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研究生:包春華
研究生(外文):Chun-Hua Pao
論文名稱:透水混凝土應用於公路工程之初步研究
論文名稱(外文):The preliminary study on the Highway Engineering of Pervious Concrete
指導教授:李明君李明君引用關係
指導教授(外文):Ming-Gin Lee
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:混凝土透水
外文關鍵詞:PerviousConcrete
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近年來國內以打造永續台灣與綠建築為未來努力的方向,為解決雨水資源流失、環境生態破壞及熱島效應擴張,研發本土透水混凝土實有其重要性,透水混凝土鋪面可以使空氣與水自由地有效的滲入,地下土壤可保持濕潤,雨水也能夠快速滲入地面至地下水,地下水資源或水位能即時更新,它改善道路鋪面的環境,其它的優點尚包括具有良好排水、噪音吸附與車輛抗滑能力,適合舖設於台灣多雨多濕之環境,由於透水混凝土孔隙率較高,其強度低於一般混凝土,應用於重交通量公路面層因此受到侷限。本研究採用水泥、矽灰、強塑劑、鋼纖維、粗骨材等材料組成透水混凝土配比,期研發符合國內重交通量剛性路面的使用,試驗結果包括透水混凝土抗壓強度、抗彎強度、孔隙率、單位重與透水試驗說明如下:
模擬現地試驗塊其一之28天鑽心試體抗壓強度為275.7 kgf/cm2達一般結構物混凝土規定抗壓強度175 kgf/cm2 以上;其28天鑽心試體抗彎強度為48.11 kgf/cm2亦達高速公路剛性路面面層混凝土設計抗彎強度45 kg/cm2 以上之要求;四種不同透水混凝土試體之單位重介於1890至2034 kg/m3間與孔隙率範圍約為18.82%至31.87%之間高低相互呼應;有關模擬現地施作透水混凝土透水性良好,其現場透水量平均約為1100ml/15sec;希望藉由透水混凝土之研究成果,能提供工程界規劃設計與施工之參考。
In recent years, the forever-lasting Taiwan and green architecture have become a major topic in our country. In order to resolve the runoff of rainwater resource, to prevent the spoliation of ecology and to reduce the effect of heat island, to search for the suitable mix design of the pervious concrete for Taiwan is not a small issue. Pervious concrete pavement is air permeable and water permeable, the soil underneath can be kept wet and rainwater can quickly filter into ground, so the groundwater resources can renew in time. It improves the environment of road pavement and also possesses many other advantages that improve city environment at drainage, sound absorption and skid resistance, and is suitable for the rainy and humid environment in Taiwan area. However, its high air voids results in low strength, the surface layer of highway pavement was seldom used pervious concrete due to heavy traffic loading. This study is to search the suitable mix of pervious concrete by using cement, silica fume, superplasticizer, steel fiber, course aggregate and so on for highway rigid pavement. The test results including compressive strength, flexural strength, unit weight, void content, and permeability test were described as follows:
The compression strength of one pervious concrete core specimen from the simulated field site can be up to 275.7kgf/cm2 and exceeds the ordinary concrete structure specification (175 kgf/cm2). The flexural strength of one pervious concrete core specimen from the simulated field site can be up to 48.11kgf/cm2 and exceeds the highway rigid pavement specification (45 kgf/cm2). The void content can range from 18.82 to 31.87% with unit weights of 1890 to 2034 kg/cm3 during four mix of pervious concrete. The water penetration of the above pervious concrete is very good and the field permeability test for the simulated field site is about 1100ml/15sec. This study of pervious concrete will be valuable for design and construction of practice.
目 次………………………………………………………………………頁次
中文摘要………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………………Ⅱ
誌 謝…………………………………………………………………………Ⅳ
目 錄…………………………………………………………………………Ⅴ
表目錄…………………………………………………………………………Ⅷ
圖目錄…………………………………………………………………………Ⅸ
照片目錄………………………………………………………………………ⅩⅠ
第一章 前言 …………………………………………………………………1
1.1研究緣起 ………………………………………………………………1
1.2研究目的與動機 ………………………………………………………3
1.3研究內容概述 …………………………………………………………4
第二章 文獻回顧 ……………………………………………………………5
2.1排水性鋪面與透水鋪面之區別與功能 ………………………………5
2.2透水與排水性鋪面厚度設計理念 ……………………………………8
2.3排水鋪面發展沿革與應用 ……………………………………………9
2.3.1多孔隙瀝青混凝土………………………………………………9
2.3.2多孔隙混凝土 …………………………………………………11
2.4透水混凝土在國內外的應用…………………………………………14
2.4.1國外應用 ………………………………………………………14
2.4.2國內應用 ………………………………………………………26
第三章 試驗計畫……………………………………………………………32
3.1研究流程 ……………………………………………………………32
3.2試驗材料 ……………………………………………………………33
3.2.1水泥 ……………………………………………………………33
3.2.2矽灰 ……………………………………………………………34
3.2.3鋼纖維 …………………………………………………………36
3.2.4粗骨材 …………………………………………………………36
3.2.5強塑劑 …………………………………………………………38
3.2.6拌合水 …………………………………………………………39
3.3材料配比 …………………………………………………………… 40
3.4試驗方法 ……………………………………………………………41
3.4.1試體製作 ………………………………………………………41
3.4.2單位重測定 ……………………………………………………46
3.4.3孔隙率測定 ……………………………………………………46
3.4.4抗壓試驗 ………………………………………………………47
3.4.5抗彎試驗 ………………………………………………………47
3.4.6室內透水試驗 …………………………………………………48
3.4.7現場透水量試驗 ………………………………………………51
第四章 試驗結果與分析……………………………………………………53
4.1新拌混凝土單位重試驗………………………………………………53
4.1.1目視垂流現象(巨觀) …………………………………………54
4.2透水混凝土硬固後單位重試驗 ……………………………………55
4.3透水混凝土孔隙率測試………………………………………………56
4.4抗壓試驗 ……………………………………………………………57
4.5抗彎試驗 ……………………………………………………………61
4.6透水試驗………………………………………………………………65
4.7模擬現地透水試驗 …………………………………………………68
第五章 結論與建議…………………………………………………………71
5.1結論……………………………………………………………………71
5.2建議……………………………………………………………………73
參考文獻………………………………………………………………………74




表目錄
表2.1 世界各國多孔隙瀝青混凝土之設計標準值規範……………………10
表2.2日本常用之透水性鋪面型式 …………………………………………21
表2.3背填透水混凝土之配合比例 …………………………………………22
表3.1水泥化學成份 …………………………………………………………33
表3.2水泥物理性質 ………………………………………………………34
表3.3矽灰化學成份 …………………………………………………………35
表3.4矽灰物理性質 …………………………………………………………35
表3.5強塑劑基本物理性質 …………………………………………………39
表3.6透水混凝土之配比 ……………………………………………………40
表4.1新拌混凝土單位重試驗結果… ………………………………………53
表4.2透水混凝土硬固後單位重試驗結果 …………………………………55
表4.3透水混凝土連通孔隙率試驗結果 ……………………………………56
表4.4抗壓強度試驗結果 ……………………………………………………58
表4.5抗彎強度試驗結果 ……………………………………………………61
表4.6透水係數試驗結果 ……………………………………………………66
表4.7模擬現地透水量試驗結果 ……………………………………………69


圖目錄
圖2.1 不同鋪面形式之斷面層 ………………………………………………7
圖2.2 透水混凝土鋪面應用於次要道路 ……………………………………7
圖2.3 透水混凝土鋪面應用於停車場 ………………………………………8
圖2.4 多孔隙瀝青混凝土排水示意圖………………………………………10
圖2.5 比利時試驗車道之多孔隙混凝土面層斷面層………………………12
圖2.6 試驗路段鋪面結構……………………………………………………13
圖2.7高陡護坡斷面示意圖 …………………………………………………22
圖2.8臺南市中華西路之排水性瀝青路面 …………………………………27
圖2.9灌溉水路使用透水混凝土之工法 ……………………………………28
圖2.10 透水係數與漿骨比關係圖 …………………………………………29
圖2.11 孔隙率與透水係數關係圖 …………………………………………30
圖3.1試驗流程 ………………………………………………………………32
圖3.2骨材之篩分析 …………………………………………………………36
圖3.3骨材基本性質 …………………………………………………………37
圖3.4 透水混凝土不同水量是否結球行為 ………………………………40
圖3.5定水頭透水係數測定儀示意圖 ………………………………………50
圖4.1新拌混凝土單位重 ……………………………………………………53
圖4.2透水混凝土硬固後單位重 ……………………………………………55
圖4.3 透水混凝土孔隙率 …………………………………………………57
圖4.4 透水混凝土7天與28天抗壓強度 …………………………………58
圖4.5 透水混凝土28天模擬現地抗壓強度與單位重之關係………………59
圖4.6 透水混凝土28天模擬現地抗壓強度與孔隙率之關係………………59
圖4.7 透水混凝土7天與28天抗彎強度 …………………………………62
圖4.8 透水混凝土28天抗彎強度與抗壓強度之關係………………………63
圖4.9 透水混凝土28天模擬現地抗彎強度與孔隙率之關係 ……………63
圖4.10 透水混凝土之透水係數 ……………………………………………66
圖4.11 透水混凝土28天模擬現地透水係數與孔隙率之關係 ……………66
圖4.12 透水混凝土之模擬現地透水量 ……………………………………69


照片目錄
照片2.1美國透水鋪面應用於停車場………………………………………16
照片2.2 Villanova 大學透水混凝土試驗廣場…………………………17
照片2.3日本透水鋪面應用於步道…………………………………………18
照片2.4透水混凝土護坡施工澆置情形……………………………………23
照片3.1 4.8mm之粒徑骨材…………………………………………………37
照片3.2鼓式拌合機 ………………………………………………………42
照片3.3 53cm×95cm×15cm木製試體模 ……………………………………42
照片3.4 53cm×15cm×15cm抗彎試體模 ……………………………………43
照片3.5 15cm×15cm方塊試體………………………………………………43
照片3.6拌合卸料……………………………………………………………43
照片3.7試體製作-1…………………………………………………………44
照片3.8試體製作-2…………………………………………………………44
照片 3.9手工鏝刀修飾 ……………………………………………………44
照片3.10滾筒滾壓 …………………………………………………………45
照片3.11新拌透水混凝土單位重試驗情形 ………………………………45
照片3.12新拌透水混凝土料 ………………………………………………45
照片3.13 塑膠布覆蓋養護…………………………………………………46
照片3.14 透水混凝土鑽心圓柱試體 ………………………………………48
照片3.15 定水頭透水係數測定儀 …………………………………………50
照片3.16 現場透水試驗儀器 ………………………………………………51
照片4.1 透水混凝土垂流現象………………………………………………54
照片4.2 正常透水混凝土……………………………………………………54
照片4.3 透水混凝土第一組試體有垂流現象………………………………55
照片4.4 抗壓試驗 …………………………………………………………60
照片4.5 模擬現地試體切割…………………………………………………60
照片4.6 15cm×15cm_方塊試體………………………………………………60
照片4.7 模擬現地切割15cm×15cm方塊試體 ……………………………61
照片4.8 抗彎試驗 …………………………………………………………64
照片4.9 53cm×15cm×15cm_抗彎試體 ………………………………………64
照片4.10 模擬現地切割53cm×15cm×15cm抗彎試體………………………65
照片4.11 模擬現地試體鑽孔 ………………………………………………67
照片4.12 模擬現地試體切割 ………………………………………………67
照片4.13 模擬現地10cm×10cm鑽心試體 …………………………………67
照片4.14 室內透水試驗 ……………………………………………………68
照片4.15 模擬現地透水試驗-1 ……………………………………………70
照片4.16 模擬現地透水試驗-2 ……………………………………………70
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