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研究生:陳炳良
研究生(外文):Chen,Ping-Liang
論文名稱:透水道路設計應用於科大路改善之研究
論文名稱(外文):Applying Permeable Road Design on Ker-DA Road Improvement, Pingtung
指導教授:王裕民王裕民引用關係
指導教授(外文):Wang, Yu-min
口試委員:楊慶哲鍾文貴王裕民
口試委員(外文):YANG, CING-JHEChung, Wen-GueyWang, Yu-min
口試日期:2015-12-05
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:土木工程系所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:透水道路透水鋪面現地透水試驗
外文關鍵詞:Permeable RoadPermeable PavementInfiltration Test
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本研究以探討透水道路設計應用於科大路改善之研究,配合本透水鋪面試驗道路之施作並參考前人相關之研究計畫報告,透過相關之試驗及間檢測作業進行評估,詳細內容包括透水混凝土透水係數及強度性質、現地透水試驗結果分析,進而瞭解各試驗鋪面之相對試驗結果,以利進行後續追蹤及本益比之比較,期能透過本示範道路之試驗獲得最適合現地環境之透水鋪面斷面。
另一方面為瞭解設計斷面與施工品控之關係,本研究報告亦針對設計斷面之相關鋪面結構強度設計檢算,與規範之透水係數規定,進行現地施工之完成面檢驗及檢討作業,亦期盼能由設計規範規定、設計斷面尺寸強度及施工完成面,進行強度試驗及透水係數試驗,作為後續成果之檢討比對。
綜合觀測資料與分析結果歸納成果如下:
1.經檢測之數據發現斷面四之全透水斷面之透水性最佳,平均約為1300ml/15sec遠大於設計值之底層900ml/15sec、面層600ml/15sec,透水性其次為斷面三及斷面五之半透水斷面。
2.本次試驗之現場夯實方式是以滾輪寬1.76 m之2噸壓路機,分2層每層25 cm滾壓,每層滾壓次數4至5次,現地所得28天之抗壓強度fc28值與搗棒分4層3倍搗實或夯錘分6層3倍搗實之強度值相當,前者為122 kgf/cm2,後者為120 kgf/cm2。但現地滾壓之7天強度fc7值則偏低,前者為77 kgf/cm2 而後者為113 kgf/cm2,推斷其原因為現地透水混凝土於澆置後7天,水泥水化作用尚未完全所致。
3.在抗彎強度試驗方面,15×15×53 cm梁試體依搗棒分3層2倍或3倍搗實,可取7天和28天破裂模數各為R7=23 kgf/cm2和R28=27 kgf/cm2,得R7/R28=0.88。在透水係數試驗和孔隙率試驗方面,ψ10×10cm圓柱試體依搗棒分2層3倍搗實或夯錘分2層3倍搗實,其7天和28天透水係數各為k7=0.23 cm/sec和k28=0.16 cm/sec,得k7/k28=1.44。透水係數有下降趨勢,但皆大於台灣建築中心之基準值0.01 cm/sec。其7天和28天孔隙率各為n7=25%,n28=28%,得n7/n28=0.89,孔隙率隨時間變化不大,且皆大於台灣建築中心之基準值15%。
4.現地透水試驗之透水量為1204 ml/15sec皆大於底層600 ml/15sec以上或基層300 ml/15sec以上之「施工綱要規範」要求。而ψ10×10cm鑽心試體之7天和28天透水係數各為k7=0.22 cm/sec和k28=0.03 cm/sec,得k7/k28=9.23,28天k值僅為7天之1/9,但亦皆大於要求。其孔隙試驗值各為n7=28%和n28=24%,n7/n28=1.17,孔隙率隨時間變化不大,且皆符合要求。

Due to the increasing frequency of extreme weather event, water logging on pavement becomes an important issue for improving traffic service. This study introduced four different design sections by considering rainfall intensity, infiltration for different materials, soil properties of the design site, and the use of porous asphalt concrete and porous concrete. The proposed sections have been implemented at Kerh-Da road, Pingtung which is the main road for the connection of Pingtung city & NPUST. A monitoring system for checking the performance on infiltration for different designs is also recommended.
摘要 I
ABSTRACT III
謝誌 IV
目錄 V
表目標 IX
圖目錄 XII
壹、前言 1
一、研究動機 1
二、研究目的 2
三、研究流程 2
貳、文獻回顧 4
一、排水性鋪面與透水鋪面 4
(一)透水舖面的種類 5
(二)排水性鋪面與透水鋪面之比較 6
(三)透水性鋪面效益 8
(四)透水性鋪面不適用條件及狀況 8
二、透水性鋪面之保水及滲透 8
三、透水性鋪面之設計 11
(一)透水性鋪面環境調查與評估 12
(二)透水性鋪面設計原理 14
(三)透水性鋪面之設計考量 16
四、透水混凝土之定義與特點 19
五、透水混凝土相關研究 21
參、研究材料與方法 25
一、研究地點現況 25
二、路基調查 27
(一)試驗步驟 27
(二)土坑開挖取樣 27
(三)粒徑分布曲線圖 34
(四)原土(泥層)相關試驗 35
(五)加州載重比試驗 40
三、鋪面結構厚度設計 46
(一)交通流量調查 46
(二)調查方法與成果 47
(三)交通軸重計算 50
(四)鋪面結構數(Structural Number)計算 51
(五)路面材料結構分析 51
(六)選用設計路面厚度 52
四、透水混凝土配比設計 52
(一)試驗項目 52
(二)配比設計算例 54
(三)試體製作 55
(四)試體試驗方法 59
肆、結果與討論 67
一、透水鋪面設計斷面與施工過程 67
(一) 透水鋪面設計斷面 69
(二) 透水鋪面現地施工過程 71
二、透水混凝土透水係數及強度性質 75
(一)現地透水試驗 75
(二)現地透水試驗結果分析 77
(三)現地鑽心抗壓試驗 78
(四)現地鑽心抗壓試驗結果與討論 79
(五) 透水混凝土強度結果分析 83
伍、結論與建議 85
一、結論 85
(一) 圓柱試體與現地透水試驗分析 85
(二) 現地鑽心抗壓試驗分析 85
二、建議 87


表目標
表 2-1交通部中央氣象局新修訂之「大雨」及「豪雨」定義 11
表2-2 土壤分類與土壤水力傳導係數對照表 13
表2-3 AI IS-181交通量級別 14
表 2-4 AASHTO建議柔性鋪面未處理基底層排水系數 15
表 2-5 AASHTO建議柔性鋪面未處理基底層排水系數 16
表 2-6透水混凝土之水泥、粒料等之要求 21
表 2-7透水混凝土之配比設計參考 21
表 3-1土壤分類與土壤水力傳導係數對照表 36
表 3-2 第一試坑泥層工地密度 37
表 3-3 第二試坑泥層工地密度 37
表 3-4 第一試坑泥層比重試驗 38
表 3-5 第二試坑泥層比重試驗 38
表 3-6 泥層基本試驗 39
表 3-7 泥層加州承載比試驗 41
表 3-8 砂層加州承載比試驗 42
表 3-9級配層加州承載比試驗 44
表 3-10屏東縣內埔鄉科大路道路交通量調查成果-平日 48
表 3-11屏東縣內埔鄉科大路道路交通量調查成果-假日 49
表 3-12交通軸重計算 50
表 3-13選用設計路面厚度 52
表3-14 透水混凝土之配比 57
表3-15 試體之體積計算及試驗儀器 57
表3-16 試驗使用之器材及數量 58
表3-17 鋼棒搗實之分層數與次數 58
表3-18 夯錘搗實之分層數與次數 58
表3-19夯錘各部份之重量 59
表3-20各試驗不同搗實方式之試體個數 59
表3-21 透水係數修正值ΜT /Μ20 64
表4-1試驗區各工區回填基底層及路段長度 68
表4-2 道路透水試驗104年9、10月透水量 77
表4-3 新拌混凝土單位重試驗和垂流試驗結果 79
表4-4透水混凝土抗壓強度試驗及鑽心抗壓之試驗結果 80
表4-5透水混凝土抗彎強度之試驗結果 80
表4-6透水混凝土透水係數及孔隙率之試驗結果 81
表4-7現地透水量試驗結果 82
表4-8硬固混凝土建議搗實方式和量測值 83
表4-9新拌混凝土建議搗實方式和量測值 84
表4-10透水混凝土配比之修正 84

圖目錄
圖1-1研究流程 3
圖2-1 一般鋪面、排水性及透水性鋪面示意圖(內政部建築研究所,2000) 4
圖2-2 排水性鋪面排水路徑示意圖(內政部建築研究所,2000) 5
圖2-3 全透水路床示意圖 6
圖2-4 半透水路床示意圖 6
圖2-5一般保水性鋪面示意圖(內政部建築研究所,2000) 7
圖2-6納莉颱風與排列法設計雨型比較圖 18
圖2-7最大逕流比計算示意例 18
圖3-1計畫改善路段區域位置圖 25
圖3-2研究區路面現況照片 26
圖3-3第一試坑取樣土層示意圖及照片 28
圖3-4第二試坑取樣土層示意圖及照片 29
圖3-5第三試坑取樣土層示意圖及照片 30
圖3-6第四試坑取樣土層示意圖及照片 31
圖3-7第五試坑取樣土層示意圖及照片 32
圖3-8第六試坑取樣土層示意圖及照片 33
圖3-9研究路段土壤調查取樣位置圖 34
圖3-10第一試坑土壤粒徑分部曲線圖 34
圖3-11第二試坑土壤粒徑分部曲線圖 35
圖3-12第一試坑原土(泥層)液限LL=25 35
圖3-13塑性圖 36
圖3-14泥層含水率 40
圖3-17砂層貫入曲線 43
圖3-18砂層CBR值 43
圖3-19級配層貫入曲線 45
圖3-20級配層CBR值 45
圖3-21單位重試驗過程 55
圖3-22垂流量試驗過程 55
圖3-23抗壓強度試驗現況 55
圖3-24抗彎強度試驗現況 55
圖3-25透水係數試驗現況 55
圖3-26孔隙率試驗現況 55
圖3-27 現地舖築現況 57
圖3-28 現地滾壓現況 57
圖3-29 駿諺CY-6690型抗壓試驗機 60
圖3-30 試體抗壓現況 60
圖3-31 抗彎試驗機示意 62
圖3-32 駿諺CY-6690型抗壓試驗機 63
圖3-33試體抗壓歷時曲線 63
圖3-34定水頭透水試驗儀示意圖 65
圖4-1屏東科大路段與測試區域位置圖 67
圖4-2透水鋪面工區三標準橫斷面圖 69
圖4-3透水鋪面工區四標準橫斷面圖 69
圖4-4透水鋪面工區五標準橫斷面圖 70
圖4-5道路及窨井排水銜接大樣圖(一) 70
圖4-6道路及窨井排水銜接大樣圖(二) 71
圖4-7 既有路面AC刨除 71
圖4-8 新置路緣石施工開挖 71
圖4-9 新置路緣石施作完成 72
圖4-10 新設窨井施作 72
圖4-11 道路刨挖至路床 72
圖4-12 路床整平滾壓 72
圖4-13 既有橫向排水箱涵 72
圖4-14 鋪設不透水布 72
圖4-15 鋪設20CM過濾層 73
圖4-16 鋪設50CM透水混凝土底層 73
圖4-17 底層滾壓 73
圖4-18 底層鋪設完成 73
圖4-19 底層灑水試驗 73
圖4-20 底層灑水試驗 73
圖4-21 底層灑水試驗 74
圖4-22 底層灑水試驗 74
圖4-23 鋪設10CM排水性瀝青面層 74
圖4-24 鋪設10CM排水性瀝青面層 74
圖4-25 面層滾壓 74
圖4-26 面層鋪設完成 74
圖4-27 面層灑水試驗 75
圖4-28 窨井排水 75
圖4-29 道路鋪設完成(1) 75
圖4-30 道路鋪設完成(2) 75
圖4-31 現地透水試驗現況 76
圖4-32 現地鑽心試驗現況 76
圖4-33鑽心試體切割試驗現況 76
圖4-34鑽心試體磨平現況 76
圖4-35道路透水試驗分析圖 77


1.社團法人日本道路協會,2007,「透水性鋪面指導手冊2007」,日本。
2.交通部,2009,「公路排水設計規範」。
3.交通部,2001,「公路工程施工規範」。
4.鋪裝委員會,2007,「鋪裝設計施工指針2007」,社團法人日本道路協會,日本。
5.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、第02797章V6.1: 排水性改質瀝青混凝土鋪面、第02798章V1.0:多孔隙瀝青混凝土鋪面。
6.行政院公共工程委員會,2007,施工綱要規範第02794章-透水性鋪面。
7.行政院公共工程委員會,2009,施工綱要規範第02726章-級配粒料底層。
8.行政院公共工程委員會,2012,施工綱要規範第03341章-低密度再生透水混凝土。
9.行政院公共工程委員會,2012,經濟部水利署新材料、技術、工法-多孔混凝土。
10.國立台北科技大學,2009,「透水性鋪面養護工法參考手冊」,內政部營建署。
11.社團法人中華鋪面工程學會,2015,「透水性鋪面使用手冊(草案)」,社團法人中華鋪面工程學會。
12.社團法人中華鋪面工程學會,2015,「透(保)水性鋪面指導手冊」,社團法人中華鋪面工程學會。
13.中華鋪面工程學會,2015,「透(保)水性鋪面指導手冊」,中華鋪面工程學會。
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19.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。
20.國立屏東科技大學,2015,「屏東科技大學聯外道路透水鋪面試驗工程委託檢監測及可行性評估案」工作執行計畫書,屏東縣政府。
21.徐震宇,2008,「不同透水性鋪面材料對鋪面溫度影響之探討」,碩士論文,國立中央大學,桃園。
22.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。
23.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。
24.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。
25.劉茹如,2014,「透水混凝土鋪面透水率測定法之比較分析」,碩士論文,國立屏東科技大學,屏東。
26.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。
27.簡婉芸,2007,「透水鋪面對基地保水量敏感度影響之分析」,碩士論文,國立中央大學,桃園。
28.黃慧敏,2005,「鋪面熱島效應模式建立及應用研究」,碩士論文,國立臺灣海洋大學,基隆市。
29.林志棟,1999,「開放級配應用於高速公路路面之改善研究」,交通部國道新建工程局。
30.余憲亮,2015,「磷酸鎂水泥對透水混凝土性質影響之研究」,碩士論文,國立臺灣海洋大學,基隆市。
31.羅常銓,2006,「多孔隙混凝土配比試驗及應用之研究」,碩士論文,逢甲大學,台中。
32.魏嘉慧,2013,「市區道路透水性鋪面設計方法評估」,碩士論文,國立中央大學,桃園。
33.彭純美,2008,「人性化透水性鋪面成效評估之研究~以縣道及鄉道人行道為例~」,碩士論文,國立中央大學,桃園。
34.吳佳銘,2004,「多孔隙混凝土應用於道路面層工程性質之研究」,碩士論文,淡江大學,台北。
35.包春華,2008,「透水混凝土應用於公路工程之初步研究」,碩士論文,朝陽科技大學,台中。
36.孫凡,2006,「骨材粒徑與膠結漿體變化下對透水混凝土影響之研究」,碩士論文,國立臺灣海洋大學,基隆市。
37.張堡清,2014,「透水性鋪面保水與溫差成效之評估-以中壢市龍慈路為例」,碩士論文,國立中央大學,桃園。
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39.內政部建築研究所,http://www.abri.gov.tw/。
40.低碳生活部落格,2012,「因應氣候變遷,創造海綿城市」,http://lowestc.blogspot.tw/2012/05/blog-post_8603.html。
41.社團法人中華鋪面工程學會,http://cspave.org.tw/。
42.交通部中央氣象局,http://www.cwb.gov.tw/V7/index.htm。
43.AASHTO,1998, AASHTO Guide for Design of Pavement Structures. 4th ed.

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