除了土壤的滲透係數 Ka之外,我們尚須求得鋪面層的滲透係數 Kp值,以建立舖 面的全滲透係數 Kc數據,才能順利進行上述「基地保水指標」之評估。本研究以下 不僅提供了一個標準化的實驗方式並求得各類鋪面層的滲透係數 Kp值,以供「基地 保水指標」計算之依據;更進一步由鋪面的組合與施工中做分析與探討,以歸綸並整 理各類機能使用及各類鋪面最佳的施工方式,達到最有效的透水性鋪面設計。
3-4-1 實驗步驟
實驗步驟可分為鋪裝階段與實驗階段,最後再將實驗所得到之數據經達西定理 計算以求得鋪面層的滲透係數 Kp值。分述如下:
1.鋪裝階段
先將儀器底層鋪上一層不織布,確保週圍接合處不致使細砂滲入。再參考其施 工規範,將試體依照現地施工方式置入試體儀器之中。現場實驗狀況如圖 23 所示
圖 23 試體鋪裝圖
2.實驗階段
.確定鋪裝完成後,將水徐徐灌入,使水頭差在控制範圍內(溢水口至出水口)待 其穩定後開始測量單位時間內的出水量(秤重),計錄其出水量,水頭差試體面積與厚 度。完成之後再.改變水頭高度,重新量測不同水頭差之 Kp值以做參考與校正。現場 實驗狀況如圖 24 所示。
圖 24 試體實驗圖 實驗總流程—以鋪設人行連鎖鋪面為例
1.底部置入地工織物(不織布),並確保週圍接合處不致使細砂滲入 2.置入規定深度之碎石層、級配層
3.使用細砂鋪成 50mm 的襯墊砂層(未施平前不得踐踏),設置水準標竿,整平 4.將連鎖磚切割後鋪設在砂上,縫隙至少 3mm 均勻接合
5.使用手動夯實(使其作功與震動機相同),並檢查是否平坦
6.將 0.3mm~1.2mm 之細砂灑在己振動平坦之路面,使細砂充滿縫隙即可 7.將水徐徐灌入,使水頭差在控制範圍內(溢水口至出水口)
8.待其穩定後開始測量單位時間內的出水量(秤重) 9.改變水頭高度,重新量測不同水頭差之 K 值 10.將水由底部出水口全數排出,陰乾並清理 3-4-2 單層滲透實驗
單層滲透實驗主要的試體為鋪裝底層使用的「砂石層」以及「面磚層」。本實 驗採取使用最頻繁的(1)一般標準級配、(2)襯壂砂,以及鋪面中的(3)連鎖磚單體、(4) 植草磚單體,做為單層滲透實驗之試體,以提供設計者做不同條件下的組合計算。單 層實驗試體所測得之滲透係數結果如表 3 所示。
表 3 單層試體滲透係數實驗結果
試體 編號
試體名稱 試體分類 滲透係數 Kp[cm/s]
(實驗值)
1 一般標準級配 砂石層 4.8×10-2 2 細砂(襯壂砂) 砂石層 1.4×10-2 3 連鎖磚單塊實體 面磚層 10-8 以下 4 植草磚單塊實體 面磚層 10-8以下 註:案例 3 與 4 為單塊實體連鎖磚之 K 值,其值為推估約與混凝土的 K 值相同
由表 3 結果可得知,透水鋪面底層所用的砂石層之 Kp值均優於土壤,而面磚層 之 Kp值雖極低,但由於面磚在組合時會有間隙,因此整體鋪裝後仍有極高的透水性
。
3-4-3 複合層滲透實驗
複合層滲透實驗乃是依據不同的使用特性,將面磚層與砂石層做不同型式與厚 度的組合,並以和現場相同的施工手法做實驗試體。試體共分為兩大組,第一組試體 1~4 為步道用鋪面層,第二組試體 5~8 為車道用鋪面層,各具有不同厚度之級配層 深度;而各組的面磚共有四種的連鎖磚與植草磚。共計 8 種複合層試體的以提供設 計者做直接的採用計算。複合層實驗試體所測得之滲透係數結果如表 4 所示。
表 4 複合層試體滲透係數實驗結果
試體 24cm×24cm×6cm
10 6 0.025 1.2×10-3
2 步道用
中型連鎖磚鋪面
中型連鎖磚 24cm×12cm×6cm
10 6 0.0375 3.6×10-3
3 步道用
小型連鎖磚鋪面
小型連鎖磚 12cm×12cm×6cm
10 6 0.05 4.5×10-3
4 步道用 植草磚鋪面
方格植草磚 60cm×40cm×11cm
10 6 0.54 1.2×10-2
5 車道用
大型連鎖磚鋪面
大型連鎖磚 24cm×24cm×6cm
20 6 0.025 1.1×10-3
6 車道用
中型連鎖磚鋪面
中型連鎖磚 24cm×12cm×6cm
20 6 0.0375 3.4×10-3
7 車道用
小型連鎖磚鋪面
小型連鎖磚 12cm×12cm×6cm
20 6 0.05 4.3×10-3
8 車道用 植草磚鋪面
方格植草磚 60cm×40cm×11cm
20 6 0.54 1.0×10-2
面層的滲透係數大於其土壤之滲透係數,則人工鋪面的滲透係數即可以土壤之滲透係 數來代替計算,亦即將人工鋪面視同裸露土壤來計算可也。但是要注意的是,人工透 水鋪面下若為人工不透水地盤(如地下室),則此鋪面及其土壤層只能視同屋頂花圃來 評估,亦即必須改以屋頂花圃之截留量 Qe 來計量。