2019新banner

與水共存的新世紀(二)─ 透水鋪面的設計

與水共存的新世紀(二)─ 透水鋪面的設計 (A New City Life with Water—— The Design of Permeable Pavement)
國立臺灣大學土木工程學系 張沄真

連結:與水共存的新世紀 ─ 透水保水的城市

在上篇文章中,我們簡單介紹了幾種提高城市透水性的工程方法。在本篇文章中,我們將以透水鋪面為例,說明透水工法在設計時須考量的因素以及其維護手法。

  • 透水鋪面的優點

透水性鋪面主要的功能是提高地表入滲率,讓降水滲入地下儲藏,晴天時儲藏的水產生蒸散作用,會帶走地表熱量使城市降溫,減緩都市熱島效應。雨水滲入地表也可減少地面積水,減少人車交通噪音並提升交通安全。此外,若是使用不透水鋪面,雨水雖能暫時將空氣中的塵埃帶到地表,但一旦雨水乾涸後,堆積在地表的灰塵又會再度揚起;若使用透水鋪面,地表上的塵埃會被雨水夾帶滲入鋪面的多孔隙構造中,藉存活在其中的微小生物分解,可以淨化城市。

  • 環境限制

透水鋪面雖然有許多優點,但以目前技術而言,有其地形、土質、氣候的限制,並不是所有的地方都適合鋪設。首先,透水鋪面若要發揮儲水作用,必須設置在地表坡度平緩的地方。若是坡度太大,入滲的水分不但會流失,也有可能造成附近地勢相對較低的地方淹水。原生土質太過鬆散的地帶也不適合使用透水鋪面,因為土壤很有可能被入滲的水流沖刷,反而造成鋪面的塌陷損壞。其他像是原地下水位過高的地段以及表層土地受汙染的地段等等,在採用透水鋪面時,都必須經過評估,或為之研擬特殊的設計。

  • 設計原理

圖一 透水鋪面示意圖,箭頭表示雨水流向。(本文作者張沄真 繪)

 

路面乘載重量是影響鋪面設計的關鍵因素。乘載重量較輕的(如人行道或流量低的車型道路)可以採用全透水性鋪面(如圖一),最上層是多孔隙的入滲層,下面用大顆粒的碎石作為支撐以及儲水層,最下面則是原生土層。入滲層目前常用的材料為多孔隙瀝青或透水混凝土,碎石層則選用顆粒較大,尺寸差距小的礫石(如圖二所示,顆粒之間若為相同大小則孔隙較大,若大小不一則較小之顆粒會將孔隙填塞住)。

 

圖二 土壤顆粒分布會影響其孔隙大小 (圖片來源:http://www.concretecountertopinstitute.com/)

 

圖三 排水鋪面示意圖,箭頭表示雨水流向。(本文作者張沄真 繪)

 

若是公路或車流量多的路面,因乘載較重,目前國內多採用半透水鋪面或稱排水鋪面(如圖三)。若是採用透水鋪面,碎石層下的土壤遇水後,可能會被所承載的重量擠壓進入碎石層的孔隙中,使得部分路面塌陷,影響行車安全。因此辦透水鋪面多加了一層不透水層,水分滲入地表下後直接排入水溝,就不會影響底下的地層。這樣的工法雖然不能儲水,但仍對行車安全有很大的幫助。而目前各國皆在研發透水鋪面結構設計,例如在地層之間加入不織布,分離地層以穩定路面等等新方法,希望能解決承載重量的問題。

  • 維護與整治

透水鋪面的孔隙構造容易被塵埃或小顆粒堵塞,每隔一定時間就必須以以尖細物體戳刺孔隙或以洗街車吸塵,再以高壓水柱沖洗。尤其雨季來臨前,必須加強維護與檢測,以免路面排水性降低造成淹水。若能有良好的維護,透水鋪面的壽命能夠持續非常久,能夠多面向的提升市民整體生活水準,是永續城市重要的一環。


參考文獻

  1. 林志棟 (2005)。透水鋪面技術規範與法制化之研擬。台灣。內政部建築研究所。
  2. 周南山‧邱琳濱‧呂育勳‧李宗庭‧郭治平‧李忠文‧惠士奇(民104)。硬式透水鋪面成效評估與設計指南。中興工程季刊,127期,頁88-94。

 

引用自:http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=63840