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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王仁志
研究生(外文):Zen-Chih Wang
論文名稱:不同細粒料破碎面對密級配瀝青混凝土力學性質之比較
論文名稱(外文):Mechanical Behavior of Dense Asphalt Concrete with Different Fine Aggregate Angularity
指導教授:徐登文徐登文引用關係
指導教授(外文):Tung-Wen Hsu
口試委員:黃添坤楊士賢
口試委員(外文):Tien-Kuen HuangShih Hsien Yang
口試日期:2015-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系所
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:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:細粒料破碎面動態模數車轍
外文關鍵詞:Fine Aggregate AngularityDynamic modulusRutting
相關次數:
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本研究透過馬歇爾配合設計嘗試將兩種不同細粒料破碎面(破碎面較高細粒料A及破碎面較低細粒料B)之密級配瀝青混凝土,透過一系列的力學性質試驗如:成效試驗以及動態模數試驗、永久變形試驗、水敏感性試驗等試驗結果比較並探討其抵抗變形行為及抗疲勞性能間之差異。
根據成效試驗結果顯示,細粒料A密級配瀝青混凝土有較低流度值,顯示其抵抗車轍能力佳,其穩定值及張力強度略高,表示抵抗破裂能力略高。
由動態模數主曲線的試驗結果得知在高溫低頻下,細粒料A密級配瀝青混凝土動態模數值,高於細粒料B密級配瀝青混凝土,表示在高溫下抵抗車轍能力佳。
在重覆荷重下永久變形試驗中,細粒料A密級配瀝青混凝土試體在達到相同應變4%下,所須花費的實際時間及簡化時間均較長,顯示有較高阻抗車轍變形的性能。
根據水敏感性結果顯示,細粒料A密級配瀝青混凝土試體於泡水狀態下有較高之間接張力強度比值。

根據三軸c、ψ測定試驗結果顯示,細粒料B密級配瀝青混凝土量得較高之c值,表示其抵抗破裂能力較大;但細粒料A密級配瀝青混凝土則擁有較高的ψ值,表示細粒料A密級配瀝青混凝土阻抗車轍變形能力較佳。
車轍輪跡試驗結果顯示,細粒料A密級配瀝青混凝土整體而言擁有較高的動穩定值。表示此級配抵抗車轍能力較佳。此與上述試驗相互驗證下,所預測趨勢一致。
綜合上述試驗顯示細粒料A密級配瀝青混凝土,因具有較大細粒料破碎面,在抵抗車撤或疲勞能力上,較優於細粒料B密級配瀝青混凝土。


摘要 I
表目錄 V
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
1-1研究背景 1
1-2研究目的 1
1-3研究範圍與架構 2
第二章文獻回顧 5
2-1國內目前密級配瀝青混凝土相關規範 5
2-1-1密級配瀝青混凝土粒料級配 5
2-1-2瀝青材料及粒料之試驗 6
2-2馬歇爾配合設計法 7
2-3細粒料破碎面(Fine Aggregate Angularity) 10
2-3-1 FAA測試法 11
2-4 動態模數(dynamic modulus)試驗 14
2-4-1 動態模數理論 14
2-4-2 動態模數主曲線分析 17
第三章 研究計畫與試驗方法 20
3-1研究流程 20
3-2 試驗材料 22
3-2-1 粒料 22
3-2-2瀝青膠泥 22
3-2-3礦物填充料 22
3-3粒料基本物性試驗 23
3-4瀝青基本物性試驗 24
3-4-1 瀝青膠泥黏滯度 24
3-4-2 瀝青膠泥試驗結果 26
3-5 工程會密級配瀝青混凝土配合設計 26
3-5-1粒料級配規範 26
3-5-2最佳瀝青含量之選定 28
3-6 成效實驗 32
3-6-1 馬歇爾穩定值及流度值試驗 32
3-6-2 滯留強度試驗 33
3-7動態模數試驗 34
3-7-1動態模數試體製作 34
3-7-2試驗步驟與方法 41
3-7-3動態模數之計算 45
3-8重覆荷重下永久變形試驗 45
3-8-1試驗步驟與方法 46
3-8-2 永久變形應變量之計算 48
3-9 水敏感性試驗 49
3-10 c、ψ值測定試驗 52
3-10-1試驗步驟與方法 52
3-10-2 c、ψ值測定試驗之計算 53
3-11車轍輪跡試驗 54
3-11-1 製作所需輪跡車轍試驗試體 55
3-11-2 試驗步驟與方法 56
3-11-3 輪跡車轍動穩定值之計算 57
第四章 試驗結果與討論 58
4-1成效試驗結果與分析 58
4-2動態模數試驗結果與分析 63
4-3重覆荷重下永久變形試驗結果與分析 72
4-4水敏感性試驗結果與分析 78
4-5三軸試驗c、ψ值測定之結果分析 81
4-6車轍輪跡試驗之結果分析 85
第五章 結論與建議 89
5-1結論 89
5-2建議 91
參考文獻 92









表目錄
表2-1 密級配瀝青混凝土粒料級配及瀝青含量表 5
表2-2 瀝青材料之試驗項目 6
表2-3 粒料之試驗項目 6
表3-1 骨材篩分析試驗結果 23
表3-2 粒料比重、吸水率試驗結果 23
表3-3 粒料其他物性試驗結果 24
表3-4 AC-20瀝青膠泥黏滯度試驗結果 24
表3-5 AC-20瀝青膠泥物性試驗結果 26
表3-6 工程會密級配瀝青混凝土規範19.0MM 27
表3-7細粒料A之密級配直徑4IN.引導試體高度與空系率之關係 38
表3-8細粒料B密級配直徑4IN.引導試體高度與空系率之關係 39
表3-9動態模數試驗所使用LVDT架構尺寸及精準度 42
表3-10動態模數試驗不同溫度使用之加載應力 43
表3-11動態模數試驗荷重頻率及次數 43
表4-1 成效試驗相關規範值 59
表4-2(A) 馬歇爾穩定值試驗結果(泡水養治30分鐘) 59
表4-2(B) 馬歇爾穩定值試驗結果(泡水養治24小時) 59
表4-3(A) 流度值試驗結果(養治30分鐘) 60
表4-3(B) 流度值試驗結果(養治24小時) 60
表4-4 滯留強度試驗結果 61
表4-5 粒料A密級配瀝青混凝土之動態模數試驗值 65
表4-6 細粒料B密級配瀝青混凝土之動態模數試驗值 67
表4-7不同細粒料破碎面之密級配動態模數主曲線之預測參數 69
表4-8兩種不同細粒料破碎面密級配瀝青混凝土試體達應變4%之時間 76
表4-9(A) 標準乾燥試體 79
表4-9(B) 泡水試體 79
表4-10 細粒料A及細粒料B之最適含油量 84
密級配瀝青混凝土C、Ψ值 84
表4-11 不同細粒料破碎面密級配瀝青混凝土車轍深度結果 85
表4-12 細粒料A及細粒料B密級配瀝青混凝土之動穩定值結果 88




圖目錄
圖1-1 研究架構圖 4
圖2-1 馬歇爾配合設計流程圖 9
圖2-2 細粒料破碎面的測試………………………………………………………..10
圖2-3 方法A…………………………………………………………………….......11
圖2-4 方法B………………………………………………………………………..12
圖2-5 方法C……………………………………………………………………..….12
圖2-6 Dynamic (Complex) Modulus Test…..…………………………………….. 16
圖2-7 時間溫度疊加示意圖(Kim等人,2003) 19
圖3-1 本研究試驗方法流程圖 21
圖3-2 溫度及動黏度關係圖求瀝青混凝土拌合與夯壓溫度 25
圖3-3工程會密級配瀝青混凝土選用粒料級配曲線19.0mm(3/4in.) 27
圖3-4馬歇爾配合設計瀝青混凝土含油量與空隙率係圖(19.0mm) 31
圖3-5超級鋪面旋轉揉壓機 31
圖3-6圓柱試體鑽心前後 36
圖3-7細粒料A密級配引導試體揉轉數與空隙間之關係 38
圖3-8細粒料B密級配引導試體揉轉數與空隙間之關係 39
圖3-9 MTS控制系統 42
圖3-10動態模數試驗流程圖 44
圖3-11試體架設量測永久變形之LVDT 47
圖3-12重覆荷重下永久變形試驗流程圖 47
圖3-13 水敏感性試驗流程圖………………………………………………………50
圖3-14利用MTS儀器進行間接張力驗…..………………………………………51
圖3-15 c、ψ值測定試驗流程圖 53
圖3-16 輪跡試驗儀 55
圖3-17 輪跡車轍試體滾壓跡與示意圖 55
圖3-18 輪跡車轍試驗流程圖 56
圖4-1 不同細粒料破碎面之密級配馬歇爾穩定值及養治時間比較圖 60
圖4-2 不同細粒料破碎面之密級配流度值及養治時間比較圖 61
圖4-3 不同細粒料破碎面之密級配滯留強度指數比值比較圖 61
圖4-4 荷重、位移與時間之關係曲線(25℃) 63
圖4-5(a) 細粒料A密級配瀝青混凝土之動態模數與加載時間(1/週期)關係圖....65
圖4-5(b) 細粒料A密級配瀝青混凝土之時間與溫度橫移因子關係圖 66
圖4-5(c) 細粒料A密級配瀝青混凝土之動態模數主曲線圖 66
圖4-6(a) 細粒料B密級配瀝青混凝土之動態模數與加載時間(1/週期)關係圖 67
圖4-6(b) 細粒料B密級配瀝青混凝土之時間與溫度橫移因子關係圖 68
圖4-6(c) 細粒料B密級配瀝青混凝土之動態模數主曲線圖 68
圖4-7細粒料A密級配之動態模數主曲線圖 70
圖4-8細粒料B密級配之動態模數主曲線圖 70
圖4-9 兩種不同細粒料密級配(細粒料A級細粒料B)之動態模數主曲線比較圖 71
圖4-10(a) 細粒料A密級配瀝青混凝土試體應變與時間關係圖 73
圖4-10(b) 細粒料A密級配瀝青混凝土試體應變與簡化時間關係圖 73
圖4-11(a) 細粒料B密級配瀝青混凝土試體應變與時間關係圖 74
圖4-11(b) 細粒料B密級配瀝青混凝土試體應變與簡化時間關圖…………...…..74
圖4-12 細粒料A及細粒料B密級配瀝青混凝土永久變形-簡化時間主曲線之影響圖 75
圖4-13 兩種不同細粒料破碎面密級配瀝青混凝土試體永久應變至4%所需時間主曲線比較圖 77
圖4-14 不同細粒料破碎面之破壞加載最大荷重比較圖………………………...…74
圖4-15 不同細粒料破碎面之間接張力強度指數比值比較圖……………………80
圖4-16 40℃下細粒料A密級配瀝青混凝土試體莫爾庫倫破壞包絡線圖 83
圖4-17 40℃下細粒料B密級配瀝青混凝土試體莫爾庫倫破壞包絡線圖 83
圖4-18 60℃下細粒料A密級配瀝青混凝土試體輪跡試驗車轍深度與時間關係圖 86
圖4-19 60℃下細粒料B密級配瀝青混凝土試體輪跡試驗車轍深度與時間關係圖 86
圖4-20 60℃下細粒料A及細粒料B密級配瀝青混凝土試體輪跡試驗車轍深度與
時間關係圖 87

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2.馬信宏 (2006),「以動態模數評估廢輪胎橡膠與傳統密級配瀝青混凝土之研究」,國立中興大學土木工程研究所碩士論文。
3.行政院公共工程委員會,「第02471章 瀝青混凝土之一般要求」,公共工程施工規範完整版。
4.陳世晃 (2003),「台灣鋪面(Taipave)配比設計法之初擬」,國立中央大學土木工程研究所博士論文。
5.林志棟 (1985),「瀝青混凝土配合設計及其原理」,科技出版社。
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7.蔡攀鱉 (1992),「瀝青混凝土」,三民書局。
8.王建勛 (2012),「探討超級鋪面級配之通過限制區與限制區底部之績效比較研究」,國立中興大學土木工程系研究所碩士論文。
9.曾懷谷 (2013),「多孔隙瀝青混凝土不同配合設計性質之比較」,國立中興大學土木工程系研究所碩士論文。
10.陳學璡 (2007),「以動態模數評估使用AC-30與廢輪胎橡膠瀝青於排水性瀝青混凝土之研究」,國立中興大學土木工程研究所碩士論文。
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