摘要:臺(tái)灣地處亞熱帶屬季風(fēng)型氣候,在季節(jié)交替時(shí)常會(huì)出現(xiàn)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(wú)法實(shí)時(shí)宣泄,易產(chǎn)生積水現(xiàn)象,影響行車(chē)安全。另因高速公路交通便利,許多路段重載車(chē)輛比率偏高,面層經(jīng)整修銑刨加鋪2~3 a后,在重車(chē)行駛頻率高的情況下,外側(cè)車(chē)道,于輪跡處易產(chǎn)生致密現(xiàn)象,路面在下雨時(shí),因排水速率減緩而產(chǎn)生水膜,低摩擦,且輪胎易揚(yáng)起水霧,影響后方行車(chē)視線,尤其在高速行駛下無(wú)法看清楚前方不僅嚴(yán)重影響行車(chē)安全,且不利于鋪面的耐久性,為了解決這個(gè)問(wèn)題,以多孔隙瀝青混凝土(Porous Asphalt Concrete,PAC)鋪面,取代傳統(tǒng)開(kāi)放級(jí)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(píng)估要素,評(píng)選出適合高速公路瀝青混凝土鋪面面層的材料,應(yīng)用于高速公路工程運(yùn)輸價(jià)值客觀環(huán)境下最優(yōu)的方案,經(jīng)研究實(shí)證結(jié)果發(fā)現(xiàn)PAC的績(jī)效評(píng)量?jī)?yōu)于OG,較適合使用在高速公路上,與目前實(shí)務(wù)相符,故證明此模式的正確性與實(shí)用性。
關(guān)鍵詞:多孔隙瀝青混凝土;排水鋪面;透水性
中圖分類號(hào):U414.75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2012)26-0134-02
近年來(lái)臺(tái)灣地區(qū)高速公路鋪面工程為提高服務(wù)績(jī)效,針對(duì)臺(tái)灣特殊的地理環(huán)境、氣候因素與交通運(yùn)輸特性的適宜性,評(píng)估引進(jìn)歐美實(shí)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(chē)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(shù)已大量應(yīng)用于高速公路6號(hào)工程。
多孔隙瀝青混凝土(Porous Asphalt Concrete,PAC)為瀝青膠泥、粗粒料、細(xì)粒料、填充料、添加物等具有高比例孔隙的開(kāi)放級(jí)配構(gòu)成的鋪面結(jié)構(gòu),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(wǎng)的瀝青混凝土架構(gòu),發(fā)揮粒料本身良好的抗車(chē)轍及抗磨損能力,并通過(guò)連通的孔隙,將雨水從鋪面結(jié)構(gòu)中排出,避免在鋪面上行車(chē)打滑與揚(yáng)起水霧的現(xiàn)象,增加能見(jiàn)度提高防滑性。
臺(tái)灣地區(qū)于2000年開(kāi)始試鋪多孔隙瀝青混凝土路面,如何汲取外國(guó)經(jīng)驗(yàn)并適合本地的環(huán)境條件,發(fā)展符合臺(tái)灣環(huán)境的PAC鋪面是刻不容緩的。根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)指出,排水性鋪面有下列幾項(xiàng)特點(diǎn): 防止道路積水及水花四濺,進(jìn)而影響視線; 降低夜間或雨天時(shí)行車(chē)大燈所產(chǎn)生的鋪面反光現(xiàn)象;增加雨天行車(chē)安全及摩擦系數(shù); 降低用路人的心理壓力;減少行車(chē)所引起的交通噪音;提高駕駛視覺(jué)辨識(shí)能力;降低車(chē)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(xì)粒料含量較少的開(kāi)放級(jí)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(shí)具有摩擦阻力大與較低噪音等優(yōu)點(diǎn)。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(shè)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(bǔ)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(shè)多孔隙瀝青混凝土,能使落在鋪面上雨水快速側(cè)向往路緣排水,降低行車(chē)時(shí)水氣飛濺的現(xiàn)象,同時(shí)避免雨水滲入路基以下,降低路基強(qiáng)度,一般多用在車(chē)道面層的排水。
臺(tái)灣地區(qū)公路相關(guān)主管單位對(duì)PAC鋪面的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)已逐漸成熟,在此將針對(duì)PAC鋪面通車(chē)后的施工成效進(jìn)行分析探討,采用三種不同等級(jí)的瀝青作為黏結(jié)料,透過(guò)現(xiàn)地透水量、車(chē)轍量、平坦度、抗滑度與噪音量檢測(cè)試驗(yàn),加以量化其鋪面行為與差異性,進(jìn)而評(píng)估影響PAC鋪面成效因子,對(duì)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(jù),并可回饋于鋪面設(shè)計(jì)單位。
本研究就臺(tái)灣地區(qū)目前采用PAC鋪面案例,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),以了解實(shí)際鋪設(shè)的績(jī)效;另一方面,經(jīng)生命周期成本觀念的導(dǎo)入,考慮道路鋪面長(zhǎng)期性能表現(xiàn),評(píng)估PAC鋪面的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)效益部分,PAC鋪面較于傳統(tǒng)密級(jí)配瀝青混凝土(Dense Grade Asphalt Concrete,DGAC)鋪面的生命周期成本,分析結(jié)果顯示PAC鋪面績(jī)效維持設(shè)計(jì)要求達(dá)2 a以上,則采用PAC鋪面具有經(jīng)濟(jì)可行性。
由研究顯示,各個(gè)路段在材料使用方面只有在瀝青材料有差異,級(jí)配、瀝青含量以及孔隙率皆在規(guī)范值內(nèi)差異不大。而橋面版與路堤段的比較,研究顯示沒(méi)有明顯的差異,所以針對(duì)鋪筑不同瀝青材料進(jìn)行各項(xiàng)的試驗(yàn)結(jié)果顯示,通過(guò)現(xiàn)地透水試驗(yàn)的結(jié)果以及車(chē)轍試驗(yàn)的結(jié)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(chē)轍深度使用AR-80的路段比較高,高黏瀝青的路面抗車(chē)轍能力較佳。而平坦度以及路面抗滑的試驗(yàn)結(jié)果顯示,平坦度皆符合要求,新的路面以及通車(chē)1 a后的IRI皆在范圍內(nèi),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(shù)據(jù)顯示,比多孔隙瀝青混凝土路面高達(dá)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(tái)灣地區(qū)高速公路除6號(hào)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(jīng)觀察與比對(duì)鋪筑前后結(jié)果,多孔隙瀝青鋪面在雨天確能有效改善路面積水問(wèn)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(yàn)路段,績(jī)效不甚顯著。鑒于一般較偏重于實(shí)驗(yàn)室材料方面試驗(yàn),而施工各階段對(duì)質(zhì)量影響甚為關(guān)鍵。
1 實(shí)證分析與結(jié)果
土方工程:地面清除、路幅開(kāi)挖及搬運(yùn)路堤填筑等工程項(xiàng)目。
路基工程:級(jí)配粒料底層。
⑤工程施工情形:道路主要結(jié)構(gòu)車(chē)道采雙向四車(chē)道為主;鋪面工程排水面層的多孔隙瀝青混凝土鋪筑數(shù)量為25 917 m3。
1.2 分析結(jié)果
由表1問(wèn)卷調(diào)查綜合績(jī)效統(tǒng)計(jì)結(jié)果得知PAC于鋪面瀝青混凝土各考慮因子權(quán)重值大于OG因子權(quán)重值甚多,因此可知PAC應(yīng)用于高速公路鋪面工程上較OG優(yōu)勢(shì)許多,亦被多數(shù)人肯定,因此本研究的績(jī)效模式確實(shí)可做為日后高速公路鋪面工程鋪面材料選擇上的評(píng)估指標(biāo)。
2 結(jié) 論
文章探討了多孔隙瀝青混凝土鋪面應(yīng)用于高速公路工程建設(shè)的施工績(jī)效,希望通過(guò)因素分析與多準(zhǔn)則決策來(lái)尋找符合該課題的特性,而且可以列出較具代表性的準(zhǔn)則,以進(jìn)行多孔隙瀝青混凝土工法應(yīng)用于高速公路工程建設(shè)可行性分析,在此將結(jié)論與建議列述于如下:
①本研究工程師認(rèn)為PAC優(yōu)于OG,由此可知績(jī)效評(píng)估模式確實(shí)可做為未來(lái)鋪面材料選擇上的參考依據(jù)。
②瀝青混凝土鋪面材料應(yīng)用于高速公路鋪面工程上的準(zhǔn)則構(gòu)面依序?yàn)椋翰牧蟽?yōu)勢(shì)性、鋪面使用性。施工效用等項(xiàng)目為主要考慮,往后施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)針對(duì)前三項(xiàng)質(zhì)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(diǎn),主要在于如道路等級(jí)、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(shè)應(yīng)多加考慮才能發(fā)揮材料的適用性、經(jīng)濟(jì)性、耐久性,交通主管機(jī)關(guān)為使公路能永續(xù)經(jīng)營(yíng),都應(yīng)事前研究并多方探討求證。
參考文獻(xiàn):
[1] 潘乃辛,陳沅佑.排水性瀝青混凝土鋪面材料施工績(jī)效評(píng)估模式的建立[J].中興工程季,2009,(103).
[2] 日本道路協(xié)會(huì).排水性鋪裝技術(shù)指標(biāo)[M]東京:丸善株式會(huì)社,1966.