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研究生：	黃建中 Huang, Chien-Chung
論文名稱：	探討黏層於瀝青混凝土界面之力學性質 Mechanical Properties of Tack Coat on Asphalt Concrete Interfaces
指導教授：	陳建旭 CHEN, JIAN-SHIUH
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：	2006
畢業學年度：	94
語文別：	中文
論文頁數：	123
中文關鍵詞：	破乳時間、黏層、界面剪力強度、界面黏結力
外文關鍵詞：	cohesion, shear strength, tack coat, breaking time
相關次數：	點閱：144 下載：9
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國內道路新建工程已逐年減少，使得現有道路系統之鋪面維修問題已成為道路維修單位最重要的課題，黏層材料一般使用於瀝青混凝土鋪面新工或養護工程中，應用乳化或油溶瀝青來加強已鋪築面層與加鋪層之間的黏結，使得鋪面成為一個整體的系統來抵抗交通與環境載重，不足的黏結會導致舖面層的滑動或完全的分離，並產生大量的裂縫、剝離與坑洞，因而損害鋪面結構的功能。台灣目前在相關的黏層施工規範中，對於經常使用的黏層材料皆未建議最佳的噴灑量與養護時間，尤其未詳細定義黏層材料之破乳時間（Breaking Time），對於不同加鋪層類型亦沒有建議或限制使用何種類型之黏層材料，因此探討黏層材料的類型、噴灑量、養護時間與溫度對不同類型鋪面之界面剪力強度的影響是有其必要性。
本研究選擇CRS-1、橡膠乳化瀝青作為黏層材料，利用岩力試驗之直接剪力試驗儀來探討黏層噴灑量（0、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5 L/m2）、黏層養護時間（0、0.33、0.75、2.0 hr）、級配類型（IVc、PA與SMA級配）、黏層試體養護時間（1、14、28 天）、試驗溫度（25、50℃）與四種正向力（138、276、414、552 kPa）對瀝青混凝土界面剪力強度之影響，同時量測鋪面表面平均紋理深度(Mean Texture Depth，MTD)及計算瀝青薄膜厚度(Asphalt Film Thickness)來評估不同級配對界面剪力強度之影響。
利用黏層材料之破乳比率公式能更合理定義黏層材料CRS-1與橡膠乳化瀝青在25℃且噴灑量為0.35 L/m2之破乳時間約為0.75小時；透過黏層材料的黏度發展亦可定義黏層材料之破乳時間，試驗結果顯示噴灑量為0.35 L/m2之CRS-1與橡膠乳化瀝青於25℃養護達0.75小時後，其黏度已呈穩定狀況，因此其破乳時間可視為0.75小時。於25℃最佳黏層噴灑量試驗之結果顯示噴灑黏層沒有顯著提升剪力強度；試驗溫度為50℃時，其剪力強度受黏層噴灑量多寡的影響不大。
在黏層養護時間之試驗中，發現剪力強度確實是受黏層養護時間的影響，因此透過黏層材料之破乳比率或黏度發展來量化黏層破乳時間是有其必要性。透過Mohr-Coulomb破壞法則，可知界面黏結力受黏層試體級配的影響相當大，不同黏層試體之黏結力大小為IVc-IVc級配＞PA-IVc級配＞PA-SMA級配，試驗結果亦顯示噴灑黏層有顯著降低PA-SMA級配之黏結力。在不同試驗溫度中，發現溫度變化對瀝青混凝土界面剪力強度或黏結力皆有顯著的影響，低溫時有較高的剪力強度及黏結力；由試驗結果亦發現PA-SMA級配之剪力強度受溫度變化影響最小。以CRS-1作為黏層材料時，其剪力強度有隨著黏層試體養護時間增加而有升高的趨勢，以鋪面長期績效來看，噴灑黏層似乎有助於瀝青混凝土界面剪力強度的增加。

Tack coat is often used in the engineering project of new construction and maintenance of asphalt concrete pavement. At present, the relative construction norm of tack coat in Taiwan have neither detailed definition on the breaking time of tack coat material, nor does suggest or restrict to use what kind of tack coat material for different overlay type. Therefore, it’s necessary to explore the influence of the type, application rates, curing time of tack coat material and test temperature on the shear strength of interface of pavement. This research choose CRS-1, emulsified asphalt of rubber to be tack coat material and use the direction shear testing apparatus of rock mechanics test to explore the influence of tack coat on shear strength of interface of asphalt concrete.
The result of this study shows that shear strength of interface is influenced by curing time of tack coat indeed. It can quantize the breaking time of tack coat reasonably through the ratio of breaking time or viscousness development of tack coat material. According to destroy criterion of Mohr-Coulomb, we know that the influence of cohesion of interface by specimen gradation of tack coat is quite great. The degree of cohesion of interface among different specimen of tack coat would be：IVc-IVc gradation＞PA-IVc gradation＞PA-SMA gradation. We find that there are notable influence of the change of temperature on shear strength and cohesion of interface of asphalt concrete. There are higher shear strength and cohesion in low temperature. We also find that change of temperature had least influence on the shear strength of PA-SMA gradation through the result of test. With the increase of curing time of specimen of tack coat, the shear strength have trend of increase when CRS-1 is regarded as tack coat material. In view of the long-term performance of pavement, tack coat seems to be helpful to increase the shear strength of interface of asphalt concrete.

摘要	                                                              I
Abstract	                                                             III
誌謝	                                                              V
目錄	                                                             VII
表目錄	                                                             XII
圖目錄	                                                             XIV
	
第一章  緒論	                                                    1-1
1 前言	                                                             1-1
2 研究動機	                                                    1-4
3 研究目的	                                                    1-5
4 研究範圍	                                                    1-5
	
第二章 文獻回顧	                                                    2-1
1 概述                                                              2-1
1.1乳化瀝青	                                                    2-2
1.2油溶瀝青	                                                    2-2
2 黏層定義	                                                    2-3
2.1 黏層材料	                                                    2-3
2.2 黏層施工	                                                    2-5
3 國外黏層規範	                                                    2-7
4 瀝青質流性質	                                                    2-8
5 柔性鋪面之溫度分佈模式	                                           2-9
6 界面模式	                                                    2-11
7 Mohr-Coulomb 破壞準則	                                           2-13
8 黏層研究結果比較	                                           2-14
	
第三章  研究計畫	                                                    3-1
1 研究方法	                                                    3-1
2 研究流程	                                                    3-4
3 試驗材料	                                                    3-5
3.1 瀝青膠泥與黏層材料	                                           3-5
3.2 粒料與級配	                                                    3-5
3.3 填充料	                                                    3-6
3.4 瀝青混凝土試體	                                           3-6
4 粒料基本物性試驗	                                           3-6
4.1 比重及吸水率試驗	                                           3-7
4.2 洛杉磯磨損試驗	                                           3-7
5 瀝青膠泥與黏層材料之物性試驗	                                  3-7
5.1 針入度試驗                     	                         3-7
5.2 黏度試驗	                                                    3-7
5.3 延展性試驗	                                                    3-8
5.4 溶解度試驗                                             	      3-8
5.5 塞勃爾特黏度試驗                                              3-8
5.6 荷電試驗                                                      3-9
5.7 乳化瀝青蒸發殘渣量試驗                                        3-9
5.8 動剪流變儀                                                    3-9
6 瀝青混凝土試驗	                                                    3-10
6.1 直接剪力試驗                                                  3-10
6.2 量測表面紋理深度(鋪砂法)                                      3-13
	
第四章  試驗結果分析與討論	                                           4-1
1 瀝青混凝土配合設計結果	                                           4-1
1.1 瀝青黏結料與黏層材料之物性試驗	                         4-1
1.2 瀝青混凝土配合設計	                                           4-1
2 黏層材料之破乳時間(Breaking Time)	                         4-3
2.1 黏層材料之破乳比率	                                           4-3
2.2 黏層材料之黏度試驗	                                           4-5
3 DSR試驗結果	                                                    4-6
3.1 黏層材料之流變參數G*	                                  4-7
3.2 黏層材料之流變參數tanδ	                              4-13
4 直接剪力試驗	                                                    4-18
4.1 最佳的黏層噴灑量	                                           4-18
4.2 瀝青混凝土之界面分析	                                  4-22
4.3 黏層養護時間之影響	                                           4-31
4.4 利用c、ψ模擬瀝青混凝土之界面模式	                         4-34
4.5 溫度變化的影響	                                           4-38
4.6 黏層試體養護的影響	                                           4-44
4.7 剪力強度統計分析結果	                                  4-46
	
第五章  結論與建議	                                                    5-1
1 結論	                                                             5-1
2 建議	                                                             5-3
		
參考文獻	                                                             參-1
附錄	                                                             附-1
自述	
                                    

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校內：2009-08-10公開
校外：2009-08-10公開

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