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第五章 透水鋪面之設計及維護方法

第一節 結論

1. 國外的透水性鋪面設計方法,已有相當不少的案例。目前台灣將在各不同地 區進行生態工法透水性鋪面建構,可讓透水鋪面設計觀念建立起來。

2. 在對於路基土壤之保水能力,在新店實驗區的四種全保水斷面,平均能保水 19公分,並驗證俱,已有相當的涵養、保水之效能。未來可以作為指標性設 計。

3. 透水性鋪面之效益有:減少路面積水,增加行車安全;雨水滲透至地下,因而 不會導致土壤中缺氧等現象,使植物之地下生長狀態良好;儲存水份,補充 地下水;如鋪設透水性路面,土壤保水量多,而將減少都會區熱鳥效應。目 前新店透水性鋪面初步對熱島效應有良好的效果。

4.透水性鋪面選址原則,除了一般工址調查工作,還有人文、水文、地文。

人文-人文環境、交通量等

水文-該地之降雨量、降雨強度等 地文-地質資料等

5. 透水鋪面設計方法,由AASHTO 93 Design Guide ,並考慮降雨量及保水量進 行設計並修改成適合台灣環境。

6. 透水性鋪面維護管理,對於面層維護除了一般高壓水沖洗,還是必須運用自 然力而自清如降雨,才不至浪費水資源。而透水性基底層目前最好維護方法 就是設計時多一層過濾層。

第二節 建議

1. 在未來將進行十項的之透水鋪面施作,是否能將其選址原則和透水鋪面設計 運用其上,以探討缺失並修正。

2. 透水鋪面之維護管理,在成本及生態的二因素相互牽制下,取的一個合適當 地的維護方案是未來必須探討。

3. 未來在選址上,可加入空照圖也就是建築基地之航照圖,由從微觀裡的的透 水率及土壤保水量,宏觀上更可以預估區域逕流量。

4. 對於熱島效應之成效改善情況,也是未來可以進行量化之評估。

5. 未來可計算都市水災中採用不透水鋪面及透水鋪面之差異。 並由類神 經網路,暴雨對都市造成逕流程度。

6. 未來可以利用GIS方法,計算都市中透水面及不透水面之分布。建立預測多 大降雨強度下洪水最可能發生之地點。

參考書目

中文部分

內政部建築研究所,透水鋪面工法性試驗解析。民國93年1月。

內政部建築研究所,綠建築解說與評估手冊,民國92年3月。

林志棟、黃博仁,排水性瀝青混合料鋪面試驗路段之成效評估,民國90年6月。

國立中央大學土木所,土木材料試驗作業流程及範例,民國89年3月。

鄭光炎,透水性鋪面,透水鋪面研討會,民國4月。

林志棟,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,民國 88年6月。

內政部建築研究所,可滲透式人行道鋪面材料(無細骨材混凝土)及施工方法,民 國89年10月。

劉守益,「多孔隙瀝青混凝土成效之評估」國立中央大學碩士論文,民國85年6月。

行政院公共工程委員會「施工綱要規範」,民國92年5月。

團法人台灣營建研究院,多元性營建資源再利用於透水性組合設計之研究,民國92 年11月。

余濬,降雨強度之推算,民國93年4月。

國立中央大學,路基土壤取樣及試驗,民國87年6月。

176

洪如江,工址調查,民國88年。

交通部國道新建工程局,台灣地區柔性路面厚度設計手冊,民國85年4月。

施國欽,大地工程學,民國85年7月。

內政部建築研究所,台灣地區北部降雨強度之評估,民國91年7月。

國立中央大學,排水性瀝青混凝土鋪面特性研討會專輯,民國91年6 月。

楊大安,「營建剩餘土石方資源再利用場設置及運轉之研究」國立中央大學碩士論 文,民國93年6月。

外文部分

Hiroji KOSEKI,Structural Design and Performance of Permeable Composite Pavement for Heavey Traffic Road

ASTM D3515-96〝Standard Specification for Hot-Mixed, Hot-Laid Bituminous Paving Mixtures〞ASTM annual book 2000,Vol.04.03

日本道路協會,排水性鋪裝技術指針,平成8年10月。

Rajib B.Mallick, Prithvi S.Kandhal, L.Allen Cooley, Donald E.Watson,〝Design, Construction, and Performance of New-Generation Open-Graded Friction Courses〞NCAT Report No.2000-01,2000.

Walter J.Tappeiner,〝Open-Graded Asphalt Friction Course〞NAPA IS115.

I.J.Huddleston, H.Zhou and R.G.Hicks,〝Performance Evaluation of Open-Graded

Asphalt Concrete Mixtures Used in Oregon〞AAPT Vol.60,1991.

山海堂,透水性鋪裝,1991.1

Yang H. Huang, “Pavement Analysis and Design”2nd edit,2001.

L.Allen Cooley,Jr.,E.Ray Brown, Donald E.Watson,〝Evaluation of OGFC Mixtures Containing Cellulose Fibers〞NCAT Report No.2000-05,2000.

日本下水道協會,下水道水調整技術基準,照和59年。

British Precast Concrete Federation, “Guild to the Design Construction and Maintenance of Concrete Block Permeable Pavement”, 7th International Conference on Concrete Block Paving,2003

Huang Yang H., “Pavement Analysis and Design second edition”, Prentice Hall, 2004

Ishai I., Livneh M. and Ruhm C., “Method and Guildlines for The Structural Design of Concrete Block Pavements in Urban Streets”, 7th International Conference on Concrete Block Paving,2003

James,W.,James,W.R.C.,and von Langsdorff,H., “Computer-Aided Design of Permeable Concrete Block Pavement for Reducing Stressors and Contaminants in An Urban Environment”, 7th International Conference on Concrete Block Paving,2003

Nejad F.M., “Finite Element Analysis of Concrete Block Paving”, 7th International Conference on Concrete Block Paving, 7th International Conference on Concrete Block Paving,2003

178

Nishizawa, T., “A Tool for Structural Analysis of Block Pavements Based on 3D FEM”, 7th International Conference on Concrete Block Paving,2003

Pretorius F.J. and Logan R., “Failure Analyses and Rehabilitation Design for Paving Block Pavements : A Case Study on A Container Site Area WHERE Early Failures Were Experienced ”, 7th International Conference on Concrete Block Paving,2003

Shackel B. and Lim D.O.O., “Mechanisms of Paver Interlock”, 7th International Conference on Concrete Block Paving, 7th International Conference on Concrete Block Paving, 7th International Conference on Concrete Block Paving,2003

Silfwerbrand J.L., “Design of Industrial Concrete Block Pavement:Summary of An International Workshop”, 7th International Conference on Concrete Block Paving,2003

Interlocking Concrete Pavement Institute, “ICPI Tech Spec”,

Http://www.icpi.org,2000

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外文部分

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Interlocking Concrete Pavement Institute, “ICPI Tech Spec”,

Http://www.icpi.org,2000

附錄二 降雨強度公式

第一章 降雨強度公式

降雨強度公式之型式主要分為二參數及三參數兩種:

二參數型式有:

1. Talbot公式I = A / (t + B),

2. Sherman公式I = A / t n[歐陽嶠暉,1983;林秋裕,1984]

3. 石黑公式I = A / ( t 0.5 + B) [張玉田,1974;索明,1977]國內常用 者為Talbot公式及Sherman公式。

三參數型式有:

1. Horner公式:I = A / (t + B) n

2. Clerland式I = A / (t n + B ) [余濬,1983a;1983b],國內常用者為 Horner 公式,Horner公式其精度較二參數之Talbot公式及Sherman公式為 佳。

雨強度公式I之單位,公制為厘米/小時 (mm/hr),英制為英吋/小時 (inch/hr),但公式中之t,由於降雨強度公式推導時係以分鐘作為單位,因此t 需以分鐘為單位代入即可,而無需另外換算為小時 (hr)。

第二章 降雨強度公式適用之範圍

以省住都局之降雨強度公式為例[台灣省公共工程局,1969],其降雨資料 係選用2小時 (短延時) 以內之暴雨 (Storm),降雨延時分別採用5、10、15、20、

30、40、60、80、100、120分鐘予以分析而得,其適用對象為都市雨水下水道;

若以中央氣象局[台灣省水利局,1988]之降雨強度公式為例,其降雨資料係選 用24小時 (長延時) 以內之降雨,降雨延時分別採用5、10、20、30、40、60、

80、90、100分鐘及2、3、4、6、12、18、24小時予以分析而得,其適用對象為 一般性之氣象、排水、防洪;再以省水利局之降雨強度公式為例[台灣省水利局,

1988],其降雨資料係選用24小時 (長延時) 以內之降雨,降雨延時分別採用10、

20、30、40、60、90分鐘及2、3、4、6、12、18、24小時予以分析而得,其適用

則有行政院農委會「水土保持技術規範」[行政院農委會,1996]內之公式;另 外,亦有以颱風雨(長延時)為降雨資料予以分析者,如台北市政府[台北市政府,

1990],其適用對象為抽水站排水之用。

附表2-1 降雨分類及延時範圍

第三章 降雨強度公式之應用

第一節 應用於合理化公式

降雨強度公式應用於合理化公式以推估小流域集水區之洪峰流量,此乃為水 利工程師所最常用者,典型的例子為:已知某地區(以台北地區為例)其集水區面 積為2.0公頃,逕流係數為0.8,集流時間為5分鐘,其五年一次頻率暴雨之洪峰 流量可利用合理化公式估算如下。

因暴雨屬短延時之降雨,查得五年一次頻率之I = 8606 / (t + 49.14),則 降雨強度為, I = 8606 / (5 + 49.14) = 158.96 mm/hr

利用合理化公式Q = CIA / 360=0.8×158.96×2.0 / 360 = 0.706 cms 第二節 降雨強度累積次數表

本研究團隊將各縣市與量測站所收集之資料,加以統計製成累積次數圖,以下為 全台10大都市與新店的降雨強度的累積次數圖。

降雨分類 降雨延時範圍 提供公式之機關

短延時降雨 5分~2時 省住都局、台北市政府 中央氣象局

5分~24時

農委會(水土保持規範) 長延時降雨

10分~24時 省水利處

颱風雨 1時~48時 省住都局、台北市政府

附圖3-1 新店降雨強度的累積次數圖

0.05 0.05~3.55 3.55~7.05 7.05~10.55 10.55~14.05 14.05~17.55 17.55~21.05 21.05~24.55 24.55~28.05 28.05~31.55 31.55~35.05 35.05~38.55 38.55~42.05 42.05~45.55 45.55~49.05 降雨強度(mm/hr)

次數 次數