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研究生: 陳鵬鴻
Chen, Peng-Hung
論文名稱: 添加粉筆灰於石膠泥瀝青混凝土之可行性評估
Evaluation of Adding Chalk Dust in Stone Mastic Asphalt Concrete
指導教授: 蕭志銘
Shiau, Jih-Min
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2024
畢業學年度: 112
語文別: 中文
論文頁數: 75
中文關鍵詞: 粉筆灰石膠泥瀝青混凝土填充料
外文關鍵詞: chalk dust, stone mastic asphalt concrete, filler
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  • 近年來隨著環保意識及永續發展的推動,所以資源、材料再利用是現今各國發展的目標。在台灣的學校,目前主要都是使用粉筆書寫於黑板,然後板擦擦拭後於板擦機清理,當中會收集到許多粉筆灰,目前收集到的這些粉筆灰都是以廢棄物丟棄,若能有效利用粉筆灰,就可以達成廢棄物再利用的目標;因此研究粉筆灰應用於石膠凝瀝青混凝土的可行性,更是可以有效減少其他材料上的使用,朝著永續發展的成效發展。
    本研究將粉筆灰添加於石膠泥瀝青混凝土中當作填充料,研究與一般使用水泥當填充料,添加於石膠泥瀝青混凝土的成效及工程性質上的差異。研究以不同比例(0%、50%、100%)的粉筆灰取代水泥以及加入0.5%木質纖維,再進一步進行各工程性質試驗,藉以評估粉筆灰應用於石膠泥瀝青混凝土之可行性。
    綜合試驗結果顯示,隨粉筆灰取代比例增多,試體的抗車轍能力、抗磨損能力上升,抗拉伸裂痕的抵抗能力下降,反映試體偏向脆而硬固。粉筆灰在50%取代時,工程性質普遍提高;粉筆灰100%取代,因滯留強度剩下不到個位數百分比,推測是因為在100%取代時,瀝青膠泥無法包裹粒料、纖維及填充料,所以導致滯留強度不高。就廢棄物再利用的理念,粉筆灰尚可以做為填充料應用於石膠泥瀝青混凝土。

    In this study, chalk dust is added to stone mastic asphalt concrete as a filler, and the effectiveness and engineering properties of using chalk dust as a filler compared to using cement as a filler in stone mastic asphalt concrete are compared. The study replaces cement with chalk dust in different proportions (0%, 50%, 100%) and adds 0.5% wood fibers. Various engineering property tests are then conducted to evaluate the feasibility of using chalk dust in stone mastic asphalt concrete.
    Comprehensive test results indicate that as the proportion of chalk dust increases, the rutting resistance and abrasion resistance of the specimens improve, while the resistance to tensile cracking decreases, reflecting a tendency for the specimens to become brittle and hard. When chalk dust is used to replace 50% of the filler, the engineering properties generally improve. However, with 100% replacement, the retained strength drops to less than a single-digit percentage, which is likely because at 100% replacement, the asphalt mastic fails to encapsulate the aggregates, fibers, and fillers adequately, resulting in low retained strength. From the perspective of waste reuse, chalk dust can still be applied as a filler in stone mastic asphalt concrete.

    摘要i 目錄v 表目錄ix 圖目錄xi 第一章 緒論1 1.1 前言1 1.2 研究動機1 1.3 研究目的2 1.4 研究範圍2 第二章 文獻回顧3 2.1 石膠泥瀝青混凝土3 2.2 石膠泥瀝青混凝土組成材料4 2.2.1瀝青黏結料4 2.2.2 粒料5 2.2.3 礦物填充料7 2.2.4 木質纖維8 2.3 粉筆灰9 2.3.1 粉筆灰成分9 2.3.2 硫酸鈣特性9 2.3.3 硫酸鈣用途9 2.4 SMA配合設計10 2.4.1 SMA配合設計原理與規範10 2.4.2 SMA配合設計流程12 第三章 研究計畫13 3.1 研究流程13 3.2 試驗材料15 3.3 瀝青基本物性試驗18 3.3.1 閃火點試驗18 3.3.2 針入點試驗19 3.3.3 比重試驗20 3.3.4 延展性試驗20 3.3.5 黏滯度試驗21 3.3.6 三氯乙烯溶解度試驗21 3.3.7 軟化點試驗22 3.3.8 薄膜烘箱試驗22 3.4 粒料基本物性試驗23 3.4.1 扁平率與破裂面試驗23 3.4.2 比重與吸水率試驗23 3.4.3 篩分析試驗23 3.4.4 健性試驗24 3.4.5 含沙當量試驗24 3.4.6 洛杉磯磨耗試驗24 3.5 石膠泥瀝青混凝土之配合設計25 3.5.1 馬歇爾配合設計25 3.5.2 馬歇爾配合設計步驟25 3.6 石膠泥瀝青混凝土工程性質試驗與規範29 3.6.1 馬歇爾穩定值試驗30 3.6.2 馬歇爾流度值試驗31 3.6.3 滯留強度試驗31 3.6.4 垂流量試驗33 3.6.5 間接張力試驗34 3.6.6 Cantabro磨耗試驗36 3.6.7 車轍試驗(Ideal Rutting Test)37 第四章 試驗結果與討論39 4.1 試驗之材料基本物理性質試驗39 4.1.1 粒料基本物理性質試驗結果39 4.1.2 瀝青材料基本物理性質試驗結果41 4.1.3 填充料之基本物理性質試驗結果41 4.2 石膠泥瀝青混凝土之馬歇爾配合設計43 4.2.1 決定拌合溫度與滾壓溫度43 4.2.2 粒料級配曲線44 4.2.3 最佳瀝青含量45 4.3 工程性質試驗結果48 4.3.1 馬歇爾穩定值試驗結果48 4.3.2 馬歇爾流度值試驗結果49 4.3.3 滯留強度試驗結果50 4.3.4 垂流試驗結果51 4.3.5 間接張力試驗結果52 4.3.6 Cantabro磨耗試驗結果53 4.3.7 車轍試驗結果54 4.4 試驗結果總結56 第五章 結論57 5.1 結論57 5.2 建議58 參考文獻59

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