臺灣博碩士論文加值系統

「透水性鋪面」具有多孔隙特性，能使雨水直接滲入路基，避免路面積水而影響用路人的行車安全。近年來其已被各界逐漸推廣應用於低乘載交通運量道路、人行步道、自行車道、停車場、公園步道等。透水係數是衡量材料透水性能的重要指標，土壤試驗會採用定水頭和變水頭兩種方法測定土壤的透水係數，前者適用於高透水性的土壤(透水係數大於10- 4 cm/sec)，後者則適用於低透水性土壤(透水係數小於10- 4 cm/sec)。透水性混凝土之透水係數一般會要求大於1#westeur024#10-4cm/sec，屬高透水性材料，目前國內外進行透水性混凝土透水性能之方法，並不侷限採用定水頭試驗。如日本道路協會現地透水儀試驗法，即以變水頭方式進行試驗；美國ASTM C1701透水混凝土單環試驗儀，則以類定水頭原理進行試驗，透水係數則採用達西定律或或依能(質)量不滅定律計算。
本研究使用定水頭或變水頭給水方式探討各種可行的透水試驗法，以檢測透水性鋪面透水性能之差異，來釐清各種試驗法之可靠性。首先在室內試驗部份依適當材料配比製作三桶模擬混擬土透水鋪面試體(40#westeur024#40#westeur024#69cm3)，試體成型並養護28天後，再分別以現地透水儀、單環滲透儀與雙環滲透儀等依定水頭或變水頭給水方式檢測其透水性能，再與質量平衡法檢測結果進行比較。室外試驗部份選定屏東科技大學環安衛中心連外道路既有透水鋪面作為現地透水試驗場地，以相同試驗法進行現地透水性能檢測。最後依據試驗數據統計分析各種試驗法在檢測現地透水鋪面與模擬透水鋪面試體兩者透水性能的差異性。
試驗結果顯示，以現地透水儀檢測模擬透水鋪面試體，跟以土壤室內試驗儀檢測圓柱和鑽心試體，兩者使用變水頭給水方式檢測得之透水係數均高於定水頭透水試驗值約2~2.3倍。用質量平衡法、現地透水儀與30cm內徑單環滲透儀(ASTM-C1701)等三種方法檢測模擬透水鋪面試體(編號A-B-2)之透水性能，結果顯示三者之透水係數值均十分接近，表示不論採用日本道路協會現地透水儀試驗法或ASTM-C1701單環滲透儀(環內徑30cm)試驗法檢測新鋪透水性鋪面之透水性能，均具可靠性。但檢測舊有透水性鋪面的透水性能，則以單環滲透儀進行檢測為較佳的選擇。
以單環或雙環滲透儀檢測現地透水性鋪面及模擬透水鋪面試體之透水性能，從試驗資料統計分析結果顯示水頭高度對試體的透水係數呈現顯著性影響。試體之透水係數會因檢測時的給水高度而異，採用的試驗環內徑大小也存在明顯的「尺寸效應」。再者，雙環滲透儀的試驗數據也呈現了外環具有抑制內環底部側向滲流的功效。
本研究有系統性地分析與討論檢測透水性鋪面透水性能的各種試驗法及其影響因子，研究成果可作為道路施工品管單位檢驗新鋪築透水性鋪面透水性能之參考，故具有一定程度的實務應用價值。

Pervious pavements have the porous property, which enables the rain to flow directly into the sub-base and avoids catching water on the road surface. It has been increasingly adopted for roads of low occupancy traffic, footways, bike ways, parking lots and park pavements receutly. The infiltration is an important indication to evaluate infiltration capacity of the material ,both costant and falling head test will use to evaluate infiltration rate of soil in soil test. The former test is suitable for hight pervious soil(infiltration rate greater than 10 - 4 cm/sec),and the latter test is suitable for low pervious soil. Generaly, infiltration rate of concrete is required greater than 10 - 4 cm/sec. So far ,the evaluations of the filtration capacity of pervious concrete were not only used the constant head test internationally. For example , Japan Road Association examine field water infiltrometer method by falling head test. On the other hand, United States adopted ASTM-C1701 Single-ring infiltrometer method by constant head-like,moreover, infiltration rate are evaluate by Darcy’s low or according to energy (mass) law of conservation of volume calculation.
This research focuses on various feasible constant head and falling head tests for the infiltration capacity of pervious pavements, and examines the reliability of each test. First, we concocted three barrels of concrete porous pavement material for simulation(40#westeur024#40#westeur024#69cm3). After 28 days of maintenance, we tested their infiltration capacity by situ infiltrometer,Mass balance method, Single-ring infiltrometer and Double-ring infiltrometer with both constant and falling head tests. We chose the access road to College center of the Environemetal NPUST as the experiment field of existing pervious pavement, and performed the identical tests on that site. Finally, we compared the infiltration capacity of the two based on the data collected from the tests.
The results show that for both simulation pavement tested with Situ permeability instrument test method and cored and cylindrical samples tested with Lab Testing, the infiltration rates from falling head tests are 2-2.3 times higher than from constant head tests. On the other hand, the infiltration rates of simulation pervious pavement (numbered A-B-2) evaluated by Mass balance method, Situ infiltrometer and 30cm single-ring infiltrometer (ASTM-C1701) are very close. This means that for both Japan Road Association’s field water infiltrometer method and ASTM-C1701 single-ring infiltrometer (30 cm inner ring) method, the evaluations are reliable. However, when testing the infiltration capacity of existing pervious pavement, single-ring infiltrometer is a better choice.
Using Single-ring and Double-ring infiltrometers to evaluate the infiltration capacity of existing pervious pavement and simulation pervious pavement, we found that the height of the head has notable impact on the infiltration rate. That is, the infiltration rate changes with respect to the water head. The ``Size effect’’ is also prominent in the size of the ring adopted for conducting the tests. Moreover, the data from Double-ring infiltrometer revealed that outer ring has the effect of preventing the leaking at the bottom of the inner ring.
In this thesis, we did a systematic analysis and discuss the infiltration capacity of pervious pavements and various contributing effects involved in the experiments. The results could serve as a reference for the quality control uphile costructing a pervious pavement, when inspecting the infiltration capacity of the new pervious pavements. Thus, we think that this work has practical values in application area.

目錄
摘要 I
Abstract III
謝誌 VI
目錄 VII
表目錄 X
圖目錄 XII
第一章諸論 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的 2
1.3研究方法 2
第二章文獻回顧 5
2.1公路鋪面種類與等級 5
2.2透水性鋪面概述 7
2.3透水性鋪面的型式 8
2.4透水性鋪面之結構組成與配比設計方法 12
2.4.1透水性鋪面之結構組成 12
2.4.2透水性鋪面之設計方法 14
2.5透水混凝土之透水試驗方法 17
2.5.1定水頭與變水頭試驗原理 18
2.5.2國內外透水試驗方法 19
2.6焚化爐底渣再生料作為透水性鋪面構材之特性 24
2.7再生瀝青混凝土粒料(RAP)作為透水性鋪面構材之特性 27
2.8影響透水性鋪面透水性能之因素 28
2.9低密度再生透水混凝土(RLDPC)之定義與應用 30
第三章研究方法 32
3.1現地透水試驗 32
3.1.1現地試驗之流程 33
3.1.2現地位址之選取 34
3.1.3試驗方法與儀器設備 36
3.2模擬鋪面試體之製作程序 42
3.2.1試體使用之材料及基本物性 43
3.2.2模擬鋪面試體之製作程序 47
3.2.3模擬透水鋪面之透水試驗 49
3.3實驗室透水試驗 53
3.3.1室內透水試驗試體之取樣 54
3.3.2室內透水試驗方法 56
第四章試驗結果分析與討論 60
4.1圓柱與鑽心試體之連通孔隙試驗結果分析與討論 60
4.2圓柱與鑽心試體室內透水性能檢測結果分析與討論 61
4.2.1圓柱與鑽心試體變水頭透水試驗 62
4.2.2圓柱與鑽心試體試體定水頭透水試驗 64
4.2.3連續孔隙率與透水係數之關係 66
4.2.4圓柱與鑽心試體定水頭與變水頭透水係數之關係模式 67
4.3模擬透水鋪面試體透水性能檢測結果分析與討論 69
4.3.1現地透水儀檢測透水係數 70
4.3.2單環滲透儀透水係數檢測結果分析 72
4.3.3雙環滲透儀檢測透水係數 74
4.3.4質量平衡法檢測透水係數 76
4.3.5模擬透水鋪面透水性能檢測之差異性比較 78
4.4環安衛中心現地透水性能檢測結果分析與討論 79
4.4.1現地透水鋪面鑽心試體之室內透水性能檢測結果分析 80
4.4.2現地透水鋪面用現地透水儀檢測透水係數結果分析 86
4.4.3現地透水鋪面用單環滲透儀檢測透水係數結果分析 89
4.4.4現地透水鋪面用雙環滲透儀檢測透水係數結果分析 91
4.4.5現地透水鋪面用嵌入式透水儀檢測透水係數結果分析 93
4.4.6現地透水鋪面透水性能檢測之差異性比較 94
第五章結論與建議 97
5.1結論 97
5.2建議 99
參考文獻 101
附錄1 105
附錄2. 134

1.交通部頒布，2001，公路路線設計規範。
2.行政院公共工程委員會施工綱要規範第02794章V3.0:透水性舖面。
3.內政部營建署，2009，“透水性鋪面養護工法參考手冊”，http://www.cpami.gov.tw/。
4.吳宗騂，2007，透水性鋪面溫度行為模式之初步探討，碩士論文，逢甲大學，交通工程與管理學系，臺中。
5.劉昀松，2011，垃圾焚化爐底渣應用於透水性MRC之配比研究，碩士論文，國立屏東科技大學，土木工程系，屏東。
6.葉榮晟，2006，多孔隙瀝青混凝土鋪面全生命週期管理系統建構之研究，博士論文，國立中央大學，土木工程研究所，中壢。
7.交通部運輸研究所，2014，自行車道系統規劃設計參考手冊。
8.陳彥翔，2007，多孔隙瀝青混凝土鋪面堵塞之定量分析與實驗室模擬，碩士論文，國立成功大學，土木工程研究所，臺南。
9.陳建旭、黃建中，2010，「多孔隙瀝青混凝土鋪面之材料、配比設計、施工與成效評估」，臺灣公路工程，第36卷第2 期，第2-25頁。
10.交通部運輸研究所，2010，「透水混凝土應用在港灣構造設施與公路路面成效評估之研究」。
11.潘昌林、鄭瑞濱，2001，「透水混凝土與工程應用介紹」，臺灣研究院研發資訊。
12.陳瑞文、吳銘志，2004，「雨水回收新技術-高承載結構性透水鋪面應用實務」，Taiwan Water 國內外應用研討會，臺北。
13.鄭光炎、王建智，2003，透水性鋪面入滲成效之評估研究—淡海新市鎮為例，碩士論文，國立臺北科技大學土木與防災研究所，臺北。
14.張道光、李明君、顏聰、邱垂德、李昭明、陳毓清，2008，「高性能混凝土應用於交通工程之研究—透水混凝土」，交通部運輸研究所。
15.雷揚中，2004，焚化爐底碴應用於道路工程之研究，碩士論文，國立中央大學，土木工程學系研究所，桃園。
16.李明珅，2013 ，焚化爐底渣再生料用於透水鋪面面層之材料配比試驗分析，碩士論文，屏東科技大學，土木工程系，屏東。
17.郭來松、朱禹樵、徐國洋，2011，「不同級配料對滲透性係數影響之探討」，土木工程與物業管理研討會，桃園。
18.鄭木蓮，2006，「多孔混凝土的滲透係數及測試方法」，交通運輸工程學報，第6卷第4期，第41-46頁，中國。
19.行政院環境保護署公告，2012，「垃圾焚化廠焚化底渣再利用處理方式」。
20.王弘祐、何佳樺、梁洲輔、賴俊彥、陳仙州，2013，「垃圾焚化爐底渣取代量對透水瀝青混凝土性質之影響」，鋪面工程，第11卷第2期，第9–16頁，臺灣。
21.劉英偉、王弘祐、劉昀松、陳仙州，2011，「垃圾焚化爐底渣拌製透水性MRC 之強度發展特性」，鋪面工程，第9卷第3期，第27–32頁，臺灣。
22.劉人慈，2013，焚化爐底碴再利用於透水混凝土之研究，碩士論文，國立中央大學，土木工程研究所，中壢。
23.內政部，2009，「營建事業再生利用之再生資源項目及規範」。
24.陳仙州、劉英偉 孫百慶 陳大裕 梁洲輔，2013，「全再生粒料拌製RLDPC 之成效探討」，鋪面工程，第11卷第2期，第35–40頁 ，臺灣。
25.劉英偉、陳仙州、孫百慶、劉茹如，2013，「RAP用於低密度再生透水混凝土之摻配比例探討」，第十七屆鋪面工程材料學術研討會，屏東。
26.陳仙州，2002，MRC 之研發與驗證，第五屆鋪面材料再生學術研討會論文集，第97-104 頁，朝陽科技大學。
27.ASTM-C1701,2009,“Standard Test Method for Infiltration Rate of In Place Pervious Concrete”.
28.Hui Li, Masoud Kayhanian, John T. Harvey,2013,“Comparative field permeability measurement of permeable pavements using ASTM C1701 and NCAT permeameter methods,”Journal of Environmental Management,Vol.118, pp.144-152.
29.David R. Smith, Kevin Earley, Justin M. Lia,2012,“Potential Application of ASTM C 1701 for Evaluating Surface” ,10th International Conference on Concrete Block Paving Shanghai, Peoples Republic of China, November 24-26,2012 Infiltration of Permeable Interlocking Concrete Pavements.
30.ASTM-D3385,2009,“Standard Test Method for Infiltration Rate of Soil Field Using Double-ring Infiltrometer”.
31.Eban Z. Bean, William F. Hunt, and David A. Bidelspach,2007,“Field Survey of Permeable Pavement Surface Infiltration Rates”,Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol.133, No.3, pp.249-255.
32.Ernest O. Nnadi, Alan P. Newman, Les Duckers, Stephen J. Coupe, and Susanne Charlesworth,2012,“Design and Validation of a Test Rig to Simulate High Rainfall Events for Infiltration Studies of Permeable Pavement Systems”,Journal of Irrigation and Drainage Engineering , Vol.138, No.6, pp.553-557
33.Robert A. Brown, Michael Borst,2014,“Evaluation of Surface Infiltration Testing Procedures in Permeable Pavement Systems”, Journal of Environmental Engineering,Vol.140,No.3,pp.04014001-1- 04014001-12.