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研究生:康格維
研究生(外文):Ge-Wei Kang
論文名稱:輕質骨材裹漿應用於半剛性瀝青混凝土可行性之研究
論文名稱(外文):Practicability Assessment of the Semi-Rigid Asphalt Concrete with the Precoating Lightweight Aggregate
指導教授:沈得縣沈得縣引用關係
指導教授(外文):Der-Hsien Shen
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:營建工程系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:195
中文關鍵詞:輕質骨材裹漿粒料水泥瀝青膠漿半剛性瀝青混凝土
外文關鍵詞:lightweight aggregateprecoating aggregatecement asphalt pastesemi-rigid asphalt concrete
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本研究係以水泥漿包裹破碎型輕質骨材製成輕質骨材裹漿粒料,以改善輕質骨材本身性質之不確定性,並將裹漿及未裹漿輕質骨材取代天然粗粒料,探討輕質骨材裹漿應用於半剛性瀝青混凝土之可行性。研究時先以乾式堆積法決定最適之粒料級配架構,再以水泥瀝青膠漿作為黏結材,拌製多種鋪面型式之半剛性瀝青混凝土。最後透過各項試驗循序漸進探討輕質骨材裹漿應用於半剛性瀝青混凝土之力學性質、耐久性質及鋪面績效等。
研究結果顯示,輕質骨材裹漿粒料應用於熱拌瀝青混凝土中,不論在馬歇爾穩定值、間接張力強度、Cantabria磨耗率、動穩定值及音學性質等均較天然粒料拌製之熱拌瀝青混凝土為佳,因此輕質骨材裹漿粒料可應用於熱拌瀝青混凝土。輕質骨材裹漿粒料應用於半剛性瀝青混凝土除力學性質、耐久性質及鋪面績效均較熱拌瀝青混凝土優異外,且無須加熱就可在常溫下進行拌合而應用於鋪面工程,因此輕質骨材裹漿粒料應用於半剛性瀝青混凝土鋪面工程不會產生空氣污染,可謂兼具環保性、安全性、耐久性且服務績效良好之優生材料。
The objective of this study was to use the granulated lightweight aggregates coated with cement paste to make precoating lightweight aggregates in order to improve the lightweight aggregates’ stability. Mixtures made with coated and uncoated lightweight aggregates as a coarse aggregate replacement were considered. The first step is use the dry packing method to decide the optimum aggregate gradation structure and use cement asphalt paste (CAP) to be the binder in order to create various semi-rigid asphalt concretes (SRA). The second step is test and discuss how the precoating lightweight aggregates are applied and performed in the SRA based on their mechanical properties, durability, and pavement performance.
The research results show that the hot mix asphalt (HMA) with precoating lightweight aggregate enhances the Marshall stability, indirect tension strength, Cantabria abrasion, dynamics stability, and sound absorption properties. Therefore, the precoating lightweight aggregates can be applied in the hot mix asphalt. The precoating lightweight aggregates applied in the SRA are better than the ones applied in the HMA on mechanical properties, durability, and pavement performance, respectively.The precoating lightweight aggregates applied in the SRA can be mixed and used in pavement surface under a normal temperature without heating, and the ones applied in the SRA will not produce air pollution; therefore, they are considered to be the best eugenic material on environmental protection, safety, durability, and service performance.
中文摘要 I

英文摘要 II

誌謝 III

目錄 IV

表目錄 VII

圖目錄 IX

第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法與範圍 3
1.4 研究流程 3

第二章 文獻回顧 5
2.1 概述 5
2.2 輕質骨材 5
2.2.1 輕質骨材之種類 6
2.2.2 輕質骨材之製程 7
2.2.3 輕質骨材之基本性質 8
2.2.4 輕質骨材應用於瀝青混凝土 9
2.3 裹漿粒料 15
2.3.1 輕質骨材裹漿粒料 15
2.3.2 廢棄混凝土裹漿粒料 16
2.4 粒料裹漿厚度之設計理論 18
2.5 瀝青混凝土之種類 23
2.5.1 密級配瀝青混凝土 23
2.5.2 多孔隙瀝青混凝土 24
2.5.3 石膠泥瀝青混凝土 25
2.6 瀝青混凝土粒料組構之性質 27
2.7 半剛性瀝青混凝土 32
2.7.1 水泥瀝青膠漿 33
2.7.2 水泥瀝青膠漿之發展現況 40

第三章 試驗材料與試驗計劃 47
3.1 試驗材料準備 49
3.1.1 黏結材 49
3.1.2 包裹漿體 49
3.1.3 粒料 50
3.1.4 級配 51
3.2 試驗組別配置 54
3.3 水泥瀝青膠漿(Cement-Asphalt Paste)配合設計方法 56
3.4 裹漿粒料(Pre-Coating Aggregate)配合設計方法 57
3.5 改質瀝青Ⅲ型物性試驗 58
3.5.1 針入度試驗 58
3.5.2 軟化點試驗 58
3.5.3 比重試驗 58
3.5.4 薄膜烘箱試驗 59
3.5.5 黏滯度試驗 59
3.5.6 延展性試驗 60
3.6 陽離子乳化瀝青基本性質試驗 63
3.6.1 乳化瀝青水分測定試驗 63
3.6.2 蒸發殘餘量試驗 64
3.6.3 荷電試驗 64
3.6.4 靜置分離試驗 65
3.6.5 蒸餾殘渣試驗 65
3.7 水泥物性試驗 67
3.7.1 水泥比重試驗 67
3.7.2 水泥漿之凝結時間試驗 67
3.8 粒料基本物性試驗 68
3.8.1 粗細粒料比重及吸水率試驗 68
3.8.2 洛杉磯磨損試驗 69
3.8.3 粗粒料健性試驗 69
3.8.4 粗粒料扁長率試驗 70
3.8.5 筒壓強度試驗 71
3.8.6 掃描式電子顯微鏡(SEM)觀測 72
3.8.7 能量散佈光譜儀(EDS)分析 72
3.9 水泥瀝青膠漿基本性質試驗 75
3.9.1 迷你坍流度試驗 75
3.9.2 凝結時間試驗 75
3.9.3 抗壓強度試驗 76
3.9.4 抗拉強度試驗 76
3.9.5 抗彎強度試驗 77
3.10 瀝青混凝土配合設計方法 79
3.10.1 馬歇爾配合設計方法 80
3.10.2 多孔隙瀝青混凝土配合設計方法 83
3.10.3 石膠泥瀝青混凝土配合設計方法 86
3.11 力學性質試驗 89
3.11.1 馬歇爾穩定值試驗 89
3.11.2 間接張力試驗 90
3.12 鋪面績效試驗 93
3.12.1 透水機能試驗 93
3.12.2 Cantabria試驗 95
3.12.3 車轍輪跡試驗 96
3.13 耐久性質試驗 99
3.13.1 浸水馬歇爾試驗 99
3.13.2 浸水剝脫試驗(AASHTO T283) 100
3.13.3 烘箱老化試驗 102
3.14 音學性質試驗(雙麥克風法) 103

第四章 試驗結果分析與討論 107
4.1 試驗材料性質分析 107
4.1.1 改質瀝青Ⅲ型物性試驗結果 107
4.1.2 乳化瀝青基本性質試驗結果 108
4.1.3 水泥物性試驗結果 110
4.1.4 粒料基本性質試驗結果 110
4.1.5 粒料化性試驗結果 111
4.2 水泥瀝青膠漿配合設計結果 115
4.3 裹漿粒料配合設計結果 116
4.4 瀝青混凝土配合設計結果 118
4.4.1 密級配瀝青混凝土配合設計結果 118
4.4.2 多孔隙瀝青混凝土配合設計結果 132
4.4.3 石膠泥瀝青混凝土配合設計結果 152
4.5 力學性質試驗結果 156
4.5.1 馬歇爾穩定值試驗結果 156
4.5.2 間接張力強度試驗結果 159
4.6 鋪面績效試驗結果 165
4.6.1 透水機能試驗結果 165
4.6.2 Cantabria磨耗試驗結果 166
4.6.3 車轍輪跡試驗結果 169
4.7 耐久性質試驗結果 171
4.7.1 浸水馬歇爾試驗結果 171
4.7.2 浸水剝脫試驗結果 174
4.7.3 烘箱老化試驗結果 177
4.8 音學性質試驗結果 182

第五章 結論與建議 186
5.1 結論 186
5.2 建議 190

參考文獻 191
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