靜態潛變

潛變模數值會影響材料的永久變形量的大小，若加壓時間越長，所累 積之變形量就越大，而潛變模數值也與變形量的大小成正比，潛變模數越 小則變形量就越大，因此潛變模數的大小可以預測是否容易產生車轍問 題。以下試驗結果於圖 4.9、圖 4.10、圖 4.11、圖 4.12 所示。

圖 4.9、圖 4.10 分別係 X 與 Y 段路面鑽心試體之靜態潛變(25℃)。圖 4.9 中可以看到 6 號試體(輪跡天然粒料)不可回復彈性為最高的，垂直變位 為 0.58mm，另外同樣天然粒料但非輪跡的 2 號試體不可回復彈性的垂直變 位為 0.05mm，轉爐石瀝青混凝土的輪跡(8 號試體)與非輪跡(7 號試體)則分 別為 0.19mm 與 0.11mm，這張圖可以看出傳統瀝青混凝土經過車子反覆的 滾壓，會使得不可回復的垂直變位提高許多，然而轉爐石瀝青混凝土的輪 跡雖然比非輪跡增加一些，但沒有很明顯的差異々另外可以看出傳統瀝青 在輪跡處的試體回復彈性為最多，垂直變位從 0.78 回復到 0.58，但也是永 久變形量為最高，推測可能因為變位量大所以回復也大。

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圖 4.9 X 段路面鑽心試體之靜態潛變(25℃)

圖 4.10 係另一路段道路，這部份比較特別在於傳統瀝青取樣接近於轉 彎處，所以 23 號傳統瀝青試體為輪跡，而 24 號試體是非輪跡。由圖可以 明顯看出 23 號試體之永久變形量在 0.52mm 與 24 號試體(輪跡)在 0.09mm 相差很大，而轉爐石瀝青混凝土的輪跡與非輪跡之永久變形分別為 0.37mm 及 0.04mm，與圖 4.1 所呈現出來結論的差異不大，都表示出轉爐石瀝青混 凝土不會因為車子行駛下有太大變異，而傳統瀝青混凝土會因為車子行駛 會有極大的差異。也可以看出彈性回復量，就最大變形量與彈性回復比例 下，非輪跡的傳統瀝青混凝土、與輪跡及非輪跡的轉爐石瀝青混凝土彈性 回復比例差異不大，也代表轉爐石瀝青混凝土在使用過程中保有最佳的效 用，將使用年限提高。

圖 4.10 Y 段路面鑽心試體之靜態潛變(25℃)

圖 4.11 係 X 段路面鑽心試體 40℃之靜態潛變。由圖中可以看到當溫 度升高時，彈性回復量也提高々其中除了傳統瀝青混凝土輪跡處的鑽心試 體變化不大，推測可能因為粒料破碎或是其它原因使瀝青混凝土減少粒料 互鎖作用，在 25℃的情況下就使變位量提高，彈性回復量也提升々另外我 們由圖中也得知轉爐石的彈性回復量沒有比傳統瀝青高，推測轉爐石因為 比重過大所以讓彈性回復量降低。另外又發現到當與圖 4.9 靜態潛變(25℃) 比較時，當溫度升高而最大變位量會下降，可能因為環境溫度提高時使瀝 青混凝土更緊實。

圖 4.11 X 段路面鑽心試體之靜態潛變(40℃)

圖 4.12 係 Y 段路面鑽心試體 40℃之靜態潛變。由圖中可以看到轉爐 石也會因為溫度提高而有所變化，雖然與 X 段路面為不同路段，但是有同 樣的結果，由靜態潛變的所有圖可以得到轉爐石瀝青混凝的工程性質的使 用年限比傳統瀝青要來的佳。

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圖 4.12 Y 段路面鑽心試體之靜態潛變(40℃) 4.4.6 膨脹試驗

本研究所使用之海水，取自於南星道路附近之海水，模擬南星道路之 瀝青混凝土的影響變化，使用的海水與淡水的鹽度與氯鹽相關資料於附 件。這次試驗研究方法是將取樣中的轉爐石瀝青混凝土分別放置海水及淡 水常溫下進行比較，每 12 小時記錄一次數據，持續 7 天進行比較，觀察轉 爐石瀝青混凝土與傳統瀝青混凝土的影響變化。由圖 4.13 可見，轉爐石瀝 青混凝土放置於淡水 204 小時之後才開始慢慢出現膨脹現象，而放置於海 水於 12 小時後就開始有膨脹的現象，在第 36 小時後轉爐石瀝青混凝土降 低膨脹量，之後膨脹量都約為 0.006%，可以推測出海水會降低瀝青的包覆 能力，而之後的膨脹不穩定可能是因為轉爐石吸水膨脹後碎裂導致造成的 現象。

表 4.4 水質氯鹽分析

淡水 海水

氯鹽(mg/L) ND<0.74 18900

鹽度(PSU) 0 24.4

圖 4.13 膨脹試驗

4.5 試驗室壓實能量之影響 4.5.1 單位重:

圖 4.14 為南星道路鋪築時取轉爐石及傳統瀝青混凝土之盆料分別於實 驗室進行夯壓試體次數不同之單位重，夯壓次數正反兩面分別以輕量交通 (35 次)、中量交通(50 次)、重量交通(75 次)。試驗結果表示轉爐石瀝青試體 遠比傳統瀝青試體還要重，可以由圖 4.14 發現當夯壓次數越多，單位重也 會隨之遞增，但增加的幅度會隨之減少，如果夯壓次數過多會造成單位重 下降。

圖 4.14 不同夯壓次數之單位重

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4.5.2 穩定值

圖 4.15 為南星道路轉爐石瀝青及傳統瀝青試體於不同夯壓次數之穩定 值。首先可以看出轉爐石試體穩定值比天然粒料還要高出許多，因為轉爐 石含有大量的氧化鈣(CaO)，使粒料親油性極高，能夠與瀝青膠泥更能包覆 效果，並且破碎面及扁帄率都優於天然粒料，使得穩定值提高許多。另外 夯壓數次也會影響穩定值的變化，隨著夯壓次數增加，穩定值也會提高許 多。

圖 4.15 不同夯壓次數之穩定值

4.5.3 流度值

圖 4.16 為南星道路轉爐石瀝青及傳統瀝青試體於不同夯壓次數之流度 值。試驗顯示出流度值會隨著夯壓次數而減少，但是傳統瀝青試體的流度 值於夯壓 75 次較 50 次高。

圖 4.16 不同夯壓次數之流度值

4.5.4 V.M.A

圖 4.17 為南星道路轉爐石瀝青及傳統瀝青試體於不同夯壓次數之 V.M.A。由圖中可以明顯看出轉爐石瀝青混凝土的 V.M.A 會隨著夯壓次數 提高而減少，而傳統瀝青混凝土並沒有太大的變化々另外由圖中又可以發 現，轉爐石夯壓次數越多，V.M.A 降低幅度也就越大。

圖 4.17 不同夯壓次數之 V.M.A 4.5.5 空隙率

圖 4.18 為南星道路轉爐石瀝青及傳統瀝青試體於不同夯壓次數之空隙 率。圖中顯示轉爐石瀝青混凝土及傳統瀝青混凝土都會因為夯壓次數增加 而降低，但是轉爐石瀝青混凝土之空隙率的幅度下降最大。

圖 4.18 不同夯壓次數之空隙率

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第五章 南星現地道路檢測分析 5.1 鋪築前道路試驗

本研究於民國 2011 年 2 月 27 日於南星計劃中取兩段道路進行施工，

道路鋪築方法是以沒有進行刨除工程而直接填補坑洞後進行鋪築，事前將 對原南星道路進行相關道路試驗並且鑽心進行分析。實驗內容進行路面帄 整量測、車轍、DCP、試體鑽心及路面拍攝，讓道路鋪築後有一個依據可 以作為分析及探討。

5.1.1 原路面情況

南星道路總長為 400 公尺，原 X 段與原 Y 段路面破壞相當嚴重，如圖 5.1~圖 5.8，可以從肉眼看出龜裂痕跡及坑洞，另外 X 段路面之 T 字路口低 窪處與周圍的高程差 15cm 以上，且有多處坑洞々Y 段路面也有低窪處，位 於轉角後一小塊區域，兩段整條路面上均有龜裂，但 Y 段路面的坑洞比 X 段路面較小且少。

圖 5.1 X 段路面 80m 處近照 圖 5.2 X 段路面龜裂及坑洞照

圖 5.3 X 段路面 T 字口低窪處照 圖 5.4 X 段路面龜裂照

圖 5.5 Y 段路面轉彎處照 圖 5.6 Y 段路面龜裂照(近轉彎處)

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圖 5.7 Y 段前半段龜裂照圖 5.8 Y 段 130m 處龜裂及坑洞

5.1.2 路面橫斷面測量

由圖 5.9 可以看到 X 路段本身就是起伏路面，另外發現此路面之橫向 路面的高低起伏有 10cm 的差異，可能因為於 T 字路口處車量轉彎造成的路 面破壞，所以在 110m 處橫向路面較為帄繯，而由圖 5.10 得知 Y 段路面屬 於下坡路段，在 120m 之後的橫向路面開始不帄，推測是因為接近於轉彎處 因煞車而導致路面不帄之原因。

圖 5.9 X 段路面之水帄測量

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圖 5.10 Y 段路面之水帄測量

5.1.3 DCP 試驗

DCP(Dynamic Cone Penetometer，動態圓錐貫入儀)在美國公路系統上用 來量測基底層土壤，初始 50 下記錄一次，往後每 20 下再記錄一次，直到 無法貫入為止，本研究選擇於高雄市南星道路 X 段與 Y 段路面分別在點位 編號 10 號及點位編號 19 號進行 DCP 試驗，試驗結果如圖 5.11 及圖 5.12。

圖 5.11 與圖 5.12 係累積夯打次數與貫入深度關係圖，最初 50 下時 X 段基底層貫入深度由 0 ㎝到 8 ㎝，而 Y 段基底層貫入深度由 0 ㎝到 12 ㎝，

由此可見 Y 段路面比 X 段路面之斜率較大，可以推測出 X 段基底層比 Y 段基底層更為緊實。

圖 5.11 X 段路代表性點位 10 之 DCP 試驗

圖 5.12 Y 段路代表性點位 19 之 DCP 試驗

5.1.4 車轍量測

圖 4.13 與圖 4.14 分別係原南星道路南向及北向車道車轍深度圖。由圖 可以發現，南向車道車轍比北向較為明顯沉陷差異，可能因北向車道都為 直線道路，所以北向車道的路況會比南向較佳々另外在 Y 段車道 190m 時 南向車轍深度差約 3cm，而北向車轍深度差約 1.5cm，推測可能因為右轉角 度比左轉角度大，而南向為右轉車道所以影響較大。

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圖 4.13 原南星道路南向橫斷面車轍深度圖

圖 4.14 原南星道路北向橫斷面車轍深度圖

5.1.5 鋪築前鑽心

本研究於 100 年 2 月 5 日原南星道路所取得鑽心試體為同一條縱段路 面上，因為路面大部分都龜裂嚴重，在這些區域鑽心取得的卻是解體或者 碎裂，無法取得完整試體，而接近路肩 0.5m 並未有明顯龜裂痕跡，所以將 其兩段路面都於離路肩 0.5m 處縱段沿路面取樣各 12 顆，進行單位重及穩 定值試驗。

5.1.5.1 單位重

由表 5.1、表 5.2 分別係 X 段路面及 Y 段路面之鑽心單位重，由表可以看出 X 段路面之帄均單位重比 Y 段路面還要高，可能是因為 T 字路口所以轉彎

處多，或者是車量使用量大而造成 X 段路面單位重大於 Y 段路面。

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表 5.1 原 X 段路面單位重

表 5.2 原 Y 段路面單位重

5.1.5.2 穩定值

圖 5.15 係原南星道路鑽心之穩定值，由圖中得知 X 段路面的穩定值連 500kgf 都不到，但 Y 段路面的穩定值約為 900kgf，由此可知 X 段原始路面 比 Y 段原始路面還要差，可能是因為車量行駛之使用量影響鋪面品質造成

差異性。

圖 5.15 原南星道路鑽心之穩定值

5.2 鋪築後初始車轍

圖 5.16 係 X 段路面橫斷面車轍深度圖，可以由圖中得到北向車轍深度 並未有太大差異，北向車道 50m(天然粒料)之車轍深度差約為 0.8cm，而北 向車道 150m(轉爐石)之車轍深度差約為 0.4cm々另外南向車道 150m 處之車 轍深度差為約 1.8cm，而南向車道 50m 處之車轍深度差為約 1.3cm，推測可 能南向車道 150m 處之轉彎處時常有車輛行駛轉彎，所以南向車道 150m 之

圖 5.16 係 X 段路面橫斷面車轍深度圖，可以由圖中得到北向車轍深度 並未有太大差異，北向車道 50m(天然粒料)之車轍深度差約為 0.8cm，而北 向車道 150m(轉爐石)之車轍深度差約為 0.4cm々另外南向車道 150m 處之車 轍深度差為約 1.8cm，而南向車道 50m 處之車轍深度差為約 1.3cm，推測可 能南向車道 150m 處之轉彎處時常有車輛行駛轉彎，所以南向車道 150m 之