| 姓名 |
郎世寧(Shih-ning Lang)
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畢業系所 |
土木工程學系在職專班 |
| 論文名稱 |
瀝青混凝土生產之品質管理-以雪山隧道為例
(Quality Management of Asphalt Concrete Production: a case study of Hsuehshan Tunnel paving construction)
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| 相關論文 | |
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| 摘要(中) |
就整體工程品質管理作業而言主要包括訂定品質規範、製程管制與驗收檢驗三項重點階段工作，其中於業主部份則應訂定適合國內條件與環境的施工規範，國內部分工程主辦機關於瀝青混凝土工作項目係採用方法規範，以往主要藉由主辦工程單位(監造單位)駐廠檢驗機制以達到期望之工程品質，惟現今公共工程品管制度中二級品管主司品質比對抽驗，相關抽驗結果已屬驗收檢驗之一部份，如契約驗收機制及品管執行未予連結，當有抽驗結果未盡理想時因礙於方法規範中其驗收方式並不明確，日後易有工程爭議產生恐有檢討之必要。
本論文以雪山隧道瀝青混凝土鋪面為研究對象，探討瀝青混凝土生產過程各階段應留意之品管環節，並藉由製程的穩定性分析提出相關現象可能發生之原因及預防與控制方法，另採QC/QA品質規範驗收計畫方式試算本案例混合料部份之品質水準。
分析結果呈現出混合料產製過程中於#4篩產生級配降格現象最為顯著，故熱料合成級配宜朝向較粗側配合控制；另抽油篩分析試驗其抽樣與試驗過程中相關誤差對於實際正確結果之影響極高，應謹慎小心以降低不合理的拒收或不正確的驗收現象發生，由此更呼應了採用QC/QA品質規範驗收計畫應較為合理適宜；本研究中混合料部份之品質水準其限度內百分比(PWL)可達95.0%~ 99.8%，亦即合格百分比皆高於95%，故以往之執行方式是可達一定之品質程度，惟建議後續規範修訂時可考量採行QC/QA品質規範的驗收計畫，除符合三級品管精神外，並藉由獎勵與懲罰之驗收方式，以創造雙贏。 |
| 摘要(英) |
Establish standards for quality, process, and acceptance are major three keys for the management of construction quality control. In addition, to the owner, it is necessary to build a construction method which is able to cope with local regulations and environmental influences. Disputes in construction can be usually attributed to unclear contractual terms regarding to final acceptance methods and quality inspection. For instance, Construction Agency used to implement asphalt concrete quality control through Construction Supervisor’s site inspection; however, the inspection of public construction is completed with random picks which is also part of the final acceptance in the present. Therefore, a construction conflict may be caused easily once if result of inspection is unsatisfactory.
Through asphalt pavement works of Hsuehshan Tunnel, this study is an examination of the analysis and critique found in production process of asphalt concrete as well as seek critical approaches to mitigate the risks during the production with complete stress test. Moreover, QC/QA methods to acceptance were implemented in this study to verify the high quality level of asphalt concrete mixtures to Hsuehshan Tunnel.
The results show aggregate down-graded phenomena are significant during the production of mixture for sieves #4 and therefore hot mixture should tend to be in the coarser side. When performing Standard Test Method for Mechanical Size Analysis of Extracted Aggregate, carefulness is important because little error deeply affects the accuracy of the result. The PWL of mixture reaches to 95.0%~ 99.8% in the cases studied in this research. From above, QC/QA quality codes of acceptance demonstrate their superiority over other methods. It is highly recommended that QC/QA quality codes of acceptance shall be implemented into consideration for the next revision of construction methods. |
| 關鍵字(中) |
★ 級配降格
★ 穩定性分析
★ 雪山隧道
★ 品質管理
★ 瀝青混凝土 |
關鍵字(英) |
★ Aggregate down-graded
★ stability analysis
★ Hsuehshan Tunnel
★ quality control
★ Asphalt Concrete (AC) |
| 論文目次 |
目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 緒 論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究範圍 2
1.4 研究流程 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 瀝青混凝土之基本性質 5
2.1.1 瀝青膠泥部份 5
2.1.2 粒料部份 8
2.1.3 混合料部份 12
2.2 瀝青混凝土廠之概述 13
2.2.1 瀝青混凝土拌和廠類型 13
2.2.2 影響乾燥爐生產能力的因素 18
2.2.3 影響拌和機生產能力的因素 22
2.3 工程施工品質規範之探討 26
2.4 統計方法於品質管理之應用 29
2.4.1 品質管制圖 29
2.4.2 瀝青混凝土路面品質驗收計畫 32
第三章 瀝青混凝土品質管理之現況分析 37
3.1 三級品管制度與權責 37
3.1.1 施工品質管理制度 37
3.1.2 品質管理權責 39
3.2 各工程主辦機關規範與執行比較 41
3.2.1 路面設計與結構材料部份 41
3.2.2 使用材料與配合設計部份 43
3.2.3 混合料品質檢驗與驗收標準部份 48
3.3 國工局品質系統與執行探討 51
第四章 瀝青混凝土生產及品質管理 55
4.1 配合設計階段 55
4.1.1 瀝青膠泥試驗 57
4.1.2 粒料試驗 57
4.1.3 馬歇爾試驗 58
4.1.4 配合設計試驗結果 59
4.2 廠拌試驗階段 63
4.2.1 前置作業 63
4.2.2 廠拌作業 67
4.3 生產執行階段 69
4.3.1 原物料管理 69
4.3.2 生產管制 71
4.3.3 不合格現象之處理 74
4.3.4 品質統計分析 75
第五章 製程的穩定性分析 77
5.1 級配的降格現象 78
5.1.1 瀝青處理底層部份 78
5.1.2 密級配瀝青混凝土部份 82
5.1.3 開放級配瀝青混凝土部份 86
5.1.4 小結 90
5.2 抽油後粒料級配組成與含油量之關係 91
5.2.1 案例探討 91
5.2.2 小結 95
5.3 管制探討 96
5.3.1 冷料篩分析部份 96
5.3.2 熱料篩分析部份 101
5.4 工程品質水準 105
5.4.1 瀝青處理底層部份 105
5.4.2 密級配瀝青混凝土部份 107
5.4.3 開放級配瀝青混凝土部份 110
5.4.4 小結 111
第六章 結論與建議 115
6.1 結論 115
6.2 建議 116
參考文獻 121
附錄
附錄一 AASHTO R9-97公路工程驗收取樣計畫(APPENDIX A、B、C) 125
附錄二 本案例Y拌和廠熱料及混合料篩分析與馬歇爾相關試驗資料統計分析(BTB 1") 134
附錄三 本案例P拌和廠熱料及混合料篩分析與馬歇爾相關試驗資料統計分析(BTB 1") 160
附錄四 本案例Y拌和廠熱料及混合料篩分析與馬歇爾相關試驗資料統計分析(DGAC 3/4") 173
附錄五 本案例P拌和廠熱料及混合料篩分析與馬歇爾相關試驗資料統計分析(DGAC 3/4") 199
附錄六 本案例Y拌和廠熱料及混合料篩分析試驗資料統計分析(OGFC 3/8") 212
附錄七 本案例P拌和廠熱料及混合料篩分析試驗資料統計分析 (OGFC 3/8") 214
圖目錄
圖1.1 研究流程圖 3
圖2.1 瀝青膠泥於不同分類方法下之近似關係 6
圖2.2 瀝青膠泥於各階段過程中之老化現象 7
圖2.3 拌和時間對老化之影響 8
圖2.4 Superpave級配曲線之控制點與限制區 11
圖2.5 盤式瀝青混凝土拌和廠(震動篩型)生產設備作業流程圖 15
圖2.6 震動篩網示意圖 16
圖2.7 旋轉篩型滾筒設備 17
圖2.8 料幕的成形與滾筒內部構造 19
圖2.9 粗粒料所占比例對乾燥爐生產能力之影響 20
圖2.10 冷料的含水量對乾燥爐生產能力之影響 21
圖2.11 雙十型配置之拌和作用 23
圖2.12 螺旋型配置之拌和作用 23
圖2.13 平均值管制圖 31
圖2.14 全距管制圖 31
圖3.1 公共工程施工品管制度架構圖 38
圖3.2 國工局、高工局與公路總局使用之BTB或粗級配瀝青混凝土級配規範帶 46
圖3.3 營建署使用之粗級配瀝青混凝土級配規範帶 46
圖3.4 國工局與高工局使用之DGAC 3/4"瀝青混凝土級配規範帶 47
圖3.5 公路總局、營建署與北市工務局使用之DGAC 3/4"瀝青混凝土級配規範帶 47
圖3.6 以往國工局品質管理系統組織 52
圖3.7 現今國工局品質管理系統組織 52
圖3.8 以往瀝青混凝土品質控制試驗作業程序 53
圖3.9 現今瀝青混凝土品質控制抽驗作業程序 53
圖4.1(A) 配合設計試驗流程 55
圖4.1(B) 配合設計試驗流程 56
圖4.2 黏滯度與溫度關係曲線圖 57
圖4.3 粒料級配曲線(BTB部份) 61
圖4.4 粒料級配曲線(DGAC 3/4"部份) 62
圖4.5 粒料級配曲線(DGAC 1/2"部份) 62
圖4.6 粒料級配曲線(OGFC部份) 63
圖4.7 各冷料斗流量關係圖 64
圖4.8 槽秤校磅作業 65
圖4.9 熱料倉開口與取樣作業 66
圖4.10 廠拌作業流程圖 67
圖4.11 粒料堆置區及其遮蔽設施 71
圖4.12 駐廠檢驗品管作業要點 73
圖4.13 配合後級配無法符合容許控制範圍要求特性要因圖 75
圖4.14 混合料溫度異常現象特性要因圖 75
圖5.1 雪山隧道鑽炸段路型標準斷面 77
圖5.2 Y拌和廠熱料與抽油試驗後粒料之級配曲線比較(BTB) 80
圖5.3 P拌和廠熱料與抽油試驗後粒料之級配曲線比較(BTB) 80
圖5.4 Y拌和廠熱料與抽油試驗後粒料之級配曲線比較(DGAC) 84
圖5.5 P拌和廠熱料與抽油試驗後粒料之級配曲線比較(DGAC) 84
圖5.6 Y拌和廠熱料與抽油試驗後粒料之級配曲線比較(OGFC) 87
圖5.7 P拌和廠熱料與抽油試驗後粒料之級配曲線比較(OGFC) 88
圖5.8 抽油試驗後瀝青含量與級配個別值管制圖 93
圖5.9 抽油試驗後瀝青含量與級配粒料顆粒比表面積之關係 94
圖5.10 冷料0.5cm之級配平均數-全距管制圖 97
圖5.11 冷料混合砂之級配平均數-全距管制圖 99
圖5.12 密級配熱料倉3之級配平均數-全距管制圖 102
圖5.13 瀝青處理底層熱料倉5之級配平均數-全距管制圖 104
表目錄
表2.1 瀝青膠泥不同分類方式及其分級物理意義說明 6
表2.2 Superpave之級配規範 11
表2.3 良好瀝青混凝土路面應具有之特性 12
表2.4 表面積因子 13
表2.5 各種瀝青混凝土拌和廠類型及特色 14
表2.6 工程施工品質規範之異同比較 28
表2.7 計量值管制圖係數 30
表2.8 冒險率的指導方針 33
表2.9 抽樣檢驗之樣本數量 34
表2.10 付款因子查詢表 34
表3.1 各執行者於品質管理系統之權責 39
表3.2 國內各高速公路柔性路面設計與現場施工使用規範版次 42
表3.3 使用材料部份各工程主辦機關規範比較 44
表3.4 配合設計部份各工程主辦機關規範比較 45
表3.5 混合料品質檢驗部份各工程主辦機關規範比較 49
表3.6 混合料驗收標準部份各工程主辦機關規範比較 50
表4.1 工作拌和公式(BTB與OGFC部份) 60
表4.2 工作拌和公式(DGAC部份) 60
表4.3 配合設計試驗結果 61
表4.4 混合料不良現象可能形成之原因及處理方法 74
表5.1 雪山隧道工程瀝青混凝土工項各協力廠商施工數量統計 77
表5.2 Y拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配試驗結果統計(BTB) 79
表5.3 P拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配試驗結果統計(BTB) 79
表5.4 Y拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配之平均數檢定(BTB) 81
表5.5 P拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配之平均數檢定(BTB) 81
表5.6 Y拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配試驗結果統計(DGAC) 82
表5.7 P拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配試驗結果統計(DGAC) 83
表5.8 Y拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配之平均數檢定(DGAC) 85
表5.9 P拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配之平均數檢定(DGAC) 85
表5.10 Y拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配試驗結果統計(OGFC) 86
表5.11 P拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配試驗結果統計(OGFC) 87
表5.12 Y拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配之平均數檢定(OGFC) 88
表5.13 P拌和廠熱料合成級配與抽油試驗後粒料級配之平均數檢定(OGFC) 89
表5.14 抽油試驗後瀝青含量與級配試驗結果及其相關計算 92
表5.15 β1係數之假設檢定 94
表5.16 Y與P拌和廠抽油試驗後瀝青含量與級配試驗結果統計(BTB) 105
表5.17 Y與P拌和廠馬歇爾試驗結果統計(BTB) 106
表5.18 Y拌和廠產製BTB混合料之品質水準 106
表5.19 P拌和廠產製BTB混合料之品質水準 107
表5.20 Y與P拌和廠抽油試驗後瀝青含量與級配試驗結果統計(DGAC) 108
表5.21 Y與P拌和廠馬歇爾試驗結果統計(DGAC) 108
表5.22 Y拌和廠產製DGAC混合料之品質水準 109
表5.23 P拌和廠產製DGAC混合料之品質水準 109
表5.24 Y與P拌和廠抽油試驗後瀝青含量與級配試驗結果統計(OGFC) 110
表5.25 Y拌和廠產製OGFC混合料之品質水準 111
表5.26 P拌和廠產製OGFC混合料之品質水準 111
表5.27 案例品質水準彙整 112 |
| 參考文獻 |
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39.交通部臺灣區國道新建工程局：品質管理系統。2007年06月10日，取自http://www.taneeb.gov.tw/。 |
| 指導教授 |
林志棟(Jyh-dong Lin)
|
審核日期 |
2008-7-9 |
| 推文 |
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