¶ 02797 排水性改質瀝青混凝土鋪面-施工規範(1140611.V1)(5/5)
02797 02797 附錄六 - 53附錄六 壓實之瀝青拌和料輪跡試驗
1. 目的瀝青拌和料的力學性質,可藉馬歇爾穩定值、赫拜式穩定值、威式穩定值等的試驗測定之,但此等試驗,對重型車輛行走所造的流動、車轍等抵抗性,無法直接表現。英國道路研究所發展的輪跡試驗機(Wheel Tracking Machine)是一種模擬行駛的車輛,對瀝青路面的作用,以一特定車輪在壓實的瀝青拌和料試體表面上往復滾動考察車轍的產生,並對瀝青拌和料的流動性作一評價的試驗。
輪跡試驗是用輪壓機(Roller Compactor)在30×30×5cm 的鐵模內將瀝青拌和料輾壓成試驗用試體,在移置於輪跡試驗機內,以直徑20cm 之實質橡膠輪,在適當車輪荷重下,於試體表面往復滾壓而得,滾壓次數或時間與車轍深度的關係,試驗溫度通常為路面最高溫度45°C或60°C。試驗結果與實際路面流動變形間之關係,至今尚且未能十分確定,有待進一步研究。
¶ 2 適用範圍
密級配及開放級配瀝青混凝土配合設計室內抗變形能力測定評估,並提供工地品質控制作業。
¶ 3 儀器
(1) 輪壓機(Roller Compactor)
輪壓機如圖1 所示,主要構造共分四部分,即載荷部分、輾壓輪部分、往復臺架及機體構架。
圖1 輪壓機
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A.載荷部分由220 公斤之重錘跨載於一端樞接之槓上所組成,重錘藉手操作,輪之操作使之在槓桿上滑移,滑移的距離,由槓桿側面設置的標尺指示,以槓桿原理換算成滾輪對試料的線壓,其線壓為0~36.7 公斤/平方公分。
B.輾壓輪部分扇形鋼製輾壓輪,以軸承樞接於載荷槓桿上,對裝設在往復臺架上之鐵模內試料面進行往復滾壓。
C.往復臺架以轉動曲軸與連接樞接往復臺架與馬達,由馬達之無段變速控制往復臺架之往復速度。往復臺架之設計,須使摩擦減至最小。
D.機體構架用型鋼焊接而成的構架,用以支承上述各部組件。
(2) 輪跡試驗機輪跡試驗機如圖2 所示,主要構造共分五部分,即載荷部分、車輪部分、
運轉部分、變位量測部分及恆溫室。
圖2 輪跡試驗機
A.載荷部分由一端樞接,另端置加重塊之槓桿所組成並藉設置之加重塊塊數以調整輪壓、輪壓調整範圍,由50 公斤至75 公斤。
B.車輪部分實心橡膠輪,直徑20cm,輪寬5cm,以軸承固定裝置在槓桿上。藉加重塊重量以得車輪對試體面之線壓。
C.運轉部分運轉部分包括有縱向往復及橫向往復運轉兩部分;以馬達之無段變速控制試體臺架。縱向往復運轉,以另一馬達驅動橫向往復運轉。橫向往復運動
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02797 02797 附錄六 - 55距離為30cm,每分鐘往復運轉可調整20 次至40 次。橫向往復運轉距離社橫移控制器調整之,橫移速度每分鐘10cm。
D.變位量測部分在槓桿上車輪部分設一托架,測微表(最小讀數0.01mm,最大讀數30mm)
可固定在該托架,並可與靈活垂直滑動的滑動桿頂面接觸。另在試體臺架上,固定設一頂端具圓弧面的支架,該支架隨試體臺架往復運轉。滑動桿接觸支架圓弧面,以滑動桿上下滑移距離,藉測微表量測試體在車輪重複滾壓下之垂直變位量。在進行測試時,滑動桿應予放鬆,不可過份旋緊,以免影響滑動桿靈活的滑動。
E.恆溫室用以控制試驗時試驗內0~100°C之恆溫,其溫差保持在±10°C範圍內。
4.試體準備
(1)藉一調整鐵塊調整輾壓輪與往復臺架之間距,使輾壓輪能確實在鐵模內試料面上輾壓。
(2)鐵模內部及輾壓輪面清除乾淨,不得含附不潔物。為免輾壓時,輾壓輪表面沾粘鐵模內試料,應先將輾壓輪表面預熱。鐵模亦須預熱,以免拌和料溫度過度降低,影響輾壓。
(3)稱出定量的瀝青拌和料,由鐵模內四角隅逐漸向中心均勻填入,特別注意勿使粒料發生析離現象。用預熱的夯棒夯擊瀝青拌和料表面,使具平坦狀。
(4)將置有瀝青拌和料的鐵模設定於往復臺架上。
(5)在自動計數器上,設定所欲輾壓的次數。
(6)用手操作輪操作重垂,緩慢在槓桿上滑移,直至所欲之線壓為止,並固定之。
(7)開動開關,輾壓輪遂開始對鐵模內試料面往復輾壓,直至達到所設定的輾壓次數完成為止。
(8)輾壓完成後,由往復臺架上取下鐵模,以便移置於輪跡試驗機內進行壓實瀝青拌和料抵抗變形能力之試驗。
5.試驗步驟
(1)由輪壓機製作之30×30×5cm 之試體,在室溫下冷卻後測定密度。
(2)調整槓桿在試體面上之位置(若測試橫向往復作用之變位時,則設定橫移控制器,調整橫移距離),再安裝加重塊於槓桿端,所加塊數應相對於試驗之輪壓。
(3)提升槓桿(提升置有加重塊的槓桿端)並暫時固定之,將測過密度的試體(包括鐵模),固定在試體臺架上。
(4)設定試驗機內溫度(正常測試為60±1°C),使試體保持恆溫半小時至2 小時。
(5)設定滾壓次數及滾壓速度。
(6)放下槓桿,使輪面完全接觸試體表面,放鬆滑動桿,調整測微錶正確接觸桿頂,
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02797 02797 附錄六 - 56調整讀數並記錄之。開動開關使車輪往復對試體面滾壓,直至所設定的滾壓次數為止,再予讀記測微錶之讀數,而讀數差即為在該滾壓次數下之垂直變位量,或在滾壓過程中,適當時間多次讀記滾壓次數及垂直向變位量。
¶ 6 計算
以滾壓次數為橫座標,變形量為縱座標可得如圖3 所示之曲線,截取曲線之直線部分的滾壓次數差與變形量差的比值,即為動穩定值(Dynamic Stability 如式1,以滾壓次數與滾壓時間的比值是為變形率(Rate of Deformation)如式2ΔdΔnDS =式1ΔtΔdRD =式2式中:DS=動穩定值(次數╱毫米)。
△n=滾壓次數差(次數)。
△d=變形量差(毫米)。
RD=變形率(毫米╱分鐘)。
△t=滾壓時間(分鐘)。
圖3 滾壓次數與變形量關係曲線ΔdΔn 或Δt010203040滾壓次數(×100)
2 4681012變形量(mm)
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7.注意事項除上述外:
(1)輪壓機的輾壓速度、輪跡機的滾壓速度,在安置試料之前需先確實調整設定。
(2)在開始試驗之時,須先確定離合器在確實的嚙合位置,使臺架能正確往復運轉。
(3)輪壓機試體製作完成後,須放鬆離合器在取出鐵模及其內之試體。
(4)輪壓機之輾壓輪麵、輪跡機之橡膠輪面,每次試驗前都須確認表面不沾粘有雜物。
(5)輪速、輪壓、溫度等將影響試驗結果,因此在試驗前,對其效果應有相當的認識,而後再設定試驗條件。輪速對穩定性影響不大,但輪壓及溫度對動穩定性,則有較大的影響。