公共工程品质管理人员培训GUSS

111公共工程品質管理人員回訓班第二單元林志棟林志棟、、陳順興陳順興Guss瀝青混凝土鋪面（GUSS-ASPHALT）22GussAsphalt目錄前言發展歷史材料基本性能與試驗品質檢查及施工規範結語233ㄧ、前言台灣地區由於工商快速發展，都市間及都市中快速道路或聯絡橋樑，均迅速地成長，尤其是大跨徑的鋼構橋更是橋樑設計的主流。目前國內大部份鋼床鈑橋樑的瀝青混凝土級配成效不甚理想。44ㄧ、前言在歐洲及日本，許多重要的橋樑都採用鋼床鈑結構型態，而鋼床鈑上的Guss瀝青混凝土鋪面所提供的服務效能亦相當良好，值得我國參考採用。355ㄧ、前言在鋼床鈑使用越來越普遍的現代，車輛行駛於鋼床鈑橋面時所引起的撓曲變形，對橋面板鋪裝的瀝青混凝土耐久性帶來極大的考驗。以期提昇鋼床鈑上鋪面的服務績效，針對材料的試驗、檢驗及慎選適當的材料應用於鋼床鈑鋪面，實為一重要課題。66ㄧ、前言設計鋼床鈑橋樑或快速道路之主要目的係在提升行車安全及橋樑壽命年限。而橋樑或快速道路通常位於交通要衝或交通匯集點，所負荷的交通運輸量高，為避免鋪面維修時影響交通流量，並減少橋樑鋪面的維修頻率，進而增加橋樑鋪面的服務壽年及鋪面的品質，若是如此，則鋼床鈑橋樑的行車安全及耐久性可大幅提升。477鋼床鈑橋面鋪裝目前所面臨之問題鋪面需要進行維修時，很難鋪面需要進行維修時，很難封閉交通封閉交通，，甚至於替代道甚至於替代道路不易覓得，造成很大的交通衝擊。路不易覓得，造成很大的交通衝擊。快速道路或重要的聯絡橋多為鋼床鈑橋樑居多，傳統快速道路或重要的聯絡橋多為鋼床鈑橋樑居多，傳統瀝青混凝土是否適用於鋼床鈑上實有研究之必要。瀝青混凝土是否適用於鋼床鈑上實有研究之必要。鋼床鈑的剛性較混凝土版小甚多，承受重車載重時變鋼床鈑的剛性較混凝土版小甚多，承受重車載重時變形較大。一般鋼床鈑上鋪設瀝青混凝土的厚度約形較大。一般鋼床鈑上鋪設瀝青混凝土的厚度約88公公分分，鋼床鈑瀝青混凝土鋪面必須有，鋼床鈑瀝青混凝土鋪面必須有較佳抗撓曲變形較佳抗撓曲變形能能力。力。88橋梁材料橋梁材料Wood木頭Steel鋼樑Castiron鑄鐵Truss桁架Stone石頭599橋樑基本形式橋樑基本形式Beam梁Suspension懸掛Arch拱Drawbridge吊橋Cable-stayed斜張Cantilever懸臂Combination:ArchandBeam複合式：拱&梁1010橋梁受力原理橋梁受力原理61111橋樑種類TheBasicBridgeTypesGirderBridge梁型橋1212橋樑種類TheBasicBridgeTypes懸索吊橋Suspension71313橋樑種類TheBasicBridgeTypes拱型橋Arch1414橋樑種類TheBasicBridgeTypes桁架橋Truss81515橋樑種類TheBasicBridgeTypes鋼構橋RigidFrame1616橋樑種類TheBasicBridgeTypes斜張橋CableStayed91717東神戶大橋天保山大橋1818斜張橋（cable-stayedbridge）緣起自吊索橋，吊索橋發展甚早，至少有三千年的歷史，近代斜張橋設計理念起因第二次世界大戰。戰後歐洲各國百廢待舉而且物資極度缺乏，而國家推動建設首推交通路網的興建，斜張橋跨越河川相對其他橋梁結構形式，具有經濟及成本低的優點。101919第一座近代斜張橋由第一座近代斜張橋由德國人德國人DishingerDishinger設設計的瑞典計的瑞典StromsundStromsundBridgeBridge（（74.7+182.6+74.7m74.7+182.6+74.7m），採門架式橋），採門架式橋塔雙索面輻射式吊索配置，於塔雙索面輻射式吊索配置，於19551955年完年完工工，，19561956年通車；歐洲現今完工通車最長年通車；歐洲現今完工通車最長的斜張橋為法國的斜張橋為法國NormandieNormandieBridgeBridge（（主主跨長達跨長達856m856m），完工於），完工於19941994年。年。2020台灣地區斜張橋台灣地區斜張橋112121RCRC塔、塔、PCPC樑樑構件組成構件組成四跨、三塔、門型塔柱、雙索面、輻射式、四跨、三塔、門型塔柱、雙索面、輻射式、TT型樑型樑結構型式結構型式67+2@134+67m(67+2@134+67m(光復大橋光復大橋))跨徑配置跨徑配置2222ACAC路面路面快車道快車道22線、慢車道線、慢車道22線線雙邊人行道雙邊人行道車道數車道數AA端往萬華端往萬華BB端往板橋端往板橋聯接區域聯接區域1717橋墩數橋墩數6666年年1212月月3131日日竣工日期竣工日期2020公尺公尺橋樑淨寬橋樑淨寬新店溪新店溪跨越河川跨越河川712712公尺公尺橋樑長度橋樑長度55k+84255k+842樁號樁號兼有簡支、斜張及連續兼有簡支、斜張及連續PCTPCT型樑（每跨型樑（每跨66支）支）RCRC橫隔樑（每跨橫隔樑（每跨55個）個）RCRC橋台橋台鋸齒狀伸縮縫鋸齒狀伸縮縫結構型式結構型式114114線線路線別路線別122323跨徑配置：240+180m結構型式：二跨，單塔，鑽石型塔柱，單索面，扇狀式，雙層桁架式樑構件組成：RC塔，鋼樑洲美大橋2424跨徑配置：68+68m結構型式：二跨、單塔、H型塔柱、雙索面、輻射式、Π型樑構件組成：鋼塔、鋼樑慈母橋132525跨徑配置：120+120m結構型式：二跨、單塔、單塔柱、單索面、扇狀式、流線形單箱雙室樑構件組成：RC塔、PC樑南投集鹿大橋2626二、發展歷史鋼床鈑上使用瀝青混凝土鋪面材料，主要保護鋼床鈑不受磨耗、銹蝕等侵害。142727二、發展歷史國內目前大多數的橋樑多使用密級配瀝青混凝土鋪面，但超載及高溫多雨環境，瀝青鋪面因接觸水份導致車轍及老化快速，導致橋面板則銹蝕且變形，鋪面的耐久性亦隨之大幅降低。2828二、發展歷史運用於鋼床鈑鋪面種類改質瀝青（耐流動性瀝青混凝土）日本本洲四國鋼橋、天然瀝青（岩瀝青）SMA石膠泥瀝青混凝土GUSS瀝青混凝土環氧樹脂（EPOXY）瀝青混凝土（南京二號橋、潤揚大橋、江蔭大橋）152929二、發展歷史GussAsphalt以其高瀝青含量及高礦物填充料的特殊比例，經高溫拌合，形成具有流動性的瀝青混凝土，鋪設不需輾壓，鋪設後可與鋼床鈑緊密接合。由於瀝青及礦物填充料的含量極高，鋪設完成之Guss瀝青混凝土形成一不透水層，有效隔絕雨水的滲透防止鋼床鈑的銹蝕。3030Guss瀝青混凝土介紹及應用♣♣GussGuss瀝青混凝土並非是新型的瀝青混凝土材瀝青混凝土並非是新型的瀝青混凝土材料，其應用的歷史可以追溯至料，其應用的歷史可以追溯至1919世紀法國。世紀法國。♣♣第一條是第一條是18351835年法國鋪築於人行道面上。年法國鋪築於人行道面上。♣♣2020世紀初這種鋪裝已經普遍應用於歐洲的市世紀初這種鋪裝已經普遍應用於歐洲的市區道路及鄉間道路。區道路及鄉間道路。♣♣近年來更廣泛的應用於中、大型的橋樑，特近年來更廣泛的應用於中、大型的橋樑，特別是在鋼橋橋面鋪裝的應用。別是在鋼橋橋面鋪裝的應用。163131寒冷地および山岳道路の表層鋼床版上の舗装（東京レインボーブリッジの例）3232Guss瀝青混凝土介紹及應用Guss瀝青混凝土不同於普通瀝青混凝土，它是由高含量且高黏度的瀝青、高劑量的礦物填充料，有時還加入纖維材料。依適當的配比，在220℃以上的高溫下，經長時間攪拌，形成一種黏稠且有良好流動性的瀝青混合料。澆注路面時僅需抹平，不需要輾壓，冷卻後即能密實形成。173333Guss瀝青混凝土的懸浮結構外觀鋪設完成的道面3434Guss瀝青混凝土介紹及應用Guss瀝青混凝土為一種懸浮密實形的結構，粗顆粒粒料懸浮於瀝青膠漿中，不能相互嵌制形成骨架結構。其主要強度取決於瀝青與填充料交互作用而生的凝聚力，基本上無孔隙(孔隙率＜1%)，不透水。183535何謂Gussasphalt？Gussasphalt起源於德國，德文原為Guβ是指「流入路面」之意，乃以粗骨材、細骨材、及填充料，加入大量的硬瀝青作為黏結料，在相當高的溫度下像水泥混凝土般「澆置施工」，並以0%空隙率為目標。又稱之為熱壓式瀝青混凝土。3636何謂Gussasphalt？日本、德國等歐洲國家，數十年的經驗顯示，鋪設完成之Guss瀝青混凝土形成一不透水層，有效隔絕雨水的滲透防止鋼床鈑的銹蝕及瀝青混凝土的老化、剝脫等問題。193737何處採用Gussasphalt？與一般道路鋪面相比較，鋼床鈑鋪面具有局部變形較大、對雨水較敏感、及鋪築施工受到較多的限制等特點。鋪在鋼床鈑上的鋪面材料必需足以抗龜裂、抗車轍變形、及防止雨水侵入，一般建議採用Gussasphalt。3838何處採用Gussasphalt？Gussasphalt因具流動性可與鋼床鈑密切結合，施工完成冷卻後堅硬如水泥混凝土，又具不透水的防水效果，且對變形的迎合性高，為目前最理想的鋼床鈑鋪面材料。203939早期的Guss瀝青混凝土實際上是一種高含量的瀝青膠泥配合高含量的砂形成瀝青膠砂。法國當時為提昇人行道面的耐蝕性鋪設第一條瀝青膠砂於巴黎的人行道。20世紀初，德國、匈牙利等國家亦將少許Guss瀝青混凝土應用於橋樑鋪裝。發展歷史4040日本是最先將Guss瀝青混凝土應用於鋼床鈑鋪裝的國家1950年日本著手研究鋼床鈑橋樑上的鋪裝，1955年日本首先於東京都的新六橋完成兩層的瀝青混凝土鋪裝，1956年引進Guss瀝青混凝土的鋪裝工法，並將此工法應用於鋼床鈑上，1961年瀝青鋪裝綱要始公佈了相關的鋼床鈑鋪裝的技術規範，可說是最初的成果。發展歷史214141Guss瀝青混凝土介紹及應用鋼床鈑鋪設有許多不同的組合。目前較成功的鋼床鈑鋪面有GUSS瀝青混凝土及SMA石膠泥瀝青混凝土。以下介紹鋼床鈑舖設過程。4242利用鋼珠噴砂機作鋼板表面除鏽完成噴砂後4小時內塗覆黏層224343用特殊的搬運車(cooker)在運送過程中不間斷的拌合與加溫不間斷的連續舖設4444作業手熱拌車2345454646利用成行接縫填補縫細244747台灣鋼橋鋪設Gussasphalt案例新竹縣澎湖群島高雄縣屏東縣台東縣台南縣嘉義縣台北縣及基隆市花蓮縣南投縣雲林縣彰化縣台中縣苗栗縣宜蘭縣桃園縣蘭嶼綠島新竹基隆台北台中嘉義台南高雄台東花蓮新東大橋大直橋洲美大橋崁津大橋高屏溪大橋4848苗栗縣政府新東大橋254949跨徑配置：75+175.5+75m結構型式：三跨、雙塔、單塔柱、單索面、扇狀式、單箱五室樑構件組成：鋼塔、鋼樑5050台北市政府大直橋265151跨徑配置：跨徑配置：50+172+23m50+172+23m結構型式：三跨，單塔，單塔柱，單索結構型式：三跨，單塔，單塔柱，單索面，面，扇狀式，單箱雙室樑扇狀式，單箱雙室樑構件組成：鋼塔，鋼樑構件組成：鋼塔，鋼樑5252桃園大溪崁津大橋275353桃園大溪崁津大橋5454GussAsphalt施工情形285555台北縣洲美橋5656國三線高屏溪大橋295757國道三號高屏溪大橋之鋪面設計黏層黏著層鋼床鈑混凝土版Gussasphalt改質瀝青混凝土500mm密級配瀝青混凝土開放級配瀝青混凝土15mm65mm40mm40mm5858其他世界大橋欣賞30595960603161616262世上有座長達13公里的跨海大橋這座橋名為「聯邦大橋(ConfederationBridge)」，橋在加拿大，是連接愛德華王子島(PrinceEdwardIsland)與新伯倫瑞克省(NewBrunswick)之間的橋樑。32636364643365656666中國第一、世界第三（潤揚大橋）3467676868三、材料基本性能與試驗356969Guss瀝青混凝土組成與特性以以適量的粗、細適量的粗、細骨材骨材及高比例的及高比例的填充料填充料，加入大量，加入大量的的瀝青黏結料瀝青黏結料，在，在