06沥青混凝土路面

1第十章瀝青材料2第十章瀝青材料10.1瀝青材料種類10.2地瀝青之性質10.3地瀝青材料之等級與規格10.4油溶地瀝青之分級與規格10.5瀝青混凝土10.6瀝青混凝土路面10.7瀝青材料之塗封應用3第十章瀝青材料瀝青分成地瀝青和焦油兩大類，有天然的也有人造的。瀝青是碳氫化合物，含烷、烯及芳香族，可為固體、半固體、液體或氣體，是營建工程上的膠結材料。4第十章瀝青材料瀝青為黑棕色，有優越的膠結力且不透水，可溶解於CS2，CCl4中。瀝青的用途廣，主要有瀝青混凝土，屋頂不透水層，營建用品如油毛氈、填縫料、防水材、塗料等。510.1瀝青材料種類瀝青材料分成地瀝青和焦油兩大類，各類又含多種樣式，如圖10-1。6圖10-1瀝青材料分類710.1.1地瀝青地瀝青最常見，使用最廣泛，主要有天然地瀝青和石油地瀝青兩種：一、天然地瀝青天然地瀝青存在於一般的自然礦床中，為石油原油的殘渣，有下列幾種：1.湖瀝青2.岩瀝青3.山瀝青8二、石油地瀝青石油地瀝青為原油提煉汽油、煤油、柴油、潤滑油後餘留下來的殘渣料，經蒸餾而成。有下列幾種：1.地瀝青膠泥－地瀝青膠泥的石油成分含量多，瀝青精含量較少，有良好黏結性、防水性，但軟化點低、感溫性大、耐候性差。92.油溶地瀝青－為利用石油汽油或煤油等溶劑加以溶解的地瀝青膠泥。不需加熱即可直接使用在舖面工程上。依溶劑的揮發性分成快凝、中凝及慢凝三種油溶地瀝青。103.浮化地瀝青－由地瀝青膠泥與水組成，地瀝青之細粒經由乳化散佈在水中。乳化地瀝青對潮濕表層有良好的黏著效果，常應用於塗抹工業上或舖面的底層、表面層。114.吹製地瀝青－由半固體的瀝青渣加熱（204～315℃）後，吹入空氣使發生聚合反應得之。吹製地瀝青的軟化點高、感溫性小，高耐候性，但延性、黏著性、防水性較差，不適用在舖面工程，可作屋頂材料、防水塗裝、填縫料等。1210.1.2焦油又稱柏油，由煤、木材等經蒸餾、提煉而得。焦油由較輕的油類蒸餾而得，餘留下來的堅硬殘渣即為瀝青脂。焦油抗風化力佳，但在熱及空氣中易氧化變脆。1310.2地瀝青之性質地瀝青呈固體或半固體狀，具黏彈性，黑色或黑褐色。應用於工程上重要的相關性如稠度、黏滯度、針入度、軟化點、燃燒點、耐久性、老化、硬化、抗水性、感溫性等。1410.2.1稠度、黏滯度與針入度稠度代表瀝青材料在特定溫度下的流動性或塑性瀝青材料的稠度測定法有黏滯度、針入度等。15一、黏滯度液態的地瀝青可由黏滯度決定其稠度黏滯度為剪應力與剪速率的比值瀝青材料的黏滯度可用黏度儀量測，黏滯度用泊(poise)為量測單位，1泊＝1g/cm‧s。動黏滯度用史托克(cm2/s)或千分史托克(cSt=mm2/s)表示。16二、針入度瀝青材料為固體或半固體者，其黏滯度或稠度常用針入度表示。針入度大者，質較軟，針入度以貫入深度0.1mm為單位。針入度在300以上屬液態地瀝青，而10以下者為固態地瀝青。1710.2.2比重比重可用比重瓶量測，瀝青的比重隨溫度升高而減小。瀝青比重一般接近1.0，如吹製地瀝青為1.0～1.07，舖路用焦油約1.10～1.25。1810.2.3軟化點軟化點指瀝青材料受熱後，由固體轉變成液態的溫度。軟化點高的瀝青其針入度低，材質較硬。如舖面用的地瀝青膠泥，其軟化點約40～50℃1910.2.4閃火點與燃燒點瀝青材料著火的最低溫度稱為閃火點。若繼續加熱至某一溫度，引起的火焰可持續燃燒5秒以上時，該最低溫度即為燃燒點。一般瀝青材料的燃燒點比閃火點高約20℃，吹製地瀝青的閃火點都在200℃以上。2010.2.5耐久性，硬化與老化耐久性指承受水分、空氣、溫度和雜質的抗力。地瀝青在空氣中會氧化，引起硬化而有礙其耐久性。這種自然硬化的過程稱為老化硬固。地瀝青中較輕的碳氫化合物蒸發散失稱為揮發，揮發作用會減損其塑性。2110.2.6抗水性水分可能減損地瀝青材料的黏結力，影響其耐久性。大部分地瀝青具防水性能。2210.2.7延性與黏性延性指材料的拉伸能力，可評估瀝青材料的黏性和凝聚性黏性指瀝青對骨材的黏結能力地瀝青和焦油有良好的黏性與延性2310.2.8感溫性地瀝青對溫度改變敏感，加熱時其稠度即起變化，成為較具可塑性。地瀝青膠泥的感溫性大，應用於舖面時，高溫下容易形成車轍現象。2410.3地瀝青材料之等級與規格地瀝青材料的等級一般依黏滯度、針入度劃分2510.3.1黏滯度分級ASTM對地瀝青膠泥的分級有兩種，一為黏滯度分級，另一為老化後黏滯度分級，如表10-1及表10-226表10-1地瀝青膠泥於60℃之黏滯度分級規定試驗項目黏滯度等級AC2-5AC-5AC-10AC-20AC-40黏滯度，60℃，泊（P）250±50500±1001000±2002000±4004000±800黏滯度，135℃，cm2/s(cSt)，min.80110150210300針入度，25℃，100g，min.200120704020閃火點，cleveland露口杯，min.℃163177219232232溶解度（於三氯乙烯），％，min，殘餘物實驗99.099.099.099.099.0黏滯性，60℃，max，泊，max.1250250050001000020000延展性，25℃，5cm/min，cm，min.10010050201027表10-2地瀝青膠泥於60℃之黏滯度分級規定（老化後黏滯度）老化殘餘物試驗黏滯度等級AR-1000AR-2000AR-4000AR-8000AR-16000黏滯度，60℃，泊（P）1000±2502000±5004000±10008000±200016000±4000黏滯度，135℃，cm2/s(cSt)，min.140200275400550針入度，25℃，100g，min.6540252020原針入度之百分比，25℃，min.－40455052延性，25℃，5cm/min，min.cm100b100b757575原地瀝青之試驗：閃火點，cleveland露口杯，min.，℃205219227232238溶解度（於三氯乙烯），min，％99.099.099.099.099.02810.3.2針入度分級地瀝青膠泥可用針入度分級，分成40～50，60～70，85～100，120～150，200～300五級（表10-1，表10-2）2910.4油溶地瀝青之分級與規格油溶地瀝青以60℃的動黏滯度（cSt）分級ASTM對慢凝類、中凝類及速凝類三種油溶地瀝青都分成70、250、800及3000四級。3010.5瀝青混凝土瀝青混凝土（AC）由熱融的地瀝青膠泥與砂石骨材混合而成，組構類似於水泥混凝土，只是以地瀝青膠泥為膠結料，組成剖面如圖10-3。AC較具黏彈性，易變形而不脆裂，應用於舖設道路、公路、機場等之舖面，稱為柔性路面。31圖10-3瀝青混凝土之組構3210.5.1骨材與膠結料瀝青混凝土中骨材（粒料）體積佔70～75％。地瀝青膠泥使用不可過量，以防造成骨材顆粒滑移，降低舖面變形的穩定性。粗、細骨材外，AC另加礦物填料，為細微礦物粉料，如石灰石粉、飛灰等，可減少AC中孔隙含量。3310.5.2骨材級配瀝青混凝土的骨材（粒料）以粗細骨材為主，兩者以#4節（4.75mm）為分界。骨材級配有開放級配、中級配、密級配三種：3410.5.2骨材級配1.開放級配（圖10-4A）－骨材中幾乎不含細骨材，孔隙含量大，最大粒徑63.5mm，應用於AC路面之摩擦層，抗滑性佳且具高滲透性。2.中級配（圖10-4B）－骨材中含有較大比例的砂，通過#8篩的骨材比例達8～18％。3.密級配（圖10-4C）－粗細骨材的顆粒分佈理想，通過#200篩之細骨材不得超過5％。3510.5.2骨材級配圖10-4級配模式：(a)密級配(b)開放級配(c)細粒過量3610.5.3瀝青混凝土種類瀝青混凝土分熱拌和冷拌瀝青混凝土兩種1.熱拌AC－由熱融地瀝青膠泥或焦油與骨材混合而成，拌和前瀝青和骨材均須加熱。2.冷拌AC－在常溫下拌和，瀝青材料如乳化地瀝青、油溶地瀝青或焦油。AC可為路拌或廠拌方式，前者在工地拌和製造，後者為先在中央拌和場拌製。3710.6瀝青混凝土路面瀝青混凝土稱為柔性路面，乃因具有低而適當的抗彎性，擁有足夠的穩定性以支持交通載重，不易破裂。AC路面結構如圖10-5，由路基、基層、底層和面層四部分組成。AC路面對軟弱基層能調整差異沈陷，且修補工事簡易為優點；相對於混凝土路面(剛性路面)，則維護工作多，耐久性差為其缺點。38圖10-5柔性路面之剖面圖3910.7瀝青材料之塗封應用路面工程需於面層作塗封，以改善防水性、耐磨性和抗滑性。塗封方法有多種：1.表面處理與封層－表面處理為加舖一層或多層地瀝青混凝土作為封層2.噴霧塗封－簡易的表面塗封法，塗料如乳化地瀝青403.透層塗敷－為將液態地瀝青塗佈在基層或路基上4.黏層塗敷－是將一層薄瀝青材料塗佈在瀝青混凝土或水泥混凝土上，用以黏結新舊路面。常用材料為乳化地瀝青。415.泥漿塗封－是利用緩凝乳化地瀝青、細骨材、礦物填料等混合成泥漿，塗佈於舖面的表面上，用以塗封路面裂縫。6.覆蓋層－為於現有路面上加舖的一層AC層，用以提升路面品質，延長使用年限。