【382】社論主筆:張錦峰
第一版合理顧問廣告、盟鑫工業
(第一版)新聞焦點(社論•週聞輯要)
社論
恭賀
余 烈當選台灣省土木技師公會理事長
施義芳當選台北市土木技師公會理事長
技師報全體同仁敬賀
社論
選舉與族群和諧
〝選舉是一時的,朋友是永遠的〞。不論是我們自己技師公會的理、監事選舉,或者是此次的總統大選,選舉戰況之激烈,均是前所未見。很多侯選人在選舉期間,為了達到勝選目的,攻擊對手所用的負面
文宣,無不盡其惡毒,挑撥分化。
但選舉完了之後,輸的人會甘心嗎?嬴的人會展現更大的包容心嗎?還有選舉期間被鼓動選邊站或更因支持不同侯選人而反目成仇的選民,會因選後而逐漸平息彼此的嫌隙嗎?會真的認為選舉是一時的,朋友是永遠的嗎?也許有人會,但對大多數的人而言,要消彌已經造成的嫌隙,可能需要一段時間,就好像受到刀傷,雖然日後敷藥能使傷口痊癒,但畢竟還是留下疤痕,一看到疤痕,就想到刀傷,如此反覆深印在腦海中,而很不幸的是,,選舉是每三~四年一次,剛痊癒的傷口屢被切開,永遠處在痛苦之中。
因此政治人物應該切記,不可因為想要勝選而去操弄族群和諧,因為原本和諧的族群,經過政治手段操弄後,大家立場已鮮明,見面時可能表面上還虛偽表示和氣,但私底下卻說,他非我族,無可取信,防範為要。小至家庭,大至國家,分隔顯明,無法和協,難能團結,對領導者而言,猶如輕舟划手,雜沓不一,難過萬重山,或有不慎,翻舟難免。謹記言過,選舉是一時的,但願領導者要有寬恕胸襟處之。選舉過後,不管是支持你的還是反對者,皆是你的選民,皆是你的頭家,他們心無二志,互信互諒,則輕舟易駛,划手如一,重重難關,順勢而下。但要如何不讓他們心有二志,不互相猜忌,最好的方式就是不管選前或是選後,都不要去操弄這些同在一艘船上的漿手,如果因想一時勝選而刻意去挑起族群和諧,造成彼此嫌隙,等到勝選後再告訴反對者說,我們要和諧,我們要團結,如此這艘船才不會沉才有希望,反對者會接受安撫嗎?不易哦!
刀,好好的利用,可以用來切牛排、蔬菜、伐木造船等之工具,但拿刀亂揮舞,卻可能傷到他人,也可能傷到自己,領導人不可不慎。
工程會表揚九十二年度
全民督工方案優良通報人及績優機關
﹝本報訊﹞行政院工程會於三月二十九日假台北縣縣政大樓舉行「全民督工方案九十二年度執行績效研討會」,並由工程會主任委員郭瑤琪及台北縣長蘇貞昌分別表揚優良通報民眾及通報案件優良處理機關,以肯定他們的貢獻。去年的執行績效,中央機關以交通部、經濟部、內政部及國防部最優,地方機關以台北市政府、台北縣政府及台中縣政府最佳;工程會並提供禮券摸彩送給熱心的通報民眾。
工程會主任委員郭瑤琪表示,行政院推動「全民監督公共工程實施方案」,乃希望結合民眾的力量,共同來監督公共建設施政,全國民眾皆可透過工程會建置之網路通報系統(網址www.pcc.gov.tw)及0800免付費民眾通報專線(0800-009-609,諧音:督督工、來督工)通報。
郭主委指出,全民督工自推動以來,獲得民眾熱烈響應,已解決1,600餘件的公共工程通報案例,其中有許多甚具價值。以今天獲表揚的三位民眾為例,第一位戴先生通報高速公路隧道剛性路面遇水易滑影響行車安全,建議改採剛性路面加舖8mm具磨擦面之瀝青,經交通部台灣區國道高速公路局評估檢討後,採納戴先生的建議,逐段改善高速公路隧道之路面品質;第二位陳先生通報台中縣龍崎鄉道路工程鋪設瀝青厚度不足,經龍崎鄉公所檢測後,確屬事實,旋即要求廠商依契約規定加鋪五公分面層;第三位劉先生通報新竹縣北埔鄉道路施工未滿一年,即全部倒塌,影響民眾行路安全,經新竹縣政府督促北埔鄉公所要求廠商敲除重做。這三個案例處理,或涉及民眾用路安全、或延長道路壽年、或節省政府公帑,確已有效提升整體政府施政效能及民眾滿意度。
郭主任委員最後補充,過去民眾如發現公共工程施工品質不良、有偷工減料嫌疑、危害公共安全、交通安全、環境生態與居住環境及工程進度緩慢等情事,往往投訴無門,易生民怨。自從推動全民督工通報機制以來,1600件通報案件均經政府妥善處理,確實縮短了民眾與政府間的距離,有效解決民怨,值得繼續擴大推廣,盼民眾多加利用,工程會也將持續積極推動及擴大宣導,期在全民共同參與之下,不斷提升公共建設的品質。
余 烈 連任省公會第七屆理事長
﹝本報訊﹞台灣省土木技師公會第七屆理事長於三月二十六日上午十一時假該會會議室舉行理、監事會並改選理事長、常務監事。全體新當選理、監事皆出席會議,新任之理、監事一一自我介紹後即進行選舉,由余烈技師榮膺第七屆理事長,常務理事為呂震世、郭芳俊、宋科進、周子劍技師,同時並選出吳朝景技師任常務監事。選舉後即進行各項提案討論。
(第二版)時事論壇(我有話說•重大工程新聞)
定地區汙水處置之探討(一)
臺北市衛生下水道工程處 劉興鎔主任
摘要
下水道建設是現代化都市不可或缺的主要公共設施,且為國家競爭力之評量指標。政府鑒於國內汙水下水道較先進國家落後甚多;為提升我國競爭力,乃投入龐大人力物力積極推動全國公共污水下水道建設。由於污水下水道於國內尚屬新興事業,且與地理環境及社經條件息息相關,在建設時難免遭逢諸多須克服的問題;臺北市汙水下水道建設歷時已三十餘載,已累積相當之經驗。本文特以臺北市在老舊、偏遠與其他特定地區之汙水處置方式,提出個人粗淺之心得與建言,俾供各界執行參酌。
一、前言
完善之下水道系統是現代化都市不可或缺的基礎建設,亦是國家競爭力之重要評量指標。國內過去因著重於追求經濟發展、忽略對環境與生態的保育,而使環境普遍遭受汙染;尤以臺北市為臺灣之政經中心,工商業發達、人口集中,由於日常產生之大量廢汙水未經妥當處理即排入河川,肇致河川等水域嚴重汙染,進而影響市民生活環境衛生與水資源利用。
我國下水道普及率在瑞士滄桑管理學院之國家競爭力評量指標中,遠低於其他主要開發中國家;為提升我國之國際競爭力,行政院已決定配合2008年國家建設計畫,斥資655億大力推動全國公共污水下水道建設,期於民國97年底將用戶接管率提升至20.3%、整體汙水處理率達30.1%之目標,此一政策實值得大力推崇。
時值政府正大張旗鼓全面推動全國都會區汙水下水道建設之際,筆者認為在推動時除應充分瞭解現況環境特性,且應將水資源利用與生態環境維護之課題納入考量,以維持環境之永續。
汙水下水道系統猶如人體之靜脈,其管線須普遍埋設在市區大街小巷,以利銜接各住戶;而為符合分流制下水道之建設目標,必須從用戶端開始逐戶將雨水與汙水徹底分流,以便將汙水收集輸送至汙水廠處理。在興建時,除須因應私地產權、道路現況、地下既存空間不足(地下既設管線綜錯密佈)、交通與環境衝擊、以及地質與損鄰事件等影響因子外;尚須面對用戶接管之諸多障礙,因此使工程之執行難度更具挑戰性。
台北市自辦理污水下水道建設以來,惟由下述執行現況可見其成效並未盡理想,進而可瞭解於國內全面推動完全分流制之汙水下水道建設,確有實質上之困難。
(一)汙水下水道用戶接管難推展
臺北市汙水下水道用戶接管普及率於民國83年底方達23.6﹪,其後雖於民國84∼92年之九年間戮力趕辦,但其實質用戶接管普及率亦僅完成21.24﹪(以門牌戶數普及率44.84﹪減去至民國83年止23.6﹪計之)(詳如附表一)。臺北市衛工處在辦理用戶接管作業上,於此之前雖然已累積相當經驗,且已建立甚多工程標準及執行規則,但因現況工程環境存在太多執行障礙,使用戶接管作業難以有效推展。
(二 )對水汙染改善不易彰顯
臺北市產生之汙水量為基隆河汙染源之大宗(其排入之汙水量約佔該臺北市總汙水量的73﹪),雖然臺北市已經投入龐大人力物力建設汙水下水道,但對該河川之汙染改善成效仍然有限。
(二 )對水汙染改善不易彰顯
臺北市產生之汙水量為基隆河汙染源之大宗(其排入之汙水量約佔該臺北市總汙水量的73﹪),雖然臺北市已經投入龐大人力物力建設汙水下水道,但對該河川之汙染改善成效仍然有限。
二、現況環境背景
對解決都會區水汙染問題而言,興建汙水下水道應是最直接而有效的方法。但是下水道工程建設,受自然環境與人文條件影響甚大,故建設時有必要審慎研析各地現況環境特性,妥擬建設方針,方能使公共建設發揮良好功效。茲就國內特定地區之環境特性分述於後:
(一)地理環境
臺灣為島國地形,地質屬歐亞大陸板塊與太平洋板塊之交界區,經常有地震發生;且位處溫帶與熱帶之交匯處之副熱帶季風區,經常遭受颱風與豪雨侵襲。年平均降雨日數約為163天,月平均降雨量163.2公釐,降雨以夏季最為豐沛。年平均溫度約為攝氏23.0℃,相對濕度約為79%。由以上觀之,臺灣之地理環境具有地震頻仍、山高流急、降雨時空分配不均之特性。
(二)政經環境
由於過去政策上重經濟而輕環保,且欠缺全盤規劃理念;因都市計畫總是趕不上都市成長,在各都會區之公共設施無法作妥當規劃下,遂形成都會區之違章建築與地下工廠到處林立、地下管線任意埋設等脫序發展。復因行政管理積弱不振,而致影響後續相關建設之推展;其中尤以建築管理與工商管理之鄉愿作為,更是阻礙當前下水道建設之最大癥結。
(三)國民生活習性
我國以農立國,國人之飲食習慣,喜歡在家自備並調理生鮮食材,對食物之烹調又偏愛熱炒與油炸,因此生活汙水含有較多殘渣、血水與油脂,此種特性常使汙水中之懸浮固體、油脂與有機質偏高;是造成汙水較易腐敗發臭與管線常阻塞之原因。
(四)既有汙水處置方式
國內一般市鎮並無完整之下水道系統。雨水通常經由排水渠道排入河海;而對於人體排洩物之處理,在早期是用糞坑集中以供農田施肥,光復後則漸次配合房屋改建設置化糞池;至於人們日常生活所產生之雜排水,則經由既有排水溝或灌溉水路直接排入河川(詳如附圖一)。茲就化糞池、排水側溝與既有渠道現況略述如下:
1、化糞池
我國建築技術規則對於建築物附設化糞池雖已有詳細規定,但因設置過程與相關管理工作未落實,故化糞池之設置普遍因陋就簡,以致難以發揮必要功能。為增進化糞池功能,內政部營建署乃會同環保署於民國84年參考日本作法,規定新建建築物應將生活雜排水納入化糞池處理,並將其名稱改為合併式淨化槽。因此,在原有化糞池未改進前,環境汙染仍將難有效改善。
2 、排水側溝
國內因降雨量大,為排除住宅周邊之地面逕流,於屋前或屋後設置排水溝是所必要;但因雜排水未經處理即排入側溝,且因化糞池功能不彰,其處理不完全之汙水亦排入側溝,而使側溝滋生蚊蠅等病媒,容易發生環境衛生問題。
3 、既有渠道
由於各地市鎮普遍缺乏完整之下水道系統,既有之排水渠道與灌溉水路,自然被賦與兼作排除汙水之用。於旱季無雨水可稀釋時,渠道內所蓄積之汙水汙濁惡臭,非但有礙觀瞻,且直接影響水資源之利用。
(五)汙水下水道建設現況
為有效解決國內水汙染問題,行政院早於民國80年核定「污水下水道發展方案」並付之實施。惟至91年底公共污水下水道普及率僅達10.1%,總污水處理率則為21.8 %。由該表顯示,除臺北市與臺北縣之汙水處理率已達66.01%與36.8%外,其他都市之現況分別為:基隆市11.6%、新竹市15.6%、臺中市13.1%、嘉義市11%、臺南市13.7%、高雄市28.5%;詳如附表二所示。
三、特定地區汙水處置課題
第二次大戰後的特殊時空背景,使臺灣這孤懸海中的蕞爾小島,擁有世界數一數二的人口密度,尤其是在國內經濟大幅成長後,都會區人口大量匯集、工商業林立,在環境保育未被重視下,任由未經妥善處理之廢汙水隨處排放,導致對環境造成極大衝擊。嗣後在有識之士多年疾呼與政府邇來的重視下,始決定全面推動汙水下水道建設,以期徹底改善嚴重的水汙染問題。
國內
工商業脫胎於美日等先進國家,在環境汙染整治上之技術同樣亦以美日為依歸,因此有關汙水下水道之建設方針亦以美日馬首是瞻。鑒於臺北市汙水下水道建設計畫,於過去擬定時未能切合國內環境特性,一味以美日等先進國家之理想作為計畫目標,以致該系統雖歷經三十餘年建設,仍無法有效改善河川汙染問題。故未來各系統在計畫時,除應針對當地人口密度、地勢高低、產業狀況詳加規劃外;亦應針對國人生活習性以及地區環境特性審慎研議經濟可行的汙水處置方案,以期獲得預期成效。
茲就臺北市於執行汙水下水道建.設過程中,有關老舊、偏遠等特定地區之汙水處置方式探討於後:
(一)都市老舊社區
早期因缺乏完整之規劃理念與良好的行政管理體系,故各都會區於發達後,公共建設皆即顯現出捉襟見肘的窘態。又因國人長期處於地狹人多的環境,總覺得房子永遠少一間;難免會產生佔便宜的心態,乃侵佔公共空間就近搭蓋違建;加上建築管理機關之鄉愿與腐化,造就老舊社區的環境雜亂與後巷形同虛設,進而成為用戶接管之執行困境。
由於該地區屬舊市區,房屋密集、後巷狹窄且違建充臺北市在辦理汙水下水道建設初期,曾於民國六十四年間擇定士林為用戶接管示範區。斥,為因應現況,用戶接管被迫須以穿牆鑿壁方式辦理,加上當時之技術與材料皆有所欠缺;於此惡劣工程環境執行用戶接管,不但工程品質難符理想,而且完工後尚須面對種種維護管理問題。針對上述以穿牆鑿壁方式辦理用戶接管之地區,臺北市衛工處經再三考慮,已決定自民國92年起斥資重新辦理用戶接管,以解決其現階段之維護管理問題。事隔二十餘年,回頭檢視過去的執行成效,無論在投資效益上、工程品質上、甚至對水汙染改善上,皆顯示當時決定先在士林地區施作用戶接管有失當之處。為免各縣市政府重蹈覆轍,筆者特別就都市老舊地區辦理用戶接管將面臨之困難列述如下:
1、既成巷道佈管困難
於舊市區佈設管線常遭過:在未徵收之都市計畫既成道路施工,因部份地主拒絕接受補償而執意要求徵收後再埋管;或巷道狹窄彎曲與老舊房屋密集,造成損鄰糾紛;或地上下障礙物綜錯複雜、自來水、瓦斯等公用管線設施不易拆遷等問題,以致影響工程執行或難以完整佈設管網。
(待續)
(第三版)技術專刊(建材•工法•營建管理•法令)
土木技師恢復水土保持完整工作權之艱辛歷程與感言
台灣省土木技師公會理事長余烈
眾所皆知,與36公尺建築結構工作權、工地主任可以取代技師受聘於營造業並列為土木技師三大恥辱之水土保持工作權在經歷兩年多的辛苦付出,超過三百場拜會、奔走遊說、協商,終於完整恢復,其中包含立法院上(第四)屆拜託林國華等八位委員提案,125位委員連署後進入一讀,並於90.12.24交立法院經濟及能源委員會審查。但因第四屆立委任期已屆滿,須重新改選,按立法院立法規定未完成三讀之法案隔屆必須重新提案,復經一個多月努力拜託周清玉等三位委員提案、40位委員連署,於91.04.08進入一讀由立法院議事處正式函送經濟及能源委員會審查。
此時也開啟與農委會白熱化的戰爭,兩年多激烈交戰中,農委會部份具水土保持技師身份並握有實權的高階官員依仗雄厚行政資源(巨額水保補助款)不斷向支持土木技師的立法委員施壓,甚至逼退部份立委!更於經濟及能源委員會數次審查會、公聽會、農委會的協調會議以及多次朝野協商時蠻橫偏袒水土保持技師,欲藉修法手段獨厚水保技師─土木、水利、大地等科技師作的水保計劃必須向水保技師租牌、加簽、付錢!這就是為什麼這場戰爭長達兩年,如此困難的的主要原因。其實從民國85年起土木技師公會就在全聯會成立水保專案小組,負責此一修法任務。
本屆立法院第一會期於91.4.29及5.22兩次委員會審查在某中興大學水保系出身之立委奮力阻擋土木技師的版本及農委會水保局吳輝龍局長以水保技師是水保法之『主技師』,而土木、水利、大地技師為『次技師』之謬論誤導下,硬是將第六條逼到『水土保持之處理與維護在中央主管機關指定規模以上者,應由依法登記執業之水土保持技師及土木工程技師、水利工程技師、大地工程技師…規劃、設計及監造。但…』之惡劣情況、亦即不論大小個案均要水保技師加簽(是及字而非、號)。
此一艱困時期只得另闢戰場,拜託何敏豪委員另外提案(並經30位委員連署),分進合擊。由於農委會的強勢運作,前述委員會審查結果竟然作成『不須交朝野黨團協商』決議,欲直接進入二讀,同一時間農委會更進一步化暗為明,順勢推出第六條之一,欲將多年來藉著母法的模糊將水保技師加簽規定深藏在水保法施行細則第六條及水保技術規範第323-1條抬面化,即原封不動(一字未改)地將施行細則第六條搖身一變成為母法的第六條之一。其憑藉的理由是所謂的特殊專業技術(母法第三絛規定為工程、農藝及植生三種手段)必須按各科技師的執業範圍辦理,看似有理,其實拆穿其假面具不外乎土木技師的執業範圍列有「土地開發」、水利技師為「山坡地開發」,而大地技師為「大地工程」,就是沒有水保技師執業範圍上的「水土保持」或「植生」等字眼,因此通通要找水保技師加簽。追溯65.04.29立法公布之山坡地保育利用條例規定,水土保持計畫本就專屬土木技師之工作權(當時水保法及水保技師均尚未誕生),但如按照85.05.27公布之水土保持法及在農委會主導刻意安排下於86.06.29所公布之水保法施行細則、85.08.06公布之水土保持技術規範,土木技師原先完整的水土保持工作權就被農委會以母法的模糊化手段,配合職權命令及行政命令相當不合理地被剝奪了。農委會冠冕堂皇的理由是土木技師執業範圍中沒有『植生』之項目,只要種幾顆樹木或花草,就應該找水保技師加簽。水保法主管機關─農委會態度如此強硬無理,不難理解這場立法之爭有多麼艱苦!
陷入苦戰之際,幸賴周清玉委員及柯建銘總召在我方積極遊說下以民進黨團提案擋下來,趕在第二會期結束前讓院會作成『交付朝野協商』之決議,驚險存活下來。同時配合本人的好友張清芳委員之協助召開一次記者招待會及於92.05.27再召開一次公聽會,進而分別於92.05.20及92.06.03促使農委會回到談判桌(於農委會由戴振耀副主委主持協商會議)但仍無功而返,僵持不下。在這之前我方亦配合運作,分別於91.12.31及92.01.06拜託朱鳳芝委員召開兩次朝野協商,事先我方並全力動員支持土木技師之多位立委相挺,挽回頽勢。這些艱困歷程裡公會亦尋求全國各大學土木系主任、教授們及公共工程委員會的奧援,在公聽會上仗義執言,力拚農委會官員及其御用學者、水保技師等,但相當令人遺憾的是,此時大地技師公會的某位理事長卻陣前倒戈,竟然呼應農委會將所謂『特殊專業技術』可以在水保法施行細則或水保技術規範中明訂的作法!使得土木技師腹背受敵,令人遺憾!復以農委會藉著執政團隊勸阻民進黨經濟及能源委員會召委在前兩次朝野協商會議記錄上簽署,以致於第三會期又是無功而返。
立法院第四會期開議後,我方以鍥而不捨、滴水穿石的精神又積極重新佈署,於92.9.26第三度拜託朱鳳芝及張清芳委員召開並主持朝野協商會議,此一艱苦戰局經過長時間奔走遊說,以理服人,支持土木技師及正義公理的立委如滾雪球般愈滾愈多,可謂皇天不負苦心人,除周清玉委員真情相挺外,更獲林豐喜、李全教、林重謨、關沃暖、柯建銘、陳其邁尤其是原先極力反對的陳劍松委員等均一致力挺土木技師,令人感動又感激!雖然如此,農委會仍一路阻擋,使得此一朝野協商會議結論花了整整兩個月時間,到92.11.27才完成國民黨團、民進黨團、親民黨團、台聯黨團及無黨籍聯盟共五個黨團的黨團三長簽署。兩個月中隨時會有狀況,必須隨時待命、因應,一星期5個工作天往往近三分之二的時間必須守在立法院,放下私人所有業務與工作。這也是我必須在此時,代表全體會員向台灣省土木技師公會全體理事表達敬意與謝意的原因,他們無怨無悔陪著理事長在立法院一起打拚,我要鄭重拜託本會全體會員撥空寫個傳真或發個e-mail或打個電話或會員大會碰到他們的時候記得向他們說聲謝謝!
『結構混凝土設計規範』名稱疑義
陳正平 技師
內政部於民國91年6月27日台內營字第0910084633號令公佈之『結構混凝土設計規範』已於民國92年1月1日開始實施了,該規範將原來工程界已慣用多年的名稱「〝混凝土工程〞或〝混凝土結構〞設計規範」改為『結構混凝土設計規範』。如此一來將原來的主詞與形容詞易位,由原來之「結構設計規範」改為「混凝土設計規範」。而「混凝土」僅為用來構築「結構物」的材料之一,該規範之內容是使用「結構用之混凝土」材料來設計「結構物」,而非用來設計「結構混凝土」。
另查ACI 318規範從1995版開始將〝BUILDING
CODE REQUIREMENTS FOR 「REINFORCED CONCRETE」〞改為BUILDING CODE REQUIREMENTS FOR 「STRUCTURAL
CONCRETE」。該規範名稱若與AISC鋼結構設計規範之名稱『SPECIFICATION FOR STRUCTURAL STEEL BUILDINGS』相比較,則顯然可見不論是FOR「REINFORCED CONCRETE (BUILDINGS)」,或FOR 「STRUCTURAL CONCRETE (BUILDINGS)」中似有省略〝BUILDINGS〞一字。同時ACI 318規範1995版亦在第二章「定義」中特別定義「STRUCTURAL CONCRETE」為「All concrete used for structural
purposes including plain and reinforced concrete」。依此定義則「結構混凝土設計規範」名稱之意義變成為用來設計〝結構用混凝土〞之材料配比、強度或性能(含施工性及耐久性等)之規範。而非用來設計〝建築結構〞之規範。
目前『結構混凝土施工規範』也已公布實施了,筆者憂心建築主管機關接著將目前正在修訂中之『鋼結構設計規範』也修改為『結構鋼設計規範』。如此一改將造成『鋼結構設計規範』與『結構鋼之材料規範』混淆不清(例如:「ASTM A36〝Standard
Specification for Carbon Structural Steel〞」),故特提出討論,為『混凝土結構設計規範及施工規範』正名,共謀補救之道。
(第四版)焦點話題(地方焦點•生活情報•研習活動)
淺談台灣石膠泥瀝青混凝土(SMA)之運用
林志棟教授、國道高速公路局關西工務段 陳順興副段長
一、摘要
近幾年來,台灣地區隨著國民經濟的蓬勃發展,公路交通量迅速的增加,對路面的服務能力要求愈來愈高。特別是高速或快速公路的興建和舊路面改善之鋪設,對瀝青路面的高溫穩定、低溫抗裂等路用性能提出了更高的要求。如何延長瀝青路面之生命週期及性能表現已成為現代道路工程司的重要課題。SMA路面由於其獨特的結構,可提高路面壽命及抗車轍能力性能,已逐漸成為世界鋪面工程界的熱烈話題。
二、SMA的發展
SMA(Stone Mastic Asphal)在台灣稱為石膠泥瀝青混合料,起源於1960年代的德國,是在澆注式瀝青混凝土的基礎上發展而來的。德國在研究新的抗磨耗面層時,發現通過採用纖維穩定劑、增加石粉用量等技術手段,形成的石膠泥瀝青,可以使瀝青的用量增加、感溫性減小。用它來填充由單一粒徑的碎石相互嵌擠而形成的骨架空隙,從而使混合料既保持了開級配抗滑表層的優點,又克服耐久性差的缺點,路用性能得到大大改善。
從1980年代起SMA在整個歐洲得到推廣和普及,美國與中國大陸也自1991年起赴歐洲考察後,也大量的開始使用SMA,一些國家也已經制定了SMA國家標準。所以SMA越來越受到道路工程司的歡迎。台灣地區自1997年來,在嘉義、高雄港過港隧道、雲林154線公路、新竹竹北、國道三號高速公路北上92∼95K及台九線蘇澳路段等,都鋪築了一些SMA的試驗道路,並在許多學術研究單位依評估報告發表下,鼓勵地方政府及公路單位推廣應用。
三、SMA的結構和特點
SMA瀝青路面是依混凝土內摩擦角最大的原則,以殘缺級配的粗粒料形成相互嵌擠的粒料骨架,然後按照空隙率較小的原則,以石膠泥瀝青填充骨架的空隙,形成一種骨架密實結構。與普通的幾種瀝青路面結構相比,SMA有著顯著的優越性。而SMA研發結果的主要特徵如:1.高溫穩定性,抗車轍變形能力強。2.良好的表面紋理,提高車輛煞車之能力。3.減少道路表面之水膜。4.增加良好的耐久性。5.提昇低溫抗裂性的能力。6.改良老化後之性質。7.減少噪音。
以瀝青混凝土結構來看,可分為下列幾種:
1.密實懸浮結構:密級配瀝青混凝土結構屬於此種結構,骨材級配一般為連續式優良級配,細粒料較多,粗骨料少且相互分開,不能形成骨架。其特點是瀝青混合料的空隙率較小、粘結力高、內摩擦角小,高溫時路面易產生永久變形,形成車轍、側擠等現象。
2.骨架空隙結構:其特點是主骨材粒料相互嵌擠形成骨架,細粒料較少,組成的瀝青混合料內摩擦角大,熱溫抗裂性較差。這種結構有開放級配(OGFC)、排水性結構(PA)等。
3.骨架密實結構:殘缺級配,主骨材粒料較多(60%∼70%),相互接觸形成骨架,細粒料恰好填充骨料的空隙,密實度較高。組成的瀝青混合料粘結力,內摩阻力均較高,兼有密實結構、骨架結構的優點。普通的骨架密實結構由於拌和鋪設時粗細粒料易於離析,難以達到均勻一致,故採用的較少。
密級配瀝青混凝土 開放級配瀝青混凝土 SMA瀝青混凝土
SMA是改善的骨架密實結構,由於添加了纖維穩定劑(或使用粘度較高的改質瀝青)克服了普通骨架密實結構易於離析的缺點,同時增大的瀝青用量也使得骨料表面包裹著較厚的瀝青油膜,混合料的粘結力得到改善後,使各項道路性能得到顯著提高。由於粗骨料出色的相互嵌擠作用,SMA的高溫穩定性較好,即使在高溫情形下,抗車轍能力亦非常顯著。
SMA的瀝青用量較多,粗粒料表面被相當數量的石膠泥裹覆著,石膠泥具有很好的軔性和柔性,可大大地提高SMA的抗變形能力,使SMA具有較好的低溫抗裂性能。SMA的空隙率很小約3~4%,混合料受水的影響很小,而且粒料與瀝青膠漿的粘附性很好,混合料的水穩定性、抗老化性能得到較大的提高,因而SMA具有較好的耐久性。
SMA粗粒料用量多(>60%),表面巨觀紋理粗糙,一般超過0.8mm,使其抗滑性能提高。在雨天,由於表面有大的表面紋理空隙,雨水聚集在開口空隙內,不會在路表形成水膜,減少車輛打滑,也不會產生大的水霧和濺水,提高了行車安全性。國外的許多研究文獻表示,在相同紋理深度的情況下,SMA更安靜,路面噪音可降低約少2∼5分貝(db)。
四、配合比設計
SMA的特點是〝三多一少〞,即粗骨材料多,填充料(石粉)用量多,瀝青用量多,而細粒料少。SMA混合料的設計要保證粗骨材料間形成充分的相互嵌擠的骨架,同時使混合料的空隙率在一個適當的範圍內。關於SMA的設計,沒有特定的方法,德國使用馬歇爾設計法,美國則融合一些Superpave設計觀念,台灣地區則使用傳統馬歇爾法。設計的一般程序是:
(一)選擇材料
由於SMA的特殊結構形式,與一般的密級配瀝青混凝土相比,SMA對材料的要求更嚴格。
1.粒料:SMA所用材料要求如表一:
表一 SMA骨材物理性要求
性質 |
要求 |
說明 |
◎粗粒料 洛杉磯磨損率 細長扁平顆粒含量 健性 ◎4.75mm以上顆粒: 有兩個以上破碎面的含量 吸水率 粗細粒料穩定指數 |
≦30% 3:1,≦20% ≦15% ≧90% ≦2% ≧40 |
不應使用碳酸鹽或易磨光的粒料。 |
◎細粒料 健性 液限 |
≦15% ≦25% |
細粒料最好由100%的破碎人工砂組成,否則天然砂含量應少於40%以下。 |
2.瀝青
台灣地區瀝青之選擇依國外施作經驗使用針入度60~70(AC-20)較佳,根據需要可使用改質瀝青更好。以文獻及研究成果顯示,使用改質瀝青較傳統瀝青更能發揮SMA的成效,增加瀝青道路面層的抗裂性能,。其改質瀝青膠泥物理性質指標可以參考中國國家標準CNS 14183之相關規定。
3.礦物填充料(石粉)
(1)SMA混合料所用的填充料(石粉)宜採用石灰石或玄武岩等礦石材料加工而得。也有採用水泥、飛灰等礦物填充料。美國NCAT建議SMA路面之礦物填充料為乾燥不黏聚而能自由流動,且不含有機雜質及塑性指數應該小於4。
(2)礦石石粉應乾燥、潔淨,其品質應符合下表二要求。
表二 石粉品質
密度 |
含水量 |
親水性系數 |
粒度範圍 |
||
<0.6mm |
<0.15mm |
<0.075mm |
|||
≧2.5t/m3 |
≦1.0% |
<1.0 |
100% |
90-100% |
75-100% |
(3)不得將拌和廠回收的粉塵作為礦物石粉使用。
4.穩定劑
穩定劑在SMA是扮演混凝土在高瀝青含量下防止瀝青析漏現象的使用材料,這些纖維材料在對高溫SMA之儲存、運送及鋪築時都有抑制瀝青膠泥流失效果。經過世界各國經驗,目前可使用礦物纖維、木質素纖維及聚合物纖維(壓克力材)三種,台灣目前使用木質素纖維及礦物纖維的量較多,而且價廉、對環境無害,所以應用較廣。一般添加量以瀝青混凝土重量計,礦物纖維為0.4%計、木質素纖維為0.3%、聚合物纖維為0.1∼0.2%之間。
(二)配合比設計步驟
1.選擇級配
根據混合料生產設備及粒料料源情況,首先確定級配的最大標稱粒徑。歐洲通常使用0/5、0/8、0/11,由於美國習慣於生產密級配瀝青混凝土,所以美國引進SMA技術之後,做了一些改進,粒徑變大,通常採用的最大標稱粒徑為1/2”、3/4”、1.0”。台灣的瀝青混凝土起源於美國,所以要考慮結合本地區石料來源情況及使用路況而定,在高速公路上的經驗是採用3/4”,一般道路通常使用1/2”。
(1)初擬級配。
(2)馬歇爾試驗:試體製作皆採用雙面各夯打五十下。
(3)垂流試驗:此試驗是對SMA三種試驗級配的混合料在施工最高溫或試驗溫度165℃,保持恆溫1小時的條件下,進行垂流試驗。
(4)確定拌合級配公式。
2.確定設計含油量:
a.訂定最小瀝青含量,取空隙率3%~4%之含油量為設計值。
b.傳統馬歇爾決定方式。。
五、結論
1.SMA是一種新型的路面結構,其配合比設計方法尚處於發展及研究階段中,實際工程應用中往往要有很有經驗的工程司來執行。台灣地區自開始嘗試試鋪SMA道路以來,迄今已陸續完成十餘條SMA試鋪道路,從中累積不少經驗,堪為後續使用之借鏡,中國大陸在累積數次失敗經驗後,檢討其原因並加以改進,現已大規模使用SMA路面且成效良好,台灣地區亦應於此課題上加緊努力研究以求迎頭趕上。
2.馬歇爾試驗作為瀝青混合料配合比設計的一種手段,至今已沿用多年。但SMA為骨架密實結構,採用馬歇爾夯實法成型試體,容易擊碎骨料,且試體偏小,因而試驗誤差較大。如果採用旋轉壓實儀(SGC)來進行體積設計,效果應該會更好。在目前仍沿用馬歇爾法時,重點是進行混合料的體積設計,保證空隙率和VMA,穩定值和流度僅作參考。
3.歐洲EAPA認為成功的SMA路面,必須依靠(1)精良的材料設計,(2)高水準的製程,(3)完整的契約規範。如果公路單位要引用SMA瀝青路面,必須加強監督承包廠商負責施工,嚴格的駐廠查驗,若再加以合理的標案獲得承包廠商全力配合,則將有極大的成功機會,因而進能使路面服務生命週期得以延長,節省國家的資源。
4.經過許多產、官、學單位的努力及行政院公共工程委員會多次審查檢討下,終於在92年初頒訂「石膠泥瀝青混凝土」(第02743章)技術規範,工程司在經過配合比設計要點,對於SMA骨架密實結構的理解。瀝青、粒料、氣候發生變化,配合比設計方法都可能會有一些變化。設計時做到掌握原則,結合情況,靈活處理。