依據第三章所述之研究計畫與實驗方法，將本研究所完成之數據 結果於本章節討論之。
4-1 瀝青膠泥與粒料物性試驗結果
本研究對於黏度分類之 AC-10 及橡膠瀝青進行基本物理性質試 驗，作為瀝青混凝土配合設計之參考，其中瀝青膠泥物理性質試驗包 括針入度試驗、比重試驗及黏滯度試驗；粒料物理性質試驗包括粒料 比重及吸水率試驗、篩分析試驗及洛杉磯磨損試驗。
4-1-1 瀝青膠泥基本物性試驗結果
瀝青膠泥的比重試驗根據ASTM D70 執行，其試驗結果如表 4-1 中為AC-10 及橡膠瀝青膠泥 25℃比重試驗數據。
表 4-1、AC-10 瀝青膠泥及橡膠瀝青 25℃比重試驗數據
膠泥種類 AC-10 橡膠瀝青
編號 1 2 1 2 比重瓶，(g) 29.793 28.503 28.842 28.509 水＋比重瓶，(g) 58.524 57.134 57.444 57.096 比重瓶＋瀝青，(g) 45.012 42.522 46.114 45.100 比重瓶＋瀝青＋水，(g) 58.783 57.342 58.039 57.701 比重 1.020 1.014 1.036 1.038 平均 1.017 1.037 由AC-10 瀝青膠泥及橡膠瀝青膠泥 25℃比重試驗數據結果顯 示，可看出AC-10 瀝青及橡膠瀝青之 25℃比重，皆在合理範圍內。
針入度試驗依據ASTM D5 之規範進行，試驗結果如表 4-2 中所 示。
表4-2、AC-10 瀝青膠泥及橡膠瀝青針入度試驗數據
針入次序 1 2 3 4 5 平均值
AC-10 90 88 89 91 88 89
橡膠瀝青 51 54 51 52 53 52
由AC-10 瀝青膠泥針入度結果顯示符合 AC-10 之規範規定於 85~100 範圍內，橡膠瀝青膠泥針入度結果顯示也符合 ASTM D6114 之要求於25~75 範圍內。
本研究所使用之AC-10 瀝青黏度分級是依工程會所列之檢測法 執行黏度量測，本研究所求得的60℃黏度(η1.0)如表 4-3 所示，AC-10 的60℃黏度為 1152 poises，確定符合 ASTM D3381 中黏度分級之 AC-10 瀝青膠泥黏度為 1000±200 poises 之規定。而橡膠瀝青於每次 拌製完成後必需依規範規定檢測175℃黏度，本次試驗共拌製 9 次橡 膠瀝青，平均黏度值為31.2 poises，所測得 175℃之黏度皆符合 ASTM D6114 橡膠瀝青物性試驗規範 15~50 poises，表 4-4 為 AC-10 瀝青膠 泥及橡膠瀝青物性試驗結果。
表4-3、Brookfield 黏度儀檢測 60℃黏度記錄與計算
AC-10 試驗溫度 轉速
(RPM)
扭力 (%)
黏度 (cP)
剪應力 (1/Sec)
剪應變率
(Dynes/cm2) 計算
10 14.2 113600 2840 2.5 R-Square 0.9987 12 16.9 112667 3380 3.0 斜率 0.9701 20 26.5 106000 5300 5.0 截距 3.0613 30 40.2 107200 8040 7.5 η1.0 (P) 60℃
50 68.2 109120 13640 12.5 1,152
表4-4、瀝青材料物性試驗結果
AC-10 橡膠瀝青
瀝青種類
試驗值 規範值 試驗值 規範值
比重 1.013 - 1.037 -
針入度
(25℃,0.01 ㎝) 89 85~100 52 25~75 60℃黏滯度
(poises) 1150 1000±200 - -
175℃,視黏度
(poises) - - 9 次平均為
31.2 15~50
4-1-2 瀝青膠泥拌合及夯壓溫度決定
由於瀝青膠泥黏滯度受溫度影響極大，所以於夯製試體前，必須 對骨材溫度、瀝青溫度、拌合溫度及夯壓溫度做適當的控制。一般瀝 青膠泥的分類在規範上常用針入度或黏滯度等方式分級。
根據美國瀝青協會MS-2 中指出，馬歇爾配比設計中規定，所使 用之瀝青膠泥的黏度在170±20centistokes 時，所對應的溫度範圍作為 拌合溫度；黏度在280±30centistokes 時，所對應的溫度範圍作為夯壓 溫度，經由試驗結果繪製之 AC-10 之黏度與溫度關係圖，如圖 4-1 所示。由於本研究使用到橡膠瀝青，且因黏度比較高，若要符合馬歇 爾配比設計中這項要求，夯壓溫度很可能會超過200℃，為考慮將來 實際施工的可能性，本研究將拌合溫度定於175~190℃，夯壓溫度定 在150℃。表 4-5 為瀝青混凝土所需之拌合及夯壓溫度。
1 10 100 1000 10000
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 溫度(oC)
動黏度(cst)
圖4-1、本研究採用 AC-10 之黏度與溫度關係圖 表 4-5、瀝青混凝土所需之拌合及夯壓溫度
瀝青種類 AC-10 橡膠瀝青
拌合溫度(℃) 155 175~190
夯壓溫度(℃) 142 150
4-1-3 粒料物性試驗結果
1、粗、細粒料比重及吸水率試驗
本試驗依照ASTM C127 及 ASTM C128 規範進行，試驗結果如 表4-6 及表 4-7 中所示。廢玻璃砂、垃圾焚化底渣及一般粒料之吸水 率差異性極大，而比重方面廢玻璃砂及一般粒料相差不遠，但垃圾焚 化底渣比重較一般粒料輕約0.5，而吸水率約為一般粒料之 6~9 倍左 右，所以在瀝青的含油量會因為三者不同之吸水率而可能產生差異 性。
表4-6、砂石粒料比重及吸水率試驗結果 料源 性質 2cm 1cm 0.5 cm 砂
比重 2.572 2.556 2.513 2.554 後龍溪 吸水率% 1.79 1.99 2.08 2.35
比重 2.572 2.562 - 2.581 濁水溪 吸水率% 2.06 2.34 - 2.02
比重 2.608 2.584 - 2.542 里港溪 吸水率% 1.55 1.88 - 2.32
表 4-7、廢玻璃砂、焚化底渣比重及吸水率試驗結果
料源 性質
比重 2.543 廢玻璃砂
吸水率% 0.35 比重 2.026 垃圾焚化底渣
吸水率% 13.68 2、粗粒料洛杉磯磨損試驗
本試驗依據ASTM C131規範，以洛杉磯磨損試驗機，測定粗粒 料之磨損抵抗能力，其試驗結果如表4-8所示。本研究利用三種粒料 進行洛杉磯磨損試驗，後龍溪、濁水溪及里港溪三種料源所選用的級 配皆為B種級配，將篩號1/2〞及3/8〞各秤重2500±10 g之試樣，以500 轉放11顆鋼球進行試驗，試驗結果顯示其磨損率分別為14.52%、
13.82%及11.43%，三者皆低於AASHTO T96經500轉後，磨損率小於 40%之規範規定。
表 4-8、一般粒料洛杉磯磨耗試驗結果
試驗組別 後龍溪 濁水溪 里港溪
試驗前試樣重(g) 5000.3 5001.2 5000.5 5000.8 4998.8 5000.2 停留在#12 號篩的重量(g) 4274.3 4274.0 4310.0 4309.2 4426.9 4428.7 磨損率(%) 14.50 14.54 13.81 13.83 11.44 11.43
平均(%) 14.52 13.82 11.43
3、篩分析試驗
本試驗依據ASTM C136進行粗、細粒料、廢玻璃砂及焚化底渣 之篩分析試驗。本研究所使用後龍溪、濁水溪及里港溪三種不同料源 之粗、細骨材，在1cm骨材方面後龍溪及里港溪經篩分析後發現級配 相近，在砂方面後龍溪及濁水溪經篩分析後發現級配相近同屬較粗粒 徑的砂，而里港溪屬較細粒徑的砂；廢玻璃砂因為皆小於#4以下，所 以比較不會有割傷之疑慮，粒徑皆分部於#16~#30之間；而焚化底渣 之粒徑分佈介於0.5cm石料與砂之間，垃圾焚化底渣是一種非均質性 混合物，粒徑在3/8〞~ #4部份，包含有熔渣、非鐵金屬物質、陶瓷、
玻璃以及未完全燃燒的有機物質。表4-9~表4-11分別為後龍溪、濁水 溪及里港溪篩分析試驗結果，表4-12為廢玻璃砂及焚化底渣之篩分析 試驗結果。
表4-9、後龍溪篩分析試驗結果
平均累積留篩百分比 平均過篩百分比 篩號 1cm 0.5cm 砂 1cm 0.5cm 砂
1" 0.00% 0.00% 0.00% 100.00% 100.00% 100.00%
3/4" 0.00% 0.00% 0.00% 100.00% 100.00% 100.00%
1/2" 25.32% 0.00% 0.00% 74.68% 100.00% 100.00%
3/8" 55.46% 0.86% 0.00% 44.54% 99.14% 100.00%
#4 95.19% 73.36% 5.03% 4.81% 26.64% 94.97%
#8 97.69% 95.43% 25.25% 2.31% 4.57% 74.75%
#16 97.99% 97.41% 41.48% 2.01% 2.59% 58.52%
#30 98.35% 97.91% 55.40% 1.65% 2.09% 44.60%
#50 98.52% 98.20% 70.95% 1.48% 1.80% 29.05%
#100 98.82% 98.62% 87.97% 1.18% 1.38% 12.03%
#200 99.30% 99.18% 96.00% 0.70% 0.82% 4.00%
底盤 100.00% 100.00% 100.00% 0.00% 0.00% 0.00%
細度模數 2.9
表4-10、濁水溪篩分析試驗結果
累積留篩百分比 平均過篩百分比
篩號 2cm 1cm 砂 2cm 1cm 砂 1" 0.00% 0.00% 0.00% 100.00% 100.00% 100.00%
3/4" 22.60% 0.00% 0.00% 77.40% 100.00% 100.00%
1/2" 94.28% 9.94% 0.00% 5.72% 90.06% 100.00%
3/8" 99.01% 48.27% 0.00% 0.99% 51.73% 100.00%
#4 99.26% 92.86% 6.10% 0.74% 7.14% 93.90%
#8 99.28% 96.55% 26.78% 0.72% 3.45% 73.22%
#16 99.32% 97.58% 44.37% 0.68% 2.42% 55.63%
#30 99.35% 97.96% 59.69% 0.65% 2.04% 40.31%
#50 99.37% 98.12% 75.79% 0.63% 1.88% 24.21%
#100 99.45% 98.45% 88.21% 0.55% 1.55% 11.79%
#200 99.68% 99.15% 95.78% 0.32% 0.85% 4.22%
底盤 100.00% 100.00% 100.00% 0.00% 0.00% 0.00%
細度模數 3.0
表4-11、里港溪篩分析試驗結果
平均累積留篩百分比 平均過篩百分比 篩號 2cm 1cm 砂 2cm 1cm 砂
1" 0.00% 0.00% 0.00% 100.00% 100.00% 100.00%
3/4" 25.25% 0.00% 0.00% 73.75% 100.00% 100.00%
1/2" 93.28% 31.73% 0.00% 6.72% 68.27% 100.00%
3/8" 98.10% 64.80% 0.00% 1.90% 35.20% 100.00%
#4 98.50% 96.26% 1.14% 1.50% 3.74% 98.86%
#8 98.59% 98.05% 15.14% 1.41% 1.95% 84.86%
#16 98.66% 98.23% 37.29% 1.34% 1.77% 62.71%
#30 98.77% 98.40% 57.19% 1.23% 1.60% 42.81%
#50 98.96% 98.61% 77.11% 1.04% 1.39% 22.89%
#100 99.16% 98.87% 89.30% 0.84% 1.13% 10.70%
#200 94.50% 99.29% 94.08% 0.50% 0.71% 5.92%
底盤 100.00% 100.00% 100.00% 0.00% 0.00% 0.00%
細度模數 2.8
表4-12、垃圾焚化底渣及廢玻璃砂篩分析試驗結果
平均累積留篩百分比 平均過篩百分比 篩號 垃圾焚化底渣 廢玻璃砂 垃圾焚化底渣 廢玻璃砂
1" 0.00% 0.00% 100.00% 100.00%
3/4" 0.00% 0.00% 100.00% 100.00%
1/2" 0.00% 0.00% 100.00% 100.00%
3/8" 6.94% 0.00% 93.06% 100.00%
#4 32.02% 0.00% 67.98% 100.00%
#8 51.65% 14.37% 48.35% 85.63%
#16 66.23% 57.85% 33.77% 42.15%
#30 77.96% 78.84% 22.04% 21.16%
#50 85.96% 90.41% 14.04% 9.59%
#100 91.49% 96.40% 8.51% 3.60%
#200 94.73% 99.61% 5.27% 0.39%
底盤 100.00% 100.00% 0.00% 0.00%
細度模數 4.1 3.4
依據CNS 1240 規定細粒料細度模數需為 2.3~3.1 範圍內，本試 驗的三種河川料源的砂皆在規範值內。
4、橡膠粉之基本性質檢測 (1) 含水率試驗
橡膠粉之含水率試驗依據ASTM D1864執行。表4-13為橡膠粉含 水率試驗結果。
表4-13、橡膠粉含水率試驗結果
30 mesh
試樣重(g) 500.0 500.0 烘乾重(g) 494.5 494.6 含水率(%) 1.11 1.09
平均(%) 1.10
依實驗數據顯示結果並未達到ASTM D6114 規範規定之
(2) 篩分析試驗
橡膠粉的篩分析依據ASTM D5644「回收之硫化橡膠的粒徑分 佈量測方法」執行。表4-14為橡膠粉篩分析試驗結果。
表4-14、橡膠粉篩分析試驗結果 過篩百分比（%）
篩號
1 2
#10 100.00 100.00
#16 100.00 100.00
#20 100.00 100.00
#30 97.76 97.67
#40 61.64 60.51
#50 34.37 33.37
#80 12.85 12.16
#100 7.69 7.30
#200 0.00 0.00 (3) 比重試驗
橡膠粉之比重試驗依據ASTM D297「橡膠產品的化學分析」
第16.2節之比重瓶法執行，表4-15為橡膠粉比重試驗結果。
表4-15、橡膠粉比重試驗結果
30 mesh
試樣重(g) 4.76 6.34 (瓶+試樣+酒精)重(g) 53.26 53.3
瓶+酒精重(g) 51.83 51.39 酒精密度 0.797 0.797 比重 1.136 1.137 平均 1.137
依實驗數據顯示其結果合乎ASTM D6114規範規定之橡膠粉比 重為1.15±0.05。
4-2 瀝青混凝土配合設計結果
本研究所使用之密級配瀝青混凝土及添加25%焚化底渣瀝青混 凝土皆利用後龍溪之級配做控制，濁水溪及里港溪料源於配料時所需 之總粒料皆須放大倍數，以致能配跟後龍溪相近之級配；添加20%
廢玻璃砂瀝青混凝土係參照某科技大學所用之級配做控制，後龍溪、
濁水溪及里港溪料源於配料時所需之總粒料皆須放大倍數，以致能配 出相近之級配；廢輪胎橡膠瀝青混凝土係利用本研究室於台一線試鋪 之越級配做控制，後龍溪、濁水溪及里港溪料源於配料時所需之總粒 料皆須放大倍數，以致能配出相近之級配，圖4-2 為密級配曲線圖、
圖4-3 為添加 25%焚化底渣之級配曲線圖、圖 4-4 為添加 20%廢玻璃 砂之級配曲線圖、圖4-5 為廢輪胎橡膠瀝青之級配曲線圖。
密級配曲線圖
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
篩號
平均過篩百分比
下限 上限 最大密度曲線-1/2 後龍溪
#200#100 #50#30 #16 #8 #4 3/8" 1/2" 3/4" 1"
圖4-2、密級配曲線圖
添加25%焚化底渣之級配曲線圖
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
篩號
平均過篩百分比
下限 上限 垃圾焚化底渣 最大密度曲線-1/2
#200#100#50#30 #16 #8 #4 3/8" 1/2" 3/4" 1"
圖4-3、添加 25%焚化底渣之級配曲線圖
添加20%廢玻璃砂之級配曲線圖
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
篩號
平均過篩百分比
下限 上限 最大密度曲線-1/2 廢玻璃砂
#200#100#50 #30 #16 #8 #4 3/8" 1/2" 3/4" 1"
圖4-4、添加 20%廢玻璃砂之級配曲線圖
廢輪胎橡膠瀝青級配曲線圖
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
篩號
平均過篩百分比
上限 下限 級配曲線
#200 #100 #50#30 #16 #8 #4 3/8" 1/2" 3/4" 1"
圖4-5、廢輪胎橡膠瀝青級配曲線圖
4-3 瀝青混凝土剝脫特性試驗結果
本研究主要目的為決定出後龍溪、濁水溪、里港溪三種粒料及密 級配、垃圾焚化底渣、橡膠粉、廢玻璃砂四種料源所拌製成瀝青混凝 土其抗剝脫現象最為顯著，並以浸水馬歇爾試驗、ASTM D3625 煮沸 試驗及AASHTO T283 抗剝脫試驗進行評估。
4-3-1 浸水馬歇爾試驗結果
浸水馬歇爾試驗，是以滯留強度指數衡量粒料與瀝青油膜之黏著 力減少而發生剝脫之情況。由於瀝青與骨材之黏結，主要是根據瀝青 薄膜之黏著力，水份對瀝青混凝土產生作用時，會造成瀝青薄膜之黏 著力喪失，降低其耐久性，此試驗方法為目前交通部國道高速公路局 及國道新建工程局用來檢驗瀝青混凝土受水份侵害的方法之一。國內 外實務單位對於密級配瀝青混凝土滯留強度指數均採用75%，作為衡
量瀝青混凝土受到水侵害之合格標準。所得之結果發現後龍溪、濁水 溪及里港溪三種料源在添加垃圾焚化底渣之瀝青混凝土後，其滯留強 度皆會符合 75%之規定，以里港溪為料源而拌製之四種瀝青混凝土，
其滯留強度皆比其他兩種料源所拌製之瀝青混凝土佳。浸水馬歇爾試 驗結果如表4-16~4-19 及圖 4-6 所示。
表4-16、後龍溪乾、濕組穩定值及滯留強度值 材料種類
後龍溪 密級配瀝青 混凝土
廢玻璃砂瀝 青混凝土
廢輪胎橡膠 瀝青混凝土
焚化底渣瀝 青混凝土 標準試體平均
穩定值(lb) 1665.0 1027.6 756.9 2459.9 浸水試體平均
穩定值(lb) 1293.3 110.7 473.8 2077.7 滯留強度(%) 77.7 10.8 62.6 84.5
表4-17、濁水溪乾、濕組穩定值及滯留強度值 材料種類
濁水溪 密級配瀝青 混凝土
廢玻璃砂瀝 青混凝土
廢輪胎橡膠 瀝青混凝土
焚化底渣瀝 青混凝土 標準試體平均
穩定值(lb) 2057.2 884.7 765.4 2055.5 浸水試體平均
穩定值(lb) 1267.4 46.3 400.4 1538.5
滯留強度(%) 61.6 5.2 52.3 74.8