臺灣博碩士論文加值系統

　　台灣地區近年來的骨材來源一直以河川砂石為主，陸上砂石為輔。自民國92起陸上砂石開採比率首度超過河川砂石，達到五二％比四四％的局面。未來政府希望河川砂石生產量在民國95 年時降低至三十%，民國97 年時再降至二十四%。另外積極計劃廣開其它砂石料源供給管道，以穩定砂石供需之平衡。以民國92年為例進口砂已占全台灣砂石使用量的十五點七，其中大陸進口砂占百分之九十以上。因此很明顯地台灣地區未來的各項建設營造用砂會以陸上砂石為主河川砂石為輔而進口砂為調節性機能。有鑑於此本研究針對大陸廣東省進口骨材(河川砂石)(由高雄港)、國內河川骨材(高屏溪上游荖農溪一帶)和陸上骨材(雲林縣古坑鄉農地砂石)作為研究比較項目，以傳統密級配(公路局IVC級配)、瀝青黏結料為AC-20，而採用的配合設計方法為Superpave Level 1，分別求出不同骨材級配相同之最佳瀝青含量，並製作SGC試體進行以下幾項成效試驗：間接張力試驗、洛杉磯磨耗試驗、車轍試驗和殘餘間接張力試驗。試驗結果可歸納出下列幾點：
1、由於骨材來源不同，所求得的最佳瀝青含量也有些微差異，最明顯的因素為骨材比重;在相同重量下，比重較輕的骨材體積最大，相對的須要包裹的瀝青也最多。
2、根據本研究所進行的四項成效試驗結果中得知，大陸骨材除了車轍試驗結果稍比陸上骨材差一些外，其餘三項表現最佳。
3、河川骨材的各項試驗結果都介於大陸骨材和陸上骨材之間，表現優異。
4、對陸上骨材而言，除車轍試驗結果表現最好，其餘較差。
5、本研究只進行一次循環凍融，對各骨材瀝青混凝土的殘餘間接張力結果無明顯差異。
6、從本研究有限的成效試驗結果得一結論：以上三種砂石來源皆適合作為瀝青混凝土的骨材。

　The major available aggregate sources of Taiwan have been relying on river, land aggregate just acts as a complement in recent years. The use of land aggregate exceeded river aggregate leading by 52% to 44% for the first time in 2003. The government hopes the amount of production of river aggregate will be reduced to less than 30% in coming next few years. At the same time, imported aggregate are also playing an important role in order to stabilize the balance of aggregate supply and demand. The amount of import aggregate have been growing every year since 1997 and raising to 15.7% in the year of 2003. Obviously, the aggregates used by construction have to primarily rely on land aggregate, secondly river aggregate and followed by imported aggregate in Taiwan in the future.

　A study was conducted to compare imported aggregate (river) from Guangdong Province, China, local river aggregate from southern part of Taiwan and land aggregate from central Taiwan. This research is devoted to the comparison of different aggregate sources by using AC-20 asphalt binder, IVC DGAC, grade of Highway Administration Bureau mix and Superpave Level 1 mix design procedures were implemented.

　Statistical analyses of the test data obtained by the performance tests indicate significant difference in Indirect Tension, Cantabro test and TSR of IVC grade mixtures. The result of rutting resistance of the three asphalt concrete mixtures were also significant by comparing rut depths. All of the performance tests were acceptable in accordance with related specifications.

摘要 I
誌謝 IV
目錄 V
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 1
1-3 研究範圍 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 配合設計方法 3
2-1-1 Superpave Level 1配合設計 3
2-1-2 Superpave 配合設計方法之特性 4
2-2 Superpave Level1配合設計法 5
2-2-1 瀝青膠泥性質 5
2-2-2 骨材性質 6
2-2-3 骨材級配 10
2-2-4 決定嘗試級配之瀝青含油量 11
2-2-5 壓實試體 12
2-2-6 設計含油量之決定 16
2-2-7 評估設計瀝青混凝土之水分敏感性 17
2-3 瀝青混凝土之基本性質與種類 18
2-3-1 密級配瀝青混凝土 18
2-3-2 開放級配瀝青混凝土 18
2-3-3 SMA瀝青混凝土 19
2-3-4 多孔性瀝青混凝土又稱排水瀝青混凝土( Porous Asphalt) 19
2-4 瀝青混凝土鋪面破壞之形式 20
2-5 試驗室評估瀝青混凝土抵抗永久變形之方法 22
2-5-1 輪跡試驗 22
2-5-2 動態模數試驗 22
2-5-3 潛變試驗 23
2-6 台灣的砂石資源 24
第三章 試驗計畫 29
3-1研究流程 29
3-2 試驗材料 31
3-2-1 瀝青膠泥 31
3-2-2 粒料 31
3-2-3 級配 31
3-3 瀝青膠泥之基本物性試驗 32
3-3-1 比重試驗 32
3-3-2 針入度試驗 32
3-3-3 軟化點試驗 33
3-3-4 黏滯度試驗 33
3-3-5 延展性試驗 33
3-3-6 閃火點試驗 34
3-4 粒料之基本物性試驗 34
3-4-1 比重試驗 34
3-4-2 粗骨材破裂面性質試驗 34
3-4-3 粗骨材扁平及細長比試驗 34
3-4-4 細骨材多角性試驗 34
3-4-5 含沙當量試驗 34
3-4-6 洛杉磯磨損試驗 34
3-4-7 細粒料之氯離子含量試驗 34
3-5 Superpave Level 1 配合設計試驗 34
3-5-1 試驗設備 34
3-5-2 試體準備 34
3-5-3 瀝青混合料試體之物性試驗 34
3-5-4 試驗結果計算 34
3-6 間接張力試驗 34
3-7 Cantabro磨耗試驗 34
3-8車轍輪跡試驗 34
3-8-1試體準備 34
3-8-2試驗方法及步驟 34
3-8-3試驗結果及分析 34
3-9 浸水殘餘強度試驗(TSR) 34
第四章 試驗結果與分析 34
4-1 骨材物性試驗結果 34
4-2 骨材化性試驗結果 34
4-3 瀝青物性試驗結果 34
4-4 瀝青混凝土配合設計試驗結果 34
4-5 間接張力試驗結果 34
4-6 Cantabro磨耗試驗結果 34
4-7 車轍輪跡試驗結果 34
4-7-1 車轍試驗之總變形量結果 34
4-7-2 車轍試驗變形率分析 34
4-7-3 動態穩定值分析 34
4-8 浸水殘餘強度試驗(Retained Tensile Strength,TSR) 34
4-9 試驗結果彙整 34
第五章 結論與建議 34
5-1 結論 34
5-2 建議 34
參考文獻 34
簡歷 74
圖目錄
圖目錄 VII
圖2-1 Superpave Level1 之體積性質 4
圖2-2 溫度-黏滯度關係圖 6
圖2-3 標稱最大粒徑12.5mm之控制點與限制區 10
圖2-4 基底層脆弱造成車轍示意圖 20
圖2-5 壓密現象與隆起之示意圖 21
圖2-6 動態潛變試驗應力與應變之情形 23
圖2-7 台灣地區陸上砂石和河川砂石供應量比較圖 26
圖3-1 研究流程圖 30
圖3-2 本研究之級配曲線圖 32
圖3-3 具破裂面之骨材(表面與邊緣皆粗糙者) 34
圖3-4 具破裂面之骨材(表面平滑，邊緣鋒利者) 34
圖3-5 具破裂面之骨材(表面粗糙，邊緣光滑者) 34
圖3-6 具破裂面之骨材(中間)，左右兩側者則為具非破裂面骨材 34
圖3-7 具非破裂面之骨材(表面與邊緣皆光滑者) 34
圖3-8 具非破裂面之骨材(表面光滑與形狀呈現圓形者) 34
圖3-9 扁平率量測儀 34
圖3-10 含沙當量試驗流程圖 34
圖3-11 含沙當量示意圖 34
圖3-12 洛杉磯磨損試驗儀 34
圖3-13 間接張力試驗儀 34
圖3-14 滾壓機 34
圖3-15 輪跡試驗儀 34
圖3-15 TSR 抽氣槽 34
圖4-1 AC-20瀝青黏滯度與溫度關係曲線（決定拌和溫度） 34
圖4-2 AC-20瀝青黏滯度與溫度關係曲線（決定夯壓溫度） 34
圖4-3 試驗結果比較圖-VMA 34
圖4-4 試驗結果比較圖-VFA 34
圖4-5 試驗結果比較圖-Gmm @ Ni 34
圖4-6 試驗結果比較圖-Gmm @ Nm 34
圖4-7 不同骨材來源之DP比較圖 34
圖4-8 不同骨材之25℃間接張力比較圖 34
圖4-9 不同骨材來源之磨耗率比較圖 34
圖4-10 60℃車轍試驗結果比較圖 34
圖4-11 60℃車轍總變形量比較圖 34
圖4-12 60℃車轍變形率比較圖 34
圖4-13 不同骨材之TSR比較圖 34
表目錄
表2.1 Superpave 瀝青成效等級（PG, performance grade） 5
表2-2 瀝青混凝土鋪面成效與相關的骨材性質 7
表2-3 粗骨材多角性規範值 8
表2-4 細骨材多角性規範值 9
表2-5 粒料扁平率規範值 9
表2-6 細骨材含沙當量規範值 9
表2-7 SHRP瀝青混凝土級配要求 11
表2-8 SHRP對夯實旋轉圈數之規定(試體直徑=6in) 12
表2-9 Relation between Marshall and SGC 13
表2-10 SGC壓實旋轉圈數之推算值(試體直徑=4in) 13
表2-11 Superpave VMA規範 17
表2-12 Superpave VFA規範 17
表2-13各國車轍規範標準 24
表2-14 81年至92年全台灣砂石使用量 （單位:萬立方公尺） 27
表2-15 各國砂石來源比例 28
表3-1 本研究採用之級配表 31
表3-2 細骨材未經夯壓空隙率試驗三法比較表 38
表3-3 最大理論比重試驗之取樣方法 45
表4-1 粗骨材物性試驗結果 54
表4-2 細骨材物性試驗結果 54
表4-3 河川骨材化學成分 55
表4-4 大陸(廣東省)骨材物理性質與化學成分 55
表4-5 瀝青物性試驗結果 56
表4-6 本研究所採用之配合設計值 57
表4-7 Superpave配合設計之體積性質試驗結果 58
表4-8 不同骨材來源之25℃間接張力結果 61
表4-9 不同骨材來源之25℃間接張力變異數分析 61
表4-10 不同骨材來源之磨耗率 62
表4-11 不同骨材來源之磨耗率變異數分析 63
表4-12 不同骨材來源之車轍試驗結果 63
表4-13 不同骨材來源之動態穩定值 67
表4-14 不同骨材來源之浸水殘餘強度試驗結果 67
表4-15 不同骨材來源之浸水殘餘強度變異數分析 68
表4-16 不同骨材來源成效試驗結果之整理 68

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