舊瀝青路面刨除作業及品質控制

近代瀝青路面的再生利用早在19世紀末，曾因石油瀝青興起而不受重視，直到20世紀70年代的能源危機才重獲重視，當時引發的許多新技術至今仍是瀝青工業界的主流，例如冷刨工法及方便加入刨除料的新式乾燥拌合鼓；然而到了90年代，石油價格趨緩，瀝青再生也不再迫切，延續到2008年石油價格再漲，又再度燃起再生瀝青的研究專案。(詳參作者另文「從再生劑的研究反思提高刨除料添加量的驅動力」)

自冷刨工法成熟，如圖1所示的路面刨除作業已成為現代路面養護的日常，舊路面刨除後再加鋪，不僅是可「逐一車道逐一小段」修復路面平坦度的高效率養護工法，也因將破壞層移除而免除其對後續加鋪層的影響，更因維持路面原設計高程，使得跨越橋淨距、橋面設計靜荷重、及路邊設施功能(護欄高及排水坡度)不因鋪設新鋪面層而受到影響；但也使路面養護工程產出的「廢料」從熱拌廠NG料、路面挖除塊、和工地被退料，轉變成占最大宗的刨除料；冷刨工法與再生工法相輔相成，普遍採用再生工法使得刨除料有適當的出路，而使刨除舊路面成為養護路面的日常，產出愈多刨除料又反過來促進再生工法。

圖1、路面刨除作業已成為現代路面養謢的日常

舊路面刨除料(RAP)的品質管理由路面刨除作業開始，本項作業的管理重點包括刨除深度、刨路過程、粒料破碎狀況、特殊刨路作業、挖除塊、和製程中廢料等分述如下：

1. 刨除深度：一般是用目視或藉由鑽心試體判斷路面顯現的破壞表徵影響有多深，再加上工法技術實務和養護經費許可，由養路單位綜合考量後決定刨除深度。鑽心的原則是公路每車道英哩至少一處，市區街道則每車道每街廓一處，搭配檢視不同車道的鋪築斷面資料也很重要，有些道路有拓寬歷程而在不同車道展現不同的破壞狀況。如圖2所示鑽心試體，左側是由上往下的開裂，右側則有明顯的水侵害剝脫。
2. 檢視刨路過程：仔細檢視刨路時是否出現底層土、纖維布、或其它碎屑雜物，特別是在刨深或刨路肩時，含有這些雜物的刨除料應另行處理；若需量化RAP中的雜物量則應採與原生粒料相同的要求：<1%。刨除面經清掃後不可留有「結痂」(如圖3所示，留在表面黏結不堅實的不均勻薄層塊狀物)，在出現結痂時應約略調整刨路深度來因應，若結痂物沒有清除，加鋪層的成效將嚴重打折很可能因黏結不良而提早破壞。刨除面應展現紋理一致，像圖3就展示不一致的刨後紋理。刨路機的局部刨齒磨損引發的刨後表面不一致，會影響薄加鋪層局部壓實缺陷，且若在加鋪前開放通行則對機車有行車安全顧慮，有些單位會規定刨後表面紋理要求，例如最大凹凸差0.5英吋(13mm)。
3. 刨除過程中的粒料破碎狀況：刨路機用大量的能量以大約200rpm轉動刨路滾，其上的刨齒撞擊路面撕開膠漿與粒料顆粒，也撞碎部份粒料顆粒，使得刨除料的粒料級配變得比原來舊路面中的細些；以往會先用鑽心試體切出與預計刨路同厚度的部份，烘鬆軟後以溶劑分離法求得的粒料級配，用適當「級配降級修正係數」來估算得刨除料的級配，但此種方法現在看來是不可靠的，因為刨路過程到底產生多大「級配降級」，受到原粒料的硬度脆性、瀝青勁度、刨路機速度能量、刨除深度、刨齒狀況、氣溫等等，太多變數的影響。
4. 特殊刨路作業：有些養路單位會要求只刨除較薄的表層，例如鋪面只有功能性開放級配摩擦層(OGFC)表層鬆散剝落，不須要刨除其下完好的承載層，又或是原設計的特殊摩耗層(橡膠瀝青、改質瀝青等搭配高品質的粒料)須刨除且又允許再生利用，而這些特殊材料再利用的價值較高，用分層刨除較划算時，會有所謂的「細刨(Fine Milling)」的需求，這時應更換刨路機的刨路滾，使用刨齒間距較小的所謂細刨路滾，以細刨作業來符合需求。圖4為一般刨路滾與細刨刨路滾的比較圖。
5. 路面挖除塊：一般混有底層雜物(土)且破碎處理較麻煩，縱使處理也應做為路肩或其它用途，因雜物或底層土超過1%的規定，這個原則與對原生粒料的要求相同。
6. 製程中的NG料或被拒收料：應分類，對沒有混入雜物的廢料，可以納入後續混合處理不同來源的刨除料。

圖2、決定刨路深度採用鑽心試體例(左：由上往下的開裂，右：有明顯的水侵害剝脫)

[West et. al., 2013]

圖3、刨除面經清掃後留有「結痂」的照片[West et. al., 2013]

圖4、一般刨路滾與細刨刨路滾的比較圖(圖源：Wirtgen America)

以上短文截自美國國家瀝青研究中心(NCAT)的研究報告[Randy West et. al., 2013]，該報告指出鋪面工程師普遍存有的「RAP的品質變異很大」的錯誤印象，工程實務已證實，在良好的堆置篩分破碎作業下，RAP的粒料級配比新生粒料的更均勻且穩定。

詳參「舊瀝青路面刨除料的最佳管理實務」

參考文獻

Randy West, James Richard Willis, and Mihai Marasteanu, "Improved Mix Design, Evaluation, and Materials Management Practices for Hot Mix Asphalt with High Reclaimed Asphalt Pavement Content," NCHRP Report No. 752, Appendix D Best Practices for RAP Management, Transportation Research Board, Washington D. C., 2013.