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研究生: 孫建哲
Chien-che Sun
論文名稱: 岩瀝青摻配技術及其應用於密級配瀝青混凝土鋪面之研究
Study of the Rock Asphalt Blending Technique and Its Application to Dense Grade Asphalt Concrete Pavement
指導教授: 沈得縣
Der-hsien Shen
口試委員: 黃兆龍
Chao-lung Hwang
郭銘峰
Ming-feng Kuo
沈得縣
Der-hsien Shen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 113
中文關鍵詞: 岩瀝青摻配技術密級配瀝青混凝土鋪面績效
外文關鍵詞: Rock Asphalt, Blending Technique, Dense Grade Asphalt Concrete, Pavement Performance
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  • 本研究除探討岩瀝青摻配技術外,並探討岩瀝青摻配技術應用於密級配瀝青混凝土鋪面(RDGAC)之可行性。本研究第一階段探討各種試驗材料之物理性質。第二階段探討岩瀝青摻配技術,包括岩瀝青膠泥改質石油瀝青(BMAM)、岩瀝青顆粒改質石油瀝青(BGAM),及岩瀝青顆粒取代部分天然粒料及基底瀝青混合料(BGAC),並針對各種摻配技術研發最佳配比。第三階段以天然粒料與改質瀝青Ⅲ型(MA3)拌製成傳統密級配瀝青混凝土(DGAC-MA3)作為控制組,以岩瀝青摻配技術拌製成各種含岩瀝青密級配瀝青混凝土(RDGAC)作為對照組,RDGAC包括BMAM、BGAM及BGAC等拌製之密級配瀝青混凝土。本研究中DGAC-MA3及RDGAC再藉由力學性質、耐久性質、鋪面績效及聲學特性等試驗結果進行比較,以評估各種岩瀝青摻配技術應用於密級配瀝青混凝土鋪面之可行性。
    研究結果顯示:在岩瀝青改質石油瀝青(BMAM及BGAM)方面;本研究以CNS 14184中改質瀝青Ⅲ型(MA3)之針入度規範作為評估基準,獲得BMAM之最佳配比為BMA15AC20t10T135,BGAM之最佳配比為BGA30AC20t30T160。在岩瀝青摻配技術應用於密級配瀝青混凝土方面;經由力學性質、耐久性質、鋪面績效及聲學特性等試驗結果得知,以 BMAM及BGAC拌製之含岩瀝青密級配瀝青混凝土(RDGAC-BMAM/BGAC)其品質較AC20拌製之密級配瀝青混凝土(DGAC-AC20)佳,且可以達到DGAC-MA3之水準。就整體而言,在岩瀝青摻配技術中以BMAM及BGAC應用於密級配瀝青混凝土之品質較佳,因此BMAM及BGAC應用於密級配瀝青混凝土鋪面具有可行性。


    In addition to studying rock asphalt blending technique, the study further explores efficacy of applying rock asphalt blending technique to dense grade asphalt pavement(RDGAC), Phase 1 of the study explores physical properties of various experimental materials. Phase 2 explores rock asphalt blending techniques, dividing into 3 parts, where, part 1 is rock asphalt mastic modified petroleum asphalt grout(BMAM), part 2 is rock asphalt grain modified petroleum asphalt grout(BGAM), and part 3 is using rock asphalt grain to replace part of natural particle materials and bituminous grout mixture(BGAC), and further develops optimal blending ratio design. Phase 3 uses traditional dense grade asphalt concrete that hot mixed with natural particle materials and modified asphalt model III(DGAC-MA3) as control group, and uses rock asphalt blending technique to mix various rock asphalt contained dense grade asphalt concrete (RDGAC) as matched group, where RDGAC includes BMAM, BGAM and BGAC. Further, comparisons are conducted with DGAC-MA3 and RDGAC through test results of mechanical property, durability property, pavement performance and acoustic characteristic, to assess efficacy of the rock asphalt blending technique and its application to dense grade asphalt concrete.
    The study results shown: On the part of rock asphalt modified petroleum asphalt grout(BMAM and BGAM), needle penetration of modified asphalt model III(MA-3) in CNS14184 is used as assessment basis, and the optimal blending ratios obtained for BMAM in the study is BMA15AC20t10T135, and for BGAM is BGA30AC20t30T160. On the part of rock asphalt blending technique applied to dense grade asphalt concrete, through test results of mechanical property, durability property, pavement performance and acoustic characteristic and comprehensive assessment, it is found that rock asphalt contained dense grade asphalt concrete blended by BMAM and BGAC(RDGAC-BMAM/BGAC) has better quality than that blended by AC20(DGAC-AC20), further, the dense grade asphalt concrete level of MA3 mixing(DGAC-MA3) can be reached. As a whole, rock asphalt grain modified petroleum asphalt grout dense grade asphalt(RDGAC-BGAM) is provided with poorer quality, and among rock asphalt blending techniques, BMAM and BGAC have more feasibility for applying to dense grade asphalt concrete pavement.

    論文摘要 I 英文摘要 II 誌 謝 III 目錄 IV 表目錄 VIII 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 2 1-4研究方法與流程 3 第二章 文獻回顧 5 2-1 岩瀝青材料基本性質 5 2-1.1岩瀝青之來源 5 2-1.2 岩瀝青之化學性質 6 2-1.3岩瀝青之物理性質 7 2-2 石油瀝青膠泥基本性質 8 2-2.1 石油瀝青膠泥之組成 8 2-2.2石油瀝青膠泥之物理性質 10 2-3改質石油瀝青膠泥 11 2-3.1石油瀝青膠泥之改質劑 12 2-3.2聚合物改質劑之改質機理 12 2-3.3改質瀝青膠泥製作方式 13 2-4密級配瀝青混凝土 14 2-4.1密級配瀝青混凝土之材料組成 14 2-4.2密級配瀝青混凝土之配合設計 14 2-5熱拌密級配瀝青混凝土鋪面 15 2-6改質時間及岩瀝青摻配量對於岩瀝青改質瀝青之影響 17 第三章 試驗材料與試驗計畫 18 3-1試驗計畫 18 3-2 試驗材料 20 3-3 試驗組別配置 22 3-4 試驗材料物性試驗計畫 25 3-4.1瀝青材料物性試驗 25 3-4.2 岩瀝青物性試驗 32 3-4.3 粒料基本物性試驗 32 3-5 岩瀝青摻配技術探討 40 3-6 岩瀝青改質瀝青膠泥配比設計 41 3-6.1 岩瀝青改質瀝青最佳配比設計之決定 41 3-7岩瀝青顆粒取代部分天然粒料及基底瀝青混合料(BGAC) 42 3-8瀝青混凝土配合設計 43 3-8.1 傳統瀝青混凝土 43 3-8.1.1材料選擇及規定 43 3-8.2 含岩瀝青瀝青混凝土 44 3-8.2.1材料選擇及規定 44 3-8.3 密級配瀝青混凝土(DGAC)配合設計 44 3-9 力學性質試驗 48 3-9.1 馬歇爾穩定值試驗 48 3-9.2 間接張力強度試驗 49 3-10 鋪面績效試驗 52 3-10.1 Cantabria磨耗試驗 53 3-10.2 車轍輪跡試驗 54 3-11 耐久性質試驗 57 3-11.1 烘箱加速老化試驗 57 3-11.2 浸水馬歇爾試驗 58 3-12 聲學特性測試(雙麥克風法) 60 3-13岩瀝青摻配技術之評選 64 第四章 試驗結果分析與討論 65 4-1瀝青材料物性分析 65 4-1.1 改質瀝青Ⅲ型物性試驗結果 65 4-1.2 AC20物性試驗結果 68 4-1.3岩瀝青物性試驗結果 70 4-2粒料物性分析 70 4-3 岩瀝青改質瀝青配比設計 73 4-3.1 岩瀝青膠泥改質瀝青(BMAM)最佳配比設計 74 4-3.2岩瀝青顆粒改質瀝青(BGAM)最佳配比設計 77 4-4岩瀝青顆粒取代部分天然粒料及基底瀝青混合料(BGAC) 80 4-5瀝青混凝土配合設計結果分析 81 4-5.1 傳統密級配瀝青混凝土(DGAC)配合設計 81 4-5.2 含岩瀝青密級配瀝青混凝土(RDGAC)配合設計 83 4-6 力學性質試驗結果分析 88 4-6.1 馬歇爾穩定值試驗 88 4-6.2 間接張力強度試驗 90 4-7 鋪面績效試驗結果分析 92 4-7.1 Cantabria磨耗試驗 92 4-7.2車轍輪跡試驗 94 4-8耐久性質試驗結果分析 97 4-8.1烘箱加速老化試驗 97 4-8.2浸水馬歇爾試驗 100 4-9聲學特性試驗結果分析 102 4-10岩瀝青摻配技術評比結果 103 第五章 結論與建議 105 5-1結論 105 5-2建議 109 參考文獻 110

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