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研究生: 陳勇全
Chen, Yung-Chuan
論文名稱: 密級配瀝青混凝土添加改質水庫淤泥之工程性質評估
Effect of OMRS Additive on the Engineering Properties of Dense-Grade Asphalt Concrete
指導教授: 蕭志銘
Shiau, Jhih-Ming
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 95
中文關鍵詞: 密級配瀝青混凝土改質水庫淤泥抗水侵害
外文關鍵詞: Dense-Grade Asphalt Concrete, Moisture Damage, Organo-Modified Reservoir Sludge
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  • 水庫淤泥堆積是近年來台灣不斷在討論的議題,由於淤泥堆積,使得水庫蓄水量降低,勢必影響到農業、工業、民生的用水量,近年政府已進行水庫清淤,清除的淤泥處置成了另一項環境問題。近年國內學者研發將水庫淤泥進行改質之技術,所得之改質淤泥粉具有防水功用,再將改質水庫淤泥製成防水建材如防水粉、防水漆等,此項技術把水庫淤泥做再生利用,俾利解決水庫淤積,以及清淤後淤泥處置問題,提升營建業之附加價值。
    本研究欲藉由改質水庫淤泥防水之特性,添加於瀝青鋪面中,來提升抗水侵害能力。試驗設計採用密級配瀝青混凝土,骨材級配符合ASTM D3515之規範,並先將原始瀝青黏結料與通過 No. 200篩改質淤泥填充料作拌合之方式,來調製出0%、5%、10%、20%、N10%(本段之比例為改質淤泥添加量於拌合瀝青漿體中之重量百分比,N10%為添加未改質水庫淤泥者)五種拌合瀝青漿體,再以這五種瀝青漿體製作馬歇爾試體,進行各項瀝青混凝土工程性質試驗,評估改質水庫淤泥添加於瀝青鋪面之可行性,並比較添加量不同之影響,以及改質水庫淤泥及未改質水庫淤泥在等量添加條件下,觀察兩者於試驗成效之差異。
    綜合試驗結果,先將改質水庫淤泥與瀝青拌合,添加量越多使瀝青漿體工作性降低,漿體包裹骨材不易且不均勻,粒料間黏結力下降,進而影響到各項試驗結果表現。添加改質水庫淤泥後,馬歇爾穩定值略微提升,流度值則隨著添加量增加而下降,回彈模數則是隨著添加量增加而上升,Cantabro磨耗率也因添加量增加而上升。在不同水侵害天數殘餘強度試驗中,可看出改質水庫淤泥添加後提升抗水侵害能力。車轍輪跡試驗於改質水庫淤泥添加後成效表現較不理想,抗車轍能力下降。改質水庫淤泥添加量控制在5%~10%則會收到較佳的抗水侵害效果,又不至於使各項試驗成效下降。改質水庫淤泥確實比未改質者更能於瀝青鋪面中提升抗水侵害能力。

    The reservoir sludge is modified to use in the building materials. The modified reservoir sludge is called OMRS (Organo-Modified Reservoir Sludge) which won’t mix with water. And OMRS is used to make waterproof building materials. The OMRS was added to asphalt concrete in this study to examine the ability of water resistance of the asphalt concrete. Results show that the more OMRS additive in the asphalt, the workability of asphalt mastic would become worse than the original asphalt mastic. The workability decreasing would affect the engineering properties of asphalt concrete. Some engineering properties decrease for asphalt concrete with OMRS additive. But for TSR value, the asphalt concrete with OMRS is better than the original asphalt concrete. It may be helpful to protect asphalt concrete from stripping. In conclusion, the amount of OMRS additive in the mixed asphalt mastic should be controlled between 5% and 10%. Therefore the engineering properties of asphalt concrete won’t be decreased too much and still increase the performance of water resistance.

    摘要 I 誌謝 IV 目錄 V 表目錄 IX 圖目錄 XI 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 3 第二章 文獻回顧 4 2.1 瀝青混凝土基本性質及種類 4 2.1.1 密級配瀝青混凝土 5 2.1.2 開放級配瀝青混凝土 5 2.1.3 SMA瀝青混凝土 5 2.1.4 多孔性瀝青混凝土 6 2.2 密級配骨材級配 7 2.2.1 IVc、IVb密級配 8 2.2.2 ASTM D3515密級配 10 2.3 填充料 11 2.4 水庫淤泥改質 12 2.4.1 蒙脫土相關結構及特性 12 2.4.2 高分子及奈米黏土概念 15 2.4.3 奈米改質黏土之分散 18 2.5 馬歇爾配合設計法 20 2.6 瀝青混凝土鋪面破壞之形式 22 第三章 試驗材料與研究方法 27 3.1 研究流程 27 3.2 試驗材料 29 3.2.1 瀝青黏結料 29 3.2.2 骨材級配 30 3.2.3 填充料 31 3.3 改質與未改質水庫淤泥 31 3.4 瀝青材料基本物性試驗 32 3.4.1 針入度試驗 32 3.4.2 延展性試驗 32 3.4.3 軟化點試驗 33 3.4.4 閃火點試驗 33 3.4.5 黏滯度試驗 33 3.4.6 三氯乙烯溶解度試驗 34 3.4.7 比重試驗 34 3.5 粒料基本物性試驗 35 3.5.1 比重試驗 35 3.5.2 健性試驗 35 3.5.3 洛杉磯磨損試驗 36 3.5.4 含砂當量試驗 36 3.6 拌合機制建立 37 3.7 馬歇爾配合設計 41 3.7.1 馬歇爾配合設計特性 41 3.7.2 馬歇爾配合設計步驟 42 3.8 瀝青混凝土成效試驗 46 3.8.1 馬歇爾穩定值、流度值試驗 46 3.8.2 間接張力試驗 48 3.8.3 不同天數殘餘強度試驗 49 3.8.4 回彈模數試驗 50 3.8.5 Cantabro磨耗試驗 51 3.8.6 車轍輪跡試驗 52 第四章 試驗結果與分析 55 4.1 材料基本物性試驗 55 4.1.1 骨材物性試驗結果 55 4.1.2 瀝青物性試驗結果 57 4.2 馬歇爾配合設計之結果 59 4.3 瀝青漿體黏滯度試驗結果 60 4.4 馬歇爾穩定值及流度值試驗結果 62 4.4.1 馬歇爾穩定值 62 4.4.2 馬歇爾流度值 64 4.5 間接張力試驗結果 66 4.6 不同天數之殘於強度比值(TSR)試驗結果 68 4.6.1 添加不同比例改質淤泥瀝青混凝土之TSR值比較 68 4.6.2 未改質淤泥與改質淤泥瀝青混凝土之TSR值比較 70 4.6.3 不同水侵害天數間接張力值比較 72 4.7 Cantabro磨耗試驗結果 74 4.8 回彈模數試驗結果 77 4.9 車轍輪跡試驗結果 79 4.9.1 一般車轍輪跡試驗結果 80 4.9.2 水侵害七天後車轍輪跡試驗結果 82 4.10 各項成效試驗結果討論 84 第五章 結論與建議 87 5.1 結論 87 5.2 建議 91 參考文獻 92

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