沥青混凝土施工规范常见问题暨实务探讨.doc

沥青混凝土施工规范常见问题暨实务探讨前言沥青混凝土是大量使用于柔性铺面工程之施工材料，除高速公路及重要设施之外，国内各县、市、乡、镇等道路，几乎时时采用、日日修补，可谓无一刻稍歇。即使沥青混凝土材料之使用量如此庞大，但寻常百姓仍皆感到道路品质一直未见大幅改善，再以笔者居住在台北县市区内重要干道之实况，亦见沥青混凝土铺面经年累月地被管线单位挖填、修补或刨铺，工程人员以冷拌沥青混凝土料补洞之情形，频率更是居高不下；使得本身虽为土木工程专业人员，但是，更能感受到百姓之苦以及切身之痛。而国家赔偿金额用于道路类者，尤其逐年攀升、未尝稍减，在在显示这其中一定存在盲点或矛盾之处，才会有这么多问题无法获得根本解决。笔者有幸，除长年办理规划、设计及施工规范编撰等工作外，近五年来，参加公共工程查核作业，有机会更进一步了解各工程之全貌，始得知部份沥青混凝土施工规范，的确存在矛盾条款或程序瑕疵，常常导致施工厂商无所适从，甚至于必需仅凭经验作业，而未克依照施工规范规定办理之情形亦屡见不鲜。因此，少数工程案例一再失败，实其来有自，若不痛下决心从源头改善，恐永无治本之效。本文谨以笔者个人粗浅之所见所闻及文献资料，采扼要叙述之方式呈现沥青溷凝土施工规范常见矛盾问题之所在，祈盼能釐正部份从业人员错误观念暨作为，并能有效改善道路品质是幸。一、 厚度 厚度为保障施工品质之首要因素。国内之施工规范，却鲜少规定沥青混凝土之完成总厚度，大多仅标示于计价总表或设计图说中(刨铺约为3-7cm)、亦无完整的厚度设计计算书。一般而言，厚度值应达10cm以上方属安全可靠，若仅使用3-7cm时，薄层的沥青混凝土铺面，在高交通量以及高使用频率的前提下，恐无法提供充足之抗张应力。美国较具权威之AI、AASHTO及加州等设计规范，近十年来之标准，面层沥青混凝土厚度最小值亦皆在10cm以上，更加显示3-7cm之厚度已不敷使用成效！部份国内之施工规范，尚允许铺设厚度值减3cm验收，导致现场十分可能衍生刨铺厚度不足1cm者亦通过验收且开放使用之窘境。另依经验得知，此类铺面于完工后1-2个月、甚至于更短时间内，即再度严重损坏，且修不胜修。经查询铺设厚度减3cm条款之原稿，是针对重要公路干道铺设沥青混凝土厚度超过30cm时，合格厚度值为：铺设厚度值减3cm或较设计厚度值少10%以内，两者取较大值为标准。而公路总局2005年6月版规范则规定：抽验5点之平均厚度值 0.9T+0.295R(T为设计厚度，R为全距。)。因此，工程师闭门造车或粗心所造成断章取义之施工规范条款，扼杀工程品质之程度，可谓至大，从业人员能不戒慎吗！再看日本地区，不论新工或翻修，面层厚度值则以25-30cm居多，若采用薄层厚度时，则使用极高强度(相对其粒料磨损率亦低)之人造粒料与高黏滞度沥青材料，以符使用成效。 二、压实度 压实度亦为提升施工品质之重要因素之一。国内施工规范惯常于规定为：97%2%；美国AI SS-1则规定为：任一值不得低于94%，平均值不得低于96%，美国之方式应较为严谨。而高雄市政府2008年3月最新版规范则规定为：任一值在95%以上者，视为合格。另公路总局2005年6月版规范则规定：依理论最大密度平均值 91%+0.295R(R为全距)且 97%0.295R；依马歇尔 94%+0.295R且 100%0.295R。此种规定方式，最具统计理念，亦符合原则。显示各种施工规范之压实度标准未尽一致。少数施工规范允许压实度减价验收，则隐含现况可能产生低于压实度标准之铺面正在使用中，承包商虽被减价验收，没有责任的问题，但此类铺面却极可能在完工后不久或立即就发生损坏情形。若再因厚度大多未达10cm之情况，基于沥青混凝土抗张应变之机制不足，则其损坏速率将更形快速。至于压实度的检验频率，大部份规范则规定以1,000m2检验一次居多，但工程规模较小者，必须视状况修订为100m2-500m2较宜。若为补洞工程，更应改以每日抽验为主。某工程按之契约同时规定其检验频率为1,000m2及5,000m2，已令承包商无所适从，而工作项目又属补洞方式之紧急抢修作业，致工作数量鲜少有单一工作日超过1,000m2者(一般补洞作业面积仅数平方公尺之类)，且为不连续断面施工，显见不论1000m2或5,000m2之检验频率，单一工作日几乎均不必进行压实度的检验，致无法符合实况，故亦令监造单位之工程师们莫衷一是。职是之故，此类缺失务求绝对避免发生才对。若已属事实，在契约有效执行期间内，甲、乙双方应进行确认、协调、开会等作业后，发送正式公文修订后据以执行之。 三、级配规格 国内各县、市、乡、镇等道路之沥青混凝土级配规格，较常采用最大粒径为1/8吋者，此一规定，虽表面上可保持光滑度与美观程度，但是，往往耐久性不良为其致命伤所在；另外，基于较大粒径之级配能够提供较佳之强度与耐久性，同时，可有效抵抗车辙之发生或延缓其发生之时间。因此，时代趋势已朝向使用最大粒径1吋者为最佳，甚至于重要工程可使用1.5吋或2吋者；若材料取得实在有困难，亦不宜低于3/4吋者。而时代趋势朝向使用较大粒径级配之另一重要的原因，在于全球的天然粒料材质均呈现逐步下降之事实、强度亦大不如往昔，导致粒径愈小者，其材质与强度降低之程度将更形严重。因此，为了保障品质，只有采用较大粒径之级配措施，作为第一线的策略。若第一线的策略仍然成效不彰，则恐须进一步考虑使用添加剂的方式因应之，日本更于十几年前即耗费巨资生产高强度之人造粒料使用于沥青混凝土，而非仅仅固守采用最大粒径为1/8吋的单一方案。 四、稳定值 极少数之单位，虽然规定沥青混凝土之稳定值须达1,800磅以上，但是，验收之条款却允许稳定值误差范围值为设计值20%。这表示了现场验收合格的沥青混凝土铺面，有可能存在“稳定值低至1,440磅”者之案例，对于强度的影响相当不利，亦可能损及整体耐久性。另据TRB 1259研究报告得知：采用较大粒径之粒料，稳定值可大幅提昇2-3倍、甚至于更高。在不增加额外经费之前提下，显示选择较大粒径粒料之措施，当更具高度可行性。 五、平坦度 平坦度之好坏，势必影响行车之安全性与舒适度。行人因平坦度不佳所引致扭伤脚踝之案例更是多不胜数。根据个人工程经验，平坦度严重不良的路段或区域(例如：人手孔位置周围铺面)，车辆行驶时的弹跳效应，亦相对使得铺面较易损坏。一般而言，高速公路的平坦度检验标准为高低差3mm(含)以下，市区道路则为高低差6mm(含)以下。而日本的标准，则分别为高速公路采用标准差1.5mm(含)以下及市区道路采用标准差3.7mm(含)以下。后者具备统计理念，不合格时，以分区整修为原则；前者则以单点高低差为依归，不合格时，以单点整修为原则。不论采用何种标准，均应在施工完成且尚未开放通车前检测，则合格机率较高。一旦开放使用后，平坦度即产生随时间逐步变差之趋势，故所以应尽速安排检测作业，以免延宕时间过久，造成验收的争议与困扰。国内县、市、乡、镇等道路，因为大多数属于即时修复、即时开放使用之情形，故若拟进行平坦度检验作业，具备相当之困难度与危险性，因而部份合同规范中并未列述平坦度检验项目，即免予施作；但若合同规范中已明列者却未施作、亦未标注理由，恐即衍生困扰，不可不慎。再以人手孔密佈之事实以及补洞、修补或紧急抢修工程而言，即使施工作业极为讲究、工作人员饶富经验，平坦度尚不一定能符合标准，故是否必须订定此一检验项目，宜审慎研究配套措施，囫囵吞枣式的订定项目或条款而不遵行，抑或迳行删除不用，恐皆非上策。 六、养护时间 美国地区除加州规范允许特殊桉例可以养护12小时之外，其馀皆以24小时养护时间为标准。同时，在养护期间内不得以洒水方式降温。 反观台湾地区之施工规范，则以订定养护6小时为原则，部份规范订定温度降至50以下时，即可开放通车之条款，少数工程仍以洒水方式降温。处处显示了养护时间之不足与养护方式之不当。 国内县、市、乡、镇等道路，则碍于交通量庞大及百姓使用需求，大多数必须即时修复、即时开放使用，或是仅养护1-2小时即开放。虽然十分无奈，但是更无奈的是：修复的道路，短则不到1个月、最长不过1年，局部区域一定产生凹陷、隆起、龟裂、车辙或剥落等损坏状况。了解其中道理者，由损坏种类、损坏发生时间以及损坏程度等资讯，即当知其原因。国内某道路案例，经常行驶重型车辆，但是，常年采用3-5cm方式刨铺，让承包商经常在尚未验收前，有时候完工尚未达一周，即再度龟裂损坏；也有案例使用10cm方式刨铺，完工后未养护，立即开放货柜联结车行驶，结果也是一周的时间就出现严重车辙。以上两案例，除了厚度不足之外，不进行养护，偏偏交通量荷载又属极高之情形，导致沥青混凝土当然无法提供足够的抗张应力因应之。另外一方面，路基土壤亦有软弱之虞。损坏之速，应是意料中之事。 七、综合结论 1.综上所论，举凡厚度、压实度、级配规格、稳定值、平坦度以及养护时间等项目，均将影响沥青混凝土铺面之品质暨使用寿命甚巨，故若研拟施工规范时，万一有所疏漏或错误，势必导致施工瑕疵而损及铺面成效。从业人员切勿轻忽，更不可任意为之。2.部份合同或规范条款，难免有所误植或疏漏，即使已经发包完成法定程序，在契约有效执行期间内，甲、乙双方仍应依正常程序进行开会、协调、确认等作业后，发送正式公文修订、变更或追加减工作项目与数量等事宜，以避免延宕至验收时才造成争议。3.国内市区道路表面人手孔密佈，为既成事实，其对沥青混凝土铺面之负面影响不言可喻，除易造成机车骑士摔伤、致死，行人扭伤脚踝者，相信其对于汽车减震器的损害，驾驶人尤其欲哭无泪。因此，若无法改变人手孔布设方式、不能加强人手孔位置周围铺面平坦度品质与降低损坏状况(人手孔位置周围铺面常见损坏种类为：凹陷、龟裂、隆起、剥落、坑洞等，不一而足。)，即使有再完善的施工规范，想改善铺面品质，恐怕亦仅限于纸上谈兵。故思考如何改善人手孔之布设策略？如何减少管线单位的挖填作业？实为釜底抽薪的根本解决之道。4.有时候，厚度增加了、压实度符合标准了、级配规格最大粒径加大了、稳定值、平坦度以及养护时间也都依照规定办理了，但是，刚刚刨铺完成之道路，仍然迅速发生局部龟裂损坏之情形。此时，一定要探讨路基土壤是否过于软弱、含水量是否过高，并研拟处理策略。否则，一再的刨铺表面沥青混凝土，根本无法达到治本之目标。5.既然大多数施工规范难免有错误之处，则设计工程师在完成设计图之后，