粒料的破裂面(稜角性)與扁長顆粒 因砂石組成水泥混凝土及瀝青混凝土之骨幹,故以往稱為「骨材」,目前國內相關規範中大都稱為「粒料」,是土木工程不可或缺的材料。簡言之,粒料的品質要求為潔淨、不含泥及有害物,以免影響膠結,堅硬、強度足、粒形好、級配佳,以組成主要骨架,耐久性強以抗外在環境侵蝕等特性;其中有害物、強度、耐久性等,受母岩材質及料源控制,而潔淨、粒形、及級配,則受軋石製程影響(詳參「 揭穿砂石製程的魔鬼細節—破碎比 」)。瀝青混凝土之膠結料為高感溫性的熱塑性聚合物,在溫度與荷重時間雙重作用下,有可能產生流動,因此,瀝青路面之抗變形能力,主要由粒料間形成的主架構提供,不良製程生產的粒料,粒形及級配不佳,對路面車轍的發生有關鍵性的影響。 粒料的共同特性與料源特性 依據SHRP的定義,砂石粒料的特性中,稜角性、扁長顆粒、及黏土含量之限制,為所有路面專家共同認定,甚至有一致的標準值,是用於瀝青混凝土之粒料必需具有的特性,稱為共同特性(Consensus Properties),其粒料特性對瀝青混凝土也有重要影響,但不同地區之要求不同,無法界定一致品質建議值者,稱為料源恃性(Source Properties)。(瞭解SHRP可參「 瀝青的成效分級制(PG Grades) 」) 由河川開採的礫石與經軋製後的碎石的差異,如圖1所示,就是「粒形與破裂面」。 圖1 碎石(左)與礫石的差異( 圖源 :https://apscreens.com/crushed-stone-vs-gravel/) 為使瀝青混凝土具良好的抗變形能力,粒料應提供強而有力的主架構,圖3-18顯示分別由立方形及圓形顆粒組成之骨架狀況,兩者具有相同的孔隙及材質,理論上應具有相同強度,如圖3-18A,然立方形顆粒傾向於互相契合而鎖住,可有較強的抗變形能力,而圓形顆粒因互相滑動而契合度較差,荷重後沿剪力面滑動而產生變形,如圖3-18B所示,這種現象,在一般的砂石料堆中可以清楚發現,圓形礫石堆的安息角(Angle of Repose)較小,無法像立方形碎石般,堆得較陡、較高如圖3-18C所示。 圖2 粒料的稜角性對其行為的影響 圖源: Background of Superpave Asphalt Mixture Design and Analysis, National Asphalt Training...