臺灣博碩士論文加值系統

國內道路之鋪面材料最普遍運用為瀝青混凝土，其形式可分為若干種，其中又以密級配瀝青混凝土最為廣泛使用。回收粉塵及爐石粉皆為多餘產物再回收利用之填充料，對於目前資源逐漸匱乏的情況，使用回收粉塵或爐石粉做為填充料，對於解決多餘產物堆積問題及減少自然礦物開採都能有效的助益。
本研究評估石粉、爐石粉、水泥以及回收粉塵填充於密級配瀝青混凝土之工程性質探討，採用密級配配合設計根據ASTM D3515之規範，選用最大標稱粒徑為19mm，按照馬歇爾配合設計方法添加四種不同填充料(水泥、石粉、爐石粉、回收粉塵)，分別採用取代不同比例(1、3、5%分別取代底盤)，進行工程性質之探討。
結果顯示添加爐石粉取代3%至5%時在馬歇爾穩定值、流度值、間接張力及車轍輪跡試驗等各項工程性質表現中更優於經常利用之石粉，雖然其性質有略低於水泥，但對於密級配瀝青混凝土之鋪築，強度及抗車轍之能力已足以適用；然而添加回收粉塵雖然強度表現較差，但是回收粉塵在取代1%時其效果與石粉或水泥並無明顯之差異，其結果顯示爐石粉及回收粉塵是可用來替代石粉與水泥，可降低石粉及水泥之使用率，對於環境資源避免過度開採也能有所助益。

Asphalt pavement is widely used in Taiwan. Mineral filler and cement are always added into asphalt concrete as filler. Increasingly scarce resources for the current situation, finding alternative filler is the primary objective. Recycling Dust and Blast Furnace Slag can be added into asphalt concrete as filler which are recycled products. Using Recycling Dust and Blast Furnace Slag as filler can reduce the problem of scarce resources.
The engineering properties are evaluated in this study by adding mineral filler, blast furnace slag, cement, recycling dust as asphalt concrete filler. In this study, each of filler is used to replace chassis powder with 1%, 3%, 5%.
The results show that using blast furnace slag replaced chassis powder 3% and 5% has a better performance in the Marshall stability, flow value, indirect tensile strength. Although the performance of Recycling dust is poor, but it still performs fair enough to be applied in the asphalt pavement when the recycling dust replacement is 1% of chassis powder. The results show that uses blast furnace slag and recycling dust as filler is feasible.

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
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 密級配瀝青混凝土之基本性質4
2.1.1 ASTM D3515密級配瀝青混凝土規範5
2.2 瀝青混凝土組成材料6
2.2.1 瀝青黏結料6
2.2.2 粒料7
2.2.3 填充料9
2.2.3.1膠漿理論11
2.2.3.2填縫理論12
2.3 水淬爐石粉介紹 14
2.3.1 水淬爐石在國內外的使用情形14
2.3.2 高爐石成分16
2.4 瀝青質流性質18
2.4.1 質流性質之動態力學分析18
2.4.2 動態力學分析之參數19
2.5 瀝青混凝土鋪面車轍破壞20
第三章 研究計畫22
3.1研究流程22
3.2試驗材料24
3.2.1瀝青黏結料24
3.2.1.1針入度試驗25
3.2.1.2比重試驗26
3.2.1.3延展性試驗26
3.2.1.4黏滯度試驗26
3.2.1.5閃火點試驗27
3.2.1.6三氯乙稀可溶成份試驗 27
3.2.2骨材級配27
3.2.2.1粗粒料27
3.2.2.1.1比重及吸水率試驗28
3.2.2.1.2洛杉磯磨損試驗28
3.2.2.1.3扁長率試驗28
3.2.2.1.4健性試驗 28
3.2.2.1.5破裂面試驗29
3.2.2.2細粒料29
3.2.2.2.1比重及吸水率試驗29
3.2.2.2.2含沙當量試驗29
3.2.2.2.3健性試驗 30
3.2.3填充料30
3.2.3.1 填充料篩分析試驗30
3.3密級配瀝青混凝土配合設計30
3.3.1 馬歇爾配合設計31
3.3.1.1 馬歇爾配合設計步驟31
3.3.1.1.1 決定拌合及滾壓溫度31
3.3.1.1.2 瀝青混凝土試體之製作31
3.3.1.1.3 瀝青混凝土試體密度及孔隙分析32
3.3.1.1.4 量測瀝青混凝土試體馬歇爾穩定值及流度值 33
3.3.1.1.5 繪圖33
3.3.1.1.6 決定最佳瀝青含量方法34
3.4 密級配瀝青混凝土工程性質試驗35
3.4.1馬歇爾穩定值試驗35
3.4.2 馬歇爾流度值試驗36
3.4.3 間接張力試驗 36
3.4.4 Cantabro磨耗試驗37
3.4.5 回彈模數試驗 38
3.4.6 車轍輪跡試驗試驗39
3.4.6.1試體製作： 39
3.4.6.2輪跡變形試驗39
3.4.6.3動穩定值(DS)40
3.4.7動態剪力流變儀(DSR)41
第四章 試驗結果與討論44
4.1基本物性試驗之結果44
4.1.1瀝青黏結料物性試驗之結果44
4.1.2骨材粒料物性試驗結果45
4.1.3填充料物性試驗結果47
4.2 密級配瀝青混凝土馬歇爾配合設計結果48
4.2.1決定拌合以及滾壓溫度48
4.2.2骨材級配曲線49
4.2.3最佳瀝青含量51
4.3 工程性質試驗結果52
4.3.1馬歇爾穩定值試驗結果52
4.3.2馬歇爾流度值試驗結果55
4.3.3間接張力試驗結果57
4.3.4 Cantabro磨耗試驗結果 59
4.3.5回彈模數試驗結果60
4.3.6 DSR試驗結果 62
4.3.7車轍輪跡試驗結果65
第五章 結論與建議70
5.1 結論 70
5.2 建議 71
參考文獻 73

表目錄
表2-1 ASTM D3515密級配規範 5
表2-2 骨材來源分析表 8
表2-3 爐石化學成分分析與一般用料比較表17
表3-1 Pen 60/70規範值(AASHTO M226)25
表4-1 Pen60/70 瀝青試驗結果與規範值 45
表4-2 骨材基本物性試驗結果 46
表4-3 粗骨材試驗結果與規範值 46
表4-4 細骨材試驗結果與規範值 46
表4-5 石粉級配47
表4-6 水泥級配47
表4-7 爐石粉級配47
表4-8 回收粉塵級配 48
表4-9 第一類型密級配瀝青混凝土粒料級配過篩百分比50
表4-10 本研究骨材級配曲線及規範50
表4-11 馬歇爾配合設計試驗結果及規範 52
表4-12 各填充料全取代之馬歇爾穩定值ANOVA分析55
表4-13 各填充料全取代之馬歇爾流度值ANOVA分析57
表4-14 各填充料全取代之間接張力值ANOVA分析59
表4-15 各填充料全取代之Cantabro磨耗值ANOVA分析60
表4-16 各填充料全取代之回彈模數值ANOVA分析62
表4-17 各填充料全取代之車轍輪跡動穩定值ANOVA分析68
表4-18 各填充料全取代之車轍輪跡變形量ANOVA分析 69

圖目錄
圖2-1 國內爐石生產利用情形15
圖2-2 DSR試驗過程示意圖19
圖2-3 G'及G"相互關係之示意圖20
圖3-1 研究流程圖23
圖3-2 動態剪力流變儀41
圖3-3 試驗前刮除多餘試體43
圖4-1 瀝青黏滯度與溫度之關係圖49
圖4-2 本研究使用之級配曲線及規範級配區線之上下限51
圖4-3 孔隙率與瀝青含量對照圖 52
圖4-4 各填充料全取代之馬歇爾穩定值54
圖4-5 各填充料取代不同比例之馬歇爾穩定值54
圖4-6 各填充料全取代之馬歇爾流度值56
圖4-7 各填充料取代不同比例之馬歇爾流度值56
圖4-8 各填充料全取代之間接張力值58
圖4-9 各填充料取代不同比例之間接張力值58
圖4-10各填充料全取代之Cantabro磨耗值 60
圖4-11各填充料全取代之回彈模數值61
圖4-12各填充料取代不同比例之回彈模數值62
圖4-13各填充料全取代之G*值63
圖4-14各填充料全取代之δ值64
圖4-15各填充料全取代之G*/sinδ值64
圖4-16各填充料取代不同比例之G*/sinδ值65
圖4-17各填充料全取代之車轍輪跡動穩定值67
圖4-18各填充料取代不同比例之車轍輪跡動穩定值67
圖4-19各填充料全取代之車轍輪跡變形量68
圖4-20各填充料取代不同比例之車轍輪跡變形量69

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