多孔隙瀝青混凝土鋪面材料在高速公路中的應用

摘要：臺灣地處亞熱帶屬季風型氣候，在季節(jié)交替時常會出現大雨，尤其南部路段易受夏季間歇性暴雨影響，致使縱向坡度較低及橫向坡度變化交界處，雨水無法實時宣泄，易產生積水現象，影響行車安全。另因高速公路交通便利，許多路段重載車輛比率偏高，面層經整修銑刨加鋪2～3 a后，在重車行駛頻率高的情況下，外側車道，于輪跡處易產生致密現象，路面在下雨時，因排水速率減緩而產生水膜，低摩擦，且輪胎易揚起水霧，影響后方行車視線，尤其在高速行駛下無法看清楚前方不僅嚴重影響行車安全，且不利于鋪面的耐久性，為了解決這個問題，以多孔隙瀝青混凝土（Porous Asphalt Concrete，PAC）鋪面，取代傳統(tǒng)開放級配（Open-Graded Asphalt，OG）瀝青混凝土鋪面為主要考慮，以整理適宜因子為評估要素，評選出適合高速公路瀝青混凝土鋪面面層的材料，應用于高速公路工程運輸價值客觀環(huán)境下最優(yōu)的方案，經研究實證結果發(fā)現PAC的績效評量優(yōu)于OG，較適合使用在高速公路上，與目前實務相符，故證明此模式的正確性與實用性。

關鍵詞：多孔隙瀝青混凝土；排水鋪面；透水性

中圖分類號：U414.75 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）26-0134-02

近年來臺灣地區(qū)高速公路鋪面工程為提高服務績效，針對臺灣特殊的地理環(huán)境、氣候因素與交通運輸特性的適宜性，評估引進歐美實施多年的多孔隙瀝青混凝土，以提升鋪面工程耐久性及生命周期，提高行車安全及路面遇雨能迅速排水、防滑等功能，多孔隙瀝青混凝土排水鋪面技術已大量應用于高速公路6號工程。

多孔隙瀝青混凝土（Porous Asphalt Concrete，PAC）為瀝青膠泥、粗粒料、細粒料、填充料、添加物等具有高比例孔隙的開放級配構成的鋪面結構，目的是希望藉由以上材料的組合能充分接觸，發(fā)揮顆粒間互鎖（interlocking）作用，形成牢固連鎖網的瀝青混凝土架構，發(fā)揮粒料本身良好的抗車轍及抗磨損能力，并通過連通的孔隙，將雨水從鋪面結構中排出，避免在鋪面上行車打滑與揚起水霧的現象，增加能見度提高防滑性。

臺灣地區(qū)于2000年開始試鋪多孔隙瀝青混凝土路面，如何汲取外國經驗并適合本地的環(huán)境條件，發(fā)展符合臺灣環(huán)境的PAC鋪面是刻不容緩的。根據國內外文獻指出，排水性鋪面有下列幾項特點： 防止道路積水及水花四濺，進而影響視線； 降低夜間或雨天時行車大燈所產生的鋪面反光現象；增加雨天行車安全及摩擦系數； 降低用路人的心理壓力；減少行車所引起的交通噪音；提高駕駛視覺辨識能力；降低車禍造事率及人員傷亡比例。

多孔隙瀝青混凝土（Porous Asphalt Concrete，PAC）鋪面是一種具高比例粗粒料及細粒料含量較少的開放級配（open-graded），鋪筑完成的孔隙含量約為15%～25%，互通的連續(xù)孔隙可成為道路表面水在路面層中的水流通道，能有效降低道路表面水量，同時具有摩擦阻力大與較低噪音等優(yōu)點。多孔隙瀝青混凝土依其目的與功能分為透水鋪面和排水鋪面。

①透水性瀝青混凝土鋪面。在透水層上鋪設多孔隙瀝青混凝土，能使落在鋪面上雨水快速滲入路基以下，補充地下水，一般多用在步道系統(tǒng)。

②排水性瀝青混凝土鋪面。在不透水層上鋪設多孔隙瀝青混凝土，能使落在鋪面上雨水快速側向往路緣排水，降低行車時水氣飛濺的現象，同時避免雨水滲入路基以下，降低路基強度，一般多用在車道面層的排水。

臺灣地區(qū)公路相關主管單位對PAC鋪面的經驗與技術已逐漸成熟，在此將針對PAC鋪面通車后的施工成效進行分析探討，采用三種不同等級的瀝青作為黏結料，透過現地透水量、車轍量、平坦度、抗滑度與噪音量檢測試驗，加以量化其鋪面行為與差異性，進而評估影響PAC鋪面成效因子，對往后多孔隙瀝青混凝土鋪面采用或推廣亦有完整的參考依據，并可回饋于鋪面設計單位。

本研究就臺灣地區(qū)目前采用PAC鋪面案例，進行現場試驗，以了解實際鋪設的績效；另一方面，經生命周期成本觀念的導入，考慮道路鋪面長期性能表現，評估PAC鋪面的經濟效益。經濟效益部分，PAC鋪面較于傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土（Dense Grade Asphalt Concrete，DGAC）鋪面的生命周期成本，分析結果顯示PAC鋪面績效維持設計要求達2 a以上，則采用PAC鋪面具有經濟可行性。

由研究顯示，各個路段在材料使用方面只有在瀝青材料有差異，級配、瀝青含量以及孔隙率皆在規(guī)范值內差異不大。而橋面版與路堤段的比較，研究顯示沒有明顯的差異，所以針對鋪筑不同瀝青材料進行各項的試驗結果顯示，通過現地透水試驗的結果以及車轍試驗的結果顯示，使用高黏瀝青的路段透水能力比使用傳統(tǒng)瀝青AR-80好，車轍深度使用AR-80的路段比較高，高黏瀝青的路面抗車轍能力較佳。而平坦度以及路面抗滑的試驗結果顯示，平坦度皆符合要求，新的路面以及通車1 a后的IRI皆在范圍內，而抗滑能力BPN值也都在50以上，抗滑能力佳。環(huán)境噪音的資料方面，在傳統(tǒng)密集配道路以及剛性路面所收集的數據顯示，比多孔隙瀝青混凝土路面高達8 dB之多，顯示多孔隙瀝青混凝土路面有減少噪音的效果。

目前臺灣地區(qū)高速公路除6號工程外僅限于局部路段為改善因線型于雨天易積水路段，改鋪多孔隙鋪面，經觀察與比對鋪筑前后結果，多孔隙瀝青鋪面在雨天確能有效改善路面積水問題，降低交通事故發(fā)生率；但因各種因素而未能全面使用，究其因主要鋪筑于北區(qū)試驗路段，績效不甚顯著。鑒于一般較偏重于實驗室材料方面試驗，而施工各階段對質量影響甚為關鍵。

1 實證分析與結果

土方工程：地面清除、路幅開挖及搬運路堤填筑等工程項目。

路基工程：級配粒料底層。

⑤工程施工情形：道路主要結構車道采雙向四車道為主；鋪面工程排水面層的多孔隙瀝青混凝土鋪筑數量為25 917 m3。

1.2 分析結果

由表1問卷調查綜合績效統(tǒng)計結果得知PAC于鋪面瀝青混凝土各考慮因子權重值大于OG因子權重值甚多，因此可知PAC應用于高速公路鋪面工程上較OG優(yōu)勢許多，亦被多數人肯定，因此本研究的績效模式確實可做為日后高速公路鋪面工程鋪面材料選擇上的評估指標。

2 結 論

文章探討了多孔隙瀝青混凝土鋪面應用于高速公路工程建設的施工績效，希望通過因素分析與多準則決策來尋找符合該課題的特性，而且可以列出較具代表性的準則，以進行多孔隙瀝青混凝土工法應用于高速公路工程建設可行性分析，在此將結論與建議列述于如下：

①本研究工程師認為PAC優(yōu)于OG，由此可知績效評估模式確實可做為未來鋪面材料選擇上的參考依據。

②瀝青混凝土鋪面材料應用于高速公路鋪面工程上的準則構面依序為：材料優(yōu)勢性、鋪面使用性。施工效用等項目為主要考慮，往后施工時應加強針對前三項質量做特別要求，才能發(fā)揮最佳功能。

③任何鋪面材料工法皆有其優(yōu)缺點，主要在于如道路等級、區(qū)域、氣候、自然環(huán)境等因素影響之下，高速公路鋪面工程建設應多加考慮才能發(fā)揮材料的適用性、經濟性、耐久性，交通主管機關為使公路能永續(xù)經營，都應事前研究并多方探討求證。

參考文獻：

[1] 潘乃辛，陳沅佑.排水性瀝青混凝土鋪面材料施工績效評估模式的建立[J].中興工程季，2009，(103).

[2] 日本道路協(xié)會.排水性鋪裝技術指標[M]東京:丸善株式會社，1966.