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研究生： 劉育志
Liu, Yu-Chih
論文名稱： 市區道路鋪設轉爐石瀝青混凝土之工程性質與績效
Engineering Properties and Performance of Asphalt Concrete Mixed with Basic Oxygen Furnace Slag Applied to Urban Roads
指導教授： 陳建旭
Chen, Ji-Sh
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 土木工程學系碩士在職專班
Department of Civil Engineering (on the job class)
論文出版年： 2014
畢業學年度： 102
語文別： 中文
論文頁數： 71
中文關鍵詞： 轉爐石石膠泥瀝青混凝土 、轉爐石密級配瀝青混凝土 、天然粒料密級配瀝青混凝土
外文關鍵詞： Basic Oxygen Furnace Slag Stone Mastic Asphalt (BOF- SMA), Basic Oxygen Furnace Slag Dense Graded Asphalt Concrete (BOF-DGAC), naturally aggregates Dense Graded Asphalt Concrete(NA-DGAC)
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    • 本研究為探討市區道路採用轉爐石(Basic Oxygen Furnace Slag， BOF)取代天然粒料，做為石膠泥(Stone Mastic Asphalt，SMA)及密級配(Dense Graded Asphalt Concrete，DGAC)瀝青混凝土面層，評估轉爐石密級配瀝青混凝土(BOF-DGAC)和石膠泥瀝青混凝土 (BOF-SMA)材料之工程性質及鋪面績效。本研究選擇於台南市中華南路二段及中華西路一段進行轉爐石添加於石膠泥瀝青混凝土(BOF- SMA)、密級配瀝青混凝土(BOF- DGAC)和天然粒料密級配瀝青混凝土(NA-DGAC)試鋪路段施工後轉爐石粒料瀝青混凝土之工程性質及長期績效。
    試驗結果顯示平坦度試驗以添加轉爐石瀝青混凝土路段優於天然粒料DGAC，尤以BOF- SMA績效最佳；車轍量試驗結果以BOF- SMA抗車轍能力最高；Clegg Hammer鋪面衝擊試驗呈現BOF-SMA和BOF- DGAC路面結構較佳；抗滑度試驗顯示天然粒料NA-DGAC平均BPN值有降低趨勢；壓實度試驗結果呈現，添加BOF瀝青混凝土鋪面壓實度高於NA-DGAC。綜合各項試驗結果分析顯示添加轉爐石可提升路面績效，以BOF-SMA路面績效最佳，其次為BOF- DGAC，最後為天然粒料NA-DGAC，長期路面績效尚需持續觀測。

    Basic Oxygen Furnace (BOF) slag was used in this study to replace the natural aggregates on Stone Mastic Asphalt (SMA) and Dense Graded Asphalt Concrete (DGAC). Evaluation of engineering properties and performance of asphalt concrete mixed with natural aggregate and BOF slag.
    Test results show a flat test to add a converter for sections over natural grains of stone asphalt concrete DGAC, especially BOF-SMA the highest-performing; the resistance rutting of BOF-SMA is optimum, the Clegg Hammer test results of BOF-SMA and BOF-DGAC are better, the average BPN value of NA-DGAC is decreasing, Degree of compaction test results, adding a BOF on asphalt concrete pavement compaction degree above the NA-DGAC. Comprehensive analysis of test results displays the Add converter stone can improve pavement performance, BOF-SMA best pavement performance, followed by the BOF-DGAC and conclude with natural aggregates DGAC, long-term pavement performance still needs sustained observation.

    目 錄 摘 要 I Abstract II 致 謝 III 目 錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 XI 第一章 緒 論 1-1 1.1 前言 1-1 1.2 研究動機 1-2 1.3 研究目的 1-2 1.4 研究範圍 1-2 第二章 文獻回顧 2-1 2.1 轉爐石簡介 2-1 2.1.1 轉爐石工程性質 2-1 2.1.2 轉爐石瀝青混凝土之定義及工程性質 2-3 2.1.3 轉爐石微觀材料特性及對環境影響 2-4 2.2 SMA簡介 2-4 2.3 SMA組成及特性 2-6 2.3.1 粗粒料特性 2-6 2.3.2 瀝青膠泥特性 2-7 2.3.3 填充料(石粉)特性 2-8 2.3.4 穩定劑(纖維材料)特性 2-8 2.4 轉爐石瀝青混凝土鋪面之效益 2-8 第三章 研究方法與步驟 3-1 3.1研究流程 3-1 3.2 研究方法 3-2 3.3研究位置 3-2 3.3.1試驗路段位置 3-2 3.4 鋪面評估 3-6 3.4.1平坦度試驗 3-6 3.4.2 抗滑度試驗 3-7 3.4.3車轍量試驗 3-8 3.4.4現地回彈模數試驗 3-9 3.4.5鋪面密度試驗 3-10 3.4.6鑽心試體外觀檢視與量測 3-11 3.4.7鋪面衝擊試驗 3-11 3.5交通量、交通荷重分析方法 3-12 3.6 粒料級配 3-13 3.6.1 配比設計結果 3-14 第四章 結果與討論 4-1 4.1 馬歇爾試驗值 4-1 4.1.1單位重 4-1 4.1.2空隙率 4-2 4.1.3粒料間孔隙率（ V.M.A.） 4-3 4.1.4瀝青填充率（V.F.A.） 4-4 4.1.5間接張力強度試驗 4-5 4.1.6回彈模數試驗 4-6 4.2瀝青混凝土鋪面現地測試績效評估 4-7 4.2.1耐久性評估－平坦度試驗結果 4-7 4.2.2耐久性評估－車轍量試驗結果 4-9 4.2.3耐久性評估－Clegg Hammer鋪面衝擊試驗結果 4-11 4.2.4安全性評估－抗滑度試驗結果 4-13 4.2.5耐久性評估－鋪面密度試驗結果 4-15 4.3交通流量與荷重對鋪面績效之影響 4-16 4.3.1平坦度與交通荷重關係 4-18 4.3.2車轍量與交通荷重關係 4-19 4.3.3抗滑度與交通荷重關係 4-20 4.3.4衝擊值與交通荷重關係 4-21 4.3.5壓實度與交通荷重關係 4-22 第五章 結論與建議 5-1 5.1 結論 5-1 5.2 建議 5-2 參考文獻 參-1 附錄一 口試委員提問與建議答覆 附錄一-1 圖目錄 圖2-1-1 SMA組織斷面照片 2-6 圖2-1-2 DGAC組織斷面照片 2-6 圖3-1-1 研究流程圖 3-1 圖3-2-1研究範圍示意圖 3-2 圖3-3-1現地鋪設位置與材料示意圖 3-4 圖3-3-2三種材料結構示意圖 3-5 圖3-4-1平坦度現地試驗過程 3-6 圖3-4-2英式擺錘試驗儀現地抗滑試驗過程 3-8 圖3-4-3 1.8公尺直規量測車轍量試驗過程 3-9 圖3-4-4密度儀檢測壓實度試驗過程 3-10 圖3-4-5 Clegg衝擊試驗機檢測鋪面強度試驗過程 3-11 圖4-1-1 BOF-SMA、BOF-DGAC及NA-DGAC之 單位重變化 4-1 圖4-1-2 BOF-SMA、BOF-DGAC及NA-DGAC之 孔隙率變化 4-3 圖4-1-3 BOF-SMA、BOF-DGAC及 NA-DGAC之V.M.A.值變化 4-4 圖4-1-4 BOF-SMA、BOF-DGAC及 NA-DGAC之V.F.A.值變化 4-5 圖4-1-5 BOF-SMA、BOF-DGAC及 NA-DGAC間接張力強度變化 4-6 圖4-1-6 BOF-SMA、BOF-DGAC及 NA-DGAC現地回彈模數變化 4-7 圖4-2-1試驗路段平坦度試驗結果 4-8 圖4-2-2施工前後平坦度標準差(σ)比較 4-9 圖4-2-3試驗路段車轍量試驗結果 4-10 圖4-2-4施工前後平均車轍量(mm)比較 4-10 圖4-2-5試驗路段衝擊值試驗結果 4-12 圖4-2-6施工前後平均衝擊值比較 4-12 圖4-2-7試驗路段抗滑值試驗結果 4-14 圖4-2-8施工前後平均抗滑值(BPN)比較 4-14 圖4-2-9試驗路段鋪面密度試驗結果 4-15 圖4-2-10施工前後平均密度(kg/cm3)比較 4-16 圖4-3-1平均每日交通量 4-17 圖4-3-2平均每日ESAL值 4-17 圖4-3-3完工後累計總ESAL值 4-18 圖4-3-4 IRI值與ESAL值的關係 4-19 圖4-3-5車轍值與ESAL值的關係 4-20 圖4-3-6抗滑值與ESAL值的關係 4-21 圖4-3-7衝擊值與ESAL值的關係 4-22 圖4-3-8壓實度與ESAL值的關係 4-23 表目錄 表3-5-1 單軸載重當量數之計算參數 3-12 表3-6-1 BOF-SMA性質 3-14 表3-6-2 BOF-DGAC性質 3-14 表3-6-3 NA-DGAC性質 3-15

    參考文獻
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