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研究生:黃治錦
研究生(外文):Huang Chih Chin
論文名稱:管溝回填使用控制性低強度材料推行成效之探討
指導教授:邱垂德邱垂德引用關係吳淵洵
指導教授(外文):Jason Y. Wu
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:土木工程學系碩士班
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:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
中文關鍵詞:管溝回填道路服務品質服務性指數控制性低強度材料
外文關鍵詞:CLSM
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管線單位為因應民生需求必須不斷的重複對道路進行挖掘埋設管線,影響交通且因回填不實造成路面沉陷,不但增加社會成本也降低原道路設計之服務水準。提昇道路挖掘管理之效能及工程品質,推動優質替代回填材料實有必要。
控制性低強度材料(controlled low strength material, CLSM) 或稱流填料(flowable fill)具有高流動性及自充填性,故應用於管線回填具有免夯實、低沈陷、低強度、易於再開挖及符合環保需求等優點。應用此種材料於管溝不僅能有效改善回填品質,亦可減少天然砂石之耗用與棄土數量,符合環保資源再利用及回填材料選擇多元化之綠營建潮流。
CLSM雖為一優異之回填替代工法,惟其於國內之應用,目前卻遭遇極大之阻礙。本研究首先調查全國各縣(市)政府道路挖掘埋設管線回填材料應用CLSM之執行狀況及遭遇問題,並對調查結果進行歸納、分析與整理;其次以現地試驗驗證CLSM之可行性及利弊得失;再次實地訪談CLSM之產製及施工單位;最後探討地方政府對使用CLSM之意願與尚未使用之原因;並針對相關業者面臨使用CLSM之困難原因,自法規面、政策面、執行面、需求面等各方面加以檢討,提出建議改善方法,以供推動使用時之參考。
本研究調查各縣(市)政府關於CLSM於管溝回填應用之可行性,結果顯示約59%認同CLSM為一優良之替代工法,可資應用於管溝回填。雖目前相關國家標準規範仍在審議階段,但部份縣(市)政府仍先行強制規定各管線單位採用,且持續增加的趨勢用。各縣(市)政府於推動CLSM使用雖有遇到困難,但回填成效良好,迄今尚未有終止使用之情況,且由機關首長主動要求推動使用成效最佳,值得政府及工程相關單位注意並積極推動使用。
摘要…………………………………………………………………….I
目錄……………………………………………………………….III
表索引………………………………………………………………VIII
圖索引…………………………………………………………………X
照片索引……………………………………………………………XI
第一章 緒論……………………………………………………………1
1-1 研究動機………………………………………………………...1
1-2 研究目的…………………………………………………….......2
1-3 研究方法………………………………………………………...2
1-4論文內容…………………………………………………………2
1-5 研究流程………………………………………………………...4
第二章 文獻回顧………………………………………………………5
2-1 挖掘道路壓實度探討…………………………………………...5
2-2 挖掘道路路面服務性指數評估與結構分析….………………6
2-2-1路面服務性指數評估……………………………………….6
2-2-2路面結構分析……………………………………………….6
2-3 國內砂石資源現況分析………………………………………...7
2-3-1土石生產量及需求量……………………………………….7
2-3-2政府土石供給方案………………………………………….7
2-3-3政府砂石政策……………………………………………….7
2-4 傳統回填材料之夯實問題…………………………………….8
2-4-1夯實定義..…………………………………………………...8
2-4-2夯實問題…………………………………………………...8
2-4-3案例缺失介紹……………………………………………….8
2-5 控制性低強度材料…………………………………………….9
2-5-1 CLSM之定義……………………………………………...9
2-5-2 CLSM之特性……………………………………………...10
2-5-3 CLSM材料組成…………………………………………...10
2-5-4 CLSM與水泥混凝土之比較……………………………...11
2-5-5土壤改良…………………………………………………...11
2-6 CLSM回填工法與傳統工法之比較…………………………..11
2-6-1制式材料CLSM與傳統工法…………………………..12
2-6-2非制式材料CLSM與傳統工法………………………..12
2-7 國內外CLSM材料之推動與應用…………………………….13
2-7-1 CLSM推動成效………………………………………13
2-7-2國內應用回填工程案例………………………………...13
2-8 國外應用回填工程案例…………………………………...…16
2-8-1 美國工程運用案例………………………………………16
2-8-2 日本工程運用案例………………………………………16
第三章 道路挖掘施工與鋪面維護探討…………………………….32
3-1道路挖掘施工探討……………………………………………32
3-1-1回填品質浮濫的不良影響………………………………...32
3-1-2管溝修護品質低劣………………………………………...33
3-2鋪面維護探討(以新竹市為例)…………………………….35
3-2-1鋪面維護管理……………………………………………...35
3-2-2道路維護現況問題………………………………………...37
3-2-3現行制度檢討……………………………………………...37
3-2-4小結………………………………………………………...38
第四章 管溝回填使用CLSM之可行性探討……………………..40
4-1綠營建材料…………………………………………………….40
4-1-1綠建築……………………………………………………..40
4-1-2環保材料…………………………………………………...40
4-1-3政策鼓勵…………………………………………………...40
4-1-4小結………………………………………………………...41
4-2 現地試拌驗證………………………………………………..41
4-2-1現地試拌…………………………………………………..41
4-2-2施工配比…………………………………………………..42
4-2-3拌合計量………………………………………………….42
4-2-4拌合材料………………………………………………….42
4-2-5拌合與回填………………………………………………..42
4-2-6現地試驗結果與討論……………………………………..43
4-2-7小結………………………………………………………..45
4-3 使用CLSM運用成效…………………………………………..46
4-3-1國內CLSM使用情形…………………………………...46
4-3-2推行策略…………………………………………………..48
4-3-3未使用原因分析…………………………………………..48
4-3-4小結………………………………………………………..49
4-4 研擬改善措施………………………………………………..49
4-4-1學術界……………………………………………………..49
4-4-2政府政策…………………………………………………..50
4-4-3預拌廠產製業者………………………………………..51
4-4-4施工業者..…………………………………………….51
4-4-5施工應注意的事項.………………………………….52
4-4-6小結………………………………………………………53
第五章 推動使用CLSM之困難原因分析…………………………69
5-1法規面(管溝回填材料相關規定) …………………………69
5-1-1各縣(市)之法規.……………………………………69
5-1-2管線機構施工規範.…………………………………...72
5-1-3小結 …………………………………………………….73
5-2政策面(新材料審查機制)…………………………………..73
5-2-1工程技術停滯…………………………………………74
5-2-2政策非全面性…………………………………………74
5-2-3財團法人臺灣營建研究院之審查制度………………74
5-2-4小結……………………………………………………75
5-3執行面(使用CLSM所遭遇之困難)……………………..75
5-3-1路面不平未改善…………………………………..…..75
5-3-2指定回填材料被質疑有綁標之嫌……………………76
5-3-3路面服務水準差……………………………………....76
5-3-4小結……………………………………………………77
5-4需求面(制訂國家標準施工規範)………………………….77
5-4-1管線單位挖掘需求……………………………………77
5-4-2施工規範之制訂………………………………………78
5-4-3現行使用規範…………………………………………78
5-4-4小結……………………………………………………78
第六章 結論與建議…………………………………………………..82
6-1 結論……………………………………………………………82
6-2 建議…………………………………………………………83
參考文獻…………………………………………………………84

表索引
表2.1 服務性指數IRI值..…………….………………………………18
表2.2 南向車道挖掘前、中、後各層強度指標值..….………………19
表2.3 南向車道挖掘前、中、後各層強度評估結果...………………19
表2.4 北向車道挖掘前、中、後各層強度指標值..….………………20
表2.5 北向車道挖掘前、中、後各層強度評估結果...………………20
表2.6 各縣市土石生產量、需求量統計表......………….……………21
表2.7 CLSM與一般混凝土之異同..…………………………………22
表2.8 CLSM與傳統碎石級配回填工法比較..………………………22
表2.9 CLSM與傳統碎石級配回填工法施工單價比較……………...23
表2.10 CLSM之回填示範計畫概述.…………………………………23
表2.11 案例使用之CLSM配比………………………………………23
表2.12 沈陷釘監測沈陷變化狀況…….……………………………...24
表2.13 CLSM配比設計參考值………………………………………24
表2.14 剩餘土拌合之CLSM實際採用配合比..……………………24
表2.15 抗壓強度試驗結果..…….……………………………………25
表2.16 沈陷釘監測沈陷變化狀況……………………………………26
表2.17 日本工程應用案例1配比設計………………………………27
表2.18 日本工程應用案例2配比設計………………………………27
表2.19 日本工程應用案例3配比設計………………………………27
表3.1 各單位道路挖掘回填及夯實規範..……………………………39
表4.1基本拌合配比表……………..…………………………………54
表4.2土壤流填料之現地試驗結果………………..…………………54
表4.3 現地土壤流填料完工後之現地強度試驗結果…..………...…54
表4.4 現地土壤流填料完工後之沉陷觀測結果…..………...………54
表4.5 北部地區產製輔導拌合廠商名冊….…………………………55
表4.6 中部地區產製輔導拌合廠商名冊….…………………………55
表4.7 各縣〈市〉CLSM使用情形調查資料….……………………56
表4.8 各區營業處道路回填材料使用CLSM材料一覽表…………59
表4.9 中華電信股份有限公司道路回填材料使用CISM材料….…61
表4.10 使用傳統碎石級配與CLSM回填工法施工比較.………….61
表5.1 材料篩分析標準..…………..….………………………………79
表5.2 台北市歷年道路挖掘統計表.…………………………………79
表5.3 台北市各類地下管線挖掘瀝青混凝土路面之面積…………79
表5.4 公路局第一區工程處管線挖掘瀝青混凝土路面金額……….80
表5.5 新竹市核發挖掘件數及費用………………………………….80

圖索引
圖1.1 研究流程..………………………………………………………...4
圖2.1 服務性指數IRI值曲線圖………………………………………28
圖2.2 南向車道挖掘前、中、後路面結構強度SSI值變化……………28
圖2.3 南向車道挖掘前、中、後鋪面強度X12值變化…………………29
圖2.4 南向車道挖掘前、中、後鋪面強度X67值變化..……………….29
圖2.5 北向車道挖掘前、中、後路面結構強度SSI值變化..…………29
圖2.6 北向車道挖掘前、中、後鋪面強度X12值變化..……………….30
圖2.7 北向車道挖掘前、中、後鋪面強度X67值變化..……………….30
圖4.1 現地施工斷面…………………………………………………...62
圖4.2 抗壓強度與齡期之關係………………………………………...62
圖4.3 現地土壤CLSM之沉陷量與時間關係………………………...63
圖4.4 土壤流填料之流度與貫入深度之關係………………………...63
圖4.5 土壤流填料之流度與凝結時間之關係………………………...64
圖5.1 中華民國營建科技審查制度作業流程………………………...81

照片索引
照片2.1(a)以現地土壤回填……………………………………..31
照片2.1(b)回填整平作業……………………………………….31
照片2.1(c)以挖土機履帶往返滾壓…………………………….31
照片2.1(d)因回填不實產生沉陷,以AC重新修護情形……..31
照片2.2(a)永康交流道橋台底部淘空………………………….31
照片2.2(b)現場打設人孔並派人員進入勘查………………..31
照片2.3(c)現場勘查結果深度約 1.3m.……………………..31
照片2.4(d)拓寬工程承商緊急以混凝土澆置處理.…..……..31
照片4.1 現地施工斷面………………………………………...64
照片4.2 加入現地土壤………………………………………...65
照片4.3 加入水泥……………………………………………...65
照片4.4 土壤與水泥先行乾拌.………………………………...65
照片4.5 依配比加入適當之水量..…………………………...65
照片4.6 挖土機拌合至目視均勻程度.....…………………...65
照片4.7 量測坍度.………..……………..…………………...65
照片4.8 量測坍流度....…..……………..…………………...66
照片4.9 量測流度..……..………………..…………………..66
照片4.10 量測單位重……………………………………………….66
照片4.11 單軸試體製作………………………………………….66
照片4.12 以挖土機挖斗盛料回填……………………………….66
照片4.13 鋪設觀測點位………………………………………….66
照片4.14 圍上警示標誌………………………………………….67
照片4.15 現場澆製後取回實驗室之試體…..………………….67
照片4.16 執行1天、7天、28天單軸強度試驗.………….67
照片4.17 貫入試驗儀量測現地強度...………………………….67
照片4.18 衝擊錘檢測現地強度.……………………………….67
照片4.19 量測現地沉陷變化..………………………………….67
照片4.20 現地土壤流填料拌合之泌水現象..………………….68
照片4.21 現地強度小於儀器偵測值..………………………….68
照片4.22 凝結時間試驗步驟…..……………………………….68
照片4.23 現地土壤於拌合後4小時,人員即可於表面行走...68
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