焚化爐底碴應用於道路工程之研究｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	雷揚中 Lai-Yung Chuang
論文名稱：	焚化爐底碴應用於道路工程之研究 Reuse of Incinerator Bottom Ash for Pavement engineering
指導教授：	林志棟 Lin-Jyh Dong
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系 Department of Civil Engineering
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	270
中文關鍵詞：	綠建築、再利用、成本分析、焚化底碴、道路工程
外文關鍵詞：	Pavement engineering, Bottom ash, Recycle, cost-benefit analysis
相關次數：	點閱：14 下載：0
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由於營建資源日趨枯竭，再加上近年來政府對於維護環境生態的目標不斷要求，希望任何的廢棄物，都能藉由再生處理的過程，達成永續再利用目的。
本研究針對國內底碴資源處理廠處理過後之焚化爐底碴，分別進行長期物理性質分析，包括底碴比重、吸水率、單位重、磨損率、健性、氯離子含量、含泥量、毒物溶出試驗等，建立完整管制分析，以提供未來將底碴推動再利用有一完整背景資料說明。
根據研究成果發現，底碴對於取代瀝青混凝土細粒料是一可行的再利用方法，惟對於底碴經由SGC試驗發現其並不如一般天然粒料來的堅硬，試驗中發現底碴目前最佳的替代量約在30％以下，替代過多容易使整體瀝青混凝土發生級配降格情形因而造成結構強度變差。本研究也針對水洗過後底碴進行水泥混凝土摻配試拌，水洗過後的底碴已可完全解決以往底碴無法凝結的問題，並且氯離子濃度降低已可應用在一般附屬結構物中；另外使用底碴製作透水混凝土，不但達到綠建築九大指標中廢棄物減量指標，更符合了基地保水的指標。
本研究將試驗室所得成果，實際進行試鋪，並且藉由多項道路性能檢測，與實驗室成果進行比對，證明了底碴在道路工程上使用的可行性，最後再藉由成本分析及規範的擬定，提供未來相關使用參考。

As a result of the construction of resources going to exhausted and the purpose which requested by government, we hope to reach the objective of sustainable reuse by deal with discard materials in relive course.
This thesis is to establish the control analysis which is aimed at the incinerate bottom trash deal with by factory of handle with resources. In order to provide the motion of bottom trash reuse in the future, this incinerate bottom trash was proceed physics analysis over a long period of time, including bottom trash specific weight, rate of absorptive, unit weight, rate of abrasion, content of cl-, content of mud, and TCLP.
According to the result of research, they find it was a feasible reuse way to replace the bottom trash to fine granule material. In addition to find that the bottom trash was not harder than natural granule material by SGC test. As a result of the test, it can discover the best rate of replace is almost below or under 30％. If it replaces too many rates, it will make asphalt concrete to occur the grade degrades, and to cause the structure strength become weak. This study also aimed at precede concrete match mixed test by using bottom trash after washed. The bottom trash after washed not only can solve the problem which bottom trash can’t congeal, but also can reduce the concentration of cl-. In addition, the permeable concrete make by bottom trash not only reach the index of discard reduce in landscape engineering nine index, but also fill the bill of base of operations keep water index.
The result of this study prove the bottom trash can workable used in pavement engineering by proceed the test build and many laboratory test. Eventually, it can provide user to refer to the cost analysis and draw up standard.

目錄
第一章、序論	1
1 研究動機	1
2 研究目的	1
3 研究範圍	2
4 研究流程	2
5 預期成果	5
第二章、文獻回顧	6
1 綠色環保標章	6
2 生態綠建材	8
2.1 國外綠建材發展	8
2.2 國內綠建材發展	11
3 國內營建資源與再利用現況調查	12
3.1 國內營建資源現況	12
3.2 國內營建資源再利用現況	15
4 垃圾焚化爐底碴之來源與處理現況	18
4.1 垃圾焚化爐底碴來源	18
4.2 國內底碴資源處理廠現況	19
5 垃圾焚化爐底碴基本特性及再利用現況	21
5.1 垃圾焚化爐底碴物理特性分析	21
5.2 垃圾焚化爐底碴化學特性分析	23
5.3 垃圾焚化爐底碴再利用現況	26
5.3.1 國外利用情形	26
5.3.2 國內利用情形	29
6 垃圾焚化爐底碴再利用相關法規	32
6.1 國內相關法令	32
6.2 國外相關法令	34
7 垃圾焚化爐底碴應用於鋪面工程材料之探討	37
7.1 面層材料	37
7.2 底層	38
7.3 基層	39
8 垃圾焚化爐底碴再利用於透水性鋪面材料	41
8.1 透水性鋪面之定義及效益	41
8.2 透水鋪面型式	43
8.3 垃圾焚化爐底碴應用於透水性鋪面材料之探討	48
第三章、研究方法與實驗計畫	49
1 底碴基本物性實驗	50
2 底碴用於道路基底層摻配實驗	51
2.1 使用材料	52
2.2 實驗方法	52
2.2.1 篩分析試驗	52
2.2.2 阿太堡限度試驗	52
2.2.3 含砂當量試驗	53
2.2.4土壤夯實試驗	54
2.2.5土壤承載力試驗—加州承載比試驗	54
3 底碴用於道路瀝青混凝土面層、處理底層材料實驗計畫	60
3.1 使用材料	61
3.2 實驗方法	61
3.2.1 馬歇爾配合設計實驗	61
3.2.2 回彈模數試驗	61
3.2.3 潛變試驗	64
3.2.4 浸水殘餘強度試驗	65
3.2.5 間接張力試驗	68
3.2.6車轍輪跡試驗	70
4 底碴用於透水混凝土配合設計	73
4.1 比表面積理論	74
4.2 配合設計法推導	76
4.3 拌製流程	77
5 一般水泥混凝土實驗計畫	78
第四章、實驗結果與成效分析	79
1 焚化爐底碴各項物理試驗結果分析	79
1.1 篩分析試驗	79
1.2 比重及吸水率實驗	80
1.3 單位重試驗	87
1.4 洛杉磯磨損試驗	89
1.5 健性試驗	91
1.6 含泥量試驗	94
1.7 TCLP試驗	96
2 基底層試驗結果分析	99
2.1 阿太堡限度分析	99
2.2 含砂當量試驗分析	99
2.3 基底層試驗結果分析	100
2.3.1 材料基本性質試驗	100
2.3.2 基層夯實試驗結果分析	103
2.3.3 基層4天之加州載重比	104
2.3.4 底層夯實試驗結果分析	107
2.3.5 底層4天之加州載重比	109
3 面層試驗結果分析	112
3.1 粒料基本物性分析	112
3.2 馬歇爾配合設計結果	112
3.3 回彈模數試驗結果分析	114
3.4 潛變試驗結果分析	116
3.5 間接張力試驗結果分析	118
3.6 浸水殘餘強度試驗結果分析	122
3.7 車轍輪跡試驗結果分析	124
3.8 壓密性與級配分析之探討	127
4 瀝青處理底層試驗結果分析	131
4.1 馬歇爾配合設計結果	131
4.2 回彈模數試驗結果分析	132
4.3 潛變試驗結果分析	133
4.4 間接張力試驗結果分析	135
5 透水性基底層實驗結果分析	138
5.1 底碴透水混凝土試驗結果分析	138
5.1.1 底碴透水混凝土材料特性	138
5.1.2 透水混凝土配比說明	140
5.1.3 透水混凝土抗壓實驗分析	142
5.1.4 透水混凝土透水性能分析	144
5.2 摻配式透水性基底層試驗結果分析	145
6 水洗底碴應用於一般水泥混凝土實驗結果分析	147
6.1 配比設計之探討	147
6.2 抗壓結果分析	148
6.3 抗張強度分析	150
6.4 混凝土氯離子試驗分析	152
6.5 混凝土凝結試驗分析	153
6.6 混凝土體積變化檢驗分析	154
第五章 焚化爐底碴現地試鋪成果分析	155
1 試鋪計畫	155
1.1試鋪計畫概述	155
1.2 試鋪斷面規劃	155
1.3 成效評估流程	156
1.4 成效評估計畫內容及相關儀器設備	160
1.4.1 鋪面平坦度與車轍量測	160
1.4.2 鋪面結構能力評估	162
1.4.3 抗滑試驗	164
1.4.4 現場鑽心試驗	166
2、試鋪道路成效分析	167
2.1瀝青混凝土配合設計結果	167
2.2 基底層試驗結果	169
2.2.1工地密度試驗	169
2.2.2 勁度	171
2.3 鑽心試體成效試驗	173
2.3.1 壓實度	173
2.3.2 回彈模數	174
2.3.3 潛變	178
2.4 瀝青混凝土平坦度檢驗	185
2.5 路面抗滑阻力	186
2.6 勁度	188
2.7 現地取料間接張力試驗結果	189
2.8 現地取料浸水殘餘強度試驗結果	193
2.9 TCLP試驗結果分析	194
3 小結	194
第六章、焚化爐底碴應用於道路工程成本分析	195
1 材料成本	195
2 施工成本	198
3 物價蒐集與整理	199
4 現地試鋪成本分析	202
5 小結	205
第七章、焚化爐底碴應用於道路工程再利用使用規範	206
1 焚化爐底碴於道路工程使用規範	206
1.1 適用範圍	206
1.2 相關章節	206
1.3 相關準則	206
1.3.1中國國家標準	206
1.3.2美國州公路及運輸協會	207
1.4 瀝青混凝土粒料	208
1.5 道路基層粒料	212
1.6 道路底層粒料	215
1.7 瀝青混凝土施工	217
1.8 基底層施工	220
2 焚化爐底碴路面厚度設計	224
2.1 卵石當量之基本探討	224
2.2 AI設計方法	228
2.2.1 設計流程	228
2.2.2 路基土壤	229
2.2.3 瀝青混凝土面層及底層	231
2.2.4 乳化瀝青混凝土底層	231
2.2.5 底層與基層碎石級配	232
2.2.6 鋪面厚度設計圖	233
3 小結	233
第八章、結論與建議	237
1 結論	237
2 建議	240

                                

參考文獻
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