第二章 文獻回顧
第一節 排水性鋪面與透水鋪面
對於透水鋪面與排水鋪面往往會混淆了許多人，認為此兩種鋪面是屬於同一 種鋪面，然而此兩種鋪面因為結構的不同，所以會造成水在鋪面下流動的效果造 成很大的差異，以下將對此兩種鋪面結構利用圖文的方式做說明。
ㄧ、排水性鋪面
傳統的瀝青混凝土面層，不論採用密級配或粗級配，原則上是不允許水份滲 透的；惟於1987年時，日本為改進賽車競技場鋪面天雨濕滑之缺失、增加安全性 等緣由，乃於「東京都」率先使用所謂的「多孔隙瀝青混凝土鋪面」，由於功效 卓著、至1999年12月止，全國已累積了1000萬平方公尺以上的施工實績，且日本 道路學會自1992年起，積極收集資料、召開審查、編定等會議，已於1996年11 月制訂完成「排水性鋪裝技術指針(案)」乙書，作為此類工程頗具權威之指導準 則。
排水性鋪面為發揮良好之排水功能，且雨水不致滲透而軟弱路基，排水層下 應有一不透水層（一般採用密級配瀝青混合料），並應有良好坡度及平整度以利 迅速排水，圖2-1 為排水性鋪面排水路徑設計例，惟空隙率及排水能力會隨時間 因車輛碾壓及灰塵或石屑堵塞而降低，若黏層設計及施工不當，也可能造成排水 層與不透水層之結合面剝脫及鬆散。
圖2-1 排水性鋪面排水路徑
二、透水性鋪面
透水性鋪面其在透水級配層上鋪設多孔隙瀝青混凝土，使落在鋪面上之雨水 能完全滲入土壤，所以在多孔隙瀝青混凝土下設置透水層，避免採用不透水的黏 層。因雨水通過路面直接滲入路基，會使路基土含水量增大而變軟。但據日本東 京市建設局追蹤調查發現，路基土壤並沒有因為其含水量增高而有變軟的傾向，
主要係此種路面均鋪築於人行道停車場及交通較少之車道，因此目前透水性路面 適用對象為人行道停車場及輕交通量車道，相當於國內五、六級路之縣鄉專用道 路及社區道路，集水區內之道路一般車流量不高，故採用透水性鋪面，應可承受 交通荷重。而透水性鋪面，一來可以保水，以利涵養水份，再來因為增加其土壤 的保水面積，對於台灣的熱岛效應可以降低其影響程度。
圖2-2 透水性鋪面水分滲透路徑
三、排水性路面與透水性路面比較
排水性鋪面與透水性鋪面均有各自適用的特性其共同的特點如下：
1. 排水性鋪面與透水性鋪面其面層均使用有較大的孔隙率的多孔隙瀝青混凝 土，所以具有良好的滲透性能。
2. 使落在鋪面上之雨水能迅速排除，可防止車輛雨中打滑，並降低水珠飛濺及 起霧現象。
3. 降低熱島效應，減少能源消耗
4. 減輕排水設施負擔，進而減少排水設施建造費用。
相異點：
壤中，透過路面坡度將雨水排至排水溝，因此可使路基維持一定的強度，此 路面才可適用於交通量較多的道路上。
2. 透水性鋪面不使用透層或黏層，使雨水能滲入路基土壤中，因此達到涵養水 源的目的，但由於雨水儲存於土壤中，其強度將不較一般道路或排水性路面 高，故此路面大部分適用於低交通量路面、人行道、停車場等。
3. 在功用上，排水性瀝青混凝土鋪面可以用於高交通量之路面上，降雨時減少 水霧現像增加行車安全，還可減少噪音。在透水性鋪面雖目前還沒運用在重 交通上，但對於環境之保水減少熱岛效應，是目前現今最重要的方向。
4. 多孔隙瀝青混凝土鋪面將使用黏性較強的瀝青材料，透水性則不一定需使用。
5. 透水性鋪面對滲透性能特別講求，因此基底層、路基需特別考慮此條件。下 圖2-3為一般鋪面、排水性、透水性鋪面之比較圖。
6. 透水性鋪面之保水程度可以區分為排水、半保水、全保水。依不同地區之地 質，而有不同之設計方式。
圖2-3 一般鋪面、排水性、透水性鋪面之比較
一般鋪面 透水性鋪面 排水性鋪面
瀝青面層 瀝青底層
路基底層
降雨 降雨 降雨
排水
排水
滲透
圖2-4 一般保水性鋪面示意圖
滲透 滲透 滲透 滲透
滲透 滲透
排水 半保水 全保水
四、排水性路面之設計原則
由國外經驗可以發現，歐美地區在透水瀝青混凝土（或開放級配）中大都採 用等級較高的瀝青或改質瀝青配合纖維進行施作，而在日本方面則採用高黏滯度 改質瀝青或改質瀝青配合木質纖維來進行施作。在台灣由於多孔隙瀝青混凝土並 不適合在一般重交通量的道路，所以暫時以低交通量為主，另外對於材料的要求 也特別注重。
1. 配合設計
當材料決定之後，粒料級配便是配合設計的核心，本研究擬提出決定粒料級 配的相關試驗及檢驗步驟，如下表2-1。
表2-1 透水瀝青混凝土粒料級配建議規定
孔徑
（mm） 最大粒徑 3/4” 最大粒徑1/2”
規範上限 規範下限 規範上限 規範下限 25.0 100 100 100 100 19.0 100 90 100 100
12.5 74 50 100 90
9.5 60 25 78 26
4.75 25 20 28 20
2.36 24 16 24 16
1.18 21 13 21 13
0.60 18 12 18 12
0.30 15 12 15 12
0.075 10 8 10 8
瀝青含量範圍 4.0-6.0 4.0-6.0 2. 最佳瀝青量的設定
(1) 先選擇所要設計的目標孔隙率，暫定中央級配的設定，是參考表2-2之中央 級配附近或過去的施工例子。
(2) 試驗用的粒料配比，是將填充料的配比固定(約5%)，然後變化粗粒料和細 粒料的配比，接著決定8號篩(2.36mm)過篩量在中央級配附近約±3%的三個 級配值為目標。
(3) 試驗用排水性混合物的暫定瀝青量，經驗上，在20%孔隙率的瀝青油膜厚大 約為14µm，而將暫定三個級配值分別由下式求得瀝青量，並用以製作馬歇 爾試體。
暫定瀝青量(對應於粒料) = 假設膜厚(14µm) × 粒料表面積 (2.1) 瀝料表面積=(2+0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.3e+0.6f+1.6g)/48.74 (2.2)
表2-2所示為公式(2.2)中所使用的篩孔尺寸與過篩質量累計百分率的關係。
表2-2 篩孔尺寸與過篩質量累計百分率之關係
篩孔尺寸（mm） 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 過篩質量累計百分率（％） a b c d e f g 係數 0.02 0.04 0.08 0.14 0.3 0.6 1.6 註：若無16號(1.18mm)篩，則可由級配曲線讀取16號篩的過篩質量累計百分率。
(4) 製作馬歇爾(Marshall)試體的搗實次數為兩面各50次。
(5) 製作馬歇爾(Marshall)試體的孔隙率，是以多孔隙瀝青混凝土混合物密度 試驗法來求得。
(6) 圖2-5所示為暫定三個級配的孔隙率與8號篩(2.36mm)過篩質量百分率的關 係圖，可求得對應於孔隙率目標值的8號篩(2.36mm)過篩質量百分率，並決 定粒料配比。
圖2-5 8號篩(2.36mm)通過質量百分率—孔隙率曲線
(7) 若無法找出孔隙率目標值，則必須改變8號篩(2.36mm)的過篩率，並改進粗 粒料等材料的選定。
(8) 在已決定的粒料配比方面，可實施排水性混合物的垂流試驗。垂流試驗一 般在瀝青量4.0%~6.0%的範圍內以0.5%為刻度，針對五組排水性混合物求得 其個別的瀝青漿垂流量。在4.0%~6.0%的範圍內無明確的反曲點時，可針對 4%以下或6%以上的瀝青量以0.5%為刻度追加試驗至得到明確反曲點為止。
漿的垂流與瀝青量的關係曲線中的反曲點來求得。所得到的最大瀝青量可 設定為最佳瀝青量。此外，圖2-6所示為決定最佳瀝青量的方法。
圖2-6 最適瀝青量之決定方法之概念圖
(10) 若由步驟8中，可得良好的瀝青量(可確保瀝青膜厚的均勻混合物)，則可定 為最佳瀝青量。
(11) 最佳瀝青量，原則上採用垂流試驗所得的最大瀝青量，但若以此瀝青量製 作的試體上可觀察出有瀝青滲出，則可在垂流試驗所得的最大瀝青量與 Cantabro試驗所得的最小瀝青量之間作設定。此時的Cantabro試驗，是在 瀝青量4.0%~6.0%的範圍內以0.5%為刻度，針對五組排水性混合物製作馬歇 爾試驗用試體。在4.0%~6.0%的範圍內無明確的反曲點時，可針對4%以下或 6%以上的瀝青量以0.5%為刻度追加試驗至得到明確反曲點為止。
3. 設計瀝青量的決定
(1) 透水性混合物的物性試驗，可針對設定的最佳瀝青量作密度試驗、馬歇爾 穩定值試驗，透水試驗或輪跡試驗。確認是否滿足表2-3所列針對各試驗的 目標值，然後定為設計瀝青量。孔隙率則以孔隙率目標值的±1%為準。
(2) 透水試驗以日本「鋪裝試驗法便覽」之透水試驗法進行。
(3) 表2-3中孔隙率目標值的20%左右，是指一般地區中施工實績最多的孔隙 率。在積雪寒冷地區及陡坡位置，可設定透水性混合物的孔隙率目標值在 20%以下。同時，在以排水效果為重點的試驗施工中，也有將孔隙率目標值
定在20%以上的例子。
註：1.在最佳瀝青量下的馬歇爾穩定值，希望能定在3.5kN(350kg)以上。
2.在大型車流量大的道路上的動態穩定值目標值，可考慮交通條件、氣象條件及經濟性而設 定為15000 cycle/mm。
3.實施Cantabro試驗的目的，在評估於設計瀝青量下粒料的飛散性。此試驗是為了明瞭在透 水性鋪裝的適用性與設計瀝青量之下與Cantabro損失率的關係，因而作資料的收集與累 積。因此現階段並無目標值。
4. 配比設計中使用的計算
在排水性混合物的理論最大密度計算中使用的粒料比重，採用以式(2.3)得 到的視比重(apparent density)。然而，吸水率超過1.5%的粗粒料則是將視比重 與由式(2.4)所得的面乾比重求平均值。
馬歇爾穩定值試驗用試體的密度測定依排水性瀝青混合物之密度試驗方 Dm：試體的密度(g/cm3) Dt：理論的最大密度(g/cm3)
試體的連續孔隙率以(2.7)計算
γw=常溫水的密度≒1.0g/cm3
圖2-7 多孔隙瀝青混凝土建議配合設計法流程
空 隙 率 選 擇
粒 料 配 合 比 選 擇
, 決 定 用 砂 量 與 孔 隙 率 曲 線 ( 以 三 組 間 隔 3 % 用 砂 量 ( 8 # 過 篩
率 ) 粒 料 配 比 決 定 )
瀝 青 用 量 計 算
製 作 夯 打 試 體
空 隙 率 校 核
n o
配 合 比 決 定
） ( 垂 流 驗 証 ( c a n t a b r i a 試 驗 )
決 定 用 油 量
物 性 試 驗 校 核
n o
決 定 最 終 配 比
五、透水性鋪面之設計原理
透水性鋪面依其用途可以區分為人行道、自行車道、停車場、廣場、及車道。
而車道又因交通量而有社區道路和一般道路。以鋪面厚度設計而言，其承載設計 的因子主要為交通量，因而對於鋪面之材料對於交通量而決定鋪面之厚度。但以 透水鋪面之設計來說，目前國內外並無統一之設計方法。但主要設計原理，在於 有足夠孔隙率及透水率，以蓄存入所設計雨型之降雨強度。降雨強度愈大，鋪面 厚度將而提高，增加保水量。而設計雨型觀念在第四章之透水鋪面選址中說明。
透水鋪面之基本構造由上而下依序為面層、底層、過濾層、基層構成。面層 以透水性材料為主，而現今環保性面層材料也在現在大力推行。而底層除了要受 面層之承載壓力，並要有雨水之儲存功能，而過濾層主要在降雨時，防止路基土
透水鋪面之基本構造由上而下依序為面層、底層、過濾層、基層構成。面層 以透水性材料為主，而現今環保性面層材料也在現在大力推行。而底層除了要受 面層之承載壓力，並要有雨水之儲存功能，而過濾層主要在降雨時，防止路基土