冷拌再生瀝青混凝土應用於道路管線挖掘回填工程之現地驗證

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土木工程學系

論文名稱

冷拌再生瀝青混凝土應用於道路管線挖掘回填工程之現地驗證
(The Field Verification of Cold Mix Recycled Asphalt Concrete as Pipeline Backfill Material)

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摘要(中)

臺灣隨著經濟起飛，公共建設及民間工程蓬勃發展，導致天然資源日漸枯竭，然道路經新工或整修後衍生出之瀝青刨除料已面臨過剩及囤積問題。國內相關施工綱要規範訂定道路刨除料添加量上限為40%，額外之60%僅能以囤積作為處理方式，日積月累下來造成空間成本上升及再利用率低落之後果。目前臺灣大多民生管線皆埋設於道路底下，時常為因應民眾所需則必須進行道路開挖，然為配合開放通車時間，導致施工品質及養護品質參差不齊，進而衍生道路不平整及破壞等現象。本研究以國外冷拌再生技術結合國內道路底層相關施工規範進行配合設計，並進行現地驗證。為考量臺灣之材料特性，採3%水泥、2%發泡瀝青作為膠結材料。經90天齡期檢測後，整體道路水準仍維持於良好狀態，其中發泡瀝青混凝土(Cold Mix Recycled Asphalt Concrete, CMRA)之抗車轍能力優於熱拌瀝青混凝土(Hot Mix Asphalt Concrete, HMA)；於鋪面結構強度發泡瀝青混凝土之結構係數為0.41與熱拌瀝青混凝土結構係數0.44有相似之材料強度。然發泡瀝青混凝土鋪築後經滾壓已具有足夠之承載能力，與傳統工法相較下可減少約2小時施工時程。在成本分析上，發泡瀝青混凝土之成本較熱拌瀝青混凝土及控制性低強度混凝土低廉。綜合以上所述，發泡冷拌瀝青穩定處理技術係可運用於臺灣鋪面作為回填材料，值得近一步研究與推廣。

摘要(英)

Taiwan pipelines for gas and daily needs are buried on the road and need a routine maintenance. Moreover, pipeline maintenance project also need to do in the short time due to traffic opening to avoid the rush hour and resulting in low construction and maintenance quality, uneven surface and premature damage. In recent years, Taiwan has been facing the lack of natural resources and accumulation of disposal material especially for Recliamed Asphalt Pavement(RAP). Therefore, excavation process due to pipeline maintenance become one of the contributor of the disposal material. According to the construction regulations, Taiwan promotes the using of recycling material, with the maximum limit of road excavation the recycling is 40%. However, the 60% rest accumulate the waste material and use many spaces for storing the waste material as the consequences of the low utilization rate. To solve those problems, this study used recycling asphalt, 3% cement, and 2% foam asphalt cementing materials, which focus on foreign cold mix recycled technology combined with Taiwan road construction specifications related to the underlying design procedure. The result shows after the 90th day test, the overall road level is still in good condition, and the anti - rutting ability of Cold Mix Recycled Asphalt Concrete (CMRA) is better than Hot Mix Asphalt Concrete (HMA). The structural coefficient of foamed recycled asphalt concrete with pavement strength shows 0.41, with similar material strength with HMA (0.44). However, the foamed asphalt concrete paving has been sufficient to carry the capacity after compaction compared with the traditional method, reduce the construction time of about 2 hours and has lower construction cost compared to HMA and controlled low strength concrete as the recent backfilling material. As mentioned above, the foam asphalt technology could be used as backfill material in Taiwan pavement and worth for the future study.

關鍵字(中)

★ 冷拌再生
★ 發泡瀝青
★ 道路管線挖掘回填工程

關鍵字(英)

★ Cold mix recycled asphalt concrete
★ foam asphalt
★ backfill material

論文目次

摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 V
圖目錄 IX
表目錄 XV
第一章、緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 1
1.3研究目的 2
1.4研究流程 2
第二章、文獻回顧 5
2.1冷拌再生技術介紹與應用 5
2.1.1冷拌再生技術穩定處理方式 5
2.1.2冷拌再生工法種類 9
2.1.3國內外冷拌再生技術研究與應用 12
2.2冷拌再生技術與臺灣道路底層規範探討 18
2.2.1冷拌技術規範 18
2.2.2臺灣道路底層相關規範 24
2.3現行道路刨除料法規與去化方式 28
2.3.1面臨問題及國內相關規範 28
2.3.2國內外刨除料去化相關研究 30
2.4國內現行道路管線挖掘規範與應用 32
2.4.1國內管線挖掘回填施工規範 32
2.4.2常見管線挖掘工程缺失及回填材料簡介 36
2.4.3道路管線挖埋工程相關研究 38
2.5文獻回顧小結 41
第三章、研究方法與實驗設計 43
3.1研究範圍 43
3.2試鋪道路選址與配置 45
3.2.1試鋪道路選址 45
3.2.2試鋪道路配置 46
3.3材料基本性質試驗 50
3.3.1粒料基本性質試驗 50
3.3.2瀝青膠泥試驗 54
3.4發泡瀝青技術穩定處理配合設計流程 59
3.4.1配合設計流程與試驗項目 59
3.4.2配合設計試驗 61
3.5發泡瀝青混凝土實驗室成效試驗 65
3.5.1回彈模數試驗 65
3.5.2靜態潛變試驗 67
3.5.3間接張力試驗 69
3.5.4加州承載比試驗 70
3.5.5落沉試驗 72
3.6發泡瀝青混凝土現地檢驗及成效追蹤 73
3.6.1道路結構性評估 73
3.6.2路面服務績效評估 77
3.6.3鑽心試驗評估 79
第四章、實驗室試驗結果分析 81
4.1材料基本性質試驗結果 81
4.1.1粒料基本性質試驗結果 81
4.1.2瀝青膠泥試驗結果 84
4.2發泡瀝青混凝土配合設計結果 85
4.2.1發泡瀝青混凝土級配設計 85
4.2.2決定最適發泡因子 93
4.2.3選擇最適發泡瀝青含量 98
4.3發泡瀝青實驗室成效分析 102
4.3.1回彈模數試驗結果 102
4.3.2靜態潛變試驗結果 104
4.3.3間接張力試驗結果 105
4.3.4加州承載比試驗結果 107
4.3.5強度發展試驗結果 111
4.3.6模擬壓實度測定 113
4.3.7決定最佳配比 115
第五章、現地試鋪試驗結果 117
5.1現地材料性質及回填材料檢驗結果 117
5.1.1現地回填材料性質檢驗 117
5.1.2回填材料取樣試驗結果 119
5.2試鋪道路檢驗結果 125
5.2.1試鋪道路成效追蹤 126
5.2.2現地鑽心試驗 130
第六章、發泡瀝青應用於臺灣道路可行性評估 133
6.1黏結材料對發泡瀝青混凝土之影響 133
6.2應用於道路工程之探討 135
6.2.1作為道路管線挖掘回填工程之暫修復評估 135
6.2.2材料性質分析 136
6.2.3交通量與交通荷重分析 137
6.3施工時程探討及施工成本分析 140
6.3.1施工時程探討 140
6.3.2施工成本分析 141
第七章、結論與建議 145
7.1結論 145
7.2建議 146
參考文獻 147

參考文獻

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指導教授

陳世晃、林志棟(Shih-Huang Chen Jyh-Dong Lin)

審核日期

2017-7-20

推文