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研究生: 蔡純宓
CHUN-MI TSAI
論文名稱: 轉爐石裹漿技術及其應用於多孔隙水泥瀝青混凝土鋪面之研究
Performance Study of the Porous Cement Asphalt Concrete Pavement with the Precoating Basic Oxygen Furnace Slag
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
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: 167
中文關鍵詞: 轉爐石裹漿粒料水泥瀝青膠漿水泥瀝青混凝土多孔隙水泥瀝青混凝土
外文關鍵詞: PCAC pavement performance
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  • 本研究係採用爐石粉水泥漿包裹轉爐石(簡稱裹漿粒料),探討裹漿粒料之粒料性質及轉爐石裹漿應用於多孔隙水泥瀝青混凝土鋪面之可行性。研究時分四階段進行探討,第一階段探討轉爐石與裹漿粒料性質之差異,以評估轉爐石裹漿對粒料特性之影響。第二階段探討改質瀝青Ⅲ型之物理性質及水泥瀝青膠漿之配比與物理性質。第三階段將裹漿粒料分別以25%、50%、75%取代天然粗粒料,以改質瀝青Ⅲ型熱拌傳統多孔隙瀝青混凝土作為控制組,並以水泥瀝青膠漿冷拌多孔隙水泥瀝青混凝土作為對照組。第四階段針對熱拌傳統多孔隙瀝青混凝土與冷拌多孔隙水泥瀝青混凝土進行力學性質、鋪面績效 、耐久性質及聲學特性等各項試驗,並將各項試驗結果加以比較以評估裹漿粒料應用於多孔隙水泥瀝青混凝土鋪面之可行性。
    研究結果顯示:在裹漿粒料性質方面,因轉爐石含有未反應完全之游離石灰,故吸水後會有體積膨脹現象發生,轉爐石裹漿後可杜絕水氣滲入,而抑制轉爐石體積膨脹及改善轉爐石之物理性質。在水泥瀝青膠漿方面,本研究採用水泥瀝青膠漿配比為C/A=1.1,FSP=5%,及乳化瀝青殘渣含量為60%,此配比之W/C為0.41趨近水泥漿完全水化所需之W/C=0.42,經試驗結果顯示水泥瀝青膠漿坍流度可達32cm,28天強度可達到89kgf/cm2。
    在裹漿粒料應用於多孔隙水泥瀝青混凝土方面,綜合各項試驗結果顯示雖然PCAC組各項品質大多優於PAC組,但PCAC組磨耗率皆超出規範規定,PCAC組在滯留強度指數方面於裹漿粒料取代天然粒料75%時低於規範規定,故本研究採用裹漿粒料取代天然粗粒料50%進行7、14、28天齡期試驗,試驗結果顯示力學性質、鋪面績效 、耐久性質及聲學特性等皆優於PAC組,但須留意磨耗率偏高。


    This study used slag powder mixing cement into paste and pre-coating basic oxygen furnace slag became to aggregate. This study estimated the feasibility of SPB use in porous cement asphalt concrete pavement and investigating the aggregate characteristic of starched aggregates.
    This Research using Type-Ⅲ modified asphalt making specimens as a bonding material and then following four stages to judge experiment result. The first stage, estimating differences of properties between BOFS and starched aggregates, for assess effects of aggregate characteristic after BOFS being starched. The 2nd stage, investigating Type-Ⅲ modified asphalt physical character and the proportioning and physical properties of cement asphalt paste. The 3rd stage, starched aggregate respectively, 25%, 50% and 75% to replace coarse aggregates and mixed with Type-Ⅲ modified asphalt being into conventional porous hot-mix asphalt concrete as a control group, and using cement asphalt paste mixed porous cement-asphalt concrete as a comparison group. The 4th stage, processing among of experiments contented with asphalt concrete mechanical properties of porous cement, Pavement performance, durability performance, acoustic characteristics of the test about with both traditional hot mixing porous asphalt concrete and cold mixing porous cement asphalt concrete, and compare the results to assess the feasibility of the starched aggregates used into porous cement asphalt concrete pavement.
    Research results show that in starched aggregates properties from BOFS containing unreacted completely free lime, so after water absorption expansion will happen, by being aggregates starched sealed, prevent moisture infiltration, can inhibit BOFS possibilities of future expansion and improvement of converter in BOFS's surface physical properties.
    In terms of cement asphalt paste, this study uses of cement asphalt paste ratio of C/A=1.1, FSP=5% and asphalt emulsion residue 60%, whose W/C =0.41 reaching cement required for complete hydration of W/C=0.42, Test results of cement asphalt paste slump flow value of up to 32cm, 28day strength can reach 89kgf/cm2, so use this ratio as the selection of cement asphalt paste Proportioning.
    Starched aggregate application about porous asphalt concrete cement, Comprehensive test results show that although the PCAC groups the test results are better than PAC groups, PCAC group, the attrition rate is out of specification,PCAC group in terms of resilient strength indices in starched aggregates replace natural aggregates 75% below specifications. So starched aggregate is used to replace the natural coarse aggregate 50% processed testing with 7, 14, and 28 days ages. Test result shows the mechanical properties, pavement performance, durability performance and acoustic characteristics are better than the PAC group but should beware of high attrition rates.

    論 文 摘 要 I ABSTRACT III 誌 謝 V 目錄 VI 表目錄 XII 圖目錄 XVI 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爐石之種類與來源 5 2.1.1 高爐石 5 2.1.2 轉爐石與電爐石 6 2.2轉爐石性質概述 9 2.2.1 轉爐石特性 9 2.2.2 物理性質 9 2.2.3 化學性質 11 2.3 國內外轉爐石應用概況 14 2.3.1 國外概況 14 2.3.2 國內概況 15 2.4粒料裹漿 19 2.5水泥瀝青膠漿 21 2.5.1水泥瀝青膠漿之材料特性 21 2.5.2水泥瀝青膠漿之配比特性 23 2.6 多孔隙瀝青混凝土 24 2.6.1 組成材料 25 2.6.2 粒料 26 2.6.3 配比設計 27 第三章 試驗材料與試驗計畫 31 3.1 試驗計畫 31 3.1.1 試驗參數 31 3.1.2 試驗組別 32 3.2 試驗材料 34 3.2.1 黏結料 34 3.2.2 裹漿材料 35 3.2.3 粒料 38 3.2.4 裹漿粒料配比設計 38 3.2.5 裹漿粒料 40 3.2.6 粒料級配 41 3.3 改質瀝青Ⅲ型物性試驗 42 3.3.1 針入度試驗 42 3.3.2 軟化點試驗 43 3.3.3 比重試驗 43 3.3.4 薄膜加熱試驗 44 3.3.5 黏滯度試驗 44 3.3.6 延展性試驗 45 3.4 水泥瀝青膠漿物性試驗 49 3.4.1 坍流度試驗 49 3.4.2 強度試驗 49 3.5 粒料基本物性試驗 50 3.5.1 粗細粒料比重及吸水率試驗 50 3.5.2 洛杉磯磨損試驗 51 3.5.3 粗細料健性試驗 52 3.5.4 粗細粒料扁長率試驗 53 3.5.5 浸水膨脹試驗 56 3.6 多孔隙瀝青混凝土配合設計 57 3.7 力學性質試驗 62 3.7.1馬歇爾穩定值試驗 63 3.7.2直接剪力強度試驗 64 3.7.3間接張力試驗 65 3.8 耐久性試驗 68 3.8.1 浸水馬歇爾試驗 68 3.8.2 凍融循環試驗 70 3.8.3 烘箱老化試驗 72 3.9 鋪面績效試驗 74 3.9.1 透水機能試驗 74 3.9.2 Cantabria試驗 77 3.10 音學性質試驗(雙麥克風法) 80 第四章 試驗結果分析與討論 84 4.1裹漿粒料之生產 84 4.2 粒料性質分析 85 4.2.1 粒料比重試驗 86 4.2.2 粒料吸水率試驗 86 4.2.3 水泥及爐石粉比重 87 4.2.4 洛杉磯磨損率試驗 87 4.2.5 粒料健性試驗 88 4.2.6 扁長率試驗 89 4.2.7 膨脹性試驗 90 4.3 黏結料性質及含量 90 4.3.1 改質瀝青Ⅲ型物性試驗 92 4.3.2 水泥瀝青膠漿生產 94 4.4多孔隙瀝青混凝土配合設計 98 4.4.1粒料級配 98 4.4.2 暫定瀝青含量 106 4.4.3 級配之決定 111 4.5多孔隙水泥瀝青混凝土 116 4.5.1多孔隙水泥瀝青混凝土配合設計 116 4.5.2多孔隙水泥瀝青混凝土性質分析 117 4.6力學性質試驗結果分析 126 4.6.1 馬歇爾穩定值 127 4.6.2 直接剪力強度 129 4.6.3 間接張力強度 131 4.7耐久性質試驗結果分析 134 4.7.1 浸水馬歇爾試驗 135 4.7.2 凍融循環試驗 137 4.7.3 烘箱老化試驗 140 4.8 多孔隙瀝青混凝土鋪面績效 142 4.8.1 Cantabria試驗 143 4.8.2 透水試驗 145 4.8.3 車轍試驗 146 4.9 多孔隙瀝青混凝土之聲學特性 152 第五章 結論與建議 155 5.1結論 155 5.2 建議 160 參考文獻 162

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    無法下載圖示 全文公開日期 2017/07/28 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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