0.295 R T : 設計厚度 公路總局 R: 厚度最大與最小值之差 (%) 厚度檢驗 檢驗細則處理方式個點厚度不足在 5% 以下, 而合格其該批樣品平均厚度仍足者個點厚度不足在 5% 以下, 而個點差額按契約單價扣款, 每點罰其該批樣品平均厚度也不足者 扣數量以 1000m 2 計算個點厚度不足 10% 以內, 不論個點差額按契約單價扣款, 每點罰其該批樣品平均厚度是否足夠扣數量以 1000m 2 計算應由承包商自行負責工料加鋪 AC, 加鋪厚度不得少於 2.5cm, 不得低個點厚度不足在 100% 以上者於設計厚度, 每一不足個點加鋪面 16 積 1000m 2
壓實度 容積比重 ( 一 ) 路面試體比重 : 用厚度檢驗後之試體 試驗步驟 : CNS 8759 1. 由分層施工接縫切開 壓實度 容積比重 4. 烘乾試體, 秤乾試體空中重 W 3 5. 計算路面試體比重 G f :( 阿基米德原理 ) 2. 試體浸水, 秤試體水中重 W 1 3. 取出試體 擦乾表面 秤面乾試體空中重 W 2 G f W3 W W 2 1 17 18 壓實度 容積比重 ( 二 ) 標準試體夯製 試驗及壓實度計算 1. 取樣 : 在工地自鋪裝機或新鋪設尚未壓實之 AC 料隨機取樣, 鏟取 4 處混合成一份樣品 2. 夯製 3 個標準試體 (CNS 12395) 3. 檢測標準試體之比重, 取其平均值 Gs 4. 計算壓實度 (CNS 12390) 路面試體比重 G 壓實度 (%)= 標準試體比重 G f s 100 壓實度 = 壓實度 容積比重 工地試體密度 ( 鑽心試體 ) 標準 ( 馬歇爾 ) 試體密度 壓實度 97 2% ( 高公局 ) 壓實度 95% ( 地方政府 ) 19 20
孔隙率 vs. 壓實度 壓實度 容積比重?? 檢驗細則 (D: 壓實度 ) 95% D 94% D<95% 93% D<94% D<93% 處理方式合格罰扣該單位工區瀝青混凝土代表數量之 5% 工料價金罰扣該單位工區瀝青混凝土代表數量之 10% 工料價金該單位工區挖刨除 重鋪 21 22 瀝青路面平整度檢驗 平坦度檢測儀器 - 三公尺直規 滾動式平坦儀 儀器設備較昂貴 開挖長度 200 公尺以內 高低平坦儀 3 m 三公尺直規 儀器設備較便宜 儀器高 = 122 mm 126 mm 23 24 單點高低差 = 126-122 = 4 mm
任何一點高低差 施工後成效檢驗 3 公尺直規 底層 聯結層 0.6 cm 公路面層 0.6 cm 高速公路面層 0.3 cm 平坦度標準差 施工後成效檢驗高低平坦儀 底層 聯結層 0. 26 cm 公路面層 0.26 cm 高速公路面層 0.24 cm 25 26 瀝青路面品質檢驗 結語 有如人體健康檢查, 數據雖都 OK, 仍然可能生病 路面品質檢驗只是手段, 局部了解 路面品質檢驗無法達到全面提升耐久性之目的, 仍可能產生鋪面破壞 瀝青路面品質檢驗 結語 根本解決方法 - 掌握問題本質 確實了解材料品質» 瀝青 粒料 工作拌和公式 落實管控施工品質» 產製 鋪築 滾壓 根本解決方法 - 加強工程師之本質學能 27 28