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第三章 路堤、路塹結構之負面影響與替代方案

3.1 路堤/路塹之規劃與設計

3.1.1 路堤

路堤是山區高速公路,在縱向高差起伏較大的地形中。為順應路 線高程之需求,以填方形式出現之結構。一般路堤之設計高度小於 5m,當路堤高度大於 5m 時則屬高路堤,基礎荷重增加,施工風險亦 相對較高,應進行路堤穩定性驗算,採取必須的安全處理措施。

一般而言,高路堤在以下兩種情況下出現:

1、 在斜坡上,受山體橫坡的影響,路基一側的路堤邊坡必須延伸較 遠,形成高路堤(圖 3.1-1);

2、 在路線通過深度較大之 V 型谷地或 U 型山間平原時形成高路堤

(圖 3.1-2)。

圖 3.1-1 半堤半塹橫斷面示意圖(周南山等人,2005)

圖 3.1-2 路堤橫斷面示意圖(周南山等人,2005)

採用路堤設計的最大優點在於此種結構可充分利用其前後挖方 或隧道產生之剩餘土石方,降低剩餘土石方棄置的困難度。但就生態 環境而言,路堤極易產生動物阻隔效應,對植物生長也有極大之負面 影響。使用之路權也因邊坡範圍擴大而增加。位於谷地之路堤,則容 易造成逕流集中,形成水壓滲流或沖蝕,增加坡地崩塌之危險。如路 堤為必要之設計,則應對動物移動路徑設置補償措施及排水系統,並 盡量降低路堤填築高度及邊坡斜率等方式,使公路對生態環境之衝擊 得以緩衝。

取代高路堤之方案可考慮採用高架橋(圖3.1-3),其最大之優勢 在以結構體替代大量填方,較能與山區特有的地形及地貌相融合,減 少環境生態的干擾與破壞。高架橋對於生物棲地切割或阻隔影響較 小,景觀變化靈活,對地形、地貌及水系變更較少,在施工時對於環 境公害影響較低。夏威夷的H-3公路跨越了崎嶇不平的地形,保護未

開發的生態敏感區(照片3.1-1)。

然而臺灣地質狀況惡劣,環境因素複雜,工程材料資源亦較為匱 乏,因此往往導致高架橋之工程造價高昂、工期冗長,以及施工技術 較為複雜且完工後仍可能具若干地質與環境風險,在剩餘土方利用方 面亦較缺乏貢獻。

圖 3.1-3 以高架橋代替路堤,可減少環境生態之干擾及破壞

(蔡厚男等人,2003)

照片 3.1-1 夏威夷 H-3 公路兼具美學與生態保全(唐先 柏,2004)

高路堤之替代方案亦可考慮加勁路堤。加勁擋土結構係以加勁材 料提昇土體力學性能而成之複合柔性結構體。由於加勁材料之作用,

使得加勁路堤得以近似直立之陡坡構築並具有優異之耐震性能。與傳 統路堤相較,加勁路堤具有節約佔地、造型美觀、縮短工期,以及特 殊抗沈陷、耐強震等優點(周南山等人,2008);與高架橋相較則具 有造價低廉、施工簡易、平衡土方、抗沈陷、耐強震、長期維護成本 低、節能減碳,以及可與自然景觀諧和等多項優點(照片 3.1-2)。

照片 3.1-2 加勁路堤應用於新竹寶二水庫聯絡道 路(唐玄蕙攝,見周南山等人,2008)

表 3.1-2 比較高路堤、加勁路堤與高架橋之設計考量因素,以評 分指標 1~3 表示三者相對之優劣。路堤涉及大量土方挖填施工,但高 架橋則可能因無法處理挖方或隧道產生之剩餘土石方,衍生大量棄 土。因而可能影響當地之生態環境,造成水土流失或自然景觀之破 壞,故取、棄土之場地應多方考量。而傳統路堤之沈陷與高架橋的結 構安全均會增加施工難度,必須考慮台灣之地質條件與環境因素,進 行審慎之分析。在施工造價方面,路堤使用土地需求量相對較高,而 高架橋之結構成本相對較高。相對於高路堤與高架橋,加勁路堤具有

去蕪存菁之優點,符合環境生態相融合之原則。

路堤邊坡型式係生物相歧異度最高之型式,但卻也是對區域地景 阻隔之類型,若規設階段能透過縝密之環境調查,設置動物移動路徑 之補償機制,並盡量降低路堤填築高度及邊坡斜率,使其形成道路衝 擊之緩衝綠帶,將是最具環境共生概念之邊坡型式(邱銘源,2002)。

表 3.1-2 高路堤、加勁路堤與高架橋對生態環境影響之比較 結構型式

考量因素 高路堤 加勁路堤 高架橋

應用剩餘土方量 1 2 3

路線平縱面設計 1 2 3

生物棲地切割 3 2 1

變更地形地貌 3 2 1

施工造成環境公害 3 2 1

施工難度 1 2 3

工程造價 1 2 3

*評分指標(1~3),數字愈高表示各工法之相對負面影響愈大。