中華鋪面研究室

新版(2014, 7th Edtion)美國瀝青協會(A.I.)的配比設計手冊(MS-2) 瀝青鋪面要有好的服務績效必需依靠採用高品質的材料、精確的生產製程控制、和最好的鋪築與滾壓施工來達成；粒料級配、瀝青含量、混合料的體積特徵、及壓實度等組成材料性質的差異，看似微小却對鋪面的壽年及養護費用有顯著的影響；配合比設計的主要目的就是要確認所選用材料的品質，並且據以建立稱為「工作拌合公式(Job MIx Formula, JMF)」的生產配方及製程控制目標。正確的配比設計必需嚴格遵照既定的實驗室技術和設計準則進行，AI MS-2就是說明此種實驗室技術和設計準則的一本指引。 2014年美國瀝青協會(Asphalt Institute, AI)的新版配比設計手冊以超級鋪面(Superpave)設計法為主要內容，因為超級配面法已成為美國路面工程界的主要設計方法，但因美國部份地區及美國以外的國家仍使用馬歇爾法或威氏法，故馬歇爾法及威氏法仍列在該手冊內，但強調了超級鋪面法獲得的體積特徵概念，也藉由新一代體積特徵量測裝置提昇配比設計的精確度。 美國瀝青協會(Asphalt Institute, 簡稱為AI)簡介 成立於1919年的美國瀝青協會是由石油瀝青生產商、製造商和附屬企業組成的非營利國際貿易協會，其會員的石油瀝青產品占有北美市場的90%，在國際市場的占比也逐漸提高。美國瀝青協會的主要任務是透過教育、工程、技術開發、環境管理、及領導市場，為其會員共同倡導使用石油瀝青，並闡述其效益、安全性、及品質績效；以做為石油瀝青工業的協作中心共同確保瀝青為優質的營造材料為願景。 AI為會員提供五個重要的戰略重點領域支撐：(1)會員聯繫，(2)瀝青推廣，(3)環境監控，(4)先進技術，(5)專業教育。美國瀝青協會網址： http://www.asphaltinstitute.org 透過各種委員會和夥伴關係的運作，AI為其會員扮演健康、安全、環保相關事務的卓越中心；通過科學研究和技術開發，AI倡導石油瀝青成為公路、街道、及屋頂防水系統的安全環境友善優質材料。遍布美國和加拿大各區域的AI工程師，透過現場訪視、資訊蒐集、顧問諮詢、提供教育訓練課程等活動，提供會員公司、石油瀝青用戶、及採購機關相關技術支撐；經特別安排這些後師也可為國際會員提供北美以外區域的技術服務。 AI的實驗室具有瀝青工業研究、檢測...

瀝青配比設計的前世今生--有趣又有深意的瀝青混凝土配比設計演進史 瀝青材料雖為古老的工程材料，但用在鋪面上且有詳細的文字記載則是最近這一百多年來的事；據說在西元1500年左右，位於現今秘魯的印加民族就有最早的瀝青鋪面，但卻找不到任何該鋪面材料或構築方式的文字記錄[1]；西元1800年，法國人開始用「瀝青灌入法」於屋頂、地版、及鋪面，所謂灌入法，只是將瀝青材料均勻撒佈於構築面使其滲入的一種簡易方法，用於屋頂時，瀝青滲入屋頂材料空隙內產生防水的效果；用於土石路面，瀝青則兼具防塵及防水的作用，有了此種鋪面，減少「雨天泥濘、晴天塵土飛揚」的困擾。 西元1816年，蘇格蘭人約翰馬克當(John MacAdam)認為應以各種不同粒徑的碎石「有計畫地」混鋪，才能獲得堅固的鋪面，當時馬克當鋪的路面沒有使用任何膠結料，但這種以各種不同粒徑的碎石「有計畫地」混鋪的方式，如圖1所示，是粒料級配及配合比例觀念的啟蒙[1]；到了1820年，英國就出現在馬克當鋪面上鋪灑柏油(Tar)，稱為Tar Macdam，是膠結性較高的鋪面；此後，「依粒徑大小分層撒播粒料，再噴灑柏油或瀝青使其灌入」的路面盛行，統稱為「灌入式馬克當路面(Penetration Macadam Pavement)」，這種強度高且兼具防水防塵的鋪面，盛行了百餘年，直到二十世紀，才被高度自動化的廠拌瀝青混凝土取代。 圖1、以不同粒徑碎石有計畫地混鋪是粒料級配觀念的啟蒙 機械化施工的鋪面始於1868年，N. B. Abbott發展許多用於烘乾、篩分、及拌合的機具，申請美國專利，並於華盛頓特區鋪築許多柏油混凝土(Tar Concrete)，Abbott的設計厚度有大至30公分者，是主張於鋪面底層使用瀝青混合料的第一人，然因這些鋪面未注意到粒料級配的控制，雖構築成不錯的底層，但用於面層很快就宣告失敗；當時許多主張「千里達湖瀝青較優」的工程師，將失敗的原因歸於使用柏油，使千里達湖瀝青聲名大噪，柏油逐漸被冷落。( 原來材料工程師老是把責任推給黏結料是百餘年的慣性，味道不好的柏油在咀嚼法為主的時代背了黑鍋 ) 那個時代的權威學者是服務於「巴伯瀝青鋪路公司(Barber Asphalt Paving Company)」的理查生(Clifford Richardson)，理查生經由分析當時的瀝青鋪面材料，瞭解到粒料間孔隙(VMA)及空隙率(VA...