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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:江禾左
研究生(外文):Ho-TsoChiang
論文名稱:爐石粉應用於排水性瀝青混凝土之研究
論文名稱(外文):Effect of Blast Furnace Slag on Porous Asphalt Concrete
指導教授:蕭志銘蕭志銘引用關係
指導教授(外文):Jih-min Shiau
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系碩博士班
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:排水性瀝青混凝土爐石粉填充料
外文關鍵詞:Porous asphalt concreteBlast furnace slagFiller
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爐石粉(Blast Furnace Slag)為煉鐵過程的副產物,在國內外已將爐石粉做為替代材料使用;瀝青混凝土的填充料多為石粉、水泥,兩者都必須從自然環境開採且消耗能源,以填充料觀點來看,爐石粉為均勻細緻的材料且成分和水泥類似,在成本上也較經濟。
排水性瀝青混凝土(Porous Asphalt Concrete)具有快速排水的特性,在多雨的台灣,鋪面的排水性能直接影響鋪面的耐久性。本研究將石粉、爐石粉、水泥三種填充料應用於排水性瀝青混凝土,評估爐石粉是否為一良好的填充料(filler)。
結果顯示爐石粉全取代填充料的情形下,在馬歇爾流度值、間接張力、回彈模數及抗磨耗能力下有較佳的表現,明顯的提高了馬歇爾試體的勁度;水泥和石粉在水侵害下抗剝脫表現較佳,但爐石粉也表現不錯;爐石粉的使用不但對於環保有了正面意義,也較石粉、水泥便宜,工程性質成果顯示爐石粉可作為排水性瀝青混凝土的填充料。

Blast furnace slag, the by-product of the ironmaking process, have been used as an alternative material widely; Mineral powder and cement ,used for asphalt concrete filler,both are from the exploitation of the natural environment.The uniformity and composition of blast furnace slag are similar to cement, the cost is also more economical.
In this study,mineral powder ,blast furnace slag and cement were used in porous asphalt concrete for assessment.
The results showed that it had a better performance in the Marshall flow value, indirect tensile strength, resilient modulus and resistance to abrasion of Cantabro when the blast furnace slag was used as the filler,It significantly improved the stiffness of the Marshall specimens,cement and mineral powder had better performance in anti-stripping, and the blast furnace slag also performed well.
The results of the research showed that the slag can be used as a filler in the porous asphalt concrete.

目錄
目錄 ….I
表目錄………………………………………………………………………..IV
圖目錄.................................................V
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機 1
1.3研究目的 2
1.4研究範圍 3
第二章 文獻回顧 4
2.1排水性瀝青混凝土 4
2.2日本排水性瀝青混凝土配合設計方法 6
2.3填充料 7
2.4纖維 9
2.5瀝青黏結料 9
2.6水淬爐石粉 10
2.6.1爐石在國內外的使用情形 10
2.6.高爐石成分 12
2.7 水分與鋪面系統之關係 14
2.7.1剝脫之影響 14
2.7.2水侵害產生之機制 15
2.7.3排水性瀝青混凝土剝脫現象之原因 15
第三章 研究計畫 19
3.1研究流程 19
3.2骨材級配與規範 21
3.3試驗材料 21
3.3.瀝青黏結料 22
3.3.2骨材試驗規範 25
3.3.3填充料篩分析試驗 28
3.3.4纖維 29
3.4多孔性瀝青混凝土配合設計 29
3.4.1 選擇初試級配 31
3.4.2 決定最佳瀝青含量 32
3.4.3 配合設計試驗值檢驗 34
3.5 排水性瀝青混凝土之工程性質試驗 35
3.5.1 穩定值與流度值試驗 35
3.5.2 回彈模數試驗 36
3.5.3 間接張力試驗 37
3.5.4 不同天數殘餘強度試驗 37
3.5.5 Cantabro磨耗試驗 38
3.5.6 室內透水試驗 39
第四章 試驗結果與討論 42
4.1 材料基本物性試驗結果 42
4.1.1 黏結料物性試驗結果 42
4.1.2 骨材粒料物性試驗結果 44
4.1.3 填充料物性試驗結果 46
4.2 排水性瀝青混凝土配合設計結果 47
4.2.1 決定嘗試級配 47
4.2.2決定最佳瀝青含量 48
4.2.3配合設計結果檢驗 50
4.3 工程性質試驗結果 50
4.3.1馬歇爾穩定值和流度值試驗結果分析 50
4.3.2室內透水試驗結果與分析 53
4.3.3間接張力試驗結果與分析 54
4.3.4殘餘強度試驗結果與分析 56
4.3.5回彈模數試驗結果與分析 60
4.3.6 Cantabro磨耗試驗結果與分析 62

第五章 結論與建議 64
5.1 結論 64
5.2 建議……………………………………………………………………66
參考文獻……………………………………………………………………………67


表目錄
表2.1各國排水性瀝青混凝土特性之準則…………………………………………4
表2.2各國對排水性瀝青混凝土粒料性質之品質要求……………………………5
表2.3 排水性混合料之目標值………………………………………………………7
表2.4 壓碎石灰岩之石粉級配………………………………………………………8
表2.5 以水淬爐石粉替代水泥所降低的環境負荷(以每噸爐石為單位)……………………………………………………………………………………12
表2.6 爐石化學成分分析和一般用料比較表……………………………………13
表3.1 本研究選用排水性瀝青混凝土之級配……………………………………21
表3.2 改質III型瀝青規範值………………………………………………………22
表3.3粗粒料性質規範……………………………………………………………25
表3.4 細粒料性質規範……………………………………………………………26
表3.5 多孔性瀝青混凝土之品質規定……………………………………………35
表3.6 試驗水溫T℃與20℃水溫之μT/μ20℃之滲透性係數修正值……………41
表4.1 改質III型瀝青試驗結果……………………………………………………43
表4.2粒料比重、吸水率試驗結果………………………………………………45
表4.3粒料基本物性試驗結果……………………………………………………45
表4.4 木質纖維物性試驗結果……………………………………………………46
表4.5 石粉級配……………………………………………………………………46
表4.6 爐石粉級配…………………………………………………………………46
表4.7 水泥級配……………………………………………………………………47
表4.8 嘗試級配孔隙率結果………………………………………………………47
表4.9 排水瀝青混凝土規範目標值及試驗值……………………………………50
表 4.10 馬歇爾穩定值結果變異數分析…………………………………………52
表4.11爐石粉(0、50、100%取代)馬歇爾流度值變異數分析…………………53
表4.12三種不同填充料馬歇爾流度值變異數分析………………………………53
表4.13 室內透水係數結果變異數分析……………………………54
表4.14爐石粉(0、50、100%取代)間接張力值變異數分析……………………56
表4.15三種不同填充料間接張力值變異數分析…………………………………56
表4.16 浸水10天爐石粉(0、50、100%)間接張力值變異數分析……………58
表4.17 浸水7天三種不同填充料間接張力值變異數分析……………………58
表4.18 浸水10天三種不同填充料間接張力值變異數分析……………………59
表4.19爐石粉(0、50、100%取代)回彈模數結果變異數分析…………………61
表4.20 三種不同填充料回彈模數結果變異數分析………………61
表 4.21爐石粉(0、50、100%取代)磨耗試驗結果變異數分析…………………63
表4.22三種不同填充料磨耗試驗結果變異數分析………………63 
圖目錄
圖2.1 國內煉鋼廠爐石生產流程………………………………………………11
圖2.2 水、粒料與空氣同時存在之作用圖……………………………………16
圖3.1 研究流程圖…………………………………………………………………20
圖3.2 日本排水級配配合設計流程………………………………………………30
圖3.3 2.36 mm 篩號通過百分率與孔隙率關係圖…………………………32
圖3.4 垂流試驗之最佳瀝青含量之上限示意圖…………………………………34
圖3.5 磨耗試驗最佳瀝青含量之下限示意圖……………………………………34
圖4.1 改質瀝青III型之黏度-溫度關係曲線圖…………………………………44
圖4.2 嘗試級配#8過篩率與孔隙率關係圖………………………………………48
圖4.3 垂流試驗結果………………………………………………………………49
圖4.4 磨耗試驗結果………………………………………………………………49
圖4.5 馬歇爾穩定值試驗結果……………………………………………………51
圖4.6 馬歇爾流度值試驗結果……………………………………………………51
圖4.7 室內透水係數結果…………………………………………………………54
圖4.8 間接張力試驗結果…………………………………………………………55
圖4.9 各天數之間接張力結果……………………………………………………57
圖4.10 各天數浸水殘餘強度……………………………………………………57
圖4.11 回彈模數試驗結果………………………………………………………61
圖4.12 磨耗試驗結果……………………………………………………………63


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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.余政儒,「瀝青混凝土添加石灰耐久性研究」,國立中央大學碩士論文,1994。
6.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。
7.林峻央,「石灰拌和方式對排水性瀝青混凝土之影響」,國立成功大學碩士論文,2006
8.袁家偉,「使用轉爐石提升耐久性鋪面成效之研究」,國立中央大學碩士論文,2007。
9.陳建旭、蔡攀鰲,「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)教育訓練與品質管制成果」, pp.1-37 台南2007。
10.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。
11.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。
12.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。
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14.楊智麟,「煉鋼爐渣於瀝青混凝土之應用」,高雄,2009。
15.楊智麟,「石中傳奇」,中工高雄會刊 第18卷 第4期,2011。
16.蔡攀鰲,「瀝青混凝土」,國立成功大學公共工程研究中心,2009。
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27.Tan, S. A., Fwa, T. F. and Chuai, C. T., “A New Apparatus for Measuring the Drainage Properties of Porous Asphalt Mixes, Journal of Testing and Evaluation, ASTM Vol.25, pp.370-377 ,1997。
28.Roberts,F.L.,P.S.Kandhal,E.r.Brown,D.Y.Lee,T.W.Kennedy. “HOT MIX ASPHALT MATERIALS,MISTURE DESIGN,AND CONSTRUCTION,NAPA Education Foundation ,Lanham,Maryland,1996。
29.Winniford, R. S., “The Rheology of Asphalt Filler System as Shown in Microviscosimeter ,ASTM STP 390 ,1961。
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