第四章 試驗結果分析與討論
4.4 濕陷試驗結果
4.4.3 濕陷性綜合討論
本研究之濕陷性試驗主要乃選取經 CBR 承載比試驗所得到之較 為經濟配比進行探討，濕陷試驗首先進行乾式加載，待加載至 200kPa 時加水並觀察 24 小時，此一階段產生之沉陷量即為濕陷量，圖 4-20 至圖 4-27 為各配比之試驗結果。
可觀察到隨著底渣試體內水泥含量以及壓實度之增加，試體濕陷 量能得到一有效地控制，推測原因主要係由於水泥水化反應產生之矽 酸鈣膠體，充分鍵結底渣顆粒而降低濕陷量，且提高壓實度可將試體 初始孔隙比降低，並將水泥水化膠體填入顆粒孔隙之間，相對地當水 分滲入試體時，其結構較為穩定，暫態結構軟化之情形較不明顯。
觀察圖 4-28 至圖 4-35，可發現當水分滲入底渣試體後，於 0.5~2 小時之間會有一較為明顯之濕陷量，推測原因為水分滲入初期，顆粒 與顆粒間之暫態結構突然有部分軟化現象，造成初期有一明顯濕陷 量。隨著時間增加，無添加水泥之試體濕陷量與時間成正比例增加，
然添加水泥試體則趨於平緩，直至 8~16 小時產生一較為明顯之濕陷 量。
觀察以上現象，推測原因乃無添加水泥試體由於水分滲入，暫態 結構軟化致使顆粒與顆粒間產生滑動現象，且由於試體內無添加水 泥，故此一滑動現象隨時間增加而不斷發生，造成較明顯之濕陷量。
反觀添加水泥之試體，初期產生之濕陷情形可能為試體表面較鬆 軟部分造成，隨著時間增加，試體內水泥水化膠體發揮支承與穩定之
功效，因此顆粒與顆粒間錯動之潛能降低，支撐結構軟化情形較為緩 慢，直至試驗後期才造成孔隙壓縮產生較明顯濕陷量，如圖 4-36。
表 4-1 垃圾底渣之基本性質
19mm 100
4.76mm 62.6
2mm 38.3
0.84mm 25.9
0.42mm 15
0.25mm 10.2
0.15mm 6.4
級 配 通 過 百 分 率 (%)
0.07mm 3
LL －
PI N.P
比重 2.51
AASHTO A-1-a
統一土壤分類 SW
分組指數 0
最大乾密度(kN/m3) 15.9 修正
夯實 最佳含水量(%) 17
表 4-2 單軸壓縮強度之迴歸方程式 養護
齡期
判定 係數 (R2)
迴 歸 方 程 式
2天 0.9939 qu = 238.76pc - 257.63 7天 0.991 qu = 272.36 pc - 222.33 28天 0.9915 qu = 253.22 pc + 94.433
表 4-3 各種壓實度對應之 CBR 值
ASTM-D558之 壓實度
水泥含量 2.5%
CBR值
水泥含量 5.0%
CBR值
水泥含量 7.5%
CBR值
95% 65.9 95.7 115.6
90% 42.6 70.5 83.8
85% 19.3 45.2 52
表 4-4 承載比試驗各水泥含量之迴歸公式
水泥 含量 (%)
判定 係數 (R2)
迴 歸 方 程 式
2.5 0.9759 CBR = 0.0335 pc + 12.612 5.0 0.9535 CBR = 0.0309 pc + 11.86 7.5 1 CBR = 0.0245 pc + 11.984
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0.01 0.1
1 10
100
顆粒粒徑 (mm)
通過百分比 (%)
垃圾底渣
AASHTO M147 C類級配料上限 AASHTO M147 C類級配料下限
圖 4-1 垃圾焚化底渣之粒徑分佈
15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 16
0 5 10 15 20 25
含水量 (%)
乾密度
3 (kN/m)
圖 4-2 垃圾底渣之夯實性質
2.5 5.0 7.5 0
500 1000 1500 2000 2500
水泥含量(%)
單軸壓縮強度(kPa)
齡期2天 齡期7天 齡期28天
圖 4-3 各種水泥含量及齡期之單軸壓縮強度
2.5 5.0 7.5
0 500 1000 1500 2000
水泥含量 (%)
單軸壓縮強度
(kPa)
試體1 試體2 試體3
圖 4-4 齡期 2 天之各水泥含量單軸壓縮強度
2.5 5.0 7.5 0
500 1000 1500 2000
水泥含量 (%)
單軸壓縮強度
(kPa)
試體1 試體2 試體3
圖 4-5 齡期 7 天之各水泥含量單軸壓縮強度
2.5 5.0 7.5
0 500 1000 1500 2000 2500
水泥含量 (%)
單軸壓縮強度
(kPa)
試體1 試體2 試體3
圖 4-6 齡期 28 天之各水泥含量單軸壓縮強度
0 500 1000 1500 2000 2500
0 2 4 6 8 10
水泥含量 (%)
單軸壓縮強度
(kPa)
齡期2天 齡期7天 齡期28天
圖 4-7 不同水泥含量與齡期之單軸壓縮強度
qu = 238.67pc - 257.51 R2 = 0.9939
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
0 2 4 6 8 10
水泥含量 (%)
單軸壓縮強度 (kPa)
圖 4-8 齡期 2 天之水泥含量與單軸壓縮強度趨勢線
qu = 272.26pc - 222.2 R2 = 0.991
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0 2 4 6 8 10
水泥含量 (%)
單軸壓縮強度 (kPa)
圖 4-9 齡期 7 天之水泥含量與單軸壓縮強度趨勢線
qu = 262.53pc + 63.047 R2 = 0.9953
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
0 2 4 6 8 10
水泥含量 (%)
單軸壓縮強度(kPa)
圖 4-10 齡期 28 天之水泥含量與單軸壓縮強度趨勢線
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
貫入量 (mm)
軸向應力 (kPa)
打擊次數=10下
打擊次數=55下(修正零點) 打擊次數=25下(修正零點)
圖 4-11 水泥穩定處理垃圾底渣之貫入度與承載力關係(水泥含量 2.5%)
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
0 2 4 6 8 10 12 14
貫入量 (mm)
軸向應力 (kPa)
打擊次數=10下 打擊次數=25下 打擊次數=55下
圖 4-12 水泥穩定處理垃圾底渣之貫入度與承載力關係(水泥含量 5.0%)
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000
0 2 4 6 8 10 12 14
貫入量 (mm)
軸向應力 (kPa)
打擊次數=10下 打擊次數=25下 打擊次數=55下
圖 4-13 水泥穩定處理垃圾底渣之貫入度與承載力關係(水泥含量 7.5%)
CBR = 0.0335pc + 12.612 R2 = 0.9759
14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5
0 20 40 60 80 100 120 140 160
CBR (%)
乾密度(kN/m3 )
圖 4-14 水泥穩定處理垃圾底渣之乾密度與 CBR 值關係(水泥含量 2.5%)
CBR = 0.0309pc + 11.86 R2 = 0.9535
14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18
60 80 100 120 140 160 180
CBR (%)
乾密度(kN/m3 )
圖 4-15 水泥穩定處理垃圾底渣之乾密度與 CBR 值關係(水泥含量 5.0%)
CBR = 0.0245pc + 11.984 R2 = 1
14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0
70 100 130 160 190 220 250
CBR (%)
乾密度 (kN/m3 )
圖 4-16 水泥穩定處理垃圾底渣之乾密度與 CBR 值關係(水泥含量 7.5%)
高速公路基層 規定最小值
交通部基層級配 料(II)規定最小值 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5
水泥含量 (%)
CBR (%)
95%
90%
85%
圖 4-17 不同水泥含量與壓實度之 CBR 值
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
75 80 85 90 95
壓實度 (%)
濕陷量 (%)
圖 4-18 水泥穩定處理垃圾底渣之壓實度與濕陷量關係(水泥含量 2.5%)
水泥含量0%
壓實度85%
水泥含量2.5%
壓實度85%
水泥含量0%
壓實度100%
水泥含量5%
壓實度100%
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
80 85 90 95 100
壓實度 (%)
濕陷量 (%)
圖 4-19 濕陷量與壓實度、水泥含量之關係
0 2 4 6 8 10 12 14 16
10 100 1000
有效應力(kPa)
εc 應變 (%)
圖 4-20 水泥穩定處理垃圾底渣之濕陷試驗結果 (水泥含量 0%、壓實度 80%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
10 100 1000
有效應力(kPa)
εc應變(%)
圖 4-21 水泥穩定處理垃圾底渣之濕陷試驗結果 (水泥含量 0%、壓實度 85%)
0
2
4
6
8
10
12
10 100 1000
有效應力(kPa)
εc 應變(%)
圖 4-22 水泥穩定處理垃圾底渣之濕陷試驗結果 (水泥含量 0%、壓實度 100%)
0
2
4
6
8
10
12
10 100 1000
有效應力(kPa)
εc應變(%)
圖 4-23 水泥穩定處理垃圾底渣之濕陷試驗結果 (水泥含量 2.5%、壓實度 80%)
0
2
4
6
8
10 100 1000
有效應力(kPa)
εc應變(%)
圖 4-24 水泥穩定處理垃圾底渣之濕陷試驗結果 (水泥含量 2.5%、壓實度 85%)
0
1
2
3
4
5
10 100 1000
有效應力(kPa)
εc 應變(%)
圖 4-25 水泥穩定處理垃圾底渣之濕陷試驗結果 (水泥含量 2.5%、壓實度 90%)
0
1
2
3
4
5
6
7
10 100 1000
有效應力(kPa)
εc應變(%)
圖 4-26 水泥穩定處理垃圾底渣之濕陷試驗結果 (水泥含量 5.0%、壓實度 95%)
0
1
2
3
4
5
6
7
10 100 1000
有效應力(kPa)
εc應變(%)
圖 4-27 水泥穩定處理垃圾底渣之濕陷試驗結果 (水泥含量 5.0%、壓實度 100%)
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2
∆S (%)
圖 4-28 水泥穩定處理垃圾底渣濕陷變化與時間之關係 (水泥含量 0%、壓實度 80%)
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2
∆S (%)
圖 4-29 水泥穩定處理垃圾底渣濕陷變化與時間之關係 (水泥含量 0%、壓實度 85%)
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2
∆S (%)
圖 4-30 水泥穩定處理垃圾底渣濕陷變化與時間之關係 (水泥含量 0%、壓實度 100%)
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2
∆S (%)
圖 4-31 水泥穩定處理垃圾底渣濕陷變化與時間之關係 (水泥含量 2.5%、壓實度 80%)
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2
∆S (%)
圖 4-32 水泥穩定處理垃圾底渣濕陷變化與時間之關係 (水泥含量 2.5%、壓實度 85%)
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2
∆S (%)
圖 4-33 水泥穩定處理垃圾底渣濕陷變化與時間之關係 (水泥含量 2.5%、壓實度 90%)
0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2
∆S (%)
圖 4-34 水泥穩定處理垃圾底渣濕陷變化與時間之關係 (水泥含量 5.0%、壓實度 95%)
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2
∆S (%)
圖 4-35 水泥穩定處理垃圾底渣濕陷變化與時間之關係 (水泥含量 5.0%、壓實度 100%)
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0 5 10 15 20 25 30 35 40
平方根時間 (min)1/2 ΔS (%)
水泥含量0%壓實度100%
水泥含量2.5%壓實度90%
水泥含量5.0%壓實度95%
水泥含量5.0%壓實度100%
水泥含量0%壓實度80%
水泥含量0%壓實度85%
水泥含量2.5%壓實度80%
水泥含量2.5%壓實度85%
圖 4-36 不同水泥含量試體之濕陷量與時間、壓實度之關係