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第三章 再生透水鋪面關鍵技術之探討

第三節 再生透水鋪面專家系統

二、 系統架構及流程

此專家系統內容包含四大部分,第一部份為現地選址,以台灣各地降雨資料 及現地地質條件進行透水鋪面選址性能分析。透水鋪面之性能除受土壤入滲率影 響外,降雨之特性亦為主要影響因素,故針對區域降雨特性及地質對於透水鋪面 之性能進行選址,以作為將來設計之依據;第二部份為透水性鋪面之設計,依設 計雨型、基底層掺配及面層材料選擇,依基地保水標指標,決定基地保水量,最 後再進行鋪面厚度設計,進而設計各層厚度;第三部份為透水性鋪面之施工,提 供各類型透水性鋪面之施工綱要及鋪面各層之試驗標準規範,並提供施工及材料 之成本分析;第四部份為透水性鋪面之維護管理,提供各項透水性鋪面維護管理 方式,並以生命成本分析方法,提供透水性鋪面之維護時間。

3-20 透水性鋪面專家系統架構圖

(1) 選址評估系統

一般的工程皆建於地上或地下,地盤與結構物成為一體,兩者間 具有極密切之關係。因此,工址之地形、土壤強度、壓縮性、水力學 特性乃至施工特性等皆須調查清楚,能進行設計與施工。最近,工程 材料及基礎施工法進步良多,再加上環境保護與災害防治問題漸為民 眾關心,各種問題之相關性變得十分復雜,因此選址的工作愈形重要。

工址調查之目的在於查出或預估施工中乃至施工後地盤與結構物 間之相互行為,並決定從事設計或分析時所需之地層結構、狀況及各土 層之土壞參數等資料。並設計一專家系統之評量表,對於未來評估透水 性鋪面之設計有一個準則。因此建立一個對當地之天文、地文、人文之 有效的評估準則,能夠鋪築透水鋪面之前,先行了解透水鋪面對現地之 可行性如何,才能夠大大的提升透水性鋪面之適用性、實用性及經濟性。

(2) 鋪面設計系統

鋪面設計部分以材料區分為透水性瀝青混凝土及透水鋪面兩大 類,因其材料特性與設計方式較不相同,此兩種材料之鋪面設計簡述 如下:

z 透水性瀝青混凝土

透水性瀝青混凝土依傳統馬歇爾配合設計法及垂流試驗以決 定最佳瀝青含量,多空隙透水性瀝青混凝土與傳統密級配瀝青混凝 土不同,由於透水性瀝青混合料佔有相當高比例的粗級配粒料,為 一種空隙率大的瀝青混合物,單以馬歇爾配合設計法決定瀝青用量 將不合實際。因此瀝青用量的設計除必須考慮達到空隙率目標值之 外,亦需考慮粗級配粒料間是否具適當透水能力之連續空隙,使落 於鋪面上的雨水能適時排除;且在保有耐久性條件下,包裹於粗粒 料顆粒表面的瀝青膜能達到最大值。其應用之設計方法如下:

„ 瀝青混凝土馬歇爾配合設計法(AI MS-2)。

„ 肯塔堡(Cantabro)飛散試驗。

„ 垂流試驗法(ASTM D6390 或 AASHTO T305)。

„ 室內透水係數試驗(日本道路協會「鋪裝試驗法便覽」)。

„ 輪跡試驗。

z 透水鋪面

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

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 壤侵入底層。

一般透水鋪面之設計因子,主要路基土壤之設計CBR、R值、

Mr等。交通量、透水速度、降雨強度。路基土壤設計主要為求路 基土壤之承載能力,透過力學原理依設計交通量計算,決定鋪面之 厚度。因現今透水性鋪面主要應用於低交通量之環境。因此設計年 限採和一般縣道之簡易式之鋪面結構進行交通量分析。透水速度對 透水性鋪面之排水量及保水量非常重要,是以水自面層到基底層所 排出之時間的長短來度量,路面結構的含水量接近飽和狀態的時間 百分數,取決於年平均降水量和主體結構層的排水率。其主要做為 未來設計鋪面時決定厚度之最大保水量。降雨強度為表面滲透水是 透水鋪面最直接的設計因子,亦是影響鋪面保水量的重要因子。

透水性鋪面之基本構造由上而下依序為面層、底層、過濾層及 基層構成。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。鋪面橫斷面坡 度之決定應考慮(1)鋪面厚度不足應付所推估雨量時,藉助該坡度 排除鋪面的水(2)方便與其他鋪面銜接(3)人行道則考慮用路行人之 舒適性,因此人行道之橫斷坡度以l~3%,車行道之橫斷坡度為 2~3%。

(3) 鋪面材料資料庫系統

本資料庫之架構主要以透水性鋪面面層材料為基準,透過台灣營 建研究院出版之營建物價所建立之,建立標章類別、資源代碼、廠商 名稱及材料名稱為主要搜尋對象,目的提供系統之使用者以最快最便 利之方式取得透水性鋪面面層材料之相關訊息。

(4) 施工規範及施工影片查詢系統

此系統所索引之規範係依據「公共工程施工綱要規範」及「建築 技術規則」訂定之。訂定之目的,係為實施基地保水滲透技術設計規

範與法制化,建立其規劃、設計、施工及維護技術之準則,將透水性 瀝青混凝土、高壓透水磚鋪面、植草磚鋪面、JW生態工法透水鋪面等 之施工規範及方式置於系統中,以利使用者可直接於系統中獲得相關 訊息。

本系統亦提供示範影片予使用者,讓使用者可經由影片得知正確 的流程及方式,進入施工示範影片程式介面後點選「觀看」,可選擇 包含施工品質管制、施工案例與相關儀器軟體操作說明等三部份。

z 施工品質管制:透水性鋪面現地相關品管試驗影片。

z 施工案例:現地各階段施工過程(含失敗案例) 。

z 相關儀器操作說明:相關檢測儀器現地檢測方式說明。

(5) 鋪面成本預算編列系統

系統中將鋪面之成本預算編列納入其中,工程估價是預算的基 礎,預算是成本的計劃,營建工程的工程估價有下列三個目標:

z 提供營建工程的系統分析方法和程序,並建立監測及控制成本的參 考依據。

z 提供業主或承包商作為資金進出及財務調度的一個參考依據。

z 提供一個未來財務的預測及趨勢發展,提早予業主或承商準備應變 的參考。

一個營建工程的成功或失敗,其估價的正確性及預算之編製有很 大的關係。營建工程之成本估算與預算編製階段可從工程發展概念開 始,進而以可行性分析研究、評估工程之預算等是否可行,再於細部 設計時計算詳細之預算編列,最後在施工階段確實執行預算之控制。

成本預算編制系統目的在於使設計師或工程師能在完成整個鋪面斷面 設計後立即得知概估工程估價以提供設計使用之參考,本系統主要針 對工程範圍及設計之施工方法,透過程式提供從施工斷面、施工範圍、