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研究生:沈美毅
研究生(外文):Mei-i Shen
論文名稱:廢棄混凝土再利用於開放級配與多孔隙瀝青混凝土之研究
論文名稱(外文):Reuse of Waste Concrete in Open Graded and Porous Asphalt Concrete
指導教授:劉明仁劉明仁引用關係
指導教授(外文):Ming-Jen Liu
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:233
中文關鍵詞:開放級配多孔隙瀝青混凝土廢棄混凝土可行性分析
外文關鍵詞:open gradedporous asphaltwaste concretefeasibility
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本研究係以廢棄混凝土(含紅磚與磁磚)模擬建築拆除廢料探討拌製開放級配與多孔隙瀝青混凝土之可行性,研究時依建築拆除廢料之組成規畫為開放級配瀝青混凝土OGFC-A(天然組)、OGFC-B(建築拆除廢料組)、OGFC-C(模擬廢料組)三組與多孔隙級配瀝青混凝土PAC-A(天然組)、PAC-B(建築拆除廢料組)及PAC-C(模擬廢料組)三組進行馬歇爾穩定值試驗、回彈模數試驗、間接張力試驗、透水試驗、抗滑試驗、Cantabria磨耗試驗、烘箱老化試驗、浸水剝脫試驗及車轍輪跡試驗等除比較廢棄混凝土再利用於開放級配與多孔隙瀝青混凝土之差異性外;並探討建築拆除廢料再利用於開放級配與多孔隙瀝青混凝土之可行性。
研究結果顯示:
1.在力學性質方面,就回彈模數而言,溫度為瀝青混凝土力學性質改變之主要變因,在25℃時廢料組與天然組相當,但溫度升高為40℃時,各取代組之回彈模數值明顯下降,此時廢料組之回彈模數值高於天然組。在間接張力試驗中,不管溫度為25℃或40℃,建築拆除廢料組均高於其它各取代組,且多孔隙級配各組高於開放級配各組。
2.機能性質方面,就透水性質而言,廢料組與天然組相當,開放級配各組之滲透係數值略高於多孔隙級配各組,各取代組之滲透係數均大於0.01cm/sec。就抗滑值而言,廢料組之抗滑值與天然組相當,開放級配各組之抗滑值高於多孔隙級配各組。就Cantabria磨耗性質而言,廢料組之抗磨耗能力較天然組佳。
3.耐久性質方面,就烘箱老化試驗而言,各取代組穩定值均隨時間增加而增加,但流度值隨時間增加而遞減。就浸水剝脫試驗而言,各組浸壓指數均大於規範值75%;天然組之浸壓指數高於廢料組。
4.在車轍性質方面,廢料組之變形量均小於天然組,廢料組之動穩定值與天然組無顯著差異,且各組均可達到規範值3000次/mm以上。
綜合上述結果可知試驗室廢棄混凝土模擬廢料組再利用之試驗結果,接近現場廢棄物再利用情形,且廢料組優於天然組,故廢棄混凝土再利用於開放級配及多孔隙瀝青混凝土具有可行性。
This research was focused on the feasibility of reusing demolished construction waste concrete (containing bricks and tiles) and simulated waste concrete as aggregate in open-graded asphalt concrete and porous asphalt. Different compositions of the waste concrete such as the OGFC-A (natural aggregate group), the OGFC-B (demolished construction waste group) and the OGFC-C (simulated waste group) were assigned for open-graded asphalt concrete, while the PAC-A (natural aggregate group), the PAC-B (demolished construction waste group) and the PAC-C (simulated waste group) for porous asphalt. Tests conducted included the Marshall stability, resilient modulus, indirect tensile strength, permeability, skid resistance, Cantabria, oven aging, stripping and wheel tracking tests.
Major findings of this research study are summarized as follows:
1.There was no difference in resilient modulus for all groups at 25℃. Resilient modules of the waste group were higher than those of the natural group at 40℃. Indirect tensile strengths of the demolished construction waste were the highest among all groups, and indirect tensile strengths of porous asphalt were higher than those of open graded at both 25℃ and 40℃.
2.Permeability coefficients of the waste group were similar to those of the natural aggregate group and all higher than 0.01 cm/sec. Permeability coefficients of open graded were slightly higher than that of porous asphalt. Skid resistance values of the waste group were similar to those of the natural aggregate group, while open graded were higher than that of porous asphalt. Cantabria wear values of the waste group were lower than that of the natural aggregate group.
3.Marshall stability after oven aging increased along with aging time while Marshall flow decreased for all groups. Retained Marshall stability percentages of all groups were higher than the specified value of 75%, while the natural aggregate group were higher than those of the waste group.
4.Rutting deformations of the waste group was smaller than that of the natural aggregate group. No significant difference was observed in dynamic stability between the waste group and the natural aggregate group. Dynamic stability values of all groups were higher than the specified 3,000 times/mm.
Research results also showed that there was no significant difference between the simulated waste group and the demolished construction waste group, and both waste groups were superior to the natural aggregate group. Further field trials were recommended to verify the performance of the reuse.
目錄……………………………………………………………………… i
表目錄……………………………………………………………………iv
圖目錄……………………………………………………………………vi
附錄目錄…………………………………………………………………ix
第一章 緒論………………………………………………………………1
1-1研究動機………………………………………………………………1
1-2研究目的………………………………………………………………2
1-3研究步驟與流程………………………………………………………2
第二章 文獻回顧…………………………………………………………4
2-1營建廢棄物之來源與處理……………………………………………4
2-1-1國內營建廢棄物之來源………………………………………5
2-1-2國外營建廢棄物之來源………………………………………6
2-1-3營建廢棄物之分類與處理……………………………………12
2-2廢棄混凝土之性質與再利用…………………………………………15
2-2-1廢棄混凝土再生粒料之性質…………………………………15
2-2-2廢紅磚與廢磁磚之性質………………………………………20
2-2-3廢棄混凝土再利用於密級配瀝青混凝土……………………22
2-2-4國內外再利用實例……………………………………………24
2-3開放級配與多孔隙瀝青混凝土之發展………………………………29
2-3-1國內發展………………………………………………………30
2-3-2國外發展………………………………………………………32
2-3-3材料特性與品質要求…………………………………………42
2-4統計分析應用…………………………………………………………46
2-4-1變異數分析……………………………………………………46
2-4-2多重比較………………………………………………………46
2-4-3群集分析………………………………………………………48
第三章 試驗計畫…………………………………………………………50
3-1試驗材料準備…………………………………………………………50
3-1-1粒料……………………………………………………………50
3-1-2瀝青材料………………………………………………………51
3-2取代方式及試驗流程…………………………………………………53
3-2-1取代方式………………………………………………………53
3-2-2試驗流程………………………………………………………55
3-3材料試驗計畫…………………………………………………………57
3-3-1粒料物性試驗…………………………………………………57
3-3-2瀝青材料物性試驗……………………………………………59
3-4配合設計方法…………………………………………………………65
3-4-1FHWA開放級配瀝青混凝土配合設計方法……………………65
3-4-2日本多孔隙瀝青混凝土配合設計方法………………………68
3-5工程性質與力學性質試驗……………………………………………73
3-5-1工程性質試驗…………………………………………………73
3-5-2力學性質試驗…………………………………………………75
3-6機能性質試驗…………………………………………………………78
3-6-1透水試驗………………………………………………………78
3-6-2抗滑試驗………………………………………………………80
3-6-3 Cantabria試驗………………………………………………81
3-7耐久性質試驗…………………………………………………………83
3-7-1烘箱加速老化試驗……………………………………………83
3-7-2浸水剝脫試驗…………………………………………………83
3-8車轍輪跡試驗…………………………………………………………84
3-9本研究採用準則………………………………………………………88
第四章 試驗結果與分析…………………………………………………89
4-1試驗材料基本性質……………………………………………………89
4-1-1粒料之基本物理性質…………………………………………89
4-1-2瀝青材料之物理性質…………………………………………91
4-1-3拌合溫度及夯壓溫度…………………………………………93
4-2配合設計結果…………………………………………………………94
4-2-1開放級配最佳瀝青含量………………………………………94
4-2-2多孔隙級配最佳瀝青含量……………………………………95
4-3工程性質與力學性質試驗結果………………………………………98
4-3-1工程性質試驗結果分析………………………………………98
4-3-2力學性質試驗結果分析………………………………………103
4-4機能性質試驗結果……………………………………………………112
4-4-1透水試驗結果分析……………………………………………112
4-4-2抗滑試驗結果分析……………………………………………116
4-4-3 Cantabria磨耗試驗結果分析………………………………119
4-5耐久性質試驗結果……………………………………………………121
4-5-1烘箱加速老化試驗結果分析…………………………………121
4-5-2浸水剝脫試驗結果分析………………………………………128
4-6車轍輪跡試驗結果分析………………………………………………131
4-7廢棄混凝土拌製開放級配與多孔隙瀝青混凝土之可行性分析……137
4-7-1取代方式整體評估……………………………………………137
4-7-2取代粒料可行性評估…………………………………………144
第五章.結論與建議………………………………………………………148
5-1結論……………………………………………………………………148
5-2建議……………………………………………………………………150
參考文獻…………………………………………………………………152
附 錄……………………………………………………………………160
附錄I 粒料物性試驗……………………………………………………160
附錄II 瀝青物性試驗…………………………………………………165
附錄III 最佳瀝青含量………………………………………………167
附錄IV 工程性質與力學性質…………………………………………171
附錄V 機能性質試驗……………………………………………………191
附錄VI 耐久性質試驗…………………………………………………204
附錄VII 車轍試驗………………………………………………………223
附錄VIII 多層群集分析………………………………………………233
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