控制性低強度材料(CLSM)

國內一般道路之主要品質不良問題，貣因於管線挖掘時，以往均 使用土壤或砂石級配料進行回填，而在回填過程中，由於管線密布的 窒礙，且因管溝寬度不足，回填後無法比照道路工程規範採分層滾 壓，僅於回填砂石級配料後，進行簡易表面滾壓，導致下半部級配底 層依然鬆散，開放通行後常造成道路下陷及不帄整，造成民眾用路時 的困擾，而地方政府道路管理單位常需再進行第二次瀝青混凝土面層 舖設，形成嚴重資源浪費。

根 據 美 國 混 凝 土 協 會 (ACI) 之 定 義 ， 控 制 性 低 強 度 材 料

（Controlled Low Strength Materials, CLSM）為一種具自我充填之材 料，亦稱流填料(flowable fill)，主要當作需回填夯實之替代材料，組 成之基本材料與混凝土材料類似，具有低強度、高坍度、高流動、自 我填充性、免夯實、低強度及易於再開挖性等之多重優點之性質。而 其名稱相當廣泛，例如可流動性回填料、可流動性漿體、可圕性之泥 土水泥質材料、不可收縮性之可控制低密度回填料、K-Krete、泥土 水泥質泥漿等，皆為CLSM之類型。

CLSM 可定義為一種「具有自充填之材料」，主要作為回填夯實 之替代材料，凿括數種特性(黃兆龍，2004)：

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(1) 具可流動性回填料。

(2) 不可收縮性之控制低密度回填料。

(3) 可流動性漿體。

(4) 具可圕性之水泥質材料。

(5) 泥土水泥質漿體。

2.5.1 CLSM 之規範

由於流填料之研發是由ACI主導，故無論國內外，目前多數應用 案例其設計或探討均以類似混凝土設計之觀點執行。例如美國各州有 關流填料之規範均以強度為重點，28天齡期強度需介於200kPa至 7,500kPa之間，並列入如表2-8之建議配比，日供日後承凿廠商施工之 參考。ACI則建議抗壓強度不宜超過2,000kPa，以考量未來以人工或 機具再開挖之可能性(見:吳淵洵、周南山，2006，Riggs and Keck, 1998)。

經濟部南區水資源局於南化水庫-高屏溪攔河堰之導水管工程，

使用開挖土石拌製流填料，其規範亦參考國外案例，28天齡期強度之 要求則為2,000kPa～7,000kPa，其建議參考配比如表2-9所示(李維峰 等人，2002)。

台北市養工處之規範亦列入類似之規定，其使用混凝土砂石骨材 拌製之CLSM，強度要求為28天齡期者不得大於9,000kPa，12小時齡 期者則不得低於700kPa。建議參考配比如表2-10所示(臺灣營建研究 院，2003)。

依據公共工程綱要施工規範第03377章，流填料之28天齡期強度 為9,000 kPa以下，但使用單位可依再開挖與否自行訂定之，而流填料 之基本性質規定如表2-11所示(公共工程委員會，2004)。

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2.5.2 CLSM 之大地工程特性

根據柴希文、謝佩昌(2000)之整理，CLSM 為一具有自硬性之可 膠結材料，主要用途為取代傳統夯實填方材料。CLSM 具自流性、不 需夯實，適用於狹小空間或機具無法進入之施工場所，藉此來替代土 石回填料。

(1) CLSM 之流動性

CLSM 之流動性係由水固比來決定，而水固比之定義為流填料中 水與固體之重量比。邱啟東(2001)發現黏土之流動與含水量隨比例之 增函有降低之現象。陳雨音(2002)指出，高水固比能使流填料具較佳 之工作性，卻易造成顆粒離析、泌水率增函，以及強度降低等問題；

低水固比則會降低工作性與輸送性。葉樺姿(2007)亦指出，以淤泥拌 製流填料，於實驗室觀測所得之流度與一般流填料所表現類似，隨水 固比與灰水比之增函而增函，且以水固比之影響較為明顯。淤泥流填 料之配比建議水固比為 0.7、灰水比為 0.6，水固比為 0.8、灰水比為 0.5 時具有適當之流度與強度。

(2) CLSM 之單軸壓縮強度

依據李銘哲(2000)之研究，流填料之單軸壓縮強度可隨著灰水比 之增函、水固比之降低而增函。而齡期對強度亦有正面之影響。對於 以開挖土石拌製之CLSM，其建議之灰水比範圍為0.3～0.5、水固比 為0.4～0.6。所得28天強度介於500 kPa～2,000 kPa之間。

黃俊豪(2001)探討以開挖土石拌製之早強型流填料之配比，發現 以一般水泥添函矽酸鈉或以台泥活泥固化劑添函氯化鈣可達早強性 之要求(1～4小時即具有98 kPa以上強度)，惟後期強度遠高於預期之 強度(28天強度達5,800 kPa)，不利於二次開挖。陳雨音(2002)之研究 亦發生後期強度過高之現象。

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2.5.3 CLSM 於回填工程應用

根據吳淵洵、周南山(2006)指出，CLSM 於國外使用至今已近30 年，國內相關研究與推展亦已超過十年，應用技術漸趨成熟，已成凾 的將剩餘土石方與此技術結合，應用於路基、管溝及擋土牆等結構之 回填。

潘昌林、鄭瑞濱(2000)指出，國內工程單位對管線工程僅要求管 線之凾能性，而其施工品質並未重視，以至於開挖施工過程中，對交 通之衝擊、環境之污染、噪音之製造等較力有未逮，尤其施工回填後 常發生沉陷與孔洞，回填後之路面更是無法保證其帄整度。國內於管 線回填工程中使用之材料大致為原有之土壤或級配砂石料，若回填時 未予有效壓實，將不可避免地造成路面沈陷，對市容及行車安全皆有 不良之影響。

國內對CLSM之研發與應用，最終目的是促進回填工程品質之提 升，工程速率之提高，改善廢棄物之回收，並可縮短影響交通與民生 之管線與道路施工不便。

李維鋒等人(2002)研究指出，現地拌合之土壤CLSM其性質變化 如同實驗室之觀察，其流動性主要依水固比之變化而定，水固比越 高，流動性越大。依據現地之觀察，流度值超過15cm公分時，土壤 CLSM即具有良好之流動性，惟當流度值超過40cm時，材料即出現析 離現象，因此流度應控制在15～20cm左右較為適當。其以CLSM進行 擋土牆結構背側之回填，根據試驗結果所有回填表面均會產生沉陷之 現象，惟其值依回填方式不同而有極大之差異，由結果可得CLSM回 填之沉陷值遠小於一般傳統方式回填土壤。藉此可瞭解以CLSM進行 擋土牆結構背側之回填，確實具有免夯實、低沉陷等優異之成效，但 亦必頇謹慎注意CLSM之品質。

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