博碩士論文 92332014 詳細資訊




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姓名 劉雲亞(Yun-Ya Liu)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系在職專班
論文名稱 新規格瀝青混凝土試鋪成效評估 —以公路總局第一區養護工程處為例
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摘要(中) 摘要
公路總局目前所使用之瀝青混凝土規格為粗級配C-3 及密級配
D-3,係沿用交通部49 年版「公路工程施工規範」,為符合交通部90
年版規範,實有重新修訂之必要。公路總局材料試驗所建議分別採用
交通部現行90 年版施工規範之「表3-21 第一類型密級配」及「表
3-23 第二類型底層粗級配」修正公路總局目前所使用規範,並藉由
試驗道路試鋪到長期成效追蹤檢討,來評估所選用之新規格瀝青混凝
土的成效,並進一步檢討新規格是否符合公路總局目前道路工程之需
求。經過本試驗之評估,以台灣地區粒料可符合生產新規格瀝青混凝
土的標準,承攬公路工程之相關廠商亦有能力生產新規格瀝青混凝
土,為避免在台灣高溫地區道路產生冒油情形,瀝青混凝土含油量的
管控很重要,在較佳含油量方面,應為一個區域而非一個點,在台灣
南部地區因平均氣溫較高,亦可參考選用黏滯度較高之瀝青作拌和材
料。在施工方面,仍可參照公路總局86 年版施工說明書中之瀝青混
凝土篇相關規定辦理,唯在生產品質方面應注意的是新規格瀝青混凝
土25mm 粗級配及25mm 密級配,瀝青廠常可能因25mm 篩網未能嚴格
管控,和市場25mm 粒料使用較不普遍情形等因素影響,而使得拌合
廠之混合料產生偏細現象,而影響混合粒料之品質。試驗道路成效評
估結果大致良好,與原有瀝青混凝土比較差異不大,本次僅作一年之
成效評估,建議繼續追蹤該試驗道路之成效,才可更準確評估其長期
產生之效益,綜合上面幾點,新規格瀝青混凝土應可在公路總局轄區
道路廣泛使用,對提升道路工程之品質、道路之服務性均有很大之助
益。
摘要(英) Abstract
Directorate General of Highway continues using the 1958 edition
of ”Highway Construction Technical Provision” published by Ministry of
Transportation and Communication (MOTC)as a guide of pavement
construction now and before. In this technical provision C-3 grade coarse
aggregate and D-3 grade dense aggregate are served as the applied
specifications of aggregate used in Asphalt Concrete mixture.
It is necessary for Directorate General of Highway to amend its
paving material specification in order that all the correlated quality of
paving material should conform to the 2001 edition of ”Highway
Construction Technical Provision” revised by MOTC. Therefore, the
Material Testing Laboratory Office of Directorate General of Highway
advise that adopting Table 3-21 (Type-I Dense Grade Aggregate)and
Table 3-23 (Type-II coarse grade aggregate utilized in base course)
specified in this 2001 edition technical provision to amend specification
of aggregate used in Asphalt Concrete mixture, and by means of Test
Road Review to trace its long-term performance and to evaluate
performance of these new grade asphalt concrete,so as to get a step
further to review whether this new Technical provision fit in with the
requirement of Directorate General of Highway in its working out
highway pavement construction.
Through an evaluation of test road, the collected data have verified
that aggregate produced from Taiwan area can fit in with these new grade
asphalt concrete, and the correlated contractors who take charge of
highway pavement construction are capable of producing asphalt concrete
mixture conforming to this new standards.
For avoiding bleeding defect of asphalt concrete pavement occurred
in high temperature area, the quality control factor of asphalt content is
much more important, and better asphalt content is not so much existing
at a point as distributing in an area. Also some high viscosity grade
asphalt can be selected to serve as binding material of asphalt concrete
mixture.
While manipulating construction in practice, the correlated
regulation specified in asphalt concrete part of 1997 edition “Technical
specification of highway construction” revised by Directorate General of
Highway can still be consulted to. But in the phase of production quality,
we should pay attention to 25mm coarse grade aggregate and 25mm
Dense Grade Aggregate stated in this new standard. Mix plants are likely
to ignore the quality control of 25mm sieve Aggregate in use, and tending
to produce a fine grade deviating phenomenon in asphalt concrete
mixture, because 25mm grade aggregate is not prevailing in Taiwan
asphalt concrete market so as to result in an influence of quality referring
to asphalt concrete mixture.
The result of Test Road performance evaluation is good in substance,
but there is no apparent difference while comparing with the original
standard of asphalt concrete in their initial performance owing to the
evaluation last only one year. Therefore, it is suggested that the
performance tracing should be continued so as to build up long term
performance data and find out its benefit more accurately from Test Road.
To sum up then, this new standard asphalt concrete can widely be put to
use in the area under management of Directorate General of Highway;
and it is very helpful for Directorate General of Highway to acquire
favorable public impressions and raise highway construction quality up to
pavement serviceability.
論文目次 目 錄
第一章 緒論……………………………………………………………..1
1.1 前言…………………………………………………….………..1
1.2 研究目的……………………………………………………...…1
1.3 研究範圍………………………………………………………...3
1.4 研究成果…………………………………………………...……3
第二章 文獻回顧………………………………………………………5
2.1 瀝青混凝土之特性………………………………………….…..5
2.1.1 瀝青之基本性質……………………………………………..5
2.1.2 粒料之基本性質……………………………………………..7
2.1.3 瀝青混凝土之基本性質……………………………………10
2.2 台灣地區公路主管機關規範比較…………………………….11
2.2.1 交通部公路總局……………………………………………11
2.2.2 交通部台灣區國道高速公路局……………………………13
2.2.3 交通部台灣區國道新建工程局……………………………14
2.2.4 內政部營建署………………………………………………15
2.2.5 台北市政府工務局…………………………………………15
2.2.6 高雄市政府工務局…………………………………………16
2.3 路面成效評估…………………………………………………...17
2.3.1 路面評估形式………………………………………………17
2.3.2 路面評估指標………………………………………………18
2.3.3 路面損壞之分類與原因……………………………………20
2.4 鋪面狀況指標(PCI)介紹………………………………………23
2.5公路總局各區工程處新規格瀝青混凝土鋪設相關資料……….28
2.5.1 第一區養護工程處…………………………………………28
2.5.2 第二區養護工程處…………………………………………29
2.5.3 第三區養護工程處…………………………………………30
2.5.4 第四區養護工程處…………………………………………31
2.5.5 第五區養護工程處…………………………………………32
2.5.6 各區養護工程處試鋪位置…………………………………33
第三章 試驗及檢測計劃……………………………………………..35
3.1 新規格瀝青混凝土試鋪計劃…………………………………...35
3.1.1 新規格瀝青混凝土試驗路段………………………………35
3.1.2 試驗路段檢測計劃…………………………………………38
3.2 試驗路段之試驗項目…………………………………………...39
3.2.1 撓度試驗……………………………………………………39
3.2.2 Geogauge試驗………………..…………………………...40
3.2.3 抗滑度試驗…………………………………………………41
3.2.4 車轍深度量測………………………………………………43
3.2.5 平坦度試驗…………………………………………………44
3.2.6 噪音量測……………………………………………………46
3.2.7 鋪面破壞調查(PCI指數計算)……………………………..46
3.3 實驗室力學試驗………………………………………………...47
3.3.1 回彈模數試驗………………………………………………47
3.3.2 間接張力試驗………………………………………………50
3.3.3 潛變試驗……………………………………………………51
第四章 試鋪檢討與檢測結果分析…………………………………..53
4.1 新規格瀝青混凝土馬歇爾配合設計…………………………...53
4.2試鋪路段交通量分析……………………………………………58
4.2.1 觀測方式…………………………………………………..58
4.2.2 交通量統計結果…………………………………………..59
4.2.3 試鋪路段交通量分析……………………………………..59
4.3 新規格瀝青混凝土試鋪路段結構組成………………………...60
4.3.1 新規格瀝青混凝土試鋪路段結構組成……………..……60
4.3.2 路基R值試驗及卵石當量計算…………………………..60
4.3.3 路面設計厚度分析………………………………………..62
4.3.4 碎石級配底層壓實度試驗………………………………..63
4.4 新規格瀝青混凝土生產管制…………………………………...64
4.5 新規格瀝青混凝土品質管制…………………………………...67
4.5.1 新規格瀝青混凝土品質管制要項………………………..67
4.5.2 新規格瀝青混凝土路面滾壓要點………………………..69
4.5.3 新規格瀝青混凝土實際施工照片………………………..71
4.5.4 新規格瀝青混凝土品質檢驗……………………………..72
4.6 新規格瀝青混凝土路段檢測分析……………………………...84
4.6.1 檢測項目及分析方法……………………………………..84
4.6.2 撓度試驗分析……………………………………………..84
4.6.2.1 撓度試驗外車道右輪跡縱向比較…………..……….84
4.6.2.2 撓度試驗外車道右輪跡橫向比較…………..……….87
4.6.2.3 撓度試驗外車道左輪跡縱向比較…………………...88
4.6.2.4 撓度試驗外車道左輪跡橫向比較…………………...91
4.6.2.5 撓度試驗內車道右輪跡縱向比較…………..……….92
4.6.2.6 撓度試驗內車道右輪跡橫向比較…………..……….95
4.6.2.7 撓度試驗內車道左輪跡縱向比較…………………...96
4.6.2.8撓度試驗內車道左輪跡橫向比較………………….…99
4.6.3 Geogauge試驗分析………………………………...…….100
4.6.3.1 外車道勁度縱向比較…………………………..…..100
4.6.3.2 外車道勁度橫向比較………………………….…....103
4.6.3.3 內車道勁度縱向比較…………………………….…105
4.6.3.4 內車道勁度橫向比較…………………………….…107
4.6.4 抗滑度試驗………………………………………………109
4.6.4.1 外車道抗滑縱向比較……………………………….109
4.6.4.2 內車道抗滑縱向比較……………………………….112
4.6.5 車轍深度量測……………………………………………115
4.6.5.1 外車道車轍深度右側車道縱向比較……………….115
4.6.5.2 外車道車轍深度右側車道橫向比較……………….117
4.6.5.3 外車道車轍深度左側車道縱向比較……………….119
4.6.5.4 外車道車轍深度左側車道橫向比較……………….122
4.6.5.5 內車道車轍深度右側車道縱向比較……………….124
4.6.5.6 內車道車轍深度右側車道橫向比較……………….126
4.6.5.7 內車道車轍深度左側車道縱向比較……………….128
4.6.5.8 內車道車轍深度左側車道橫向比較……………….131
4.6.6 IRI指標量測……………………………………………133
4.6.6.1 外車道IRI指標縱向比較…………………………..133
4.6.6.2 內車道IRI指標縱向比較…………………………..136
4.6.7 噪音量測…………………………………………………139
4.6.8 PCI指數……………………………………………...…142
4.6.8.1 外車道PCI指數縱向比較…………………………..142
4.6.8.2 內車道PCI指數縱向比較…………………………..145
4.6.9 現地檢測數據總整理……………………………………148
4.6.10 實驗室力學試驗結果…………………………………..151
4.6.10.1回彈模數試驗………………………………………151
4.6.10.2間接張力試驗………………………………………152
4.6.10.3潛變試驗……………………………………………154
第五章 結論與建議…………………………………………………155
5.1 結論…………………………………………………………….155
5.2 建議…………………………………………………………….157
參考文獻………………………………………………………………159
圖 目 錄
圖1.1 本研究流程圖……………………………………………………2
圖2.1 橫座標為0.45次方之粒徑分佈曲線 …………………………9
圖2.2 修正折減值(CDV)與q值及TDV值之關係圖…………………26
圖2.3 PCI計算流程圖………………………………………………27
圖3.1 試鋪位置示意圖 ………………………………………………36
圖3.2 試鋪路面平面示意圖 …………………………………………37
圖3.3 試鋪路面縱斷面示意圖 ………………………………………37
圖3.4 試鋪路面標準斷面圖 …………………………………………37
圖3.5 彭柯曼樑示意圖 ………………………………………………39
圖3.6 現場撓度試驗 …………………………………………………39
圖3.7 Geogauge試驗 ………………………………………………41
圖3.8 單擺式手提輕便抗滑儀 ………………………………………43
圖3.9 車轍深度量測試驗 ……………………………………………44
圖3.10 檢測系統架構圖………………………………………………45
圖3.11智慧型鋪面檢測車……………………………………………45
圖3.12 噪音量測儀……………………………………………………46
圖3.13 柔性鋪面調查表………………………………………………47
圖3.14 回彈模數試驗…………………………………………………49
圖3.15 間接張力試驗…………………………………………………51
圖3.16 潛變試驗………………………………………………………52
圖4.1 原C-3粗級配配合設計粒料級配分佈………………………56
圖4.2 原D-3密級配配合設計粒料級配分佈………………………56圖4.3 新25mm粗級配配合設計粒料級配分佈………………………57
圖4.4 新19mm密級配配合設計粒料級配分佈………………………57
圖4.5 新25mm密級配配合設計粒料級配分佈………………………58
圖4.6 設計卵石當量厚度數量累計百分比圖 ………………………61
圖4.7 新規格瀝青混凝土生產流程與控制點 ………………………67
圖4.8 冷油噴灑器 ……………………………………………………71
圖4.9 卡車下料至鋪裝機 ……………………………………………71
圖4.10 鋪裝機感應線設備 …………………………………………71
圖4.11 鋪裝機上溫度量測 …………………………………………71
圖4.12 鋪裝機作業情形 ………… …………………………………71
圖4.13 三輪壓路機 ……… …………………………………………71
圖4.14 膠輪壓路機 …………………………………………………72
圖4.15 兩輪壓路機……………………………………………………72
圖4.16 滾壓完成路面(一)……………………………………………72
圖4.17 滾壓完成路面(二)……………………………………………72
圖4.18 外車道右輪跡撓度變化圖……………………………………85
圖4.19 外車道左輪跡撓度變化圖……………………………………89
圖4.20 內車道右輪跡撓度變化圖……………………………………93
圖4.21 內車道左輪跡撓度變化圖……………………………………97
圖4.22 外車道勁度變化圖 …………………………………………101
圖4.23 內車道勁度變化圖 …………………………………………105
圖4.24 外車道抗滑係數變化圖 ……………………………………110
圖4.25 內車道抗滑係數變化圖 ……………………………………113
圖4.26 外車道右側車轍值變化圖 …………………………………115
圖4.27 外車道左側車轍值變化圖 …………………………………120
圖4.28 內車道右側車轍值變化圖 …………………………………124
圖4.29 內車道左側車轍值變化圖 …………………………………129
圖4.30 外車道IRI值變化圖 ………………………………………133
圖4.31 內車道IRI值變化圖 ………………………………………136
圖4.32 噪音值變化圖………………………………………………139
圖4.33 外車道PCI指數變化圖 ……………………………………142
圖4.34 內車道PCI指數變化圖 ……………………………………145
圖4.35 回彈模數試驗值(25℃) ……………………………………152
圖4.36 間接張力試驗值(25℃) ……………………………………153
圖4.37 間接張力—功 (25℃)………………………………………153
圖4.38 潛變試驗 (25℃)……………………………………………154
表 目 錄
表2.1 公路總局原規範粒料級配及瀝青含量表 ……………………11
表2.2 公路總局新規格密級配瀝青混凝土粒料級配及瀝青含量表.12
表2.3 公路總局新規格底層粗級配瀝青混凝土粒料級配表… ……12
表2.4 高公局廠拌瀝青處理底層粒料之級配表 ……………………13
表2.5高公局瀝青拌合料之粗、細粒料合成級配表 ………………14
表2.6 國工局瀝青處理底層粒料之級配表 …………………………14
表2.7 營建署瀝青拌合料級配表 ……………………………………15
表2.8 台北市政府工務局瀝青拌合料級配表 ………………………16
表2.9 高雄市政府工務局瀝青拌合料級配表 ………………………17
表2.10 路面損壞及修復方式…………………………………………21
表2.11 路面損壞之原因………………………………………………22
表2.12 PCI評級區間 ………………………………………………23
表2.13 PCI定義之19項破壞………………………………………24
表2.14 PCI減扣值表…………………………………………………25
表3.1 現場成效評估項目說明 ………………………………………38
表3.2成效評估檢測頻率規劃表 ……………………………………38
表4.1 公路總局瀝青混凝土馬歇爾配合設計標準 …………………53
表4.2 中華顧問工程司辦理配合設計結果(一) ……………………54
表4.3中華顧問工程司辦理配合設計結果(二) ……………………54
表4.4 公路總局材料試驗所辦理配合設計結果(一) ………………55
表4.5 公路總局材料試驗所辦理配合設計結果(二) ………………55
表4.6 調查車型分類表 ………………………………………………58
表4.7 91~93年交通量統計表(雙向) ………………………………59
表4.8 本路段R值試驗結果…………………………………………61
表4.9 TI分類建議值 ………………………………………………61
表4.10 依撓度設計加封AC厚度(cm) ………………………………63
表4.11 92年8月12日試拌結果(一)………………………………65
表4.12 92年8月12日試拌結果(二)………………………………66
表4.13 外車道右輪跡撓度試驗表……………………………………84
表4.14 外車道右輪跡撓度統計分析表………………………………85
表4.15 外車道左輪跡撓度試驗表……………………………………88
表4.16 外車道左輪跡撓度統計分析表………………………………89
表4.17 內車道右輪跡撓度試驗表……………………………………92
表4.18 內車道右輪跡撓度統計分析表………………………………93
表4.19 內車道左輪跡撓度試驗表……………………………………96
表4.20 內車道左輪跡撓度統計分析表………………………………97
表4.21 外車道勁度試驗表 …………………………………………100
表4.22 外車道勁度試驗統計分析表 ………………………………103
表4.23 內車道勁度試驗表 …………………………………………105
表4.24 內車道勁度試驗統計分析表 ………………………………106
表4.25 外車道抗滑度試驗表 ………………………………………109
表4.26 外車道抗滑度試驗統計分析表 ……………………………110
表4.27 內車道抗滑度試驗表 ………………………………………112
表4.28 內車道抗滑度試驗統計分析表 ……………………………113
表4.29 外車道右側車道車轍深度試驗表 …………………………115
表4.30 外車道右側車道車轍深度試驗統計分析表 ………………116
表4.31 外車道左側車道車轍深度試驗表 …………………………119
表4.32 外車道左側車道車轍深度試驗統計分析表 ………………120
表4.33 內車道右側車道車轍深度試驗表…………………………124
表4.34 內車道右側車道車轍深度試驗統計分析表………………124
表4.35 內車道左側車道車轍深度試驗表…………………………128
表4.36 內車道左側車道車轍深度試驗統計分析表………………129
表4.37 外車道IRI指標試驗表……………………………………133
表4.38 外車道IRI指標統計分析表………………………………134
表4.39 內車道IRI指標試驗表……………………………………136
表4.40 內車道IRI指標統計分析表………………………………137
表4.41 噪音量測試驗表……………………………………………139
表4.42 噪音量測試驗統計分析表…………………………………140
表4.43 外車道PCI指標試驗表……………………………………142
表4.44 外車道PCI指標試驗統計分析表…………………………143
表4.45 內車道PCI指標試驗表……………………………………145
表4.46 內車道PCI指標試驗統計分析表…………………………146
表4.47 新規格瀝青混凝土檢測試驗總表…………………………148
表4.48 新規格瀝青混凝土檢測數據統計檢定比較總表…………150
表4.49 現地檢測總評(一)…………………………………………151
表4.50 現地檢測總評(二)…………………………………………151
表4.51 回彈模數試驗值(25℃)……………………………………151
表4.52 間接張力試驗值(25℃)……………………………………152
表4.53 間接張力—功 (25℃) ……………………………………153
表4.54 潛變試驗 (25℃) …………………………………………154
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指導教授 林志棟(Jyh-Dong Lin) 審核日期 2005-7-21
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