第五章 透水鋪面設計方法之探討
第一節 國內外透水性鋪面設計方法之探討
透水性鋪面設計流程依其用途區分為車行道鋪面及人行道鋪面，車行道鋪面 為具有車輛行駛之中低承載道路、停車場或廣場等，鋪面承載設計對象為「車 輛」，其需考慮交通童及一般試驗室易於求出之CBR(California Bearing Ratio)等 設計條件，並以此設定鋪面之所需承載厚度。
人行道之設計承載對象為「人」，如步道、徒度區、腳踏車道或徒步廣場等。
透水性鋪面(包含有面層、底層、過濾層與路基等層)各層之材料以具有足夠之孔 隙率及透水能力，藉以蓄存及入滲所設計之降雨強度，設計之降雨強度愈大，鋪 面之厚度隨之增加，因此，在經濟戒本及設置鋪面附屑排水設施之間必須有最佳 化之分析過程。簡言之，透水性鋪面之設計原則如下所示:
1.車行道鋪面：考慮交通量、CBR值、保水量及降雨強度等，以能承受交通荷重 應有厚度及透水功能之鋪面。
2.人行道鋪面：鋪面面層不積水為主，提供行人舒適性之透水性鋪面。
本研究於此針對國內人行道設計手冊以及國外透水性鋪面之設計方法進行介 紹與探討。
一、國內透水性鋪面設計方法
國內透水性鋪面之設計方法，主要還是以人行道為主，其設計方法亦大多參 考日本之相關設計方法，而國內之人行道設計手冊其中亦如同日本提供幾種「建 議斷面」以供設計單位採用，在其設計手冊中亦建議採用之材料之透水係數，其
亦提及透水鋪面之設計除要求材料透水效能外，施工方式也是決定透水鋪面效率 之關鍵因素。而在國內透水鋪面即少用於車道，其主要原因在於容易造成深陷以 及管線挖埋之問題，並且國內亦鮮有研究針對透水鋪面之力學做分析與探討，以 透水磚為例，其磚與磚之間之力學行為以及基底層如需考量保水與透水，其對於 鋪面之影響以及未來會發生之問題亦少有探討，並且在人行道設計手冊中僅提到 需考慮當地地質條件，並無確切之量化方法，因此造成其推廣不易之問題。
本研究於第二期計畫中已先行提出透水性鋪面選址要點以及其評量表，並且 亦初步提出設計與維修方法，而一個好的透水性鋪面並非僅單純考量其材料之透 水性質，應多方面考量，如同前述選址、荷重行為以及施工方式等等方面進行考 量，而非僅就材料之特性進行探討，本研究於後續章節將以實例探討力學行為，
並且建議適用於國內之透水性鋪面設計方法。
二、國外透水性鋪面設計方法
在國外透水性鋪面已施行有年，因此其理論背景、設計與分析之方法已有諸 多學者提出，在國外使用透水性鋪面其多採用透水磚、植草磚以及透水瀝青等等 鋪面形式，而透水瀝青鋪面之設計方法可參考國外AASHTO 以及 AI 之設計方法 唯需多加考量其透水之特性。而在透水磚與植草磚方面根據國外之相關研究可發 現其主要之力學反應如同柔性鋪面，雖然已有許多學者針對其提出基底層厚度設 計法之建議，但其大多皆以AASHTO 93 Design Guide 做為設計法之主要發展依 據，以下將就連鎖磚／透水磚鋪面主要設計法進行介紹：
透水磚鋪面之基底層厚度設計法，有美國連鎖磚鋪面協會（Interlocking Concrete Pavement Institute，ICPI）提出建議以及設計流程，其設計法之主要參 考依據為AASHTO 93 Design Guide 中之柔性鋪面設計法，而 AASHTO 設計法主 要是以結構數（Structural Number，SN）之方法考量之，美國連鎖磚鋪面協會之 設計法則是將透水磚、連鎖磚與墊砂層（bedding sand）視為一層，其層係數之 考量與瀝青混凝土面層之層係數相同皆為 0.44。在其設計流程中，先以交通量 ESAL 做為交通荷重，再利用現地路基土壤之 CBR 值或是 Mr 值，根據其設計之 參考圖表即可進行基底層厚度之設計。並且在基底層厚度設計法中不僅可以利用 級配粒料層做為基底層厚度設計材料，亦可採用瀝青或是混凝土處理層之方式做 為基底層。在其設計流程中即可針對地區性之不同需求進行考量與評估，以求得
在英國預鑄混凝土協會（British Precast Concrete Federation ，BPCF）所推 廣的 InterPave 在其設計手冊中，亦提供了一系列的透水磚鋪面的設計法，其主 要將設計方法分為水文設計因子以及荷重因子，其將降雨量之觀念導入，配合交 通荷重以及現地試驗，即可進行鋪面厚度之設計。在日本其透水鋪面之設計方法 亦建議面層不採用一般鋪面之瀝青透層及黏層，以免阻礙雨水滲透，底層具有承 受面層之承載壓力，並具有儲留雨水之功能，人行道承載設計較低，底層一般設 計為單一層次，車行道之承載設計較高，底層分為上層底層及下層基層，過濾層 在雨水向路基滲透時，具有過濾的作用，且能防止路基土壤侵入底層。並將日本 常用透水性鋪面型式列於表5-1，以供參考。