台灣地區不同添加劑應用於改質瀝青之可行性評估

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楊丞毅(Yang, Cheng-yi) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

台灣地區不同添加劑應用於改質瀝青之可行性評估
(The Study in Feasibility Assessment of Different Additives on the Modified Asphalt in Taiwan Area)

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摘要(中)

本研究主要目的即在探討不同天然瀝青及化學改質劑，改變添加量對於傳統瀝青膠泥各項成效的影響，經由實驗室各項基本性質試驗可了解不同改質劑以及不同添加量下的改質成效。藉此了解各種改質材料對基底瀝青的改質效果能有進一步了解，依此對國內現有改質瀝青規範和國外改質瀝青規範進行評估與探討，尋求適合台灣地區使用之改質瀝青膠泥，期望未來能提供國內道路工程各種等級之道路使用參考。
TLA與BRA作為改質瀝青，若想在台灣地區使用，除了成本因素外，最重要的就是使用的依據，若能符合國內目前之規範，在試鋪及研究上的進展將會加快許多。然而國內改質瀝青規範CNS 14184是為SBS改質劑設計，與TLA及BRA性質差異很大，因此諸多項目無法合乎標準，其中又以彈性回復與灰分相差最大。國內改質瀝青主要依據針入度及黏滯度進行分級，TLA添加20%時針入度及黏滯度相當於國內改質Ⅱ型瀝青；TLA添加30%時，瀝青膠泥接近改質Ⅲ型。添加BRA10%時，相當於改質Ⅱ型；添加20%時瀝青性質與改質Ⅲ型相似。當改質Ⅲ型瀝青添加TLA時，試驗成效良好，最關鍵的問題在於135℃時的黏滯度過高。SBR屬於高分子材料，改質後瀝青膠泥物理特性與一般改質瀝青類似，國內可依循目前國內改質瀝青規範使用。SBR添加比例1%時，改質效果不明顯；2%~3%相當於改質Ⅱ型瀝青；4%~5%可符合國內改質Ⅲ型規範；添加6%時，135℃的黏滯度太高，不建議使用。

摘要(英)

Purpose of this study is to explore the different natural bitumen and chemical modifiers, different amounts affect the effectiveness of the traditional asphalt, the use of basic laboratory tests can understand the different nature of the modifier and the different dosage under the modified results. To understand a variety of materials on a substrate modified bitumen modifier effect can have a better understanding, and so on existing domestic and foreign norms modified bitumen modified bitumen specifications for evaluation and discussion, to seek suitable for use in Taiwan modified asphalt, hopes that the future can provide various levels of domestic road works road use.
TLA and BRA as modifier for asphalt, if you want to use in Taiwan. In addition to cost, the important point is to use the basis that meet the domestic current specification. However, CNS 14184 is design for SBS that is very different with TLA and BRA. Based primarily on domestic modified bitumen penetration and viscosity grading, TLA hour with 20% penetration and viscosity equivalent to the domestic type Ⅱ modified asphalt; TLA add 30%, close to the modified asphalt mastic type Ⅲ. Add BRA10%, the equivalent of the modified type Ⅱ; adding 20% modified asphalt properties and type Ⅲ similar. When the modified asphalt type Ⅲ add TLA, the test proved to be effective, the most critical problem is that 135 ℃ when the viscosity is too high. SBR are polymer materials, modified physical properties of asphalt mastic modified bitumen generally similar domestic may follow the current domestic modified bitumen standard use. Add a proportion of 1% SBR, modified effect is not obvious; 2% to 3% of the equivalent type Ⅱ modified asphalt; 4% to 5% may be modified in line with domestic Ⅲ type specification; adding 6%, 135 ℃ viscous too high, not recommended.

關鍵字(中)

★ 天然瀝青
★ 改質瀝青
★ 流變性質

關鍵字(英)

★ Natural asphalt
★ modified bitumen
★ rheological

論文目次

第一章緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍 3
1.4 研究流程 4
第二章文獻回顧 7
2.1石油瀝青的性質 7
2.1.1瀝青整體的物理及化學性質 7
2.1.2 瀝青的膠體結構 10
2.2改質瀝青 15
2.2.1改質瀝青介紹 15
2.2.2改質瀝青之發展 17
2.2.3改質瀝青之應用與相關研究 18
2.3天然瀝青 21
2.3.1天然瀝青介紹 21
2.3.2天然瀝青之改質機理 26
2.3.3天然瀝青之應用與研究 38
2.4瀝青膠泥的流變行為 47
2.4.1流體種類 48
2.4.2瀝青黏彈行為中各參數之關係 49
2.4.3流變參數與鋪面績效間關聯 51
2.4.4國內外流變特性之應用 53
第三章研究規劃 55
3.1 研究材料 55
3.1.1基底瀝青 56
3.1.2天然瀝青 58
3.1.3化學改質劑 60
3.2試驗配置 64
3.3瀝青膠泥試驗項目 66
3.3.1黏度試驗 66
3.3.2針入度試驗 67
3.3.3延展性試驗 69
3.3.4軟化點試驗 70
3.3.5離析試驗 71
3.3.6 三氯乙烯溶解試驗 72
3.3.7 滾動薄膜烘箱老化試驗 72
3.3.8 彈性回復力試驗 74
3.3.9閃火點試驗 75
3.3.10 瀝青膠泥流變試驗方法及儀器設備 77
3.3.11灰分試驗 (Ignition oven) 78
3.4天然瀝青分離回收試驗 80
第四章試驗結果與分析 83
4.1材料基本性質檢驗 83
4.1.1天然瀝青篩分析試驗結果 83
4.1.2溶解度與灰分 84
4.1.3蒸發量 85
4.2改質瀝青成效試驗 86
4.2.1黏滯度 86
4.2.2針入度 88
4.2.3延展性 93
4.2.4軟化點 97
4.2.5離析試驗 100
4.2.6 RTFOT試驗 104
4.2.7閃點、比重及溶解度 112
4.3瀝青的化學性質 115
4.4瀝青的流變特性 118
4.4.1流動模式分析 118
4.4.2潛變模式分析 122
4.4.3動態模式掃描分析 133
第五章台灣地區可行性評估 153
5.1改質瀝青拌和方法 153
5.2天然瀝青添加量與級配 155
5.3 規範探討 159
5.3.1國內規範適用性 159
5.3.2國外天然瀝青規範探討 161
5.4成本分析 165
5.5台灣地區應用之可行性 168
第六章結論與建議 171
6.1 結論 171
6.2 建議 173
參考文獻 175

參考文獻

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指導教授

林志棟(Jyh-Dong Lin)

審核日期

2013-8-16

推文