臺灣博碩士論文加值系統

透水性鋪面的型式包括透水瀝青混凝土鋪面(porous asphalt)、透水混凝土鋪面(pervious concrete)或無細粒料混凝土鋪面(No-fines concrete)、連鎖磚(open-celled stones)及礫石舖面(gravel pave)等。透水性鋪面具有多孔隙特性，能使雨水直接滲入路基而保水於地下，可減輕排水道負擔、延緩洪峰流量並可減緩熱島效應，進而達到生態效益。透水混凝土鋪面為了增加透水性而犧牲強度，因此無法承受太大的載重，適用於輕交通量及低承載之路面，如人行道、停車場、廣場等。一般透水混凝土的抗壓強度約在200psi(1.4Mpa)~2000psi(14Mpa)之間，其透水係數大於1.0×10-2cm/sec。
行政院環保署的統計資料顯示，全台灣在100年度全年垃圾焚化爐焚化後產出的灰渣量約135萬公噸，其中焚化底渣量約107萬公噸，約占灰渣總量的79%。這些數量龐大的焚化底渣，若能資源化再利用於透水鋪面用料的摻配，不僅可以消化大量的焚化底渣，解決堆置掩埋問題，也可以因應營建工程砂石日益短缺的問題，減少天然砂石的開採使用，進而降低建材的成本。
本研究利用焚化底渣細料以適當的摻配比例來滿足透水鋪面面層之強度需求。首先以四項變數(水灰比、樹脂添加量、爐石粉添加量、底渣細料佔天然骨材百分率)為試驗基礎，再選定適當的材料配比製作圓柱試體(Ø10×20cm)進行抗壓，並由數據歸納出滿足試體強度的最佳底渣摻配量。試驗結果顯示，爐石粉添加10%有助於提高抗壓強度，但添加量大於20%時，則抗壓強度會降低。綜合比較摻配底渣細料20%與25%之試體，以20%試體的抗壓強度、孔隙率及透水係數皆比25%試體佳。此外添加環氧樹脂可提高強度，但當添加量於10%以上，水灰比又未調整降低，則會因垂流現象而降低強度。本文以摻配焚化底渣細料來滿足透水鋪面面層之強度需求，可提高廢棄資源再利用之使用率，對國內資源永續發展上有實質之助益。

Permeable bed's type including porous asphalt, previous concrete, No-fines concrete, open-celled stones and gravel pave, etc. Permeable bed provided with Permeable bed provided with porous characteristics that rain can permeate into roadbed and keep water underground. It can lighten the burden of water courses. However, to hold the peak flow can slow down the heat island effect to reach eco-efficiency.The previous concrete intensity must be sacrifice in order to increase the permeable; therefore, it can't load things heavy. Light traffic low loading capacity the of pavement are suitable for use, such as pavement, parking area, concourses, etc. Ordinary permeable concrete which compressive resistance is about 200psi(1.4Mpa)~2000psi(14Mpa), its permeable coefficient is greater than 1.0×10-2cm/sec.
Environmental Protection Administration shows the statistical data of all over Taiwan in all of the year 100 that production of dust is about 135 megaton after burning garbage up by the incinerator. Incineration bottom ash is about 107 megaton among the dust, approximately rate of 79% of the total dust amount. If these enormous of incineration bottom ash can be recycled to made the material of permeable bed, it will not only deplete enormous of incineration bottom ash but also solve the problem of compact the waste. Also, it can reduce the exploitation of sandstone coping as constructional engineering which has the problem of lacking sandstone day by day, and then to lower the cost of materials.
In this study, the use of incineration bottom ash fines to the appropriate blending ratio to meet the surface layer of permeable pavement strength needs. First four variables (water cement ratio, resin amount, addition of slag, bottom ash fines accounting for natural aggregate percentage) for a trial basis, and then selected the appropriate ratio of the material production of cylindrical specimens (Ø10 × 20cm) compression and the data summarized to meet the strength of the specimens of bottom ash blended. The results showed the slag to add 10% help to improve the compressive strength, but add a greater than 20%, the compressive strength will be reduced. More blending of bottom ash fines of 20% and 25% of the specimens are higher than 20% of specimens, compressive strength, porosity and permeability coefficient of 25% good specimens. In addition, add the epoxy resin can improve the strength, but when added at more than 10% water-cement ratio is not adjusted to reduce will reduce the intensity due to the phenomenon of vertical flow. Blending incineration bottom ash fines to meet the strength demand of the permeable pavement surface can increase the utilization rate of waste re-use resources, the substance of the benefit to the sustainable development of domestic resources.

摘要 I
Abstract III
謝誌 V
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1-1研究動機 1
1-2研究目的 1
1-3研究方法與步驟 2
第二章 文獻回顧 4
2-1透水鋪面與排水鋪面 4
2-1-1透水鋪面 4
2-1-2排水鋪面 4
2-2透水鋪面與排水鋪面之差異性 6
2-3透水混凝土之定義 6
2-3-1透水混凝土的組成材料 8
2-3-1-1水泥 8
2-3-1-2骨材 9
2-3-1-3摻劑 9
2-4透水混凝土鋪面之強度特性 9
2-5透水混凝土的配比設計 10
2-6透水混凝土之透水試驗方法 13
2-7垃圾焚化爐底渣特性 15
2-7-1垃圾焚化爐底渣來源 15
2-7-2垃圾焚化爐底渣基本物理性質[16、26] 16
2-7-3垃圾焚化爐底渣之應用 18
2-8爐石粉之特性 18
第三章 試驗計畫內容與方法 22
3-1試驗計畫內容 22
3-2試驗材料及控制變數 22
3-2-1 試驗用材料 22
3-2-2 控制變數 24
3-3透水混凝土配比設計 25
3-4試驗試體 27
3-5新拌透水混凝土之坍度試驗 28
3-6試驗方法 29
3-6-1粒料基本物性試驗 29
3-6-2透水混凝土之力學性質試驗 30
3-6-3透水混凝土之透水試驗與孔隙率試驗 32
3-6-4透水混凝土試體之磨耗試驗 33
第四章 試驗結果與討論 35
4-1透水混凝土骨材之基本物理性質 35
4-2產製透水混凝土的拌合程序 36
4-3新拌透水混凝土之坍度試驗結果分析 36
4-4硬固透水混凝土之試驗結果分析與討論 37
4-4-1水泥用量200 kg/m3試體之試驗結果分析與討論 38
4-4-2水泥用量300 kg/m3試體之試驗結果分析與討論 43
第五章 結論與建議 57
5-1結論 57
5-2建議 58
參考文獻 59
附錄 A 62
作者簡介 80


表目錄
表2-1透水鋪面與排水鋪面之差異性比較 6
表2-2普通水泥主要成分及特性 8
表2-3各國推薦或採用透水混凝土鋪面的骨材粒徑分布 9
表2-4 粒料之比表面積 13
表2-5底渣組成分佈特性 17
表2-6底渣之基本物理性質 17
表2-7爐石粉物理性質 20
表2-8日本之爐石粉品質要求 21
表3-1試驗變數與設定值 26
表3-2試驗材料配比數量表(單位：kg/m3) 26
表3-2試驗材料配比數量表(單位：kg/m3)(續) 27
表3-3新拌透水混凝土坍度試驗相關規範 28
表3-4骨材基本性質試驗相關規範 29
表3-5硬固透水混凝土力學試驗之相關規範 30
表4-1透水混凝土骨材之基本試驗結果 35
表4-2透水混凝土試拌合程序之試體抗壓強度結果 36
表4-3水泥用量200 kg/m3時各材料配比之試驗結果彙整表 39
表4-4水泥用量300 kg/m3時各材料配比之試驗結果彙整表 44
表4-5粗粒料粒徑混合比例之Cantabria磨耗試驗結果一覽表 50


圖目錄
圖1-1 整體的研究工作流程圖 3
圖2-1一般鋪面、透水鋪面與排水鋪面結構示意圖 4
圖2-2排水性鋪面設計 5
圖2-3透水性鋪面之保水程度示意圖 5
圖2-4透水混凝土結構示意圖 10
圖2-5ACI混凝土配比設計流程圖 12
圖2-6 透水混凝土滲流示意圖 15
圖2-7透水試驗儀示意圖 15
圖2-8爐石粉及卜特蘭水泥生產流程 19
圖3-1焚化爐底渣細料示意圖 23
圖3-2環氧樹脂A-B劑 23
圖3-2灌製圓柱試體用鋼模(Ø10×20cm) 28
圖3-3灌製抗彎試體用鋼模(15×15×53cm) 28
圖3-4三分石(粒徑約＃1/4) 29
圖3-5二分石(粒徑約＃4) 30
圖3-6 30噸抗壓試驗機 30
圖3-7透水試驗前試體準備 33
圖3-8透水試驗試體架設示意圖 33
圖3-9洛杉磯磨耗試驗儀器 34
圖3-10洛杉磯磨耗試驗前後之試體 34
圖4-1單位重比較圖 35
圖4-2水泥用量200kg/m3各種配比之透水混凝土坍度試驗 37
圖4-3水泥用量300kg/m3各種配比之透水混凝土坍度試驗 37
圖4-4樹脂添加量與養護齡期對抗壓強度之變化圖 40
圖4-5各材料配比組之養護齡期對抗壓強度之變化圖(W/C=0.45) 40
圖4-6養護28天試體之抗壓強度與孔隙率變化圖(W/C=0.45) 41
圖4-7養護28天試體孔隙率與透水係數之變化圖(W/C=0.45) 41
圖4-8各材料配比組之養護齡期對抗壓強度變化圖(W/C=0.45) 42
圖4-9添加5%樹脂量對透水係數與孔隙率變化圖(混合石=40%二分石+40%三分石，W/C=0.45) 42
圖4-10養護齡期與細料對抗壓強度之變化圖 43
圖4-11養護齡期與爐石粉取代率對抗壓強度變化圖(W/C=0.45、0.42) 45
圖4-12水灰比與爐石粉取代率對孔隙率與透水係數之變化圖 45
圖4-13水灰比與爐石粉取代率10%對透水係數與孔隙率之變化圖 46
圖4-14水灰比與養護齡期對抗壓強度之變化圖 46
圖4-15粗粒料混合粒徑比例對抗壓強度之變化圖 47
圖4-16粗粒料粒徑混合比例對透水係數與孔隙率之變化圖 48
圖4-17粗粒料粒徑混合比例之抗彎強變化度圖 49
圖4-18最佳配比組24添加纖維之抗彎強度變化圖 49
圖4-19試體磨耗前之模樣 51
圖4-20試體50轉磨耗後之模樣 51
圖4-21試體100轉磨耗後之模樣 52
圖4-22試體150轉磨耗後之模樣 52
圖4-23試體200轉磨耗後之模樣 53
圖4-24試體250轉磨耗後之模樣 53
圖4-25試體300轉磨耗後之模樣 54
圖4-26試體直接300轉磨耗後之模樣 54
圖4-27Cantabria磨耗試驗直接300轉之變化圖 55
圖4-28水灰比0.45 Cantabria磨耗試驗之變化圖 55
圖4-29水灰比0.42 Cantabria磨耗試驗之變化圖 56
圖4-30最佳材料配比組編號24添加聚苯乙烯纖維之Cantabria磨耗試驗圖 56

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