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研究生: 卓冠廷
Cho, Kuan-Ting
論文名稱: 咖啡渣應用於密級配瀝青混凝土之可行性研究
Feasibility of Adding Coffee Grounds as Filler in Dense Graded 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: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 60
中文關鍵詞: 密級配瀝青混凝土咖啡渣填充料
外文關鍵詞: dense graded asphalt concrete, coffee grounds, filler
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  • 近年環保意識抬升,資源再利用成為各界努力的方向。若能有效利用咖啡渣,即可減少其他天然材料的使用,朝永續發展的目標前進。
    本研究將咖啡渣添加於密級配瀝青混凝土中,作為填充料的功能,比較其成效與使用水泥或石粉之密級配瀝青混凝土之差異。咖啡渣以不同比例(0%、25%、50%、75%、100%)取代水泥或石粉,進行配合設計及工程性質試驗,評估咖啡渣應用於密級配瀝青混凝土之可行性。
    綜合實驗結果,隨著咖啡渣取代水泥或石粉的量增加,工程性質的綜合評價會隨之下滑。在所有咖啡渣取代填充料的組別中,工程性質綜合表現較佳的組別為以咖啡渣取代25%水泥與石粉之試體。其綜合評價與0%咖啡渣取代的試體相距不大,而以咖啡渣取代25%水泥之試體其在車轍與回彈模數試驗有較好的工程性質表現。不過綜合評價仍沒有高於0%咖啡渣取代之組別。
    總結實驗數據,可發現以少量咖啡渣作為填充料取代水泥可以提升部分工程性質表現,而以少量咖啡渣取代石粉雖然不能提升試體之整體工程性質評價,不過除了滯留強度實驗之外,其餘的試驗仍有符合規範值。本研究之咖啡渣最低取代比例(25%)仍過高,導致滯留強度不符合規範。後續相關研究可降低咖啡渣取代比例,找出符合規範又能提升工程性質之最佳取代比例。

    The awareness of environmental protection has risen. If the coffee grounds can be effectively used, the use of other natural materials can be reduced and the goal of sustainable development can be moved forward.
    In this study, coffee grounds were added to dense graded asphalt concrete as a filler. Coffee grounds were used in different proportions (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) to replace cement or stone powder, and the matching design and engineering property tests were carried out to evaluate the feasibility of applying coffee grounds to densely graded asphalt concrete.
    According to the comprehensive experimental results, as the amount of coffee grounds replacing cement or stone powder increases, the comprehensive evaluation of engineering properties will decline accordingly. Among all the groups in which coffee grounds replaced fillers, the group with better overall performance in engineering properties was the test body in which 25% of cement and stone powder were replaced by coffee grounds. However, the comprehensive evaluation is still not higher than the group replaced by 0% coffee grounds.
    Summarizing the experimental data, it can be found that replacing cement with a small amount of coffee grounds as filler can improve part of the engineering performance, while replacing stone powder with a small amount of coffee grounds can not improve the overall engineering property evaluation of the test body, but except for the retained strength test, the rest test still meets the specification value.

    目錄I 表目錄VI 圖目錄V 第一章 緒論1 1.1 前言1 1.2 研究動機2 1.3 研究目的2 1.4 研究範圍2 第二章 文獻回顧4 2.1密級配瀝青混凝土5 2.1.1密級配瀝青混凝土之基本性質5 2.2.2密級配瀝青混凝土相關規範5 2.2瀝青混凝土組成材料8 2.2.1瀝青黏結料8 2.2.2粒料9 2.2.3填充料9 2.3咖啡渣10 2.3.1 咖啡渣之成分10 2.3.2 咖啡渣廢棄物再利用11 第三章 研究計畫13 3.1研究流程13 3.2實驗材料15 3.2.1 瀝青黏結料15 3.2.2 粒料級配15 3.2.3 填充料16 3.2.4 咖啡渣17 3.3瀝青基本物性試驗17 3.3.1 閃火點試驗17 3.3.2 比重試驗17 3.3.3 針入度試驗18 3.3.4 延展性試驗18 3.3.5 黏滯度試驗19 3.4粒料基本物性試驗20 3.4.1 扁平率及破碎面試驗20 3.4.2比重及吸水率試驗20 3.4.3篩分析試驗20 3.4.4健性試驗21 3.4.5含沙當量試驗21 3.4.6洛杉磯磨損試驗21 3.5密集配瀝青混凝土配合設計22 3.5.1決定拌合溫度與滾壓溫度22 3.5.2製作瀝青混凝土試體22 3.5.3試體密度與孔隙分析23 3.5.4馬歇爾穩定值與流度值試驗24 3.5.5圖表繪製25 3.5.6決定最佳瀝青含量25 3.6密集配瀝青混凝土工程性質試驗25 3.6.1馬歇爾穩定值試驗26 3.6.2馬歇爾流度值試驗27 3.6.3回彈模數試驗28 3.6.4間接張力試驗29 3.6.5滯留強度試驗30 3.6.6車轍輪跡試驗31 第四章 試驗結果與討論34 4.1試驗材料之基本物理性質試驗34 4.1.1粒料之基本物理性質34 4.1.2瀝青之基本物理性質36 4.1.3填充料之基本物理性質37 4.2馬歇爾配合設計39 4.2.1決定拌合溫度與滾壓溫度39 4.2.2骨材級配曲線40 4.2.3最佳瀝青含量41 4.3工程性質試驗結果43 4.3.1馬歇爾穩定值試驗結果43 4.3.2馬歇爾流度值試驗結果45 4.3.3回彈模數試驗結果47 4.3.4間接張力試驗結果49 4.3.5滯留強度試驗結果51 4.3.6車轍輪跡試驗結果53 4.3.7工程性質試驗結果總結55 第五章 結論與建議57 5.1結論57 5.2建議58 參考文獻59

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