轉爐石裹漿應用於石膠泥瀝青混凝土鋪面可行性之研究

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研究生：	楊雨軒 Yu-syuan Yang
論文名稱：	轉爐石裹漿應用於石膠泥瀝青混凝土鋪面可行性之研究 Feasibility Study of the Stone Matrix Asphalt Concrete Pavement with the Precoating Basic Oxygen Furnace Slag
指導教授：	沈得縣 Der-Hsien Shen
口試委員:	劉明仁 Ming-Jen Liu 郭銘峰 Ming-Feng Kuo 黃兆龍 Chao-Lung Hwang
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：	2011
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	162
中文關鍵詞：	石膠泥瀝青混凝土、轉爐石、裹漿粒料、鋪面績效
外文關鍵詞：	Stone Matrix Asphalt, Basic Oxygen Furnace Slag, Precoating Aggregate, Pavement Performance
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本研究係採用純水泥漿及卜作嵐水泥漿包裹轉爐石（簡稱裹漿轉爐石或裹漿粒料）以探討裹漿轉爐石之粒料性質，並探討裹漿轉爐石應用於石膠泥瀝青混凝土鋪面之可行性。本研究第一階段探討轉爐石裹漿前後物化性之差異。第二階段將包裹不同裹漿材料之裹漿轉爐石逐步取代天然粗粒料進行粒料堆積設計並拌製成石膠泥瀝青混凝土(SMA)，然後進行力學性質、鋪面績效、音學性質及耐久性質等試驗，最後評估轉爐石裹漿應用於SMA之可行性。
研究結果顯示：在粒料性質方面；裹漿粒料物化性分析結果顯示，純水泥漿及卜作嵐水泥漿包裹轉爐石，能減少轉爐石之膨脹性而提升轉爐石各項粒料性質。在SMA性質方面；由力學性質、耐久性質及鋪面績效三方面試驗結果顯示，轉爐石裹漿應用於SMA鋪面具有可行性，且裹漿轉爐石各組SMA品質皆優於未裹漿轉爐石，其中以爐石粉水泥裹漿轉爐石拌製之SMA品質最佳。

In this research, the pure paste and the pozzolanic paste are used to coat the Basic Oxygen Furnace slag (briefed as “precoating basic oxygen furnace slag” or “precoating aggregate”) to study the aggregate property of the precoating basic oxygen furnace slag and the feasibility of applying precoating basic oxygen furnace slag on the Stone Matrix Asphalt (SMA). In this research, Stage 1 deals with the difference of the physical and chemical properties of Basic Oxygen Furnace slag before and after the precoating. In Stage 2, the precoating basic oxygen furnace slag from different precoating materials is employed to replace the natural stone step-by-step in order to carry out the aggregate packing for fabrication to SMA. As for the next step, the mechanical property, pavement performance, acoustic property and durability tests are followed. Finally, the feasibility of applying the precoating of Basic Oxygen Furnace slag is evaluated. The research result indicates the following: In respect of aggregate property, the physical and chemistry analysis result of the precoating aggregate indicates that the aggregate property of the Basic Oxygen Furnace slag can be enhanced by coating the Basic Oxygen Furnace slag with pure paste and pozzolanic paste. Furthermore, the evaluation result of the SMA mechanical property, durability and pavement performance also reveals that it is feasible to apply the Basic Oxygen Furnace slag precoating techniques on SMA and that the quality of SMA in each group of precoating basic oxygen furnace slag is superior to that which has not been precoated; in which case, the SMA mixed from the slag paste precoating basic oxygen furnace slag exhibits the highest quality.

論文摘要	I
ABSTRACT	II
致謝	III
目錄	IV
表目錄	VII
圖目錄	IX
第一章  緒論	1
1-1研究動機	1
1-2研究目的	2
1-3研究方法	3
第二章 文獻回顧	5
2-1 轉爐石材料性質	5
2-1.1轉爐石之生產	5
2-1.2 轉爐石之化學特性	7
2-1.3 轉爐石之物理性質	10
2-1.4 轉爐石之膨脹性	13
2-2 卜作嵐材料	15
2-3 粒料裹漿厚度之設計理論	23
2-4 石膠泥瀝青混凝土	30
2-4.1 SMA之發展	30
2-4.2 SMA之結構與特點	31
第三章 試驗材料與試驗計劃	35
3-1試驗計劃	35
3-1.1試驗參數	35
3-2 試驗材料	38
3-2.1 瀝青	38
3-2.2 水泥	38
3-2.3 拌合水	39
3-2.4 粒料與級配	39
3.2.4裹漿粒料配比設計	40
3.2.5裹漿粒料	41
3.2.6 粒料級配	43
3-3 改質瀝青物性試驗	43
3-3.1 針入度試驗	43
3-3.2 黏滯度試驗	44
3-3.3 軟化點試驗	44
3-3.4 薄膜加熱試驗	45
3-3.5 延展性試驗	46
3-3.6 比重試驗	47
3-4 水泥物性試驗	49
3-4.1 水泥比重試驗	49
3-4.2 水泥漿之凝結時間試驗	49
3-5 粒料物化性質試驗	50
3-5.1 比重及吸水率試驗	50
3-5.2 洛杉磯磨損試驗	50
3-5.3 扁長率試驗	51
3-5.4 健性試驗	51
3-5.5 膨脹性試驗	51
3-6 配比設計	53
3-6.1 粒料堆積試驗	53
3-6.2 網籃法垂流試驗	53
3-7 力學性質試驗	55
3-7.1 馬歇爾穩定值試驗	55
3-7.2 間接張力強度試驗	56
3-8 耐久性質試驗	57
3-8.1 浸水馬歇爾試驗	57
3-8.2  浸水剝脫試驗	59
3-8.3 加速老化試驗	60
3-9 鋪面績效試驗	61
3-9.1 Cantabria磨耗試驗	61
3-10 聲學特性測試	62
第四章試驗結果與討論	64
4-1改質瀝青物性分析	64
4-2粒料性質分析	66
4-2.1粗粒料之比重與吸水率	66
4-2.2水泥、飛灰及爐石粉比重	68
4-2.3洛杉磯磨損試驗	69
4-2.4硫酸鈉健性試驗	70
4-2.5扁長率試驗	71
4-2.6膨脹性試驗	72
4-3 石膠泥瀝青混凝土配合設計結果	73
4-3.1粒料堆積	73
4-3.2最佳瀝青含量	90
4-3.3粒料級配決定	105
4-4 力學性質分析	117
4-4.1 馬歇爾穩定值試驗結果	117
4-4.2 間接張力強度試驗結果	119
4-5耐久性質分析	122
4-5.1浸水馬歇爾試驗結果	122
4-5.2浸水剝脫試驗結果	124
4-5.3烘箱老化試驗結果	126
4-6鋪面績效分析	128
4-6.1 Cantabria磨耗試驗結果	128
4-7音學性質試驗結果	130
第五章 結論與建議	135
5-1結論	135
5.2建議	137
參考文獻	138

                                

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