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研究生:李明珅
研究生(外文):Ming-shen Li
論文名稱:焚化爐底渣用於水泥混凝土透水鋪面透水性能之試驗分析
論文名稱(外文):An experimental analysis on the permeability of pervious concrete pavement using incinerator bottom ash
指導教授:鍾文貴鍾文貴引用關係
指導教授(外文):Wen-Guey Chung
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:土木工程系所
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:126
中文關鍵詞:透水性鋪面底渣混凝土
外文關鍵詞:PermeabilityPavementBottom ashConcrete
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論文摘要內容:
透水性鋪面具有多孔隙特性,能使路面雨水直接滲入路基而保水於地底下,可延緩洪峰流量並可減緩熱島效應,進而達到生態效益。透水性鋪面是以增加路面透水功能為主要考量,材料的組成強度則為次要,因此其無法承受過大的荷重,適用於低交通量及低承載之路面,如市區巷道、鄉道、產業道路、停車場與人行道等。一般水泥透水混凝土的抗壓強度約在200psi(1.4Mpa)〜2000psi(14Mpa)之間,透水係數大於1×10-2 cm/sec,用於道路鋪面則其強度會低於傳統的瀝青混凝土鋪面。
本研究主要目的在於以焚化爐底渣再生料作為拌合水泥透水混凝土的主要骨料,探討滿足透水性鋪面面層承載強度、透水性與表面粒料低剝脫程度之最佳材料摻配比例。考慮水灰比0.45、樹脂添加量5%、細料占粗骨材百分率、天然細料佔底渣粗骨材百分率及爐石粉添加量等材料,作為試驗分析的材料摻配變數,再藉由抗壓強度試驗與Cantabria磨耗試驗數據,統計歸納得滿足透水性鋪面面層需求的材料摻配最佳比例。試驗顯示結果,以全底渣灌製試體養護28天的抗壓強度最高達118 kgf/cm2,其透水係數為0.0285至0.0496 cm/sec之間,均符合規範大於1×10-2 cm/sec之要求;採用#4與#8混合粒徑灌製試體,有助於提高抗壓強度及抗剝脫能力,但透水係數會略微降低。當改以添加天然細料與爐石粉來取代底渣細料與樹脂添加量時,可以有效地提高試體之抗壓強度及抗剝脫能力。最後再以最佳材料配比灌製6種不同底層材料結構之試體來模擬現地透水鋪面,分別檢測與分析流經試體後之水質變化與現地透水係數。試驗結果顯示以5cm透水混凝土面層加40cm天然級配底層加地工織物的鋪面結構,產生逕流之臨界水量達227.11 cm3/sec,換算成透水率約為2910.63 mm/hr,最高現地透水量為1331 ml/15sec,而透水鋪面在淨化水質效能上呈現水質溶氧量提升,並使得電導度、總溶解固體物與氧化還原電位等水質指標下降。

The Contents of Abstract in this Thesis:
Pervious pavement have the characteristics of rainwater can seep directly into the roadbed and underground water, can delay peak flow and slow down the heat island effect, and thus achieve ecological benefits. Pervious pavement in increase permeable as the main consideration, the composition of the material strength become secondary, and therefore hardly afford large traffic loads, suitable for low traffic and low-bearer of the road, such as urban roadway, Township Road, industry, roads, parking lots and sidewalks. General cement pervious concrete compressive strength of approximately 200psi (1.5Mpa) ~ 2000psi (14Mpa) the permeable coefficient of greater than 1 × 10-2 cm/sec, which strength will be less than traditional asphalt concrete pavement.
The main subject of this study is incinerator bottom ash, specifically in its use as the main recycled material in pervious concrete aggregate mixing. This study will explore pervious pavement surface bearing strength, water permeability, and the best surface material for pavement pellets to achieve low stripping of the extent-blending ratio. Consider the water-cement ratio 0.45, resin add the amount of 5%, The fines total coarse aggregate percentage , natural fines accounted of the bottom ash coarse aggregate percentage and blast furnace slag to add the amount of blending variables as the experimental analysis of the material, and then by the compressive strength shown in the Cantabria test data, statistical induction to meet demand for permeable pavement surface layer material blending the best ratio. The test results showed that the compressive strength of a fully bottom ash mixture is up to 118 kgf/cm2, while specimens cured for 28 days, the permeability coefficient between 0.0285 to 0.0496 cm/sec, which meet a specification greater than 1 × 10-2 cm/sec requirements, #4 and #8 aggregate mixed-particle mastering specimens helped increase the compressive strength and anti-stripping, but the water permeability coefficient will be slightly lower. Instead, adding the natural fine material and blast furnace powder to bottom ash fine material with the resin can effectively improve the compressive strength and anti-exfoliative of the specimen. Finally, the best ratio of 6 different irrigation system, changes in the underlying pavement analog ground floor is currently interviewing body after specimens were detected through changes in water quality and situ permeability coefficient.
The test results showed the permeable pavement surface layer to 5 cm plus underlying natural gradation to 40 cm plus geotextiles of the pavement structure, the generating critical water runoff reached 227.11 cm3/sec, when converted into water permeability is approximately 2910.63 mm/hr, the highest amount of in situ permeability 1331 ml/15sec, while the permeable pavement to enhance the effectiveness of water purification water quality Dissolved oxygen ,and drop the Electrical Conductivity, Total Dissolved Solids and Oxidation-Reduction Potential.

摘要 I
Abstract III
謝誌 V
目錄 VI
表目錄 X
圖目錄 XIV
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垃圾焚化爐底渣概述 4
2-1-1國內垃圾焚化爐現況 4
2-1-2垃圾焚化爐系統簡介 6
2-1-3垃圾焚化爐底渣來源與處理程序 7
2-1-4垃圾焚化爐底渣再利用處理方式 9
2-1-5垃圾焚化爐底渣基本性質 10
2-2垃圾焚化爐底渣再利用 12
2-2-1國內垃圾焚化爐底渣再生料之應用現況 13
2-2-1國外垃圾焚化爐底渣之再利用現況 14
2-3爐石粉之性質 16
2-4透水性與排水性鋪面之定義 17
2-5透水混凝土之定義 20
2-5-1透水混凝土之材料組成 20
2-5-2透水混凝土之配比設計 22
2-5-3透水混凝土之透水試驗方法 25
2-5-4透水性混凝土之相關應用 26
第三章 試驗計畫與方法 29
3-1試驗計畫 29
3-2透水混凝土試驗變數與試驗材料 29
3-2-1透水混凝土試驗變數 30
3-2-2透水混凝土試驗材料 30
3-3透水混凝土配比設計 31
3-4透水混凝土試體製作與拌合程序 34
3-5新拌透水混凝土之坍度試驗 34
3-6透水混凝土試驗之試體 35
3-7試驗方法 37
3-7-1粒料基本物理試驗 37
3-7-2硬固透水混凝土之力學性質試驗 39
3-7-3透水混凝土之Cantabria磨耗試驗 41
3-7-4硬固透水混凝土之透水試驗與孔隙率試驗 43
3-8模擬檢測現地水泥混凝土透水鋪面之透水性與水質淨化能力 46
3-8-1灌製模擬現地透水混凝土鋪面試體之製作程序 49
3-8-2模擬現地透水混凝土鋪面之透水性試驗 52
3-8-3模擬現地水泥混凝土透水鋪面之入滲水質分析 54
第四章 試驗結果分析與討論 60
4-1底渣透水混凝土粒料之基本物性 60
4-2硬固透水混凝土之試驗結果 61
4-2-1底渣細粒料添加量對抗壓強度與透水性能之影響結果 61
4-2-2底渣粗粒料粒徑及混合比例對強度之影響 63
4-2-3底渣粗粒料粒徑及混合比例對透水性能與孔隙率之影響 66
4-2-4底渣粗料粒徑及混合比例對Cantabria磨耗率之影響 68
4-2-5天然細料及爐石粉取代底渣細料及樹脂對抗壓強度之影響 72
4-2-6天然細料及爐石粉取代底渣細料及樹脂對透水性能之影響 73
4-2-7天然細料及爐石粉取代底渣細料及樹脂對Cantabria磨耗率之影響 74
4-3模擬現地水泥混凝土透水鋪面結構之透水性試驗 76
4-3-1模擬現地水泥混凝土透水鋪面之降雨平台試驗 77
4-3-2模擬現地水泥混凝土透水鋪面結構之現地透水試驗 79
4-4模擬現地水泥混凝土透水鋪面結構之水質分析試驗 80
4-4-1模擬現地水泥混凝土透水鋪面之淋洗試驗 80
4-4-2模擬現地水泥混凝土透水鋪面結構之淨化水質能力試驗 85
第五章 結論與建議 89
5-1結論 89
5-2建議 90
參考文獻 91
附錄1 94
附錄2 109
作者簡介 125
口試委員審查意見與論文稿修正內容對照表 126

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