淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
進階搜尋


下載電子全文限經由淡江IP使用) 
系統識別號 U0002-1902201123193800
中文論文名稱 溫拌多孔隙瀝青混凝土之工程性質研究
英文論文名稱 The Properties of Porous Asphalt Containing Warm Mix Asphalt Additives
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 99
學期 1
出版年 100
研究生中文姓名 林鉅幃
研究生英文姓名 Lin Chu Wei
學號 695381128
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-01-16
論文頁數 134頁
口試委員 指導教授-劉明仁
委員-沈得縣
委員-陳式毅
中文關鍵字 溫拌隙瀝青混凝土  多孔隙瀝青混凝土  Sasobit® 
英文關鍵字 warm mix asphalt (WMA)  porous asphalt (PA)  Sasobit® 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 近年來全球氣候異常,極端氣候的出現比起以往更加頻繁,乾旱、洪水、暴雨、冰山融化、熱浪、海平面上升、超大型氣旋等,均為人類生命財產帶來莫大威脅,這些現象均導因於溫室效應所產生之地球暖化。熱拌瀝青混凝土(hot mix asphalt, HMA)產業是一種消耗大量資源與能源之工業,臺灣每年生產大量熱拌瀝青混凝土以因應路面興建與維修所需,因此如何節能減碳已成為鋪面工程界之重要議題。溫拌瀝青混凝土(warm mix asphalt, WMA)是以加入添加劑或改變拌合方式下,降低能源消耗、減少污染氣體排放之新技術,比傳統熱拌瀝青混合料有較低之拌合與夯壓溫度,但具有相同之成效表現。多孔隙瀝青混凝土則是利用級配之調整,使其孔隙率提昇至20%左右,使降於鋪面上之雨水由大量孔隙迅速排除,避免在鋪面上形成水膜,可減少行車打滑與水沫飛濺之現象,促進道路行車安全。
本研究以添加Sasobit®及Rediset® WMX製成之溫拌多孔隙瀝青混凝土為主要研究對象,依不同添加量(瀝青膠泥重量之1.5%、2.5%)分別預混加入改質III型瀝青膠泥中,以檢驗瀝青膠泥在添加劑添加前後之基本物性的變化。再進行多孔隙瀝青混凝土配比設計,及後續溫拌多孔隙瀝青混凝土與熱拌多孔隙瀝青混凝土之工程性質試驗,以了解兩者間之差異。本研究試驗結果顯示:
1. 本研究選用之溫拌添加劑能使瀝青膠泥高溫時降低黏滯度,低溫時提高黏滯度。瀝青膠泥加入1.5%及2.5%溫拌添加劑時,能使拌合溫度分別降低約7℃及13℃,以製作溫拌多孔隙瀝青混凝土。
2. 由間接張力強度試驗結果得知溫拌添加劑添加量增加時,間接張力強度亦隨之增加。
3. 由回彈模數試驗結果得知使用溫拌添加劑能夠提高回彈模數,且回彈模數隨添加量增加而增加。
4. 由車轍輪跡試驗結果得知溫拌添加劑添加量增加時,動態穩定值亦隨之增加。
5. 經過本研究各項績效試驗結果相互評比排序,在溫拌劑添加量1.5%、2.5%中,最佳添加量為2.5%。
英文摘要 We are facing more and more global climate anomalies. The emergence of extreme weather including droughts, floods, storms, melting glaciers, heat waves, sea water level rise, and huge cyclones threaten human life and property. These disasters appear mostly because of global warming. Manufacturing of hot mix asphalt (HMA) consumes large amounts of energy resources and energy. Warm mix asphalt (WMA) is a new technology of producing asphalt mixtures using additives or with plant modifications to reduce energy consumption and emissions. The mixing and compacting temperatures of WMA are lower than that of traditional HMA with almost equivalent performance. On the other hand, porous asphalt utilizing highly open aggregate gradations produces very high air voids which can effectively drain the surface runoff and improve roadway safety.
This laboratory study was conducted to investigate the performance of the warm mix porous asphalt using WMA additives. In the study, 2 dosage rates (1.5% and 2.5% by weight of binder) of each additive, Sasobit® and Rediset® WMX, were selected to evaluate their effects and to determine the optimum addition rate. Major conclusions of our study were summarized as follows:
1. The viscosity test results showed that the binders containing WMA additives had decreased viscosity at higher temperature, and increased viscosity at lower temperature. The reductions of mixing temperature was found to be 7℃ and 13℃ with the addition of 1.5% and 2.5%, respectively.
2. The laboratory results also showed that the indirect tensile strengths of the warm mix porous asphalt increased with higher WMA additive dosage rate.
3. The resilient modulus test results showed that warm mix additives could increase the resilient modulus with higher WMA additive dosage rate.
4. The wheel tracking test results indicated that the dynamic stability (DS) increased with higher WMA additive dosage rate.
5. The recommended dosage rate of WMA additive was found to be close to 2.5% based on the overall results of performance evaluation from this laboratory study.
論文目次 目錄

目錄.......................................................I
圖目錄...................................................III
表目錄.....................................................V
附表目錄.................................................VII
第一章 緒論...............................................1
1-1 研究背景及動機......................................1
1-2 研究目的............................................4
1-3 研究範圍及流程......................................5
第二章 文獻回顧...........................................7
2-1 多孔隙瀝青混凝土 ...................................7
2-1-1 多孔隙瀝青混凝土之發展沿革......................8
2-1-2 多孔隙瀝青混凝土之骨材結構與特性...............10
2-1-3 多孔隙瀝青混凝土之瀝青膠泥性質.................13
2-1-4 多孔隙瀝青混凝土之瀝青膠泥性質.................14
2-1-5 多孔隙瀝青混凝土之瀝青膠泥添加物...............16
2-1-6 多孔隙瀝青混凝土配比設計方法...................17
2-2 溫拌瀝青混凝土.....................................21
2-2-1 溫拌瀝青混凝土特性.............................21
2-2-2 溫拌瀝青混凝土發展.............................23
2-2-3 國外溫拌多孔隙瀝青混凝土發展...................30
2-2-4 國內溫拌多孔隙瀝青混凝土發展...................31
2-2-5 溫拌多孔隙瀝青混凝配比設計.....................32
2-2-6 溫拌瀝青混凝土單位成本比較.....................33
第三章 試驗規劃與方法....................................35
3-1 試驗規劃...........................................35
3-2 試驗材料...........................................37
3-3 試驗配置...........................................42
3-4 瀝青膠泥基本物性試驗...............................43
3-5 粒料基本物性試驗...................................49
3-7 日本多孔隙瀝青混凝土配比設計方法...................54
3-7-1 多孔隙瀝青混凝土配比設計步驟 ..................54
3-7-2 多孔隙瀝青混凝土透水試驗(室內透水試驗法).....60
3-8 多孔隙瀝青混凝土績效試驗...........................62
3-8-1 間接張力強度試驗...............................62
3-8-2 回彈模數試驗...................................64
3-8-3 靜態潛變試驗...................................67
3-8-4 車轍輪跡試驗...................................69
3-8-5 Cantabro飛散試驗...............................74
第四章 試驗結果與分析....................................76
4-1 瀝青膠泥基本物性試驗結果...........................76
4-1-1 黏滯度試驗結果.................................77
4-1-2 針入度試驗結果.................................80
4-1-3 軟化點試驗結果.................................81
4-1-4 延展性試驗結果.................................82
4-2 粒料基本物性試驗結果...............................84
4-3 日本多孔隙瀝青混凝土配比設計結果...................86
4-4 多孔隙瀝青混凝土績效試驗結果.......................88
4-4-1 間接張力強度試驗結果...........................88
4-4-2 回彈模數試驗結果...............................91
4-4-3 靜態潛變試驗結果...............................94
4-4-4 車轍輪跡試驗結果...............................97
4-4-5 Cantabro飛散試驗結果..........................100
4-5 綜合討論..........................................104
第五章 結論與建議.......................................109
5-1 結論..............................................109
5-2 建議..............................................112
參考文獻.................................................114
附錄.....................................................117


圖目錄

圖1-1 本研究之試驗流程圖..................................6
圖2-1 多孔隙路面與一般路面排水方式示意圖.................11
圖2-2 密級配、多孔隙、石膠泥瀝青混凝土結構示意圖.........12
圖2-3 排水性瀝青鋪面使用效果.............................13
圖2-4 最佳瀝青含量示意圖.................................18
圖2-5 添加Asphalt-Min®後不同溫度下試體的孔隙率...........26
圖2-6 添加Asphalt-Min®後間接張力強度變化.................26
圖2-7 添加Sasobit®之瀝青膠泥黏滯度變化示意圖.............28
圖2-8 L.E.A.拌合過程示意圖...............................29
圖3-1 道路用礦物纖維外觀.................................39
圖3-2 添加劑(Sasobit®)外觀.............................40
圖3-3 添加劑(Rediset® WMX)外觀.........................41
圖3-4 黏滯度試驗儀.......................................45
圖3-5 針入度試驗儀.......................................46
圖3-6 軟化點自動試驗.....................................47
圖3-7 粗粒料搖篩機.......................................50
圖3-8 細粒料搖篩機.......................................51
圖3-9 比例卡尺...........................................52
圖3-10 洛杉磯磨損試驗儀..................................53
圖3-11 多孔隙瀝青混凝土混合料配比設計流程................55
圖3-12 2.36mm篩孔通過百分率與孔隙率關係..................59
圖3-13 間接張力強度試驗示意圖............................63
圖3-14 間接張力強度試驗儀................................64
圖3-15 回彈模數試驗儀....................................67
圖3-16 潛變試驗儀........................................69
圖3-17 車轍試體滾壓機....................................73
圖3-18 車轍輪跡試驗儀....................................74
圖4-1 瀝青膠泥試驗資料圖.................................79
圖4-2 針入度試驗結果比較.................................81
圖4-3 軟化點試驗結果比較.................................82
圖4-4 延展性試驗結果比較.................................83
圖4-5 最佳瀝青含量瀝青垂流率與瀝青含量關係...............87
圖4-6 間接張力強度試驗結果比較...........................90
圖4-7 回彈模數試驗結果比較...............................93
圖4-8 靜態潛變試驗結果比較...............................96
圖4-9 車轍輪跡試驗結果比較...............................99
圖4-10 Cantabro飛散試驗結果比較.........................102


表目錄

表2-1 各國多孔隙瀝青混凝土設計標準........................7
表2-2 多孔隙瀝青混凝土之瀝青主要性質.....................14
表2-3 世界各國關於多孔隙瀝青混凝土之粒料物性要求.........15
表2-4 溫拌與熱拌瀝青混凝土氣體排放比較...................22
表2-5 WMA與控制組現地與實驗室績效評估....................23
表2-6 Evotherm®施工路段紀錄..............................27
表2-7 歐洲各國溫拌瀝青混凝土氣體排放減少結果.............31
表2-9 歐洲國家對於溫拌瀝青混凝土之配比設計法.............33
表2-10 WMA成本比較表.....................................34
表3-1 本研究採用之級配規範與試驗值.......................38
表3-2 道路用礦物纖維性質表...............................38
表3-3 瀝青添加劑Sasobit®性質表...........................40
表3-4 本研究試驗組別配置.................................42
表3-5 本研究符號意義.....................................42
表3-6 瀝青膠泥基本物性試驗項目...........................43
表3-7 粒料基本物性試驗項目...............................49
表3-8 粒料通過某篩號與累積百分率的關係...................57
表4-1 瀝青基本物性試驗結果 ..............................77
表4-2 溫拌添加劑對於拌合溫度及夯壓溫度之影響.............79
表4-3 針入度試驗結果.....................................80
表4-4 軟化點試驗結果.....................................82
表4-5 延展性試驗結果.....................................83
表4-6 粒料基本物性試驗結果...............................84
表4-7 最佳瀝青含量垂流試驗結果...........................87
表4-8 多孔隙瀝青混凝土品質檢驗...........................87
表4-9 間接張力強度試驗結果...............................89
表4-10 間接張力強度變異數分析結果........................90
表4-11 間接張力強度多重比較結果..........................91
表4-12 回彈模數試驗結果..................................92
表4-13 回彈模數變異數分析結果............................93
表4-14 回彈模數多重比較結果..............................94
表4-15 靜態潛變試驗結果..................................95
表4-16 潛變模數變異數分析結果............................96
表4-17 潛變模數多重比較結果..............................97
表4-18 車轍輪跡試驗結果..................................99
表4-19 動態穩定值變異數分析結果.........................100
表4-20 動態穩定值多重比較結果...........................100
表4-21 Cantabro飛散試驗結果.............................101
表4-22 磨損率變異數分析結果.............................102
表4-23 磨損率多重比較結果...............................103
表4-24 績效試驗結果排序表...............................107
表4-25 績效試驗結果標準化分數評比表.....................107


附表目錄

附表1 瀝青比重試驗結果..................................117
附表2 黏滯度試驗結果....................................117
附表3 針入度試驗結果....................................119
附表4 軟化點試驗結果....................................119
附表5 延展性試驗結果....................................120
附表6 洛杉磯磨損試驗結果................................120
附表7 扁長率(3:1)試驗結果............................120
附表8 扁長率(5:1)試驗結果............................121
附表9 吸水率試驗結果....................................121
附表10 粗粒料比重試驗結果...............................122
附表11 細料料比重試驗結果...............................122
附表12 日本多孔隙黏結材Run-off垂流試驗結果..............123
附表13 孔隙率試驗結果...................................124
附表14 馬歇爾穩定值試驗結果.............................124
附表15 透水係數試驗結果.................................125
附表16 間接張力強度試驗結果.............................125
附表17 回彈模數試驗結果.................................126
附表18 靜態潛變試驗結果.................................127
附表19 車轍輪跡試驗結果.................................128
附表20 Cantabro飛散試驗結果.............................129
附表21 變異數分析結果...................................130
參考文獻 1. 祝錫智、劉明仁、高金盛(1999),「高速公路多孔隙排水面層試鋪及績效評估之研究」,期末報告。

2. 交通部臺灣區國道新建工程局(2009),「施工技術規範」,02798章。

3. 台北科技大學水環境研究中心,「透水性鋪面介紹」。(網路擷取資料時間2010/11月)
http://140.124.61.21/newpublic_html/eco/pervious_pavement/pervious_pavement_01.htm

4. 陳茂雄、呂學士、陳順興(2001),「排水性瀝青鋪面應用於國道高速公路之探討」,土木水利,第28卷,第3期,第13~26頁。

5. 房性中(2000),「排水性鋪面使用材料規格暨基本性能需求說明」,現代營建月刊,第251期。

6. 互動百科,「排水瀝青路面」。(網路擷取資料時間2010/11月)
http://www.hudong.com/wiki/排水沥青路面

7. 劉明仁(2000),「多孔隙瀝青混凝土配比設計」,臺灣營建研究院研討會論文。

8. 沈得縣(2000),「多孔隙瀝青混凝土路面之設計及施工」,材料科技在營建工程上應用研討會論文集,第149~171頁。

9. 林峰永(2000),「多孔隙瀝青混凝土永久變形特性之試驗室研究」,淡江大學碩士論文。

10. 曾信智(2000),「多孔隙瀝青混凝土之水分侵害特性研究」,淡江大學碩士論文。

11. Dallas N. Little and Jon A. Epps (2001), “The Benefits of Hydrated Lime in Hot Mix Asphalt,” National Lime Association.

12. Harold L. Von Quintus, J. A. Scheocman, C. S. Hughes and T. W. Kennedy, “Asphalt-Aggregate Mixture Analysis System: AAMAS, ”National Cooperative Highway Research Program Report 338.

13. 錢軍(2006),「溫拌瀝青鋪就環保節能之路」,交通世界,第84~86頁。

14. 秦永春、黃頌昌、徐釧、徐長奎、蘇玉昆(2006),「溫拌瀝青混和料技術及最新研究」,石油瀝青,第20卷,第4期。

15. 張智強、嚴世祥、周進川、何靖斌(2007),「溫拌瀝青混和料技術探討」,重慶建築大學學報,Vol. 29,No. 6。

16. J. Keith Davidson P. Eng (2005), “Evotherm - Warm Mix Asphalt Trial,” Evotherm Trail.

17. John D’ Angelo, Eric Harm, John Bartoszek, Gaylon Baumgardner, Matthew Corrigan, Jack Cowsert, Thomas Harman, Mostafa Jamshidi, Wayne Jones, Dave Newcomb, Brian Prowell, Ron Sines, and Bruce Yeaton (2008), “Warm-Mix Asphalt: European Practice,” International technology Scanning Program Report.

18. 陳志一、孫見林、龐立果、郝培文(2007),「不同添加劑對溫拌瀝青混合料路用性能的影響」,中外公路,第27卷,第6期。

19. Graham C. Hurley and Brian D. Prowell (2005), “Evaluation of Aspha-min® for Use in Warm Mix Asphalt,” NCAT Report 05-04.

20. 葉斯文(2008),「溫拌瀝青混凝土之水分侵害特性研究」,淡江大學碩士論文。

21. 林志棟、陳順興(2006),「淺談溫拌式瀝青混凝土應用之探討」,技師月刊,第42期,第119~124頁。

22. 游輝榮(2008),「溫拌瀝青混凝土工程性質之研究」,淡江大學碩士論文。

23. Cliff Ursich (2008), “Ohio Warm Mix Asphalt Demo Preliminary Results,” NAPA’s 53rd Annual Meeting.

24. 伍鴻昌(2004),「電弧爐氧化渣取代天然粒料應用於瀝青混凝土之研究」,淡江大學碩士論文。

25. 日本道路協会(2002),「舗装試験法便覧」。

26. The Asphalt Institute (1993), “Mix Design Methods for Asphalt Concrete,” Manual Series No.2 (MS-2).

27. 日本道路協会(2003),「排水性舗装技術指針(案)」。

28. 日本道路協会(2003),「舗装設計施工指針」。

29. 吳仁豪(2002),「應用輪跡試驗儀評估多孔隙瀝青混凝土水分侵害特性之初步研究」,淡江大學碩士論文。

30. D, Angelo, J., E. Harm, J. Bartoszek, G. Baumgardner, M. Corrigan, J. Cowsert, T. Harman, M. Jamshidi, W. Jones, D. Newcomb, B. Prowell, R. Sines, and B. Yeaton (2008), “Warm-Mix Asphalt: European Practice,” Report No. FHWA-PL-08-007, Federal Highway Administration, Washington, DC.

31. 張凱珏(2010),「乳化瀝青於溫拌合瀝青混凝土性質之探討」,東南科技大學碩士論文。

32. 李榮哲(2009),「溫拌瀝青特性探討之研究」,東南科技大學碩士論文。

33. Evotherm® Warm Mix, “Technical”.(網路擷取資料時間2010/12月)
http://www.meadwestvaco.com/SpecialtyChemicals/AsphaltAdditives/MWV002106

34. Fiberand Corporation (2010), “Fiberand Mineral Road Fibers Information Sheet”.

35. Van De Ven, M. F. C., Jenkins, K. J., Voskuilen, J. L. M., Van Den Beemt, R. (2007), “Development of (half-) Warm Foamed Bitumen Mixes: State of the Art,” International Journal of Pavement Engineering, Jun2007, Vol. 8 Issue 2, p163-175.
論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2016-02-23公開。
  • 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,於2016-02-23起公開。


  • 若您有任何疑問,請與我們聯絡!
    圖書館: 請來電 (02)2621-5656 轉 2281 或 來信