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系統識別號 U0026-0812200915311138
論文名稱(中文) 剛性路面承受卡車靜態應力分析 以台中電廠儲煤場道路為例
論文名稱(英文) Case Study of Rigid Pavement Stress Measurements
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系專班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering (on the job class)
學年度 97
學期 2
出版年 98
研究生(中文) 簡天助
研究生(英文) Tien-Chu Chien
電子信箱 u905416@taipower.com.tw
學號 n6795103
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 88頁
口試委員 口試委員-翁燈景
口試委員-王劍能
指導教授-郭振銘
中文關鍵字 應力分析  現場埋設監測  剛性鋪面 
英文關鍵字 rigid pavement  stress analysis  field measurement 
學科別分類
中文摘要 摘要
為了在道路鋪面使用下進行鋪面強度評估,以作為評估鋪面強度的依
據下,非破壞檢測方法因應而生。在非破壞檢測中,現場埋設監測計
也是一種被廣泛運用於評估道路結構強度的檢測方法。利用載煤卡車
放置於路面造成的靜載重量測鋪面應變的關係,再以學理分析現場的
強度,並以此結果作為比對評估鋪面強度的重要依據,即比較兩者之
間的相對差異結果,並期望能評估結構的可靠性與實用性。
台中火力發電廠營運關係著國家整體電力供應的穩定,對我國經濟發
展扮演著不可或缺的積極角色。因此應用剛性鋪面具有下列之優點;
高穩定性,路面不易變形,可承受重超載,使用壽命長及維修少(保
養費少)、荷重可分佈於較大面積、可抵抗回轉應力、路面不受油類
或煤氣等滴落的影響等優點,因此乃應用剛性路面鋪築,以改善經常
進行整修及維護工作,以節省維修成本。並希望本論文展望未來,對
剛性鋪面之結構強度有所相當的助益,並共創美好之遠景。
關鍵字:剛性鋪面、現場埋設監測、應力分析
英文摘要 ABSTRACT
To evaluate the strength of pavement without traffic control,
the nondestructive testing (NDT) method is commonly used to
measure the strain and stress of pavement. Among all NDT methods,
burying strain gauges on steel bar in the pavement is selected
to measure the stress and strain of pavement in this study.
Theoretical analysis is performed according to the AASHTO
pavement design guideline. And the analytical results are
compared with the field measured stress of pavement subjected
to static load by full-loaded truck. The relation between
experimental and analytical results is discussed to ensure the
accuracy and reliability of the analytical model.
There are many benefits of using rigid pavement on the heavy
loaded road : high stability, less maintenance, long life cycle
and high capacity of load. This study performed theoretical
analysis and filed experiment of stress measurement. Fatigue
failure is also considered to determine the lifecycle of
pavement. The comparing results can be helpful for rigid
pavement design in the future.

Keywords : rigid pavement, field measurement, stress analysis
論文目次 目 錄
摘要........................................................................................................ Ι
誌謝......................................................................................................... IV
目錄.........................................................................................................VI
表目錄......................................................................................................IX
圖目錄.......................................................................................................X
第一章緒論................................................................................................1
1.1 前言....................................................................................................1
1.2 研究動機............................................................................................1
1.3 研究目的............................................................................................4
1.4 研究範圍............................................................................................5
1.5 研究方法與流程圖............................................................................6
第二章文獻回顧........................................................................................8
2.1 一般道路型式....................................................................................8
2.1.1柔性路面.................................................................................8
2.1.2剛性路面................................................................................11
2.1.3剛性路面與柔性路面比較....................................................12
2.2 剛性鋪面的破壞模式和原因分析..................................................15
2.2.1剛性路面設計之型式..........................................................15
2.2.2剛性鋪面的破壞原因............................................................18
VII
2.2.3 剛性鋪面的破壞形式.............................................................23
2.3 鋪面結構功能................................................................................. 32
2.3.1剛性鋪面分析之組成要素....................................................32
2.3.2路面非破壞性撓度試驗分析法............................................33
2.3.3鋪面應力分析理論................................................................33
2.4 AASHTO剛性路面厚度設計法..........................................................36
2.5 AASHTO 剛性路面厚度圖解法...........................................................38
第三章研究維修措施及試驗方法..........................................................40
3.1 現地條件與鋪設規劃......................................................................40
3.1.1台中電廠簡介........................................................................40
3.1.2儲煤場道路現場試驗............................................................50
3.1.3試驗地點................................................................................52
3.1.4試驗方法................................. ..............................................54
3.1.5試驗流程................................................................................56
3.1.6試驗材料................................................................................57
3.1.7 監測儀器介紹........................................................................58
3.1.8 鋪設過程紀實.........................................................................62
第四章現地評估與應力量測..................................................................66
4.1 現地剛性路面版厚度探討..............................................................66
VIII
4.2 連續鋼筋混凝土鋪面設計..............................................................67
4.3 現地鋪面版量測分析.......................................................................68
4.4 現地鋪面版疲勞分析......................................................................79
第五章結論與建議..................................................................................84
5.1 結論...................................................................................................84
5.2 建議...................................................................................................85
參考文獻..................................................................................................86
IX
表目錄
表2-1 剛性與柔性鋪面比較...................................................................13
表2-2 剛性鋪面之設計設計年限分析準則...........................................19
表3-1 資料來源:台中電廠煤場西側區域地質鑽探之現場督導與基礎
分析報告煙囪區(2000) .........................................................................43
表3-2 梧棲氣象站氣候資料統計表.....................................................44
表3-3 梧棲氣象站98.04.08 溫度氣候表.............................................45
表3-4混凝土配合設計表........................................................................57
表 4-1 第一次量測混凝土應力..............................................................73
表4-2 第二次量測混凝土應力..............................................................73
表 4-3 第三次量測混凝土應力..............................................................74
表 4-4 三測量測結果中最大的張應力..................................................79
X
圖目錄
圖1-1 台中火力發電廠位置圖................................................................3
圖1-2 台中火力發電廠景觀圖(公園式廠區).........................................3
圖1-3 研究流程圖...... . ................................ ...........................................7
圖2-1 柔性路面裂縫發生原因..................................................................9
圖2-2 柔性路面破損(失敗)的種類與原因...........................................10
圖2-3 剛性與柔性鋪面... .. .. .................................................................13
圖2-4 接縫式混凝土路面JCP..............................................................16
圖2-5 接縫式鋼筋混凝土路面JRCP..................................................17
圖2-6 連續式鋼筋混凝土路面JRCP...................................................18
圖2-7 角隅裂縫示意圖...........................................................................24
圖2-8“D”型裂縫示意圖......................................................................24
圖2-9 縱向裂縫示意圖...........................................................................25
圖2-10 橫向裂縫示意圖.........................................................................26
圖2-11 縱向接縫剝落示意圖.................................................................27
圖2-12 橫向接縫剝落示意圖.................................................................28
圖2-13 坑洞示意圖..................................................................................29
圖2-14 拱起破裂示意圖.........................................................................30
圖2-15、橫向裂縫造成斷差示意圖........................................................30
XI
圖 2-16、剛性路面與瀝青路面分離.....................................................31
圖2-17、修補後惡化示意圖 .................................................................31
圖2-18 AASHTO 剛性路面厚度圖解法(1)............................................38
圖2-19 AASHTO 剛性路面厚度圖解法(2).............................................39
圖3-1 台中電廠廠址(1).........................................................................40
圖3-2 台中電廠廠址(2) ........................................................................41
圖3-3 台中電廠廠區佈置圖...................................................................41
圖3-4 基地區地質圖(Scal=1/50,000).................................................42
圖3-5 距離廠址15km 圖幅範圍內活斷層分佈......................................43
圖3-6儲煤場俯瞰圖................................................................................46
圖3-7 儲煤場道路級配圖.......................................................................48
圖3-8儲煤場道路現場示意圖................................................................51
圖3-9 儲煤場道路試驗地點示意圖.......................................................52
圖3-10 儲煤場道路試驗地點示意圖.....................................................53
圖3-11 鋪設道路整段示意圖.................................................................54
圖3-12 鋪設道路A 區示意圖..................................................................55
圖3-13 鋼筋計配置.................................................................................55
圖3-14 試驗流程.....................................................................................56
圖3-17振弦式鋼筋應力計......................................................................59
XII
圖 3-18 振弦式鋼筋應力計....................................................................60
圖3-19 振弦(Vibrating Wire VW)應變計原理....................................60
圖3-20 振弦(Vibrating Wire VW)應變計原理及構造........................61
圖3-21 儲煤場道路損壞情況.................................................................62
圖3-22 儲煤場道路施工情況.................................................................63
圖3-23 施工及埋設應變計..... ..............................................................64
圖3-24 鋪設完工及現地量測. ..............................................................65
圖4-1 現地鋪面版應變計位置...............................................................68
圖4-2 卡車尺寸示意圖..........................................................................68
圖4-3 第一次量測荷重位置圖...............................................................69
圖4-4 第二次量測荷重位置圖...............................................................71
圖4-5 第三次量測荷重位置圖...............................................................72
圖4-6 第一次量測圖AC、AD、AE、AF 比較圖...............................76
圖4-7 第一次量測圖AG、AH、AI 比較圖.........................................76
圖4-8 第二次量測圖BE、BF、BG、BH 比較圖......................................77
圖4-9 第三次量測圖CA、CB、CC、CD比較圖......................................77
圖4-10 第三次量測圖CE、CF、CG、CH 比較圖....................................78
圖4-11第三次量測圖CI、CJ、CK、CL比較圖....................................78
圖4-12路面S-N曲線................................................................................80
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論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2009-08-19起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於2009-08-19起公開。


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