跳到主要內容

簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 鄭仁崇
Jen-Chung Cheng
論文名稱: 國道高速公路排水性鋪面材料設計影響因素及成效之研究
指導教授: 林志棟
Jyh-Dong Lin
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 180
中文關鍵詞: 排水性鋪面鋪築厚度瀝青膠泥水霧量化抗滑
外文關鍵詞: Drainage Pavements, thickness of pavement, asphalt binder
相關次數: 點閱:15下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 排水性路面(Drainage Pavements)已在世界多國的鋪面上使用,且獲得多方面的正面反應,台灣區高速公路早期通車路面是採用美國開放級配磨耗層(簡稱OGFC)來設計,隨著改質瀝青(Polymer-Modified Asphalt )科技發展,排水性路面性能大幅提高,本研究將針對不同粒徑大小、不同鋪築厚度、不同瀝青膠泥及不同纖維對於排水性鋪面影響進行分析,進行試鋪工作。分析試鋪後的路面進行結構性評估、排水性評估、噪音評估、服務性評估等相關成效監測,完成長期觀測之後,以所得之評估成果做為修正相關適合國內施工及材料規範之依據。
    經鋪築過後一年之現地檢測數據顯示,目前不論在車轍、透水、抗滑、平坦度、目視調查及噪音等試驗皆屬於良好之鋪面成效,但由於鋪設至今只有一年之檢測數據,且大多數比較組合皆顯示沒有顯著性差異,因此尚需後續長期檢測資料來探討那一種組合較為適合。針對排水性鋪面能迅速減少水霧程度,本研究利用水霧量化程式進行分析,結果顯示以鋪設厚度4cm之減少水霧程度為最佳,而減少程度大約為鋪築厚度2.5cm兩倍之多,顯示鋪築厚度越厚確實可增加駕駛人之安全性,而對於排水路徑方面,結果顯示排水路徑越短亦能迅速排除雨水,進而減少重車所帶起之水霧程度。


    Drainage Pavements have been used in many countries for pavements and received positive reaction. In early times, Taiwan’s has used OGFC (open graded asphalt friction course) to designed Taiwan’s freeway. With the development of Polymer-Modified Asphalt, the quality of Drainage Pavements has much improved. Our research will focus on how the different factors can affect the Drainage Pavements such as size of particle, thickness of pavement, material of asphalt binder and fabric fiber Based on the long-term research on the experiment of pavement, In the future after from the test built in site, we now have to step forward for making an estimating of the road structural analysis, estimating the drainage system, estimating the sound level and the estimating of the service ability during the performance observation,which will be used as the instructions for the rules of National Construction and Standard of Materials.
    According to the statistics of one-year experiment of pavement, no matter in the factor of rutting、permeable、pavement friction、roughness、distress survey、sound level, all the outcomes lead to good condition of the pavement. However, with access to only one-year statistic report and without any obvious difference from the contrast party, it still requires long-term observation to find out suitable combination. In order to get the result of how much Water Fog can be reduced by Drainage Pavement, we adopted Water Fog Quantification equation in the process of analysis. The result shows that best thickness for the lowest Water Fog level is 4cm which lowers Water Fog level two times than thickness of 2.5cm. Therefore, we come to conclusion that the thicker pavement we make, the safer driver will be. On the other hand, the shorter drainage route is the more quickly rain can be ruled out. On the condition of shorter drainage, the level of Water Fog caused by heavy car can be reduced.

    目錄 目錄 1 表目錄 IV 圖目錄 IV 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 預期成果 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 排水性瀝青混凝土的應用 5 2.2材料基本特性 5 2.2.1粒料品質與級配規格 5 2.2.2填充料 7 2.2.3黏結料 8 2.2.4纖維 9 2.3配比設計方法 10 2.3.1美國 10 2.3.2日本 11 2.3.3西班牙 16 2.3.4比利時 16 2.3.5瀝青膠漿垂流性質 17 2.3.6飛散性試驗 19 2.3.7連續空隙率 20 2.4 排水性瀝青混凝土鋪面之效益 21 2.4.1排水效果 21 2.4.2降低噪音效果 22 2.5施工方法 22 第三章 試驗與檢測方法 25 3.1試驗流程 25 3.2試鋪道路及配合設計 27 3.2.1試鋪道路介紹 27 3.2.2配合設計 32 3.3實驗室成效試體製作 39 3.3.1 馬歇爾試體製作 39 3.3.2 車轍輪跡試體製作 40 3.4 實驗室成效試驗 41 3.4.1浸水殘餘強度試驗 41 3.4.2馬歇爾穩定、流度值試驗 43 3.4.3室內透水試驗 45 3.4.4 車轍輪跡試驗 47 3.4.5 浸水輪跡試驗 48 3.5 現地成效檢測 50 3.5.1 現地檢測位置 50 3.5.2 檢測頻率及測點規劃 51 3.5.3現場透水量試驗 55 3.5.4抗滑試驗 56 3.5.5平坦度試驗 60 3.5.6車轍試驗 61 3.5.7噪音量測試驗 62 第四章 排水性鋪面材料特性與成本之探討 65 4.1試驗室結果分析 66 4.1.1浸水殘餘強度試驗 66 4.1.2車轍輪跡試驗結果分析 67 4.1.3浸水輪跡試驗結果與分析 68 4.2現地檢測結果分析 70 4.2.1平均數檢定方法介紹 70 4.2.2車轍試驗分析 73 4.2.3現地透水試驗分析 83 4.2.4抗滑試驗分析 96 4.2.5平坦度試驗分析 106 4.2.6目視調查 120 4.2.7噪音量測試驗分析 122 4.2.8排水性鋪面及開放級配磨擦層鋪面案例探討 125 4.3排水性鋪面之成本分析 127 第五章 降雨強度對排水性鋪面水霧影響程度之分析 133 5.1排水性鋪面排水功能 133 5.1.1 排水性鋪面之排水能力計算 133 5.1.2排水邊溝流量計算 136 5.2水霧量化 138 5.2.1外業拍攝及內業處理流程 138 5.2.2水霧量化程式之應用 139 5.2.3水霧量化程式之驗證 143 5.2.4水霧量化比較分析結果 147 第六章 結論與建議 153 6.1結論 154 6.1.1實驗室成效試驗 154 6.1.2現地鋪設成效檢測 155 6.1.3排水性鋪面水霧程度量化比較 155 6.2建議 156 參考文獻 157

    參考文獻
    1. ASTM D3515-96〝Standard Specification for Hot-Mixed,Hot-Laid Bituminous Paving Mixtures〞ASTM annual book 2000,Vol.04.03
    2. L.Allen Cooley,Jr.,E.Ray Brown,Donald E.Watson,〝Evaluation of OGFC Mixtures Containing Cellulose Fibers〞NCAT Report No.2000-05,2000.
    3. Prithvi S.Kandhal,Rajib B.Mallick,〝Open Graded Asphalt Friction Course:State of the Practice〞NCAT Report No.98-7,1998.
    4. Prithvi S.Kandhal,Rajib B.Mallick,〝Design of New-Generation Open-Graded Friction Courses〞NCAT Report No.99-3,1999.
    5. Rajib B.Mallick, Prithvi S.Kandhal, L.Allen Cooley, Donald E.Watson,〝Design,Construction,and Performance of New-Generation Open-Graded Friction Courses〞NCAT Report No.2000-01,2000.
    6. Walter J.Tappeiner,〝Open-Graded Asphalt Friction Course〞NAPA IS115.
    7. Hibbs, B.O. and R. M.Larson, Tire Pavement Noise and Safety Performance, FHWA,Final Report, FHWA-SA-96-068,May 1996.
    8. Shafik K.Hamdani,〝Open-Graded Surface Courses in Hot Climates〞AAPT Vol.52,1983.
    9. 〝Hot Mix Asphalt Materials,Mixture Design,and Construction〞NAPA Education Foundation,1st ed.,1991.pp353~355
    10. 〝Georgia’s Modified Open-Graded Friction Course〞GDOT,1992
    11. Nelson, P.M. and S.M. Phillips, 〝Quieter Road Surfaces〞,TRL Annual Review,TRL Limited,UK,1997.
    12. 〝Designing and Constructing SMA Mixtures—State-of-the-Practice〞NAPA QIS122,1999.
    13. E.R.Brown and L.A.Cooley,jr.,〝Designing Stone Matrix Asphalt Mixtures for Rut-Resistant Pavements〞NCHRP Report 425,1999.
    14. Sandberg,U., 〝A Road Surface for Reduction of Tie Npise Emission, 〞Inter-Noise 79,Warszawa,Poland,September 11-13,1979.
    15. California Test 526,〝Operation of California Profilograph and Evaluation of Profiles,〞California DOT,1978
    16. ASTM E303-93,〝Standard Test Method for Measuring Surface Frictional Properties Using the British Pendulum Tester〞ASTM annual book 1998,Vol.04.03
    17. ASTM E1274-88,〝Standard Test Method for Measuring Pavement Roughness Using a Profilograph,〞ASTM annual book 1993,Vol.04.03
    18. G.Van Heystraeten and C.Moraux,〝Ten Years’Experience of Porous Asphalt in Belgium〞TRR1265,1990,pp34~40
    19. Thomas Isenring,Harald Koster,and Ivan Scazziga,〝Experiences with Porous Asphalt in Switzerland〞TRR1265,1990,pp41~53
    20. Alain Sainton〝Advantage of Asphalt Rubber Binder for Porous Asphalt Concrete〞TRR1265,1990,pp69~81
    21. Y.Decoene〝Contribution of Cellulose Fibers to the Performance of Porous Asphalts〞TRR1265,1990,pp82~86
    22. Aurelio Ruiz,Roberto Alberola,Felix Perez.and Bartolome Sanchez〝Porous Asphalt Mixtures in Spain〞TRR1260,1990,pp87~94
    23. J.Th.Van Der Zwan,Th.Goeman,H.J.A.J.Gruis,J.H.Swart,and R.H.Oldenburger〝Porous Asphalt Wearing Courses in the Netherlands:State of the Art Review〞TRR1260,1990,pp95~110
    24. 日本道路協會,「鋪裝試驗法便覽」,昭和六十三年十一月。
    25. 日本道路協會,「排水性鋪裝技術指針(案)」平成十一年七月。
    26. 吉兼亨、中西弘光,「多孔隙排水鋪面工程技術」,台灣區國道高速公路局,1999.12。
    27. 「環保鋪面工程學術研討會」論文集,國立中興大學土木系,民2000.11。
    28. 張弘義、葉韓生,「多孔隙排水面層之設計與施工技術考察報告」交通部台灣區國道高速公路局,1999.7。
    29. 房性中,「排水性鋪面使用材料規格暨基本性能需求說明」現代營建,251期、2000.11。
    30. 祝錫智、劉明仁、高金盛,「高速公路多孔隙排水面層試鋪及績效評估研究」期末報告,交通部台灣區國道高速公路局,1999.10。
    31. 「鋪面排水與行車安全研討會專輯」,台灣省土木技師公會,國立中央大學創新育成中心,1999.9。
    32. 劉守益,「多孔隙瀝青混凝土成效之評估」國立中央大學碩士論文,1996.6。
    33. 吳明宇,「改良型開放級配瀝青混凝土成效特性之研究」國立中央大學碩士論文,1999.8。
    34. 蔡攀鰲、陳建旭,「嘉義市興業路石膠泥瀝青(SMA)試驗路面成效之評估」第一年成效評估報告書,內政部營建署,2000.12。
    35. 劉霈、林嘉永,「高速公路路面摩擦層開放級配效能改進之初步研究」1996年瀝青混凝土路面及材料特性研討會專輯,國立中央大學,1996.5。
    36. 黃博仁,「以Brookfield黏度儀選定瀝青拌合及夯實溫度」,土木工程技術,第三卷第二期,1999.6。
    37. 交通部公路局材料試驗所,「公路工程材料手冊」,交通部公路局材料試驗所編印,1988。
    38. 交通部國道高速公路局,「施工標準規範—施工技術規範」,1987.3。
    39. 林冠州、陳永隆,「Excel 2000工程應用篇」,松崗電腦圖書資料股份有限公司,2000.7。
    40. 交通部公路局,「公路工程施工說明書」,1997.6。
    41. 交通部公路局,「台灣地區現行路面設計方法之評價與改良之研究」,1979。
    42. 林志棟,「瀝青混凝土配合設計與其原理」,科技圖書公司,1983。
    43. 余政儒,「瀝青混凝土添加石灰耐久性之研究」,國立中央大學土木研究所碩士論文,1994.6。
    44. 廖溪堃,「材料對石膠泥瀝青混凝土成效特性之研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,1999.6。
    45. 蔡弦志,「再生材料應用於道路鋪面工程之成本效益研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,2003.6。
    46. 高翰成,「再生瀝青混凝土試驗路段成效評估」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,1998.8。
    47. 林元生,「智慧型鋪面檢測車應用於鋪面平坦度之研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,2004.6。
    48. 中央氣象局全球資訊網,http://www.cwb.gov.tw,2005。
    49. 交通部高速公路局,「北二高龍潭收費站歷年收費紀錄」,2004。
    50. 大有建設株式會社,「大有建設的排水性鋪裝-TAF-Porous」,2005。
    51. 徐義人,應用水文學,大中國圖書公司,2003。
    52. 建中工程股份有限公司,「國三線白河段試鋪排水性路面排水性能檢測報告」,2004。
    53. 營建署全球資訊網站,http://www.cpami.gov.tw,2005。

    QR CODE
    :::