臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
學號：M8833016
論文名稱：屏鵝公路試驗區域透水瀝青舖面特性調查及 總頁數：106
現地量測滲透係數之可行性評估分析研究
學校名稱：國立屏東科技大學 系（所）別：土木工程系（所） 碩士班 畢業時間及摘要別：九十學年度第二學期碩士學位論文摘要
研究生：黃輝東 指導教授：王弘祐博士、蔡光榮博士
論文摘要內容：
台灣地處亞熱帶，高溫溼熱，雨季綿長，暴雨集中，雨量分佈不均，以致落於道路上之雨水若不能迅速排除，於舖面表層形成積水現象，更由於水膜的存在，使得路面抗滑性大幅降低，嚴重影響行車安全性，因此之故，交通部公路總局於1999年10月，特別引進透水瀝青舖面，祈能改善此種狀況。交通部公路總局材料試驗所並在透水瀝青舖面舖設完成後一個月內、第三、第六及第十二月，共四次做路面成效觀測及評估；包括路面平坦度、破壞調查、車轍、抗滑值、噪音值、撓度、透水性(含室內透水試驗及現地透水試驗)。
本研究擬發展一套以氣體為滲流質的現地氣壓式滲透儀器
進行現地滲透試驗並與交通部公路總局材料試驗所所做試驗作
比較，研究結果顯示，用氣體當滲流質比用水當滲流質可更加
速、更省時完成試驗並加速滲透介質之飽和，且其在水中之毛
細現象影響最小。本研究求得之滲透係數KT℃需換算成以水為流質15℃時之滲透係數K15，依半球型理論所求得之滲透係數
(K15=1×10-2㎝/sec)較幅射平行流理論所求得之滲透係數(K15=2㎝/sec)更接近交通部公路總局材料試驗所之滲透係數(K15=1.4×10-2㎝/sec)
之值。此乃因透水瀝青下層之不透水層將截斷相對的滲流流
線路徑所致。故現地氣壓式滲透儀器乃為求得現地滲透係數
的另一種方法，由交通部公路總局材料試驗所與本研究在透水
瀝青舖面所量測之滲透係數平均值皆能符合日本規範之目標值
(K15=1×10-2cm/sec)以上。
關鍵字：透水瀝青、滲透係數。

Abstract
Located in the sub-tropical area, Taiwan features hot and humid climate, long and intensified rainy season, and seasonally uneven-distributed rainfall. Due to such climate conditions, run-off water on the road pavement, if not drained timely, causes lingering water particle to reduces the anti-skid capacity of the road and to greatly reduces driving safety. In view of these, the Directorate General of Highways (DGH) ,Ministry of Transportation and Communications (MOTC) in October 1999 introduced pervious asphalt, with the hope of improving highway safety. The MOTC-DGH’s Material Lab. conducted four separate observations and assessments of the road ’s effectiveness within the first, third, sixth, and twelfth month after pavement of pervious asphalt complete. The assessment includes road flatness, damage survey, vehicle tracks, anti-skid values, traffic noise, flexibility, drainage capacity (including in-lab and in situ drainage tests).
This study also attempts to develop a in-situ pressure-style drainage measuring device, which uses air and nitrogen as permeable media. Results are compared with those obtained at the MOTC-DGH’s Material Lab. The findings suggest that use of air as permeability media can expedite the experiment and speed up the procedures. Use of gas as permeability media are also expected to minimizes the effects of capillary and gravity effects while using water as the permeability media.
The permeability coefficient must be converted to that with water as permeability media at 15℃(K15℃). Compared to the permeability coefficient obtained based on the theory of Radial Parallel Flow (K15=2㎝/sec),which is simillar to the formular of puming tests, the permeability coefficient obtained based on the theory of Hemispherical Flow (K15=1×10-2㎝/sec) is closer to that obtained at MOTC-DGH’s Material Lab. (K15=1.4×10-2㎝/sec). Thus, field air pressure-style device, after some further studies and adjustments, could be another way to obtain field permeability coefficient.
The average values of the permeability coefficient obtained in this study and that obtained at MOTC-DGH’s Material Lab. both exceed the standard set in Japan (K15=1×10-2cm/sec).
Key Words: pervious asphalt, permeability coefficient.

目 錄
摘要……………………………….………………………………...i
Abstract.….……………………………………………...…………ii
誌謝……………………………………………………….………iii
目錄……………………………………………….……….………iv
圖目錄……………………………………….…………...….….…vi
表目錄…………………………………………….………...…..…ix
壹、緒論………………………………………………...…………1
1.1 前言…………………………………….………...…………1
1.2研究動機與背景……………………………….……………1
1.3研究目的……………………………….……………………3
貳、文獻回顧………………………………………………………4
2.1 AC滲流試驗方法………..…………...……………………..4
2.2透水瀝青舖面……………………………………...……..…6
參、研究方法規劃……….………………………………..………11
3.1試驗區域……………………….……………..……………11
3.2材料特性……………………………………...……………14
3.3研究流程…………………………….………………..……19
肆、研發計畫與過程…………………...…………..……………22
4.1理論依據……………………….…………………..………22
4.2應用研究……………………….……………..……………34
4.3儀器裝置…………………….….…………….……………36
伍、試驗規劃設計…………….………………………………….41
5.1透水瀝青舖面成效評估……………………...……………41
5.2試驗作業流程…………………………………...…………47
5.3現地滲流試驗……….………………………..…..…..……49
5.4室內滲透試驗………….…………………………..………55
5.5現地氣壓式滲透儀試驗……………………...…..…..……59
陸、結果與討論………….…..…………………………..………79
柒、結論與建議……….…………………………..………..……81
7.1結論…………….…………………………..………………81
7.2建議………….…………………………..…………………81
參考文獻……………………………………..……..…….………83
附錄……………………………………..………………...………86
圖 目 錄
圖2-1透水瀝青舖面的排水方式…..……….……….……..……..8
圖3-1恆春半島地形等高線圖………..………..………………..12
圖3-2恆春地區降雨資料統計圖……………………...….……..13
圖3-3公路總局材料試驗所試驗位置圖.…….…….….………..13
圖3-4瀝青混凝土組成之三種組合….……..………….………..15
圖3-5礦物纖維之製程………………………………..…………17
圖3-6礦物纖維添加料……..……………….….…….……...…..19
圖3-7拌合不均勻之礦物纖維添加料..………..…….……...…..19
圖3-8透水瀝青舖面特性研究流程圖.….…………..…………..20
圖4-1水流經土壤之壓力水頭、位置水頭及總水頭…..…….…23
圖4-2流速與水力坡降間之變動特性……..….……………..….23
圖4-3式(4-5)之推導……………………....…………………..…24
圖4-4變水頭透水試驗…………………..……………..………..26
圖4-5定水頭透水試驗………….…………………..……….…..27
圖4-6現地空氣滲透儀器…………………………………..……28
圖4-7依據電子分析儀導出常數A與直徑r2/r1之關係.………29
圖4-8使用固定空氣壓力之氣體計量器…..….…………..….…30
圖4-9由Giese的專利中顯示用中央氣流來嘗試引起輻射流...31
圖4-10由貫穿整個受壓含水層之水井中進行抽水試驗…..…..32
圖4-11現地氣壓式滲透試驗假設之氣體流線示意圖….….…..36
圖4-12氣壓調節器與浮球式流量計…...….………..…………..37
圖4-13試驗頂鈑之正面……..….……………….……..………..38
圖4-14試驗頂鈑之反面……….……..….…………………..…..38
圖4-15試驗底鈑之正面………….………..…...………………..39
圖4-16試驗底鈑之反面……...…..…………….………………..39
圖4-17水柱壓力計……...…..…………….……………………..40
圖5-1兩種路面車後濺起水霧狀況..…...…….……..…………..46
圖5-2現地透水試驗儀器…….……………..……….…………..47
圖5-3室內透水試驗儀器……….………………….…..………..48
圖5-4現地氣壓式滲透儀示意圖…..….………………….……..49
圖5-5現地透水試驗器……………….…..………….…………..50
圖5-6將油性黏土揉成條狀…………………..….……..….……50
圖5-7將油性黏土圈成圓形狀…………………..……....………51
圖5-8修飾圓形狀油性黏土………………………..….…..…….51
圖5-9將試驗器置於黏土上……………..………..…….……….52
圖5-10擠壓黏土使與地面密合……………..………….……….52
圖5-11置環狀法碼於試驗器上……………….….…….……….52
圖5-12用量筒盛水…………………………………..….……….52
圖5-13加水於試驗容器中………………………..…….……….53
圖5-14量整水量於100ml位置上…………….....…….….…….53
圖5-15開閥門、按碼表………………………………….……….53
圖5-16關閥門、按碼表………………………………….……….53
圖5-17記錄時間……………………………..…………….…….54
圖5-18室內透水試驗器………….……..…...…..………………54
圖5-19 現地氣壓式滲透儀器…….……...……………….……..59
圖5-20擦拭底鈑底部之內外矽膠環墊…....………..…………..60
圖5-21底鈑置於一塊37cm×43cm×1.5cm之木板上..…….…60
圖5-22試驗頂板與底板組合……….……………..……...……..60
圖5-23公路總局材料試驗所試驗位置…….………….………..61
圖5-24空氣壓縮機尾端抬高及試驗人員站在試驗平鈑上..…..61
圖5-25以水澆在試驗平鈑周圍試驗水密性…….….…….…….62
圖5-26試驗氣體水密性…………………….……...….…..…….62
圖5-27試驗平鈑水密性良好之證據…………...……………….62
圖5-28氣壓表歸零…………….…..………..……..…………….63
圖5-29量測透水瀝青表面溫度…….…..……..………..……….63
圖5-30流量計內之浮球接近玻璃管頂端…...……………….…64
圖5-31讀取水壓計、流量計之讀數…...……….….….….…….64
圖5-32中心開孔為10cm之底鈑………..…………….………..65
圖5-33中心開孔為15cm之底鈑…….….…………….………..65
圖5-34氣壓調節器換裝氮氣鋼瓶………………..…….……….66
圖5-35記錄水壓計、流量計讀數…………..………….……….66
圖5-36未用流量計之壓縮空氣供應壓力對試驗平鈑壓力差之曲線…...70
圖5-37未用流量計之氮氣供應壓力對試驗平鈑壓力差之曲線……..…70
圖5-38壓縮空氣供應壓力對供應流量之曲線…..…..……..……72
圖5-39氮氣供應壓力對供應流量之曲線…….….…………...…72
圖5-40壓縮空氣供應壓力對試驗平鈑壓力差之曲線..……….…73
圖5-41氮氣供應壓力對試驗平鈑壓力差之曲線…....….…….…73
圖5-42壓縮空氣供應流量對試驗平鈑流量之曲線.……….….…74
圖5-43氮氣供應流量對試驗平鈑流量之曲線….…….…...….…74
圖5-44壓縮空氣試驗平鈑流量對試驗平鈑壓力差之曲線….…..75
圖5-45氮氣試驗平鈑流量對試驗平鈑壓力差之曲線……….…75
圖5-46壓縮空氣試驗平鈑流量對滲透係數Khs(15)之曲線………76
圖5-47氮氣試驗平鈑流量對滲透係數Khs(15)之曲線..……….…76
圖5-48壓縮空氣試驗平鈑流量對滲透係數Krp(15)之曲線…...…77
圖5-49氮氣試驗平鈑流量對滲透係數Krp(15)之曲線………..…77
表 目 錄
表2-1透水瀝青混凝土粒料級配範圍…………….…….....……..5
表2-2四組透水瀝青之透水係數……….………….……..………6
表3-1屏鵝公路恆春地區降雨量統計表……..…………..……..13
表4-1由溫度T℃透水係數所得之補正係數 ..……..…….26
表5-1透水AC及密級配AC各種成效比較表…..……..….…..41
表5-1透水AC及密級配AC各種成效比較表(續)……………..42
表5-2透水AC各項功能下降百分率…………………….……..45
表5-3具代表性土壤與瀝青混合物之透水係數概略值...…...…58

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