6-1 設計考量
為了減緩都市氣候高溫化、乾燥化的熱島現象效應,增加雨水的 截流與地下水之涵養、減少都市洪水發生率,改善都市生態環境,本 研究同時提出常用透水鋪面的標準施工圖,以增強建築及都市設計者 基地保養水設計方面的能力。依照本研究的成果,不但能減少雨水逕 流量,降低公共排水設施容量,減緩都市洪水發生之概率,還能增加 土壤的濕潤,增加生物、微生物的生活空間,提昇都市的生態環境品 質。這在促進都市生態綠化和永續發展的目標上,是一項十分重要的 突破。
6-1-1 適用場所
由於考量耐久性的問題,透水性鋪設大多適用於荷重條件較溫和 的行人步道,例如:街道、徒步區、車站前的廣場或公園廣場等的開 放空間,至於車道的透水性鋪設,主要適用於輕量交通道路,例如:
停車場,商店街或住宅地等行人與車輛共同通行道路等。
以運動設施來看,具有透水機能的鋪設,降雨後的排水較佳,可 以立即使用,且由於水處理等的維護作業減少,大多適用於運動設施 的施工上,例如:田徑賽場的跑道、棒球場等球場及學校操場等。
另一方面,民間私有地也可適用透水性鋪設,例如:建地寬廣的 工場內部道路或停車場,住宅地內外的停車場等。
76
77
草皮 野草,韓國草,西洋草
其他 自然石 天然小砂礫
6-1-3 鋪設材料的選用
鋪設材料一般首先想到的便是瀝青或混凝土等材質,但是在人性 化的鋪設上,不應只著重於鋪設的機能面,也應考量周邊環境或鋪設 景觀以及街道等條件來選擇適當的鋪設材料。鋪設材都具有支撐荷重 且將此荷重傳達至下層的強度,同時也具有止滑與抵抗磨損等的耐久 性,因此鋪設的設計基本與一般的道路鋪設有所不同。
在強調人性化的鋪設方面,交通量與道路機能等就非人行道鋪設 的選用基準,反而周邊環境或建物的調和,結構物的配置或空間的利 用等才是鋪設材選用的主要條件。選定的鋪設材必須檢討其耐久性,
經濟性,施工性等,合格後,才決定採用此鋪設材的斷面構造。
一般鋪設材料的選用流程如下:
1. 進行鋪設設計時,了解鋪設面或鋪設空間的真正目的是最重要的一 環,依據流量,使用型態的推測,使用者的選擇,周邊環境等,進 行鋪設空間的定位。
2. 使用鋪設路面時,對於是否供行人或停車用,貨物搬運等輕型車輛 的通過,或植栽等維修車輛是否強行進入等使用鋪設路面的交通種 類,應於事前制定相關計畫之後,決定設計荷重,以及鋪設材的必 要厚度等。
3. 進行鋪設地點的地形,地質,地下水位等的詳細調查與實驗,並且 正確掌握氣象件,自然環境等的地域特徵。
4. 雖是依據鋪設面的設計條件選擇鋪設的表面材料,但仍必須詳細了
78
解材料的材質、形狀、色彩及施工法的特徵後,再進行選用。
5. 對於選用的鋪設材料,必須檢討其耐久性、耐候性、通行性、施工 性及經濟性等。
6. 決定符合鋪設材或交通機能的鋪設斷面構造。
圖 6-1 為決定鋪設材料的考慮流程。
圖 6-1 鋪 設 材 的 選 用 流 程 圖
依據此流程來選擇鋪設材料,但行人步道所使用的鋪設材,與車 道使用的鋪設材不同,必須檢討其差異性,並應符合如下條件:
1.耐久性:考量鋪設用途、面積、環境及設計等之後,選擇鋪設材,
但對於有荷重的鋪設路面,必須具有耐荷重的材質與構造。
2.耐候性:利用符合鋪設地點地質或氣象條件等的材質,維持施工 初期的色彩與光澤,且避免紫外線照射使色彩產生變化,以及材
進行鋪設空間的定位 檢討鋪設路面機能
調查鋪設地點的地質 環境等 依據鋪設設計 選擇鋪設材
依據鋪設機能 檢討鋪設材 決定鋪設材
79
質惡化的現象。
3.通行性:由於是人性化的鋪設,因此具有彈性,通行性佳,且不 易附著灰塵,行人不會產生不舒適感。
4.安全性:利用止滑材質,儘可能屬於少凹凸的安全材質。
5.施工性:施工容易且經濟的材質,最好也是容易修補的材質。
在鋪設材的耐久性表現方面,通常進行各材料的抗壓強度實驗以 及抗彎強度實驗,以符合各材料的適當數據,判斷其耐久性。混凝土 平板的耐久性,依CNS 13295[高壓混凝土連鎖地磚]規定的強度實驗方 法進行判斷,但目前尚無統一的基準值。不過實際上,單以鋪設材的 強度,無法判斷耐久性,鋪設內容或基層厚度、路面強度等各因素均 會影響耐久性的判斷,因此,應在一定條件下,進行實驗,判斷耐久 性。
在考量鋪設材的耐久性後,相反地,應調查鋪設材的破壞狀況,
並且根據調查結果,檢討鋪設材的耐久性。
根據以往的經驗顯示,一般鋪面的破壞原因可整理歸納如下:
1. 材料本身有問題。
2. 路基、路面的施工本身有問題。
3. 鋪面的使用狀況不當。
通常發生第 1 項的情況是:於工廠加工的水泥製品與現場施工的 材料,其破壞原因不同。水泥製品大多會出現因材料或其材質不佳,
80
製品厚度或寬度的尺寸差異過大等的瑕疵品破損的情況,且鋪設材料 有多層構造,在其製造過程中可能會出現一些問題。其次,在現場施 工的鋪設材方面,混合時的溫度不足或比例不符合規定,或施工時的 降雨影響材料,或在接著材料時,常會在這些不當使用方法的情況下,
出現損傷的狀況。
第 2 項的情況通常是由於基底層的夯壓不足,造成填土部出現不 均勻下陷,且因這些原因造成破損時或基層軟弱時,會出現無法充分 壓實,且在鋪表面發生許多細縫的狀況。而且,也會出現鋪設材下方 襯墊砂的厚度不適當,鋪設面凹凸的情況,由於這些原因造成鋪設材 的角度缺損,破裂等狀況,以致於擴大破損的範圍。其次,鋪設處有 許多工作縫,但如果接縫的間隔不足,或接縫範圍與接著材料的材質 不適當時,整個鋪設面會出現膨脹或收縮,而且鋪設整體膨脹時,工 作縫以外的地方也會出現龜裂現象。
第 3 項的情況是因不明車輛侵入,造成破損,或放置長凳或重物,
局部地方產生集中荷重作用的情況,或是搬運中貨物突然掉落,衝擊 表面,造成破損的情況。而且,也會出現種植在鋪面內部的植物成長 後,地下莖伸展至鋪設面下方,表層鋪設材料往上脫落、龜裂的現象。
由以上破壞狀況所歸納出之結果,得知單以材料的強度實驗結 果,無法判斷鋪面的耐久性,必須整合性地檢討鋪設地點的環境以及 使用狀況等條件後,選擇適當的鋪面材料。
81
6-2 設計方法
6-2-1 透水性鋪面設計概述
在透水性鋪面的構造設計中,各層所使用的材料必須全部具有透 水性之機能,由於人行道之荷載較小,進行設計時,如果直接採用一 般道路的鋪設基準時,會形成結構過大的設計。
表 6-2 為依據不同的設計要求與斷面結構差異的透水性鋪面分類 表,其中行人步道與車道的鋪設斷面是依據路面的CBR 值或交通量及 施工性來區分,即使表層使用之材料不同(如瀝青混凝土或拼接連鎖 磚),其在路面以下之構造為完全相同的。
圖 6-2 為透水性鋪面的設計流程圖,在決定鋪設構造之前,應進 行表面溢流量的計算,透水性鋪設的目的不只是能承載交通荷重,其 更有儲存滲透雨水的能力。因此在設計時應依據某降雨強度,求出鋪 設表面的溢流量,進行排水設施的設計,此時若鋪設表面為不溢流的 斷面時,通常較為不經濟,因此,應變更鋪設厚度或是進行排水設施 設置等,比較其經濟性之後再進行判斷較為適當。
82
83
圖 6-2 設 計 流 程
目前的人行道,不只是提供行人通行,也須考量車輛進入的情
行人步道 車道
鋪設厚度檢討 設計適用區分
鋪設厚度檢討 大型車交通量 設計CBR
設定鋪設厚度
計算表面溢流量
測量鋪設體之滲透能
計算表面溢流量
設計排水設施 變更鋪設厚度
排水設施與鋪設厚度變更後的經濟性比較
鋪 設 構 造 的 決 定
YES
NO
84
況,因此必須不同於只提供步行的鋪設基準來進行設計。行人通行步 道的鋪設,雖然表層荷重小,但由於使用各種鋪設材料,因此必須設 計適用此材料的鋪設內容。標準的鋪設斷面如一般的道路鋪設,由表 層、基層及路基等構成,整體鋪設則是由路基支撐,與一般道路相同,
路床土會影響鋪設內容,路床是在鋪設面下方,厚度約 1m 左右,但 由於路床土的性質影響鋪設構造,因此,必須於事前進行土質調查或 土質實驗。路床可直接利用當地土質,但若設計CBR 在 2 以下的軟弱 地盤,也有替換良質材料(替換工法),或添加水泥或石灰來改良地 盤(安定處理工法),來重新製造路床的情況。而且,為了防止路床 土因地下水位上昇而進入路基內,以及防止路基軟化,也有在路基下 設計15-30cm 阻斷層(砂層)的狀況。
路基有分散上面荷重且傳至路床的功用,但若路基無充分的支撐 力時,會出現鋪設面下陷,表層無法充分碾壓等各種問題,因此,通 常利用具有耐久性的碎石,進行壓實路基。
基層(緩衝層)處於表層與路基之間,雖是具有撓性的鋪面設計,
但行人步道由於載重小,因此可以不必特別設計基層,使用連鎖磚或 混凝土塊磚等水泥製品的鋪設材料時,要維持表層的平坦性,應在表 層下方設置緩衝層,緩衝層可採用襯墊砂或鬆散砂漿。
一般鋪面在設計時須考慮的因素有路基及路床的承載能力、鋪面 荷重及排水等,以下簡要說明:
(1)CBR 試驗
在鋪面設計上,路床土的性質相當重要,判斷方法之一是採用 CBR
(加州承載比)實驗,不只路床,路基也可進行相同實驗來判斷路基
(加州承載比)實驗,不只路床,路基也可進行相同實驗來判斷路基