中華民國104年10月 October. 2015

石膠泥瀝青混凝土(SMA)改善車轍案例分享

高公局中工處/撰稿及圖片提供

一、改善緣由
  國道4號清水端東行爬坡車道(0k+300~1k+200)縱坡度高達6%,且臨近臺中港重型運輸車輛行駛頻繁,加以上國道前有號誌管制及90度彎道(如圖1所示),平均車速約僅有30~40km/hr,造成該路段外側車道瀝青混凝土(AC)路面常因胎壓過大而產生嚴重車轍之情形(如圖2所示)。
  民國96年起中區工程處即針對該路段外側車道路面進行大面積整修,惟整修後平均僅維持約半年時間,即又產生嚴重車轍情形,導致維修次數頻繁,除對交通造成影響外,恐有使用路人對國道路面施工品質產生不良觀感之疑慮。
  鑑於傳統密級配瀝青混凝土(DGAC)已無法符合長期維持該路段路面品質之需求 (5至7年),故亟需另覓具有較高抵抗車轍能力之材料,在蒐集多年養護經驗及參考相關文獻資料後,中區工程處於民國100年時決定採石膠泥瀝青混凝土(SMA)進行鋪設,期能有效改善車轍情形,維持國道路面品質一貫標準。

圖1 國道4號清水端東行爬坡車道
圖1 國道4號清水端東行爬坡車道
圖2 路面車轍損壞情形
圖2 路面車轍損壞情形

二、維修材料說明
  石膠泥瀝青混凝土(SMA)源於德國,係採用改質瀝青膠泥、纖維穩定劑或水泥填加物等技術手段,製作石膠泥瀝青,再與殘缺級配之粗粒料相互嵌擠填充骨架空隙,形成一種更為密實之結構,從其與傳統密級配瀝青混凝土(DGAC) 之鑽心斷面進行比較可以看出,整體粒料尺寸明顯較大且填充密實(如圖3及圖4所示),因而強度及耐久性皆能較為提升。
  SMA鋪築時溫度須達170℃以上,拌合時間較長,且滾壓過程有其要求及限制,故施工時須妥為規劃工序,另SMA著重於骨材之選擇,使用時亦須特別考量個別區域骨材之性質。

圖3 DGAC鑽心斷面
圖3 DGAC鑽心斷面
圖4 SMA鑽心斷面
圖4 SMA鑽心斷面

三、成果分析
  該路段自民國100年10月以SMA取代部分DGAC進行鋪設起,至民國104年9月止,歷經約3年11個月時間,在前述嚴峻環境考驗下,除民國102年時有產生3處車轍情形外 (其中2處分析原因應為不明液體灑落路面造成瀝青腐蝕軟化),其餘整體路況尚屬良好,預計應可再維持1至2年時間,使用年限明顯較改善前延長許多,可有效減少維修次數、維持國道路面服務品質及節省公帑。
  由於石膠泥瀝青混凝土(SMA)用於改善車轍效果顯著,中區工程處已陸續將其推展使用於轄區內容易產生嚴重車轍之路段,包括國道1號三義爬坡路段第3車道(103年),以及國道3號竹山至南雲路段第3車道(104年)。