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焚化再生粒料應用於土壤穩定設計與施工手冊

焚化再生粒料應用於土壤穩定設計與施工手冊



書籍介紹

本使用手冊提供焚化再生粒料應用於道路領域有關的土壤穩定操作的綱領指導。內容與行政院公共工程委員會(以下簡稱工程會)施工綱要規範中第02317 章「構造物回填」及第02331 章「基地與路堤填築」中與施工、材料與檢驗,以及鋪面設計相關。其應用包括基地路堤填築土壤穩定的設計和施工,可作為在工程中選擇適合土壤穩定配比設計的指南,並為排水、施工流程和面層鋪面(Pavement)厚度設計提供重要資訊。此外,本手冊亦針對焚化再生粒料於化學穩定與機械穩定合倂表現機理加以說明;更深入探討與穩定成效有關的材料測試,以及如何在設計與施工過程中進行相關試(檢)驗。
關於土壤穩定於基地與路堤填築的反應機理以及成效控制方面,本手冊特別深入探討相關參考文獻並將其重點內容加以彙整,摘述於手冊相關章節,具體說明焚化再生粒料與傳統土壤穩定添加劑,例如石灰(Lime)、飛灰(Fly Ash)的共通性,以供更深入聯結相關的創新發現。此外,結合編撰團隊的知識和經驗,配合多方資訊與工程現場調查,於相關土方填築、鋪面設計和施工方面,為工程師提供土壤穩定相關豐富之資訊。而這些寶貴的內容,亦涵蓋了與土壤穩定領域有關的專家所提供的額外投入與貢獻。
編撰團隊所有的努力都是為了提供技術上正確的資訊,並且能夠有信心地加以合理應用,介紹並適當引用了傳統與先進的施工與測試技術。然而,工程師必須考慮現地的成本因素、氣候條件和工程在當地的其他影響因素,以便對本手冊所提供的技術設計和應用做出謹慎且合理的決定。

目次

目錄
序 ..................................................................................................................................... I
單位換算表 ....................................................................................................................II
目錄 ...............................................................................................................................III
圖目錄 ...........................................................................................................................IX
表目錄 ........................................................................................................................XIII
第一章 前言與簡介
1.1 目的與範圍....................................................................................................... 1-1
1.1.1 目的 ............................................................................................................ 1-1
1.1.2 範圍 ............................................................................................................ 1-1
1.2 背景................................................................................................................... 1-2
1.2.1 砂石資源現況 ............................................................................................ 1-2
1.2.2 焚化再生粒料對循環經濟創新貢獻 ........................................................ 1-3
1.3 定義................................................................................................................... 1-5
1.3.1 一般定義 .................................................................................................... 1-5
1.3.2 焚化再生粒料穩定土壤 ............................................................................ 1-7
1.3.3 焚化再生粒料摻石灰穩定土壤 ................................................................ 1-8
1.4 資料來源........................................................................................................... 1-8
1.5 手冊編排......................................................................................................... 1-10
參考文獻................................................................................................................ 1-12
第二章 土壤穩定添加劑選擇與使用成效
2.1 前言................................................................................................................... 2-1
2.2 土壤穩定目標與穩定添加劑作用................................................................... 2-2
2.3 土壤穩定添加劑選用準則............................................................................... 2-2
2.3.1 石灰穩定準則 ............................................................................................ 2-2
2.3.2 飛灰穩定準則 ............................................................................................ 2-5
2.3.3 焚化再生粒料穩定土壤準則 .................................................................... 2-8
2.4 土壤類別適用性討論..................................................................................... 2-10
2.4.1 土壤穩定處理方法概述 .......................................................................... 2-10
IV
2.4.2 過濕土壤穩定 .......................................................................................... 2-11
2.5 土壤穩定混合料相關性質改善..................................................................... 2-12
2.5.1 化學穩定定義與機理 .............................................................................. 2-12
2.5.2 機械穩定定義與機理 .............................................................................. 2-14
2.6 焚化再生粒料來源與組成............................................................................. 2-16
2.6.1 焚化再生粒料來源 .................................................................................. 2-16
2.6.2 焚化再生粒料製造與儲存 ...................................................................... 2-17
2.6.3 焚化再生粒料再處理方式 ...................................................................... 2-18
2.6.4 焚化再生粒料組成 .................................................................................. 2-20
2.7 焚化再生粒料穩定土壤特性與創新............................................................. 2-21
參考文獻 .............................................................................................................. 2-22
第三章 土壤穩定添加劑反應特性與評析
3.1 前言................................................................................................................... 3-1
3.2 石灰穩定黏土成效機理................................................................................... 3-1
3.2.1 土壤摻石灰化學穩定反應 ........................................................................ 3-3
3.2.2 養治混合料 ................................................................................................ 3-5
3.2.3 石灰用量決定 ............................................................................................ 3-5
3.3 飛灰摻石灰合併應用成效與機理................................................................... 3-6
3.3.1 國內經驗 .................................................................................................... 3-6
3.3.2 飛灰種類 .................................................................................................... 3-7
3.3.3 飛灰摻石灰化學反應特性 ........................................................................ 3-7
3.3.4 飛灰摻石灰用量決定 ................................................................................ 3-8
3.4 混合料強度表現比對與研析........................................................................... 3-9
3.4.1 加州承載比試驗(California Bearing Ratio Test)................................. 3-9
3.4.2 無圍壓縮試驗(Unconfined Compression Test) ................................. 3-10
3.4.3 耐久性評估(Durability)– 乾濕循環試驗.......................................... 3-11
3.4.4 反覆荷重三軸抗壓(MR 回彈模數).................................................... 3-13
3.5 焚化再生粒料穩定主動和被動成效與機理................................................. 3-14
3.5.1 混合料化學穩定與機械穩定雙重效應.................................................. 3-14
V
3.5.2 兩種穩定機理同時作用之創新發現 ...................................................... 3-15
3.5.3 焚化再生粒料之祛水特性 ...................................................................... 3-15
參考文獻 .............................................................................................................. 3-16
第四章 焚化再生粒料穩定土壤成效
4.1 前言................................................................................................................... 4-1
4.2 前階段研究內容說明....................................................................................... 4-1
4.2.1 第一階段-2014~2017 年 ....................................................................... 4-1
4.2.2 第二階段-2017~2019 年 ....................................................................... 4-1
4.2.3 第三階段-2019~2022 年 ....................................................................... 4-2
4.3 焚化再生粒料材料特性................................................................................... 4-2
4.3.1 焚化再生粒料物理與化學性質 ................................................................ 4-2
4.3.2 焚化再生粒料顆粒微觀特性 .................................................................... 4-4
4.4 焚化再生粒料改良土壤化學與機械穩定機制............................................... 4-4
4.4.1 改良土壤化學穩定機制 ............................................................................ 4-4
4.4.2 改良土壤機械穩定機制 ............................................................................ 4-6
4.4.3 化學與機械穩定合併考量 ........................................................................ 4-7
4.5 焚化再生粒料改良土壤穩定成效室內試驗研究........................................... 4-7
4.5.1 基本物理性質與土壤分類 ........................................................................ 4-8
4.5.2 夯實試驗與無圍壓縮試驗 ...................................................................... 4-10
4.5.3 路基土壤強度試驗 .................................................................................. 4-13
4.6 應力-應變行為研討 ....................................................................................... 4-21
4.6.1 無圍壓縮試驗之應力-應變行為............................................................. 4-21
4.6.2 CBR 之應力-應變行為.......................................................................... 4-24
4.7 焚化再生粒料穩定過濕土壤成效特性......................................................... 4-25
4.8 耐久性評估試驗研究..................................................................................... 4-26
4.9 國內其他地區焚化再生粒料特性與共通性................................................. 4-26
4.9.1 國內其他地區粒料特性與化學特性比對.............................................. 4-26
4.9.2 穩定過濕土壤的強度提升特性 .............................................................. 4-30
4.9.3 穩定過濕土方的大型工程粒料成效共通性應用.................................. 4-31
VI
參考文獻................................................................................................................ 4-31
第五章 焚化再生粒料用量與配比設計
5.1 前言................................................................................................................... 5-1
5.2 強度與成本為基礎........................................................................................... 5-1
5.2.1 養治後強度考量 ........................................................................................ 5-1
5.2.2 塑性降低考量 ............................................................................................ 5-2
5.2.3 混合料 pH 值考量 ..................................................................................... 5-2
5.3 過濕土壤快速減水成效................................................................................... 5-3
5.4 混合料含水量控制配比用量推估法............................................................... 5-3
5.5 配比用量捷徑法「1:1」............................................................................... 5-4
5.6 配比設計綜合討論........................................................................................... 5-5
5.7 簡化配比與單位用量對照表........................................................................... 5-7
參考文獻.................................................................................................................. 5-8
第六章 施工步驟與機具
6.1 前言................................................................................................................... 6-1
6.2 現地拌和........................................................................................................... 6-2
6.2.1 現地原狀土 ................................................................................................ 6-2
6.2.2 現地原狀土小搬運至工區使用處 ............................................................ 6-9
6.2.3 工區外媒合借土 ........................................................................................ 6-9
6.2.4 坑洞小區塊穩定處理 .............................................................................. 6-10
6.3 中央預拌工廠................................................................................................. 6-10
6.4 工區內集中現地拌和場................................................................................. 6-10
6.5 施工機具......................................................................................................... 6-10
6.6 總結................................................................................................................. 6-11
參考文獻 .............................................................................................................. 6-11
第七章 施工品質驗收與特殊考量
7.1 前言................................................................................................................... 7-1
7.2 現地示範工程應用成效................................................................................... 7-1
7.2.1 現地土壤條件 ............................................................................................ 7-1
VII
7.2.2 配比與拌和用量 ........................................................................................ 7-4
7.2.3 壓實度檢測 ................................................................................................ 7-6
7.3 混合料驗收考量與規定................................................................................... 7-8
7.4 特殊考量........................................................................................................... 7-8
7.4.1 壓實度檢測標準 ........................................................................................ 7-8
7.4.2 現地配比設計變異對穩定成效的影響.................................................... 7-9
7.5 逆向夯實試驗創新方法與結果..................................................................... 7-11
7.5.1 改良夯實試驗與逆向夯實試驗的差異.................................................. 7-11
7.5.2 室內逆向式改良夯實試驗步驟 .............................................................. 7-13
7.5.3 正向夯實試驗於逆向夯實試驗結果 ...................................................... 7-13
7.5.4 室內混合料與現地拌和料逆向夯實試驗結果...................................... 7-14
7.6 混合料對現地土水環境影響考量................................................................. 7-15
參考文獻................................................................................................................ 7-17
第八章 鋪面厚度設計
8.1 前言................................................................................................................... 8-1
8.2 設計考量因子................................................................................................... 8-1
8.2.1 AASHTO 柔性鋪面厚度新建工程設計考量因子................................. 8-1
8.2.2 鋪面績效 .................................................................................................... 8-2
8.2.3 交通量分析 ................................................................................................ 8-2
8.2.4 路基土壤強度 ............................................................................................ 8-4
8.2.5 可靠度 ........................................................................................................ 8-4
8.2.6 環境因素 .................................................................................................... 8-6
8.2.7 排水係數 .................................................................................................... 8-6
8.2.8 鋪築材料 .................................................................................................... 8-6
8.2.9 分期施工 .................................................................................................. 8-13
8.2.10 路肩設計 ................................................................................................ 8-13
8.3 土壤穩定層設計考量..................................................................................... 8-13
8.4 設計計算公式及圖表..................................................................................... 8-14
8.5 鋪面厚度設計範例......................................................................................... 8-17
VIII
參考文獻................................................................................................................ 8-19
第九章 成本單價分析與循環經濟效益評估
9.1 前言................................................................................................................... 9-1
9.2 成本單價........................................................................................................... 9-1
9.2.1 計價項目及參考工率 ................................................................................ 9-1
9.2.2 單價分析參考範例 .................................................................................... 9-2
9.3 循環經濟效益評估........................................................................................... 9-3
9.3.1 焚化再生粒料應用於土壤穩定之具體效益............................................ 9-3
9.3.2 循環經濟效益物質流評估指標 ................................................................ 9-4
9.3.3 循環經濟效益資金流評估指標 ................................................................ 9-5
9.4 碳排放量計算及減碳成效評估....................................................................... 9-6
參考文獻.................................................................................................................. 9-9
第十章 設計與施工範例
10.1 前言............................................................................................................... 10-1
10.2 工程背景介紹............................................................................................... 10-1
10.2.1 鋪面設計斷面 ........................................................................................ 10-1
10.2.2 土壤與焚化再生粒料含水狀況 ............................................................ 10-2
10.3 配比設計步驟............................................................................................... 10-3
10.4 查表法範例................................................................................................... 10-5
10.4.1 混合料含水量控制配比用量推估法 .................................................... 10-5
10.4.2 配比用量捷徑法「1:1」 .................................................................... 10-5
10.4.3 對照表法 ................................................................................................ 10-5
10.5 鋪面分層結構的總體經濟成本考量........................................................... 10-5
附件 A .........................................................................................................................A-1

編/著/譯者簡介

※張達德
學歷:
中原大學土木工程學士 (1978)
美國德州州立大學(阿靈頓)土木工程研究所碩士(1981)
美國奧克拉荷馬州立大學 土木工程研究所博士(1984)
經歷:
美國ASTM學會 標準起草委員 (1986~)
中央標準局 土木工程及建築國家標準起草委員 (1987)
行政院國科會 土木及水利工程研究規劃小組委員 (1988)
中山科學院 專案技術指導顧問 (1990)
內政部營建署建築研究所 規範研訂 (1991~1992)
營建管理協會 研究發展委員會委員 (1993)
桃園縣政府 山坡地審查委員 (1998)
臺北縣政府 山坡地雜項執照審查委員 (1999)
經濟部標準檢驗局 國家標準技術委員 (1999)
現職:
中原大學 環控防災科技中心 執行長
中原大學 名譽教授
專業證照:
中華民國土木技師(1989)
技術專長:
石灰、水泥、飛灰土壤穩定、地盤改良、加勁土壤及地工合成材、環控與防災科技、資材永續與循環經濟
著作:
發表大地工程、土壤穩定、工程材料及土木工程相關著作近220篇
※吳淵洵
學歷:
中原大學土木工程學士 (1977)
美國New Jersey Institute of Technology土木工程/大地工程碩士(1983)
美國New Jersey Institute of Technology土木工程/大地工程博士(1989)
經歷:中華工程公司龍德工業區工務員兼品管工程師 (1977 - 1978)
榮工處沙烏地吉達港施工處工程員兼公共設施站站長 (1978 - 1981)
美國New Jersey Institute of Technology土木與環境工程系助教 (1982 - 1983)
美國Dames and Moore工程顧問公司大地工程司兼專案經理 (1983 - 1989)
美國公眾電力及瓦斯公司技術發展部資深大地工程司(1989 - 1992)
中華大學土木工程學系副教授(1992 - 2010)
中華大學土木工程學系教授兼系主任 (2010 - 2015)
中華大學土木工程學系教授 (2015 - 2017)
中華地工材料協會理事長(2018~2020)
現職:
中華大學土木工程學系兼任教授
中華地工材料協會常務監事
經濟部工業廢棄物再利用許可審查委員
新竹市政府山坡地雜項執照審查委員會委員
新竹市/新竹縣/農委會/公路總局工程施工查核委員
行政院公共工程委員會採購評選委員
臺北市土木技師公會技師期刊副總編輯
專業證照:
中華民國土木技師(1992)
美國新澤西州土木專業技師(1987)
美國賓西法尼亞州土木專業技師(1988)
Autodesk AutoCAD 2011專業證照 (2011)
Autodesk Revit Architecture 2011專業證照 (2011)
國際萃智協會(MA TRIZ) Level 1, Level 2 證照 (2012)
萃智創新士講師證書(2011)
技術專長:
工程設施防災規劃與設計、基礎/基樁工程、山坡地工程、創新材料與工法、道路及土工結構、環境地工(Waste Geotechnics)
著作:
發表大地工程、工程材料、環境地工及土木工程相關著作共計166篇

分類 其他詳細資訊
  • 適用對象:成人(業務參考),成人(學術性),成人(休閒娛樂)
  • 關鍵詞:焚化再生粒料、土壤穩定、循環經濟
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:193
授權資訊
  • 著作財產權管理機關或擁有者:桃園市政府航空城工程處
  • 取得授權資訊:聯絡處室:航空城工程處(土木工程科) 姓名:涂潔如 電話:03-3867400#4221 地址:桃園市大園區中華路298號