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3-6 配合設計摘要概說

就瀝青混凝土配合設計方法而言，有馬歇爾法(Marshall Method)、威氏法(Hveem Method)、哈氏法(Hubbard-Field Method)及史密司法(Smith Triaxial Method)四種，目前國內習用者為馬歇爾法。

瀝青混凝土配合設計之馬歇爾法是由美國密西西北州立公路局之瀝青工程師布魯斯馬歇爾氏所定，因其儀器構造簡單、堅固，且易於操作，且能做為試驗室配合設計及瀝青熱拌舖面工地控制之用，故目前已成為瀝青混凝土配合設計之常用方法。ASTM將其編入其試驗標準中，編號為ASTM D-1559。AASHTO亦將其編入規範中，編號為T-245，AI亦在其所出版之MS-2中有詳細之說明。本局材料試驗手冊亦將其編入，編號為高試5-6，馬歇爾法已成為制式配合設計方法之一。但在使用上，受僅能適用於熱拌瀝青混凝土及最大尺寸為1吋之限制，為其美中不足之處。

為克服上述限制所帶來之困擾，近年來亦有所謂「大顆粒瀝青混凝土配合設計」(Large Stone Asphalt Mixes Using Marshall Method；LSAM)之出現，亦即當粒料之最大標稱粒徑超過1吋時，則以較大尺寸之試體來求其試驗值。該法在試驗上一如馬歇爾法，惟其試體尺寸為6吋直徑，夯錘落距為18吋，夯錘重量為22.5lbs，夯打次數為兩面，每面各112下，穩定值之抗壓頭則依照4吋模者依比例放大，限於篇幅有關「大顆粒瀝青混凝土配合設計」不在此敘述。

3-7 馬歇爾配合設計導引

馬歇爾配合設計之程序簡單分為選擇合用之材料、決定粗細粒料之級配及決定合理之瀝青用量等三大部分，分述如下：

    1.選擇合用之材料

瀝青混凝土配合設計時對材料選用採取之3E政策為容易性(Easy)、效益性(Efficiency)及經濟性(Economical)。所謂「容易性」，簡單講就是材料取得容易，最好能就地取材，而非指定某某處之產品，且無替代性。而在混合料之施工性上要求為需施工容易，能以一般常用之施工機具、技術即能施工。

所謂「效益性」是指其能對工程性能之滿足及供用性能之滿足。冀期能符合規範需求，也能於供用後具有較佳之耐久性能。

所謂「經濟性」是指在符合規範需求下之最適品質而非最高品質，工程人員講求工程經濟已成必然之趨，如何在有限之經費下做最妥適之工程運用，需要品德也需要智慧。

  2.決定粗細粒料之級配

粒料級配影響瀝青混合物之性質甚鉅，在選用級配時不可不慎。粒料級配依其分布特性，有殘缺級配或稱跳躍級配(Gap graded)及連續級配(Continuous graded)之分。如應用於高速公路之開放級配瀝青混凝土(Open Grade Asphalt Concrete；OGAC)即屬殘缺級配；為減少車轍而使用之石膠泥混凝土(Stone Matrix Asphalt Mixtures；SMA)亦為殘缺級配。本路之密級配瀝青混凝土(Dense Grade Asphalt Concrete；DGAC)屬於連續級配。

理論上來講連續級配較接近富勒曲線(Fuller curve)，如此能得最大之密度，也能較節省瀝青。粒料通過#16、#30及#50諸篩號之通過率在選用上不要呈隆起狀態，以免造成脆弱級配(Tender Mixes)。因脆弱級配混合物容易導致滾壓困難、完成面強度不足之現象。

粒料之最大粒徑定義有最大粒徑(Maximum size)與標稱最大粒徑(Nominal Maximum size)之別。通常最大粒徑是指粒料能100%通過之最小篩號，而標稱最大粒徑則是為粒料尚有10%左右停留之最大篩號。例如本路規範對開放級配瀝青混凝土之級配規範中，其最大粒徑為1/2吋，因為該級配規範規定1/2吋者100%通過；標稱最大粒徑為3/8吋，因為級配規範規定3/8吋者為75%～100%通過。

瀝青混凝土配合設計時該用何種尺寸之標稱最大粒徑粒料，本路施工技術規範並無明確規定，然睽諸AI MS-22中對最小滾壓厚度之建議是為標稱最大粒徑之3倍，選用上尚需三思。

施工規範中有級配規範帶之規定，在選取級配時有人常以規範中值作為工作拌合公式之需，但依經驗，此並非最佳之選擇，對路面無何助益，在駐廠品管上亦不會較容易達成，充其量僅為某些人口中之中庸而已，並不足取。

 3.決定合理之瀝青用量  

馬歇爾試驗完成後，以馬歇爾試體單位重、穩定值、流度值、空隙率及VMA為縱軸，瀝青含油量為橫軸，分別繪製關係曲線，取最大單位重、最大穩定值及空隙率中值所對應之含油量，三者之平均值即為最適含油量(Optimum Asphalt Content)，習慣上常被稱為最佳含油量。實務上亦可基於某種需求之考量，選用最大穩定值或空隙率中值或目標空隙率所對應之含油量作為建議用油量(Recommend Asphalt Content)，惟須於動態廠試拌合中加以校核各規範值後再據以出料。在AI MS-22第二版中對瀝青用量之決定，更新為以4%之空隙率或其他設計目標空隙率之含油量為基準，核對其所對應之穩定值、流度、VMA等是否符合規範，若未符規範，則須加以些微之調整。