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結論與建議

在文檔中 中 華 大 學 (頁 106-138)

第五章 第五章、 、 、 、結論與建議 結論與建議 結論與建議 結論與建議

本研究選用三種不同的鋪面養護再生劑,依產品供應商建議的劑 量,分區塊噴灑在同一齡期為 12 年、平均空隙率 9.7%、且已出現剝 脫鬆散的停車場鋪面,用噴灑前後回收瀝青 60℃黏度的瀝青黏度降 低量,判斷養護再生劑的效能,再與試驗場地抗滑性檢測結果整合,

提出以下的結論與建議。

5-1、結論

依據本研究取得三種不同養護再生劑的基本物性檢測、試驗場地 噴灑前與噴灑後 60 天鑽心試體的分層回收 60℃黏度檢驗、及噴灑後 第 7、30、60 三天分別於試驗場地的抗滑性檢驗結果,針對材料的基 本物性、分層回收黏度的可行性、噴灑後軟化的效益及鋪面的抗滑 性,提出以下八點結論。

1. 本研究選用的三種養護再生劑中,無論是油溶瀝青類或是乳化瀝青 類,都是供應商自行配製的產品,不同於一般乳化或油溶瀝青,不 適用一般的乳化或油溶瀝青產品品質規範。

2. 本研究探討的三種養護再生劑,噴灑後的乾燥速率不同,其中乳化 的二種材料皆可在 2 小時內變乾,但油溶性材料則需要 7 小時以上 的時間。

3. 養護再生劑的效能不容易評估,檢測噴灑後 60 天鋪面表面 1cm 內 瀝青黏度降低量是可行的評估方式;但需以多個鑽心試體切割組成 樣品,再進行瀝青分離與回收,試驗程序相當繁複。

4. 空隙率在 10%附近的瀝青混凝土路面,經過 12 年後,瀝青老化量 在表層 2.5cm 以內,60℃黏度可提高達 50 倍,甚至超過 100 倍,

而在 2.5cm~5.0cm 深的瀝青則提高至 10 倍附近,深度愈深老化量 愈小。

5. 本研究所選用三種不同養護再生劑在噴灑後,於鋪面表面 1cm 內 的瀝青黏度降低量皆超過 40%,顯示這三種鋪面養護再生劑皆具 有改善老化後瀝青性質的效果。

6. 不同材料的軟化程度差異方面,以第一層而言,以油溶性的養護再 生劑 A 軟化的程度可高達 94%最高,其次是乳化柏油基底的 B 軟 化 76%,最後為乳化瀝青基底的 C 軟化 45%;對第二層的軟化效 果,則三種材料沒有明顯差異。

7. 本研究探討的三種養護再生劑的軟化效果皆可深達鋪面下 2.5cm 處,對 2.5cm 以下的鋪面層則無明顯的軟化效果。

8. 無論是以英式擺錘代表的微觀紋理,或是以鋪砂法代表的巨觀紋理 結果,雖皆有明顯的抗滑性降低現象,但仍在安全範圍內,不會有 抗滑性不足的顧慮。

5-2、建議

依本研究試驗的結果,對於養護再生劑的效益及應用於鋪面養護 作業,提出四點建議。

1. 以噴灑後 60 天,鋪面表面 1cm 內瀝青黏度降低量是可行的評估方 式,但國內目前尚未針對養護再生劑噴灑後應有的軟化效率訂出規 範,對未來的推廣與應用產生相當大的困擾,應可參考美國工兵團 所提出鋪面壽年 2 年內瀝青黏度降低量需達 20%,2 年以上需達 40%的判斷方法,並配合國內工程界實際施作後的成果,訂出適宜

會地區使用時,可採用乳化養護再生劑,以減少因道路封閉過久造 成交通壅塞的問題。

3. 由於噴灑鋪面養護再生劑後,將會造成鋪面的抗滑性降低,故建議 應避免使用在紋理較淺且行車速度較高的鋪面上,以減少因噴灑後 鋪面抗滑性不足造成的交通事故。

4. 依美國空軍土木工程中心研究成果,養護再生劑具有改善老化後瀝 青的性質的功效,且成功的延長鋪面壽年達三年之久,本研究經由 試驗的結果驗證,養護再生劑確實具有改善老化後瀝青性質的能 力,但本研究目前僅針對養護再生劑的軟化效益進行研究,成效的 延續則有待繼續探討。

5. 由於以現地鑽心試體分層回收黏度試驗評估養護再生劑的效能將 造成鋪面的破壞,故應可嘗試以其它非破壞檢測的方式如落錘式撓 度儀(Falling Weight Deflectometer,簡稱 FWD),利用噴灑前後鋪 面材料勁度不同評估養護再生劑的效能,避免鋪面因鑽心造成的鋪 面破壞。

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附錄一 附錄一

附錄一 附錄一、 、 、 、原始鋪面各層回收黏度計算值 原始鋪面各層回收黏度計算值 原始鋪面各層回收黏度計算值 原始鋪面各層回收黏度計算值

表 1-1 第一層第一次回收瀝青黏度檢驗數據

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 55.5 14,800,000 11,100 0.075 R-Square 1 0.5 91.2 14,592,000 18,240 0.125 斜率 0.9722

- - - - - 截距 5.1390

- - - - - η1.0(Poises)

70℃

- - - - - 137,750

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 22.1 5,893,333 4,420 0.075 R-Square 0.9999 0.5 37.1 5,936,000 7,420 0.125 斜率 1,0148 0.6 45.0 6,000,000 9,000 0.150 截距 4.7877 1.0 74.9 5,992,000 14,980 0.250 η1.0(Poises)

75℃

- - - - - 61,330

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 9.8 2,613,333 1,960 0.075 R-Square 0.9999 0.5 16.6 2,656,000 3,320 0.125 斜率 1,0103 0.6 20.1 2,680,000 4,020 0.150 截距 4.4323 1.0 33.4 2,672,000 6,680 0.250 η1.0(Poises)

80℃

1.5 49.9 2,661,333 9,980 0.375 27,059 試驗

溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

1.0 15.3 1,224,000 3,060 0.250 R-Square 0.9999 1.5 23.0 1,226,667 4,600 0.375 斜率 1,0026 2.0 30.7 1,228,000 6,140 0.500 截距 4.0896 2.5 38.4 1,228,800 7,680 0.625 η1.0(Poises)

85℃

3.0 46.0 1,226,667 9,200 0.750 12,292

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

1.5 11.8 629,333 2,360 0.375 R-Square 0.9999 2.0 15.6 624,000 3,120 0.500 斜率 0.9737 2.5 19.3 617,600 3,860 0.625 截距 3.7870 3.0 23.1 616,000 4,620 0.750 η1.0(Poises)

90℃

4.0 30.7 614,000 6,140 1.000 6.123

表 1-2 第一層第一次回收瀝青黏度以高溫迴歸外插計算表

層別 第一層 編號 1

試驗溫度(℃) 黏度(Poises) Log(Poises)

70 137,750 5.1390924

75 61,330 4.7876743

80 27,059 4.4323124

85 12,292 4.0896385

90 6,123 3.7869586

迴歸計算

R-Square 斜率 截距

0.999084 -0.06805 9.8908207 迴歸方程式

y = -0.06805x + 9.8908207

60 Log Poises 5.8078207

60 Poises 642,422

表 1-3 第一層第二次回收瀝青黏度檢驗數據

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 68.1 18,160,000 13,620 0.075 R-Square -

- - - - - 斜率 -

- - - - - 截距 -

- - - - - η1.0(Poises)

70℃

- - - - - -

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 28.7 7,653,333 5,740 0.075 R-Square 0.9999

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 12.6 3,360,000 2,520 0.075 R-Square 0.9999 0.5 20.7 3,312,000 4,140 0.125 斜率 0.9764 0.6 24.8 3,306,667 4,960 0.150 截距 4.4995 1.0 40.7 3,256,000 8,140 0.250 η1.0(Poises)

80℃

1.5 60.7 3,237,333 12,140 0.375 31,583 試驗

溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.6 11.5 1,533,333 2,300 0.150 R-Square 0.9999 1.0 19.0 1,520,000 3,800 0.250 斜率 0.9818 1.5 28.3 1,509,333 5,660 0.375 截距 4.1708 2.0 37.5 1,500,000 7,500 0.500 η1.0(Poises)

85℃

2.5 46.7 1,594,400 9,340 0.625 14,819 試驗

溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

1.5 14.0 746,667 2,800 0.375 R-Square 0.9999 2.0 18.5 740,000 3,700 0.500 斜率 0.9709 2.5 22.9 732,800 4,580 0.625 截距 3.8603 3.0 27.4 730,667 5,480 0.750 η1.0(Poises)

90℃

4.0 36.3 726,000 7,260 1.000 7,249

表 1-4 第一層第二次回收瀝青黏度以高溫迴歸外插計算表

層別 第一層 編號 2

試驗溫度(℃) 黏度(Poises) Log(Poises)

70 181,600 5.259116

75 72,451 4.860043

80 31,583 4.499459

85 14,819 4.170805

90 7,249 3.860252

迴歸計算

R-Square 斜率 截距

0.997407 -0.06974 10.10908

迴歸方程式 y = -0.06974x + 10.10908

60 Log Poises 5.9167316

60 Poises 825,528

表 1-5 第二層第一次回收瀝青黏度檢驗數據

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 40.1 10,693,333 8,020 0.075 R-Square 0.9999 0.5 66.3 10,608,000 13,260 0.125 斜率 0.9810 0.6 79.1 10,546,667 15,820 0.150 截距 5.0079

- - - - - η1.0(Poises)

65℃

- - - - - 101,823

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 16.5 4,400,000 3,300 0.075 R-Square 0.9999 0.5 27.5 4,400,000 5,500 0.125 斜率 0.9835 0.6 32.9 4,386,667 6,580 0.150 截距 4.6270 1.0 54.3 4,344,000 10,860 0.250 η1.0(Poises)

70℃

1.5 80.4 4,288,000 16,080 0.375 42,370 試驗

溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.5 12.3 1,968,000 2,460 0.125 R-Square 0.9999 0.6 14.6 1,946,667 2,920 0.150 斜率 0.9761 1.0 24.1 1,928,000 4,820 0.250 截距 4.2710 1.5 35.8 1,909,333 7,160 0.375 η1.0(Poises)

75℃

2.0 47.5 1,900,000 9,500 0.500 18,663 試驗

溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

1.0 11.5 920,000 2,300 0.250 R-Square 0.9999 1.5 16.9 901,333 3,380 0.375 斜率 0.9623 2.0 22.3 892,000 4,460 0.500 截距 3.9400 2.5 27.7 886,400 5,540 0.625 η1.0(Poises)

80℃

3.0 33.1 882,667 6,620 0.750 8,710

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

2.0 11.3 452,000 2,260 0.500 R-Square 0.9999 2.5 14.0 448,000 2,800 0.625 斜率 0.9543 3.0 16.6 442,667 3,320 0.750 截距 3.6413 4.0 21.9 438,000 4,380 1.000 η1.0(Poises)

85℃

5.0 27.1 433,600 5,420 1.250 4,379

表 1-6 第二層第一次回收瀝青黏度以高溫迴歸外插計算表

層別 第二層 編號 1

試驗溫度(℃) 黏度(Poises) Log(Poises)

65 101,832 5.007886

70 42,370 4.627060

75 18,663 4.270986

80 8,710 3.939995

85 4,379 3.641339

迴歸計算

R-Square 斜率 截距

0.997808 -0.0684 9.427691

迴歸方程式 y = -0.0684x + 9.427691

60 Log Poises 5.3235008

60 Poises 210,621

表 1-7 第二層第二次回收瀝青黏度檢驗數據

試驗 溫度

轉速 (RPM)

扭力 (%)

黏度 (cP)

剪應力 (Dynes/cm2)

剪應變率

(1/Sec) 計算

0.3 35.1 9,360,000 7,020 0.075 R-Square 0.9999 0.5 58.6 9,376,000 11,720 0.125 斜率 1.0023 0.6 70.3 9,373,333 14,060 0.150 截距 4.974

- - - - - η1.0(Poises)

65℃

- - - - - 94,177

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