臺灣博碩士論文加值系統

本研究係將輕質骨材部份取代天然粗粒料拌製透水性瀝青鋪面，以探討輕質骨材含量對透水性瀝青鋪面工程性質之影響。本研究分二階段進行，第一階段探討透水性瀝青混凝土之配比方式，並建立含輕質骨材透水性瀝青混凝土配比設計法。第二階段針對含輕質骨材透水性瀝青混凝土進行力學性質試驗、鋪面績效試驗、耐久性試驗及透水試驗等，並評估輕質骨材應用於透水性瀝青鋪面之可行性。
研究結果顯示：由於輕質骨材屬於多孔隙材質，因此隨著輕質骨材含量增加，透水性瀝青混凝土之單位重降低、最佳瀝青含量增加。在力學性質方面，馬歇爾穩定值、間接張力強度、直接剪力強度及動穩定值等皆隨輕質骨材含量增加而增加。在透水性質方面，由透水試驗結果顯示，透水係數值皆高於10-2cm/sec，符合透水鋪面之評估準則。在耐久性質方面，以Cantabria試驗而言，磨耗率會隨著輕質骨材含量增加而降低。就浸水馬歇爾試驗及浸水剝脫試驗而言，輕質骨材含量增加雖有助於抵抗水分侵害之能力，但輕質骨材含量超過15％時開始有下降之趨勢。就整體而言，添加輕質骨材能增加透水性瀝青鋪面之力學強度、提高抵抗車轍能力與減少瀝青混凝土水分侵害，因此輕質骨材可應用於中低交通量之透水性瀝青鋪面，但建議取代天然粗粒料含量應低於15％。

This study focus on using the crushing lightweight aggregate (CLA) replace the nature aggregate in permeability pavement, and investigate its engineering properties on different replacement amounts. This study divides into two stages. The first stage is to develope the design method for porous asphalt (PA) with CLA by a theoretical particle packing theory. The second stage mainly evaluated the mechanical properties, pavement performance, durability and water permeability based on laboratory tests performed, and discussed the practicability assessment as well.
Due to CLA porous nature induces the optimum asphalt contents increased with replacement amount, and unit weight decreased with the content of lightweight aggregate increase in PA. In mechanical properties, the Marshall stability, indirect tension strength, direct shear strength and dynamic stability increased with percent of replacement amount. According to other observations show that permeability coefficient of specimens was higher than 10-2 cm/sec, the result demonstrated that have good permeability. The result of Cantabria abrasion test show that abrasion capability decreased with increased with replacement amount. The result of moisture susceptibility tests show that the CLA replace the nature aggregate has well potential for moisture damage resistance but higher replacement amount would result in stripping distress. Generally, the CLA has excellent potential for being used as part of permeability pavement and 15% by volume of aggregate appears to be an optimum amount for use.

中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究範圍與方法 3
1-4 研究流程 4
第二章 文獻回顧 6
2-1 國內輕質骨材之發展 6
2-2 輕質骨材之種類 6
2-3 輕質骨材之基本性質 8
2-4 輕質骨材之製程 10
2-5 輕質骨材應用於公路工程之研究 11
2-6 透水性鋪面 13
2-8 多孔隙瀝青混凝土 17
2-9 多孔隙瀝青混凝土配比設計 22
2-9-1 日本排水性鋪裝配合設計法 22
2-9-2 美國FHWA排水性瀝青混凝土配合設計法 24
2-9-3 美國NCAT排水性瀝青混凝土配合設計法 27
2-10 SGC旋轉壓實機 28
2-11 決定最佳瀝青含量 30
2-12 潛變分析模式 32
2-12-1 三次方模式 32
2-12-2 冪次方模式 35
2-12-3 VESYS模式 35
第三章 試驗材料與試驗計劃 37
3-1 試驗材料 37
3-1-1 瀝青膠泥 37
3-1-2 粒料與級配 37
3-2 試驗變數與流程 40
3-3 改質瀝青Ⅲ型物性試驗 42
3-3-1 針入度試驗 42
3-3-2 比重試驗 42
3-3-3 黏滯度試驗 42
3-3-4 軟化點試驗 43
3-3-5 薄膜加熱試驗 43
3-3-6 延展性試驗 45
3-4 粒料物化性質試驗 47
3-4-1 比重試驗 47
3-4-2 洛杉磯磨損試驗 47
3-4-3 扁長率試驗 47
3-4-4 健性試驗 48
3-4-5 輕質骨材筒壓強度試驗 49
3-4-6 X光粉末繞射試驗（XRD） 51
3-4-7 掃描式電子顯微鏡（SEM）觀測 51
3-4-8 能量散佈光譜儀（EDS）分析 51
3-5 配合設計 53
3-5-1 粒料堆積試驗 53
3-5-2 網籃法垂流試驗 53
3-6 力學試驗 56
3-6-1 馬歇爾穩定值試驗 56
3-6-2 間接張力強度試驗 56
3-6-3 直接剪力強度試驗 58
3-7 鋪面績效試驗 59
3-7-1 單軸靜態潛變試驗 59
3-7-2 單軸動態潛變試驗 61
3-7-3 浸水馬歇爾試驗 62
3-7-4 浸水殘餘強度試驗 63
3-7-5 Cantabria磨耗試驗 64
3-7-6 老化試驗 65
3-7-7 車轍輪跡試驗 66
3-8 透水機能試驗 68
第四章 試驗結果分析與討論 71
4-1 粒料基本物性試驗結果 71
4-2 輕質骨材化性試驗結果 73
4-2-1 XRD繞射分析 73
4-2-2 掃描式電子顯微鏡觀測 74
4-2-3 能量散佈光譜儀分析 74
4-3 改質瀝青試驗分析 78
4-3-1 改質瀝青基本物性試驗結果 78
4-3-2 拌合溫度及夯壓溫度 78
4-4 多孔隙透水性瀝青混凝土配合設計結果 80
4-4-1 粒徑級配之選擇 80
4-4-2 輕質骨材取代天然粗粒料 88
4-4-3 最佳瀝青含量 89
4-5 力學性質試驗結果 98
4-5-1 馬歇爾穩定值試驗結果 98
4-5-2 間接張力強度試驗結果 100
4-5-3 直接剪力強度試驗結果 103
4-6 鋪面績效試驗結果分析 105
4-6-1 浸水剝脫試驗 105
4-6-2 Cantabria磨耗試驗與老化試驗 108
4-6-3 潛變試驗 110
4-6-4 車轍試驗 115
4-7 透水機能試驗 124
4-8 抗滑試驗 125
第五章 結論與建議 128
5-1 結論 128
5-2 建議 129
參考文獻 131

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