設有排水凹槽靜壓應力數值結果

圖 5.30 表示 vonMises 應力， 右上方的圖示中顯示的數字單位為

σ

E× 10⁵，從圖中可以明顯觀察到頂部角落和凹槽處有應力集中的現象，

而最大應力值發生在頂部角落，凹槽略小之，說明不論是衝擊應力還是 靜壓載重，凹槽內部皆會產生應力集中，但在厚 8 cm 凹槽直徑 1 cm 的 比例下凹槽並不會是唯一優先破壞的弱點。

圖 5.28、大直徑凹槽試體破壞 另一面

圖 5.29、大直徑凹槽試體破壞前 的 DIC 分析

ε

ε

ε

ε

5.2.5 透水試驗結果

如圖 5.31 所示，根據 CNS 14995 規範設計透水試驗用模具，模具與 底部支承腳架材料為壓克力，如圖 5.32 所示，上方溢流孔在使用時裝上 水管並用黏土填補周圍空隙，如圖 5.33 所示，使用石膏製作三塊縮尺半 磚，邊緣相接作為一個透水單元，如圖 5.34 表示兩種設計的凹槽型式進 行透水能力比較，所有半磚邊長 6.5 cm、厚度 5.5 cm、凹槽直徑 0.5 cm，

試驗時以矽氧樹脂填補縫隙固定在模具內只留下透水孔。

圖 5.31、透水試驗模具

圖 5.30、凹槽塊體靜壓之 vonMises 應力

實驗使用的石膏模型厚度皆為 5.5 cm，透水面積為 178.016 cm²，滲 流時間固定為 60 秒，以同一組試體進行五次實驗得到的結果如表 5.2 與 表 5.3，兩種排水路徑的透水係數皆可達到法規標準 K₂₀ ≧0 .01 (cm/sec) 以上，兩種型式的透水能力中的 B 型透水效果較好。

圖 5.32、溢流孔 圖 5.33、石膏透水單元模型(B 型)

圖 5.34、排水路徑型式

A 型 B 型

水頭差

從表 5.2 和表 5.3 的結果來看，經過幾次重複的實驗後透水係數逐漸 增加，原因是石膏試體在實驗過程中泡水及沖刷，使石膏試體的排水路 徑周邊被侵蝕；圖 5.35 是早期實驗前浸泡在水中一天達飽和狀態後再進 行實驗，白色箭頭表示實驗時的水流方向，可以觀察到排水路徑以外的 地方也有破壞，因此縮短實驗前泡水的時間為半天，試體依然受到侵蝕 但較不嚴重(圖 5.36)，不過從表 5.2 和表 5.3 中，最初尚未受到侵蝕的數 據仍然可達 K₂₀ ≧0 .01 (cm/sec)的法規標準，透水方面並無疑慮。

圖 5.35、試體泡水過久侵蝕較嚴重(B 型)

圖 5.36、試體泡水半天進行試驗後侵蝕狀況(B 型)

第六章、結論

本研究提供了輪胎與地磚間交互作用的系統數值模型，可以做為高 效率的地磚評估與設計工具以便未來研究使用。本數值輪胎已調整到與 真實輪胎具有相當近似的壓力大小與分佈範圍。輪胎與地磚的接觸壓力 分佈及大小對於其內壓、整體的幾何形狀、地磚間的相對高度皆相當敏 感，例如：地面的不平整。而只要輪胎作為薄膜形式來看，材料特性、

輪胎厚度等因素對於結果則是次要的影響條件。除此之外本研究也提供 了數值分析與現地試驗間的定性比較，從其中可以得到以下幾個結論：

(1) 若地磚間的間隙或相對高度差足夠時會造成衝擊力，並使輪胎表 面相對傾斜於地磚邊緣，而導致應力異常集中的現象。這在矩形 磚或六角磚情形皆類似，其衝擊應力可高達 10 倍以上。

(2) 在適當的尺寸設計下，磚側水路凹槽不至於形成主要弱點，本研 究在 8 cm 的厚度中取凹槽直徑 1.5 cm 開始成為弱點，不建議取 過大的排水凹槽。

(3) 不論凹槽尺寸比例如何幾何形式都必須平滑、不具尖銳刻痕，尖 銳的幾何形狀將造成較嚴重的應力集中，進而促成破壞發生。

(4) 兩種形式的排水路徑排水能力皆可達到法規標準，透水方面並無 問題。

參考文獻

中華民國國家標準 (2006) 透水性混凝土地磚 CNS 14995 A2288。

中華民國國家標準 (2010) 高壓混凝土地磚 CNS 13295 A2255。

內政部營建署 (2010) 道路工程（含共同性工程）施工規範 02795-透水性 混凝土地磚。

內政部營建署 (2012) 建築基地保水設計技術規範。

王明倫 (2012) 透水混凝土設計品管應用之初步研究-以公路路面為例，

朝陽科技大學營建工程系碩士論文。

何秀美 (2002) 污泥與底灰資源化為透水磚之研究，國立臺灣大學碩士論 文。

李培文 (2003) 高壓透水磚產製技術之研究，國立中興大學。

林憲德 (1997) 綠建築社區的評估體系與指標之研究－生態社區的評估 指標系統，內政部建築研究所。

林憲德 (2000) 綠建築設計技術彙編，內政部建築研究所。

林志棟 (2004) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究，子計畫 二:透水鋪面理論規模現地實鋪成效研究，內政部建築研究所

陳彥安 (2009) 數位影像相關係數法應用於衛星影像崩塌地判釋之研究，

國立高雄大學土木與環境工程學系碩士論文。

黃峙瑋 (2002) 以纖維強化不飽和聚酯樹脂/波特蘭水泥混凝土製造透水

性人行道地磚可行性之研究，中國文化大學材料科學與製造研究所 碩士論文。

陳威廷 (2010) 載重試驗下構件位移與數位影像相關係數法之應用，朝陽 科技大學營建工程系碩士論文。

童士恒、珠晃葵、翁孟嘉、施明祥、陳浩秋 (2001) 數位影像相關係數法 於擋土牆監測之應用，The 14TH Conference On Current Researches 2001 in Geotechnical Engineering in Taiwan。

楊雅雲 (2004) 輕質骨材抗壓磚之透水性研究，國立成功大學碩士論文。

楊志祥 (2006) 電弧爐氧化碴資源化於透水性混凝土地磚之可行性研究，

朝陽科技大學環境工程與管理學系碩士論文。

潘昌林和丘惠生 (2000) 可滲透式人行舖面材料(無細骨材混凝土)及施 工方法研究，內政部建築研究所。

鄭光炎和鄭向高 (2003) 透水舖面工法簡介，透水舖面工法講習會，財團 法人台灣營建研究院。

蔡豐任 (2010) 數位影像相關係數法於結構健康診斷之應用，國立高雄第 一科技大學營建工程系碩士論文。

鍾漢霖 (2003) 透水瀝青混凝土設計施工方法介紹，財團法人台灣營建研 究院。

Baranowski, P, Bogusz, P, Gotowicki, P, and Malachowski, J (2012)

Assessment of Mechanical Properties of Off Road Vehicle Tire: Coupons Testing and FE Model Development, ActaMechanica et Automatica, Vol.

6, No. 2, p. 17.

Chu, T.C., Ranson, W.F., Sutton, M.A. and Peters, W.H. (1985) Application of Digital-Image-Correlation Techniques to Experimental Mechanics,

Experimental Mechanics, 25(3), p.232.

Hung Po-Chih and Voloshin, A.S. (2003) In-plane Strain Measurement by Digital Image Correlation, PhotoMechanics Laboratory Department of Mechanical Engineering & Mechanics Lehigh University.

Kolsch, C (2000) Vertical Vehicle Dynamics on Soft Ground -Investigations with FEM-, Seoul 2000 FISITA World Automotive Congress, June 12-15, Seoul, Korea.

Mguil-Touchal, S., Morestin, F. and Brunet, M (1997) Various Experimental Applications of Digital Image Correlation Method, Computational Methods and Experimental Measurements,p45-58.

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

Russell, S.S. and Sutton, M.A. (1989) Strain field analysis acquired through correlation of x-ray radiography of a fiber reinforced composite laminate,

Experimental Mechanics, 29m p.237-240.

Shiraishi, M, Yoshinaga, H, Iwasaki, N, and Hayashi K (2001) Making FEM Tire Model and Applying it for Durability Simulation，The 6th

International LS-DYNA User Conference.

Tung Shih-Heng, Kou Jui-Chao, Shih Ming-Hsiang (2005) Strain Distribution Analysis Using Digital-Image-Correlation Techniques, The Eighteenth KKCNN Symposium on Civil Engineering-NTU29 December 19-21.

Ting, YC (2006) A Study of the Quasi-Static Compression Behavior and the Dynamic Rolling Response for Advanced Automobile Tires, Master Thesis, Department of Aero Space Engineering, National Cheng-Kung University, Taiwan.

Tung Shih-Heng, Shih Ming-Hsiang and Sung Wen-Pei (2008) Development of Digital Image Correlation Method to Analysis Crack Variations of Masonry Wall, Journal of Structural Engineering, Vol. 127, No.3, March 2001, pp.256-263.