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研究生:范良鑫
研究生(外文):Liang-Hsin Fan
論文名稱:噴霧封層應用於橋面版鋪面可行性之研究
論文名稱(外文):Study on Application of Fog Seal for Bridge Deck Asphalt Pavement Surfacing
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:177
中文關鍵詞:噴霧封層鋪面養護劑黏度抗滑性
外文關鍵詞:fog sealingpavement maintenance agentviscosity skid-resistance
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國內在各快速公路相繼完工通車形成快速公路路網後,橋面版鋪面佔道路鋪面面積比例已大幅提高,但國內許多橋面版鋪面均已超過使用年限,每年須分配龐大經費於橋面版鋪面之改善及維護,囿於養護經費不足及施工時交通維持不易,同時基於國內天然砂石有限,因此在未來橋面版鋪面之維護顯得特別重要。本研究擬針對係針對齡期23年且已產生嚴重老化之大漢橋橋面版鋪面,採用噴灑封層材料進行養護,並探討噴灑前與噴灑後7天及180天之鋪面績效改善狀況。
依據現地檢測結果顯示;橋面版鋪面經過噴灑封層材料後抗滑性略微降低,但降低範圍仍符合規範要求,且橋面版鋪面噴霧封層處理後平均紋理深度降低,表示噴霧封層材料具有填補橋面版鋪面舊有破損及裂縫之功能。試驗室試驗結果顯示;將現地之鑚心試體所回收之瀝青作比較發現橋面版鋪面噴灑後7天及180天之黏滯度明顯比噴灑前降低且針入度亦有顯著改善,表示噴霧封層處理具有活化面層材料之功能。依據統計分析結果顯示;橋面版鋪面在噴灑前與噴灑後鋪面績效具有顯著差異,由此推論橋面版鋪面採用噴霧封層鋪面材料可改善橋面版鋪面之服務績效。
The ratio of the bridge deck pavement area has largely increased since the expressways were established and formed a network. But many bridge deck pavements have been over the life expectancy, the government has to allocate much budgets for the improvement and maintenance of the bridge deck pavement. Considering the problems of budget shortage, difficult construction traffic management and the limited gravel source in Taiwan, the issue of the maintenance and the road life expectancy extension are more and more important. To adopt fog seal as preventive maintenance for the bridge deck pavement has became a major trend. The study took the 23-year-old bridge deck of Da Han Bridge as an example. The fog seal material was adopted for maintenance. It compared the improvements of bridge deck after 7 days and 180 days.
Field investigation results indicate that skid resistance is slightly lower after the fog sealing on the bridge deck but it’s still with the required range. The average depth of the bridge deck surface texture was lower which means the fog sealing materials can fix the existed breakage and cleavages of the bridge deck. The laboratory test results show that the viscosity of on site cores samples taken 7 days and 180 days after the fog sealing was reduced and the penetration had remarkable improvement. This meant that the fog sealing processing can activate the materials of the deck layer. Based on the
field investigation and laboratory testing results, we found that bridge deck had remarkable difference on the pavement performance. Therefore, the study concluded that the adoption of fog sealing on the bridge deck pavement maintenance will improve the service performance of the deck pavement.
目錄
摘要I
英文摘要II
誌謝IV
目錄V
表目錄VIII
圖目錄XI
附表目錄XIII
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2
1.4 研究方法與流程3
第二章 文獻回顧 5
2.1 養護策略之轉變5.
2.1.1 例行式養護5
2.1.2 反應式養護5
2.1.3 預防性養護6
2.2 鋪面封層7
2.2.1 封層定義7
2.2.2 封層材料8
2.2.3 封層施工要求10
2.2.4 封層材料之拌和或澆鋪溫度14
2.2.5 封層之鋪設15
2.3 鋪面損壞型式及修復方式17
2.3.1 鋪面損壞型式17
2.3.2 鋪面損壞之修復方式19
2.3.3 噴霧封層材料種類20
2.3.4 噴封層材料軟化原理26
2.3.5 噴霧封層材料養護施工方法與應用28
2.4 國內外研究與採用案例29
2.4.1 國內研究與採用案例29
2.4.2 國外研究與採用案例32
2.4.3 國內外噴霧封層鋪面養護劑成效評估方法比較38
第三章 試驗材料與試驗計畫41
3.1 試驗材料準備41
3.2 基本物性試驗計畫與方法41
3.2.1 試驗變數41
3.2.2 試驗流程41
3.3 材料試驗計畫43
3.3.1 乳化瀝青物性試驗計畫43
3.3.2 材料物性之試驗方法 44
3.4 噴霧封層之工程試驗計畫48
3.4.1 噴霧封層試驗計畫48
3.4.2 噴霧封層之試驗方法48
3-4-3、鋪面績效檢驗項目54
3-4-3、試驗場地規劃60
第四章 試驗結果及績效評估分析與討論63
4.1 試驗材料基本物性分析63
4.2 噴霧封層試鋪績效評估66
4.2.1 試驗場地位置與現況概述66
4.2.2 施工程序70
4.2.3 噴灑前、後鋪驗面績效檢測結果與評估74
4.3 噴霧封層之經濟及環境效益91
4.3.1 經濟效益評估91
4.3.2 環境效益評估93
第五章、結論與建議…99
5.1 結論99
5.2 建議 101
參考文獻103
表目錄
表 2.1 各單位對封層定義比較表7
表 2.2 封層材料之名稱與規範要求8
表 2.3 封層種類、等級及用量表9
表 2.4 封層施工要求10
表 2.5 瀝青材料重量與體積修正值(15.60C之比重) 12
表 2.6 甲種、乙種及丙種封層瀝青材料之澆鋪或拌和溫度15
表 2.7 瀝青鋪面損壞之分類及其損壞之主要原因18
表 2.8 瀝青鋪面之損壞及其修護方法19
表 2.9 乳化養護劑製造商自訂檢驗項目與參考規範21
表 2.11 陰離子乳化瀝青產品規範22
表 2.12 陽離子乳化瀝青產品規範23
表 2.13 速凝油溶瀝青產品規範24
表 2.14 中凝油溶瀝青產品規範25
表 2.15 慢凝油溶瀝青產品規範25
表 2.16 鋪面現況指數調查(Pavement Condition Index, PCI) 30
表 2.17 美國空軍土木工程中心檢測鋪面養護劑成效之回收瀝青針
入度值33
表 2.18 美國空軍土木工程中心檢測鋪面養護劑成效之回收瀝青黏
度值34
表 2.19 美國工兵團對鋪面養護劑基本性質規定35
表 2.20 美國佛羅里達州材料實驗室檢測鋪面養護劑噴灑前後鑽心
試體回收瀝青黏度與針入度檢驗值36
表 2.21 美國佛州佛羅里達州材料實驗室檢測噴鋪面養護劑灑前後
鋪面抗滑性檢驗值36
表 2.22 英國 TRRL 建議各種道路種類的最小抗滑性37
表 2.23 鑽心試體評估噴霧封層鋪面養護劑成效研究與案例整理表38
表 3.1 噴霧封層材料工程性質試驗項目及規範43
表 3.2 噴霧封層工程性質試驗項目及規範48
表 3.3 溫度T℃時水之黏性修正係數53
表 4.1 噴霧封層鋪面養護劑基本物性試驗結果63
表 4.2 試驗場地原始空隙率68
表 4.3 試驗場地實際噴灑鋪面養護劑用量表70
表4.4 PCI調查結果75
表 4.5 鋪面現況指數T檢定結果76
表 4.6 鋪面平坦度調查結果77
表 4.7 抗滑試驗結果79
表 4.8 抗滑試驗T檢定結果79
表 4.9 鋪面溝紋深度試驗結81
表 4.10 鋪面溝紋深度T檢定結果81
表 4.11 現場透水試驗結果82
表 4.12 鑽心試體萃取瀝青黏滯度試驗結果( 7天) 86
表 4.13 鑽心試體萃取瀝青針入度試驗結果( 7天)86
表 4.14 鑽心試體萃取瀝青黏滯度試驗結果( 180天) 87
表 4.15 鑽心試體萃取瀝青針入度試驗結果(180天) 87
表 4.16 鑽心試體萃取瀝青黏滯度試驗結果( 7天與180天比較) 88
表 4.17 鑽心試體萃取瀝青針入度試驗結果(7天與180天比較) 88
表 4.18 鑽心試體萃取瀝青之黏滯度與針入度T檢定結果( 7天) 89
表 4.19 鑽心試體萃取瀝青之黏滯度與針入度T檢定結果(180天) 89
表 4.20 施工經費比較表92
表 4.21 施工噪音比較表94
圖目錄
圖 1.1 研究流程圖4
圖 2.1 預防性養護及一般養護鋪面服務性隨開放交通變化情形6
圖 2.2 噴灑角度示意圖13
圖 2.3 噴灑高度14
圖 2.4 瀝青成份分析之化學沉澱法流程26
圖 2.5 化學沉澱法分析出之五種瀝青成份27
圖 2.6 以噴灑車噴霧封層材料養護施工情況29
圖 2.7 檢測路段30
圖 3.1 噴霧封層試驗流程圖42
圖 3.2 英式擺錘抗滑儀53
圖 3.3 阻抗管試驗儀53
圖 3.4 定水頭透水試驗裝置54
圖 3.5 試驗場地規劃與執行流程圖61
圖 3.6 針入度試驗儀62
圖 3.7 Brookfield 黏度儀62
圖 4.1 試驗前篩網情況66
圖 4.2 試驗後殘留於篩網情況66
圖 4.3 試驗場地全貌66
圖 4.4 106甲線大漢橋橋梁段鋪面試鋪路段位置67
圖 4.5 噴霧封層噴灑範圍圖67
圖 4.6 噴灑前 PCI調查結果趨勢圖69
圖 4.7 現場橋梁鋪面狀況69
圖 4.8 噴霧封層施工中情況71
圖 4.9 噴霧封層完工後開放通車情況71
圖 4.10 噴霧封層完工通車依據-英式擺錘抗滑試驗72
圖 4.11 噴霧封層鋪面養護劑噴灑量取樣72
圖 4.12 噴霧封層鋪面養護劑噴灑量檢驗73
圖 4.13 PCI調查結果趨勢圖76
圖 4.14 抗滑試驗結果趨勢圖80
圖 4.15 抗滑試驗結果趨勢圖81
圖 4.16 吸音係數試驗結果(東往西方向) 83
圖 4.17 吸音係數試驗結果(西往東方向)84
圖 4.18 黏滯度試驗結果趨勢圖90
圖 4.19 針入度試驗結果趨勢圖90
圖 4.20 施工效率及經費趨勢圖92
圖 4.21 施工噪音量測94
圖 4.22 鑽心試體吸音係數試驗95
圖 4.23 大漢橋橋面版鋪面封層噴灑前之鋪面現地檢測情形97
圖 4.24 大漢橋橋面版鋪面封層噴灑後切割1cm試體萃取瀝青98
附表目錄
附表一 鋪面現況指數調查資料(噴灑前) 106
附表二 鋪面現況指數調查資料(噴灑後) 130
附表三 鋪面平坦度試驗資料(噴灑前)154
附表四 鋪面平坦度試驗資料(噴灑後) 162
附表五 鋪面抗滑試驗資料(噴灑前) 170
附表六 鋪面抗滑試驗資料(噴灑後) 172
附表七 鋪面溝紋深度試驗(噴灑前) 174
附表八 鋪面溝紋深度試驗(噴灑後) 176
參考文獻
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