成功大學博碩士論文系統

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	羅之陽 Lo, Chin-Yang
論文名稱：	骨材粒徑對排水瀝青混凝土成效之影響 Effects of Aggregate Sizes to the Performance of Porous Asphalt Concrete
指導教授：	蕭志銘 Shiau, Jih-Min
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：	68
中文關鍵詞：	骨材粒徑、標稱最大粒徑、排水性瀝青混凝土
外文關鍵詞：	aggregate sizes, nominal maximum aggregate sizes(NMAS), porous asphalt concrete
相關次數：	點閱：144 下載：1
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

　　排水性瀝青混凝土是一種透水性鋪面，採用大量的粗骨材，擁有15%-25%的孔隙率，因此能將路面的水分迅速排除，以維持路面的安全性，所以它有雨天抗滑、增加行車安全與降低水花飛濺等優點，常應用在多雨的地區。歐美各國早在半個世紀前已經開始使用，至今已有完善的規範，日本近年來也發展出自己的一套準則，台灣近年來有越來越多對排水性瀝青混凝土的研究，也訂出一套完整的規範，故未來應以如何更經濟的設計為目標。

　　本研究採用AC-20等級瀝青，配合9.5mm-NMAS（偏粗）、12.5mm-NMAS（偏粗）、12.5mm-NMAS（偏細）、12.5mm-NMAS（規範外）和19mm-NMAS（偏粗）共五種級配，利用NCAT配合設計法決定最佳瀝青含量，製作SGC試體，最後進行浸水剝脫試驗、間接張力試驗和車轍輪跡試驗，探討不同最大標稱粒徑級配的成效。

　　由試驗結果發現，9.5mm-NMAS之孔隙率與滲透係數在所有級配中是最低的，且在其他各項成效試驗也都表現最佳，此因9.5mm-NMAS之級配所採用之骨材粒徑相對其他二者明顯偏細，而12.5mm-NMAS（規範外）之級配在所有級配中是表現最差的，19mm-NMAS之級配有些試驗表現還優於12.5mm-NMAS（偏粗）的級配，有可能是因為19mm-NMAS是採用日本級配，細骨材比例有稍微多些的緣故。

　　綜合實驗結果可以得到以下結論，如果要使用偏粗的級配，提高排水效果，再搭配非改質瀝青，使用9.5mm-NMAS之級配加上適量的纖維是較為適合的，但也只限於交通量不高的路面；若要採用12.5mm-NMAS或19mm-NMAS之級配，必需要使用改質瀝青來增加強度。此外要讓纖維產生最大的功效，在拌合前要讓纖維平均分佈於骨材間，這樣對於維持整個試體的穩定有相當大的功效。

　Porous asphalt concrete is characterized by air void ranging from 15 to 25 percent,it allows surface water to drain through its strcture and then to flow laterally away from the pavement structure.The ability of porous asphyalt pavements to drain water quickly results in less water ponding on the pavement surface,thereby reducing hydroplaning,reducing vehicle pray,and providing improved skid resistance.

　Objectives of this research were to evaluate the use of porous mixes containing three different kinds of nominal maximum aggregate sizes（NMAS）and to determine the use of AC20 asphalt affecting the performance of porous asphalt mixes.Specimens were prepared at design asphalt binder content and evaluated for permeability,durability,stability,moisture resistance and the resistance to rutting.

　It was found that 9.5mm-NMAS mixtures had better performace than 12.5mm-NMAS and 19mm-NMAS mixtures.For the 12.5mm-NMAS mixtures,fine-graded mixtures had better performance than coarse-graded mixtures.The 12.5mm-NMAS Mixtures not in the specification had the worst performance.

目錄
摘要----------------------------------------------------------------I
誌謝--------------------------------------------------------------III
目錄---------------------------------------------------------------IV
表目錄------------------------------------------------------------VII
圖目錄-------------------------------------------------------------IX

第一章	緒論-------------------------------------------------------1
1.1 前言------------------------------------------------------------1
1.2 研究動機--------------------------------------------------------1
1.3 研究目的--------------------------------------------------------1
1.4 研究範圍--------------------------------------------------------2
第二章	文獻回顧---------------------------------------------------3
  2.1 標稱最大粒徑（Nominal Maximum Aggregate Size）----------------3
2.2 排水性瀝青混凝土之發展應用狀況----------------------------------3
  2.2.1 北美地區----------------------------------------------------3
  2.2.2 非北美地區(歐洲，非洲)--------------------------------------4
  2.2.3 歐洲與北美地區之排水性瀝青鋪面之比較-----------------------16
2.3 日本排水性瀝青混凝土配合設計方法-------------------------------16
2.4 美國FHWA排水性瀝青混凝土配合設計方法---------------------------17
2.5 美國NCAT排水性瀝青混凝土配合設計方法---------------------------19
2.6 文獻回顧總結---------------------------------------------------21
第三章	試驗材料及研究方法----------------------------------------22
3.1 研究流程-------------------------------------------------------22
3.2 試驗材料-------------------------------------------------------24
  3.2.1 骨材與級配-------------------------------------------------24
  3.2.2 黏結料-----------------------------------------------------25
  3.2.3 填充料-----------------------------------------------------25
  3.3.4 纖維材料---------------------------------------------------25
3.3 SGC試體製作方式------------------------------------------------26
3.4 瀝青材料基本物性試驗-------------------------------------------27
  3.4.1 針入度試驗-------------------------------------------------27
  3.4.2 軟化點試驗-------------------------------------------------27
  3.4.3 延展性試驗-------------------------------------------------27
  3.4.4 黏滯度試驗-------------------------------------------------27
  3.4.5 比重試驗---------------------------------------------------27
  3.4.6 閃火點試驗-------------------------------------------------27
3.5 粒料基本物性試驗-----------------------------------------------28
  3.5.1 洛杉磯磨損試驗---------------------------------------------28
  3.5.2 比重試驗---------------------------------------------------28
  3.5.3 健性試驗---------------------------------------------------28
  3.5.4 含沙當量試驗-----------------------------------------------28
3.6 排水性瀝青混凝土之成效試驗-------------------------------------28
  3.6.1 孔隙率-----------------------------------------------------28
  3.6.2 透水性試驗-------------------------------------------------30
  3.6.3 Cantabro磨耗試驗-------------------------------------------32
  3.6.4 浸水剝脫試驗-----------------------------------------------33
  3.6.5 車撤輪跡試驗-----------------------------------------------34
  3.6.6 間接張力試驗-----------------------------------------------36
3.7 瀝青混合料垂流試驗---------------------------------------------37
  3.7.1 目的-------------------------------------------------------37
  3.7.2 適用範圍---------------------------------------------------37
  3.7.3 儀器-------------------------------------------------------37
  3.7.4 試驗步驟---------------------------------------------------37
  3.7.5 計算-------------------------------------------------------37
第四章	試驗結果與分析--------------------------------------------40
4.1 材料物性試驗---------------------------------------------------40
  4.1.1 骨材物性試驗結果-------------------------------------------40
  4.1.2 瀝青物性試驗結果-------------------------------------------40
4.2 排水性瀝青混凝土配合設計結果-----------------------------------42
  4.2.1 骨材級配試驗結果-------------------------------------------42
  4.2.2 最佳瀝青含量試驗結果---------------------------------------43
  4.2.3 最佳瀝青含量之選定-----------------------------------------44
4.3 孔隙率試驗結果-------------------------------------------------44
  4.3.1 不同級配之連續孔隙率與全孔隙率-----------------------------45
4.4 透水試驗結果---------------------------------------------------47
  4.4.1 不同級配之滲透性係數比較-----------------------------------49
  4.4.2 滲透性係數與連續孔隙之關係---------------------------------49
4.5 磨耗試驗結果---------------------------------------------------50
  4.5.1 不同級配之磨耗損失率比較-----------------------------------50
4.6 垂流試驗結果---------------------------------------------------52
  4.6.1 不同級配之垂流比較-----------------------------------------52
4.7 浸水剝脫試驗結果-----------------------------------------------54
  4.7.1 不同級配間浸泡天數對間接張力之影響比較(依據ASTM)-----------57
  4.7.2 不同級配間浸泡天數對間接張力之影響比較(依據MT-63)----------57
4.8 車轍輪跡試驗試驗結果-------------------------------------------58
  4.8.1 不同級配車轍總變形量分析-----------------------------------59
  4.8.2 不同級配車轍變形率分析-------------------------------------60
  4.8.3 不同級配動態穩定值分析-------------------------------------61
  4.8.4 車轍試驗綜合分析-------------------------------------------62
4.9 成效結果比較---------------------------------------------------62

第五章	結論與建議------------------------------------------------64
5.1 結論-----------------------------------------------------------64
5.2 建議-----------------------------------------------------------66

參考文獻-----------------------------------------------------------67
自述---------------------------------------------------------------69

表目錄
表2-1 美國各州9.5mm-NMAS排水性瀝青混凝土級配規格------------------6
表2-2 9.5mm-NMAS之排水性瀝青混凝土級配規範-------------------------7
表2-3 美國各州9.5mm-NMAS排水性瀝青混凝土粒料性質品質要求----------8
表2-4 9.5mm-NMAS排水性瀝青混凝土之粒料性質品質要求-----------------9
表2-5 美國各州9.5mm-NMAS排水性瀝青混凝土之設計準則----------------10
表2-6 美國各州與日本對NMAS 12.5mm和 19mm排水瀝青混凝土級配規格----11
表2-7 美國各州對NMAS 12.5mm和 19mm排水瀝青混凝土之粒料性質品質要求-12
表2-8  美國各州對NMAS 12.5mm和 19mm排水瀝青混凝土之設計方式-------12
表2-9  非北美地區對排水瀝青混凝土設計之級配規格-------------------13
表2-10 非北美地區對排水瀝青混凝土之粒料性質品質要求---------------14
表2-11 非北美地區對排水瀝青混凝土之設計方式-----------------------14
表2-12 美國NCAT對纖維之建議規範-----------------------------------15
表2-13 粒料通過某篩號與累積通過百分率的關係-----------------------17
表2-14 FHWA 級配規範值(9.5mm)-------------------------------------18
表2-15 級配範圍規範值(12.5mm)-------------------------------------19
表2-16 NCAT建議最佳含油量選定之規範-------------------------------20
表2-17 美國NCAT對纖維之建議規範-----------------------------------20
表3-1 級配規範----------------------------------------------------24
表3-2 試驗所採用之級配--------------------------------------------24
表3-3 試驗水溫T℃與15℃水溫之μT/μ15℃之滲透性係數修正值-----------32
表3-4 試驗水溫T℃與20℃水溫之μT/μ20℃之滲透性係數修正值-----------32
表4-1 骨材物性試驗結果--------------------------------------------40
表4-2瀝青物性試驗結果---------------------------------------------41
表4-3 不同NMAS參考之級配規範--------------------------------------42
表4-4 試驗所採用之級配--------------------------------------------43
表4-5 NCAT建議最佳瀝青含量選定之規範-------------------------------43
表4-6 不同NMAS與瀝青含量之試驗結果--------------------------------44
表4-7 各級配之孔隙率----------------------------------------------45
表4-8 各級配之連續孔隙率與滲透性係數------------------------------47
表4-9 滲透性係數與連續孔隙率之變異數分析--------------------------49
表4-10 不同級配之磨耗損失率---------------------------------------50
表4-11 不同級配之垂流量-------------------------------------------52
表4-12 試體浸泡不同天數之間接張力試驗結果-------------------------54
表4-13 試體浸泡不同天數間間接張力損失率---------------------------54
表4-14 MT-63試驗之間接張力結果------------------------------------55
表4-15 不同級配之車轍深度-----------------------------------------58
表4-16不同級配之車轍總變形量--------------------------------------59
表4-17 不同級配之車轍變形率---------------------------------------60
表4-18 不同級配之動態穩定值---------------------------------------61
表4-19 各不同NMAS級配之成效比較-----------------------------------64

圖目錄
圖 3-1 研究流程---------------------------------------------------23
圖3-2 設計級配曲線圖----------------------------------------------25
圖3-3 石粉--------------------------------------------------------25
圖3-4 礦物纖維----------------------------------------------------26
圖3-5 旋轉式夯壓機------------------------------------------------26
圖3-6 室內透水試驗儀----------------------------------------------30
圖3-7 洛杉磯磨損試驗儀--------------------------------------------33
圖3-8 60℃恆溫水槽------------------------------------------------34
圖3-9 車轍試體壓製機----------------------------------------------34
圖3-10 輪跡試驗儀-------------------------------------------------35
圖3-11 馬歇爾試驗儀-----------------------------------------------36
圖3-12 網籃和濾紙-------------------------------------------------38
圖3-13 網籃示意圖-------------------------------------------------39
圖4-1  AC-20瀝青黏滯度與溫度關係曲線（決定拌和溫度）--------------41
圖4-2  AC-20瀝青黏滯度與溫度關係曲線（決定夯壓溫度）--------------42
圖4-3連續孔隙示意圖-----------------------------------------------45
圖4-4 各級配之連續孔隙率和全孔隙率--------------------------------46
圖4-5 各級配之滲透性係數關係圖------------------------------------48
圖4-6 滲透性係數與連續孔隙關係圖----------------------------------49
圖4-7 不同級配之磨耗損失率關係圖----------------------------------51
圖4-8 不同級配之垂流量關係圖--------------------------------------53
圖4-9試體浸泡不同天數之間接張力試驗結果關係圖---------------------54
圖4-10試體浸泡不同天數間間接張力損失率(%)關係圖-------------------55
圖4-11試體浸泡不同天數之間接張力試驗結果關係圖--------------------56
圖4-12 試體浸泡不同天數之TSR(%)關係圖-----------------------------56
圖4-13 車轍輪跡試驗結果-------------------------------------------58
圖4-14 不同級配與車轍總變形量關係圖-------------------------------59
圖4-15 不同級配之車轍變形率關係圖---------------------------------60
圖4-16 不同級配與動態穩定值關係圖---------------------------------61
                                    

1.Watson,D.E., Cooley,L. Allen,Jr. , Moore,K.A., and Williams,Kevin , “Refinement of New-Generation Open-Graded Friction Course Mix Design”, Transportation Research Record 1832 Paper No. 03-3704, pp.78-85,(2003).

2.Robinson, W.J., “Design And Performance Of Open Graded Friction Course Hot Mix Asphalt”, A Thesis Submitted to the Faculty of Mississippi State University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in Civil Engineering in the Department of Civil Engineering,Mississippi State, Mississippi , May 2005.

3.Varadhan,Arvind , “Evaluation Of Open-Graded And Bonded Friciton Course For Florida”, A Thesis Presented To The Graduate School Of The University Of Florida In Partial Fulfillment Of The Requirements For The Degree Of Master Of Florida, University Of Florida ,(2004).

4.Performance Survey on Open-Graded Friction Course Mixes, Chapter three NCHRP Synthesis 284.

5.Watson,D.E., Cooley,L.Allen,Jr. , Moore,K.A., and Williams,Kevin , “Laboratory Performance Testing of Open-Graded Friction Course Mictures”, Transportation Research Record : Journal of the Transportation Research Board, No. 1891,pp.40-47,(2004).

6.Mallick, R.B., Cooley,L. Allen, Jr. , Teto, M.R., Bradbury ,R.L., Peabody,Dale, “An Evaluation Of Factoers Affecting PerMeability Of Superpave Designed Pavements”, NCAT Report 03-02,June 2003.

7.林昶穆， “不同配合設計方法對排水瀝青混凝土成效之比較”，國立成功大學土木研究所碩士論文，台南，(2003)。

8.朱柏彥， “骨材級配對排水瀝青混凝土成效之影響”，國立成功大學土木研究所碩士論文，台南， (2003)。

9.葉宗瑋， “孔隙率對排水瀝青混凝土成效之比較”，國立成功大學土木研究所碩士論文，台南， (2005)。

10.日本道路協會，“排水性舖裝技術指針”，(1996)。

11.陳俊曄， “SHRP瀝青混凝土配合設計之應用研究”，國立成功大學研究所碩士論文，台南，(1995)。

12.Brandon,J.M., Jared,D.M., Wu, P.Y., and Geary, G.M., “Field and Laboratory Investigation of Permeable Asphalt Mixes on Georgia Highways”, Transportation Research Record 1891,pp.32-39,(2004).

13.Kandhal,P.S. and Cooley,L. Allen, Jr., “Coarse- Versus Fine-Graded Superpave Mixtures, Comparative Evaluation of Resistance to Rutting”, Transportation Research Record 1789 Paper No.02-2403,pp.216-223,(2003).

14.Mohammad Faghri, Martin H.S., Jeffery Cardin, Patrick Daly, Kyungwon Park, Chiharu Tanaka, Edudardo Goncalves, Department of Mechanical Enginnering &Applied Mechanics University of Rhode Island Kingston, RI 02881, USA, October 2002.

15.李金鴻，”粗骨材性質與夯壓溫度對排水性瀝青混凝土性質之研究”，國立成功大學土木研究所碩士論文，台南，(2001)。

16.王建偉，”添加纖維對排水性瀝青混凝土成效之影響”，國立成功大學土木研究所碩士論文，台南，(2003)。

17.蔡攀鰲， “瀝青混凝土”三民書局，台北，(1985)。

18.黃博仁， “排水性瀝青混合料鋪面試驗路段之成效評估”，國立中央大學土木研究所碩士論文，中壢，(2001)。

19.楊翔詠， “水侵害對不同級配種類瀝青混凝土的影響”，國立成功大學土木研究所碩士論文，台南，(2000)。

20.中華鋪面工程學會， “排水性瀝青混凝土鋪面特輯”。

21.Mallick, R.B. , Kandhal,P.S. , Cooley,L.Allen,Jr. , Watson, D.E., “Design, Construction, And Performance Of New-Generation Open-Graded Friction Course, NCAT Report No. 2000-01,(2003).

22.Roberts,F.L., Kandhal,P.S., Brown,E.R. , Lee,Dah-Yinn, Kennedy,T.W., “Hot Mix Asphalt Materials,Mixture Design, And Construction, Second Edition”, NAPA Education Foundation Lanham, Maryland,(1996).

23.Thomas Harman, John R.B., Francis Moutier, Gerald Huber, and Robert McGennis,” History and Future Challenges of Gyratory Compaction, 1939 to 2001”, Transportation Research Record 1789 Paper No.02-2512.

24.潘厚志，”VMA變化對於瀝青混凝土之影響”，國立成功大學土木研究所碩士論文，台南，(2004)。

校內：立即公開
校外：2006-01-19公開

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文