臺灣博碩士論文加值系統

　　源於南美洲千里達島的千里達湖瀝青(Trinidad Lake Asphalt, TLA)為勁度強且黏度高的天然瀝青，最早在16世紀被發現，從19世紀開始在國外被運用於鋪路、造橋等相關工程。在台灣，天然瀝青TLA被應用在鋪設於鋼床鈑的流動性瀝青混凝土(Guss Asphalt)。
　　排水性瀝青混凝土(Porous Asphalt Concrete)是地處季風氣候區的台灣，近年來針對多雨氣候的因應方式，具有快速排水之效能。本研究將TLA應用於排水性瀝青混凝土，使用Pen60/70搭配不同比例的TLA，拌合成混合瀝青，並製作馬歇爾試體，進而從各項實驗評估TLA帶來的影響。
　　研究結果顯示，在馬歇爾穩定值及流度值試驗、回彈模數試驗、車轍輪跡試驗、間接張力試驗，隨著TLA比例的增加，試體強度顯著提升，顯示TLA的添加增進了工程性質。唯在磨耗試驗中，損失量不隨TLA比例的增加而減少，但損失量皆不大於20%。而在抗水侵害方面，浸水24小時後殘餘強度可達到規範要求，但TLA的添加不若力學試驗成效顯著，僅小幅提升。由上述試驗可知TLA的添加對試驗成果多有正向的幫助，是可以應用在排水性瀝青混凝土的一項材料。

Trinidad Lake Asphalt(TLA), which is originated from Trinidad island, is a natural asphalt with high stiffness and viscosity. It was
initially found in the 16th century and started to be used for road construction and bridge-deck works since 19th century. In Taiwan, TLA is applied in Guss Asphalt.

Porous asphalt concrete, which has the function of rapidly drain, is the road form for adapting the rainy climate in Taiwan, which is located in the monsoon climate zone. The research is applied TLA to porous asphalt concrete by using Pen60/70 asphalt and collocate different TLA ratio to blend into mix asphalt. And then make Marshall specimens to evaluate the influence of TLA.

The results show that under the Marshall stability test, Marshall flowing test, resilient modulus test, rutting test, and indirect tension test, the strength of specimens significantly rise with the increasing of TLA proportion, and this reveals that TLA can increase engineering properties. However, in abrasion test, performance has inverse tendency with the quantity of TLA ; but the loss won’t surpass 20%. In terms of water resistance, residual strength can meet the requirement after soaking 24 hours, but adding TLA is less notable, only slightly rise compared with mechanics test. From the abovementioned test, it is found that adding TLA has positive effect on the experiment results and it can be applied in porous asphalt concrete.

目錄
摘要 I
Abstract II
誌 謝 III
目錄 V
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 2
1.4 研究範圍 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 排水性瀝青混凝土發展 5
2.2 排水性瀝青混凝土特性 6
2.3 排水性瀝青混凝土之組成 7
2.3.1 瀝青黏結料 7
2.3.2 粒料 7
2.3.3 級配 9
2.3.4 填充料 9
2.3.5 纖維 10
2.4 排水性瀝青混凝土配合設計 12
2.4.1選擇初試級配 12
2.4.2決定最佳瀝青含量 14
2.5 瀝青混凝土破壞形式 17
2.5.1車轍 18
2.5.2 裂縫 19
2.5.3 冒油 20
2.5.4 粒料分離 20
2.6 瀝青混凝土之水侵害 21
2.6.1 水侵害產生之機制 21
2.6.2 剝脫現象之成因 22
2.7 千里達湖瀝青之介紹 24
2.7.1 千里達湖瀝青之歷史演進 25
2.7.2 千里達湖瀝青之用途 26
2.7.3 千里達湖瀝青之性質 27
2.7.4 橋面版材料相關研究 29
2.7.5 流動性瀝青混凝土 30
第三章 研究計畫 31
3.1 研究方法 31
3.1.1 製作混合瀝青 31
3.1.2研究計畫 32
3.2.1 粒料級配 34
3.3 瀝青基本物性試驗 36
3.3.1 針入度試驗 36
3.3.2 比重試驗 36
3.3.3 延展性試驗 36
3.3.4 三氯乙稀可溶成份試驗 37
3.3.5 黏滯度試驗 37
3.3.6 閃火點試驗 38
3.3.7 薄膜烘箱試驗 38
3.3.8 灰份試驗 38
3.3.9 DSR質流試驗 39
3.4 粒料基本物性試驗 40
3.4.1 比重及吸水率試驗 40
3.4.2 健性試驗 40
3.4.3 含砂當量試驗 40
3.4.4 洛杉磯磨損試驗 41
3.4.5 扁平率及破碎面試驗 41
3.5 排水性瀝青混凝土配合設計 41
3.6 排水性瀝青混凝土成效試驗 43
3.6.1 室內透水試驗 43
3.6.2 穩定值與流度值試驗 45
3.6.3 滯留強度試驗 46
3.6.4 垂流試驗 46
3.6.5 Cantabro磨耗試驗 47
3.6.6 回彈模數試驗 48
3.6.7 間接張力試驗 49
3.6.8 不同天數浸水殘餘強度試驗 50
3.6.9 車轍輪跡試驗 51
第四章 試驗結果與討論 53
4.1 試驗材料之基本物性 53
4.1.1瀝青黏結料基本物性試驗 53
4.1.2粒料與纖維基本物性試驗 60
4.2 DSR質流試驗 61
4.2.1 複合模數(G*) 62
4.2.2 相位角(δ) 62
4.2.3 DSR試驗與抗車轍行為之討論 63
4.3 排水性瀝青混凝土配合設計 64
4.3.1 初試級配結果 65
4.3.2 決定最佳瀝青含量 69
4.4 室內透水試驗 74
4.5 馬歇爾穩定值試驗 76
4.6 馬歇爾流度值試驗 78
4.7 Cantabro磨耗試驗 80
4.8 回彈模數試驗 82
4.9 不同浸水天數殘餘強度試驗 83
4.10 車轍輪跡試驗 86
4.11 試驗結果綜合討論 91
第五章 結論與建議 94
5.1 結論 94
5.2 建議 96
參考文獻 97










表目錄
表2.1 各國排水性瀝青混凝土之準則 6
表2.2 各國對排水性瀝青混凝土粒料性質之品質要求 8
表2.3 各國對排水性瀝青混凝土級配之建議 9
表2.4 填充料級配規範 10
表2.5 木質纖維規範 11
表2.6 礦物纖維規範 12
表2.7 多孔性瀝青混凝土之品質規定 16
表2.8 千里達湖瀝青之物理性質 28
表3.1　粗粒料性質規範 35
表3.2　細粒料性質規範 35
表3.3 試驗水溫T℃與20℃水溫之μT/μ20℃之滲透性係數修正值 45
表4.1 天然瀝青TLA物性試驗結果 54
表4.2 0%TLA(Pen60/70)物性試驗結果 55
表4.3 25%TLA物性試驗結果 56
表4.4 50%TLA物性試驗結果 57
表4.5 粒料試驗結果 60
表4.6 木質纖維試驗結果 61
表4.7 0%TLA之初試級配#8篩通過百分比與孔隙率對照表 65
表4.8 25%TLA之初試級配#8篩通過百分比與孔隙率對照表 66
表4.9 50%TLA之初試級配#8篩通過百分比與孔隙率對照表 66
表4.10 不同TLA添加比例採用之級配 68
表4.11 最佳瀝青含量與灰份關係 73
表4.12 0%TLA 排水性瀝青混凝土結果 73
表4.13 25%TLA 排水性瀝青混凝土結果 74
表4.14 50%TLA 排水性瀝青混凝土結果 74
表4.15 不同TLA添加量之透水試驗值 75
表4.16 不同TLA添加量之馬歇爾穩定值 76
表4.17 不同TLA添加量之浸水24小時滯留強度 78
表4.18 不同TLA添加量之馬歇爾流度值 79
表4.19 不同TLA添加量之Cantabro磨耗試驗結果 81
表4.20 不同TLA添加量之不同浸水天數間接張力試驗結果 84
表4.21 不同TLA添加量之車轍輪跡試驗結果 87
表4.22 不同TLA添加量之動穩定值 89


圖目錄
圖2.1 2.36 mm 篩號通過百分率與孔隙率關係圖 14
圖2.2 垂流試驗之最佳瀝青含量之上限示意圖 15
圖2.3 磨耗試驗最佳瀝青含量之下限示意圖 15
圖2.4 水、粒料與空氣同時存在之作用圖 22
圖2.5 千里達瀝青湖 24
圖3.1 高溫拌合設備 32
圖3.2 研究計畫流程圖 33
圖3.3 日本排水級配配合設計流程 42
圖4.1 0%TLA添加之黏度-溫度關係曲線圖 58
圖4.2 25%TLA添加之黏度-溫度關係曲線圖 59
圖4.3 50%TLA添加之黏度-溫度關係曲線圖 59
圖4.4 不同比例TLA膠漿之複合模數與頻率之關係圖 62
圖4.5 不同比例TLA膠漿之相位角與頻率之關係圖 63
圖4.6 不同TLA添加比例與G*/sinδ值關係圖 64
圖4.7 0%TLA #8篩通過百分率與孔隙率關係圖 66
圖4.8 25%TLA #8篩通過百分率與孔隙率關係圖 67
圖4.9 50%TLA #8篩通過百分率與孔隙率關係圖 67
圖4.10 0%TLA 垂流量與瀝青含量之關係圖 70
圖4.11 0%TLA 磨耗量與瀝青含量之關係圖 70
圖4.12 25%TLA 垂流量與瀝青含量之關係圖 71
圖4.13 25%TLA 磨耗量與瀝青含量之關係圖 71
圖4.14 50%TLA 垂流量與瀝青含量之關係圖 72
圖4.15 50%TLA 磨耗量與瀝青含量之關係圖 72
圖4.16 不同TLA添加量之透水試驗結果 75
圖4.17 不同TLA添加量之馬歇爾穩定值 77
圖4.18 不同TLA添加量之浸水24小時滯留強度 78
圖4.19 不同TLA添加量之馬歇爾流度值 79
圖4.20 不同TLA添加量之Cantabro磨耗試驗結果 81
圖4.21 不同TLA添加量之回彈模數試驗結果 82
圖4.22 不同TLA添加量之間接張力試驗結果 84
圖4.23 不同TLA添加量之不同浸水天數間接張力試驗結果 85
圖4.24 0%TLA車轍輪跡試驗結果 88
圖4.25 25%TLA車轍輪跡試驗結果 88
圖4.26 50%TLA車轍輪跡試驗結果 89

1.日本道路協會，「排水性鋪裝技術指針」，1996。
2.方楷逸，「改質瀝青應用於排水級配之抗水侵害研究」，國立成功大學碩士論文，2002。
3.王建偉，「添加纖維對排水性瀝青混凝土成效之影響」，國立成功大學碩士論文，2004。
4.朱柏彥，「骨材級配對排水性瀝青混凝土成效之影響」，國立成功大學碩士論文，2003。
5.江禾左，「爐石粉應用於排水性瀝青混凝土之研究」，國立成功大學碩士論文，2012。
6.吳泰穎，「添加改質水庫淤泥於排水性瀝青混凝土之研究」，國立成功大學碩士論文，2012。
7.林志棟，瀝青混凝土配合設計及其原理，科技出版社，1985。
8.林桂儀，「不同添加料對瀝青膠漿特性之影響」，國立成功大學博士論文，台南2006。
9.邱德超，「分析回收瀝青添加軟化劑之膠漿性質」，國立成功大學碩士論文，2005。
10.陳志峰，「橡膠瀝青對排水性瀝青混凝土成效之影響」，國立成功大學碩士論文，2005。
11.陳建旭，「國道六號南投段多孔隙瀝青混凝土(PAC)及石膠泥瀝青混凝土(SMA)教育訓練教材」，財團法人成大研究發展基金會，台南，2007。
12.陳建旭、黃建中，「流動性瀝青混凝土(Guss)之配比設計與鋪築」，臺灣公路工程，第35卷，第4期，第2~21頁，2009。
13.陳秀珍，「排水性瀝青混凝土與再生排水瀝青混凝土抗水侵害之研究」，國立成功大學碩士論文，2004。
14.陳寧，「TLA改性瀝青混合料AC-20C配合比設計」，現代交通技術，第9卷，第1期，第11~16頁，2012。
15.黃耀祖，「填充料對排水性瀝青混凝土之影響」，國立成功大學碩士論文，2006。
16.楊翔詠，「水侵害對不同級配種類瀝青混凝土的影響」，國立成功大學碩士論文，2000。
17.蔡明倫，「流動性瀝青混凝土(Guss)之工程性質」，國立成功大學碩士論文，2009。
18.蔡攀鰲，「公路工程學」，國立成功大學公共工程研究中心，2000。
19.蔡攀鰲，「瀝青混凝土」，國立成功大學公共工程研究中心，2009。
20.魏松濤、孫義冰，「TLA的特性與國內外應用概況」，山西建築，第32卷，第19期，第150~151頁，2006。
21.American Society for Testing and Materials, Standard Specification for Trinidad Lake Modified Asphalt, ASTM D5710-05, 2005。
22.Cao, W.D., Z.Y, Yao., S.T, Liu. and X.Z, Cui,“Performance of Composite Modified Asphalt with Trinidad Lake Asphalt used as Waterproffing Material for Bridge Deck Pavement,Journal of Testing and Evaluation, Vol.37, No.5, pp.1-5, 2009。
23.Hick, R. G., “Moisture Damage in Asphalt Concrete, Transportation Research Board, Vol.175, Washington, 1991。
24.Kennedy, W. T. and Ping, W. V., “An Evaluation of Effectveness of Antistripping Additives in Protecting Asphalt Mixture from Moisture Damage, Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol.60, pp.230-263 , 1991。
25.Laforce ,R. ,“I 70 Glenwood Canyon Overlay with Trinidad Lake Asphalt/Steel Slag Hot Mix Asphalt, Colorado Department of Transportation, No.CDOT-R-2005-13 Final Report,Denvor, 2005。
26.Nakanishi,H., K.Asano and K.Goto, “Study on Improvement in Durability of Porous Asphalt Concrete, Proceeding of Road Engineering and Association of Asian and Australasia, Tokyo, Japan(on CD-ROM), 2000。
27.Ohkawa, H., Sato, T. and Hokari, K.,“Study on The Estimation of Permeability Coefficient of Drain Asphalt Journal of Structural Mechanics and Earthquake Engineering, Vol. 21, No. 178, pp.101-108 , 1993。
28.Tan, S. A., T. F, Fwa and C.T, Chuai , “A New Apparatus for Measuring the Drainage Properties of Porous Asphalt Mixes, Journal of Testing and Evaluation, ASTM Vol.25, pp.370-377 , 1997。
29.Roberts,F.L., P.S.Kandhal, E.R.Brown, D.Y.Lee and T.W.Kennedy. “Hot Mix Asphalt Materials, Misture Design, and Construction, NAPA Education Foundation , Lanham, Maryland, 1996。
30.Russell.M, Jeff S. Uhlmeyer, Anderson.K and Weston.J,“Evaluation of Trinidad Lake Asphalt Overlay Performance, Washington State Department of Transportation, WA-RD 710.1 ,2008。