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									  熱拌再生瀝青混凝土

 劉文宗
高苑科技大學土木工程學系副教授
中華民國101年2月27日校正
                  1
      報告內容
一、緣由
二、前言
三、馬歇爾設計方法
四、再生瀝青混凝土配合設計
五、馬歇爾配合設計方法
六、配合設計單位的認可及頻率
七、結論及建議事項

                 2
一、緣由



       3
 台灣天然資源有限,河川禁採砂石。
 環保意識升高,減少污染環境。
 瀝青混凝土為可再利用材料。
 路面刨除料可直接作為基、底層及施工
  便道鋪設材料。
 加上新粒料、新瀝青或再生劑,熱拌再
  生後重新作為道路面層鋪設之用,成效
  不比新AC差。

                      4
    再生瀝青混凝土之效益
 降低施工成本。
 減少新粒料及新瀝青用量,保護天然資
  源。
 維持現有鋪面之幾何形狀及厚度。
 節省能源。




                      5
二、前言



       6
再生瀝青混凝土由刨〈挖〉除料
〈RAP,Reclaimed Asphalt Pavement〉與
新材料〈新瀝青膠泥與新粒料〉等拌合而
成。基於材料組合的特性而導致配合設計
的工作比一般熱拌式瀝青混凝土較為煩瑣
,為此配合設計報告之審核必須謹慎而洞
悉其重點。


                                7
三、配合設計方法


           8
3.1 目的
配合設計所獲得之試驗資料,為生產瀝青混凝土及
檢驗其品質之依據,因此級配規格及配合設計準則
〈Design Criteria〉必須符合才算配合設計成功。
至於為何需要符合級配規格及準則,乃為達到設計
參數的假設條件之故。




                                 9
3.2熱拌瀝青混凝土配合設計方法的種類

   馬歇爾方法〈Marshall Method〉
   維氏方法〈Hveen Method〉
   霍佛〈Hubbard Field Method〉
   增列大粒料瀝青混凝土的配合設計方法〈Modified
    Marshall Method for LargrAggregate〉
   再生瀝青混凝土配合設計方法

再生瀝青混凝土與傳統瀝青混凝土配合設計原理相同。
國內均使用馬歇爾配比設計法。

                                      10
四、再生混凝土配合設計
未作配合設計前必須取得所用之材料合乎施工規範
才進行各種配合設計工作,下頁為主要流程圖。




                         11
            刨除料

                                       新料
        含油量測定


高速離心回
                  回收粒料    新瀝青膠泥                 新粒料
收瀝青膠泥


針   黏         篩            針   黏        磨   篩         扁   破
        比            比             比            比
入   滯         分            入   滯        損   分         平   碎
        重            重             重            重
度   度         析            度   度        率   析         比   面


    黏滯度、針入度、含油量判斷                       符合規範值


            超過規範值



    再生劑或新瀝青膠泥等级用量


        配料計算方案(2)                      配料計算方案(1)



                   依照馬歇爾配合設計方法


                     決定最佳含油量


                         決定拌合公式
                                                              12
4.1 新粒料物理性試驗必須合乎施工規範之規定

   洛杉磯磨損率:AASHTO T96
   健度試驗:AASHTO T104
   破碎顆粒及扁平率試驗:ASTM D 4791
   含砂當量:AASHTO T176〈部分施工規範未規
    定要做試驗〉。
   塑性指數:AASHTO T89、T90〈部分規範規定
    試驗的樣品須通過No.200號篩0.075mm〉。



                             13
4.2 新瀝青

   比重:AASHTO T228
   針入度:AASHTO T49
   黏滯度:AASHTO T202、ASTM D440、
    FHWA-SA-94-068〈1994〉。




                                 14
4.3 RAP施工規範

若主管道路機構未自行訂定者,可參考工程
會的施工綱要第02966章之規定。
 針入度(0.1mm) :20以上,AASHTO T49
 瀝青含量〈對混合料〉:
  用於底層≧3.0%。
  用於面層≧3.8%。
  試驗方法為AASHTO T164。
 回收瀝青絕對黏度:ASTM D1856、ASTM D4402。


                               15
4.4 訂定級配規格的原理


    合乎鋪面設計方法的原理。
    定期做材料調查。
    定期求出設計參數。




                    16
五、馬歇爾配合設計方法



          17
5.1 基本試驗資料及計算等報告

   新粒料、新瀝青及RAP之ㄧ般物理試驗。
   粗、細料篩分析、混合料級配、r及R之求法、
    RAP黏滯度與R之關係圖、瀝青混凝土試體〈對
    混合料〉分析表、馬歇爾方法熱拌瀝青混合料配
    合設計試驗值、瀝青含量與單位重、穩定值、流
    度值、VMA孔隙率及VFA等關係圖。
   配合設計報告總表。


                             18
           1.E+08


           1.E+07


           1.E+06


           1.E+05

絕對粘度
          1.E+04
60℃ poise
           1.E+03
                    A
                                                           B
           1.E+02
                                                                     C

           1.E+01


           1.E+00
                    0   10   20   30   40   50   60   70   80   90   100   110


                                  R,% by weight

                        圖一 RAP粘滯度與R之關係圖
註:A回收瀝青膠泥之絕對粘度值(13000 poise)
 B 瀝青膠泥絕對粘度目標值(R=80,2000 poise)
   C                     C欲達到目標粘度,須選用之新瀝青絕對粘度值
                            (1100 poise)      19
5.2 新粒料試驗報告(一)

目的:
試驗項目及試驗值要符合施工規範,且為配合設計
分析,必須用到的試驗值不可以遺落,其項目以篩
分析、洛杉磯磨損率、健度及比重試驗為主。




                         20
5.2 新粒料試驗報告(二)
校核重點:
(1)篩分析、比重及吸水率試驗等最少試驗值量要符
   合試驗方法之規定
(2)粒料烘乾虛比重
  (A)試驗方法:粗粒料為ASTM T85,細粒料為
     AASHTO T84
  (B)粒料比重及種類:粒料比重有烘乾虛比重、面
     乾虛比重、有效比重及視比重。瀝青混凝土配
     合設計中粒料比重要將粗粒料及細粒料分別求
     出烘乾虛比重
    〈Bulk Specific Gravity“By Oven”〉。
                                    21
5.3 新瀝青(一)

試驗項目:
針入度、黏滯度、比重,如果是新工工程可要求作
其它物性試驗。規模較小的工程可用中油公司提出
之試驗報告,惟比重必須自行試驗較為可靠。




                         22
5.3 新瀝青(二)

校核重點:
瀝青的比重值與黏滯度大小成正比,通常AC-10不
會大於1.030。




                           23
5.4 RAP(一)

RAP試驗項目分為兩大類,回收之瀝青要作瀝青含
量及針入度等合乎施工規範後,才做黏滯度及比重
,至於回收之粒料要做篩分析、比重及吸水率等。




                      24
 5.4 RAP(二)
校核重點:
(1)RAP抽油試驗之最少質量要合乎AASHTO T164之規
   定
  〈標稱直徑 12.5mm要1.5kg以上,9.5mm要1.0kg以上〉
(2)分成兩堆以上材料
   RAP運回拌合廠後,依據施工綱要第02966章之規定
   ,必須打碎分成兩堆以上材料〈19~12.5mm,
   12.5mm以下,或分為RAP(A)粗料及RAP(B)細料〉,
   如果不是使用粗細各一半,則應分別求出其瀝青含量
   及篩分析等試驗,若只用乙種RAP應在配合設計報告
   上加註理由。
                                 25
5.5 r及R求法

報告上應有如何求出r〈混合料中新粒料所佔百分率
〉及R之計算表。R如果大於80並不是良好的配合設
計。




                       26
5.6 黏滯度與R之關係(一)

黏滯度目標值:
台灣地區現用的目標值為2000Poise,其因緣於AI MS-
20提及目標值為當地考量氣候,環境因素,業者常用
之瀝青等級,為此現用之瀝青膠泥以AC-20為主,故其
目標值使用2000Poise為正確而不可以隨意更動的。




                             27
5.6 黏滯度與R之關係(二)

目的:
(1)評估是否使用再生劑:當R=100時所得之黏滯度,
   若低於採用之瀝青黏滯度時,則必須使用再生劑,
   本範例R=100時之黏滯度為1150Poise,新瀝青
   AC-10黏滯度為1039Poise,故不必使用再生劑。

(2)求再生劑使用率:現各認可之扮合廠皆有使用再生
   劑之設備,故要再用再生劑時,可參考AI MS-2
  〈1993年版〉,或AI MS-20〈1986年版〉等方法求
   之。
                              28
5.6 黏滯度與R之關係(三)

校核重點:
不使用再生劑時,新瀝青之黏滯度要低於R=100時之
黏滯度。




                        29
5.7 瀝青混凝土(對混合料)分析表(一)

目的:
求出瀝青混凝土的空隙率、VMA及VFA,有效瀝青含
量等試驗值,以校對是否合乎施工規範之規定。




                        30
5.7 瀝青混凝土(對混合料)分析表(二)

校核重點:
(1)最大理論密度:AASHTO T209試驗最少質量合乎
   要求與否?若是作五種不同瀝青含量之最大理論密
   度,應求出一個合理之試驗值,然後求出粒料有效
   比重,在反求其他不同瀝青含量之最大理論密度。

(2)混合粒料烘乾虛比重、粒料有效比重及瀝青被粒料
   吸收率:在料源未變且同一級配時,粒料烘乾虛比
   重、粒料有效比重及瀝青被粒料吸收率等,不會因
   瀝青含量不同而異。
                           31
5.8 配合設計報告總表(一):

目的:
依據配合設計報告總表即可從事瀝青混合料生產及品
質管制〈一級及二級 品管〉。




                      32
5.8 配合設計報告總表(二):
校核重點:
(1)樣品來源:基於建立鋪面管理制度〈PMS〉所需,
   不可以忽略未填。
(2)粒料使用百分率:RAP應分為兩種以上,否則須註
   明緣由,且其總和應為100%。
(3)混合料級配:工作配比應在規範內,其規範及工地
   拌和容許範圍與工地規範一致與否?同時要與工程
   會施工綱要第02742章表3、表9、表10及表11等相
   同與否?否則應建議貴單位設計者修訂!因為所用
   的施工規範已落伍不務實。

                            33
5.8 配合設計報告總表(三):

(4)粒料烘乾虛比重、粒料比重、粒料有效比重及瀝青
   被粒料吸收率:報告內應有粒料虛比重等4種試驗
   值,檢驗時才能求出最大理論密度、空隙率、VMA
   及VFA等試驗值。
(5)夯壓次數及溫度
   由於夯壓次數有35、50及75次,因此必須註明才能
   做為檢驗時夯打試體之依據,同時夯壓溫度亦影響
   試體之單位重,因此必須予以註明。


                          34
5.8 配合設計報告總表(四):

(6)最佳瀝青含量及其試驗值
  (A)決定最佳瀝青含量,由瀝青含量與單位重、穩定
     值及空隙率等三個最適宜瀝青含量平均而得,若
     考慮車輛行駛之類型亦可作為決定最佳含油量之
     依據,若行駛重車時,其瀝青含量要取靠穩定值
     較高處之瀝青含量,而小汽車行駛較多之路面則
     取單位重較大之處〈瀝青含量較多些〉。



                         35
5.8 配合設計報告總表(五):

(B)在最佳瀝青含量下所得之單位重等五種試驗值中
   ,穩定值等四項試驗值是否合乎規範必須予以校
   核,如果配合設計報告之規範與採用之工程施工
   規範不符合,應提出修正後才予以校核規存。




                       36
粒料            6分料                 3分料                  2分料                  細料                  石粉            回收粗料                 回收細料
                                                                                                                                                       混合
篩號\                                                                                                                                                                   規範
                0.1                 0.15                 0.13                 0.2               0.04                0.19                 0.19          及配
比例
  1"     100.0        10.0   100.0         15.0   100.0         13.0   100.0        20.0   100.0       4.0   100.0         19.0   100.0         19.0   100.0   100.0    100.0
 3/4"    80.9         8.1    99.4          14.9   100.0         13.0   100          20.0   100.0       4.0   99.0          18.8   100.0         19.0   97.8    80.0     100.0
 1/2"    10.8         1.1    88.5          13.3   99.8          13.0   100.0        20.0   100.0       4.0   80.8          15.3   97.6          18.5   85.2
 3/8"     1.6         0.2    51.4          7.7    99.2          12.9   100.0        20.0   100.0       4.0   69.0          13.1   89.5          17.0   74.9    60.0     80.0
 No.4     0.4         0.0     9.9          1.5    67.6          8.8    99.5         19.9   100.0       4.0   48.4          9.2    69.1          13.1   56.6    48.0     65.0
 No.8     0.3         0.0     1.7          0.3    12.7          1.7    81.6         16.3   100.0       4.0   33.1          6.3    49.1          9.3    37.9    35.0     50.0
No.16     0.2         0.0     0.8          0.1     4.1          0.5    61.6         12.3   100.0       4.0   26.3          5.0    35.9          6.8    28.8
No30      0.2         0.0     0.4          0.1     1.9          0.2    42.4         8.5    100.0       4.0   18.1          3.4    23.2          4.4    20.6    19.0     30.0
No.50     0.1         0.0     0.3          0.0     1.2          0.2    25.5         5.1    100.0       4.0   11.7          2.2    14.6          2.8    14.3    13.0     23.0
No.100    0.1         0.0     0.2          0.0     0.9          0.1    14.0         2.8    100.0       4.0    7.2          1.4     9.1          1.7    10.0     7.0     15.0
No.200    0.1         0.0     0.1          0.0     0.5          0.1     4.6         0.9    81.6        3.3    4.6          0.9     5.6          1.1     6.2     1.0        8.0
底盤        0            0      0             0      0             0      0            0      0          0      0             0      0             0      0




                                                                                                                                                                       37
                        比例                             比例
                        關係                             關係
         新料%    回收料%     1.6            累加下而上           2.6            累加下而上          總重量g    1100.0

  1"     62.0    38.0   100.0   0.0     0.0    682.0   100.0   0.0     0.0    418.0   新的級配g   682.0

 3/4"    60.0    37.8   96.8    3.2    22.1    682.0   99.5    0.5     2.1    418.0   舊的級配g   418.0

 1/2"    51.3    33.9   82.8    14.0   95.2    659.9   89.2    10.3   43.1    415.9   回收料瀝青含量 ﹪              0.0398

 3/8"    44.8    30.1   72.2    10.6   72.2    564.7   79.3    9.9    41.3    372.7   回收料瀝青含量 g              16.6

 No.4    34.2    22.3   55.2    17.0   116.1   492.5   58.8    20.5   85.8    331.4
 No.8    22.2    15.6   35.9    19.3   131.7   376.5   41.1    17.7   73.8    245.6    添加瀝青量 g         新加瀝青量 g

No.16    17.0    11.8   27.4    8.5    57.7    244.7   31.1    10.0   41.6    171.8    4.0     44      4.0            27.4

No30     12.8    7.8    20.6    6.8    46.3    187.1   20.6    10.5   43.8    130.1    4.5     49.5    4.5
                                                                                                                      32.9
No.50    9.3     5.0    15.0    5.6    38.4    140.8   13.1    7.5    31.4    86.3     5.0     55      5.0            38.4

No.100   6.9     3.1    11.2    3.8    26.0    102.4    8.1    5.0    20.9    54.9     5.5     60.5    5.5
                                                                                                                      43.9
No.200   4.3     1.9     6.9    4.3    29.4    76.4     5.1    3.0    12.6    34.1     6.0     66      6.0            49.4

底盤       0.0     0.0     0.0    6.9    47.0    47.0     0.0    5.1    21.4    21.4     6.5     71.5    6.5
                                                                                                                      54.9
                                       682.0                          418.0




                                                                                                                38
         7.0

         6.0

         5.0
空隙率(%)




         4.0

         3.0

         2.0

         1.0

         0.0
               3.5   4.5      5.5   6.5     7.5
                           空隙率對含油量變化    含油量(%)

                                              39
          1400

          1300

          1200
穩定值(KG)




          1100

          1000

          900

          800
                 3.5   4.0   4.5 5.0 5.5   6.0   6.5     7.0
                             穩定值對含油量變化                 含油量(%)
                                                                40
         15.2
         15.0
VMA(%)




         14.8
         14.6
         14.4
         14.2
                3.5   4.5   5.5   6.5     7.5
                      VMA對含油量變化         含油量(%)
                                                 41
流度(0.1mm)
            40



            30



            20



            10
                 3.5   4.0   4.5   5.0   5.5   6.0   6.5   7.0
                                                       含油量(%)


                                                                 42
鬆比重(g/cm 3 )




               2.350

               2.345

               2.340

               2.335

               2.330

               2.325

               2.320

               2.315

               2.310

               2.305

               2.300
                       3.5   4.0   4.5   5.0     5.5   6.0   6.5      7.0
                                                                   含油量(%)
                                     鬆比重對含油量變化

                                                                       43
六、配合設計單位的認可及頻率




             44
6.1 認可單位

   基於目前國內配合設計的能力及水準,硬性規定
    須由學術單位或財團法人公司或CNLA〈中華民
    國試驗室認照體系〉等試驗室並不可靠,且錯誤
    百出者比比皆是。為此,身為監工者,應建議設
    計者修改施工規範或特定條款的規定,原則上拌
    合廠自己或委辦皆可,同意權的行使在於該配合
    設計報告可否應用且無變造之嫌疑為主。



                             45
6.2 頻率

   除特殊工程外,可比照一般熱拌瀝青式瀝青混凝
    土,以乙年為有效期間。




                            46
七、結論及建議事項



            47
7.1 結論(一)

1.配合設計係將粒料當作已知條件以求該用之瀝青
  含量,檢驗則將瀝青含量當作已知條件而求粒料
  符合原假設條件,為此配合設計報告必須可作為
  施工檢驗及生產瀝青混合料之依據才行。
2.二級品管人員〈甲方單位〉有權利也有義務校核
  配比設計報告及同意承包商所提出之拌合廠。
3.再生瀝青混凝土配合設計為目前馬歇爾配合設計
  方法中,除GUSS外,較為煩瑣的乙種方法,尤其
  是新材料〈新粒料及新瀝青〉及RAP〈刨除料〉等
  材料,必須符合施工規範才可以做配合設計。
                       48
7.1 結論(二)

4.配合設計報告中,必須提出使用再生劑與否之報
  告。
5.篩分析、比重、瀝青含量抽油試驗、最大理論密
  度等試驗最少質量應加以校核。
6.配合設計報告內,常常未寫夯打試體之次數及溫
  度、粒料烘乾虛比重、粒料有效比重,及瀝青粒
  料吸收率等,應留意校核並提出糾正。
7.配合設計報告有效期間〈試驗頻率〉可依照一般
  瀝青混凝土處理,若料源變化不大可訂定為乙年。


                       49
7.2 建議事項
1.基於再生瀝青混凝土配合設計較為煩瑣,因此,
  以往施工規範規定或監工自認為學術單位或
  CNLA認可實驗室才可以處理配合設計的觀念或
  規定,建議已提出的報告符合要求為主。
2.任何單位所提出之配合設計報告皆要加以校核,
  其有效期間以乙年為限。
3.不合乎或舊版的級配規格與配合設計準則,請向
  設計單位建議更改,尤其是目前所使用之IV-c、
  IV-b、IV-a等皆屬於AI SS-1 1969年出版者,如今
  AI或行政公共工程委員會即頒布之施工綱要第
  02742章業已未列。                     50
51
52
???




      53

								
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