第十章 瀝青材料 第十章 瀝青材料 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 瀝青材料種類 地瀝青之性質 地瀝青材料之等級與規格 油溶地瀝青之分級與規格 瀝青混凝土 瀝青混凝土路面 瀝青材料之塗封應用 第十章 瀝青材料 瀝青分成地瀝青和焦油兩大類，有天 然的也有人造的。 瀝青是碳氫化合物，含烷、烯及芳香 族，可為固體、半固體、液體或氣體， 是營建工程上的膠結材料。 第十章 瀝青材料 瀝青為黑棕色，有優越的膠結力且不 透水，可溶解於CS2，CCl4中。 瀝青的用途廣，主要有瀝青混凝土， 屋頂不透水層，營建用品如油毛氈、 填縫料、防水材、塗料等。 10.1 瀝青材料種類 瀝青材料分成地瀝青和焦油兩大類， 各類又含多種樣式，如圖10-1。
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第十章 瀝青材料
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第十章 瀝青材料
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
瀝青材料種類
地瀝青之性質
地瀝青材料之等級與規格
油溶地瀝青之分級與規格
瀝青混凝土
瀝青混凝土路面
瀝青材料之塗封應用
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第十章 瀝青材料
瀝青分成地瀝青和焦油兩大類，有天
然的也有人造的。
瀝青是碳氫化合物，含烷、烯及芳香
族，可為固體、半固體、液體或氣體，
是營建工程上的膠結材料。
3
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第十章 瀝青材料
瀝青為黑棕色，有優越的膠結力且不
透水，可溶解於CS2，CCl4中。
瀝青的用途廣，主要有瀝青混凝土，
屋頂不透水層，營建用品如油毛氈、
填縫料、防水材、塗料等。
4
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10.1 瀝青材料種類
瀝青材料分成地瀝青和焦油兩大類，
各類又含多種樣式，如圖10-1。
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圖10-1 瀝青材料分類
6
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10.1.1 地瀝青
地瀝青最常見，使用最廣泛，主要有天
然地瀝青和石油地瀝青兩種：
一、天然地瀝青
天然地瀝青存在於一般的自然礦床中，
為石油原油的殘渣，有下列幾種：
1.湖瀝青
2.岩瀝青
3.山瀝青
7
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二、石油地瀝青
石油地瀝青為原油提煉汽油、煤油、
柴油、潤滑油後餘留下來的殘渣料，
經蒸餾而成。有下列幾種：
1.地瀝青膠泥
－地瀝青膠泥的石油成分含量多，瀝青精
含量較少，有良好黏結性、防水性，但
軟化點低、感溫性大、耐候性差。
8
Slide 9
2.油溶地瀝青
－為利用石油汽油或煤油等溶劑加以溶解
的地瀝青膠泥。不需加熱即可直接使用
在舖面工程上。依溶劑的揮發性分成快
凝、中凝及慢凝三種油溶地瀝青。
9
Slide 10
3.浮化地瀝青
－由地瀝青膠泥與水組成，地瀝青之細粒
經由乳化散佈在水中。乳化地瀝青對潮
濕表層有良好的黏著效果，常應用於塗
抹工業上或舖面的底層、表面層。
10
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4.吹製地瀝青
－由半固體的瀝青渣加熱（204～315℃）
後，吹入空氣使發生聚合反應得之。
吹製地瀝青的軟化點高、感溫性小，高
耐候性，但延性、黏著性、防水性較差，
不適用在舖面工程，可作屋頂材料、防
水塗裝、填縫料等。
11
Slide 12
10.1.2 焦油
又稱柏油，由煤、木材等經蒸餾、提
煉而得。
焦油由較輕的油類蒸餾而得，餘留下
來的堅硬殘渣即為瀝青脂。
焦油抗風化力佳，但在熱及空氣中易
氧化變脆。
12
Slide 13
10.2 地瀝青之性質
地瀝青呈固體或半固體狀，具黏彈性，
黑色或黑褐色。
應用於工程上重要的相關性如稠度、
黏滯度、針入度、軟化點、燃燒點、
耐久性、老化、硬化、抗水性、感溫
性等。
13
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10.2.1 稠度、黏滯度與針入度
稠度代表瀝青材料在特定溫度下的流
動性或塑性
瀝青材料的稠度測定法有黏滯度、針
入度等。
14
Slide 15
一、黏滯度
液態的地瀝青可由黏滯度決定其稠度
黏滯度為剪應力與剪速率的比值
瀝青材料的黏滯度可用黏度儀量測，
黏滯度用泊(poise)為量測單位，1泊＝1
g/cm‧s。動黏滯度用史托克(cm2/s)或千
分史托克(cSt=mm2/s)表示。
15
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二、針入度
瀝青材料為固體或半固體者，其黏滯
度或稠度常用針入度表示。
針入度大者，質較軟，針入度以貫入
深度0.1mm為單位。
針入度在300以上屬液態地瀝青，而10
以下者為固態地瀝青。
16
Slide 17
10.2.2 比重
比重可用比重瓶量測，瀝青的比重隨
溫度升高而減小。
瀝青比重一般接近1.0，如吹製地瀝青
為1.0～1.07，舖路用焦油約1.10～1.25。
17
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10.2.3 軟化點
軟化點指瀝青材料受熱後，由固體轉
變成液態的溫度。
軟化點高的瀝青其針入度低，材質較
硬。如舖面用的地瀝青膠泥，其軟化
點約40～50℃
18
Slide 19
10.2.4 閃火點與燃燒點
瀝青材料著火的最低溫度稱為閃火點。
若繼續加熱至某一溫度，引起的火焰
可持續燃燒5秒以上時，該最低溫度即
為燃燒點。
一般瀝青材料的燃燒點比閃火點高約
20℃，吹製地瀝青的閃火點都在200℃
以上。
19
Slide 20
10.2.5 耐久性，硬化與老化
耐久性指承受水分、空氣、溫度和雜
質的抗力。
地瀝青在空氣中會氧化，引起硬化而
有礙其耐久性。這種自然硬化的過程
稱為老化硬固。
地瀝青中較輕的碳氫化合物蒸發散失
稱為揮發，揮發作用會減損其塑性。
20
Slide 21
10.2.6 抗水性
水分可能減損地瀝青材料的黏結力，
影響其耐久性。
大部分地瀝青具防水性能。
21
Slide 22
10.2.7 延性與黏性
延性指材料的拉伸能力，可評估瀝青
材料的黏性和凝聚性
黏性指瀝青對骨材的黏結能力
地瀝青和焦油有良好的黏性與延性
22
Slide 23
10.2.8 感溫性
地瀝青對溫度改變敏感，加熱時其稠
度即起變化，成為較具可塑性。
地瀝青膠泥的感溫性大，應用於舖面
時，高溫下容易形成車轍現象。
23
Slide 24
10.3 地瀝青材料之等級與規格
地瀝青材料的等級一般依黏滯度、針
入度劃分
24
Slide 25
10.3.1 黏滯度分級
ASTM對地瀝青膠泥的分級有兩種，一
為黏滯度分級，另一為老化後黏滯度
分級，如表10-1及表10-2
25
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表10-1 地瀝青膠泥於60℃之黏滯度分級規定
試驗項目
黏滯度等級
AC2-5
AC-5
AC-10
AC-20
AC-40
250±50
500±100
1000±200
2000±400
4000±800
黏滯度，135℃，cm2/s(cSt)，
min.
80
110
150
210
300
針入度，25℃，100g，min.
200
120
70
40
20
閃火點，cleveland露口杯，
min. ℃
163
177
219
232
232
溶解度（於三氯乙烯），
％，min，殘餘物實驗
99.0
99.0
99.0
99.0
99.0
黏滯性，60℃，max，泊，
max.
1250
2500
5000
10000
20000
延展性，25℃，5cm/min，
cm，min.
100
100
50
20
10
黏滯度，60℃，泊（P）
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表10-2 地瀝青膠泥於60℃之黏滯度分級規定（老化後黏滯度）
老化殘餘物試驗
黏滯度等級
AR-1000
AR-2000
AR-4000
AR-8000
AR-16000
1000±250
2000±500
4000±1000
8000±2000
16000±4000
黏滯度，135℃，cm2/s(cSt)，
min.
140
200
275
400
550
針入度，25℃，100g，min.
65
40
25
20
20
原針入度之百分比，25℃，
min.
－
40
45
50
52
延性， 25℃，5cm/min，
min.cm
100b
100b
75
75
75
原地瀝青之試驗：
閃火點，cleveland露口杯，
min.，℃
205
219
227
232
238
溶解度（於三氯乙烯）， min，
％
99.0
99.0
99.0
99.0
99.0
黏滯度，60℃，泊（P）
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10.3.2 針入度分級
地瀝青膠泥可用針入度分級，分成40
～50，60～70，85～100，120～150，
200～300五級（表10-1，表10-2）
28
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10.4 油溶地瀝青之分級與規格
油溶地瀝青以60℃的動黏滯度（cSt）
分級
ASTM對慢凝類、中凝類及速凝類三種
油 溶 地 瀝 青 都 分 成 70 、 250 、 800 及
3000四級。
29
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10.5 瀝青混凝土
瀝青混凝土（AC）由熱融的地瀝青膠
泥與砂石骨材混合而成，組構類似於
水泥混凝土，只是以地瀝青膠泥為膠
結料，組成剖面如圖10-3。
AC較具黏彈性，易變形而不脆裂，應
用於舖設道路、公路、機場等之舖面，
稱為柔性路面。
30
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圖10-3 瀝青混凝土之組構
31
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10.5.1 骨材與膠結料
瀝青混凝土中骨材（粒料）體積佔70～
75％。
地瀝青膠泥使用不可過量，以防造成骨
材顆粒滑移，降低舖面變形的穩定性。
粗、細骨材外，AC另加礦物填料，為細
微礦物粉料，如石灰石粉、飛灰等，可
減少AC中孔隙含量。
32
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10.5.2 骨材級配
瀝青混凝土的骨材（粒料）以粗細骨材
為主，兩者以#4節（4.75mm）為分界。
骨材級配有開放級配、中級配、密級配
三種：
33
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10.5.2 骨材級配
1.開放級配（圖10-4A）
－骨材中幾乎不含細骨材，孔隙含量大， 最大
粒徑63.5mm，應用於AC路面之摩擦層，抗
滑性佳且具高滲透性。
2.中級配（圖10-4B）
－骨材中含有較大比例的砂，通過#8篩的骨材
比例達8～18％。
3.密級配（圖10-4C）
－粗細骨材的顆粒分佈理想，通過#200篩之細
骨材不得超過5％。
34
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10.5.2 骨材級配
圖10-4 級配模式：(a)密級配 (b)開放級配 (c)細粒過量
35
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10.5.3 瀝青混凝土種類
瀝青混凝土分熱拌和冷拌瀝青混凝土兩種
1.熱拌AC
－由熱融地瀝青膠泥或焦油與骨材混合而成，
拌和前瀝青和骨材均須加熱。
2.冷拌AC
－在常溫下拌和，瀝青材料如乳化地瀝青、油
溶地瀝青或焦油。
AC可為路拌或廠拌方式，前者在工地拌
和製造，後者為先在中央拌和場拌製。
36
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10.6 瀝青混凝土路面
瀝青混凝土稱為柔性路面，乃因具有低
而適當的抗彎性，擁有足夠的穩定性以
支持交通載重，不易破裂。
AC路面結構如圖10-5，由路基、基層、
底層和面層四部分組成。
AC路面對軟弱基層能調整差異沈陷，且
修補工事簡易為優點；相對於混凝土路
面(剛性路面)，則維護工作多，耐久性
差為其缺點。
37
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圖10-5柔性路面之剖面圖
38
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10.7 瀝青材料之塗封應用
路面工程需於面層作塗封，以改善防
水性、耐磨性和抗滑性。
塗封方法有多種：
1.表面處理與封層
－表面處理為加舖一層或多層地瀝青混凝
土作為封層
2.噴霧塗封
－簡易的表面塗封法，塗料如乳化地瀝青
39
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3.透層塗敷
－為將液態地瀝青塗佈在基層或路基上
4.黏層塗敷
－是將一層薄瀝青材料塗佈在瀝青混凝土
或水泥混凝土上，用以黏結新舊路面。
常用材料為乳化地瀝青。
40
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5.泥漿塗封
－是利用緩凝乳化地瀝青、細骨材、礦物
填料等混合成泥漿，塗佈於舖面的表面
上，用以塗封路面裂縫。
6.覆蓋層
－為於現有路面上加舖的一層AC層，用以
提升路面品質，延長使用年限。
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第十章 瀝青材料
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第十章 瀝青材料
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
瀝青材料種類
地瀝青之性質
地瀝青材料之等級與規格
油溶地瀝青之分級與規格
瀝青混凝土
瀝青混凝土路面
瀝青材料之塗封應用
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第十章 瀝青材料
瀝青分成地瀝青和焦油兩大類，有天
然的也有人造的。
瀝青是碳氫化合物，含烷、烯及芳香
族，可為固體、半固體、液體或氣體，
是營建工程上的膠結材料。
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第十章 瀝青材料
瀝青為黑棕色，有優越的膠結力且不
透水，可溶解於CS2，CCl4中。
瀝青的用途廣，主要有瀝青混凝土，
屋頂不透水層，營建用品如油毛氈、
填縫料、防水材、塗料等。
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10.1 瀝青材料種類
瀝青材料分成地瀝青和焦油兩大類，
各類又含多種樣式，如圖10-1。
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圖10-1 瀝青材料分類
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10.1.1 地瀝青
地瀝青最常見，使用最廣泛，主要有天
然地瀝青和石油地瀝青兩種：
一、天然地瀝青
天然地瀝青存在於一般的自然礦床中，
為石油原油的殘渣，有下列幾種：
1.湖瀝青
2.岩瀝青
3.山瀝青
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二、石油地瀝青
石油地瀝青為原油提煉汽油、煤油、
柴油、潤滑油後餘留下來的殘渣料，
經蒸餾而成。有下列幾種：
1.地瀝青膠泥
－地瀝青膠泥的石油成分含量多，瀝青精
含量較少，有良好黏結性、防水性，但
軟化點低、感溫性大、耐候性差。
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2.油溶地瀝青
－為利用石油汽油或煤油等溶劑加以溶解
的地瀝青膠泥。不需加熱即可直接使用
在舖面工程上。依溶劑的揮發性分成快
凝、中凝及慢凝三種油溶地瀝青。
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3.浮化地瀝青
－由地瀝青膠泥與水組成，地瀝青之細粒
經由乳化散佈在水中。乳化地瀝青對潮
濕表層有良好的黏著效果，常應用於塗
抹工業上或舖面的底層、表面層。
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4.吹製地瀝青
－由半固體的瀝青渣加熱（204～315℃）
後，吹入空氣使發生聚合反應得之。
吹製地瀝青的軟化點高、感溫性小，高
耐候性，但延性、黏著性、防水性較差，
不適用在舖面工程，可作屋頂材料、防
水塗裝、填縫料等。
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10.1.2 焦油
又稱柏油，由煤、木材等經蒸餾、提
煉而得。
焦油由較輕的油類蒸餾而得，餘留下
來的堅硬殘渣即為瀝青脂。
焦油抗風化力佳，但在熱及空氣中易
氧化變脆。
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10.2 地瀝青之性質
地瀝青呈固體或半固體狀，具黏彈性，
黑色或黑褐色。
應用於工程上重要的相關性如稠度、
黏滯度、針入度、軟化點、燃燒點、
耐久性、老化、硬化、抗水性、感溫
性等。
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10.2.1 稠度、黏滯度與針入度
稠度代表瀝青材料在特定溫度下的流
動性或塑性
瀝青材料的稠度測定法有黏滯度、針
入度等。
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一、黏滯度
液態的地瀝青可由黏滯度決定其稠度
黏滯度為剪應力與剪速率的比值
瀝青材料的黏滯度可用黏度儀量測，
黏滯度用泊(poise)為量測單位，1泊＝1
g/cm‧s。動黏滯度用史托克(cm2/s)或千
分史托克(cSt=mm2/s)表示。
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二、針入度
瀝青材料為固體或半固體者，其黏滯
度或稠度常用針入度表示。
針入度大者，質較軟，針入度以貫入
深度0.1mm為單位。
針入度在300以上屬液態地瀝青，而10
以下者為固態地瀝青。
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10.2.2 比重
比重可用比重瓶量測，瀝青的比重隨
溫度升高而減小。
瀝青比重一般接近1.0，如吹製地瀝青
為1.0～1.07，舖路用焦油約1.10～1.25。
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10.2.3 軟化點
軟化點指瀝青材料受熱後，由固體轉
變成液態的溫度。
軟化點高的瀝青其針入度低，材質較
硬。如舖面用的地瀝青膠泥，其軟化
點約40～50℃
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10.2.4 閃火點與燃燒點
瀝青材料著火的最低溫度稱為閃火點。
若繼續加熱至某一溫度，引起的火焰
可持續燃燒5秒以上時，該最低溫度即
為燃燒點。
一般瀝青材料的燃燒點比閃火點高約
20℃，吹製地瀝青的閃火點都在200℃
以上。
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10.2.5 耐久性，硬化與老化
耐久性指承受水分、空氣、溫度和雜
質的抗力。
地瀝青在空氣中會氧化，引起硬化而
有礙其耐久性。這種自然硬化的過程
稱為老化硬固。
地瀝青中較輕的碳氫化合物蒸發散失
稱為揮發，揮發作用會減損其塑性。
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10.2.6 抗水性
水分可能減損地瀝青材料的黏結力，
影響其耐久性。
大部分地瀝青具防水性能。
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10.2.7 延性與黏性
延性指材料的拉伸能力，可評估瀝青
材料的黏性和凝聚性
黏性指瀝青對骨材的黏結能力
地瀝青和焦油有良好的黏性與延性
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10.2.8 感溫性
地瀝青對溫度改變敏感，加熱時其稠
度即起變化，成為較具可塑性。
地瀝青膠泥的感溫性大，應用於舖面
時，高溫下容易形成車轍現象。
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10.3 地瀝青材料之等級與規格
地瀝青材料的等級一般依黏滯度、針
入度劃分
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10.3.1 黏滯度分級
ASTM對地瀝青膠泥的分級有兩種，一
為黏滯度分級，另一為老化後黏滯度
分級，如表10-1及表10-2
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表10-1 地瀝青膠泥於60℃之黏滯度分級規定
試驗項目
黏滯度等級
AC2-5
AC-5
AC-10
AC-20
AC-40
250±50
500±100
1000±200
2000±400
4000±800
黏滯度，135℃，cm2/s(cSt)，
min.
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110
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210
300
針入度，25℃，100g，min.
200
120
70
40
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閃火點，cleveland露口杯，
min. ℃
163
177
219
232
232
溶解度（於三氯乙烯），
％，min，殘餘物實驗
99.0
99.0
99.0
99.0
99.0
黏滯性，60℃，max，泊，
max.
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2500
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延展性，25℃，5cm/min，
cm，min.
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黏滯度，60℃，泊（P）
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表10-2 地瀝青膠泥於60℃之黏滯度分級規定（老化後黏滯度）
老化殘餘物試驗
黏滯度等級
AR-1000
AR-2000
AR-4000
AR-8000
AR-16000
1000±250
2000±500
4000±1000
8000±2000
16000±4000
黏滯度，135℃，cm2/s(cSt)，
min.
140
200
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400
550
針入度，25℃，100g，min.
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20
20
原針入度之百分比，25℃，
min.
－
40
45
50
52
延性， 25℃，5cm/min，
min.cm
100b
100b
75
75
75
原地瀝青之試驗：
閃火點，cleveland露口杯，
min.，℃
205
219
227
232
238
溶解度（於三氯乙烯）， min，
％
99.0
99.0
99.0
99.0
99.0
黏滯度，60℃，泊（P）
27
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10.3.2 針入度分級
地瀝青膠泥可用針入度分級，分成40
～50，60～70，85～100，120～150，
200～300五級（表10-1，表10-2）
28
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10.4 油溶地瀝青之分級與規格
油溶地瀝青以60℃的動黏滯度（cSt）
分級
ASTM對慢凝類、中凝類及速凝類三種
油 溶 地 瀝 青 都 分 成 70 、 250 、 800 及
3000四級。
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10.5 瀝青混凝土
瀝青混凝土（AC）由熱融的地瀝青膠
泥與砂石骨材混合而成，組構類似於
水泥混凝土，只是以地瀝青膠泥為膠
結料，組成剖面如圖10-3。
AC較具黏彈性，易變形而不脆裂，應
用於舖設道路、公路、機場等之舖面，
稱為柔性路面。
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圖10-3 瀝青混凝土之組構
31
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10.5.1 骨材與膠結料
瀝青混凝土中骨材（粒料）體積佔70～
75％。
地瀝青膠泥使用不可過量，以防造成骨
材顆粒滑移，降低舖面變形的穩定性。
粗、細骨材外，AC另加礦物填料，為細
微礦物粉料，如石灰石粉、飛灰等，可
減少AC中孔隙含量。
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10.5.2 骨材級配
瀝青混凝土的骨材（粒料）以粗細骨材
為主，兩者以#4節（4.75mm）為分界。
骨材級配有開放級配、中級配、密級配
三種：
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10.5.2 骨材級配
1.開放級配（圖10-4A）
－骨材中幾乎不含細骨材，孔隙含量大， 最大
粒徑63.5mm，應用於AC路面之摩擦層，抗
滑性佳且具高滲透性。
2.中級配（圖10-4B）
－骨材中含有較大比例的砂，通過#8篩的骨材
比例達8～18％。
3.密級配（圖10-4C）
－粗細骨材的顆粒分佈理想，通過#200篩之細
骨材不得超過5％。
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10.5.2 骨材級配
圖10-4 級配模式：(a)密級配 (b)開放級配 (c)細粒過量
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10.5.3 瀝青混凝土種類
瀝青混凝土分熱拌和冷拌瀝青混凝土兩種
1.熱拌AC
－由熱融地瀝青膠泥或焦油與骨材混合而成，
拌和前瀝青和骨材均須加熱。
2.冷拌AC
－在常溫下拌和，瀝青材料如乳化地瀝青、油
溶地瀝青或焦油。
AC可為路拌或廠拌方式，前者在工地拌
和製造，後者為先在中央拌和場拌製。
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10.6 瀝青混凝土路面
瀝青混凝土稱為柔性路面，乃因具有低
而適當的抗彎性，擁有足夠的穩定性以
支持交通載重，不易破裂。
AC路面結構如圖10-5，由路基、基層、
底層和面層四部分組成。
AC路面對軟弱基層能調整差異沈陷，且
修補工事簡易為優點；相對於混凝土路
面(剛性路面)，則維護工作多，耐久性
差為其缺點。
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圖10-5柔性路面之剖面圖
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10.7 瀝青材料之塗封應用
路面工程需於面層作塗封，以改善防
水性、耐磨性和抗滑性。
塗封方法有多種：
1.表面處理與封層
－表面處理為加舖一層或多層地瀝青混凝
土作為封層
2.噴霧塗封
－簡易的表面塗封法，塗料如乳化地瀝青
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3.透層塗敷
－為將液態地瀝青塗佈在基層或路基上
4.黏層塗敷
－是將一層薄瀝青材料塗佈在瀝青混凝土
或水泥混凝土上，用以黏結新舊路面。
常用材料為乳化地瀝青。
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5.泥漿塗封
－是利用緩凝乳化地瀝青、細骨材、礦物
填料等混合成泥漿，塗佈於舖面的表面
上，用以塗封路面裂縫。
6.覆蓋層
－為於現有路面上加舖的一層AC層，用以
提升路面品質，延長使用年限。
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