排水性鋪面與透水性鋪面均有各自適用的特性其共同的特點如下:
4. 減輕排水設施負擔,進而減少排水設施建造費用。
2.2.1 國外使用情形 l 美國
1970 年代早期於美國開始發展,為的是要改善鋪面面層的透水性、
降低噪音和增加雨天時的抗滑,而當時早就有許多歐洲國家採用,現今 至少也有 7 個國家採用,他們都有所共識,鋪設厚度應為 45~50mm、孔 隙率在 17~20%左右,粒料標稱直徑為 11mm 或 16mm,較大或較小的篩號 則不常使用,瀝青膜厚度約在 20~40μm。
一 般 而 言 , 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 可 以 看 作 與 歐 洲 之 OGAFC
(open-graded asphalt friction courses )相當或者是在美國使用 的 OFC(open friction courses)。二者預期提供一個雨水能迅速從行 人穿越道表面排水。OGAFC 的原始美國設計方法在 Smith et al.(1974) 中有討論並可作比較。
由於透水性混合料之瀝青含量一般稍高於密級配混合料,且粒料的 比表面積相對較低,為使在生產、運送及鋪築期間不會產生瀝青垂流現 象,並能具有足夠的瀝青油膜厚度以增加耐久性,除使用改質瀝青外,
亦可添加纖維加以改善,或兩者並用,一般常用的纖維分為礦物纖維及 有機纖維,用量約在 0.3﹪~0.4﹪間,經過調查發現,大部份使用纖維 的州因為擔心使用纖維素可能會吸水而導致混合料受水害的問題,而使 用礦物纖維,唯近來歐洲及美國都有研究顯示,使用纖維素的鋪面成效 與使用礦纖者相同。
美國聯邦公路總署在 1974 年曾發展一套 OGFC 配合設計法供各州公
圖表 5圖 2.4 美國多孔隙瀝青混凝土應用於停車場鋪面
在 1970 年代中期,很多州立的公路行政機構就已經開始採用多孔 隙瀝青混凝土路面,目前美國已有 15 州廣泛地使用,且還有數個州也 正在考慮跟進。在美國,多孔隙瀝青混凝土是從廠拌封層試驗中發展出 來的,封層處理是先鋪上一層瀝青,隨後再撒佈蓋面粒料,並將粒料夯 實置進瀝青膠泥中,如此可增強摩擦層,但相對地在高速及高承載的情 形下會減低壽命。
為了維持摩擦層的功能及減少粒料的流失,美國公路局在 1970 年 代開始研究在熱拌廠拌合時,於瀝青膠泥中拌入大量的碎石粒料,其直 徑為 9.5~12mm,並使用傳統鋪築機鋪設 19mm 厚,這種鋪面的優點是表 面有孔隙及增加摩擦力,但因為鋪設的厚度較薄,孔隙較少,所以透水 及降低輪胎噪音的效果較小。
有關於多孔隙瀝青混凝土的較常見問題不外乎,粒料過早剝落、黏 結劑的流失及下層的瀝青混凝土惡化等問題。大部份公路單位所使用之 標稱最大粒徑為 9.5mm。此級配最大不同點在於通過 2.36mm 和 200 篩的 百分率,當其它地方著重在孔隙率以改善內部排水問題時,有一些州確 較偏愛使用細粒料以增加混合料的穩定性。然而,在美國所規範的孔隙 率和歐州大部份的國家不同。
亞利桑那州和佛羅里達州成功廣泛地在州際公路面層鋪設多孔隙 瀝青混凝土,在佛羅里達州的多孔隙瀝青混凝土面層其鋪設厚度只有
16mm,這兩州都報導使用添加劑可提升鋪面的成效。喬治亞州在 1970 年代曾採用多孔隙瀝青混凝土,但到了 1982 年即停止使用,因為濕氣 會導致底層的瀝青混凝土剝落,後來使用石灰當防剝劑並量測底層所減 少的滲水量,發現此法可降低剝落的問題,因此喬治亞州現在要求所有 的州際公路都要採用多孔隙瀝青混凝土。
奧立岡州所使用多孔隙瀝青混凝土在某些方面如同歐州大部份的 國家所採用,現在,奧立岡州的多孔隙瀝青混凝土鋪設厚度為 38~50mm。
其標稱最大粒徑為 25mm,然而,混合料的孔隙率約為 10%,此值遠低於 歐州偏愛的孔隙率,在此州多孔隙瀝青混凝土設計在第一次夯實後的孔 隙率應在 7~11%之間。
美國的透水性鋪面較常發生因黏結力不夠而剝落的問題,因其封層 厚度太薄,無法於其底層間形成有效地黏結。若使用與歐洲相同之黏結 劑,則將使其厚度增加 16~19mm,黏結劑最後甚至會移到表面,可能會 嚴重危及防滑性及穩定性。
相較於歐洲的瀝青含量,美國在多孔隙瀝青混凝土上偏好使用粒徑 較大的粒料,所以瀝青膜厚可能較薄,厚度約為 8~11μm,這樣瀝青膜 厚可能無法補足因粒料黏結力不夠而降低之混合料強度,也無法防止混 合料因大量空隙而加速風化的情形,若使用改質瀝青及較厚之黏層可減 少粒料剝落。
多孔隙瀝青混凝土混合的主要特性是他們的高孔隙含量,於 20 % 或者更多的範圍,它提供對於排水和降低噪音是必要的。這孔隙含量由 使用縫隙等級 (gap-graded) 的粒料或者減少在總粒料中的細粒料和 填充料對重量的比例小於 20 % 而獲得這些孔隙含量值;不論哪一種情
l 歐洲
哥德堡(Goteborg) 和 郝爾辛堡(Helsingborg) 之間之 E─6 高 速公路上幾個多孔隙瀝青混凝土的表面也被調查過。城市道路當局選擇 新的多孔隙瀝青混凝土表面道路主要用於減少交通噪音;在城市,排水 是次要重要的。在中等的降雨量以後,可見到只有較少的水留在多孔隙 瀝青混凝土表面上。
1980's 早期,在哥德堡(Goteborg) 測量到多孔隙瀝青混凝土的噪 音量在 2 年之中由初始的 4.8 分貝增加到 6.0 分貝,其原因為道路的 排水容量在 3 年之內減少了 50%這些減少的空間主要源自於道路上灰 塵的堆積和大頭釘胎環(studded tire)的損害。但哥德堡(Goteborg) 道路當局還是認為這些現象足以證明多孔隙瀝青混凝土的使用是正確 的。
(2)德國
在德國多孔隙瀝青混凝土(德國術語為 Larmmindemde 瀝青)還沒 有標準的規格,由於民眾的壓力漸增為的是使用它來減少交通的噪音。
如同在瑞典,多孔隙瀝青混凝土是用來減少交通噪音和排水。,多孔隙 瀝青混凝土設計有 8 和 11 mm 兩種名義粒料尺寸。,有 15 到 25 % 的 孔隙率含量,大約 5 % 混合物重的瀝青含量。
應用 40 mm 厚的多孔隙瀝青混凝土面層,使用最大尺寸為 11mm 的
粗粒料,85% 的粗粒料保留在 2mm 篩子上,含有 0.5 %(混合物的重 量)的纖維素纖維 (cellulose fibers)。
德國多孔隙瀝青混凝土的鋪面層費用比傳統路面多大約 100%。這個 費用,主要是用來減少因高速行駛在住宅地區附近或者通常在其中的公 路上時所產生的噪音。
(3)法國
法國使用多孔隙瀝青混凝土是以不影響建築物結構的保養技術來 分類,主要係在恢復人行道鋪面及公路路面,以降低噪音和增加滲漏,
並減少路面逕流。
粒料最大尺寸 10mm 或 14mm 的粒料皆可使用, 其中粗粒料(2mm 以上) 佔總粒料的 85% ,空氣孔隙含量設計約為 22%。黏合劑組成範 圍很廣,包括瀝青、改質瀝青、橡膠瀝青和添加纖維的瀝青。法國認為 多孔隙瀝青混凝土光使用瀝青無法抵抗重交通所需的凝聚力及柔性,所 以自1982年開始採用橡膠瀝青。
透水性底部基礎,使用未被修質過的 60/70 滲透等級瀝青,粒料 最大尺寸有 14 mm 和粘結劑如瀝青。跳躍(gap-graded)級配的粒料,
大多在 10 到 14 mm,但是只有很少的礦物填充,一年後,這個高交通 流量的城市道路面外表上還是沒有顯示出任何的損壞。
(4) 比利時
比利時在1970年代開始使用,其填充料小於0.08mm,黏結劑採改質 瀝青和橡膠瀝青,90±5﹪通過No.60篩,70±10﹪通過No.200篩,孔隙率 為19%~25%,有建議不適合用多孔隙瀝青混凝土路面之處:
自1973年,日本採用之多孔隙瀝青混凝土鋪面至今已近三十年。當
日本透水性鋪面發展至今,依其用途可區分為三類:
1.步行道路鋪面 2.車行道路鋪面
3.戶外體育、景觀設施鋪面
推廣過程是以步行道路鋪面、車行道路鋪面及其他(如體育、景觀) 之應用次序發展,從其發展歷程知,透水性鋪面並無一蹴可幾,而是由 試驗區開始,獲得成功之案例,再自局部地區推動至全國。
圖表 6圖 2.5 日本多孔隙瀝青混凝土步道
表格 1表 2.1 日本常用之透水性鋪面型式