97 高 性 能 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 之 研 究 透 水 混 凝 土 (3/3) GPN:1009701022 定 價 200 元 交 通 部 運 輸 研 究 所

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97 高 性 能 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 之 研 究 透 水 混 凝 土 (3/3) GPN:1009701022 定 價 200 元 交 通 部 運 輸 研 究 所

97-58-7343 MOTC-IOT-96-H1DA005 高 性 能 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 之 研 究 透 水 混 凝 土 (3/3) 著 者 : 張 道 光 李 明 君 顏 聰 邱 垂 德 李 昭 明 陳 毓 清 交 通 部 運 輸 研 究 所 中 華 民 國 97 年 4 月

國 家 圖 書 館 出 版 品 預 行 編 目 資 料 +--------------------------------------------------------+ 高 性 能 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 之 研 究 : 透 水 混 凝 土. (3/3) / 張 道 光 等 著. -- 初 版. -- 臺 北 市 : 交 通 部 運 研 所, 民 97.04 面 ; 公 分 參 考 書 目 : 面 ISBN 978-986-01-4057-6( 平 裝 ) 1. 混 凝 土 2. 舖 面 工 程 441.555 97007780 +--------------------------------------------------------+ 高 性 能 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 之 研 究 _ 透 水 混 凝 土 (3/3) 著 者 : 張 道 光 李 明 君 顏 聰 邱 垂 德 李 昭 明 陳 毓 清 出 版 機 關 : 交 通 部 運 輸 研 究 所 地 址 : 臺 北 市 敦 化 北 路 240 號 網 址 :www.ihmt.gov.tw ( 中 文 版 > 中 心 出 版 品 ) 電 話 :(02)23496789 出 版 年 月 : 中 華 民 國 97 年 4 月 印 刷 者 : 德 輝 興 業 有 限 公 司 版 ( 刷 ) 次 冊 數 : 初 版 一 刷 130 冊 本 書 同 時 登 載 於 交 通 部 運 輸 研 究 所 港 灣 技 術 研 究 中 心 網 站 定 價 :250 元 展 售 處 : 交 通 部 運 輸 研 究 所 運 輸 資 訊 組 電 話 :(02)23496880 國 家 書 坊 臺 視 總 店 : 臺 北 市 八 德 路 3 段 10 號 B1 電 話 :(02)25781515 五 南 文 化 廣 場 : 臺 中 市 中 山 路 2 號 B1 電 話 :(04)22260330 GPN:1009701022 ISBN:978-986-01-4057-6 ( 平 裝 ) 著 作 財 產 權 人 : 中 華 民 國 ( 代 表 機 關 : 交 通 部 運 輸 研 究 所 ) 本 著 作 保 留 所 有 權 利, 欲 利 用 本 著 作 全 部 或 部 份 內 容 者, 須 徵 求 交 通 部 運 輸 研 究 所 書 面 授 權

交 通 部 運 輸 研 究 所 自 行 研 究 計 畫 出 版 品 摘 要 表 出 版 品 名 稱 : 高 性 能 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 之 研 究 透 水 混 凝 土 (3/3) 國 際 標 準 書 號 ( 或 叢 刊 號 ) 政 府 出 版 品 統 一 編 號 運 輸 研 究 所 出 版 品 編 號 ISBN978-986-01-4057-6 ( 平 裝 ) 1009701022 97-58-7343 主 辦 單 位 : 港 灣 技 術 研 究 中 心 主 管 : 邱 永 芳 計 畫 主 持 人 : 張 道 光 研 究 人 員 : 張 道 光 李 明 君 顏 聰 邱 垂 德 李 昭 明 陳 毓 清 聯 絡 電 話 : 04-26587119 傳 真 號 碼 : 04-265713297 & 04-26564418 關 鍵 詞 : 透 水 混 凝 土 高 性 能 混 凝 土 生 態 工 法 鋪 面 材 料 交 通 工 程 摘 要 : 計 畫 編 號 96-H1DA005 研 究 期 間 自 96 年 01 月 至 96 年 12 月 臺 灣 多 年 來 因 為 經 濟 發 展 的 需 要, 進 行 各 項 交 通 工 程 建 設, 土 地 開 發 面 積 廣 闊, 使 用 不 透 水 材 料 常 發 生 暴 雨 積 水 災 害, 又 或 因 地 形 狹 長, 無 法 保 存 珍 貴 的 水 資 源, 其 影 響 程 度 非 常 巨 大, 為 解 決 前 述 問 題, 參 照 國 外 經 驗, 實 有 針 對 國 內 交 通 建 設 探 討 採 用 透 水 混 凝 土 之 必 要 性 由 研 究 結 果 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程 與 試 驗 標 準 以 應 用 於 交 通 之 建 設 工 程, 現 地 停 車 場 施 作 以 驗 證 透 水 混 凝 土 發 現 試 體 抗 壓 強 度 已 經 超 過 一 般 混 凝 土 結 構 物 規 範 要 求 (175 kg/cm 2 ) 藉 由 現 地 透 水 試 驗 驗 證 停 車 場 透 水 約 1000ml/15sec, 停 車 場 透 水 效 果 不 但 良 好, 而 且 表 面 無 裂 縫 產 生, 因 此 透 水 混 凝 土 可 運 用 於 人 行 道 停 車 場 與 道 路 工 程, 它 是 綠 環 保 鋪 面 材 料 出 版 日 期 頁 數 定 價 本 出 版 品 取 得 方 式 97 年 4 月 206 200 凡 屬 機 密 性 出 版 品 均 不 對 外 公 開 普 通 性 出 版 品, 公 營 公 益 機 關 團 體 及 學 校 可 函 洽 本 所 免 費 贈 閱 ; 私 人 及 私 營 機 關 團 體 可 按 定 價 價 購 機 密 等 級 : 密 機 密 極 機 密 絕 對 機 密 ( 解 密 條 件 : 年 月 日 解 密, 公 布 後 解 密, 附 件 抽 存 後 解 密, 工 作 完 成 或 會 議 終 了 時 解 密, 另 行 檢 討 後 辦 理 解 密 ) 普 通 備 註 : 本 研 究 之 結 論 與 建 議 不 代 表 交 通 部 之 意 見 I

PUBLICATION ABSTRACTS OF RESEARCH PROJECTS INSTITUTE OF TRANSPORTATION MINISTRY OF TRANSPORTATION AND COMMUNICATIONS TITLE: Application of High Performance Concrete to Transportation Engineering-Pervious Concrete (3/3) ISBN(OR ISSN) ISBN978-986-01-4057-6 (pbk) GOVERNMENT PUBLICATIONS NUMBER 1009701022 IOT SERIAL NUMBER 97-58-7343 DIVISION: HARBOR & MARINE TECHNOLOGY CENTER DIVISION DIRECTOR: Chiu Yung-Fang PRINCIPAL INVESTIGATOR: Chang Tao-Kuang PROJECT STAFF: Lee Ming-Gin, Yan Cong, Ciou Chuei-De, Lee Chao-Min, Chen Yu-Ching PHONE: 04 26587119 FAX: 04 26571329 & 04-26564418 PROJECT NUMBER 96-H1DA005 PROJECT PERIOD FROM January 2007 TO December 2007 KEY WORDS: Pervious concrete, High performance concrete, Eco-technology, Pavement material, Transportation engineering ABSTRACT: Being in need of Taiwan economic development in recent years, many traffic-related projects have been under construction. Vast land exploitation and the use of impermeable material has caused flood disasters ensuing tropical storms, reflection from harbor s walls and influence the ships safety when berthed at harbor, and the geography is so steep that water resource can t be reserved. In order to solve the above problems, we take the published papers as reference to do research on pervious concrete. It is found from this research that the manufacture procedure and test standard in pervious concrete are buildup for the applications of pervious concrete in Taiwan. The compression strength of one pervious concrete core specimen from test certification in the field construction (parking lot) exceeds the ordinary concrete structure specification (175 kg/cm 2 ). The field permeability test for the parking lot is about 1000ml/15sec. The water penetration of the above pervious concrete is very good and has no surface cracks. It can be applied to footpaths, parking lots and vehicle roads. It is an environmentally friendly pavement material. DATE OF PUBLICATION April 2008 NUMBER OF PAGES 206 PRICE 200 CLASSIFICATION RESTRICTED CONFIDENTIAL SECRET TOP SECRET UNCLASSIFIED The views expressed in this publication are not necessarily those of the Ministry of Transportation and Communications. II

高 性 能 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 之 研 究 _ 透 水 混 凝 土 (3/3) 目 錄 中 文 摘 要...I 英 文 摘 要...II 目 錄...III 表 目 錄... IX 圖 目 錄... XI 照 片 目 錄... XIII 第 一 章 緒 論...1-1 1.1 計 畫 源 起...1-1 1.2 研 究 目 的...1-1 1.3 研 究 範 圍 與 對 象...1-2 1.4 研 究 內 容...1-2 第 二 章 文 獻 回 顧...2-1 2.1 高 性 能 混 凝 土...2-1 2.2 生 態 工 法...2-2 2.3 透 水 鋪 面 與 排 水 鋪 面...2-3 2.3.1 排 水 性 路 面...2-3 III

2.3.2 透 水 性 路 面...2-4 2.3.3 排 水 路 面 與 透 水 性 路 面 比 較...2-4 2.4 透 水 混 凝 土...2-6 2.4.1 透 水 混 凝 土 之 定 義...2-6 2.4.2 透 水 混 凝 土 之 組 成...2-7 2.4.2.1 水 泥...2-7 2.4.2.2 骨 材...2-10 2.4.2.3 摻 劑...2-10 2.4.3 透 水 混 凝 土 之 設 計 方 法...2-11 2.4.4 透 水 混 凝 土 在 國 內 外 的 應 用...2-16 2.4.4.1 國 外 應 用...2-17 2.4.4.2 國 內 應 用...2-25 第 三 章 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程 與 試 驗 標 準...3-1 3.1 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程...3-1 3.1.1 透 水 混 凝 土 之 組 成 材 料...3-1 3.1.1.1 膠 結 材 料...3-1 3.1.1.2 骨 材...3-1 3.1.1.3 拌 合 水...3-1 3.1.1.4 摻 劑...3-2 IV

3.1.2 透 水 混 凝 土 之 配 比...3-3 3.1.3 透 水 混 凝 土 之 施 工 輸 送 澆 置 養 護...3-10 3.2 建 立 透 水 混 凝 土 之 試 驗 標 準...3-16 3.2.1 透 水 混 凝 土 施 工 前 檢 試 驗...3-16 3.2.2 透 水 混 凝 土 施 工 中 檢 試 驗...3-16 3.2.3 透 水 混 凝 土 施 工 完 成 後 檢 試 驗...3-17 第 四 章 試 驗 計 畫...4-1 4.1 研 究 流 程...4-1 4.2 試 驗 材 料...4-2 4.2.1 水 泥...4-2 4.2.2 粗 骨 材...4-3 4.3 試 驗 變 數...4-3 4.4 材 料 配 比...4-4 4.4.1 配 比 編 號...4-4 4.5 試 驗 方 法...4-5 4.5.1 試 體 製 作...4-5 4.5.2 單 位 重 測 定...4-6 4.5.3 孔 隙 率 測 定...4-6 V

4.5.4 抗 壓 試 驗...4-7 4.5.5 抗 彎 試 驗...4-7 4.5.6 室 內 透 水 試 驗...4-8 4.5.7 現 場 透 水 量 試 驗...4-10 第 五 章 試 驗 結 果 與 分 析...5-1 5.1 新 拌 混 凝 土 單 位 重 試 驗...5-1 5.2 透 水 混 凝 土 硬 固 後 單 位 重 試 驗...5-2 5.3 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 測 試...5-3 5.4 抗 壓 試 驗...5-5 5.5 抗 彎 試 驗...5-6 5.6 透 水 試 驗...5-7 5.7 驗 證 最 適 配 比...5-9 5.7.1 配 比...5-9 5.7.1.1 強 塑 劑 (H-55)...5-10 5.7.2 抗 壓 強 度...5-11 5.7.3 透 水 係 數...5-12 5.7.4 比 較 最 適 配 比...5-12 第 六 章 現 地 試 鋪 結 果 與 討 論...6-1 6.1 預 拌 混 凝 土 廠 試 拌 透 水 混 凝 土...6-1 VI

6.2 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 實 驗 區 介 紹 朝 陽 科 大 第 二 停 車 場...6-3 6.3 實 驗 區 透 水 混 凝 土 鋪 面 規 劃 設 計 與 施 作 過 程...6-4 6.4 實 驗 區 透 水 混 凝 土 鋪 面 結 果 分 析...6-9 6.4.1 新 拌 混 凝 土 目 視 檢 測 與 單 位 重 試 驗...6-9 6.4.2 實 驗 區 硬 固 透 水 混 凝 土 試 體 試 驗...6-10 6.4.2.1 透 水 混 凝 土 單 位 重 試 驗...6-10 6.4.2.2 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 試 驗...6-12 6.4.2.3 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 試 驗...6-13 6.4.2.4 透 水 混 凝 土 透 水 試 驗...6-13 6.4.3 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 試 驗...6-15 6.4.3.1 現 地 透 水 量 試 驗 與 目 視 鋪 面 透 水 驗 證 試 驗...6-15 6.4.3.2 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 試 驗...6-17 第 七 章 評 估 透 水 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 設 施 之 總 類 及 適 用 性...7-1 7.1 確 認 透 水 混 凝 土 之 類 別...7-1 7.2 交 通 建 設 適 用 透 水 混 凝 土 之 項 目...7-2 第 八 章 結 論 與 建 議...8-1 8.1 結 論...8-1 8.2 建 議...8-2 參 考 文 獻... 參 -1 VII

附 錄 1 現 場 透 水 量 試 驗 方 法... 附 錄 1-1 附 錄 2 教 育 訓 練 簡 報 與 剪 影... 附 錄 2-1 VIII

表 目 錄 表 2.1 水 泥 主 要 成 份 特 性 表...2-8 表 2.2 水 泥 水 化 時 之 行 為 與 特 徵...2-9 表 2.3 各 個 國 家 推 薦 或 採 用 透 水 性 混 凝 土 路 面 之 骨 材 級 配...2-10 表 2.4 骨 材 之 比 表 面 積...2-13 表 2.5 日 本 常 用 之 透 水 性 鋪 面 型 式...2-21 表 2.6 背 填 透 水 混 凝 土 之 配 合 比 例...2-22 表 3.1 典 型 透 水 混 凝 土 鋪 面 配 比 的 材 料 範 圍...3-3 表 4.1 水 泥 化 學 成 份...4-2 表 4.2 水 泥 物 理 性 質...4-3 表 4.3 透 水 混 凝 土 之 配 比...4-4 表 5.1 新 拌 混 凝 土 單 位 重 試 驗 結 果...5-1 表 5.2 透 水 混 凝 土 硬 固 後 單 位 重 試 驗 結 果...5-3 表 5.3 透 水 混 凝 土 連 通 孔 隙 率 試 驗 結 果...5-4 表 5.4 抗 壓 強 度 試 驗 結 果...5-5 表 5.5 抗 彎 強 度 試 驗 結 果...5-6 表 5.6 透 水 係 數 試 驗 結 果...5-8 表 5.7 試 拌 配 比...5-10 表 5.8 強 塑 劑 基 本 物 理 性 質...5-11 表 5.9 抗 壓 強 度 試 驗 結 果...5-11 表 5.10 透 水 係 數 試 驗 結 果...5-12 表 5.11 比 較 最 適 配 比 綜 合 試 驗 結 果...5-13 表 6.1 試 拌 合 格 透 水 混 凝 土 之 配 比...6-1 IX

表 6.2 新 拌 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗 結 果...6-10 表 6.3 硬 固 透 水 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗 結 果...6-11 表 6.4 透 水 混 凝 土 連 通 孔 隙 率 試 驗 結 果...6-12 表 6.5 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 試 驗 結 果 (kg/cm2)...6-13 表 6.6 透 水 混 凝 土 透 水 係 數 試 驗 結 果...6-14 表 6.7 停 車 場 停 車 格 現 場 透 水 量 試 驗 結 果...6-17 表 6.8 現 地 混 凝 土 7 天 齡 期 鑽 心 試 驗 結 果...6-18 表 6.9 28 天 現 地 鑽 心 各 項 試 驗 結 果 (1)...6-20 表 6.9 28 天 現 地 鑽 心 各 項 試 驗 結 果 (2)...6-21 表 6-10 透 水 混 凝 土 與 一 般 混 凝 土 材 料 單 價 比 較...6-25 表 7.1 舖 面 材 料 定 量 特 性 分 析 表...7-5 表 7.2 混 凝 土 之 配 合 條 件 及 設 計 標 準 強 度 之 參 考 表...7-6 X

圖 目 錄 圖 2.1 排 水 性 鋪 面 排 水 路 徑...2-4 圖 2.2 一 般 鋪 面 排 水 性 透 水 性 鋪 面 之 比 較...2-5 圖 2.3 透 水 鋪 面 預 期 成 效...2-6 圖 2.4 ACI 混 凝 土 配 比 設 計 流 程 圖...2-12 圖 2.5 高 陡 護 坡 斷 面 示 意 圖...2-22 圖 2.6 臺 南 市 中 華 西 路 之 排 水 性 瀝 青 路 面...2-26 圖 2.7 灌 溉 水 路 使 用 透 水 混 凝 土 之 工 法...2-27 圖 2.8 透 水 係 數 與 漿 骨 比 關 係 圖...2-28 圖 2.9 孔 隙 率 與 透 水 係 數 關 係 圖...2-28 圖 3.1 透 水 混 凝 土 不 同 含 水 量 是 否 結 球 行 為...3-2 圖 3.2 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 與 孔 隙 率 之 關 係...3-5 圖 3.3 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 與 單 位 重 之 關 係...3-6 圖 3.4 透 水 混 凝 土 水 灰 比 與 孔 隙 率 之 關 係...3-6 圖 3.5 透 水 混 凝 土 抗 彎 強 度 與 孔 隙 率 之 關 係...3-6 圖 3.6 透 水 混 凝 土 抗 彎 強 度 與 抗 壓 強 度 之 關 係...3-7 圖 3.7 透 水 混 凝 土 透 水 速 率 與 孔 隙 率 之 關 係...3-7 圖 3.8 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 流 程 圖...3-8 圖 4.1 定 水 頭 透 水 係 數 測 定 儀 示 意 圖...4-10 圖 5.1 新 拌 混 凝 土 單 位 重...5-2 圖 5.2 透 水 混 凝 土 硬 固 後 單 位 重...5-3 圖 5.3 透 水 混 凝 土 孔 隙 率...5-4 圖 5.4 透 水 混 凝 土 7 天 與 28 天 抗 壓 強 度...5-6 XI

圖 5.5 透 水 混 凝 土 7 天 與 28 天 抗 彎 強 度...5-7 圖 5.6 透 水 混 凝 土 重 搗 實 之 透 水 係 數...5-8 圖 5.7 透 水 混 凝 土 輕 搗 實 之 透 水 係 數...5-9 圖 6.1 現 地 停 車 格 之 示 意 圖...6-4 圖 6.2 透 水 混 凝 土 硬 固 之 單 位 重...6-11 圖 6.3 透 水 混 凝 土 硬 固 之 孔 隙 率...6-12 圖 6.4 透 水 混 凝 土 重 搗 實 之 透 水 係 數...6-14 圖 6.5 透 水 混 凝 土 輕 搗 實 之 透 水 係 數...6-15 圖 6.6 現 地 28 天 鑽 心 平 均 單 位 重...6-22 圖 6.7 現 地 28 天 鑽 心 平 均 孔 隙 率...6-22 圖 6.8 現 地 28 天 鑽 心 平 均 透 水 係 數...6-23 圖 6.9 現 地 28 天 停 車 格 平 均 透 水 量...6-23 圖 7.1 各 種 鋪 面 示 意 圖...7-3 XII

照 片 目 錄 照 片 2.1 美 國 透 水 鋪 面 應 用 於 停 車 場...2-18 照 片 2.2 Villanova 大 學 透 水 混 凝 土 試 驗 廣 場...2-18 照 片 2.3 日 本 透 水 鋪 面 應 用 於 步 道...2-19 照 片 2.4 透 水 混 凝 土 護 坡 施 工 澆 置 情 形...2-23 照 片 3.1 藉 由 預 拌 車 尾 端 卸 料 澆 置 透 水 混 凝 土...3-10 照 片 3.2 藉 由 輸 送 帶 澆 置 透 水 混 凝 土...3-11 照 片 3.3 藉 由 耙 子 攤 平 透 水 混 凝 土...3-11 照 片 3.4 藉 由 振 動 刮 板 進 行 搗 實 透 水 混 凝 土...3-12 照 片 3.5 藉 由 滾 筒 壓 密 透 水 混 凝 土...3-13 照 片 3.6 藉 由 小 滾 筒 壓 密 小 區 域 透 水 混 凝 土...3-13 照 片 3.7 二 次 橫 向 滾 筒 壓 密 透 水 混 凝 土 以 改 善 鋪 面 騎 乘 品 質...3-13 照 片 3.8 鏝 刀 邊 飾 透 水 混 凝 土 以 改 善 角 落 外 觀...3-14 照 片 3.9 切 縫 工 具 附 有 刀 鋒 約 為 1/3 版 厚 度...3-14 照 片 3.10 滾 筒 附 有 刀 鋒 可 以 縱 向 切 縫 透 水 混 凝 土 鋪 面...3-15 照 片 3.11 壓 密 透 水 混 凝 土 後 應 迅 速 使 用 塑 膠 紙 覆 蓋 養 護 鋪 面...3-15 照 片 4.1 鼓 式 拌 合 機...4-5 照 片 4.3 53cm*15cm*15cm 抗 彎 試 體 模...4-6 照 片 4.5 定 水 頭 透 水 係 數 測 定 儀...4-9 照 片 4.6 現 場 透 水 試 驗 儀 器...4-11 照 片 6.1 試 拌 料 碎 石 約 5mm 骨 材 粒 徑...6-2 照 片 6.2 預 拌 廠 操 作 台 透 水 混 凝 土 配 比 資 訊...6-2 照 片 6.3 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 滾 筒 壓 密 之 施 作...6-2 XIII

照 片 6.4 為 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 完 成 面...6-3 照 片 6.5 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 現 場 透 水 量 試 驗...6-3 照 片 6.6 朝 陽 科 技 大 學 操 場 後 面 之 第 二 停 車 場...6-4 照 片 6.7 現 地 停 車 格 開 挖 情 形...6-6 照 片 6.8 六 個 5.5 公 尺 長 *2.4 公 尺 的 停 車 格 現 地 模 版 組 立...6-6 照 片 6.9 停 車 格 底 層 鋪 設 約 5 公 分 礫 石...6-6 照 片 6.10 透 水 混 凝 土 使 用 預 拌 車 尾 端 卸 料 澆 置 停 車 格...6-7 照 片 6.11 透 水 混 凝 土 使 用 卡 車 尾 端 傾 倒 卸 料 澆 置 停 車 格...6-7 照 片 6.12 透 水 混 凝 土 拌 合 料 刮 平 情 形...6-7 照 片 6.13 透 水 混 凝 土 使 用 大 滾 筒 滾 壓 情 形...6-8 照 片 6.14 透 水 混 凝 土 使 用 小 滾 筒 滾 壓 情 形...6-8 照 片 6.15 新 拌 透 水 混 凝 土 滾 壓 完 成 面...6-8 照 片 6.16 塑 膠 布 覆 蓋 養 護 新 拌 透 水 混 凝 土 鋪 面...6-9 照 片 6.17 現 地 透 水 混 凝 土 試 體...6-9 照 片 6.18 滿 水 水 桶 之 水 倒 在 停 車 格 鋪 面 透 水 情 形...6-16 XIV

第 一 章 緒 論 1.1 計 畫 源 起 臺 灣 多 年 來 因 為 經 濟 發 展 的 需 要, 進 行 各 項 交 通 工 程 建 設, 土 地 開 發 面 積 廣 闊, 使 用 不 透 水 材 料 常 發 生 暴 雨 積 水 災 害, 又 或 因 地 形 狹 長, 無 法 保 存 珍 貴 的 水 資 源, 其 影 響 程 度 非 常 巨 大, 為 解 決 前 述 問 題, 參 照 國 外 經 驗, 實 有 針 對 國 內 交 通 建 設 工 程 類 別 探 討 採 用 透 水 混 凝 土 條 件 類 別 施 工 法 及 效 益 之 必 要 性 國 內 目 前 主 要 道 路 鋪 面 材 料 多 為 普 通 瀝 青 混 凝 土, 停 車 場 鋪 面 多 為 卜 特 蘭 水 泥 混 凝 土, 二 者 皆 屬 不 透 水 材 料, 排 水 不 良 及 鋪 面 積 水 為 普 遍 發 生 的 問 題 又 因 國 內 城 市 人 口 密 集, 夏 季 高 溫 多 雨, 鋪 面 積 水 會 放 熱 提 高 周 圍 空 氣 溫 度 對 於 都 市 生 態 環 境 有 不 利 影 響, 且 若 積 水 面 積 甚 大 將 嚴 重 影 響 城 市 用 水 的 品 質 雨 水 量 公 共 工 程 採 用 生 態 工 法 及 生 態 材 料 為 政 府 近 年 來 大 力 推 行 之 政 策 ; 台 灣 土 地 資 源 有 限, 為 能 使 國 家 永 續 發 展, 建 立 生 態 城 市 是 必 須 努 力 達 到 的 目 標, 新 建 交 通 工 程 廣 泛 使 用 透 水 材 料 是 建 立 生 態 城 市 的 第 一 步 本 研 究 計 畫 可 配 合 行 政 院 工 程 會 國 科 會 等 整 體 策 略 確 定 透 水 混 凝 土 適 用 性 及 應 用 範 圍 1.2 研 究 目 的 近 年 來 國 內 以 打 造 永 續 台 灣 為 未 來 努 力 的 目 標, 為 解 決 水 資 源 流 失 環 境 生 態 破 壞 及 熱 島 效 應 擴 張, 研 發 本 土 透 水 混 凝 土 實 有 其 重 要 性 及 迫 切 性 本 計 畫 之 目 的 乃 針 對 交 通 建 設, 進 行 研 發 透 水 混 凝 土 而 透 水 混 凝 土 除 可 參 照 國 外 經 驗, 依 其 應 用 類 別, 進 行 不 同 配 比 設 計, 製 作 透 水 混 凝 土 面 層 經 由 實 驗 室 試 驗 及 現 場 試 驗 以 確 認 各 配 比 之 可 行 性 及 效 益 性 本 計 畫 並 將 利 用 試 驗 結 果, 國 內 外 相 關 文 獻 資 料 蒐 集 分 析, 配 合 水 資 源 管 理 生 態 工 法 及 水 泥 質 材 料 需 求, 建 立 國 內 透 水 混 凝 土 的 產 製 1-1

技 術, 並 將 之 應 用 於 示 範 性 工 程 驗 證 其 排 水 效 能, 以 為 工 程 界 參 考 使 用 1.3 研 究 範 圍 與 對 象 本 計 畫 研 究 範 圍 主 要 為 國 內 交 通 建 設 使 用 透 水 混 凝 土 的 項 目 方 法 與 施 工 技 術 探 討 對 象 以 透 水 波 特 蘭 水 泥 混 凝 土 研 發 為 主, 第 一 年 ( 已 完 成 部 分 ) 分 為 兩 階 段 執 行, 第 一 階 段 著 重 於 水 灰 比 與 骨 材 粒 徑 對 透 水 混 凝 土 之 影 響 ; 第 二 階 段 著 重 於 不 同 膠 結 材 料 對 強 度 與 透 水 性 之 影 響, 其 中 包 括 矽 灰 的 使 用 與 鹼 活 化 爐 石 漿 體 的 應 用 等, 並 與 普 通 波 特 蘭 水 泥 作 一 比 較 利 用 國 內 外 相 關 文 獻 資 料 蒐 集 分 析, 特 別 著 重 於 案 例 分 析, 以 確 認 永 續 水 資 源 管 理 生 態 工 法 的 具 體 內 涵, 同 時 運 用 水 泥 質 材 料 配 比 技 術 或 知 識, 進 行 配 比 設 計 試 拌 及 試 驗, 獲 致 透 水 混 凝 土 的 基 本 設 計 參 數 及 技 術 需 求, 研 究 成 果 可 做 為 訂 定 透 水 混 凝 土 設 計 的 參 考 第 二 年 計 畫 研 究 範 圍 主 要 分 為 兩 階 段 執 行, 第 一 階 段 著 重 於 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程 與 試 驗 標 準 及 驗 證 透 水 混 凝 土 之 最 適 配 比 ; 第 二 階 段 著 重 於 路 面 擋 土 牆 或 邊 坡 等 相 關 交 通 工 程, 擇 一 種 進 行 現 地 施 作, 以 驗 證 透 ( 排 ) 水 效 果 為 何 本 計 畫 將 利 用 國 內 外 相 關 文 獻 資 料 蒐 集 分 析, 特 別 著 重 於 案 例 分 析 與 透 水 混 凝 土 之 最 適 配 比, 進 行 配 比 試 驗 試 拌 及 驗 證 現 地 施 作 等, 以 驗 證 透 ( 排 ) 水 效 果, 研 究 成 果 可 做 為 訂 定 透 水 混 凝 土 設 計 教 育 訓 練 課 程 施 工 規 範 草 案 的 參 考 依 據 1.4 研 究 內 容 臺 灣 土 地 資 源 有 限, 為 能 使 國 家 永 續 發 展, 建 立 生 態 城 市 是 必 須 努 力 達 到 的 目 標, 新 建 交 通 工 程 廣 泛 使 用 透 水 材 料 是 建 立 生 態 城 市 的 第 一 步 本 計 畫 著 重 於 透 水 混 凝 土 組 合 材 料 特 性 配 比 設 計 參 數 驗 證 試 驗 技 術 及 適 用 項 目 的 探 討, 經 由 試 拌 試 體 試 驗 及 案 例 分 析 達 到 研 究 目 的 本 研 究 乃 與 朝 陽 科 技 大 學 採 合 作 研 究 計 畫, 其 工 作 內 容 如 下 : (1) 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程 與 試 驗 標 準 (2) 驗 證 透 水 混 凝 土 之 最 適 配 比 1-2

(3) 路 面 擋 土 牆 或 邊 坡 等 相 關 交 通 工 程, 擇 一 種 進 行 現 地 施 作, 以 驗 證 透 ( 排 ) 水 效 果 為 何 (4) 評 估 透 水 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 設 施 之 總 類 及 適 用 性 (5) 舉 辦 教 育 訓 練 課 程 1-3

第 二 章 文 獻 回 顧 2.1 高 性 能 混 凝 土 高 性 能 混 凝 土 名 稱 為 世 界 各 國 所 共 用, 並 為 最 重 要 之 研 究 領 域 與 課 題, 惟 其 名 稱 之 定 義 在 世 界 各 地 均 稍 有 不 同, 惟 一 相 似 者, 即 各 國 之 定 義 均 著 重 耐 久 性 在 歐 美 國 家, 以 強 調 高 強 度 與 高 坍 度, 並 達 到 耐 久 使 用 之 目 標 來 發 展 高 性 能 混 凝 土 在 日 本, 經 過 多 年 之 整 合, 終 於 達 成 將 高 性 能 混 凝 土 區 分 為 三 類, 即 (1) 高 強 度 高 性 能 混 凝 土 (2) 高 流 動 高 性 能 混 凝 土 與 (3) 特 殊 功 能 高 性 能 混 凝 土 其 中 之 第 (2) 項 即 自 填 充 高 性 能 混 凝 土, 不 須 搗 實 即 可 達 到 均 勻 填 充 之 混 凝 土, 第 (3) 項 即 包 括 耐 磨 低 熱 早 強 等 特 殊 功 能 之 混 凝 土 在 國 內 國 科 會 對 高 性 能 混 凝 土 之 工 作 計 劃 要 求 為 具 高 工 作 性 高 流 動 性 ( 坍 度 >250 mm) 之 高 強 度 混 凝 土 ( fc' >8000 psi), 並 且 在 混 凝 土 澆 置 45 分 鐘 後 仍 具 坍 度 235 mm 之 性 質 然 而, 侷 限 於 設 計 規 範 之 強 度 限 制, 國 內 工 程 建 設 仍 偏 重 使 用 一 般 強 度 ( 中 低 強 度 ) 之 混 凝 土, 為 達 從 普 及 化 觀 點 來 全 面 提 升 國 內 混 凝 土 材 料 品 質 與 施 工 技 術, 國 科 會 HPC 研 究 群 於 民 國 85 年 12 月 8 日 開 會 討 論, 提 出 研 發 推 動 本 土 化 中 強 度 高 流 動 高 性 能 混 凝 土 之 決 議 其 規 劃 HPC 之 特 性 為 fc'= 4000~5000 psi, 並 具 有 以 下 之 性 質, 水 泥 應 有 每 公 斤 15 psi 強 度 以 上 之 效 益, 水 泥 用 量 低 於 300 kg /cm 2, 初 期 坍 度 為 220±20 mm, 坍 流 度 為 500±100 mm,45 分 鐘 後 坍 度 應 大 於 200 mm, 坍 流 度 在 400 mm 以 上, 水 灰 比 0.42, 波 索 蘭 材 料 30% 為 原 則 之 免 搗 實 混 凝 土 另 外 中 華 民 國 結 構 工 程 學 會 之 高 性 能 混 凝 土 特 別 條 款, 定 義 高 性 能 混 凝 土 係 混 凝 土 經 過 品 質 保 證 技 術, 確 保 品 質 一 致 性 及 穩 定 性, 滿 足 營 建 工 程 優 良 品 質 之 需 求 其 特 別 條 款 乃 依 據 美 國 混 凝 土 學 會 ACI 318-95 結 構 混 凝 土 精 神 及 內 涵 所 補 充, 在 使 混 凝 土 由 規 劃 設 計 及 配 比 時 能 考 量 有 耐 久 性 及 能 確 保 最 終 結 構 體 混 凝 土 品 質 目 的 在 確 保 HPC 澆 鑄 之 結 構 物 品 質, 免 除 蜂 窩, 泌 水 及 析 離 等 問 題, 使 達 到 安 全 性 耐 久 性 經 2-1

濟 性 工 作 性 及 生 態 性 之 準 則 又 依 據 美 國 混 凝 土 學 會 (ACI-American Concrete Institute) 對 高 性 能 混 凝 土 之 定 義, 指 稱 高 性 能 混 凝 土 (HPC-High Performance Concrete ) 為 性 質 優 於 傳 統 混 凝 土 為 其 性 質 所 指 為 何 未 詳 述, 應 可 包 含 強 度 彈 性 模 數 工 作 度 流 動 性 體 積 穩 定 性 耐 久 性 耐 磨 性 水 密 性 完 整 性 及 其 他 特 殊 功 能 ( 如 低 水 化 熱 ) 經 濟 性 等 因 此 所 謂 高 性 能 乃 是 針 對 一 般 傳 統 混 凝 土 的 施 工 方 式 仍 無 法 滿 足 工 程 需 求 的 情 況 下, 所 開 發 出 來 的 混 凝 土, 高 性 能 混 凝 土 可 能 具 有 一 種 甚 至 數 種 的 高 性 能 以 符 合 工 程 的 需 求 其 實 可 將 高 性 能 混 凝 土 視 為 是 一 個 較 廣 義 的 工 程 材 料 名 稱, 而 透 水 混 凝 土 所 要 求 的 高 性 能 便 是 透 水, 更 明 確 來 說 透 水 混 凝 土 應 該 是 HPC 的 一 種 2.2 生 態 工 法 為 保 持 生 態 環 境 之 完 整, 以 維 持 多 樣 化 生 物 之 生 存 權, 需 避 免 棲 息 地 及 遷 徒 路 徑 等 之 破 壞, 則 在 尊 重 當 地 天 然 條 件, 及 人 為 設 施 與 環 境 不 相 衝 圖 前 提 下, 妥 適 導 入 人 類 在 環 境 生 活 中 為 提 供 安 全 所 利 用 的 土 木 工 程 構 造, 均 可 謂 生 態 工 法 而 公 共 工 程 委 員 會 生 態 工 法 諮 詢 小 組 針 對 生 態 工 法 (Ecotechnology) 所 研 擬 的 定 義 基 於 對 生 態 系 統 之 深 切 認 知 與 落 實 生 物 多 樣 性 保 育 及 永 續 發 展, 而 採 取 以 生 態 為 基 礎 安 全 為 導 向 的 工 程 方 法, 以 減 輕 對 自 然 環 境 造 成 傷 害 生 態 工 法 包 含 了 生 態 和 工 法 兩 個 部 分 生 態 是 指 生 物 和 牠 們 生 存 的 環 境 之 間 的 互 動 關 係 ; 至 於 工 法 則 是 人 類 為 了 生 活 的 安 全, 在 環 境 中 建 造 土 木 工 程 的 方 法 生 態 工 法 規 劃 設 計 時, 有 5 個 原 則 要 注 意 : 1. 表 面 孔 隙 化 傳 統 的 工 程 常 利 用 看 似 穩 固 的 鋼 筋 水 泥 作 為 原 料, 構 成 表 面 光 滑 建 造 物, 使 得 動 植 物 沒 有 附 著 生 長 的 地 方, 造 成 生 態 嚴 重 的 破 壞 若 改 為 使 用 表 面 孔 隙 化 的 砌 石 護 岸 等 工 程, 就 能 增 加 生 物 的 棲 地, 恢 復 自 然 生 態 2-2

2. 構 造 物 最 小 化 當 施 行 工 程 時, 幾 乎 所 有 的 構 造 物 都 要 造 成 環 境 的 破 壞, 因 此 減 少 人 為 干 擾, 也 就 是 減 少 對 環 境 的 衝 擊, 而 同 時 也 能 節 省 經 費 及 能 源 的 消 耗 3. 坡 度 緩 坡 化 在 工 程 中, 太 大 的 坡 度 會 讓 生 物 難 以 遷 移, 也 容 易 受 到 水 土 的 沖 刷, 所 以 降 低 水 壩 的 高 度, 並 以 踏 步 式 的 固 床 工 來 減 緩 坡 度, 不 僅 能 保 持 功 能, 還 能 增 加 親 近 水 的 機 會 4. 材 質 自 然 化 自 然 的 砌 石 植 被 是 進 行 工 法 時 最 好 的 材 料, 例 如 利 用 植 草 來 當 作 穩 定 山 坡 地 的 材 料 等 方 法 自 然 的 材 質 不 僅 取 得 容 易, 也 能 提 供 生 物 棲 息 的 空 間, 讓 景 觀 更 自 然 美 觀 5. 界 面 透 水 化 水 的 循 環 是 自 然 生 態 最 重 要 的 一 環 讓 水 能 夠 滲 入 土 地, 而 不 直 接 流 入 河 川 海 洋, 對 水 土 保 持 也 很 重 要, 因 此 透 水 的 的 路 面 溝 渠 堤 岸 等, 都 是 生 態 工 程 設 計 的 重 點 2.3 透 水 鋪 面 與 排 水 鋪 面 對 於 透 水 鋪 面 與 排 水 鋪 面 往 往 會 混 淆 了 許 多 人, 認 為 此 兩 種 鋪 面 是 屬 於 同 一 種 鋪 面, 然 而 此 兩 種 鋪 面 因 為 結 構 不 同, 所 以 會 造 成 水 在 鋪 面 下 流 動 的 效 果 造 成 很 大 的 差 異, 以 下 將 對 此 兩 種 鋪 面 結 構 利 用 圖 文 的 方 式 作 說 明 2.3.1 排 水 性 路 面 傳 統 的 瀝 青 混 凝 土 面 層, 不 論 採 用 密 級 配 或 粗 級 配, 原 則 上 是 不 允 許 水 分 滲 透 的 ; 惟 於 1987 年 時, 日 本 為 改 進 賽 車 競 賽 場 鋪 面 天 雨 濕 滑 之 缺 失 增 加 安 全 等 緣 由, 乃 於 東 京 都 率 先 使 用 所 謂 的 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 鋪 面, 由 於 功 效 卓 越 至 1999 年 12 月 止, 全 國 已 累 積 了 1000 萬 平 方 2-3

公 尺 以 上 的 施 工 實 績, 且 日 本 道 路 學 會 自 1992 年 起, 積 極 收 集 資 料 召 開 審 查 編 定 等 會 議, 已 於 1996 年 11 月 制 定 完 成 排 水 鋪 裝 技 術 指 針 ( 案 ) 乙 書, 作 為 此 類 工 程 頗 具 權 威 之 指 導 原 則 排 水 性 鋪 面 為 發 揮 良 好 之 排 水 功 能, 且 雨 水 不 致 滲 透 而 軟 弱 路 基, 排 水 層 下 應 有 一 不 透 水 層 ( 一 般 採 用 密 級 配 瀝 青 混 合 料 ), 並 應 有 良 好 坡 度 及 平 整 度 以 利 迅 速 排 水, 圖 2.1 為 排 水 性 鋪 面 排 水 路 徑 設 計 例, 惟 空 隙 率 及 排 水 能 力 會 隨 時 間 車 輛 碾 壓 及 灰 塵 或 石 屑 堵 塞 而 降 低, 若 黏 層 設 計 及 施 工 不 當, 也 可 能 造 成 排 水 層 與 不 透 水 層 之 結 合 面 剝 落 及 鬆 散 圖 2.1 排 水 性 鋪 面 排 水 路 徑 2.3.2 透 水 性 路 面 透 水 性 鋪 面 其 在 透 水 級 配 層 上 鋪 設 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土, 使 落 在 鋪 面 上 之 雨 水 能 完 全 滲 入 土 壤, 所 以 在 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 下 設 置 透 水 層, 避 免 採 用 不 透 水 的 黏 層 因 雨 水 通 過 路 面 直 接 滲 入 路 基, 會 使 路 基 含 水 量 大 增 而 變 軟 但 據 日 本 東 京 市 建 設 局 追 蹤 調 查 發 現, 路 基 土 壤 並 沒 有 因 為 含 水 量 大 增 高 而 有 變 軟 的 傾 向, 主 要 係 此 路 面 均 鋪 築 於 人 行 道 停 車 場 及 輕 交 通 量 車 道, 相 當 於 國 內 五 六 級 路 之 鄉 縣 專 用 道 路 及 社 區 道 路, 集 水 區 內 之 道 路 一 般 車 流 量 不 高, 故 採 用 透 水 性 鋪 面, 應 可 承 受 交 通 荷 重 2.3.3 排 水 路 面 與 透 水 性 路 面 比 較 排 水 性 鋪 面 與 透 水 性 鋪 面 均 各 自 適 用 的 特 性 其 共 同 特 點 如 下 : (1) 排 水 性 鋪 面 與 透 水 性 鋪 面, 其 面 層 均 使 用 有 較 大 的 孔 隙 率 的 多 孔 隙 瀝 2-4

青 混 凝 土, 所 以 具 有 良 好 的 滲 透 性 能 (2) 使 落 在 鋪 面 上 之 雨 水 能 迅 速 排 除, 可 防 止 車 輛 雨 中 打 滑, 並 降 低 水 珠 飛 濺 及 起 霧 (3) 降 低 熱 島 效 應, 減 少 能 源 消 耗 (4) 減 輕 排 水 設 施 的 負 擔, 進 而 減 少 排 水 設 施 建 造 費 用 相 異 點 : (1) 排 水 性 鋪 面 面 層 之 下 使 用 透 層 或 黏 層 形 成 一 不 透 水 層, 避 免 水 分 滲 入 路 基 土 壤 中, 透 過 路 面 坡 度 將 雨 水 排 至 排 水 溝, 因 此 可 使 路 基 維 持 一 定 的 強 度, 此 路 面 才 可 適 用 於 交 通 量 較 多 的 道 路 上 (2) 透 水 性 鋪 面 不 使 用 透 層 或 黏 層, 使 雨 水 能 滲 入 路 基 土 壤 中, 因 此 達 到 涵 養 水 源 的 目 的, 但 由 於 雨 水 儲 存 於 土 壤 中, 其 強 度 將 不 較 一 般 道 路 或 排 水 性 路 面 高, 故 此 路 面 大 部 分 適 用 於 低 交 通 量 路 面 人 行 道 停 車 場 等 (3) 透 水 性 鋪 面 對 於 滲 透 性 能 特 別 講 求, 因 此 基 底 層 路 基 須 特 別 考 慮 此 條 件 下 圖 2.2 圖 2.3 為 一 般 鋪 面 排 水 性 透 水 性 鋪 面 之 比 較 圖 滲 透 雨 降 雨 降 雨 降 排 水 瀝 青 面 層 瀝 青 底 層 排 水 路 基 底 層 一 般 鋪 面 透 水 性 鋪 面 排 透 水 性 鋪 面 圖 2.2 一 般 鋪 面 排 水 性 透 水 性 鋪 面 之 比 較 2-5

圖 2.3 透 水 鋪 面 預 期 成 效 2.4 透 水 混 凝 土 2.4.1 透 水 混 凝 土 之 定 義 透 水 混 凝 土 為 一 種 多 孔 隙 的 複 合 材 料, 亦 可 稱 為 無 細 骨 材 混 凝 土, 可 以 視 為 一 種 骨 材 粒 徑 分 佈 在 狹 窄 級 配 範 圍 內 並 且 含 ( 無 ) 微 量 細 骨 材 加 上 不 足 量 膠 結 漿 體 所 構 成 的 混 凝 土, 透 水 混 凝 土 最 明 顯 的 特 性 即 質 輕 且 多 孔 隙 透 水 混 凝 土 的 構 成 由 裹 覆 在 骨 材 顆 粒 外 層 的 不 足 量 水 泥 漿 體 與 骨 材 顆 粒 之 間 點 接 觸, 相 互 黏 結 形 成 多 孔 隙 結 構 體, 在 這 種 結 構 之 下 擁 有 良 好 的 透 水 性 能 (K>10-3cm/sec), 也 因 為 多 孔 隙 的 特 性 而 使 得 力 學 強 度 會 受 到 限 制, 學 者 鄭 與 潘 曾 在 2001 年 對 無 細 混 凝 土 進 行 抗 壓 試 驗, 所 得 抗 壓 強 度 約 在 1.5MPa 至 14MPa 之 間 增 加 透 水 性 則 犧 牲 力 學 強 度, 兩 者 往 往 顧 此 失 彼, 但 可 以 依 照 使 用 的 需 求, 在 透 水 性 能 與 力 學 強 度 上 作 為 取 捨 以 及 採 取 不 同 的 設 計 除 上 述 透 水 性 能 以 及 力 學 強 度 特 性 之 外, 透 水 混 凝 土 特 性 仍 有 許 多 由 學 者 研 究 結 果 發 現 透 水 混 凝 土 亦 是 有 低 單 位 重 (1600~2000kg/m 3 ) 低 成 本 低 乾 縮 量 ( 水 泥 使 用 量 減 少 ) 低 熱 傳 導 係 數 (0.7kcal/m hr ) 無 析 離 現 象 及 透 水 混 凝 土 中 的 孔 隙 直 徑 平 均 大 於 1mm, 因 此 無 毛 細 水 現 象 之 特 性 2-6

2.4.2 透 水 混 凝 土 之 組 成 透 水 混 凝 土 組 成 的 材 料 一 般 包 含 有 水 泥 拌 和 水 骨 材 摻 劑 有 關 其 組 成 的 材 料 說 明 如 下 : 2.4.2.1 水 泥 波 特 蘭 水 泥 是 一 種 水 硬 性 水 泥, 主 要 由 矽 酸 鈣 鹽 類 所 組 成 加 水 後 產 生 化 學 反 應 而 有 凝 結 與 硬 固 作 用, 與 骨 材 膠 結 一 起 拌 合 形 成 一 種 人 造 石 材, 是 土 木 工 程 界 普 遍 使 用 的 營 建 材 料 水 泥 的 產 製 是 以 石 灰 質 材 料 與 黏 土 材 料 ( 或 頁 岩 ) 為 主, 輔 以 適 當 的 配 比 而 組 成, 生 料 再 經 過 研 磨 煆 燒 急 速 冷 卻 等 步 驟 後 形 成 熟 料, 加 石 膏 研 磨 後 便 成 水 泥 水 泥 主 要 的 成 份 為 矽 酸 三 鈣 (C 3 S) 矽 酸 二 鈣 (C 2 S) 鋁 酸 三 鈣 ( C 3 A) 鋁 鐵 酸 四 鈣 (C 4 AF) 等 四 種 主 要 礦 物 熟 料 (Clinker) 其 與 原 礦 物 含 有 之 雜 質 和 研 磨 時 加 入 之 石 膏 共 同 組 成 波 特 蘭 水 泥 故 水 泥 之 成 份 除 含 有 少 量 之 MgO Na 2 O K 2 O SO 3 及 未 經 水 化 之 CaO( 即 游 離 石 灰 ) 外, 主 要 者 為 CaO SiO 2 Al 2 O 3 及 Fe 2 O 3 等 四 種, 而 此 四 種 主 要 成 份 隨 著 煆 燒 的 時 間 與 溫 度 之 變 化 組 成 C 3 S C 2 S C 3 A 及 C 4 AF 等 四 種 主 要 化 合 物 ( 或 稱 單 礦 物 ); 這 四 種 成 份 息 息 相 關 這 四 種 成 份 與 混 凝 土 性 質 相 關, 此 四 種 化 合 物 在 水 化 過 程 中 之 特 性 如 表 2.1 所 示 波 特 蘭 水 泥 應 符 合 CNS 61 [ 波 特 蘭 水 泥 ] 相 關 規 範, 除 波 特 蘭 水 泥 一 般 的 分 類 外, 礦 物 摻 料 的 應 用 在 國 內 亦 有 漸 趨 普 遍 的 現 象, 使 用 摻 有 高 爐 石 粉 或 飛 灰 的 水 泥, 可 另 行 參 照 CNS 3654 [ 波 特 蘭 高 爐 水 泥 ] 或 CNS 11270 [ 波 特 蘭 飛 灰 水 泥 ] 等 規 範 之 規 定, 不 過, 國 內 目 前 高 爐 石 粉 或 飛 灰 的 應 用 仍 以 直 接 摻 用 或 取 代 部 分 水 泥 的 方 式 進 行 2-7

表 2.1 水 泥 主 要 成 份 特 性 表 成 份 含 量 % 特 性 ASTM C150 規 定 C 3 S 25~60 C 2 S 15~50 C 3 A 4~12 C 4 AF 5~12 是 混 凝 土 產 生 強 度 主 要 的 因 素, 對 於 早 期 強 度 貢 獻 大, 但 水 化 過 程 中 會 產 生 高 水 化 熱 提 供 混 凝 土 晚 期 強 度, 含 量 較 多 時 會 影 響 混 凝 土 早 期 強 度, 水 化 熱 低, 對 於 混 凝 土 體 積 穩 定 性 有 幫 助 活 性 大 且 水 化 速 度 快, 加 速 水 化 早 期 的 凝 固, 易 因 瞬 凝 而 降 低 工 作 性 ; 水 化 熱 高, 對 於 混 凝 土 體 積 穩 定 性 影 響 大 水 化 反 應 最 慢, 故 水 化 熱 低, 早 期 強 度 亦 低 ; 抗 硫 性 也 差 於 低 熱 水 泥 中 含 量 需 小 於 35% 於 低 熱 水 泥 中 含 量 需 大 於 40% 含 量 不 宜 過 多, 除 早 強 水 泥 外, 其 餘 皆 小 於 8% 以 下 抗 硫 水 泥 應 小 於 20 % 水 泥 水 化 機 制 說 明 : 水 泥 與 水 接 觸 後, 其 主 要 成 份 間 之 水 化 速 率 以 C 3 A 最 快 C 3 S 次 之, 再 者 為 C 4 AF, 而 C 2 S 最 慢 水 泥 在 水 化 時, 大 致 上 可 粗 分 為 五 個 階 段, 其 各 階 段 間 的 反 應 過 程 行 為 與 特 徵 如 下 表 2.2 所 示 2-8

表 2.2 水 泥 水 化 時 之 行 為 與 特 徵 階 段 名 稱 初 期 階 段 潛 伏 期 加 速 期 減 速 期 穩 定 狀 態 反 應 行 為 Ca 2+ 與 OH - 等 離 子 不 斷 釋 出 及 液 相 逐 漸 改 變, 並 大 量 放 熱 C 3 S 進 行 初 期 水 化 液 相 組 成 之 改 變 影 響 此 階 段 之 凝 結 狀 態 C 3 A 與 石 膏 形 成 六 角 形 針 刺 狀 鈣 釩 石 (AFt) 及 C 3 A 雜 項 水 化 物 鋁 酸 鹽 類 與 石 膏 於 初 期 迅 速 溶 解 並 反 應 鈣 釩 石 (AFt) 及 AFm 繼 續 形 成, 並 影 響 凝 結 時 間 及 工 作 性 CH 晶 體 及 C-S-H 膠 體 早 期 水 化 物 形 成 放 熱 速 率 降 低 而 黏 滯 性 繼 續 增 加 此 階 段 末 期 由 矽 酸 鈣 水 化 物 水 化 狀 況 決 定 初 凝 時 間 Ca 2+ 離 子 增 加, 矽 酸 鹽 減 少,Ca 2+ 集 中 並 達 到 飽 和 狀 態 放 熱 速 率 升 高 過 飽 和 Ca 2+ 離 子 濃 度 降 低 水 泥 漿 體 從 塑 性 (Plastic) 逐 漸 達 剛 性 (Rigid) 早 期 強 度 開 始 形 成 終 凝 發 生 於 過 程 開 始 後 約 1 至 2 小 時 水 化 產 物 之 快 速 形 成 導 致 水 泥 漿 體 固 化 及 孔 隙 減 少 C3S 快 速 化 學 反 應, 形 成 C-S-H 膠 體 及 CH 晶 體 鈣 釩 石 繼 續 緩 慢 形 成 而 且 依 A/S 比 例 開 始 轉 換 成 AFm 1. 漿 體 孔 隙 繼 續 減 少, 而 水 化 物 之 顆 粒 與 顆 粒 之 間 逐 形 成 鍵 結 而 具 有 早 期 強 度 2. 放 熱 速 率 降 低 3.C 2 S 水 化 作 用 變 為 較 明 顯 4.C-S-H 及 CH 之 形 成 由 化 學 控 制 改 為 擴 散 控 制 5. 鈣 釩 石 完 全 轉 換 成 AFm 1. 漿 體 孔 隙 繼 續 減 少, 強 度 繼 續 增 加 2. 體 積 穩 定 性 及 耐 久 性 逐 漸 增 加 3. 抗 潛 變 (Creep) 能 力 依 齡 期 增 加 而 遞 增 4. 水 化 作 用 為 擴 散 控 制, 強 度 發 展 趨 勢 漸 緩 形 成 穩 定 狀 態 5. 由 漿 體 孔 隙 及 水 化 物 鍵 結 形 態 來 決 定 極 限 強 度 6. 水 化 產 物 緩 慢 形 成 2-9

2.4.2.2 骨 材 骨 材 是 透 水 混 凝 土 主 要 的 骨 架 構, 亦 是 提 供 主 要 強 度 的 相 位 之 一, 骨 材 包 含 普 通 骨 材 ( 礫 石 卵 石 砂 ) 或 特 殊 骨 材 ( 輕 質 骨 材 回 收 營 建 材 料 等 等 ) 為 了 保 證 透 水 混 凝 土 的 透 水 性 能 與 力 學 強 度, 且 骨 材 顆 粒 級 配 是 決 定 整 體 透 水 性 能 與 力 學 強 度 的 主 因, 粗 骨 材 通 常 採 用 顆 粒 較 小 的 單 一 粒 徑 級 配, 於 10~20mm 或 5~10mm 如 表 2.3 所 示 此 外 對 於 碎 石 型 骨 材 中 針 片 狀 顆 粒 應 盡 量 減 少, 骨 材 含 泥 量 應 不 大 於 1% 表 2.3 各 個 國 家 推 薦 或 採 用 透 水 性 混 凝 土 路 面 之 骨 材 級 配 英 國 法 國 南 非 日 本 篩 孔 /mm 14 10 6.3 3.3 0.075 過 篩 率 /% 100 90-100 45-95 10-20 2-5 篩 孔 /mm 25 19 12.5 6.3 3 0.075 過 篩 率 /% 100 90 40 25 20 4 篩 孔 /mm 13 10 6.73 3.36 0.074 過 篩 率 /% 100 90-100 40-45 22-28 3-5 篩 孔 /mm 13 5 2.5 1.25 過 篩 率 /% 100 50-100 8-25 0-6 2.4.2.3 摻 劑 透 水 混 凝 土 除 了 骨 材 水 泥 水 此 些 基 本 材 料 外, 通 常 會 加 入 其 他 輔 助 或 改 善 其 性 質 的 摻 劑 透 過 其 在 水 泥 漿 體 中 所 發 生 的 化 學 反 應, 來 達 到 改 變 混 凝 土 性 質 的 成 效, 大 多 數 化 學 摻 料 是 高 分 子 聚 合 物 目 前 在 工 程 上 應 用 最 多 的 化 學 摻 料, 以 減 水 緩 凝 輸 氣 等 例 如 添 加 一 定 量 的 增 強 劑, 有 助 於 提 高 水 泥 漿 與 骨 材 之 間 介 面 強 度 ; 添 加 一 定 量 的 減 水 劑 可 減 少 拌 和 水 用 量, 降 低 水 灰 比 來 提 升 力 學 強 度 ; 添 加 増 黏 劑 來 增 加 水 泥 漿 體 的 黏 稠 度, 藉 以 提 高 施 工 面 表 層 的 平 整 ; 低 氣 溫 狀 況 下 可 添 加 早 強 劑 藉 以 加 速 2-10

透 水 混 凝 土 的 硬 化 ; 或 為 了 使 透 水 混 凝 土 更 加 美 觀, 添 加 著 色 劑 增 加 色 彩 獲 得 視 覺 享 受 2.4.3 透 水 混 凝 土 之 設 計 方 法 本 年 度 研 究 有 關 第 一 工 作 項 目 應 先 考 慮 透 水 混 凝 土 配 比 設 計, 目 前 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 有 三 種 方 法, 分 別 是 重 量 比 例 法 ( 行 政 院 公 共 工 程 委 員 會 ) 體 積 法 ( 美 國 混 凝 土 協 會 ) 與 比 表 面 積 法 ( 雷 揚 中 ) 一 般 混 凝 土 在 配 比 設 計 時, 首 先 考 量 的 是 混 凝 土 強 度 ( 水 灰 比 ), 重 量 比 例 法 也 是 先 考 量 的 是 混 凝 土 強 度 ( 水 灰 比 ), 次 之 再 考 量 孔 隙 率 ( 填 漿 量 ); 但 在 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 時, 首 先 考 量 的 則 是 孔 隙 率 ( 填 漿 量 ), 尤 其 對 於 需 提 供 植 生 功 能 的 護 坡 及 護 岸 等 工 程, 填 漿 量 控 制 更 是 植 生 成 敗 之 關 鍵 希 望 藉 由 召 集 透 水 混 凝 土 專 家 學 者 方 式, 討 論 上 述 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 三 種 方 法 之 優 缺 點, 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程 與 試 驗 標 準 ; 一 般 而 言 骨 材 以 漿 體 包 覆, 以 無 較 多 水 泥 漿 流 出 為 恰 當, 各 文 獻 均 記 載 許 多 計 算 漿 量 的 方 法, 分 述 如 下 : 1. 配 比 設 計 重 量 比 例 法 重 量 比 例 法 係 利 用 經 驗 圖 表, 迅 速 計 算 出 各 材 料 用 量, 可 簡 化 配 比 設 計 計 算, 易 於 現 場 拌 合 施 工 2. 配 比 設 計 體 積 法 體 積 法 係 以 原 有 粗 骨 材 孔 隙 率 為 基 礎, 依 目 標 孔 隙 率 經 過 詳 細 計 算, 以 控 制 填 漿 體 積, 利 於 掌 握 拌 合 完 成 後 之 孔 隙 率 特 性 美 國 混 凝 土 協 [15] 會 以 體 積 法 進 行 透 水 混 凝 土 配 比 設 計, 步 驟 整 理 簡 化 後 如 下 圖 所 示, 水 灰 比 決 定 水 泥 漿 體 黏 結 性 與 混 凝 土 強 度, 美 國 混 凝 土 協 會 2002 規 範 A6.3 建 議 水 灰 比 值 介 於 0.35 至 0.45 由 於 乾 搗 形 態 之 粗 骨 材 在 拌 合 成 混 凝 土 後, 體 積 有 膨 脹 現 象, 粗 骨 材 含 量 相 對 減 少, 不 加 砂 情 形 下, 比 例 為 0.99 2-11

ACI 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 程 序 粗 骨 材 基 本 物 性 試 驗 1. 乾 搗 單 位 重 Wt, 2. 面 乾 內 飽 和 S, 3. 吸 水 率 r 求 出 單 位 體 積 中, 面 乾 內 飽 和 之 粗 骨 材 體 積 Va 及 孔 隙 體 積 V, t Va=Wt*b*(1+r)/SR 依 據 目 標 孔 隙 率 v, 計 算 水 泥 將 體 積 Vp Vp=Vt-v%*1 依 據 水 灰 比 W/c, 求 水 泥 體 積 Vc 與 水 體 積 Vw, 水 泥 比 重 Sc W/c=Vw*R/(ScVc) Vp=Vc+Vw 驗 算 Va+Vc+Vw+v%*1=1 圖 2.4 ACI 混 凝 土 配 比 設 計 流 程 圖 符 號 說 明 :(1) S: 面 乾 內 飽 和 粗 骨 材 容 積 比 重,(2) Wt:1 立 方 公 尺 骨 材 粒 料 單 位 重 ( 乾 搗 單 位 重 ),(3) r: 吸 水 率,(4) Va: 面 乾 內 飽 和 之 粗 骨 材 體 積,(5) Vc: 水 泥 體 積,(6) Vp: 水 泥 漿 體 積,(7) v: 孔 隙 百 分 率,(8) Vw: 水 體 積,(9) R: 水 泥 漿 與 骨 材 重 量 比 例, 簡 稱 漿 骨 比,(10) W/c: 水 灰 比,(11) Vt: 試 體 體 積 3. 配 比 設 計 比 表 面 積 法 比 表 面 積 法 主 要 係 以 骨 材 之 表 面 積 乘 以 漿 體 厚 度, 得 出 填 漿 量, 雷 揚 中 2004 提 出 理 論 概 述 如 下 : 假 設 理 想 的 骨 材 顆 粒 接 近 球 形, 若 骨 材 之 直 徑 為 d,ss 為 比 表 面 積, 以 球 體 表 面 積 與 球 體 體 積 之 比 例 2-12

可 求 得 比 表 面 積 值, 公 式 如 下 : Ss = 4π ( d / 2) 4 π ( d / 2) 3 2 3 = 6 d 由 上 式 可 以 推 導 出 各 粒 徑 的 標 稱 直 徑 及 單 位 體 積 比 表 面 積 如 表 2.4 所 示 表 2.4 骨 材 之 比 表 面 積 骨 材 粒 徑 群 (mm) 平 均 粒 徑 (mm) S(m 2 /m 3 ) 25.0~19.0 22.2 278 19.0~12.5 15.9 378 12.5~9.5 11.10 540 9.5~4.75 7.10 840 4.75~2.36 2.56 1686 雷 揚 中 2004, 在 水 泥 漿 包 裹 厚 度 部 分, 初 開 始 設 定 為 1mm, 由 於 漿 體 垂 流 量 太 大, 而 後 逐 漸 調 降 至 0.5mm, 並 以 0.5mm 0.4mm 以 及 0.3mm 進 行 各 項 試 驗, 以 求 得 最 佳 水 泥 用 量, 其 中 在 膜 厚 0.4mm 時, 骨 材 粒 徑 為 篩 號 #4 及 #8 雙 粒 徑 搭 配, 水 灰 比 0.3 情 形 下, 試 體 抗 壓 強 度 已 可 達 200kg/cm 2, 透 水 係 數 則 為 0.056cm/sec 其 抗 壓 強 度 已 超 過 一 般 結 構 混 凝 土 設 計 要 求 175 kg/cm 2 國 內 外 目 前 所 使 用 的 配 比 設 計 方 法, 在 填 漿 量 的 計 算 上, 計 有 重 量 比 例 法 體 積 法 及 比 表 面 積 法 等 重 量 比 例 法 為 公 共 工 程 委 員 會 施 工 綱 要 規 範 使 用 之 方 法, 其 配 比 計 算 極 為 簡 易, 於 粗 骨 材 稱 重 後, 即 可 迅 速 計 算 出 水 泥 用 量, 利 於 現 場 拌 合 施 工, 若 能 掌 握 配 比 之 物 理 及 工 程 特 性, 材 料 控 管 極 為 方 便 體 積 法 為 美 國 混 凝 土 協 會 採 用 的 方 法, 計 算 上 較 為 複 雜, 但 易 於 理 解 填 漿 量 與 孔 隙 的 關 係, 於 植 生 工 程 重 視 孔 隙 率 甚 於 強 度 的 情 形 下, 使 用 此 法 較 易 預 測 孔 隙 率 的 數 值 比 表 面 積 法 源 自 傳 統 混 凝 土 水 泥 漿 包 覆 骨 材 的 理 論, 一 般 工 程 師 容 易 接 受, 但 需 先 了 解 各 骨 材 之 比 表 面 積 由 於 各 配 比 試 拌 法 對 漿 體 垂 流 量 的 問 題 尚 無 良 好 的 解 決 方 案, 在 垂 流 量 控 制 2-13

方 面, 大 多 僅 能 以 試 誤 法 進 行 各 種 配 比 設 計 法 各 有 其 優 缺 點, 若 能 針 對 漿 體 垂 流 量 的 問 題 找 尋 良 好 的 解 決 方 案, 而 瀝 青 垂 流 試 驗 是 採 用 美 國 AASHTO T305-97 的 網 籠 法 進 行 垂 流 試 驗, 是 用 於 透 水 瀝 青 混 凝 土 在 高 溫 狀 態 下 保 持 靜 態 的 最 大 瀝 青 量 測 定, 適 用 於 垂 流 量 控 制 方 面 透 水 混 凝 土 中 提 供 力 學 強 度 者 除 了 骨 材 外, 膠 結 材 料 亦 是 另 一 重 要 相 位, 若 是 膠 結 漿 體 的 力 學 強 度 有 所 提 升, 對 於 整 體 強 度 是 有 正 面 助 益 一 般 而 言, 透 水 混 凝 土 膠 結 骨 材 的 膠 結 材 料 通 常 為 水 泥 漿 體, 若 以 卜 作 嵐 材 料 取 代 部 分 水 泥, 不 僅 可 以 增 加 漿 體 之 黏 稠 性 達 到 良 好 包 裹 骨 材 之 效 果, 防 止 垂 流 增 加 透 水 能 力, 更 可 藉 由 卜 作 嵐 反 應 提 升 膠 結 材 料 之 強 度, 進 而 提 供 透 水 混 凝 土 更 高 之 力 學 特 性, 因 此 膠 結 材 料 之 組 合 亦 為 透 水 混 凝 土 提 升 透 水 能 力 與 力 學 特 性 要 素 之 ㄧ 透 水 性 混 凝 土 在 目 前 為 止 並 無 成 熟 的 設 計 方 式, 但 依 照 透 水 混 凝 土 所 使 用 的 目 的, 可 以 由 透 水 混 凝 土 內 的 孔 隙 結 構 著 手 首 先, 透 水 混 凝 土 是 骨 材 堆 積 在 一 單 位 體 積 之 中, 由 骨 材 的 點 對 點 所 堆 積 的 特 殊 結 構, 並 存 在 許 多 孔 隙, 設 計 的 原 則 即 為 將 骨 材 顆 粒 表 面 由 黏 結 的 漿 體 包 裹, 並 且 將 骨 材 顆 粒 相 互 黏 結, 形 成 一 個 保 有 孔 隙 且 具 有 力 學 強 度 的 混 凝 土 膠 結 漿 體 的 設 計 量 並 不 須 完 全 充 滿 此 單 位 骨 材 中 的 所 有 孔 隙, 而 漿 體 的 使 用 量 是 可 以 依 據 所 需 的 透 水 性 能 和 力 學 強 度 做 權 衡 設 計 的 由 學 者 楊 靜 所 建 議, 一 立 方 公 尺 透 水 混 凝 土 的 重 量 應 為 骨 材 緊 密 堆 積 之 重 量 與 單 方 水 泥 用 量 加 上 拌 和 水 量 之 和, 約 在 1,600-2,100kg 範 圍 內, 根 據 此 原 則 可 以 初 步 確 定 透 水 混 凝 土 的 配 比 1. 骨 材 用 量 一 立 方 公 尺 透 水 混 凝 土 中 粗 骨 材 總 量 可 以 取 最 緊 密 堆 積 的 骨 材 重 量, 大 致 在 1,200-1,400kg 之 間, 主 要 使 用 粗 骨 材, 若 需 使 用 細 骨 材, 則 細 骨 材 使 用 量 控 制 在 粗 骨 材 之 20% 之 內 2. 骨 材 粒 徑 骨 材 粒 徑 是 決 定 透 水 混 凝 土 中 孔 隙 體 積 重 要 因 素 之 ㄧ 骨 材 粒 徑 亦 2-14

影 響 透 水 混 凝 土 的 力 學 強 度 甚 鉅 由 理 論 推 斷, 若 骨 材 形 狀 接 近 圓 形 的 理 想 狀 況 之 下, 單 位 體 積 內 骨 材 堆 疊 所 產 生 的 孔 隙 體 積 是 相 同 的, 不 同 之 處 在 於 孔 隙 的 大 小 大 粒 徑 的 骨 材 堆 積 之 下 的 孔 隙 必 定 大 於 小 粒 徑 骨 材 堆 積 所 產 生 的 孔 隙 主 導 透 水 性 能 的 連 通 孔 隙 直 徑 越 大 則 透 水 性 能 會 較 佳, 反 之 則 較 差 以 力 學 強 度 觀 點, 骨 材 粒 徑 較 小, 單 位 體 積 中 的 骨 材 顆 粒 數 量 必 定 大 於 骨 材 粒 徑 大 者, 因 此 單 位 體 積 中 透 水 混 凝 土 內 骨 材 接 觸 點 數 量 增 加 的 情 形 下, 力 學 強 度 是 會 向 上 提 升 的 因 此, 骨 材 粒 徑 的 選 用 關 係 到 透 水 混 凝 土 的 透 水 性 能 以 及 力 學 強 度, 故 可 以 依 照 透 水 混 凝 土 使 用 的 目 的 來 設 計 選 用 骨 材 粒 徑 3. 膠 結 材 料 用 量 透 水 混 凝 土 之 膠 結 材 料 通 常 使 用 波 特 蘭 水 泥, 但 為 了 整 體 強 度 的 考 量, 會 有 添 加 礦 物 摻 料 亦 或 者 使 用 其 他 漿 體 來 取 代 水 泥 漿 體 以 水 泥 漿 體 而 言, 若 保 證 在 最 佳 用 水 量 的 狀 況 之 下, 增 加 水 泥 用 量 是 可 以 提 升 水 泥 漿 體 的 稠 度 和 增 加 裹 覆 在 骨 材 顆 粒 周 圍 的 漿 體 厚 度, 此 舉 可 以 有 效 地 提 升 透 水 混 凝 土 的 力 學 強 度 但 若 水 泥 使 用 量 過 大, 會 使 得 漿 體 體 積 增 加, 進 而 減 少 骨 材 之 間 的 孔 隙 率, 因 而 損 失 透 水 性 能 同 時 水 泥 用 量 亦 受 到 骨 材 粒 徑 影 響, 若 骨 材 粒 徑 較 小, 則 骨 材 表 面 積 較 大, 此 時 可 適 當 增 加 水 泥 用 量 通 常 透 水 混 凝 土 水 泥 用 量 在 250-350 kg/m 3 範 圍 內 4. 水 灰 比 水 灰 比 在 水 泥 漿 體 性 質 中 扮 演 相 當 重 要 的 角 色, 水 灰 比 關 乎 水 泥 漿 體 硬 固 後 的 力 學 強 度, 也 關 係 著 水 泥 漿 體 的 工 作 性 良 好 的 水 灰 比 設 計, 使 得 工 作 性 良 好, 可 以 使 得 水 泥 漿 體 充 分 裹 覆 在 骨 材 顆 粒 周 圍, 在 透 水 混 凝 土 硬 固 後 展 現 優 良 的 力 學 強 度 倘 若 水 灰 比 過 高, 透 水 混 凝 土 較 不 容 易 有 高 力 學 強 度, 此 外 漿 體 流 動 性 過 高 的 狀 況 下, 不 易 裹 覆 在 骨 材 周 圍 而 因 重 力 影 響 向 下 流 動, 產 生 垂 流 現 象 漿 2-15

體 垂 流 至 透 水 混 凝 土 底 部 硬 固 後, 會 造 成 透 水 性 能 喪 失, 骨 材 顆 粒 因 漿 體 垂 流 而 無 法 被 漿 體 均 勻 裹 覆, 力 學 強 度 也 會 受 到 折 減 此 外, 為 了 提 升 力 學 性 能 而 使 用 過 低 水 灰 比 的 漿 體, 會 造 成 漿 體 過 於 黏 稠, 工 作 性 差 且 不 易 於 拌 合 過 於 黏 稠 的 漿 體 會 使 得 骨 材 產 生 團 簇 的 現 象, 使 漿 體 在 透 水 混 凝 土 之 中 分 佈 不 均, 極 有 可 能 阻 斷 透 水 路 徑, 分 佈 不 均 的 漿 體 也 會 讓 透 水 混 凝 土 內 部 形 成 許 多 缺 漿 的 弱 面, 而 使 力 學 強 度 大 為 折 減 良 好 的 水 灰 比 可 以 透 過 實 際 拌 和 求 得, 通 常 界 於 0.25-0.35 之 間, 最 佳 水 灰 比 通 常 有 兩 種 確 定 方 法 : (1) 在 骨 料 與 水 泥 用 量 一 定 的 狀 況 下, 從 小 至 大 選 定 數 組 不 同 水 灰 比 分 別 拌 製 混 凝 土, 再 以 試 驗 測 定 其 抗 壓 強 度, 繪 製 W/C-f 曲 線, 求 出 最 大 抗 壓 強 度 所 對 應 的 水 灰 比 即 為 最 佳 水 灰 比 (2) 實 際 工 作 中 常 依 據 經 驗 判 定 水 灰 比 是 否 合 適, 取 一 些 拌 和 良 好 的 新 拌 透 水 混 凝 土 進 行 觀 察, 若 水 泥 漿 在 骨 材 顆 粒 表 面 均 勻 裹 覆, 沒 有 水 泥 漿 體 下 滴 的 情 形, 而 且 顆 粒 有 類 似 金 屬 光 澤, 則 說 明 此 水 灰 比 較 為 合 適 5. 工 作 性 檢 驗 透 水 混 凝 土 拌 合 物 因 為 水 灰 比 限 制, 通 常 顯 得 乾 硬, 一 般 建 議 使 用 VB 稠 度 指 標 來 衡 量, 建 議 VB 值 在 10-20 較 為 合 適 在 初 步 配 比 計 算 之 後, 試 拌 並 且 測 定 拌 合 物 的 工 作 度, 即 可 驗 證 配 比 設 計 是 否 合 理 2.4.4 透 水 混 凝 土 在 國 內 外 的 應 用 混 凝 土 材 料 在 臺 灣 以 及 國 際 間 被 應 用 在 土 木 工 程 上 已 經 有 很 長 的 時 間, 學 者 和 工 程 師 們 對 於 土 木 工 程 實 務 上 各 項 構 造 物 其 用 途 的 不 同 也 開 發 或 改 良 許 多 新 型 混 凝 土, 隨 著 環 保 意 識 抬 頭, 混 凝 土 材 料 除 了 考 慮 耐 久 性 經 濟 性 施 工 性 之 外, 對 於 環 境 生 態 衝 擊 的 因 素 也 漸 漸 納 入 研 發 新 材 料 的 考 慮 重 點 2-16

2.4.4.1 國 外 應 用 1970 年 代 早 期 於 美 國 開 始 發 展, 為 的 是 要 改 善 鋪 面 面 層 的 透 水 性 降 低 噪 音 和 增 加 雨 天 的 抗 滑, 而 當 時 早 就 有 許 多 歐 洲 國 家 採 用, 現 今 至 少 也 有 7 個 國 家 採 用, 他 們 都 有 所 共 識, 鋪 設 厚 度 45~50mm 孔 隙 率 在 17~20 % 左 右, 粒 徑 標 稱 11mm 或 16mm, 較 大 或 較 小 的 篩 號 則 不 常 使 用, 瀝 青 膜 厚 度 約 在 20~40μm 在 1970 年 代 中 期, 很 多 州 立 的 公 路 行 政 機 構 就 已 經 開 始 採 用 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 路 面, 目 前 美 國 已 有 15 州 廣 泛 的 使 用, 且 還 有 數 個 州 也 正 在 考 慮 跟 進 在 美 國, 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 是 從 廠 拌 封 層 試 驗 中 發 展 出 來 的, 封 層 處 理 是 先 鋪 上 一 層 瀝 青, 隨 後 再 散 佈 蓋 面 粒 料, 並 將 粒 料 夯 實 置 進 瀝 青 膠 泥 中, 如 此 可 增 強 磨 擦 層, 但 相 對 地 在 高 速 極 高 程 載 的 情 形 下 會 減 低 壽 命 為 了 維 持 摩 擦 層 的 功 能 及 減 少 粒 料 的 流 失, 美 國 公 路 局 在 1970 年 代 開 始 研 究 在 熱 拌 合 時, 於 瀝 青 膠 泥 中 拌 入 大 量 的 碎 石 粒 料, 其 直 徑 為 9.5~12mm, 並 使 用 傳 統 鋪 築 機 鋪 設 19mm 厚, 這 種 鋪 面 的 優 點 是 表 面 有 孔 隙 及 增 加 摩 擦 力, 但 因 為 鋪 設 的 厚 度 較 薄, 孔 隙 較 少, 所 以 透 水 及 降 低 輪 胎 噪 音 的 效 果 較 小 有 關 於 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 較 常 見 問 題 不 外 乎, 粒 料 過 早 剝 落 黏 結 劑 的 流 失 及 下 層 的 瀝 青 混 凝 土 惡 化 等 問 題 大 部 分 公 路 單 位 所 使 用 的 標 稱 最 大 粒 徑 為 9.5mm 此 級 配 最 大 不 同 點 在 於 通 過 2.36mm 和 200 篩 的 百 分 率, 當 其 他 地 方 著 重 在 孔 隙 率 已 改 善 內 部 排 水 問 題 時, 有 一 些 州 確 較 偏 愛 使 用 細 粒 料 以 增 加 混 合 料 的 穩 定 性 然 而, 在 美 國 所 規 範 的 孔 隙 和 歐 洲 大 部 分 的 國 家 不 同 於 1979 年 的 美 國 佛 州 Sarasota 區 已 經 使 用 無 細 骨 材 的 多 孔 隙 混 凝 土 建 造 具 有 透 水 性 路 面 的 停 車 場, 並 且 取 得 透 水 混 凝 土 專 利 此 後, 透 水 混 凝 土 在 美 國 開 始 被 推 廣 應 用, 例 如 在 Sarasota 大 學 附 近 構 築 了 一 條 4 線 車 道 長 1.6 公 里 的 透 水 路 面 道 路, 之 後 在 新 墨 西 哥 以 及 佛 州 西 部 地 區 共 修 建 53 座 透 水 混 凝 土 停 車 場 從 80 年 代 開 始, 美 國 開 始 有 透 水 混 凝 土 預 拌 廠 2-17

, 佛 州 於 1991 年 成 立 了 透 水 性 波 特 蘭 水 泥 混 凝 土 協 會, 對 於 透 水 混 凝 土 的 應 用 提 供 技 術 指 導 照 片 2.1 為 美 國 透 水 鋪 面 應 用 於 停 車 場 照 片 2.1 美 國 透 水 鋪 面 應 用 於 停 車 場 美 國 CAHILL ASSOCIATES 環 境 工 程 顧 問 在 Villanova 大 學 所 做 的 透 水 混 凝 土 雨 水 滯 留 量 試 驗 中, 以 5,359 平 方 公 尺 面 積 土 地 舖 設 0.45 至 0.75 公 尺 厚 度 之 透 水 混 凝 土, 經 過 實 際 24 小 時 降 雨 強 度 達 149mm, 最 大 每 小 時 降 雨 強 度 達 35.1mm 暴 雨 的 測 試, 其 出 流 量 僅 為 76 立 方 公 尺, 平 均 深 度 14.2mm, 即 減 少 逕 流 量 約 達 90%, 其 餘 雨 水 均 流 入 地 下, 其 試 驗 基 地 如 照 片 2.2 所 示 照 片 2.2 Villanova 大 學 透 水 混 凝 土 試 驗 廣 場 2-18

日 本 於 1987 年 開 始 有 學 者 申 請 透 水 混 凝 土 舖 築 材 料 的 專 利, 專 利 內 容 是 使 用 單 一 粒 徑 粗 骨 材 加 上 微 量 細 骨 材 配 合 有 機 高 分 子 樹 脂 作 為 膠 結 材 料, 主 要 應 用 在 公 園 人 行 步 道 和 停 車 場 日 本 自 1973 年 起 採 用 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 鋪 面, 東 京 都 建 設 局 當 時 為 改 善 行 道 樹 之 生 長 環 境, 因 而 開 始 對 人 行 道 透 水 性 鋪 面 之 規 劃 設 計 施 工 及 後 續 追 蹤 調 查 進 行 研 究 ; 於 20 多 年 間, 共 鋪 設 了 透 水 鋪 面 220 萬 平 方 公 尺, 並 以 階 段 性 的 方 式 配 合 政 策 的 推 行, 於 1986~1995 年 間, 以 每 年 增 加 10~20 萬 平 方 公 尺 之 速 度 成 長, 東 京 都 透 水 性 鋪 面 之 推 動 成 果, 在 日 本 具 有 指 標 性 意 義, 促 使 日 本 全 國 進 行 透 水 性 鋪 面 之 鋪 設, 至 1999 年, 全 國 已 累 積 了 1000 萬 平 方 公 尺 以 上 的 施 工 實 績 照 片 2.3 為 日 本 透 水 鋪 面 應 用 於 步 道 照 片 2.3 日 本 透 水 鋪 面 應 用 於 步 道 自 1973 年, 日 本 採 用 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 鋪 面 至 今 已 近 30 年 當 時 東 京 都 建 設 局 為 改 善 行 道 樹 之 生 長 環 境, 於 1973 至 1995 年 共 築 200 萬 平 方 公 尺, 並 以 政 策 性 及 階 段 性 的 推 行, 於 1986~1995 年 10~20 萬 平 方 公 尺 / 年 速 度 成 長, 東 京 都 透 水 性 鋪 面 之 推 動 成 果, 在 日 本 具 有 指 標 性 意 義, 促 使 日 本 全 國 進 行 透 水 性 鋪 面 之 鋪 設, 至 1999 年, 全 國 已 累 積 1,000 萬 平 方 公 尺 以 上 工 作 實 績 其 壓 碎 石 灰 岩 所 的 之 石 粉, 其 含 水 量 在 10% 以 下, 且 為 了 抵 抗 粒 料 飛 散 性 耐 候 性 耐 水 性 耐 流 動 性 等 功 能, 但 實 際 上 則 是 為 了 考 慮 耐 久 2-19

性 排 水 機 能 之 持 續 性, 則 多 採 用 高 黏 度 改 質 瀝 青 其 混 合 料 的 配 比 設 計 中, 在 由 試 誤 法 決 定 粒 料 配 比 的 混 合 料 垂 流 試 驗 中 取 得 最 佳 瀝 青 含 量, 接 著 由 密 度 試 驗 馬 歇 爾 穩 定 值 試 驗 透 水 試 驗 及 Cantabro 磨 耗 試 驗 決 定 設 計 瀝 青 量, 製 作 馬 歇 爾 試 體 的 夯 實 次 數 為 每 面 各 50 下 日 本 在 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 之 材 料 發 展 規 範 研 擬 配 比 設 計 現 場 施 工 機 要 評 估 方 面, 累 積 多 年 實 務 經 驗, 臺 灣 與 日 本 地 理 位 置 接 近, 工 程 技 術 交 流 頻 繁 且 施 工 機 具 類 似, 日 本 推 行 經 驗 頗 值 台 灣 借 鏡 以 下 為 日 本 透 水 性 鋪 面 之 發 展 歷 程 : 1973 年 東 京 建 設 局 建 立 三 個 人 型 到 透 水 鋪 面 試 驗 區 1975 年 日 本 道 路 建 設 協 會 成 立 透 水 性 路 面 研 究 委 員 會 1978 年 將 透 水 性 路 面 列 入 瀝 青 路 面 綱 要 1982 年 技 術 成 熟, 應 用 於 全 國 人 行 道 1983 年 在 都 市 防 洪 政 策 中 納 入 雨 水 儲 留 滲 透 設 施 設 置, 其 中 透 水 性 道 路 鋪 面 逐 步 被 採 用, 於 1999 年 全 國 已 累 積 1000 萬 平 方 公 尺 以 上 工 作 實 績 日 本 在 發 展 透 水 性 試 驗 路 面 時, 特 別 重 視 下 列 課 題 : (1) 瀝 青 混 合 料 最 大 粒 徑 之 研 究 (2) 路 盤 級 配 ( 碎 石 或 礫 石 ) 及 其 厚 度 之 研 究 (3) 試 驗 路 面 所 處 地 點 土 質 地 勢 等 環 境 條 件 (4) 用 消 石 灰 加 入 瀝 青 混 合 料 所 產 生 之 效 果 日 本 透 水 性 鋪 面 發 展 至 今, 依 其 用 途 可 區 分 為 3 類 (1) 步 行 道 路 面 鋪 面 ;(2) 車 行 道 路 鋪 面 ;(3) 戶 外 體 育 景 觀 設 施 鋪 面 ; 日 本 常 用 之 透 水 性 鋪 面 型 式 如 表 2.5 所 示 推 廣 過 程 是 以 步 行 道 路 面 鋪 面 車 行 道 路 鋪 面 及 其 他 ( 戶 外 體 育 景 觀 設 施 鋪 面 ) 之 應 用 次 續 發 展, 從 其 發 展 歷 程, 透 水 鋪 面 並 無 一 蹴 可 幾 2-20

, 而 是 由 試 驗 區 開 始, 後 得 成 功 之 案 例, 再 局 部 地 區 推 動 至 全 國 日 本 混 凝 土 協 會 2004 年 為 因 應 高 陡 護 坡 常 因 暴 雨 時 排 水 不 及 側 壓 力 過 大 造 成 崩 毀 災 害, 提 出 以 透 水 混 凝 土 施 築 護 牆 之 施 工 方 式, 其 中 背 填 透 水 混 凝 土 為 增 加 工 作 性, 以 加 砂 及 加 強 塑 劑 方 式 拌 合 透 水 混 凝 土 配 比 如 表 2.6 所 示, 該 配 比 抗 壓 強 度 約 250kg/cm 2, 高 陡 護 坡 斷 面 圖 如 圖 2.5 所 示 表 2.5 日 本 常 用 之 透 水 性 鋪 面 型 式 設 計 區 別 使 用 場 所 適 用 條 件 鋪 設 剖 面 圖 面 層 材 料 標 準 剖 面 人 行 道 路 鋪 面 步 道 I 步 道 II 步 道 廣 場 徒 步 區 慢 跑 步 道 腳 踏 車 道 步 道 入 口 處 廣 場 停 車 場 提 供 行 人 腳 踏 車 通 行 的 步 道, 腳 踏 車 的 專 用 道 輕 型 車 輛 管 理 用 車 輛 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 連 鎖 磚 天 然 砂 礫 橡 膠 屑 車 道 I 大 型 車 輛 通 行 量 小 於 10 輛 車 行 道 路 鋪 面 車 道 II 車 道 III 車 道 步 車 共 存 道 路 停 車 場 商 店 街 廣 場 徒 步 區 大 型 車 輛 通 行 量 小 於 10~55 輛 重 交 通 程 度 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 連 鎖 磚 2-21

孔 隙 率 (%) 水 灰 比 表 2.6 背 填 透 水 混 凝 土 之 配 合 比 例 單 位 體 積 材 料 用 量 (kg/m 3 ) 水 泥 水 細 骨 材 粗 骨 材 強 塑 劑 * 15 0.25 355 89 153 1576 0.75% 註 : 強 塑 劑 為 水 泥 量 之 0.75% 日 本 GOMACO 公 司 以 滑 動 模 板 進 行 透 水 混 凝 土 護 坡 施 工, 施 工 河 道 長 64 公 尺, 透 水 混 凝 土 澆 置 總 面 積 271 平 方 公 尺, 澆 置 厚 度 20 公 分, 全 部 完 成 所 花 時 間 僅 為 2 日, 較 傳 統 預 鑄 透 水 框 格 塊 舖 設 工 法 速 度 快 2-3 倍, 成 本 節 省 20% 以 上, 詳 如 照 片 2.4 所 示 圖 2.5 高 陡 護 坡 斷 面 示 意 圖 ( 資 料 來 源 : 日 本 混 凝 土 協 會 2004) 2-22

照 片 2.4 透 水 混 凝 土 護 坡 施 工 澆 置 情 形 (GOMACO 公 司 歐 洲 之 透 水 性 鋪 面 發 展 情 形 簡 述 如 下 : 1. 瑞 典 瑞 典 國 家 公 路 管 理 局 SNRA(Swedish National Road Administration ) 表 明 多 孔 隙 地 瀝 青 混 凝 土 的 耐 久 性 比 一 般 密 級 配 瀝 青 混 凝 土 來 的 好 的 確, 在 許 多 情 況 中 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 對 大 頭 釘 胎 環 的 損 害, 比 對 一 般 密 級 配 瀝 青 的 更 具 有 較 低 的 抵 抗 力, 因 此 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 的 使 用 多 半 是 基 於 對 噪 音 的 減 少 和 水 的 排 除 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 混 合 的 5.0% 的 瀝 青, 並 用 0.8% 的 礦 物 纖 維, 用 來 增 加 連 結 劑 的 耐 久 性 及 風 化 強 度 施 工 期 之 瀝 青 混 凝 土 之 孔 隙 率 大 於 15% 哥 德 堡 (Goteborg) 和 郝 爾 辛 堡 (Helsingborg) 之 間 之 E-6 高 速 公 路 上, 幾 個 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 的 表 面 也 被 調 查 過 城 市 道 路 當 局 選 擇 新 的 多 孔 瀝 青 混 凝 土 表 面 道 路 主 要 用 於 減 少 交 通 噪 音 ; 在 城 市, 排 水 是 次 重 要 的 在 中 等 的 降 雨 量 以 後, 可 見 到 只 有 較 少 的 水 留 在 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 表 面 上 2-23

1980 年 代 早 期, 在 哥 德 堡 (Goteborg) 測 量 到 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 的 噪 音 量 在 2 年 之 中, 由 初 始 的 6.0 分 貝 降 到 4.8 分 貝 同 樣 地, 道 路 的 排 水 容 量 在 了 50% 這 些 減 少 的 空 間 主 要 源 自 於 道 路 上 的 灰 塵 的 堆 積 和 大 頭 釘 胎 環 (studded tire) 的 損 害 但 哥 德 堡 道 路 當 局 還 是 認 為 這 些 現 象 足 以 證 明 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 的 使 用 是 正 確 的 2. 德 國 在 德 國 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 ( 德 國 術 語 為 Larmmindemde 瀝 青 ) 還 沒 有 標 準 規 格, 由 於 民 眾 的 壓 力 漸 增, 為 的 是 使 用 它 來 減 少 交 通 的 噪 音 如 同 在 瑞 典, 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 是 用 來 減 少 交 通 噪 音 和 排 水 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 設 計 有 8 和 11mm 兩 種 粒 料 尺 寸, 有 15 到 25% 孔 隙 含 量, 其 瀝 青 含 量 大 約 5% 混 合 物 重 應 用 40mm 厚 的 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 面 層, 使 用 最 大 尺 寸 為 11mm 的 粗 粒 料,85% 的 粗 粒 料 保 留 在 2mm 的 篩 子 上, 含 有 0.5%( 混 合 物 的 重 量 ) 的 纖 維 素 纖 維 (cellulose fibers) 德 國 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 的 鋪 面 比 傳 統 路 面 大 約 多 100% 費 用 支 付 這 個 費 用 主 要 是 用 來 減 少 因 高 速 行 駛 在 住 宅 區 或 附 近 其 中 的 公 路 上 時 所 產 生 的 噪 音 3. 法 國 法 國 使 用 之 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 面 層, 粒 料 最 大 尺 寸 為 10mm 或 14mm 的 粒 料, 其 中 粗 粒 料 (2mm 以 上 ) 佔 總 粒 料 的 85%, 其 孔 隙 率 約 為 22%, 其 黏 合 劑 組 成 範 圍 很 廣, 包 括 瀝 青 改 質 瀝 青 橡 膠 瀝 青 和 添 加 纖 維 的 瀝 青 主 要 用 在 恢 復 人 行 道 鋪 面 及 公 路 路 面, 以 降 低 噪 音 和 增 加 滲 漏, 並 減 少 路 面 逕 流 法 國 認 為 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 光 使 用 瀝 青, 無 法 抵 抗 重 交 通 所 需 的 凝 聚 力 及 柔 性, 所 以 自 1982 年 開 始 採 用 橡 膠 瀝 青, 透 水 性 底 部 基 礎, 則 使 用 粒 料 最 大 尺 寸 有 14 mm 和 粘 結 劑 如 瀝 青 跳 躍 (gap-graded) 級 配 的 粒 料, 大 多 在 10mm 到 14 mm, 但 是 只 有 很 少 的 礦 物 填 充, 一 年 後, 這 個 高 交 通 流 量 的 城 市 道 路 面 外 表 上 還 2-24

是 沒 有 顯 示 出 任 何 的 損 壞 目 前 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 在 德 國, 還 沒 有 標 準 的 規 格, 如 同 瑞 典 一 樣, 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土, 主 要 用 來 減 少 交 通 噪 音 和 排 水 4. 比 利 時 比 利 時 在 1970 年 代 開 始 使 用, 其 填 充 料 小 於 0.08mm, 其 黏 結 劑 採 改 質 瀝 青 和 橡 膠 瀝 青,90±5% 通 過 No.60 篩,70±10% 通 過 No.200 篩, 孔 隙 率 為 19%~25%, 建 議 不 適 合 用 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 路 面 之 處 : (1) 落 塵 量 大 的 道 路, 因 粒 料 間 之 空 隙 很 快 就 被 堵 塞 (2) 低 交 通 亮 或 慢 車 速 車 道, 因 為 車 速 不 夠 快 被 堵 塞 (3) 承 受 高 減 麗 赫 重 路 面 ( 彎 道, 上 下 坡 道 ), 因 目 前 尚 不 明 瞭 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 混 合 料 對 此 荷 重 能 否 有 足 夠 抵 抗 力 2.4.4.2 國 內 應 用 目 前 國 內 透 水 性 鋪 面 之 發 展 尚 處 於 研 究 發 展 階 段, 尤 其 都 市 化 結 果 不 透 水 面 積 逐 年 增 加, 使 得 地 表 保 水 之 效 能 降 低 根 據 國 中 小 學 校 園 環 境 調 查 報 告 顯 示, 國 內 三 十 五 所 國 中 小 學 校 園 的 地 面 平 均 不 透 水 面 積, 在 國 中 校 園 高 達 69%, 國 小 達 68%, 保 水 現 況 十 分 不 良, 此 一 趨 勢 已 令 相 關 管 理 單 位 正 視 鋪 面 透 水 議 題 臺 南 市 中 華 路 有 試 鋪 與 透 水 性 鋪 面 面 層 相 同 之 排 水 性 瀝 青 路 面, 照 片 如 圖 2.6, 其 添 加 木 質 纖 維 材 料, 使 其 有 較 高 黏 度, 強 化 路 面 結 構 強 度, 屬 於 中 低 承 載 之 路 面 另 外 總 面 積 達 一 百 廿 九 公 頃, 位 於 彰 濱 工 業 區, 主 要 設 施 包 括 了 綜 合 性 能 測 試 道 煞 車 性 能 測 試 道 噪 音 測 試 道 綜 合 耐 久 測 試 道 標 準 不 良 路 斜 坡 測 試 道 滑 行 暨 振 動 噪 音 測 試 道 實 驗 室 等 的 彰 濱 試 車 場 暨 實 驗 室, 建 中 工 程 公 司 為 發 展 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土, 在 該 廠 鋪 設 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 鋪 面, 設 計 之 孔 隙 率 目 標 值 為 20%, 並 測 試 各 項 功 能, 經 測 試 透 水 效 能 達 100ml/sec, 透 水 係 數 3.1 10-1cm/sec 2-25

圖 2.6 臺 南 市 中 華 西 路 之 排 水 性 瀝 青 路 面 國 際 應 用 透 水 混 凝 土 作 為 路 面 材 料, 可 預 見 的 這 種 材 料 也 將 被 應 用 的 更 廣 泛, 但 在 國 內 仍 未 有 相 關 規 範, 因 此 大 量 的 研 究 工 作 以 及 分 析 數 據 的 產 出 對 於 國 內 透 水 混 凝 土 技 術 的 提 升 是 首 要 的 課 題 當 邊 坡 坡 度 大 時, 應 施 築 擋 土 結 構, 傳 統 之 混 凝 土 擋 土 牆 工 法 提 供 了 邊 坡 穩 定 與 保 護 功 能, 當 今 則 利 用 透 水 性 材 料 作 為 保 護 之 素 材, 結 合 工 程 生 物 與 生 態 之 觀 念 進 行 整 治 工 程, 成 為 適 合 整 體 環 境 之 保 護 工 法 由 於 透 水 混 凝 土 具 有 良 好 的 水 份 進 出 特 性, 迎 水 面 水 位 升 降 或 背 填 土 孔 隙 水 增 加, 結 構 本 身 幾 乎 均 不 承 受 水 壓 變 化 的 影 響, 尤 其 當 河 川 水 位 驟 降 時, 一 般 擋 土 牆 因 牆 後 水 位 無 法 迅 速 下 降, 較 易 傾 倒 一 般 農 田 灌 溉 水 路 旁 有 較 寬 廣 腹 地, 為 使 水 域 與 陸 域 區 之 生 態 交 會 區 範 圍 增 加, 營 造 綠 色 環 境, 何 廷 祥 2005 提 出 灌 溉 渠 道 以 透 水 混 凝 土 與 傳 統 混 凝 土 結 合 為 複 合 斷 面 的 施 工 方 式, 示 意 圖 如 圖 2.7 所 示, 圖 中 灌 溉 水 路 為 避 免 灌 溉 水 流 失, 常 流 水 面 仍 使 用 傳 統 混 凝 土, 但 在 上 部 則 改 以 透 水 混 凝 土, 以 供 植 物 生 長 以 及 地 表 水 滲 入 其 中 透 水 混 凝 土 曼 寧 係 數 N 值 增 大, 必 須 於 水 裡 分 析 時 考 量, 以 10~20mm 骨 材 之 透 水 混 凝 土 而 言, 其 曼 寧 係 數 N 值 約 為 0.02, 較 傳 統 混 凝 土 0.015 為 高 2-26

圖 2.7 灌 溉 水 路 使 用 透 水 混 凝 土 之 工 法 依 據 韓 乃 斌 論 文 ( 連 惠 邦 教 授 指 導 ), 由 圖 2.8 可 知, 當 骨 材 粒 徑 愈 大, 其 透 水 係 數 愈 高, 骨 材 粒 徑 愈 小, 其 透 水 係 數 則 愈 低, 主 要 原 因 在 於 骨 材 粒 徑 愈 大 時, 所 形 成 之 孔 隙 孔 徑 較 大, 水 通 過 流 速 較 快, 水 份 通 過 較 容 易, 反 之 骨 材 粒 徑 愈 小, 因 孔 隙 孔 徑 較 小, 阻 力 較 大, 水 份 較 不 易 通 過 致 於 透 水 係 數 與 水 灰 比 之 關 係, 水 灰 比 0.35 之 透 水 係 數 小 於 水 灰 比 0.3 者, 主 要 原 因 應 與 結 構 緻 密 度 較 大 有 關 由 於 透 水 混 凝 土 透 水 能 力 是 否 良 好, 尚 牽 涉 與 其 接 觸 之 土 壤 之 透 水 能 力, 一 般 而 言, 透 水 係 數 若 大 於 所 接 觸 之 土 壤 或 地 工 織 物, 則 無 阻 礙 水 流 之 虞, 公 共 工 程 委 員 會 對 地 工 織 物 之 規 範 要 求 其 透 水 係 數 為 大 於 10-2cm/sec, 依 該 標 準 不 論 0.35 或 0.3 水 灰 比 之 配 比 均 可 輕 易 達 成 孔 隙 率 在 透 水 混 凝 土 中 與 透 水 係 數 成 正 比, 孔 隙 率 愈 高, 透 水 係 數 愈 高 ; 孔 隙 率 愈 低, 透 水 係 數 愈 低 在 孔 隙 率 為 30% 情 形 下, 透 水 係 數 約 為 1.69cm/sec, 詳 圖 2.9 所 示 將 本 研 究 試 驗 值 與 文 獻 回 顧 美 國 混 凝 土 協 會 透 水 係 數 比 較, 該 協 會 以 骨 材 級 配 9.5~2.36mm 以 及 19.0~4.75mm 之 骨 材 配 比 進 行 透 水 係 數 試 驗, 當 孔 隙 率 為 35% 時, 其 透 水 係 數 為 3.75cm/sec, 而 本 試 驗 以 19~12.5 mm 之 骨 材 配 比, 孔 隙 率 為 36% 時, 透 水 係 數 為 5.39 cm/sec, 因 本 試 驗 之 骨 材 粒 徑 平 均 值 較 大, 形 成 之 孔 隙 較 大, 結 構 內 水 流 阻 力 較 少, 比 較 結 果 透 水 係 數 值 雖 較 大 尚 屬 合 理 2-27

圖 2.8 透 水 係 數 與 漿 骨 比 關 係 圖 ( 註 : 圖 例 前 方 數 字 為 骨 材 粒 徑, 後 方 數 字 為 水 灰 比, 透 水 係 數 單 位 :cm/sec) 圖 2.9 孔 隙 率 與 透 水 係 數 關 係 圖 透 水 混 凝 土 或 可 稱 為 多 孔 隙 混 凝 土 (porous concrete, PC) 具 有 良 好 排 水 吸 音 與 抗 滑 能 力, 適 合 鋪 設 於 台 灣 多 雨 之 環 境, 由 於 多 孔 隙 混 凝 土 孔 隙 率 較 高, 其 強 度 低 於 一 般 混 凝 土, 因 此 要 應 用 於 高 速 公 路 面 層 將 受 到 侷 限 活 性 粉 混 凝 土 (reactive powder concrete, RPC) 則 是 法 國 近 年 開 發 出 之 高 度 緻 密 化 及 均 質 化 混 凝 土, 具 有 超 高 抗 壓 強 度 與 抗 彎 強 度 劉 明 仁 新 近 研 究 結 合 多 孔 隙 混 凝 土 (PC) 與 活 性 粉 混 凝 土 (RPC) 之 特 性, 研 發 符 合 強 度 與 孔 隙 特 性 之 新 型 路 面 材 料, 命 名 為 活 性 粉 多 孔 隙 混 凝 土 ( reactive powder porous concrete, RPPC), 以 符 合 高 速 公 路 剛 性 路 面 面 層 混 2-28

凝 土 設 計 抗 彎 強 度 45 kg/cm 2 之 要 求 此 研 究 之 活 性 粉 多 孔 隙 混 凝 土 RPPC 試 體 具 有 15% 之 孔 隙 率,28 天 齡 期 抗 彎 強 度 皆 超 過 52kg/cm 2, 符 合 國 內 高 速 公 路 剛 性 路 面 面 層 水 泥 混 凝 土 設 計 抗 彎 強 度 45 kg/cm 2 ( 目 標 抗 彎 強 度 52 kg/cm 2 ) 之 要 求 活 性 粉 多 孔 隙 混 凝 土 抗 壓 強 度 水 準 已 達 到 臺 灣 區 公 路 規 範 參 考 水 泥 用 量 400 kg/cm 2 時, 一 般 水 泥 混 凝 土 28 天 齡 期 設 計 抗 壓 強 度 280 kg/cm 2 之 水 準, 顯 示 活 性 粉 砂 漿 可 有 效 改 良 多 孔 隙 水 泥 混 凝 土 之 強 度 此 研 究 透 水 試 驗 結 果 顯 示 活 性 粉 多 孔 隙 混 凝 土 RPPC 具 有 良 好 之 透 水 能 力, 整 體 而 言, 試 驗 組 配 比 之 滲 透 係 數 都 高 於 0.10cm/sec, 顯 示 目 標 孔 隙 率 在 15% 以 上 情 況 下 透 水 績 效 良 好 2-29

第 三 章 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程 與 試 驗 標 準 3.1 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程 3.1.1 透 水 混 凝 土 之 組 成 材 料 透 水 混 凝 土 組 成 材 料 主 要 包 含 有 膠 結 材 料 拌 和 水 骨 材 摻 劑 3.1.1.1 膠 結 材 料 波 特 蘭 水 泥 是 一 種 水 硬 性 水 泥, 主 要 由 矽 酸 鈣 鹽 類 所 組 成 加 水 後 產 生 化 學 反 應 而 有 凝 結 與 硬 固 作 用, 與 骨 材 膠 結 一 起 拌 合 形 成 混 凝 土, 是 土 木 工 程 界 普 遍 使 用 的 營 建 材 料 水 泥 的 產 製 是 以 石 灰 質 材 料 與 黏 土 材 料 ( 或 頁 岩 ) 為 主, 輔 以 適 當 的 配 比 而 組 成, 生 料 再 經 過 研 磨 煆 燒 急 速 冷 卻 等 步 驟 後 形 成 熟 料, 加 石 膏 研 磨 後 便 成 水 泥 一 般 傳 統 波 特 蘭 水 泥 ( 符 合 ASTM C150 或 CNS 61 規 定 ) 或 混 合 水 泥 ( 符 合 ASTM C595 或 CNS 3654 規 定 ) 是 主 要 膠 結 料 可 以 使 用 於 透 水 混 凝 土 ; 除 此 之 外, 經 常 使 用 卜 作 嵐 材 料 如 飛 灰 爐 石 粉 與 矽 灰 亦 應 符 合 ASTM C618 C989 與 C1240 ( 或 CNS 3036) 相 關 規 定 3.1.1.2 骨 材 骨 材 是 透 水 混 凝 土 主 要 的 骨 架 構, 亦 是 提 供 主 要 強 度 的 因 子 之 一, 骨 材 包 含 普 通 骨 材 ( 礫 石 卵 石 ) 或 特 殊 骨 材 ( 輕 質 骨 材 等 ) 為 了 保 證 透 水 混 凝 土 的 透 水 性 能 與 力 學 強 度, 且 骨 材 顆 粒 級 配 是 決 定 整 體 透 水 性 能 與 力 學 強 度 的 主 因, 粗 骨 材 通 常 採 用 單 一 粒 徑 骨 材 或 級 配 顆 粒 介 於 3/4 至 3/8 英 吋 (19 mm 至 9.5 mm) 之 間, 骨 材 應 符 合 CNS 468 與 1163 相 關 規 定 一 般 而 言, 細 骨 材 ( 砂 ) 儘 可 能 不 要 被 使 用 於 透 水 混 凝 土, 它 趨 向 填 塞 透 水 混 凝 土 連 接 孔 隙 系 統, 另 外, 骨 材 含 泥 量 應 受 到 限 制 3.1.1.3 拌 合 水 透 水 混 凝 土 所 使 用 的 拌 合 水 品 質 要 求 與 傳 統 混 凝 土 無 異, 不 得 含 有 油 3-1

脂 酸 類 氯 化 物 有 機 不 純 物 及 懸 濁 等 對 混 凝 土 產 生 不 良 飲 響 物 質, 並 且 符 合 CNS 13961 混 凝 土 拌 合 水 之 規 定 透 水 混 凝 土 配 比 材 料 對 用 水 量 非 常 敏 感, 經 常 需 要 修 正 配 比 用 水 量 太 多 用 水 會 造 成 泌 水 或 垂 流 現 象, 並 填 塞 透 水 混 凝 土 連 接 孔 隙 ; 太 少 用 水 則 會 造 成 材 料 在 拌 合 機 內 團 簇, 並 使 得 卸 料 速 度 減 緩 太 少 的 水 量 也 會 妨 礙 混 凝 土 獲 得 適 當 養 護, 且 可 能 產 生 表 面 裂 縫 適 當 的 配 比 混 凝 土 具 有 高 黏 性 可 結 球 形, 表 面 較 平 滑, 如 圖 3.1 所 示, 因 此, 工 地 加 水 行 為 應 嚴 格 管 制 與 監 督 圖 3.1 透 水 混 凝 土 不 同 含 水 量 是 否 結 球 行 為 : (a) 太 少 水,(b) 適 量 水,(c) 太 多 水 3.1.1.4 摻 劑 透 水 混 凝 土 除 了 上 述 骨 材 水 泥 水 等 基 本 材 料 外, 通 常 會 加 入 其 他 輔 助 或 改 善 其 性 質 的 摻 劑, 摻 劑 應 符 合 ASTM C 494 ( 或 CNS 12283 A2219) 相 關 規 定 例 如 添 加 一 定 量 的 減 水 劑 或 高 性 能 減 水 劑 可 減 少 拌 和 水 用 量 或 增 加 工 作 度, 藉 由 降 低 水 灰 比 來 提 升 力 學 強 度 ; 或 添 加 増 黏 劑 來 增 加 水 泥 漿 體 的 黏 稠 度, 藉 以 提 高 施 工 面 表 層 的 平 整 ; 低 氣 溫 狀 況 下 可 添 加 早 強 劑, 藉 以 加 速 透 水 混 凝 土 的 硬 化 ; 或 為 了 使 透 水 混 凝 土 更 能 抵 抗 結 冰 凍 融 之 能 力, 可 添 加 輸 氣 劑 以 增 加 長 期 凍 融 耐 久 之 壽 命 3-2

3.1.2 透 水 混 凝 土 之 配 比 典 型 透 水 混 凝 土 主 要 是 由 水 泥 粗 骨 材 一 點 或 無 細 骨 材 摻 劑 與 拌 合 水 等 所 組 成 零 坍 度 與 開 放 級 配 拌 合 料, 硬 固 的 透 水 混 凝 土 內 有 連 接 孔 隙 系 統, 孔 隙 大 小 介 於 0.08 吋 至 0.32 吋 (2 至 8 mm) 之 間, 如 此 將 使 水 份 容 易 穿 越 其 中, 美 國 混 凝 土 協 會 ACI 522 委 員 會 提 供 透 水 混 凝 土 之 技 術 資 訊, 包 括 透 水 混 凝 土 應 用 設 計 方 法 材 料 性 質 配 比 製 程 方 法 試 驗 與 檢 驗 等, 其 中, 經 由 配 比 設 計 實 驗 來 達 成 透 水 混 凝 土 重 要 的 物 理 性 質 與 力 學 行 為, 透 水 混 凝 土 空 隙 率 範 圍 介 於 18% 至 35% 之 間, 典 型 抗 壓 強 度 範 圍 介 於 400 至 4000 psi (2.8 至 28 MPa) 之 間, 透 水 混 凝 土 鋪 面 排 水 率 因 骨 材 尺 寸 與 其 壓 密 度 有 關, 但 一 般 排 水 率 範 圍 介 於 2 至 18 gal./min/ft 2 (81 至 730 L/min/m 2 ) 之 間, 即 典 型 透 水 混 凝 土 透 水 係 數 範 圍 介 於 0.16 至 1.22 cm/sec 透 水 混 凝 土 之 配 比, 除 力 學 強 度 之 外, 一 般 透 水 係 數 為 性 能 的 重 要 指 標, 故 進 行 配 比 設 計 實 驗, 應 先 求 出 預 使 用 粗 骨 材 之 乾 搗 單 位 重, 從 而 求 出 粗 骨 材 中 之 孔 隙 率, 之 後, 依 據 需 求 強 度, 填 充 少 於 總 孔 隙 體 積 但 不 同 體 積 含 量 的 水 泥 漿 體 ; 使 用 水 泥 漿 體 填 充 孔 隙 體 積 的 量, 從 總 孔 隙 體 積 的 30% 至 70% 皆 可, 依 據 需 求 強 度 而 定, 當 然, 隨 填 充 孔 隙 漿 體 之 增 加, 其 透 水 能 力 亦 隨 之 大 幅 下 降 另 外, 一 般 水 灰 比 的 選 取 以 能 充 份 包 裹 骨 材 而 不 產 生 垂 流 現 象 為 原 則, 良 好 的 水 灰 比 區 間 可 以 透 過 實 際 拌 合 求 得, 通 常 介 於 0.25 至 0.45 之 間, 再 依 據 需 求 透 水 係 數 而 定 出 漿 骨 比, 經 由 試 誤 法 試 拌 即 可 完 成 配 比 的 設 計 有 關 美 國 波 特 蘭 水 泥 協 會 (PCA) 與 預 拌 混 凝 土 協 會 (NRMCA) 出 版 水 混 凝 土 鋪 面 一 書, 提 供 一 典 型 透 水 混 凝 土 配 比 材 料 範 圍 如 表 3.1 所 示 表 3.1 典 型 透 水 混 凝 土 鋪 面 配 比 的 材 料 範 圍 材 料 用 量 (lb/yd 3 ) 材 料 用 量 (kg/m 3 ) 膠 結 料 (C) 骨 材 (A) 水 灰 比 (W/C, 重 量 ) 骨 材 水 泥 比 (A/C, 重 量 ) 細 粗 骨 材 比 (F/A, 重 量 ) 450 ~700 2000 ~ 2500 0.25 ~ 0.35 4 ~ 4.5 0 ~ 0.5 270 ~ 415 1190 ~ 1480 0.25 ~ 0.35 4 ~ 4.5 0 ~ 0.5 3-3

典 型 新 拌 透 水 混 凝 土 是 零 坍 度, 拌 合 水 應 嚴 加 管 控, 適 當 的 配 比 混 凝 土 具 有 黏 性 可 結 球 形, 不 會 產 生 垂 流 現 象, 表 面 較 平 滑, 如 圖 3.1 所 示, 因 此, 工 地 加 水 行 為 應 嚴 格 管 制 與 監 督 透 水 混 凝 土 在 目 前 為 止 並 無 成 熟 的 設 計 方 式, 美 國 混 凝 土 協 會 ACI 522R-06 透 水 混 凝 土 並 沒 有 提 供 一 套 配 比 設 計 方 法, 僅 說 明 簡 易 配 比 基 準 原 則, 如 透 水 混 凝 土 有 工 作 性 其 水 灰 比 應 落 在 0.25 ~ 0.45 之 間, 再 使 用 試 誤 與 檢 驗 法 求 得 配 比 ; 然 而 美 國 波 特 蘭 水 泥 協 會 (PCA) 與 預 拌 混 凝 土 協 會 (NRMCA) 出 版 透 水 混 凝 土 鋪 面 一 書, 提 供 一 典 型 透 水 混 凝 土 配 比 的 材 料 範 圍 如 表 3.1 所 示, 並 說 明 美 國 混 凝 土 協 會 ACI 211.3R 零 坍 度 混 凝 土 配 比 設 計 方 法 可 以 作 為 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 程 序 依 據 本 研 究 第 一 年 計 畫 研 究 成 果 所 提 供 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 流 程, 再 依 照 美 國 混 凝 土 協 會 ACI 522R-06 透 水 混 凝 土 所 提 供 資 訊 適 度 修 正 如 下 : Step.1 選 擇 水 灰 比, 依 強 度 及 透 水 需 求 尋 找 對 應 之 連 通 孔 隙 率 與 單 位 重, 並 依 水 灰 比 及 連 通 孔 隙 率 尋 找 對 應 之 填 充 孔 隙 體 積 與 骨 材 主 要 粒 徑 Step.2 求 出 骨 材 之 乾 搗 單 位 重, 決 定 骨 材 之 單 方 用 量 Step.3 藉 由 骨 材 乾 搗 單 位 重 求 出 在 單 位 體 積 中 的 孔 隙 率 及 孔 隙 體 積 Step.4 由 填 充 孔 隙 體 積 決 定 水 泥 漿 體 使 用 量, 透 過 水 灰 比 求 出 水 泥 之 單 方 用 量 拌 合 水 之 單 方 用 量 及 新 拌 混 凝 土 配 比 單 位 重 Step.5 檢 核 新 拌 混 凝 土 單 位 重 ; 製 作 試 體, 檢 核 強 度 及 透 水 需 求 Step.6 完 成 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 3-4

上 述 Step 1( 步 驟 1) 所 需 之 經 驗 關 係, 需 更 大 量 之 數 據 資 料, 以 適 合 之 流 動 性, 建 立 漿 體 水 灰 比 及 填 充 孔 隙 體 積 在 不 同 骨 材 粒 徑 級 配 下, 對 應 之 孔 隙 率 與 強 度 關 係, 進 而 達 到 強 度 及 透 水 係 數 之 需 求 ; 其 中, 美 國 混 凝 土 協 會 ACI 522R-06 透 水 混 凝 土 所 提 供 資 訊 包 括 圖 3.2 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 與 孔 隙 率 之 關 係, 圖 3.3 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 與 單 位 重 之 關 係, 圖 3.4 透 水 混 凝 土 水 灰 比 與 孔 隙 率 之 關 係, 圖 3.5 透 水 混 凝 土 抗 彎 強 度 與 孔 隙 率 之 關 係, 圖 3.6 透 水 混 凝 土 抗 彎 強 度 與 抗 壓 強 度 之 關 係, 圖 3.7 透 水 混 凝 土 透 水 速 率 與 孔 隙 率 之 關 係 利 用 上 述 ACI 522R-06 透 水 混 凝 所 提 供 資 訊 關 係 圖 可 以 經 過 試 拌 求 得 最 佳 配 比 設 計, 圖 3.8 為 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 流 程 圖 由 於 ACI 522R-06 規 定 透 水 混 凝 土 其 孔 隙 率 範 圍 為 18% 至 35% 之 間, 本 研 究 依 據 ACI 522R-06 透 水 混 凝 土 與 PCA 透 水 混 凝 土 鋪 面 規 定 建 議 : 可 依 據 工 程 種 類 與 其 透 水 之 需 求 不 同 而 分 為 兩 組, 一 組 孔 隙 率 為 20±4%, 屬 於 一 般 強 度 低 透 水 混 凝 土 ; 另 一 組 孔 隙 率 為 30±5%, 屬 於 低 強 度 高 透 水 混 凝 土 ; 典 型 透 水 混 凝 土 其 單 位 重 介 於 100 lb/ft 3 與 125 lb/ft 3 (1,600 kg/m 3 與 2,000 kg/m 3 ) 之 間, 水 灰 比 介 於 0.25 與 0.45 之 間, 抗 壓 強 度 介 於 400 psi (2.8MPa) 與 4,000 psi (28MPa) 之 間, 其 水 泥 ( 膠 結 料 ) 與 骨 材 比 率 以 不 產 生 垂 流 為 原 則 圖 3.2 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 與 孔 隙 率 之 關 係 3-5

圖 3.3 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 與 單 位 重 之 關 係 圖 3.4 透 水 混 凝 土 水 灰 比 與 孔 隙 率 之 關 係 圖 3.5 透 水 混 凝 土 抗 彎 強 度 與 孔 隙 率 之 關 係 3-6

圖 3.6 透 水 混 凝 土 抗 彎 強 度 與 抗 壓 強 度 之 關 係 圖 3.7 透 水 混 凝 土 透 水 速 率 與 孔 隙 率 之 關 係 3-7

選 擇 水 灰 比 no 依 高 低 孔 隙 率 與 透 水 需 求 是 否 可 達 到 所 需 強 度 yes 由 骨 材 粒 徑 及 骨 材 之 乾 搗 單 位 重, 決 定 骨 材 之 單 方 用 量 決 定 透 水 混 凝 土 單 位 重 由 填 充 孔 隙 體 積 決 定 水 泥 漿 體 使 用 量 或 漿 骨 比 透 過 水 灰 比 求 出 水 泥 拌 合 水 用 量 及 混 凝 土 單 位 重 試 拌 檢 核 新 拌 混 凝 土 單 位 重 製 作 試 體 檢 核 強 度 及 透 水 需 求 no yes 完 成 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 圖 3.8 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 流 程 圖 3-8

3.1.2.1 透 水 混 凝 土 配 比 之 案 例 說 明 ( 透 水 係 數 10-1 cm/sec, 抗 壓 強 度 2000psi) step 1. 選 擇 水 灰 比, 依 強 度 及 透 水 需 求 尋 找 對 應 之 連 通 孔 隙 率, 並 依 連 通 孔 隙 率 尋 找 對 應 之 透 水 係 數 水 灰 比 0.45(ACI 之 圖 表 ), 由 圖 3.2 可 知 抗 壓 強 度 2000psi 其 孔 隙 率 約 25% 可 符 合 要 求, 又 由 圖 3.4 可 知 抗 壓 強 度 2000psi 其 水 灰 比 約 為 0.35 可 符 合 要 求, 並 由 圖 3.7 可 知 連 通 孔 隙 率 尋 找 對 應 之 透 水 係 數 為 0.21cm/sec 高 於 10-1 cm/sec step 2. 由 骨 材 之 乾 搗 單 位 重, 決 定 骨 材 之 單 方 用 量 藉 由 選 用 骨 材 粒 徑 試 驗 可 得 骨 材 之 乾 搗 單 位 重, 再 由 骨 材 填 充 百 分 比, 決 定 骨 材 之 單 方 用 量 若 骨 材 主 要 粒 徑 為 0.48cm, 其 乾 搗 單 位 重 為 1680kg/m 3, 設 計 骨 材 填 充 百 分 比 為 75%, 骨 材 之 單 方 用 量 為 1344kg/m 3 step 3. 決 定 透 水 混 凝 土 單 位 重 典 型 透 水 混 凝 土 其 單 位 重 介 於 100 lb/ft 3 與 125 lb/ft 3 (1600 kg/m 3 與 2000 kg/m 3 ) 之 間, 由 圖 3.3 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 與 單 位 重 之 關 係 可 知 抗 壓 強 度 2000psi 其 混 凝 土 單 位 重 約 為 120lb/ft 3, 約 1900 kg/m 3 step 4. 決 定 漿 骨 比 或 漿 體 填 充 骨 材 孔 隙 百 分 比 藉 由 骨 材 乾 搗 單 位 重 求 出 在 單 位 體 積 中 的 孔 隙 率 及 孔 隙 體 積, 單 位 體 積 孔 隙 率 約 38%, 即 總 孔 隙 體 積 為 0.38m 3 /m 3 step 5. 由 填 充 孔 隙 體 積 決 定 水 泥 漿 體 使 用 量, 透 過 水 灰 比 0.35 求 出 水 泥 之 單 方 用 量 及 拌 合 水 之 單 方 用 量 計 算 可 得 水 泥 用 量 為 384kg/m 3, 拌 和 水 用 量 為 134kg/m 3 step 6. 製 作 試 體, 檢 核 混 凝 土 單 位 重 強 度 及 透 水 需 求 3-9

step 7. 完 成 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 漿 體 粒 徑 (cm) 水 灰 比 (w/c) 漿 體 填 充 骨 材 孔 隙 百 分 比 骨 材 用 量 (kg/m 3 ) 水 泥 用 量 (kg/m 3 ) 拌 和 水 用 量 (kg/m 3 ) 水 泥 0.48 0.35 80% 1344 384 134 3.1.3 透 水 混 凝 土 之 施 工 輸 送 澆 置 養 護 透 水 混 凝 土 施 工 方 式 與 一 般 混 凝 土 大 同 小 異, 因 細 料 含 量 稀 少 工 作 度 較 低 ( 接 近 零 坍 度 ), 水 泥 漿 包 覆 骨 材 表 面 與 空 氣 接 觸 量 大, 極 易 失 去 工 作 性, 故 施 工 要 領 應 迅 速 進 行 施 作, 由 於 目 前 透 水 混 凝 土 在 鋪 面 工 程 上 已 使 用 甚 廣, 茲 以 鋪 面 工 程 作 為 施 工 主 要 流 程 說 明, 詳 如 照 片 3.1 至 照 片 3.11, 其 資 料 來 源 :ACI 522R-06 Pervious Concrete 1. 澆 置 施 工 要 領 (1) 運 輸 時 間 不 宜 過 長 預 拌 車 至 現 場 後 需 迅 速 澆 置, 透 水 混 凝 土 工 作 度 較 低 ( 接 近 零 坍 度 ), 不 適 合 泵 送 方 式 施 工, 為 避 免 工 作 性 喪 失, 如 照 片 3.1 所 示 可 藉 由 預 拌 車 尾 端 直 接 卸 料 澆 置 透 水 混 凝 土, 照 片 3.2 所 示 藉 由 輸 送 帶 澆 置 透 水 混 凝 土 (2) 若 天 氣 太 熱, 則 預 拌 車 可 至 工 地 再 加 強 塑 劑 拌 合 照 片 3.1 藉 由 預 拌 車 尾 端 卸 料 澆 置 透 水 混 凝 土 3-10

照 片 3.2 藉 由 輸 送 帶 澆 置 透 水 混 凝 土 照 片 3.3 藉 由 耙 子 攤 平 透 水 混 凝 土 2. 攤 平 施 工 要 領 (1) 預 拌 車 需 到 達 定 位 後 再 行 下 料, 避 免 長 距 離 移 動 拌 合 料 (2) 在 攤 平 階 段, 如 照 片 3.3 所 示 藉 由 耙 子 攤 平 透 水 混 凝 土, 使 完 成 面 整 平, 以 利 壓 實 後 表 面 美 觀 及 方 便 使 用 3-11

照 片 3.4 藉 由 振 動 刮 板 進 行 搗 實 透 水 混 凝 土 3. 壓 實 施 工 要 領 (1) 不 得 使 用 高 能 量 振 動 棒, 最 初 可 使 用 振 動 刮 板 進 行 搗 實 透 水 混 凝 土 如 照 片 3.4 所 示, 再 以 滾 筒 採 重 力 壓 實 方 式 進 行, 滾 筒 最 小 垂 直 壓 力 為 10 psi (0.07MPa) (2) 滾 筒 之 寬 度 應 大 於 施 工 面 寬 度, 一 般 3.7m (12 ft) 道 面 寬 所 使 用 大 滾 筒 之 重 量 約 是 270kg 至 320kg (600 至 700lb) 如 照 片 3.5 所 示 ; 小 區 域 鋪 面 可 使 用 較 小 滾 筒 之 重 量 大 約 是 90kg 至 140kg (200 至 300lb) 如 照 片 3.6 所 示, 縱 向 滾 壓 之 後, 可 再 進 行 二 次 橫 向 滾 筒 壓 密 透 水 混 凝 土, 以 改 善 鋪 面 騎 乘 品 質 如 照 片 3.7 所 示 (3) 角 落 外 觀 修 飾 必 須 在 尚 有 工 作 度 時 迅 速 進 行, 如 照 片 3.8 以 鏝 刀 邊 飾 透 水 混 凝 土 以 改 善 角 落 外 觀 (4) 上 述 澆 置 刮 板 攤 平 滾 筒 壓 密 修 飾 與 工 作 縫 處 理 應 於 透 水 混 凝 土 混 合 料 加 水 拌 合 開 始 計 時 至 一 小 時 內 完 成, 若 有 使 用 緩 凝 劑 或 天 氣 濕 冷 許 可 條 件 下, 可 延 長 至 90 分 鐘 內 完 成 3-12

照 片 3.5 藉 由 滾 筒 壓 密 透 水 混 凝 土 照 片 3.6 藉 由 小 滾 筒 壓 密 小 區 域 透 水 混 凝 土 照 片 3.7 二 次 橫 向 滾 筒 壓 密 透 水 混 凝 土 以 改 善 鋪 面 騎 乘 品 質 3-13

照 片 3.8 鏝 刀 邊 飾 透 水 混 凝 土 以 改 善 角 落 外 觀 4. 切 縫 施 工 要 領 透 水 混 凝 土 伸 縮 縫 可 依 一 般 混 凝 土 施 工 方 式 事 先 留 置, 在 施 工 完 成 後 應 於 施 工 鋪 面 以 3 至 6 公 尺 距 離 切 一 道 伸 縮 縫 以 防 止 熱 脹 冷 縮, 或 於 壓 實 完 成 後 在 未 完 全 硬 固 前 進 行 切 縫, 傳 統 混 凝 土 鋪 面 鋸 縫 工 具 不 能 用 於 透 水 混 凝 土, 一 種 特 別 設 計 滾 筒 切 縫 附 有 刀 鋒, 刀 鋒 約 為 1/4 至 1/3 版 厚 如 照 片 3-9 所 示, 照 片 3-10 所 示 為 透 水 混 凝 土 鋪 面 縱 向 切 縫 施 作 使 用 滾 筒 附 有 刀 鋒 照 片 3.9 切 縫 工 具 附 有 刀 鋒 約 為 1/3 版 厚 度 3-14

照 片 3.10 滾 筒 附 有 刀 鋒 可 以 縱 向 切 縫 透 水 混 凝 土 鋪 面 照 片 3.11 壓 密 透 水 混 凝 土 後 應 迅 速 使 用 塑 膠 紙 覆 蓋 養 護 鋪 面 5. 養 護 施 工 要 領 當 透 水 混 凝 土 鋪 面 鋸 縫 施 作 完 成 後, 應 迅 速 進 行 養 護, 一 般 混 凝 土 的 養 護 常 使 用 漫 淹 方 式 澆 水 在 表 面, 透 水 混 凝 土 之 養 護 因 孔 隙 率 關 係, 水 份 無 法 保 持 在 表 面, 故 常 以 塑 膠 布 覆 蓋 避 免 水 份 散 失, 初 期 淋 水 時 水 柱 不 得 過 強, 一 般 要 求 透 水 混 凝 土 鋪 面 滾 壓 夯 實 施 作 完 成 後, 應 於 二 十 分 鐘 內 進 行 養 護, 照 片 3.11 所 示 為 透 水 混 凝 土 滾 壓 後 使 用 塑 膠 布 覆 蓋 養 護 鋪 面, 避 免 泥 土 砂 鋸 屑 與 細 料 污 染 或 堵 塞 透 水 混 凝 土 孔 隙 ; 一 般 要 求 透 水 混 凝 土 鋪 面 應 全 程 使 用 塑 膠 布 覆 蓋 養 護 且 至 少 養 護 7 天 後, 方 能 對 外 開 放 交 通 3-15

3.2 建 立 透 水 混 凝 土 之 試 驗 標 準 3.2.1 透 水 混 凝 土 施 工 前 檢 試 驗 有 關 土 壤 分 析 與 路 基 透 水 性 質 對 透 水 混 凝 土 計 畫 影 響 特 別 重 要, 如 同 一 般 營 建 材 料 驗 證 透 水 混 凝 土 鋪 面 的 品 質 是 非 常 重 要 的, 首 先 對 基 層 條 件 的 測 試, 包 括 足 夠 的 密 度 承 載 值 與 透 水 性, 方 能 有 效 的 針 對 新 拌 混 凝 土 與 硬 固 混 凝 土 兩 者 性 質 進 行 品 質 保 證 的 試 驗 ( 試 驗 項 目 包 含 單 位 重 厚 度 透 水 係 數 與 孔 隙 率 等 ), 有 關 土 壤 基 層 有 很 多 ASTM 與 AASHTO 試 驗 方 法, 但 並 非 所 有 一 般 混 凝 土 鋪 面 的 試 驗 可 適 用 於 透 水 混 凝 土 基 本 上 路 基 性 質 的 試 驗 有 粒 徑 大 小 分 析 (ASTM D422 或 CNS 11776) 土 壤 分 類 (ASTM D2487 或 CNS 12387 A3285,.) 與 土 壤 Proctor 夯 實 試 驗 (ASTM D698 或 CNS 11777 A3252) 等, 藉 由 上 述 試 驗 資 料 可 提 供 設 計 者 必 要 的 資 訊, 在 透 水 混 凝 土 澆 置 前, 依 據 ASTM 標 準 試 驗 有 關 壓 密 度 程 序 方 法 應 進 行 正 常 施 作 而 不 需 要 修 正, 此 為 正 常 品 質 管 制 的 一 部 分 3.2.2 透 水 混 凝 土 施 工 中 檢 試 驗 一 般 混 凝 土 標 準 試 驗 項 目 包 含 單 位 重 ( 密 度 ) 坍 度 含 氣 量 強 度 透 水 率 與 其 他 性 質 等, 並 非 所 有 的 試 驗 可 適 用 於 透 水 混 凝 土 直 到 新 試 驗 標 準 發 展 完 全 典 型 透 水 混 凝 土 配 比 規 定 為 最 少 水 泥 ( 膠 結 料 ) 用 量 骨 材 体 積 與 級 配 ( 或 漿 骨 比 ) 藥 劑 及 水 膠 比 限 制, 如 表 3.1 所 示 提 供 一 典 型 透 水 混 凝 土 配 比 材 料 範 圍 有 很 多 ASTM 與 AASHTO 試 驗 方 法 可 以 應 用 於 透 水 混 凝 土 鋪 面, 但 並 非 所 有 一 般 混 凝 土 的 試 驗 可 適 用 於 透 水 混 凝 土 典 型 透 水 混 凝 土 其 單 位 重 介 於 1,600 kg/m 3 與 2,000 kg/m 3 之 間, 水 灰 比 介 於 0.25 與 0.45 之 間, 抗 壓 強 度 介 於 400 psi (2.8MPa) 與 4,000 psi (28MPa) 之 間, 其 水 泥 ( 膠 結 料 ) 與 骨 材 比 率 以 不 產 生 垂 流 為 原 則 其 施 工 中 可 以 目 視 判 斷 是 否 垂 流 產 生, 並 應 進 行 新 拌 透 水 混 凝 土 單 位 重 之 試 驗, 每 天 澆 置 混 凝 土 至 少 應 進 行 一 次 以 上 單 位 重 之 驗 證, 單 位 重 試 驗 係 依 據 ASTM C172 與 C29 規 範 (CNS1174 與 1163) 之 規 定 進 行, 允 收 標 準 為 設 計 單 位 重 之 ±80 kg/m 3 (5 lb/ft 3 ) 之 間 3-16

3.2.3 透 水 混 凝 土 施 工 完 成 後 檢 試 驗 透 水 混 凝 土 施 工 完 成 後 檢 試 驗 以 鋪 面 混 凝 土 為 例, 混 凝 土 澆 置 至 少 七 天 後 方 能 進 行 抽 驗, 抽 驗 數 量 以 每 75 m 3 取 一 組, 鑽 心 試 驗 一 組 至 少 三 個 試 體, 試 驗 項 目 包 含 單 位 重 厚 度 與 抗 壓 強 度 ( 目 前 ACI 522R-06 並 無 抗 壓 強 度 驗 收 規 定 ), 單 位 重 驗 收 標 準 為 設 計 單 位 重 之 ±80 kg/m 3 (5 lb/ft 3 ) 間, 厚 度 驗 收 標 準 為 平 均 厚 度 不 小 於 設 計 厚 度, 且 無 任 一 鑽 心 試 体 厚 度 較 設 計 厚 度 小 0.5 英 吋 (13 mm) 其 他 試 驗 包 含 抗 彎 強 度 與 透 水 率 等, 而 抗 壓 強 度 與 抗 彎 強 度 試 驗 方 法 依 據 準 則 分 別 為 CNS 1232 與 CNS 1233 規 範 ;, 有 關 透 水 率 目 前 室 內 用 定 水 頭 試 驗 法, 使 用 Darcy 公 式, 可 計 算 出 透 水 係 數 ; 而 本 研 究 發 現 新 發 展 瀝 青 混 凝 土 鋪 面 現 地 透 水 試 驗 也 可 適 用 透 水 混 凝 土 現 地 試 驗, 上 述 兩 種 透 水 試 驗 規 範 是 依 據 日 本 道 路 協 會 鋪 裝 試 驗 法 便 覽 與 中 華 鋪 面 工 程 學 會 透 水 性 鋪 面 3-17

第 四 章 試 驗 計 畫 4.1 研 究 流 程 研 究 開 始 國 內 外 文 獻 收 集 分 析 第 一 年 研 究 成 果 進 行 剖 析 專 家 座 談 : 建 立 透 水 混 凝 土 之 製 程 與 試 驗 標 準 試 驗 驗 證 : 透 水 混 凝 土 之 最 適 配 比 路 面 擋 土 牆 或 邊 坡 等 相 關 交 通 工 程, 擇 一 進 行 現 地 施 驗 證 透 ( 排 ) 水 效 果 現 場 透 水 量 試 驗 現 場 鑽 心 試 體 透 水 試 驗 評 估 透 水 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 設 施 舉 辦 教 育 訓 練 課 程 成 果 報 告 4-1

4.2 試 驗 材 料 4.2.1 水 泥 本 試 驗 所 使 用 的 水 泥 為 臺 灣 水 泥 公 司 所 生 產 的 波 特 蘭 Ⅰ 型 水 泥, 其 化 學 成 份 以 及 物 理 性 質 如 表 4.1 及 表 4.2 所 示 表 4.1 水 泥 化 學 成 份 項 目 中 國 國 家 標 準 CNS61-R2001 試 驗 值 二 氧 化 矽 (SiO 2 )% 20.7 氧 化 鋁 (Al 2 O 3 )% 5.4 氧 化 鐵 (Fe 2 O 3 )% 3.2 氧 化 鈣 (CaO)% 63.9 氧 化 鎂 (MgO)% max: 6.0 2.0 三 氧 化 硫 (SO 3 )% max: 3.5 燒 失 量 (L.O.I)% max: 0.3 1.0 不 溶 殘 渣 (Ins.Res)% max: 0.75 0.1 矽 酸 三 鈣 (C 3 S)% 51.0 矽 酸 二 鈣 (C 2 S)% 21.0 鋁 酸 三 鈣 (C 3 A)% 8.9 鋁 鐵 酸 四 鈣 (C 4 AF)% 9.8 資 料 提 供 : 臺 灣 水 泥 公 司 4-2

表 4.2 水 泥 物 理 性 質 水 泥 型 號 第 一 型 水 泥 (Type I Cement) 項 目 中 國 國 家 標 準 CNS61-R2001 試 驗 值 墁 料 空 氣 含 量 (%) max. 12.0 Air Content of Motar (%) 7.2 細 度 :Fineness (cm2/g) max. 2800 3310 健 度 :Soundness (%) max. 0.80 0.05 抗 壓 強 度 Compressive Strength,kgf/cm2 (MPa) 3(days) min.126 (12.35) 210 (20.60) 7(days) min.197 (19.31) 282 (27.66) 28(days) min.281 (27.54) 384 (37.67) 凝 結 時 間 :Time of Setting (Vicat test) 初 凝 :Initial setting(hr:min) min. 0:45 2:30 終 凝 :Final setting(hr:min) max.8:00 3:50 資 料 提 供 : 臺 灣 水 泥 公 司 4.2.2 粗 骨 材 本 試 驗 使 用 兩 種 不 同 顆 粒 粒 徑 骨 材 作 為 試 驗 變 數, 來 至 於 興 農 股 份 有 限 公 司, 分 別 為 19mm 與 4.8mm 之 粒 徑 骨 材, 當 進 行 透 水 混 凝 土 試 拌 時, 興 農 股 份 有 限 公 司 不 能 適 時 配 合 透 水 混 凝 土 試 拌 與 試 鋪, 因 此, 尋 求 長 生 預 拌 廠 股 份 有 限 公 司 協 助 配 合 透 水 混 凝 土 試 拌 與 試 鋪, 故 透 水 混 凝 土 試 拌 與 試 鋪 與 先 前 所 使 用 之 骨 材 有 所 不 同 4.3 試 驗 變 數 本 試 驗 使 用 兩 種 漿 骨 比 和 兩 種 顆 粒 粒 徑 骨 材, 分 別 為 19mm 與 4.8mm 之 粒 徑 骨 材, 與 以 搗 實 方 法 的 不 同, 分 為 輕 搗 實 與 重 搗 實 作 為 試 驗 變 數 4-3

輕 搗 實 係 在 插 入 時 放 鬆 握 棒 改 為 空 握 搗 棒 的 方 式, 藉 由 輕 微 振 動 攤 平 拌 合 料 ; 重 搗 實 則 以 實 握 搗 棒 的 方 式, 以 製 作 傳 統 混 凝 土 試 體 方 式 大 力 插 入 超 過 約 二 分 之 一 深 度 4.4 材 料 配 比 本 實 驗 採 用 的 透 水 混 凝 土 之 配 比 包 含 波 特 蘭 第 Ⅰ 型 水 泥 粗 骨 材 水 等 材 料, 主 要 以 粗 骨 材 漿 骨 比 與 搗 實 方 法 為 變 數, 如 表 4.3 所 示 4.4.1 配 比 編 號 以 水 灰 比 W/C=0.35, 粗 骨 材 分 為 A=19mm B=4.8mm, 漿 骨 比 分 為 1:4 與 1:4.5( 水 泥 : 粗 骨 材 ), 搗 實 分 為 X= 重 搗 實 Y= 輕 搗 實, 給 定 之 編 號 : 骨 材 粒 徑 搗 實 方 法 ( 重 搗 實 ) 0.35 A 1:4 X W/C 漿 骨 比 ( 水 泥 : 粗 骨 材 ) 表 4.3 透 水 混 凝 土 之 配 比 配 比 水 灰 比 骨 材 粒 徑 粗 骨 材 水 泥 水 (mm) (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) 0.35-A-1:4-X(Y) 0.35 19 1524 381 133.35 0.35-A-1:4.5-X(Y) 0.35 19 1524 338.67 118.53 0.35-B-1:4- X(Y) 0.35 4.8 1311 327.75 114.71 0.35-B-1:4.5- X(Y) 0.35 4.8 1311 291.33 110.97 註 : 每 一 配 比 又 分 為 X= 重 搗 實 與 Y= 輕 搗 實 4-4

4.5 試 驗 方 法 4.5.1 試 體 製 作 對 於 製 作 透 水 混 凝 土 的 試 體 配 比 與 材 料 準 備 完 備 之 後, 以 鼓 式 拌 合 機 進 行 拌 合 作 業 拌 合 方 式 如 下 : 1. 將 骨 材 加 入 鼓 式 拌 和 機 中, 鼓 式 拌 和 機 如 照 片 4.1 所 示 2. 加 入 水 泥 3. 啟 動 拌 合 機, 預 先 攪 拌 乾 料, 使 其 充 分 混 合 4. 加 入 拌 合 水 5. 拌 合 完 成 後 下 料 至 PVC 桶 中, 進 行 灌 製 Φ10cm*20cm 圓 柱 試 體 53cm*15cm*15cm 抗 彎 試 驗 樑 試 體 圓 柱 試 體 模 與 抗 彎 試 體 模 如 照 片 4.2 照 片 4.3 所 示 6. 灌 製 完 成 後, 依 CNS 1230 規 範 於 24 小 時 後 拆 模, 並 將 試 體 置 於 室 內 環 境 的 飽 和 石 灰 水 中, 養 護 至 試 驗 齡 期 照 片 4.1 鼓 式 拌 合 機 照 片 4.2 Φ10cm*20cm 圓 柱 試 體 模 4-5

照 片 4.3 53cm*15cm*15cm 抗 彎 試 體 模 4.5.2 單 位 重 測 定 單 位 重 試 驗 可 依 據 ASTM C172 與 C29 規 範 (CNS 1174 與 1163) 進 行, 本 次 試 驗 簡 述 之, 透 水 混 凝 土 試 體 硬 固 並 脫 模 之 後 放 置 入 烘 箱 以 105±5 烘 至 恆 重 並 秤 取 重 量, 並 以 卡 尺 測 量 試 體 使 並 計 算 其 體 積, 並 由 重 量 除 以 體 積 則 可 得 到 混 凝 土 之 單 位 重 4.5.3 孔 隙 率 測 定 透 水 混 凝 土 之 孔 隙 率 : 主 要 原 理 採 用 排 水 體 積 法, 依 據 日 本 混 凝 土 協 會 下 屬 的 環 保 型 混 凝 土 研 究 委 員 會 於 1998 年 提 出 的 多 孔 混 凝 土 性 能 試 驗 方 法 草 案 規 定 的 試 驗 法 作 孔 隙 率 測 定 透 水 混 凝 土 內 部 總 孔 隙 率 其 中 包 含 連 通 孔 隙 率, 連 通 孔 隙 主 導 透 水 混 凝 土 的 透 水 性 能, 測 定 法 首 先 以 卡 尺 測 量 並 計 算 試 體 體 積 V1, 將 試 體 浸 入 水 中 待 試 體 飽 水 後 秤 取 水 中 重 量 W1; 將 試 體 從 水 中 取 出 並 擦 去 試 體 表 面 多 餘 水 分 待 重 量 恆 定 之 後 秤 取 空 氣 中 重 量 W2, 則 連 通 孔 隙 率 P1 計 算 如 下 P1=[1- ( W2- W1) / V1] 100% 4-6

4.5.4 抗 壓 試 驗 混 凝 土 結 構 設 計 中, 抗 壓 強 度 是 檢 驗 混 凝 土 品 質 優 劣 最 重 要 之 依 據 抗 壓 試 驗 機 加 載 的 速 率 及 時 間 與 試 體 的 含 水 率 皆 會 影 響 混 凝 土 抗 壓 強 度 若 加 載 速 率 過 快 且 時 間 過 短, 所 測 得 的 強 度 會 比 正 常 高 出 約 15%; 若 加 載 時 間 過 長, 所 測 得 的 強 度 則 會 比 正 常 低 約 30% 因 此 為 避 免 加 載 時 間 過 長, 所 以 本 研 究 抗 壓 試 驗 之 加 載 速 率 為 每 秒 4.5~7.14 kgf/cm 2, 抗 壓 試 體 大 小 為 Φ10cm*20cm, 測 試 時 用 石 膏 蓋 平 試 體 表 面, 以 保 持 試 體 表 面 的 平 整, 避 免 受 力 不 平 均 透 水 混 凝 土 之 抗 壓 試 驗, 其 計 算 式 如 下 : P σ = πr 2 其 中 σ: 材 料 抗 壓 強 度 (kgf/cm 2 ) P: 最 大 荷 重 (kgf) r: 試 體 半 徑 (cm) 4.5.5 抗 彎 試 驗 混 凝 土 抗 彎 試 驗 為 評 估 混 凝 土 抵 抗 拉 力 強 度 的 另 一 種 方 法, 抗 彎 試 體 大 小 為 53cm*15cm*15cm, 試 體 在 拌 合 後 分 三 層 灌 置 在 抗 彎 模 中, 經 24 小 時 拆 模, 並 置 試 體 於 飽 和 石 灰 水 中, 於 預 定 7 與 28 天 齡 期 時, 將 試 體 取 出 至 面 乾, 在 根 據 ASTM C293-79 或 CNS 1234 中 心 點 載 重 法 進 行 抗 彎 試 驗, 以 每 分 鐘 8.75~12.25 kgf/cm 2 之 加 載 速 率 加 壓 於 試 體, 直 至 試 體 破 壞, 記 錄 最 大 破 壞 載 重, 其 破 裂 模 數 計 算 式 如 下 : ' f r = 3 PL 2bh 2 其 中 f r : 破 裂 模 數 (kgf/cm 2 ) 4-7

P: 最 大 荷 重 (kgf) L: 跨 距 (cm) b: 試 體 寬 度 (cm) h: 試 體 高 度 (cm) 4.5.6 室 內 透 水 試 驗 先 將 灌 製 好 的 Φ10cm*20cm 圓 柱 試 體 用 切 割 機 切 割 成 三 層, 分 別 為 上 中 下 後, 再 去 施 作 透 水 試 驗 如 照 片 4.4 所 示 照 片 4.4 透 水 混 凝 土 分 三 層 本 實 驗 採 用 室 內 透 水 試 驗, 其 試 驗 目 的 說 明 設 備 與 方 法 如 下 : (1) 試 驗 目 的 : 進 行 此 試 驗 之 目 的, 在 評 估 透 水 混 凝 土 之 透 水 性 (2) 試 驗 說 明 : 測 定 透 水 混 凝 土 之 透 水 係 數 (3) 試 驗 儀 器 : (a) 鐵 盆 (b) 附 腳 之 有 孔 板 : 為 裝 載 於 透 水 圓 筒 的 附 腳, 此 黃 銅 版 的 厚 度 約 5mm 並 開 有 小 孔 (c) 水 槽 : 具 備 適 當 的 大 小, 以 容 納 試 料 容 器 為 了 保 持 水 位, 在 有 孔 4-8

板 上 方 約 1cm 處 設 有 排 水 口, 水 槽 為 塑 膠 製 或 金 屬 製 (d) 其 他 設 備 : 游 標 尺 電 子 秤 捲 尺 碼 錶 油 性 黏 土 膠 帶 切 割 機 (4) 試 驗 方 法 : (a) 以 游 標 尺 量 測 10cm 混 凝 土 圓 柱 試 體 之 直 徑 與 厚 度 至 精 度 0.1mm (b) 以 膠 帶 固 定 及 側 面 塗 佈 油 性 黏 土 之 試 體, 放 置 於 透 水 圓 筒 內, 惟 試 體 至 透 水 圓 筒 間 不 可 有 空 隙 存 在 (c) 將 裝 有 試 體 之 透 水 圓 筒 放 置 於 有 附 腳 之 有 孔 黃 銅 版 上 (d) 由 透 水 圓 筒 的 上 端 徐 徐 注 水, 並 使 用 自 透 水 圓 筒 上 端 的 溢 流 口 流 出, 保 持 一 定 的 水 位 並 由 水 槽 的 排 水 口 排 水 (e) 等 待 由 水 槽 排 水 口 的 溢 流 量 達 到 約 一 定 量, 此 時 以 鐵 盆 測 得 一 定 時 間 內 溢 流 的 水 量 (Q), 如 照 片 4.5 圖 4.1 所 示 以 游 標 尺 量 測 水 頭 高 (H) 照 片 4.5 定 水 頭 透 水 係 數 測 定 儀 4-9

注 水 水 頭 容 器 穩 壓 容 器 試 體 量 杯 Q H 電 子 秤 圖 4.1 定 水 頭 透 水 係 數 測 定 儀 示 意 圖 (5) 計 算 方 法 : 透 水 係 數 KT(cm/s), 可 以 公 式 如 下 計 算 K T = L A H ( t * Q ) 2 t 1 式 中 K T : 透 水 係 數 (cm/s) L: 試 體 高 度 (cm) A: 試 體 截 面 積 (cm 2 ) H: 水 頭 高 (cm) t 1 : 測 定 開 始 時 間 (s) t 2 : 測 定 結 束 時 間 (s) Q: 由 t 1 至 t 2 的 溢 流 水 量 (cm 3 ) 4.5.7 現 場 透 水 量 試 驗 現 場 透 水 量 試 驗 方 法 原 使 用 於 柔 性 鋪 面 透 水 瀝 青 混 凝 土 現 地 透 水 性 能 力 評 估, 詳 附 錄 -2 現 場 透 水 量 試 驗 方 法, 如 今 首 次 使 用 於 剛 性 鋪 面 透 水 混 凝 土 現 地 透 水 性 能 力 評 估, 其 試 驗 目 的 說 明 設 備 與 方 法 如 下 : 4-10

(1) 目 的 : 主 要 作 為 排 水 性 鋪 面 之 透 水 性 能 力 評 估 (2) 適 用 範 圍 : 主 要 作 為 排 水 性 鋪 面 之 透 水 性 能 力 評 估 實 施, 適 用 於 現 場 (3) 試 驗 器 具 : (a) 現 場 透 水 試 驗 器 如 照 片 4.6 所 示, 其 示 意 圖 詳 附 錄 -1 照 片 4.6 現 場 透 水 試 驗 儀 器 (b) 油 性 黏 土 ( 橡 膠 黏 土 ) 碼 錶 ( 可 測 量 到 0.1 秒 單 位 ) 裝 水 容 器 抹 布 水 (4) 試 驗 方 法 : (a) 清 除 鋪 築 路 面 的 垃 圾 等 (b) 將 現 場 透 水 試 驗 器 底 版 外 周 的 底 面 附 著 上 長 直 徑 約 1cm 繩 狀 ( 長 度 50cm 左 右 ) 的 油 性 黏 土 接 著 將 試 器 壓 著 在 路 面 上, 避 免 油 性 黏 土 部 份 會 漏 水 後, 在 底 版 上 放 上 圈 型 金 屬 環 的 重 量 此 時 黏 土 多 的 話, 黏 土 會 跑 到 內 側 部, 使 透 水 面 積 變 小, 請 注 意 (c) 現 場 透 水 試 驗 器 玻 璃 圓 筒 部 上 端 100 的 位 置 打 上 X1 的 記 號, 從 X1 至 400ml 的 位 置 打 上 X2 記 號 (d) 關 掉 閥 門, 將 水 注 入 到 圓 筒 部 上 端 4-11

(e) 一 次 將 閥 門 全 打 開, 用 碼 錶 計 算 圓 筒 部 內 水 位 從 X1 降 到 X2 的 經 過 時 間 ( 秒 ), 記 錄 下 來 (d) 合 計 (d),(e) 的 作 業, 重 覆 進 行 3 次 另 各 測 定 隔 1 分 鐘 測 定 之 (5) 計 算 方 法 : (a) 以 秒 單 位 算 出 3 次 的 平 均 時 間 此 平 均 時 間 為 讓 水 400ml 流 下 的 時 間 (b) 由 算 出 的 平 均 時 間 算 出 每 15 秒 的 流 下 水 量, 此 稱 為 透 水 量 (ml/15 秒 ) 4-12

第 五 章 試 驗 結 果 與 分 析 5.1 新 拌 混 凝 土 單 位 重 試 驗 透 水 混 凝 土 中 含 有 較 多 連 通 孔 隙, 因 此, 新 拌 混 凝 土 之 單 位 重 相 較 於 一 般 混 凝 土 顯 得 略 小, 各 配 比 單 位 重 試 驗 結 果 如 表 5.1 所 示 表 5.1 新 拌 混 凝 土 單 位 重 試 驗 結 果 試 體 編 號 單 位 重 (kg/m 3 ) 試 體 編 號 單 位 重 (kg/m 3 ) 0.35-A-1:4-X 1805 0.35-A-1:4-Y 1693 0.35-A-1:4.5-X 1762 0.35-A-1:4.5-Y 1565 0.35-B-1:4-X 1701 0.35-B-1:4-Y 1557 0.35-B-1:4.5-X 1652 0.35-B-1:4.5-Y 1602 在 混 凝 土 配 比 中, 以 固 定 水 灰 比 骨 材 粒 徑 不 同 漿 骨 比 的 不 同 與 搗 實 方 法 的 不 同 來 觀 察 新 拌 混 凝 土 單 位 重 之 變 化 趨 勢, 單 位 重 隨 著 骨 材 粒 徑 愈 大 而 增 加 漿 骨 比 愈 大 而 增 加, 且 單 位 重 隨 著 搗 實 或 壓 密 能 量 愈 大 而 增 加, 即 試 體 編 號 0.35-A-1:4-X 其 單 位 重 較 高, 如 圖 5.1 所 示 其 中, 輕 搗 實 試 體 之 單 位 重 介 於 1,550 至 1,700 kg/m 3 間, 部 分 輕 搗 實 試 體 低 於 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 (1,600 kg/m 3 與 2,000 kg/m 3 ) 之 間 重 搗 實 試 體 之 單 位 重 介 於 1,650 至 1,805 kg/m 3 間, 試 體 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 之 間 重 搗 實 試 體 與 輕 搗 實 試 體 之 單 位 重 相 差 介 於 50 至 200 kg/m 3 之 間, 可 能 與 混 凝 土 配 比 和 真 正 搗 實 或 壓 密 能 量 有 關 5-1

輕 搗 實 重 搗 實 新 拌 混 凝 土 單 位 重 1850 1800 1805 1762 1750 1700 單 位 重 1650 (kg/m*3) 1600 1693 1565 1557 1701 1602 1652 1550 1500 1450 1400 (0.35-A-1:4) (0.35-A-1:4.5) (0.35-B-1:4) (0.35-B-1:4.5) 編 號 圖 5.1 新 拌 混 凝 土 單 位 重 5.2 透 水 混 凝 土 硬 固 後 單 位 重 試 驗 混 凝 土 透 水 性 能 為 本 研 究 主 要 考 量, 因 此, 在 確 定 試 體 配 比 後 所 拌 製 之 試 體, 首 要 先 以 目 測 方 式 檢 視 試 體 有 無 過 多 漿 體, 可 能 會 產 生 垂 流 現 象, 當 發 生 垂 流 現 象 亦 即 喪 失 透 水 性 能 之 試 體 配 比 予 以 剔 除, 將 可 確 定 後 續 進 行 之 試 驗 是 在 保 有 一 定 透 水 性 能 前 提 之 下 進 行 本 研 究 所 選 定 之 八 種 混 凝 土 配 比 ( 水 灰 比 =0.35) 其 漿 骨 比 介 於 1:4 至 1:4.5 間, 上 述 輕 重 搗 實 之 混 凝 土 試 體 硬 固 後 經 目 測 檢 視 均 無 垂 流 現 象, 如 照 片 4.4 透 水 混 凝 土 試 體 所 示 透 水 混 凝 土 硬 固 後 其 內 含 有 較 多 連 通 孔 隙, 因 此, 單 位 重 相 較 於 一 般 混 凝 土 顯 得 略 小, 各 配 比 單 位 重 試 驗 結 果 如 表 5.2 所 示 混 凝 土 硬 固 後 與 先 前 新 拌 混 凝 土 之 單 位 重 相 較 差 異 不 大, 其 單 位 重 隨 著 骨 材 粒 徑 愈 大 而 增 加 漿 骨 比 愈 大 而 增 加, 且 單 位 重 隨 著 搗 實 或 壓 密 能 量 愈 大 而 增 加, 即 試 體 編 號 0.35-A-1:4-X 其 單 位 重 較 高, 如 圖 5.2 所 示 5-2

表 5.2 透 水 混 凝 土 硬 固 後 單 位 重 試 驗 結 果 試 體 編 號 單 位 重 (kg/m 3 ) 試 體 編 號 單 位 重 (kg/m3) 0.35-A-1:4-X 1804 0.35-A-1:4-Y 1700 0.35-A-1:4.5-X 1721 0.35-A-1:4.5-Y 1678 0.35-B-1:4-X 1663 0.35-B-1:4-Y 1641 0.35-B-1:4.5-X 1635 0.35-B-1:4.5-Y 1663 輕 搗 實 重 搗 實 透 水 混 凝 土 硬 固 後 單 位 重 1850 1800 1804 1750 1721 單 位 重 (kg/m*3) 1700 1700 1678 1663 1663 1650 1641 1635 1600 1550 (0.35-A-1:4) (0.35-A-1:4.5) (0.35-B-1:4) (0.35-B-1:4.5) 編 號 圖 5.2 透 水 混 凝 土 硬 固 後 單 位 重 其 中, 輕 搗 實 試 體 之 單 位 重 介 於 1,650 至 1,700 kg/m 3 間, 輕 搗 實 試 體 已 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 (1,600 kg/m 3 與 2,000 kg/m 3 ) 之 間 重 搗 實 試 體 之 單 位 重 介 於 1,630 至 1,805 kg/m 3 間, 試 體 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 之 間 重 搗 實 試 體 與 輕 搗 實 試 體 之 單 位 重 相 差 介 於 22 至 104 kg/m 3 之 間, 相 較 於 新 拌 混 凝 土 之 差 異 變 化 為 小, 其 單 位 重 差 異 約 減 為 一 半 5.3 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 測 試 透 水 混 凝 土 內 部 結 構 特 性 較 不 緻 密, 因 為 使 用 單 一 粒 徑 粗 骨 材 或 因 無 細 骨 材 的 影 響 會 產 生 許 多 孔 隙, 主 導 透 水 性 能 的 連 通 孔 隙 率 可 以 透 過 試 驗 測 定, 主 要 原 理 採 用 排 水 體 積 法 的 試 驗 作 孔 隙 率 測 定 結 果 如 表 5.3 所 示 5-3

表 5.3 透 水 混 凝 土 連 通 孔 隙 率 試 驗 結 果 試 體 編 號 連 通 孔 隙 率 (%) 試 體 編 號 連 通 孔 隙 率 (%) 0.35-A-1:4-X 25.9 0.35-A-1:4-Y 30.29 0.35-A-1:4.5-X 31.37 0.35-A-1:4.5-Y 31.95 0.35-B-1:4-X 30.68 0.35-B-1:4-Y 27.56 0.35-B-1:4.5-X 25.89 0.35-B-1:4.5-Y 30.1 由 於 ACI 522R-06 規 定 透 水 混 凝 土 其 孔 隙 率 範 圍 為 18% 至 35% 之 間, 本 研 究 依 據 ACI 522R-06 透 水 混 凝 土 與 PCA 透 水 混 凝 土 鋪 面 規 定 建 議 : 可 依 據 工 程 種 類 與 其 透 水 之 需 求 不 同 而 分 為 兩 組, 一 組 孔 隙 率 為 20±4%, 屬 於 一 般 強 度 低 透 水 混 凝 土 ; 另 一 組 孔 隙 率 為 30±5%, 屬 於 低 強 度 高 透 水 混 凝 土 ; 而 表 5.3 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 試 驗 結 果 發 現 孔 隙 率 範 圍 約 為 25% 至 32% 之 間, 均 屬 於 上 述 低 強 度 高 透 水 混 凝 土 ; 其 孔 隙 率 與 骨 材 粒 徑 或 漿 骨 比 似 乎 無 關, 而 隨 著 搗 實 或 壓 密 能 量 愈 大 而 減 少, 然 而 試 體 編 號 0.35-B-1:4 其 孔 隙 率 卻 隨 著 搗 實 能 量 愈 大 而 增 加, 有 不 合 理 現 象, 很 可 能 數 據 顛 倒 需 要 再 確 定, 如 圖 5.3 所 示 輕 搗 實 重 搗 實 透 水 混 凝 土 硬 固 後 孔 隙 率 35 30 30.29 25.9 31.95 31.37 30.68 27.56 30.1 25.89 25 20 百 分 率 (%) 15 10 5 0 (0.35-A-1:4) (0.35-A-1:4.5) (0.35-B-1:4) (0.35-B-1:4.5) 編 號 圖 5.3 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 5-4

5.4 抗 壓 試 驗 本 試 驗 分 別 以 骨 材 粒 徑 漿 骨 比 齡 期 與 搗 實 方 法 探 討 其 抗 壓 強 度 變 化 之 影 響, 兩 種 骨 材 粒 徑 分 別 為 19mm 與 4.8mm, 而 測 試 齡 期 分 別 為 7 天 與 28 天, 搗 實 方 法 分 別 為 重 搗 實 與 輕 搗 實, 漿 骨 比 介 於 1:4 至 1:4.5 間, 試 驗 抗 壓 強 度 發 展 情 形, 如 表 5.4 所 示 在 混 凝 土 配 比 中, 以 固 定 水 灰 比 (W/C=0.35) 骨 材 粒 徑 不 同 漿 骨 比 的 不 同 齡 期 不 同 與 搗 實 方 法 的 不 同 來 觀 察 抗 壓 強 度 變 化 趨 勢, 抗 壓 強 度 在 重 搗 實 方 法 下 骨 材 粒 徑 愈 大 而 上 升, 隨 著 齡 期 增 加 而 上 升, 特 別 是 骨 材 粒 徑 愈 大 抗 壓 強 度 上 升 愈 大, 即 試 體 編 號 0.35-A-1:4-X 其 強 度 最 大 達 150 kg/cm 2, 並 與 前 一 節 有 關 單 位 重 最 高 或 孔 隙 率 較 低 相 互 呼 應, 但 是 部 分 在 輕 搗 實 方 法 下 則 相 對 下 降, 從 數 據 的 差 異 可 發 現 到 輕 搗 實 較 不 容 易 掌 控, 而 以 漿 骨 比 ( 水 泥 : 粗 骨 材 ) 來 探 討 其 比 值 落 於 1:4 與 1:4.5 間 對 抗 壓 強 度 影 響 並 不 大, 綜 合 上 述 影 響 抗 壓 強 度 因 子 主 要 為 搗 實 方 法 齡 期 與 骨 材 粒 徑 等, 如 圖 5.4 所 示 試 體 編 號 表 5.4 抗 壓 強 度 試 驗 結 果 7 天 抗 壓 強 度 (kg/cm 2 ) 試 體 編 號 28 天 抗 壓 強 度 (kg/cm 2 ) 0.35-A-1:4-X 114.1 0.35-A-1:4-X 150.83 0.35-A-1:4.5-X 116.38 0.35-A-1:4.5-X 126.3 0.35-B-1:4-X 83.3 0.35-B-1:4-X 93.04 0.35-B-1:4.5-X 83.08 0.35-B-1:4.5-X 93.88 0.35-A-1:4-Y 44.84 0.35-A-1:4-Y 67.21 0.35-A-1:4.5-Y 72.18 0.35-A-1:4.5-Y 80.29 0.35-B-1:4-Y 57.66 0.35-B-1:4-Y 69.3 0.35-B-1:4.5-Y 62.2 0.35-B-1:4.5-Y 89.23 5-5

7 天 輕 搗 實 7 天 重 搗 實 28 天 輕 搗 實 28 天 重 搗 實 160 透 水 混 凝 土 7 與 28 天 抗 壓 強 度 150.83 140 120 114.1 126.3 116.38 抗 壓 強 度 (kg/cm*2) 100 80 60 40 20 44.84 93.04 93.88 89.23 80.29 83.3 83.08 72.18 67.21 69.3 62.2 57.66 0 (0.35-A-1:4) (0.35-A-1:4.5) (0.35-B-1:4) (0.35-B-1:4.5) 編 號 圖 5.4 透 水 混 凝 土 7 天 與 28 天 抗 壓 強 度 5.5 抗 彎 試 驗 本 試 驗 分 別 以 骨 材 粒 徑 齡 期 與 搗 實 方 法 探 討 其 抗 彎 強 度 變 化 之 影 響, 骨 材 粒 徑 分 別 為 19mm 與 4.8mm, 其 測 試 齡 期 分 別 為 7 天 與 28 天, 而 搗 實 方 法 分 別 為 重 搗 實 與 輕 搗 實, 試 驗 抗 彎 強 度 發 展 情 形, 如 表 5.5 所 示 表 5.5 抗 彎 強 度 試 驗 結 果 試 體 編 號 7 天 抗 彎 強 度 28 天 抗 彎 強 度 (kg/cm 2 試 體 編 號 ) (kg/cm 2 ) 0.35-A-1:4-X 11.88 0.35-A-1:4-X 14.1 0.35-A-1:4.5-X 11.43 0.35-A-1:4.5-X 14.1 0.35-B-1:4-X 15.06 0.35-B-1:4-X 18.1 0.35-B-1:4.5-X 13.72 0.35-B-1:4.5-X 14.1 0.35-A-1:4-Y 9.53 0.35-A-1:4-Y 9.15 0.35-A-1:4.5-Y 11.24 0.35-A-1:4.5-Y 9.15 0.35-B-1:4-Y 12.01 0.35-B-1:4-Y 17.33 0.35-B-1:4.5-Y 12.01 0.35-B-1:4.5-Y 13.33 5-6

在 混 凝 土 配 比 中, 以 固 定 水 灰 比 (W/C=0.35) 骨 材 粒 徑 不 同 漿 骨 比 的 不 同 齡 期 不 同 與 搗 實 方 法 的 不 同 來 觀 察 抗 彎 強 度 變 化 趨 勢, 抗 彎 強 度 隨 著 骨 材 粒 徑 愈 小 而 上 升, 即 試 體 編 號 0.35-B-1:4-X 其 強 度 最 大 達 18.1 kg/cm 2, 其 變 化 趨 勢 與 前 一 節 有 關 抗 壓 強 度 隨 著 骨 材 粒 徑 愈 大 而 增 加 正 好 相 反, 漿 骨 比 對 抗 彎 強 度 影 響 不 大, 且 重 搗 實 比 輕 搗 實 為 高, 如 圖 5.5 所 示 7 天 輕 搗 實 7 天 重 搗 實 28 天 輕 搗 實 28 天 重 搗 實 20 18 透 水 混 凝 土 7 與 28 天 抗 彎 強 度 18.1 17.33 抗 彎 強 度 (kg/cm*2) 16 14 12 10 8 6 4 2 14.1 14.1 11.88 11.2411.43 9.53 9.15 9.15 15.06 13.72 14.1 13.33 12.01 12.01 0 (0.35-A-1:4) (0.35-A-1:4.5) (0.35-B-1:4) (0.35-B-1:4.5) 5.6 透 水 試 驗 編 號 圖 5.5 透 水 混 凝 土 7 天 與 28 天 抗 彎 強 度 本 試 驗 所 提 供 八 種 配 比 之 透 水 係 數 試 驗 數 據 如 表 5.6 所 示, 由 表 中 可 知 圓 柱 試 體 切 割 成 三 層 ( 上 層 中 層 與 下 層 ) 之 透 水 係 數 K 有 明 顯 不 同, 其 透 水 係 數 排 序 以 中 層 (0.93 ~ 0.49 cm/sec) 較 高 上 層 (0.45 ~ 0.59 cm/sec) 次 之 後 下 層 (0.33 ~ 0.65 cm/sec) 較 低, 三 層 試 體 透 水 係 數 落 於 典 型 透 水 混 凝 土 透 水 係 數 範 圍 介 於 0.16 至 1.22 cm/sec 之 間 在 混 凝 土 配 比 中, 以 固 定 水 灰 比 (W/C=0.35) 骨 材 粒 徑 不 同 漿 骨 比 的 不 同 齡 期 不 同 與 搗 實 方 法 的 不 同 來 觀 察 透 水 係 數 K 變 化 趨 勢, 透 水 5-7

係 數 對 搗 實 能 量 呈 現 反 比, 似 乎 隨 著 骨 材 粒 徑 愈 小 而 降 低, 漿 骨 比 對 透 水 影 響 不 大, 可 能 是 因 為 試 體 三 層 之 透 水 係 數 K 有 明 顯 差 異 造 成 漿 骨 比 與 骨 材 粒 徑 因 子 影 響 大 幅 減 少, 前 一 節 有 關 抗 壓 與 抗 彎 強 度 最 佳 的 試 體 編 號 分 別 是 0.35-A-1:4-X 與 0.35-B-1:4-X, 其 三 層 平 均 透 水 係 數 分 別 是 0.48 與 0.43 cm/sec 表 現 相 當 優 異, 如 圖 5.6 與 圖 5.7 所 示 表 5.6 透 水 係 數 試 驗 結 果 試 體 編 號 透 水 係 數 - 上 透 水 係 數 - 中 透 水 係 數 - 下 (cm/sec) (cm/sec) (cm/sec) 0.35-A-1:4-X 0.45 0.59 0.41 0.35-A-1:4.5-X 0.54 0.6 0.36 0.35-B-1:4-X 0.48 0.49 0.33 0.35-B-1:4.5-X 0.45 0.6 0.35 0.35-A-1:4-Y 0.59 0.76 0.54 0.35-A-1:4.5-Y 0.59 0.93 0.65 0.35-B-1:4-Y 0.49 0.64 0.64 0.35-B-1:4.5-Y 0.48 0.52 0.45 上 中 下 透 水 混 凝 土 重 搗 實 透 水 係 數 0.7 0.6 0.5 透 水 係 數 0.4 (cm/sec) 0.3 0.59 0.6 0.54 0.45 0.41 0.36 0.480.49 0.33 0.45 0.6 0.35 0.2 0.1 0 (0.35-A-1:4) (0.35-A-1:4.5) (0.35-B-1:4) (0.35-B-1:4.5) 編 號 圖 5.6 透 水 混 凝 土 重 搗 實 之 透 水 係 數 5-8

上 中 下 透 水 混 凝 土 輕 搗 實 透 水 係 數 1 0.9 0.8 0.7 0.6 透 水 係 數 0.5 (cm/sec) 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.93 0.76 0.65 0.64 0.64 0.59 0.59 0.54 0.49 0.52 0.48 0.45 (0.35-A-1:4) (0.35-A-1:4.5) (0.35-B-1:4) (0.35-B-1:4.5) 編 號 圖 5.7 透 水 混 凝 土 輕 搗 實 之 透 水 係 數 5.7 驗 證 最 適 配 比 有 關 本 研 究 所 試 驗 之 八 種 不 同 透 水 混 凝 土 試 體 ( 水 灰 比 0.35) 屬 於 低 強 度 高 透 水 混 凝 土, 其 抗 壓 與 抗 彎 強 度 均 較 低,28 天 抗 壓 強 度 約 為 67 至 151 kg/cm 2 (957psi 至 2157psi ) 之 間, 上 述 配 比 與 第 一 期 研 究 之 最 適 配 比 ( 水 灰 比 0.35 骨 材 粒 徑 0.48cm 填 充 孔 隙 百 分 比 80%, 其 透 水 係 數 0.1cm/sec 28 天 抗 壓 強 度 可 達 到 21MPa) 有 兩 大 差 異, 首 先 是 第 一 期 研 究 之 最 適 配 比 並 未 符 合 ACI 522R-06 建 議 透 水 混 凝 土 透 水 係 數 範 圍 介 於 0.16 至 1.22 cm/sec 之 間 ; 其 次 是 第 一 期 研 究 之 最 適 配 比 之 單 位 重 約 為 2,044 kg/m 3 間 較 本 研 究 之 試 體 高 甚 多, 因 此 相 對 本 研 究 之 試 體 強 度 較 低, 固 此, 本 研 究 為 要 提 升 試 體 強 度 又 要 使 其 透 水 係 數 符 合 ACI 522R-06 建 議 範 圍, 逕 行 大 幅 降 低 配 比 之 水 灰 比 至 0.25 5.7.1 配 比 混 凝 土 配 比 之 水 灰 比 (W/C)=0.25, 粗 骨 材 粒 徑 B=4.8mm, 漿 骨 比 ( 水 5-9

泥 : 粗 骨 材 ) 分 為 1:4, 搗 實 分 為 X= 重 搗 實 與 Y= 輕 搗 實, 添 加 水 泥 用 量 之 1% 之 強 塑 劑, 配 比 如 表 5.7 所 示 編 號 水 灰 比 表 5.7 試 拌 配 比 骨 材 粒 徑 (mm) 粗 骨 材 (kg/m 3 ) 水 泥 (kg/m 3 ) 水 (kg/m 3 ) 強 塑 劑 (kg/m 3 ) 0.25-B-1:4-X(Y) 0.25 4.8 1311 327.75 81.94 3.28 註 : 每 一 配 比 又 分 為 X= 重 搗 實 與 Y= 輕 搗 實, 單 位 =kg/m 3 5.7.1.1 強 塑 劑 (H-55) (1) 說 明 : H-55 為 羧 酸 高 分 子 之 新 ㄧ 代 高 級 強 塑 劑, 係 針 對 臺 灣 氣 候 及 施 工 環 境, 所 開 發 的 新 產 品, 具 有 良 好 的 坍 流 度 維 持 功 能, 更 能 提 高 強 度 高 耐 久 性 已 符 合 現 代 營 建 的 須 求 (2) 特 性 : H-55 除 具 有 傳 統 減 水 劑 ( 奈 磺 酸 美 奈 皿 MELAMIE) 的 電 子 互 斥 的 作 用 外, 更 提 供 水 泥 粒 子 間 之 阻 隔 效 果, 由 此 成 效, 使 得 H-55 具 有 良 好 的 坍 流 度 持 續 性 及 減 水 效 果 (3) 優 點 : (a) 可 應 用 於 自 充 填 混 凝 土 (SSC) (b) 坍 流 度 損 失 低, 工 作 時 間 長, 具 有 高 度 的 混 凝 土 抗 析 離 (c) 低 泌 水 性 (d) 低 水 化 熱 (e) 體 積 穩 定 性 高 ( 乾 縮 龜 裂 少 ) (f) 高 耐 久 性 (4) 使 用 方 法 : 低 工 程 特 性 配 比 調 整, 已 獲 取 最 佳 之 品 質 及 經 濟 效 益 5-10

(5) 添 加 量 : 通 常 1%~2% 約 可 減 20~30% 之 用 水 量, 請 依 使 用 目 的 以 供 料 廠 商 建 議 (6) 基 本 物 理 性 質 :( 如 表 5.8) 表 5.8 強 塑 劑 基 本 物 理 性 質 掺 料 類 型 (ADMIXTURE TYPE) 強 塑 劑 (MODIFIEDUPEPR PLASTICIZER) 外 觀 顏 色 (APPEARANCE) 黃 褐 色 (YELLOW BROWN) 酸 鹼 值 (PH VALUE) 5±2 比 重 (SPECIFIC GRAVITY) 1.08±0.07 固 體 含 量 20%±5% 減 水 劑 22% 以 上 氯 含 量 (CHLORIE CONTENT) <5000PPM 5.7.2 抗 壓 強 度 在 驗 證 配 比 中, 以 固 定 水 灰 比 (W/C=0.25) 與 搗 實 方 法 的 不 同 來 觀 察 抗 壓 強 度 變 化 趨 勢, 發 現 抗 壓 強 度 隨 著 搗 實 的 能 量 與 齡 期 增 加 而 上 升, 即 試 體 編 號 0.25-B-1:4-X 其 7 天 強 度 達 126.61 kg/cm 2, 而 於 28 天 時 強 度 最 大 達 165.68 kg/cm 2, 並 與 先 前 水 灰 比 為 0.35 對 抗 壓 強 度 影 響 大, 當 配 比 降 低 水 灰 比 至 W/C=0.25 與 先 前 最 佳 抗 彎 強 度 的 試 體 編 號 0.35-B-1:4-X 有 很 大 差 異,28 天 抗 壓 強 度 由 93 kg/cm 2 (9.1MPa) 提 高 到 166 kg/cm 2 (16.3MPa), 如 表 5.9 所 示 編 號 表 5.9 抗 壓 強 度 試 驗 結 果 7 天 抗 壓 強 度 (kg/cm 2 ) 編 號 28 天 抗 壓 強 度 (kg/cm 2 ) 0.25-B-1:4-X 126.61 0.25-B-1:4-X 165.68 0.25-B-1:4-Y 78.27 0.25-B-1:4-Y 84.21 註 : B=4.8mm,X= 重 搗 實,Y= 輕 搗 實, 水 灰 比 =0.25, 1:4= 水 泥 : 粗 骨 材 5-11

5.7.3 透 水 係 數 在 驗 證 配 比 中, 以 固 定 水 灰 比 (W/C=0.25) 與 搗 實 方 法 的 不 同 來 觀 察 透 水 係 數 K 變 化 趨 勢, 發 現 透 水 係 數 對 搗 實 能 量 呈 現 反 比, 而 且 試 體 三 層 之 透 水 係 數 K 有 明 顯 差 異, 當 配 比 降 低 水 灰 比 至 W/C=0.25 與 先 前 最 佳 抗 彎 強 度 的 試 體 編 號 0.35-B-1:4-X 有 很 大 差 異, 其 28 天 三 層 平 均 透 水 係 數 由 0.43 cm/sec 降 低 至 0.29 cm/sec, 如 表 5.10 所 示 表 5.10 透 水 係 數 試 驗 結 果 編 號 透 水 係 數 - 上 K(cm/sec) 透 水 係 數 - 中 K(cm/sec) 透 水 係 數 - 下 K(cm/sec) 0.25-B-1:4-X 0.32 0.34 0.22 0.25-B-1:4-Y 0.33 0.58 0.34 註 : B=4.8mm,X= 重 搗 實,Y= 輕 搗 實, 水 灰 比 =0.25, 1:4= 水 泥 : 粗 骨 材 5.7.4 比 較 最 適 配 比 第 一 期 研 究 之 最 適 配 比 ( 水 灰 比 0.35 骨 材 粒 徑 0.48cm 填 充 孔 隙 百 分 比 80%, 其 透 水 係 數 0.1cm/sec 28 天 抗 壓 強 度 可 達 到 21MPa) 有 兩 大 差 異, 首 先 是 第 一 期 研 究 之 最 適 配 比 並 未 符 合 ACI 522R-06 建 議 透 水 混 凝 土 透 水 係 數 範 圍 介 於 0.16 至 1.22 cm/sec 之 間 ; 其 次 是 第 一 期 研 究 之 最 適 配 比 之 單 位 重 約 為 2,044 kg/m 3 間 較 本 研 究 之 試 體 高 甚 多, 因 此 相 對 本 研 究 之 試 體 強 度 會 較 低 下 表 5.11 為 比 較 最 適 配 比 綜 合 結 果, 似 乎 說 明 抗 壓 強 度 與 單 位 重 對 於 透 水 係 數 呈 反 比, 若 要 達 到 第 一 期 研 究 之 最 適 配 比 強 度 其 透 水 係 數 與 單 位 重 將 會 超 出 ACI 522R-06 典 型 透 水 混 凝 土 範 圍 建 議 5-12

配 比 編 號 表 5.11 比 較 最 適 配 比 綜 合 試 驗 結 果 W/C 骨 材 粒 徑 (mm) 28 天 抗 壓 強 度 (MPa) 單 位 重 (kg/m 3 ) 透 水 係 數 K(cm/sec) 0.25-B-1:4-X 0.25 4.8 16.3 1743 0.29 0.35-B-1:4-X 0.35 4.8 9.1 1663 0.43 先 期 研 究 配 比 0.35 4.8 21.0 2044 0.10 典 型 透 水 混 凝 土 配 比 0.25~ 0.45 19.0 ~ 1.2 2.8 ~ 28.0 1600 ~ 2000 0.16 ~ 1.22 5-13

第 六 章 現 地 試 鋪 結 果 與 討 論 6.1 預 拌 混 凝 土 廠 試 拌 透 水 混 凝 土 現 地 透 水 混 凝 土 試 鋪 之 前, 先 於 長 生 預 拌 混 凝 土 廠 進 行 試 拌, 透 水 混 凝 土 配 比 試 拌 數 量 為 1 立 方 公 尺, 由 於 試 拌 數 量 僅 1 立 方 公 尺, 加 上 透 水 混 凝 土 為 零 坍 度 無 法 流 動, 大 型 拌 合 機 非 常 不 容 易 卸 料, 試 拌 合 格 後 並 於 預 拌 混 凝 土 廠 內 進 行 試 拌 料 試 鋪, 廠 內 拌 合 機 試 拌 合 格 透 水 混 凝 土 之 配 比 如 表 6.1 所 示, 預 定 鋪 築 範 圍 為 2.4 公 尺 長 *1.5 公 尺 寬 *0.15 公 尺 深 之 長 方 格, 施 作 前 鋪 築 範 圍 利 用 15 公 分 直 徑 抗 壓 試 體 26 顆 排 列 而 成, 並 使 用 快 凝 蓋 平 石 膏 黏 結 26 顆 試 體 凝 固 後, 鋪 築 基 地 於 澆 置 新 拌 透 水 混 凝 土 前 先 噴 灑 水 溼 治, 避 免 新 拌 透 水 混 凝 土 的 水 份 被 乾 旱 土 壤 吸 收, 當 新 拌 透 水 混 凝 土 藉 由 耙 子 攤 平 混 凝 土 後, 利 用 滾 筒 ( 長 1.4 公 尺, 重 120kg) 壓 密 透 水 混 凝 土, 有 關 預 拌 混 凝 土 廠 內 試 拌 試 鋪 之 施 作 照 片 如 下, 照 片 6.1 為 試 拌 料 碎 石 約 5mm 骨 材 粒 徑, 照 片 6.2 為 預 拌 廠 操 作 台 透 水 混 凝 土 配 比 資 訊, 照 片 6.3 為 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 滾 筒 壓 密 之 施 作, 照 片 6.4 為 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 完 成 面, 照 片 6.5 為 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 現 場 透 水 量 試 驗 表 6.1 試 拌 合 格 透 水 混 凝 土 之 配 比 水 灰 比 骨 材 粒 徑 (mm) 粗 骨 材 (kg/m 3 ) 水 泥 (kg/m 3 ) 水 (kg/m 3 ) 強 塑 劑 (kg/m 3 ) 0.31 4.8 1498 344 105 2.3 6-1

照 片 6.1 試 拌 料 碎 石 約 5mm 骨 材 粒 徑 照 片 6.2 預 拌 廠 操 作 台 透 水 混 凝 土 配 比 資 訊 照 片 6.3 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 滾 筒 壓 密 之 施 作 6-2

照 片 6.4 為 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 完 成 面 照 片 6.5 預 拌 廠 試 鋪 透 水 混 凝 土 現 場 透 水 量 試 驗 有 關 預 拌 廠 透 水 混 凝 土 的 配 比 : 水 泥 344kg 粗 骨 材 1,498kg 水 105kg 與 強 塑 劑 2.3kg, 如 照 片 6.2 預 拌 廠 操 作 台 透 水 混 凝 土 配 比 資 訊 所 示, 水 灰 比 為 0.31 其 7 天 抗 壓 強 度 約 為 180kg/cm 2 (17.7MPa), 試 鋪 透 水 混 凝 土 其 滲 透 性 相 當 良 好, 其 平 均 約 為 666.7ml/15sec, 均 可 滿 足 工 地 透 水 試 驗 標 準 400ml/15sec 以 上 範 圍 要 求 6.2 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 實 驗 區 介 紹 朝 陽 科 大 第 二 停 車 場 本 研 究 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 實 驗 區 位 置 在 朝 陽 科 大 操 場 後 面 之 第 二 停 車 場 如 照 片 6.6 所 示, 此 停 車 場 位 於 本 校 較 偏 遠 區 域, 一 般 會 停 車 於 此 6-3

者 為 進 修 部 在 職 學 生, 於 停 車 場 中 間 選 取 5.5 公 尺 長 *2.4 公 尺 寬 *0.3 公 尺 深 之 停 車 格 共 計 六 格 進 行 試 鋪, 如 圖 6.1 所 示, 透 水 混 凝 土 鋪 面 面 積 為 14.4 公 尺 長 *5.5 公 尺 寬, 施 作 前 先 開 挖 土 壤 到 適 當 的 長 寬 高, 利 用 鏟 子 破 碎 機 手 工 具 鏟 土 機 及 卡 車 進 行 開 挖 鋪 面 實 驗 區, 並 使 用 模 版 組 立 六 個 5.5 公 尺 長 *2.4 公 尺 的 停 車 格, 於 最 底 層 先 鋪 上 一 層 厚 約 5 公 分 碎 石 級 配, 再 於 碎 石 級 配 上 鋪 築 透 水 混 凝 土, 有 關 透 水 混 凝 土 的 配 比 如 6.1 節 所 說 明 照 片 6.6 朝 陽 科 技 大 學 操 場 後 面 之 第 二 停 車 場 圖 6.1 現 地 停 車 格 之 示 意 圖 6.3 實 驗 區 透 水 混 凝 土 鋪 面 規 劃 設 計 與 施 作 過 程 本 實 驗 區 透 水 混 凝 土 鋪 面 規 劃 設 計 為 使 用 1 種 透 水 混 凝 土 配 比 與 3 種 不 同 搗 實 方 式, 其 中, 震 動 搗 實 編 號 #1 與 #2 兩 個 停 車 格, 大 滾 筒 (3.7m 寬 大 滾 筒 約 270kg) 重 量 滾 壓 編 號 #3 與 #4 兩 個 停 車 格, 小 滾 筒 (0.8m 寬 小 滾 筒 約 100kg) 重 量 滾 壓 編 號 #5 與 #6 兩 個 停 車 格, 藉 由 3 種 不 同 搗 實 方 式 6-4

來 瞭 解 其 強 度 透 水 係 數 單 位 重 孔 隙 率 等 關 係 ; 圖 6-1 為 實 驗 區 透 水 混 凝 土 鋪 面 六 個 停 車 格 之 示 意 圖, 透 水 混 凝 土 鋪 面 設 計 為 30 公 分 厚, 於 底 層 先 鋪 上 一 層 厚 約 5 公 分 碎 石 級 配, 再 於 碎 石 級 配 上 鋪 築 透 水 混 凝 土 厚 約 25 公 分, 原 預 定 利 用 一 個 下 午 的 時 間 鋪 築 完 工, 卻 花 費 兩 個 下 午 的 時 間 鋪 築 完 畢, 現 地 試 驗 當 時 的 條 件 為 典 型 台 灣 七 月 天 天 候 炎 熱, 透 水 混 凝 土 現 地 施 作 時 間 控 制 約 在 下 午 3:30Pm 至 6:30Pm 間, 其 溫 度 約 在 33 至 28 間, 其 中 第 二 天 傍 晚 幾 乎 要 下 雨 溼 度 較 高, 在 人 力 支 援 方 面, 預 拌 廠 有 三 位, 研 究 生 有 七 位, 共 十 位 人 員 協 助 第 一 天 下 午 動 用 三 輛 預 拌 車, 每 輛 預 拌 車 裝 載 4 立 方 公 尺 的 透 水 混 凝 土, 嘗 試 藉 由 預 拌 車 尾 端 卸 料 澆 置 透 水 混 凝 土, 尾 端 卸 料 澆 置 速 度 非 常 地 慢, 可 能 是 運 輸 時 間 超 過 半 小 時 及 零 坍 度 的 影 響, 招 致 有 接 近 一 半 (2 立 方 公 尺 ) 的 透 水 混 凝 土 凝 結 於 預 拌 車 圓 筒 內, 此 時 已 經 天 暗 無 法 施 工 ; 第 二 天 下 午 動 用 兩 輛 卡 車, 每 輛 卡 車 裝 載 6 立 方 公 尺 的 透 水 混 凝 土, 其 中, 第 一 輛 卡 車 尾 端 傾 倒 卸 料 澆 置, 才 發 現 部 分 透 水 混 凝 土 太 乾, 可 能 是 透 水 混 凝 土 水 份 被 卡 車 烈 日 照 射 之 平 台 鋼 板 吸 收 的 影 響, 第 貳 輛 卡 車 尾 端 傾 倒 卸 料 澆 置, 發 現 部 分 透 水 混 凝 土 較 濕, 現 場 透 水 混 凝 土 品 質 非 常 不 容 易 控 制, 加 上 透 水 混 凝 土 為 零 坍 度 無 法 流 動, 大 型 拌 合 機 非 常 不 容 易 卸 料 而 會 黏 著 於 拌 合 機 內 壁, 本 次 鋪 築 六 個 停 車 格 合 計 使 用 透 水 混 凝 土 約 24 立 方 公 尺 當 實 驗 區 透 水 混 凝 土 進 行 鋪 築 時, 預 定 於 編 號 #1 與 #2 兩 個 停 車 格 使 用 震 動 搗 實, 然 而 發 現 震 動 搗 實 方 式 完 全 無 效 果, 只 好 臨 時 更 改 為 不 同 滾 筒 滾 壓 方 式 進 行 來 回 滾 壓, 編 號 #1 與 #2 兩 個 停 車 格 使 用 小 滾 筒 (0.8m 寬 小 滾 筒 約 100kg) 重 量 滾 壓, 發 現 此 為 小 面 積 鋪 築 滾 壓, 較 大 面 積 鋪 築 應 使 用 大 滾 筒 滾 壓, 編 號 #3 #4 與 #5 三 個 停 車 格 使 用 兩 種 滾 壓 包 括 小 滾 筒 (0.8m 寬 小 滾 筒 約 100kg) 和 大 滾 筒 (3.7m 寬 大 滾 筒 約 270kg), 其 中, 第 一 輛 卡 車 尾 端 傾 倒 卸 料 澆 置 在 編 號 #4 與 #5 兩 個 停 車 格 中, 部 分 透 水 混 凝 土 太 乾, 編 號 #6 停 車 格 使 用 三 種 滾 壓 包 括 小 滾 筒 (0.8m 寬 小 滾 筒 約 100kg) 大 滾 筒 (3.7m 寬 大 滾 筒 約 270kg) 和 中 滾 筒 (1.4m 寬 中 滾 筒 約 120kg) 實 驗 區 透 水 混 凝 土 鋪 面 施 作 之 過 程 包 括 停 車 格 開 挖 現 地 模 版 組 立 底 層 鋪 設 礫 石 透 水 混 凝 土 澆 置 與 刮 平 滾 筒 壓 密 塑 膠 布 覆 蓋 養 護 現 地 透 水 混 凝 土 試 體 製 作 等, 如 照 片 6.7 至 照 片 6.17 所 示 6-5

照 片 6.7 現 地 停 車 格 開 挖 情 形 照 片 6.8 六 個 5.5 公 尺 長 *2.4 公 尺 的 停 車 格 現 地 模 版 組 立 照 片 6.9 停 車 格 底 層 鋪 設 約 5 公 分 礫 石 6-6

照 片 6.10 透 水 混 凝 土 使 用 預 拌 車 尾 端 卸 料 澆 置 停 車 格 照 片 6.11 透 水 混 凝 土 使 用 卡 車 尾 端 傾 倒 卸 料 澆 置 停 車 格 照 片 6.12 透 水 混 凝 土 拌 合 料 刮 平 情 形 6-7

照 片 6.13 透 水 混 凝 土 使 用 大 滾 筒 滾 壓 情 形 照 片 6.14 透 水 混 凝 土 使 用 小 滾 筒 滾 壓 情 形 照 片 6.15 新 拌 透 水 混 凝 土 滾 壓 完 成 面 6-8

照 片 6.16 塑 膠 布 覆 蓋 養 護 新 拌 透 水 混 凝 土 鋪 面 照 片 6.17 現 地 透 水 混 凝 土 試 體 6.4 實 驗 區 透 水 混 凝 土 鋪 面 結 果 分 析 6.4.1 新 拌 混 凝 土 目 視 檢 測 與 單 位 重 試 驗 新 拌 混 凝 土 施 工 中 可 以 目 視 判 斷 是 否 垂 流 現 象 產 生, 並 應 進 行 新 拌 透 水 混 凝 土 單 位 重 之 試 驗, 每 天 澆 置 混 凝 土 至 少 應 進 行 一 次 以 上 單 位 重 之 驗 證, 所 以, 目 視 判 斷 是 否 垂 流 產 生 與 其 單 位 重 試 驗 為 透 水 混 凝 土 現 場 品 質 管 制 的 首 要 關 卡 若 混 凝 土 有 垂 流 現 象 產 生 或 其 單 位 重 不 符 合 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重, 應 立 即 要 求 退 料 ; 透 水 混 凝 土 中 含 有 較 多 連 通 孔 隙, 因 此, 新 拌 透 水 混 凝 土 之 單 位 重 相 較 於 一 般 混 凝 土 顯 得 略 小, 本 次 實 驗 鋪 築 六 個 6-9

停 車 格 合 計 使 用 透 水 混 凝 土 約 24 立 方 公 尺, 由 於 人 手 不 足 僅 於 第 一 車 ( 預 拌 車 ) 取 樣 壹 次 進 行 新 拌 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗, 但 若 依 據 一 般 混 凝 土 施 工 規 範 取 樣 頻 率 為 新 拌 混 凝 土 75 立 方 公 尺 僅 取 樣 壹 次, 還 算 合 理 目 視 檢 測 實 驗 區 新 拌 透 水 混 凝 土 並 無 垂 流 現 象 產 生, 有 關 新 拌 透 水 混 凝 土 單 位 重 試 驗 結 果 如 表 6.2 所 示, 新 拌 透 水 混 凝 土 之 單 位 重 分 為 重 搗 實 與 輕 搗 實 兩 種, 其 中, 重 搗 實 試 體 單 位 重 合 乎 允 收 標 準 為 設 計 單 位 重 (1,949 kg/m 3 )±80 kg/m 3 之 間, 另 外, 重 搗 實 試 體 與 輕 搗 實 試 體 單 位 重 均 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 (1,600 kg/m 3 與 2,000 kg/m 3 ) 表 6.2 新 拌 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗 結 果 重 搗 實 試 體 單 位 重 (kg/m 3 ) 輕 搗 實 試 體 單 位 重 (kg/m 3 ) #1-1 1852 #1-2 1762 6.4.2 實 驗 區 硬 固 透 水 混 凝 土 試 體 試 驗 本 次 實 驗 鋪 築 合 計 使 用 透 水 混 凝 土 約 24 立 方 公 尺, 鋪 築 透 水 混 凝 土 時, 分 別 於 四 輛 車 ( 預 拌 車 或 卡 車 ) 中 取 樣, 透 水 混 凝 土 取 樣 頻 率 為 新 拌 混 凝 土 每 6 立 方 公 尺 取 樣 壹 次, 取 樣 頻 率 超 過 一 般 混 凝 土 施 工 規 範 取 樣 頻 率 為 新 拌 混 凝 土 75 立 方 公 尺 僅 取 樣 壹 次, 藉 由 四 輛 車 中 取 樣 的 混 凝 土 製 作 四 組 試 體, 進 行 硬 固 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗 孔 隙 率 試 驗 抗 壓 試 驗 與 透 水 試 驗, 各 項 試 驗 結 果 說 明 如 下 所 述 6.4.2.1 透 水 混 凝 土 單 位 重 試 驗 透 水 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗 為 透 水 混 凝 土 品 質 檢 測 要 項 之 一, 若 混 凝 土 之 單 位 重 不 符 合 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重, 應 立 即 要 求 退 料 ; 本 次 實 驗 鋪 築 六 個 停 車 格, 分 別 於 四 輛 預 拌 車 或 卡 車 ( 編 號 #1 #2 #3 與 #4) 中 取 樣, 透 水 混 凝 土 取 樣 頻 率 為 新 拌 混 凝 土 每 6 立 方 公 尺 取 樣 壹 次, 四 輛 車 的 混 凝 土 分 別 製 作 四 組 試 體, 進 行 硬 固 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗 實 驗 區 硬 固 透 水 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗 結 果 如 表 6.3 所 示, 其 中, 混 凝 土 的 齡 期 為 28 天, 透 水 混 凝 土 之 單 位 重 可 分 為 重 搗 實 與 輕 搗 實 兩 種, 四 組 輕 搗 實 試 體 單 位 重 均 合 6-10

乎 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 (1,600 kg/m 3 與 2,000 kg/m 3 ) 之 間 其 中, 有 兩 組 重 搗 實 試 體 ( 編 號 #3 與 #4) 有 些 微 超 越 典 型 透 水 混 凝 土 之 單 位 重 ; 若 以 設 計 單 位 重 (1,949 kg/m 3 )±80 kg/m 3 之 間 而 言, 四 組 重 搗 實 試 體 單 位 重 均 合 乎 設 計 要 求 表 6.3 硬 固 透 水 混 凝 土 之 單 位 重 試 驗 結 果 重 搗 實 試 體 單 位 重 (kg/m 3 ) 輕 搗 實 試 體 單 位 重 (kg/m 3 ) #1-1 1870 #1-2 1781 #2-1 1913 #2-2 1791 #3-1 2035 #3-2 1860 #4-1 2017 #4-2 1853 重 - 平 均 值 ( 變 異 數 ) 1958 (4.0%) 輕 - 平 均 值 ( 變 異 數 ) 1821 (2.2%) 輕 搗 實 -2 重 搗 實 -1 透 水 混 凝 土 硬 固 後 單 位 重 2100 2050 2000 2035 2017 1950 1913 單 位 重 (kg/m*3) 1900 1850 1870 1860 1853 1800 1781 1791 1750 1700 1650 #1 #2 #3 #4 編 號 圖 6.2 透 水 混 凝 土 硬 固 之 單 位 重 6-11

6.4.2.2 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 試 驗 透 水 混 凝 土 之 孔 隙 率 試 驗 為 透 水 混 凝 土 品 質 檢 測 要 項 之 一, ACI 522R-06 規 定 透 水 混 凝 土 其 孔 隙 率 範 圍 為 18% 至 35% 之 間, 若 混 凝 土 之 孔 隙 率 不 符 合 上 述 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 範 圍, 其 透 水 能 力 將 大 幅 降 低 ; 本 次 實 驗 鋪 築 六 個 停 車 格, 分 別 於 四 輛 預 拌 車 或 卡 車 ( 編 號 #1 #2 #3 與 #4) 中 取 樣 製 作 四 組 試 體, 進 行 硬 固 混 凝 土 之 孔 隙 率 試 驗 實 驗 區 硬 固 透 水 混 凝 土 之 孔 隙 率 試 驗 結 果 如 表 6.4 所 示, 其 中, 混 凝 土 的 齡 期 為 28 天, 透 水 混 凝 土 之 孔 隙 率 可 分 為 重 搗 實 與 輕 搗 實 兩 種, 四 組 輕 搗 實 試 體 孔 隙 率 均 大 於 18% 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 要 求 ; 然 而 卻 有 三 組 重 搗 實 試 體 ( 編 號 #2 #3 與 #4) 孔 隙 率 小 於 18% 要 求 表 6.4 透 水 混 凝 土 連 通 孔 隙 率 試 驗 結 果 重 搗 實 試 體 孔 隙 率 (%) 輕 搗 實 試 體 孔 隙 率 (%) #1-1 19.5 #1-2 24.1 #2-1 16.9 #2-2 23.7 #3-1 11.9 #3-2 18.9 #4-1 12.6 #4-2 19.2 重 - 平 均 值 ( 變 異 數 ) 15.2 (23.6%) 輕 - 平 均 值 ( 變 異 數 ) 21.4 (13.0%) 輕 搗 實 -2 重 搗 實 -1 透 水 混 凝 土 硬 固 後 孔 隙 率 30 25 24.1 23.7 20 19.5 16.9 18.9 19.2 百 分 率 (%) 15 10 11.9 12.6 5 0 #1 #2 #3 #4 編 號 圖 6.3 透 水 混 凝 土 硬 固 之 孔 隙 率 6-12

6.4.2.3 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 試 驗 透 水 混 凝 土 之 抗 壓 強 度 試 驗 為 透 水 混 凝 土 品 質 檢 測 要 項 之 一, ACI 522R-06 規 定 透 水 混 凝 土 其 抗 壓 強 度 範 圍 介 於 400 psi (2.8MPa) 與 4,000 psi (28MPa) 之 間, 實 驗 鋪 築 六 個 停 車 格 合 計 使 用 透 水 混 凝 土 約 24 立 方 公 尺, 由 於 人 手 不 足 僅 於 第 一 車 ( 預 拌 車 ) 取 樣 壹 次, 進 行 混 凝 土 之 抗 壓 強 度 試 驗, 但 若 依 據 一 般 混 凝 土 施 工 規 範 取 樣 頻 率 為 新 拌 混 凝 土 75 立 方 公 尺 僅 取 樣 壹 次, 還 算 合 理 取 樣 製 作 直 徑 Φ15cm*30cm 試 體 四 組, 分 為 重 搗 實 與 輕 搗 實 兩 種, 每 組 有 三 個 試 體, 混 凝 土 的 齡 期 為 7 天 與 28 天 兩 者, 進 行 混 凝 土 之 抗 壓 強 度 試 驗 抗 壓 強 度 試 驗 結 果 如 表 6.5 所 示, 其 抗 壓 強 度 較 預 拌 廠 試 拌 配 比 (7 天 抗 壓 強 度 約 為 180kg/cm 2 ) 還 低, 其 一 可 能 是 因 預 拌 廠 骨 材 無 法 事 先 清 倉, 導 致 生 產 製 程 無 法 自 動 計 量, 改 為 手 動 操 作, 而 產 生 拌 和 配 比 有 誤 差 其 二 可 能 是 因 尺 寸 效 應 有 關, 在 預 拌 廠 試 拌 製 作 直 徑 Φ10cm*20cm 試 體 較 小, 試 體 內 部 缺 陷 較 少, 相 對 其 抗 壓 強 度 較 高 表 6.5 透 水 混 凝 土 抗 壓 強 度 試 驗 結 果 (kg/cm 2 ) 試 體 編 號 7 天 平 均 抗 壓 強 度 28 天 平 均 抗 壓 強 度 重 搗 實 試 體 輕 搗 實 試 體 121.5 (21.4%) (108.9, 151.4, 104.2) 83.3 (11.1%) (90.5, 72.8, 86.7) 132 (12.7%) (150.3, 128.8, 117.0) 92 (3.2%) (95.4, 90.0, 90.6) 6.4.2.4 透 水 混 凝 土 透 水 試 驗 典 型 透 水 混 凝 土 透 水 係 數 範 圍 介 於 0.16 至 1.22 cm/sec 之 間, 本 次 實 驗 鋪 築 透 水 混 凝 土 其 主 要 目 標 在 於 符 合 透 水 係 數 範 圍, 現 地 實 驗 鋪 築 六 個 停 車 格, 分 別 於 四 輛 預 拌 車 或 卡 車 ( 編 號 #1 #2 #3 與 #4) 中 取 樣 製 作 四 組 試 體, 製 作 直 徑 Φ10cm*20cm 試 體, 並 分 為 重 搗 實 與 輕 搗 實 兩 種, 進 行 混 凝 土 之 透 水 試 驗, 試 驗 前 將 直 徑 Φ10cm*20cm 試 體 將 切 割 成 上 中 下 三 層, 以 利 進 行 觀 測 三 層 混 凝 土 透 水 程 度 透 水 試 驗 結 果 如 表 6.6 所 示, 其 中, 混 凝 土 的 齡 期 為 28 天, 結 果 發 現 上 層 混 凝 土 透 水 程 度 最 佳, 而 下 層 6-13

混 凝 土 透 水 程 度 最 差, 四 組 輕 搗 實 試 體 中 下 二 層 透 水 程 度 還 算 可 以, 但 四 組 重 搗 實 試 體 中 下 二 層 透 水 程 度 相 當 不 良, 此 外, 各 組 試 體 ( 不 同 車 ) 透 水 程 度 也 有 明 顯 差 別 ; 其 上 中 下 三 層 透 水 係 數 (K 在 0 ~ 0.68 cm/sec 間 ) 變 化 差 異 相 當 大, 透 水 係 數 由 上 層 往 中 下 層 遞 減, 下 層 混 凝 土 有 些 垂 流 現 象 產 生, 三 層 平 均 透 水 係 數 較 第 五 章 各 配 比 試 體 還 低, 其 可 能 是 因 預 拌 廠 骨 材 無 法 事 先 清 倉, 導 致 生 產 製 程 無 法 自 動 計 量, 改 為 手 動 操 作 後, 而 產 生 拌 和 配 比 有 誤 差 表 6.6 透 水 混 凝 土 透 水 係 數 試 驗 結 果 透 水 係 數 - 上 層 透 水 係 數 - 中 層 透 水 係 數 - 下 層 試 體 編 號 (cm/sec) (cm/sec) (cm/sec) 重 搗 實 試 體 #1 0.30 0.05 0.04 重 搗 實 試 體 #2 0.57 0.06 0 重 搗 實 試 體 #3 0.19 0.01 0.01 重 搗 實 試 體 #4 0.08 0.02 0.01 重 - 平 均 值 ( 變 異 數 ) 0.29 (74%) 0.04 (68%) 0.02 (115%) 輕 搗 實 試 體 #1 0.68 0.21 0.10 輕 搗 實 試 體 #2 0.42 0.18 0.07 輕 搗 實 試 體 #3 0.20 0.10 0.08 輕 搗 實 試 體 #4 0.20 0.14 0.05 輕 - 平 均 值 ( 變 異 數 ) 0.375 (61%) 0.16 (30%) 0.075 (27%) 上 中 下 透 水 混 凝 土 重 搗 實 透 水 係 數 0.6 0.57 0.5 透 水 係 數 (cm/sec) 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.3 0.19 0.08 0.05 0.06 0.04 0.01 0.02 0 0.01 0.01 #1 #2 #3 #4 編 號 圖 6.4 透 水 混 凝 土 重 搗 實 之 透 水 係 數 6-14

上 中 下 透 水 混 凝 土 輕 搗 實 透 水 係 數 0.8 0.7 0.68 透 水 係 數 (cm/sec) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.21 0.1 0.42 0.18 0.2 0.2 0.07 0.1 0.08 0.14 0.05 0 #1 #2 #3 #4 編 號 圖 6.5 透 水 混 凝 土 輕 搗 實 之 透 水 係 數 6.4.3 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 試 驗 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 之 施 作 包 括 停 車 格 ( 編 號 #1 #2 #3 #4 #5 與 #6 共 六 個 停 車 格 ) 開 挖 現 地 模 版 組 立 底 層 鋪 設 礫 石 透 水 混 凝 土 澆 置 與 刮 平 大 小 滾 筒 壓 密 塑 膠 布 覆 蓋 養 護 現 地 透 水 混 凝 土 試 體 製 作 等, 當 養 護 齡 期 達 7 天 與 28 天 時, 即 進 行 現 地 檢 測 與 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 試 驗, 現 地 檢 測 包 括 現 地 透 水 量 試 驗 與 目 視 鋪 面 透 水 驗 證 試 驗, 來 瞭 解 六 個 停 車 格 上 中 下 三 層 壓 密 程 度 強 度 單 位 重 孔 隙 率 透 水 係 數 等, 各 項 試 驗 結 果 說 明 如 下 所 述 6.4.3.1 現 地 透 水 量 試 驗 與 目 視 鋪 面 透 水 驗 證 試 驗 日 本 規 範 排 水 性 鋪 裝 技 術 指 針 之 現 場 透 水 量 試 驗 方 法 為 柔 性 鋪 面 透 水 瀝 青 混 凝 土 現 地 透 水 性 能 力 評 估, 首 次 被 使 用 於 剛 性 鋪 面 透 水 混 凝 土 現 地 透 水 性 能 力 評 估 與 驗 證 現 地 透 水 量 試 驗 目 的 是 測 定 現 地 透 水 鋪 面 的 透 水 量, 可 做 為 現 場 品 質 管 制 或 做 為 驗 收 之 依 據 經 本 次 研 究 發 現, 現 地 透 水 量 試 驗 確 實 可 用 於 剛 性 鋪 面 透 水 混 凝 土 現 地 透 水 性 能 力 評 估 與 驗 證 6-15

現 地 透 水 量 試 驗 結 果 如 表 6.7 所 示, 其 中, 混 凝 土 的 齡 期 已 達 28 天, 結 果 發 現 停 車 場 #1 停 車 格 有 一 測 點 現 場 透 水 量 796.8ml/15sec 最 低, 其 他 五 個 停 車 格 (#2 至 #6) 現 場 透 水 量 數 據 都 很 集 中 與 平 均 接 近 1,000ml/15sec 或 超 過 上 值, 藉 由 現 地 透 水 量 試 驗 驗 證 停 車 場 透 水 平 均 超 過 1,000ml/15sec, 其 現 地 透 水 量 約 為 日 本 排 水 性 鋪 裝 技 術 指 針 之 現 場 透 水 量 試 驗 規 範 (400ml/15sec) 要 求 之 2.5 倍 目 視 鋪 面 透 水 驗 證 試 驗 是 於 現 地 六 個 停 車 格 (#1 至 #6) 使 用 自 來 水 水 管 將 水 量 開 到 最 大, 分 別 目 視 每 個 停 車 格 鋪 面 之 自 來 水 是 否 能 完 全 透 入 鋪 面 中, 自 來 水 水 管 透 水 驗 證 時 間 為 約 3 分 鐘, 結 果 發 現 六 個 停 車 格 均 可 通 過 目 視 鋪 面 透 水 驗 證, 另 外, 現 地 透 水 計 算 鋪 面 透 水 率 是 使 用 130 公 升 水 桶 裝 滿 水, 將 裝 滿 水 水 桶 之 水 倒 在 停 車 格 鋪 面 上, 目 視 鋪 面 透 水 情 形, 如 照 片 6.18 所 示 ; 結 果 發 現 停 車 格 透 水 面 積 約 6 平 方 公 尺,130 公 升 水 完 全 透 入 鋪 面 中 之 時 間 約 6 秒, 則 可 以 計 算 出 透 水 率 約 216.7 L/m 2 /min, 上 述 符 合 典 型 透 水 混 凝 土 的 透 水 率 介 於 120 L/m 2 /min 至 320 L/m 2 /min 間, 停 車 場 現 地 透 水 效 果 不 但 良 好, 而 且 表 面 無 裂 縫 產 生, 因 此 透 水 混 凝 土 可 運 用 於 人 行 道 停 車 場 與 道 路 工 程, 它 是 一 種 綠 環 保 鋪 面 材 料 照 片 6.18 滿 水 水 桶 之 水 倒 在 停 車 格 鋪 面 透 水 情 形 6-16

表 6.7 停 車 場 停 車 格 現 場 透 水 量 試 驗 結 果 車 格 編 號 透 水 量 車 格 編 號 透 水 量 車 格 編 號 透 水 量 #1 #1 平 均 值 ( 變 異 數 ) #2 #2 平 均 值 ( 變 異 數 ) 796.8 1147.2 1153.9 967.7 1096.9 1071.4 #3 #5 1071.4 967.7 1132.1 1043.4 1081.1 1081.1 969.8 #3 平 均 值 1073.2 #5 平 均 值 1109.6 (12.7%) ( 變 異 數 ) (7.0%) ( 變 異 數 ) (3.5%) 1176.4 1153.8 1098.9 1094.9 1176.5 1140.7 #4 #6 1121.5 1153.9 1062.0 1125.7 1071.4 1162.0 1129.6 (3.0%) 單 位 ( 現 場 透 水 量 ): ml/15sec #4 平 均 值 ( 變 異 數 ) 1138.9 (4.0%) #6 平 均 值 ( 變 異 數 ) 1115.9 (4.0%) 6.4.3.2 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 試 驗 現 地 透 水 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 試 驗 包 括 鑽 心 試 體 單 位 重 抗 壓 強 度 孔 隙 率 透 水 係 數 等, 其 中, 混 凝 土 試 驗 的 齡 期 為 7 天 與 28 天, 鑽 心 試 体 尺 寸 大 小 為 直 徑 Φ10cm*20cm, 進 行 混 凝 土 之 透 水 試 驗 之 前, 將 直 徑 Φ10cm*20cm 試 體 將 切 割 成 上 中 下 三 層, 各 層 厚 度 約 5 公 分, 以 利 進 行 觀 測 三 層 混 凝 土 透 水 程 度 各 項 試 驗 結 果 如 表 6.8 與 表 6.9 所 示, 其 中,#4 與 #5 停 車 格 之 鑽 心 試 體 呈 現 中 間 黏 著 失 敗 斷 裂 為 兩 段, 因 此,#4 與 #5 試 体 抗 壓 強 度 單 位 重 孔 隙 率 透 水 係 數 等, 不 列 入 試 驗 考 慮 範 疇 6-17

表 6.8 現 地 混 凝 土 7 天 齡 期 鑽 心 試 驗 結 果 車 格 鑽 心 試 體 編 號 單 位 重 (kg/m 3 ) 孔 隙 率 (%) 抗 壓 強 度 (kg/cm 2 ) #1-1 上 1989 12.4 - #1-1 下 2020 11.9 - #1-2 2027 12.5 165.7 #1 平 均 值 ( 變 異 數 ) 2004.5 (1.0%) 12.2 (2.6%) - #2-1 1954 14.8 113.1 #2-2 上 1888 21.9 - #2-2 下 1816 25.4 - #2 平 均 值 ( 變 異 數 ) 1921.0 (3.6%) 18.4 (29%) - #3-1 1725 27.8 - #3-2 1845 21.5 - #3 平 均 值 ( 變 異 數 ) 1785.0 (4.7%) 24.6 (18%) - #6-1 1870 26.3 55.6 #6-2 上 1779 25.2 - #6-2 下 1845 22.7 - #6 平 均 值 ( 變 異 數 ) 1831.3 (2.5%) 24.7 (7.4%) - 1. 7 天 齡 期 現 地 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 試 驗 結 果 一 般 透 水 混 凝 土 施 工 完 成 後 檢 試 驗 以 鋪 面 混 凝 土 為 例, 混 凝 土 澆 置 至 少 七 天 後 方 能 進 行 抽 驗, 抽 驗 數 量 以 每 75 m 3 取 一 組, 鑽 心 試 驗 一 組 至 少 三 個 試 體, 試 驗 項 目 包 含 單 位 重 厚 度 與 抗 壓 強 度 ( 目 前 ACI 522R-06 並 無 抗 壓 強 度 驗 收 規 定 ), 本 次 7 天 齡 期 現 地 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 取 樣 試 体 共 8 顆, 分 別 於 編 號 #1 #2 #3 與 #6 停 車 格 取 樣 兩 顆 (#4 與 #5 停 車 格 之 鑽 心 試 体 呈 現 中 間 黏 著 失 敗 斷 裂 為 兩 段, 不 列 入 試 驗 考 慮 範 疇 ), 進 行 單 位 重 與 孔 隙 率 試 驗, 其 中, 有 3 顆 鑽 心 試 体 進 行 抗 壓 試 驗, 單 位 重 孔 隙 率 與 抗 壓 強 度 試 驗 結 果 如 表 6.8 所 示, 不 同 停 車 格 抗 壓 強 度 試 体 一 組 三 個 強 度 差 異 相 當 大,#1 停 車 格 最 高 達 165.7kg/cm 2 ; 不 同 停 車 格 單 位 重 差 異 相 當 大, 約 可 分 為 兩 群, 其 分 佈 介 於 2,027kg/m 3 6-18

至 1,725kg/m 3 間, 部 分 單 位 重 超 過 ACI 522R-06 驗 收 標 準 為 設 計 單 位 重 之 ±5 lb/ft 3 (80 kg/m 3 ) 間,#1 停 車 格 平 均 最 高 ; 然 而 大 部 分 試 體 單 位 重 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 (1,600 kg/m 3 與 2,000 kg/m 3 ) 孔 隙 率 與 單 位 重 成 反 比 例 其 差 異 亦 相 當 大, 約 可 分 為 兩 群, 其 分 佈 介 於 11.9% 至 27.8% 間, 孔 隙 率 最 小 也 是 #1 停 車 格, 其 中 除 #1 停 車 格 之 外, 其 餘 #2 #3 與 #6 停 車 格 可 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 範 圍 18% 至 35% 間 2. 28 天 齡 期 現 地 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 試 驗 結 果 本 次 28 天 齡 期 現 地 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 取 樣 試 體 共 16 顆, 是 7 天 齡 期 現 地 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 取 樣 的 兩 倍, 分 別 於 編 號 #1 #2 #3 與 #6 停 車 格 取 樣 4 顆 (#4 與 #5 停 車 格 之 鑽 心 試 体 呈 現 中 間 黏 著 失 敗 斷 裂 為 兩 段, 不 列 入 試 驗 考 慮 範 疇 ), 每 一 停 車 格 有 4 顆 鑽 心 試 體, 每 顆 試 體 均 量 測 單 位 重 與 孔 隙 率, 其 中, 分 別 各 有 2 顆 鑽 心 試 体 進 行 透 水 試 驗 與 抗 壓 試 驗, 如 表 6.9 所 示, 鑽 心 試 体 抗 壓 強 度 差 異 相 當 大, 不 僅 不 同 停 車 格 有 差 異, 相 同 停 車 格 鑽 心 試 体 強 度 也 有 差 異,#1 停 車 格 有 一 試 体 最 高 達 192 kg/cm 2 ; 不 同 停 車 格 單 位 重 差 異 相 當 大, 約 可 分 為 兩 群, 其 分 佈 介 於 1,661kg/m 3 至 2,208kg/m 3 間, 部 分 單 位 重 超 過 ACI 522R-06 驗 收 標 準 為 設 計 單 位 重 之 ±5 lb/ft 3 (80 kg/m 3 ) 間, 如 圖 6.6 現 地 28 天 鑽 心 平 均 單 位 重 所 示,#3 停 車 格 平 均 最 高 ; 然 而 仍 有 部 分 試 體 單 位 重 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 (1,600 kg/m 3 與 2,000 kg/m 3 ) 孔 隙 率 與 單 位 重 成 反 比 例 其 差 異 亦 相 當 大, 約 可 分 為 兩 群, 其 分 佈 介 於 1% 至 28.6% 間, 平 均 孔 隙 率 最 小 是 #1 停 車 格, 如 圖 6.7 現 地 28 天 鑽 心 平 均 孔 隙 率 所 示, 本 次 28 天 齡 期 停 車 格 平 均 孔 隙 率 較 7 天 齡 期 停 車 格 低 很 多, 令 人 不 解, 而 且 #1 #2 #3 與 #6 停 車 格 平 均 孔 隙 率 均 無 法 滿 足 典 型 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 範 圍 18% 至 35% 間 要 求 有 關 28 天 齡 期 停 車 格 透 水 試 驗 結 果 發 現 透 水 係 數 在 0.0~ 0.22 cm/sec 間, 變 化 差 異 相 當 大, 即 使 同 一 鑽 心 試 體 其 上 層 中 層 與 下 層 混 凝 土 透 水 程 度 也 有 所 不 同, 尤 其 是 #6 停 車 格 之 試 體 (#6-4) 很 明 顯, 上 層 混 凝 土 透 水 係 數 較 高, 而 中 層 與 下 層 混 凝 土 透 水 係 數 很 低, 應 有 會 有 垂 流 現 象 產 生, 整 體 停 車 格 透 水 係 數 平 均 值 無 法 滿 足 典 型 透 水 混 凝 6-19

土 透 水 係 數 範 圍 介 於 0.16 至 1.22 cm/sec 之 間, 如 圖 6-8 現 地 28 天 鑽 心 平 均 透 水 係 數 所 示, 本 次 28 天 齡 期 停 車 格 平 均 透 水 係 數 較 7 天 齡 期 停 車 格 低 很 多, 實 在 令 人 不 解 是 否 因 為 28 天 齡 期 現 地 混 凝 土 鋪 面 鑽 心 試 驗 時, 天 候 下 雨 而 造 成 鑽 心 試 體 受 污 染, 砂 土 堵 塞 部 分 透 水 孔 隙 所 致 而 有 誤 差 然 而 現 地 28 天 停 車 格 透 水 量 試 驗 結 果 如 圖 6-9 所 示, 發 現 停 車 場 #1 停 車 格 現 場 透 水 量 平 均 968.9ml/15sec 最 低, 其 他 五 個 停 車 格 (#2 至 #6) 現 場 透 水 量 數 據 都 很 集 中 與 平 均 接 近 1,000ml/15sec 或 超 過 上 值, 其 現 地 透 水 量 約 為 日 本 排 水 性 鋪 裝 技 術 指 針 之 現 場 透 水 量 試 驗 規 範 (400ml/15sec) 要 求 之 2.5 倍 表 6.9 28 天 現 地 鑽 心 各 項 試 驗 結 果 (1) 車 格 鑽 心 試 單 位 重 孔 隙 率 抗 壓 強 度 透 水 係 數 體 編 號 (kg/m 3 ) (%) (kg/cm 2 ) (cm/sec) #1.1 上 2042 7.1 / 0 #1.1 中 2140 3.5 / 0 #1.1 下 2208 1.8 / 0.01 #1.2 2136 4.3 192 0.05 #1.3 1955 9.8 106 0.05 #1.4 上 1983 12.1 / 0.01 #1.4 中 2013 9.5 / 0.04 #1.4 下 1856 19.7 / 0.22 #1 平 均 值 ( 變 異 數 ) 2042 (5.6%) 8.5 (67%) 149 (40%) 0.05 (145%) #2.1 上 2083 11.2 / 0.13 #2.1 中 1893 20.6 / 0.21 #2.1 下 2089 9.8 / 0.02 #2.2 上 1982 15.2 / 0.10 #2.2 中 1977 15.6 / 0.18 #2.2 下 2055 11.1 / 0.05 #2.3 2079 9.8 146.1 0.05 #2.4 1984 13.3 180.5 0.13 2017 13.3 163.3 0.11 (3.5%) (28%) (14%) (60%) #2 平 均 值 ( 變 異 數 ) 6-20

表 6.9 28 天 現 地 鑽 心 各 項 試 驗 結 果 (2) 車 格 鑽 心 試 體 編 號 單 位 重 (kg/m 3 ) 孔 隙 率 (%) 抗 壓 強 度 (kg/cm 2 ) 透 水 係 數 (cm/sec) #3.1 上 2039 13.3 / 0.04 #3.1 中 1973 17.5 / 0.17 #3.1 下 2089 10.3 / 0.02 #3.2 上 2277 3.3 / 0.003 #3.2 中 1957 18.1 / 0.12 #3.2 下 2052 12.2 / 0.05 #3.3 2081 10.8 105.5 0.12 #3.4 1994 14.8 82.4 0.10 #3 平 均 值 ( 變 異 數 ) 2058 (4.9%) 12.6 (37%) 94 (17%) 0.08 (72%) #6.1 2101 1 117.5 0.08 #6.2 1890 17.8 76.3 0.11 #6.3 上 2168 5 / 0.01 #6.3 中 2062 7.5 / 0.01 #6.3 下 1661 28.6 / 0.15 #6.4 上 1980 14.1 / 0.12 #6.4 中 2105 5.3 / 0.01 #6.4 下 1985 10.9 / 0.01 #6 平 均 值 ( 變 異 數 ) 1994 (8.0%) 11.2 (78%) 96.9 (30%) 0.06 (98%) 6-21

28 天 現 地 鑽 心 平 均 單 位 重 2080 2060 2058 2040 2042 單 位 重 (kg/m*3) 2020 2017 2000 1994 1980 1960 第 一 停 車 格 #1 第 二 停 車 格 #2 第 三 停 車 格 #3 第 六 停 車 格 #6 編 號 圖 6.6 現 地 28 天 鑽 心 平 均 單 位 重 28 天 現 地 鑽 心 平 均 孔 隙 率 14 12 13.3 12.6 11.2 10 8 百 分 率 (%) 6 8.5 4 2 0 第 一 停 車 格 #1 第 二 停 車 格 #2 第 三 停 車 格 #3 第 六 停 車 格 #6 編 號 圖 6.7 現 地 28 天 鑽 心 平 均 孔 隙 率 6-22

28 天 現 地 鑽 心 平 均 透 水 係 數 0.12 0.11 0.1 0.08 0.08 透 水 係 數 (cm/sec) 0.06 0.04 0.05 0.06 0.02 0 第 一 停 車 格 #1 第 二 停 車 格 #2 第 三 停 車 格 #3 第 六 停 車 格 #6 編 號 圖 6.8 現 地 28 天 鑽 心 平 均 透 水 係 數 現 地 平 均 透 水 1150 1100 1050 1129.6 1073.2 1116.1 現 地 透 水 1000 (ml/15sec) 950 968.9 900 850 第 一 停 車 格 #1 第 二 停 車 格 #2 第 三 停 車 格 #3 第 六 停 車 格 #6 編 號 圖 6.9 現 地 28 天 停 車 格 平 均 透 水 量 6-23

3. 現 地 混 凝 土 鋪 面 試 驗 問 題 檢 討 與 未 來 對 策 相 關 問 題 探 討 如 下 : (1) 本 次 透 水 混 凝 土 試 舖, 因 預 拌 廠 骨 材 無 法 事 先 清 倉, 導 致 生 產 製 程 無 法 自 動 計 量, 改 為 手 動 操 作, 而 產 生 拌 和 誤 差 ( 無 此 種 透 水 混 凝 土 程 序 書 管 制 之 ) (2) 第 一 次 供 貨 時 使 用 攪 拌 車 搬 運, 結 果 造 成 卸 出 困 難 之 問 題 第 二 次 供 貨 時 使 用 傾 卸 卡 車 搬 運, 則 無 卸 出 困 難 之 問 題 (3) 透 水 混 凝 土 單 價 如 何? 上 述 問 題 對 策 如 下 : 1. 經 由 此 次 經 驗, 可 知 需 事 先 將 骨 材 進 料 倉, 讓 生 產 自 動 計 量 拌 和, 若 需 改 為 手 動 操 作 時, 應 制 定 程 序 書 管 制 之 拌 和 機 操 作 人 員 對 於 混 凝 土 坍 度 之 目 視 判 斷 及 掌 控 能 力 應 在 ±1.5 公 分 內 2. 若 透 水 混 凝 土 使 用 攪 拌 車 搬 運 時, 應 考 慮 運 輸 時 間 與 氣 溫 所 造 成 新 拌 混 凝 土 坍 度 損 失 之 問 題, 必 要 時 應 摻 用 緩 凝 劑 以 延 長 有 效 時 限 ; 若 仍 有 卸 出 困 難 之 問 題, 則 應 使 用 配 有 攪 拌 器 (Agitator) 之 卡 車 或 車 載 式 拌 和 機 運 送 3. 低 坍 度 透 水 混 凝 土 使 用 傾 卸 卡 車 搬 運, 但 新 拌 混 凝 土 易 因 水 份 蒸 發 而 乾 燥, 故 搬 運 中 應 以 聚 乙 烯 (PE) 布 將 混 凝 土 表 面 蓋 住, 以 防 止 混 凝 土 水 份 蒸 發 流 失 4. 將 來 量 產 時, 現 今 拌 合 廠 若 有 足 夠 料 倉, 按 照 規 範 程 序 執 行, 應 都 可 以 生 產 出 品 質 穩 定 之 透 水 混 凝 土 5. 透 水 混 凝 土 可 以 不 使 用 細 骨 材, 粗 骨 材 使 用 單 一 粒 徑 越 級 配 用 量 較 大, 依 據 預 拌 廠 計 算 本 次 透 水 混 凝 土 配 比 之 單 價 約 與 一 般 3,000 psi 混 凝 土 相 當, 如 表 6.10 所 示 6-24

表 6.10 透 水 混 凝 土 與 一 般 混 凝 土 材 料 單 價 比 較 水 泥 粗 骨 材 細 骨 材 水 強 塑 劑 單 價 kg/m 3 元 /m 3 透 水 混 凝 土 (w/c=0.31) 普 通 混 凝 土 (3,000Psi) 344 1498 0 105 2.3 1950 308 770 1100 200 2.0 1800 6-25

第 七 章 評 估 透 水 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 設 施 之 總 類 及 適 用 性 7.1 確 認 透 水 混 凝 土 之 類 別 國 內 外 已 應 用 透 水 混 凝 土 之 工 程, 主 要 為 構 造 本 身 具 透 水 需 求, 或 因 應 生 態 保 護 需 要 而 需 具 備 孔 隙 結 構 者, 常 見 者 有 舖 面 工 程 結 構 回 填 工 程 以 及 擋 土 護 坡 工 程 等, 舖 面 工 程 方 面 用 於 道 路 人 行 道 停 車 場 等, 常 用 工 法 為 塊 狀 舖 面 拼 接 鏤 空 舖 面 及 透 水 磚 舖 面 等, 以 結 構 之 空 隙 提 供 水 份 進 出 結 構 回 填 工 程 方 面 用 於 橋 台 擋 土 牆 及 護 岸 等 之 背 填, 常 用 工 法 為 土 石 級 配 加 人 造 透 水 管, 以 回 填 材 料 之 孔 隙 提 供 排 水 功 能, 降 低 結 構 體 背 面 水 壓 目 前 為 止, 透 水 混 凝 土 在 道 路 鋪 面 或 停 車 場 鋪 面 的 應 用 較 為 廣 泛, 主 要 的 類 別 可 分 為 透 水 性 水 泥 混 凝 土 透 水 性 高 分 子 混 凝 土 及 透 水 性 燒 結 製 品 三 大 類 相 對 地 使 用 在 港 灣 工 程 或 坡 地 工 程 上 則 不 多 見, 反 而 在 河 川 護 岸 上 的 應 用 卻 是 有 一 些 國 內 外 案 例, 主 要 均 以 透 水 方 塊 或 球 型 透 水 製 品 於 現 地 加 以 組 合 成 結 構 單 元 體 的 型 式 計 畫 中 所 研 發 之 透 水 混 凝 土 為 透 水 性 水 泥 混 凝 土, 其 製 程 及 適 用 範 圍 與 透 水 瀝 青 混 凝 土 及 透 水 樹 酯 混 凝 土 較 為 相 似, 僅 黏 結 骨 材 的 膠 結 劑 不 同, 但 有 別 於 透 水 磚 ㄧ 般 而 言, 普 通 混 凝 土 為 公 共 工 程 最 常 使 用 之 材 料, 如 RC 結 構 物 剛 性 鋪 面 基 樁 消 波 塊 擋 土 牆 堤 防 護 岸 等,ㄧ 般 在 強 度 要 求 下, 透 水 混 凝 土 可 以 取 代 普 通 混 凝 土, 由 於 透 水 混 凝 土 其 具 有 高 孔 隙 率, 可 提 供 與 普 通 混 凝 土 不 同 之 特 性, 如 透 水 混 凝 土 應 用 於 剛 性 鋪 面 可 以 減 少 噪 音 與 積 水, 增 加 安 全 性 ; 應 用 於 堤 防 護 岸, 透 水 混 凝 土 易 於 植 生 植 物 並 豐 富 堤 防 護 岸 之 生 態 工 程 師 在 看 到 透 水 混 凝 土 時, 通 常 會 問 的 第 一 個 問 題 就 是 抗 壓 強 度 有 多 少? 由 本 試 驗 結 果, 透 水 混 凝 土 的 抗 壓 強 度, 依 據 透 水 混 凝 土 現 地 施 作 之 結 果, 最 低 者 為 50 kg/cm 2, 最 高 者 達 192 kg/cm 2, 依 據 相 關 規 範 7-1

, 透 水 舖 面 工 程 設 計 抗 壓 強 度 為 140kg/cm 2, 結 構 回 填 工 程 設 計 抗 壓 強 度 至 少 為 25 kg/cm 2, 土 木 結 構 之 最 低 設 計 抗 壓 強 度 為 175kg/cm 2, 均 在 本 現 地 施 作 試 驗 強 度 範 圍 內 河 道 旁 護 岸 及 護 坡 工 程 採 透 水 混 凝 土 一 體 成 型 方 式 施 工 者, 因 兼 具 擋 土 及 抗 水 流 沖 刷 功 能, 建 議 抗 壓 強 度 在 210 kg/cm 2 以 上, 由 於 非 在 本 次 試 驗 強 度 範 圍, 建 議 參 照 表 2.6 所 示, 該 配 比 抗 壓 強 度 約 250kg/cm 2, 此 為 日 本 混 凝 土 協 會 有 關 高 陡 護 坡 斷 面 配 比 資 料 調 整 配 比 試 拌 後 使 用 植 生 工 程 部 分, 主 要 考 量 植 物 生 長 需 求, 以 孔 隙 率 在 26% 以 上 配 比 為 佳 設 計 若 採 格 框 方 式 植 生, 因 格 框 結 構 以 一 般 混 凝 土 施 工 強 度 無 虞, 透 水 混 凝 土 主 要 作 填 充 格 框 避 免 下 方 土 壤 遭 沖 刷, 強 度 要 求 較 低, 建 議 比 照 結 構 回 填 工 程 採 25 kg/cm 2 以 上 ; 設 計 若 採 透 水 混 凝 土 一 體 成 型 方 式 施 工, 用 於 一 般 護 坡 保 護 部 分, 強 度 要 求 建 議 比 照 舖 面 工 程 採 140 kg/cm 2 以 上, 本 次 配 比 可 使 用 7.2 交 通 建 設 適 用 透 水 混 凝 土 之 項 目 透 水 混 凝 土 配 比 設 計 與 製 程 控 制 其 特 性, 以 達 合 適 強 度 高 透 水 性 及 無 析 離 等 工 程 需 求, 主 要 仍 以 強 度 要 求 不 高 的 結 構 物 應 用 為 主 在 配 比 上 水 灰 比 約 採 0.3~0.35 的 範 圍, 骨 膠 比 為 3.0~4.0, 硬 固 後 的 混 凝 土 內 部 通 常 含 有 15~25% 的 連 通 孔 隙 率, 抗 壓 強 度 可 達 15~35MPa, 抗 彎 強 度 為 3~5MPa, 透 水 係 數 為 1~15mm/sec 的 範 圍, 單 位 重 為 1,700~2,200kg/m 3, 且 因 多 孔 隙 的 存 在 相 較 於 普 通 混 凝 土, 水 的 毛 細 現 象 不 顯 著 及 成 型 時 側 壓 力 小 等 特 點, 就 透 水 混 凝 土 特 性 而 言, 其 主 要 功 能 大 致 如 下 : 1. 排 水 或 保 水 功 能 將 其 應 用 於 鋪 面 面 層 時 可 迅 速 地 排 水, 減 少 路 面 的 積 水 現 象, 若 面 層 與 底 層 形 成 ㄧ 連 續 的 通 路, 則 水 份 可 直 接 滲 透 進 入 土 壤, 具 有 保 水 的 效 能, 如 圖 7.1 所 示 7-2

排 水 排 水 滲 透 面 層 底 層 底 層 一 般 鋪 面 排 水 性 鋪 面 透 水 鋪 面 圖 7.1 各 種 鋪 面 示 意 圖 2. 水 質 淨 化 功 能 多 孔 混 凝 土 可 用 於 河 川 封 閉 水 域 或 港 灣 的 海 水 淨 化, 其 原 理 是 應 用 塊 石 表 面 上 易 附 著 微 生 物, 形 成 所 謂 的 生 物 膜, 消 耗 氧 氣 而 分 解 水 中 的 懸 浮 物 質 和 已 溶 解 的 有 機 性 污 濁 物, 使 水 質 達 到 淨 化 的 目 的 3. 增 加 生 物 的 棲 息 空 間 因 表 面 有 許 多 微 小 的 連 續 孔 隙, 作 為 海 洋 復 育 的 魚 礁 或 藻 礁 石, 可 增 加 甲 殼 類 或 體 型 較 小 之 魚 種 魚 苗 之 棲 息 場 所, 在 生 態 效 果 的 觀 點 上, 多 孔 性 混 凝 土 而 表 面 凹 凸 的 混 凝 土, 都 優 於 普 通 混 凝 土 4. 植 栽 綠 化 功 能 多 半 利 用 體 積 較 小 的 透 水 混 凝 土 製 品, 再 以 組 合 的 形 式 組 織 成 結 構 單 元 體, 除 了 材 料 本 身 具 有 為 小 孔 隙 可 提 供 植 物 生 長 時 根 部 的 附 著 外, 各 材 料 間 仍 留 有 部 分 的 較 大 組 合 間 隙, 可 作 為 植 物 成 長 的 空 間 5. 吸 音 功 能 多 孔 性 混 凝 土 直 接 暴 露 面 對 噪 音 源 時, 入 射 的 聲 波 一 部 分 被 反 射, ㄧ 部 分 被 材 料 吸 收, 另 ㄧ 部 分 則 藉 連 通 孔 隙 穿 透, 不 若 普 通 混 凝 土 被 反 射 的 聲 波 較 多, 因 此 具 有 吸 音 的 效 能 若 將 其 應 用 於 交 通 工 程 上 可 降 低 7-3

交 通 噪 音, 如 應 用 於 道 路 鋪 面 或 作 為 高 速 道 路 兩 側 的 吸 音 板 本 計 畫 針 對 不 同 的 水 灰 比 膠 結 材 料 種 類 及 骨 材 粒 徑 大 小, 並 變 化 漿 體 填 充 孔 隙 體 積 百 分 比, 分 別 進 行 配 比 設 計, 共 設 計 54 種 配 比 組 合, 對 其 進 行 各 項 力 學 及 物 理 性 質 試 驗, 由 結 果 可 知 計 畫 中 所 研 發 之 透 水 混 凝 土, 水 灰 比 0.35 之 水 泥 漿 體, 依 不 同 填 充 孔 隙 百 分 比 其 抗 壓 強 度 介 於 17.5~25MPa 之 間, 透 水 係 數 皆 在 0.03cm/sec 以 上 表 7.1 為 舖 面 材 料 定 量 特 性 分 析 表, 由 上 述 結 果 對 照 此 表 顯 示 本 計 畫 所 研 發 之 配 比, 可 滿 足 內 政 部 營 建 署 市 區 人 行 道 施 工 規 範 中 對 混 凝 土 鋪 面 分 類 之 抗 壓 強 度 要 求, 無 論 是 採 整 體 澆 置 或 製 成 預 鑄 版 式 連 鎖 磚 式 均 可 達 到 要 求, 且 止 滑 性 透 水 混 凝 土 鋪 面 或 預 鑄 版 磚 因 表 面 粗 糙 度 較 普 通 混 凝 土 高, 止 滑 效 能 較 佳 在 港 灣 工 程 應 用 上 混 凝 土 的 品 質 因 應 結 構 物 之 種 類 位 置 及 環 境 條 件 而 有 不 同 的 設 計 標 準 強 度 ( 如 表 7.2 所 示 ), 基 本 上 須 滿 足 強 度 與 耐 久 性 的 要 求 由 於 波 浪 的 反 覆 衝 擊 作 用, 對 於 僅 屬 於 點 狀 接 觸 黏 結 的 透 水 性 混 凝 土 而 言, 或 不 宜 將 其 應 用 於 主 體 結 構 物 上, 且 基 於 腐 蝕 的 考 量, 亦 不 可 將 其 應 用 於 鋼 筋 混 凝 土 中, 較 可 能 的 應 用 方 式 僅 止 於 次 要 結 構 物 之 應 用, 如 護 基 方 塊 及 消 波 覆 蓋 人 工 魚 礁 是 將 天 然 或 人 造 的 物 體 投 放 於 海 洋 中, 改 變 海 洋 環 境, 供 給 動 植 物 良 好 棲 息 場 地, 已 達 到 培 育 資 源 與 增 加 漁 獲 之 目 的 而 利 用 多 孔 混 凝 土 礁 石 投 放 於 海 中, 其 附 著 在 表 面 的 海 藻 類 數 量 較 傳 統 普 通 混 凝 土 高, 因 此 其 集 魚 的 效 果 會 較 佳 由 於 經 濟 快 速 發 展, 台 灣 都 市 車 輛 數 目 快 速 成 長, 車 行 噪 音 問 題 儼 然 已 成 為 現 代 社 會 的 一 種 公 害, 特 別 是 在 交 通 流 量 大 車 速 快 的 快 速 道 路 周 邊 居 民 構 成 極 大 的 困 擾, 利 用 多 孔 混 凝 土 製 成 吸 音 板, 可 有 效 減 低 交 通 噪 音 影 響, 未 來 可 朝 此 方 面 進 行 研 發, 依 據 ACI 522R-06 透 水 混 凝 土 之 應 用 可 以 使 用 在 港 灣 工 程 範 圍 包 括 海 濱 結 構 防 波 堤 (seawall) 和 人 工 漁 礁 等 ACI 522R-06 透 水 混 凝 土 應 用 範 圍 與 適 用 性 大 致 分 為 :(1) 停 車 場 的 透 水 舖 面 和 步 道,(2) 大 賣 場 室 外 的 剛 性 透 水 舖 面,(3) 溫 室 (green house) 地 版, 用 以 防 止 積 水,(4) 輕 量 或 具 隔 熱 性 能 的 結 構 牆 體,(5) 需 具 有 良 好 吸 音 性 能 的 舖 面 牆 體 及 樓 版 7-4

,(6) 都 市 道 路 鄉 村 道 路 公 路 及 機 場 之 底 層 (base course),(7) 停 車 場 網 球 場 及 動 物 園 區 等 之 面 層,(8) 橋 樑 基 座 (embankments),(9) 游 泳 池 地 版,(10) 海 濱 結 構 和 防 波 堤,(11) 污 水 處 理 場 的 污 泥 床,(12) 太 陽 能 儲 存 系 統,(13) 人 工 漁 礁 等, 通 常, 上 述 透 水 混 凝 土 都 不 加 鋼 筋 補 強 表 7.1 舖 面 材 料 定 量 特 性 分 析 表 分 類 舖 面 材 料 抗 壓 力 抗 彎 力 吸 水 率 止 滑 性 價 格 210 kgf/cm 2 視 表 面 處 視 有 無 配 置 鋼 整 體 澆 置 7% 理 可 達 適 中 以 上 筋 補 強 而 定 良 好 效 果 混 凝 土 舖 面 磚 材 舖 面 瀝 青 舖 面 天 然 石 材 舖 面 人 造 舖 面 預 鑄 版 式 連 鎖 磚 式 140 kgf/cm 2 ~560 kgf/cm 2 視 有 無 配 置 鋼 筋 補 強 而 定 140 kgf/cm 2 ~560 kgf/cm 2 60kg /cm 2 以 上 6% 6% 以 下 視 表 面 處 理 可 達 良 好 效 果 視 表 面 處 理 可 達 良 好 效 果 適 中 適 中 燒 陶 磚 560 kgf/cm 2 50kg /cm 2 以 上 特 級 2% 以 下 良 好 偏 高 140 kgf/cm 2 40kg /cm 2 以 上 紅 磚 以 上 ( 厚 度 4 公 分 ) 7% 以 下 良 好 適 中 多 孔 隙 瀝 青 混 凝 土 350 kgf/cm 2 以 上 - - 佳 適 中 大 理 石 210 kgf/cm 2 70kg/cm 2 以 上 0.45% 以 下 花 崗 石 人 行 道 設 計 建 議 標 準 石 質 面 磚 陶 質 面 磚 瓷 質 面 磚 175 kgf/cm 2 ~210 kgf/cm 2 40kg/cm 2 以 上 350 kgf/cm 2 以 上 350kgf/cm 2 以 上 350kgf/cm 2 以 上 汽 機 車 使 用 140kgf/cm 2 以 上 人 行 使 用 140kgf/cm 2 以 上 30kg/cm 2 以 上 0.3% 以 下 一 級 3% 以 下 二 級 6% 以 下 視 表 面 處 理 而 定 可 達 良 好 效 果 視 表 面 處 理 而 定 可 達 良 好 效 果 良 好 高 高 偏 高 50kg/cm 2 以 上 16% 以 下 普 通 適 中 50kg/cm 2 以 上 0.5% 以 下 稍 差 適 中 30kg/cm 2 以 上 滲 流 5% 以 上 逕 流 3% 以 下 粗 糙 視 工 程 經 費 而 定 7-5

表 7.2 混 凝 土 之 配 合 條 件 及 設 計 標 準 強 度 之 參 考 表 種 類 無 筋 混 凝 土 鋼 筋 混 凝 土 構 造 各 部 材 料 之 種 類 配 合 條 件 最 大 水 灰 比 (%) 結 冰 解 很 少 凍 反 覆 在 冰 之 地 區 點 以 下 之 地 區 坍 度 (cm) 粗 骨 材 之 最 大 尺 寸 (mm) 設 計 標 準 強 度 (kg/cm 2 ) 填 充 混 凝 土 塊 - - 15 40 135 防 波 堤 上 部 工 程 沉 箱 之 覆 面 混 凝 土 65 70 8,12 40 160 主 體 塊 180 65 65 8,12 40 異 形 塊 ( 消 波 覆 蓋 ) (210) 護 基 塊 袋 裝 混 凝 土 70 70 8,12 40 160 碼 頭 上 部 工 程 胸 牆 繫 船 柱 基 礎 ( 重 力 式 ) 60 65 8,12 40 180 碼 頭 上 部 工 程 胸 牆 繫 船 柱 基 礎 ( 樁 式 ) 60 65 8,12,15 20,25,40 240 棧 橋 上 部 工 程 55 55 8,12,15 20,25,40 240 沉 箱 豎 井 坑 側 牆 L 型 塊 消 波 塊 55 55 8,12,15 20,25,40 240 錨 錠 版 錨 錠 樁 上 部 工 程 60 60 8,12,15 20,25,40 240 護 床 鋪 設 - - 2.5 25,40 彎 曲 45 7-6

第 八 章 結 論 與 建 議 8.1 結 論 1. 本 研 究 所 試 驗 之 八 種 不 同 透 水 混 凝 土 試 體 之 單 位 重 介 於 1,630 至 1,805 kg/m 3 間, 試 體 合 乎 典 型 透 水 混 凝 土 單 位 重 之 間 2. 本 研 究 所 試 驗 之 八 種 不 同 透 水 混 凝 土 試 體 之 透 水 係 數 ( 試 體 切 割 成 上 中 與 下 三 層 進 行 測 試 ) 介 於 0.33 至 ~ 0.93 cm/sec 之 間 符 合 上 述 典 型 透 水 混 凝 土 透 水 係 數 範 圍 3. 本 研 究 所 試 驗 之 八 種 不 同 透 水 混 凝 土 試 體 之 孔 隙 率 範 圍 約 為 25% 至 32% 之 間, 均 屬 於 高 透 水 混 凝 土 4. 本 計 畫 所 試 拌 之 配 比 如 0.35-A-1:4-X 0.31-B-1:4-X 與 0.25-B-1:4-X, 除 了 可 符 合 ACI 522R-06 規 範 建 議 之 外, 尚 可 滿 足 內 政 部 營 建 署 市 區 人 行 道 施 工 規 範 中 對 混 凝 土 鋪 面 分 類 之 抗 壓 強 度 要 求, 故 可 應 用 於 一 般 人 行 道 鋪 面 或 停 車 場 上 5. 有 關 現 地 施 作 透 水 混 凝 土 汽 車 停 車 格 透 水 性 良 好, 其 現 場 透 水 量 平 均 約 為 1000ml/15sec, 均 可 滿 足 工 地 透 水 試 驗 規 範 標 準 400ml/15sec 以 上 要 求 6. 現 地 透 水 計 算 鋪 面 透 水 率 約 216.7 L/m2/min, 上 述 符 合 典 型 透 水 混 凝 土 的 透 水 率 介 於 120 L/m2/min 至 320 L/m2/min 間 7. 停 車 場 現 地 透 水 混 凝 土 試 驗 經 由 目 視 與 現 場 透 水 量 兩 種 試 驗 評 估, 結 果 發 現 透 水 混 凝 土 現 地 透 水 性 能 力 良 好, 停 車 場 開 放 車 輛 交 通 至 今 兩 個 月, 並 無 龜 裂 或 裂 紋 產 生 8. 新 拌 透 水 混 凝 土 施 工 時, 目 視 判 斷 是 否 垂 流 現 象 產 生 與 其 單 位 重 試 驗 為 透 水 混 凝 土 現 場 品 質 管 制 首 要 的 關 卡 8-1

8.2 建 議 1. 停 車 場 現 地 透 水 混 凝 土 施 作 評 估 與 驗 證, 確 實 可 運 用 於 人 行 道 停 車 場 與 低 交 通 量 道 路 工 程, 應 可 多 加 推 廣 2. 本 次 透 水 混 凝 土 試 舖, 因 預 拌 廠 骨 材 料 斗 倉 未 清 倉, 產 製 時 使 用 手 動 操 作, 各 盤 混 凝 土 配 比 誤 差 機 率 增 加, 以 致 各 組 試 體 ( 不 同 車 ) 或 鑽 心 試 體 有 明 顯 差 異, 爾 後 產 製 拌 和 應 改 為 自 動 計 量 以 減 少 誤 差 3. 新 拌 透 水 混 凝 土 停 車 格 鋪 築 現 地 施 作, 原 設 計 使 用 震 棒 搗 實, 結 果 不 彰 無 搗 實 效 果, 鋪 面 經 滾 壓 後 混 凝 土 各 層 夯 實 度 ( 孔 隙 率 ) 與 抗 壓 強 度 各 不 相 同, 建 議 透 水 混 凝 土 鋪 面 需 要 適 度 分 層 ( 滾 筒 或 振 動 刮 板 ) 搗 實 4. 後 續 可 加 做 現 地 透 水 試 驗 以 判 斷 施 工 均 勻 性, 並 可 與 鑽 心 試 體 的 各 項 性 質 建 立 關 係 針 對 高 強 度 透 水 混 凝 土 之 透 水 性 工 作 性 強 度 耐 久 性 減 噪 音 消 波 消 能 等 特 性 深 入 探 討, 以 找 尋 最 適 合 之 材 料 配 比 如 加 入 纖 維 等 5. 未 來 應 針 對 重 交 通 量 或 港 灣 設 施 等 交 通 工 程 探 討 研 究, 以 利 多 方 面 推 廣 應 用 8-2

參 考 文 獻 1. 邱 永 芳 朱 金 元 張 道 光 黃 然 張 建 智 葉 為 忠, 透 水 混 凝 土 應 用 於 交 通 工 程 之 研 究 (1/2), 交 通 部 運 輸 研 究 所 研 究 計 畫 成 果 報 告 ( 計 畫 主 持 人 黃 然 教 授 ),MOTC-IOT-95-H1DB007,2006 2. 林 志 棟, 透 水 性 鋪 面, 台 灣 鋪 面 (Taipave) 之 設 計 與 應 用 實 務 ( 六 ), 中 華 鋪 面 工 程 學 會,2007 3. 何 廷 祥, 透 水 混 凝 土 應 用 在 灌 排 水 路 之 初 步 研 究, 逢 甲 大 學 水 利 工 程 學 系 碩 專 班 碩 士 論 文 ( 連 惠 邦 教 授 指 導 ),2005 4. 韓 乃 斌, 透 水 混 凝 土 配 比 試 驗 及 應 用 之 研 究, 逢 甲 大 學 水 利 工 程 學 系 碩 士 論 文 ( 連 惠 邦 教 授 指 導 ),2006 5. 照 片 來 源 : 內 政 部 建 築 研 究 所 提 供,2004 6. 廖 朝 軒 梁 明 德, 環 保 再 生 透 水 鋪 面, 行 政 院 環 境 保 護 署 環 保 育 成 中 心,2004 7. 可 透 水 式 人 型 鋪 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 研 究 計 畫 成 果 報 告,MOIS 891005,10 月 23 日,2000 8. 鄭 瑞 濱 潘 昌 林, 透 水 性 舖 面 介 紹,WERC 水 環 研 究 中 心,2001 9. 陳 豪 吉 林 建 國, 輕 質 磚 之 配 比 及 工 程 性 質 研 究, 興 大 工 程 學 刊, 第 13 卷, 第 3 期,11 月,2002 10. 楊 雅 雲, 輕 質 骨 材 抗 壓 磚 之 透 水 性 研 究, 國 立 成 功 大 學 土 木 工 程 學 系 碩 士 論 文,2004 11. 林 志 棟, 建 築 基 地 保 水 透 水 技 術 設 計 規 範 與 法 制 化 之 研 究 子 計 畫 二 透 水 鋪 面 性 能 工 法 試 驗 解 析, 內 政 部 建 築 研 究 所 12. 楊 靜, 建 築 材 料 與 人 居 環 境 施 普 林 格 出 版 社, 清 華 大 學 出 版 社 參 -1

13. 謝 素 蘭, 以 高 壓 及 高 溫 燒 結 技 術 鑄 造 水 泥 粘 土 及 飛 灰 混 合 料 組 件 之 研 究, 國 立 臺 灣 科 技 大 學 工 程 技 術 研 究 所 碩 士 論 文,1990 14.S. Mindess, J. F. Young, Concrete, 2nd Edition, Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, N. J., 1981. 15.R, Brough, C.M, Dobson, I.G, Richardson, and G.W, Groves, A Study of Pozzolanic Reaction by Solid-state 29Si Nuclear Magnetic Reasonance Using Selective Isotopic Enrichment, J. Materials Science, Vol.30, pp.1671-1678, 1995. 16.P.K. Mehta, and J.M Monteior, Concrete Structures, Properties and Materials, 2nd Edion, Prentice Hall Inc.New Jersey, 1993. 17.D. Bonen, K.H. Khayat, Characterization and Pozzolanic Properties of Silica Fume Stored in an Open Pond, Cement and Concrete Research, Vol.25, No.2, pp.395-407, 1995. 18.Antonio Princigallo, Klaas van Breugel,Giovanni Levita Influence of the Aggregate on the Electrical Conductivity of Portland Cement Concretes,Cement and Concrete Research,Vol.33,pp.1755-1763, 2003. 19.Japan Concrete Institute,Proceedings of the JCI Symposium on Design,Construction and Recent Applications of Porous Concrete, 2004. 20.GOMACO Corporation, A Green and Easy Solution for Flood Control Problems. Retrieved from http://www.gomaco.com/resources/worldstories/world32_1/satoroad.html, 2004. 21. 林 炳 炎, 矽 灰 在 混 凝 土 中 概 論, 現 代 營 建,pp.59-66,1988 22. 黃 兆 龍, 混 凝 土 性 質 與 行 為, 詹 氏 書 局,1999 23. 周 樺,http://www.linlins.com/jenniferchou/20040222175500.shtml 24. 蔡 文 博 陳 豪 吉 林 政 毅 彭 獻 生, 再 生 粒 料 混 凝 土 塊 之 產 製 技 術 與 應 用, 中 華 民 國 第 八 屆 結 構 工 程 研 討 會 25.http:// www.wakocon.co.jp 參 -2

26. 廖 瑞 堂, 山 坡 地 護 坡 工 程 設 計, 臺 北 市, 科 技 圖 書,2001 27. 李 培 文, 高 壓 透 水 磚 產 製 技 術 之 研 究, 國 立 中 興 大 學 土 木 工 程 學 系 碩 士 論 文,2004 28. 涂 允 捷, 營 建 廢 棄 物 混 凝 土 與 磁 磚 應 用 於 透 水 鋪 面 之 性 能 實 驗 評 估, 國 立 臺 灣 海 洋 大 學 河 海 工 程 學 系 碩 士 論 文,2004 29.Construction of pervious concrete pavements, Mtt Offenberg, PE. 30. 郭 ㄧ 羽 李 麗 雪, 海 岸 景 觀 與 生 態 設 計, 田 園 城 市 文 化 事 業 有 限 公 司, 第 一 版,2005 31. 內 政 部 營 建 署, 市 區 人 行 道 施 工 規 範, 中 華 民 國 92 年 32. 港 灣 及 海 岸 結 構 物 設 計 基 準, 港 灣 技 術 研 究 所, 專 刊 第 123 號,1987 33. 行 政 院 公 共 工 程 委 員 會 公 共 工 程 施 工 網 要 規 範 第 02794 章 透 水 性 舖 面 34. 行 政 院 公 共 工 程 委 員 會, 透 水 性 鋪 面 之 研 究, 第 44 至 第 63 頁,2003 35. 行 政 院 公 共 工 程 委 員 會 重 力 式 擋 土 牆 標 準 圖 36. 內 政 部 營 建 署, 市 區 道 路 人 行 道 設 計 手 冊 第 4.6.4 節 透 水 舖 面 材,2003 37. 經 濟 部 水 資 源 局, 生 態 工 法 技 術 參 考 手 冊 第 5-4-2 節,2001 38. 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會, 混 凝 土 工 程 設 計 規 範 第 1.7 節,1998 39. 林 志 棟, 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 舖 面 工 法 性 能 實 驗 解 析, 內 政 部 建 築 研 究 所 研 究 委 託 研 究 報 告 第 57 頁 至 第 58 頁,2002 40. 潘 昌 林 鄭 瑞 濱, 透 水 混 凝 土 與 工 程 應 用 介 紹, 台 灣 營 建 研 究 院 研 發 資 訊, 2001 41. 雷 揚 中, 焚 化 爐 底 渣 應 用 於 道 路 工 程 之 研 究, 中 央 大 學 土 木 工 程 研 究 所 碩 士 論 文,2004 42. 交 通 部 臺 灣 區 國 道 新 建 工 程 局, 北 二 高 剛 性 路 面 建 造 講 習,1990 參 -3

43.Portland Cement Association,Pervious Concrete Pavements,2004. 44.ACI Committee 522 (ACI 522R-06),Pervious Concrete,2006. 45. 劉 明 仁 吳 建 璋 黃 裔 炎, 活 性 粉 多 孔 隙 混 凝 土 應 用 於 道 路 面 層 之 工 程 性 質 研 究, 中 華 民 國 第 十 三 屆 鋪 面 工 程 研 討 會,2007 46 陳 振 川, 高 性 能 混 凝 土 研 發 及 推 廣 研 討 論 會 文 輯, 台 北 市 台 灣 工 業 技 術 學 院,P.2, 民 國 86 年 6 月 47 高 性 能 混 凝 土 施 工 規 範 ( 草 案 ), 中 華 民 國 結 構 工 程 學 會 (1994) 48 陳 松 堂 林 建 宏, 自 充 填 混 凝 土 之 適 用 介 紹, 台 灣 公 路 工 程, 第 三 十 卷 第 五 期,2003 49 生 態 工 法 [ 學 生 版 ]--- 認 識 生 態 工 法 http://eem.pcc.gov.tw/natural/students/main_1.htm#into1 參 -4

附 錄 1 現 場 透 水 量 試 驗 方 法

附 錄 -1 現 場 透 水 量 試 驗 方 法 Method of On-site Test for Water Permeability of Porous Asphalt Mixture 1. 目 的 主 要 作 為 排 水 性 鋪 裝 之 透 水 性 能 力 評 估 2. 適 用 範 圍 主 要 作 為 排 水 性 鋪 裝 之 透 水 性 能 力 評 估 實 施, 適 用 於 現 場 3. 試 驗 器 具 (1) 現 場 透 水 試 驗 器 : 如 下 圖 所 示, 具 備 附 屬 品 一 式 (2) 油 性 黏 土 ( 橡 膠 黏 土 ) (3) 碼 錶 : 可 測 量 到 0.1 秒 單 位 (4) 水 : 乾 淨 的 水 (5) 其 他 : 水 容 器 抹 布 附 錄 1-1

4. 試 驗 方 法 (1) 除 掉 鋪 裝 路 面 的 垃 圾 等 (2) 將 現 場 透 水 試 驗 器 底 版 外 周 的 底 面 附 著 上 長 直 徑 約 1cm 繩 狀 ( 長 度 50cm 左 右 ) 的 油 性 黏 土 接 著 將 試 器 壓 著 在 路 面 上, 避 免 油 性 黏 土 部 份 會 漏 水 後, 在 底 版 上 放 上 甜 甜 圈 型 的 重 量 此 時 黏 土 多 的 話, 黏 土 會 跑 到 內 側 部, 使 透 水 面 積 變 小, 請 注 意 (3) 如 附 圖 所 示, 從 圓 筒 部 上 端 100 的 位 置 打 上 X1 的 記 號, 從 X1 至 400ml 的 位 置 打 上 X2 記 號 (4) 關 掉 閥 門, 將 水 注 入 到 圓 筒 部 上 端 (5) 一 次 將 閥 門 全 打 開, 用 碼 錶 計 算 圓 筒 部 內 水 位 從 X1 降 到 X2 的 經 過 時 間 ( 秒 ), 記 錄 下 來 (6) 合 計 (4),(5) 的 作 業, 重 覆 進 行 3 次 另 各 測 定 隔 1 分 鐘 測 定 之 5. 整 理 結 果 (1) 以 秒 單 位 算 出 3 次 的 平 均 時 間 此 平 均 時 間 為 讓 水 400ml 流 下 的 時 間 (2) 由 算 出 的 平 均 時 間 算 出 每 15 秒 的 流 下 水 量, 此 稱 為 透 水 量 ml/15 秒 ) 附 錄 1-2

註 : 1. 在 機 能 已 下 降 的 排 水 性 鋪 裝 地 方 所 做 的 現 場 透 水 量 試 驗 時, 如 附 圖 所 示, 恐 由 現 場 透 水 量 試 驗 器 的 底 板 周 邊 會 漏 水 此 時 將 閥 全 開, 繼 續 試 驗 試 驗 者 若 為 防 止 漏 水 而 自 己 判 斷 調 整 閥 的 開 度 的 話, 會 使 試 驗 的 結 果 零 亂, 故 請 勿 如 此 做 2. 為 防 止 底 板 周 邊 的 漏 水 而 使 用 油 性 黏 土, 但 有 時 也 會 跑 到 排 水 性 鋪 裝 的 空 隙 中 若 怕 因 油 性 黏 土 弄 髒 鋪 裝 路 面 或 油 性 黏 土 阻 塞 在 空 隙 時, 可 使 用 適 合 尺 寸 的 橡 膠 3. 同 一 個 地 方 每 隔 1 分 鐘 反 覆 測 定 3 次 時, 上 次 的 水 會 殘 留 在 鋪 裝 體 內, 影 響 到 試 驗 結 果 若 怕 第 2 次. 第 3 次 慢 慢 測 定 的 時 間 很 長 會 影 響 時, 可 將 測 定 位 置 挪 動 20cm 也 可 以 此 時 測 定 間 隔 比 1 分 鐘 更 短 也 沒 用, 但 為 使 傾 斜 低 的 試 驗 中 使 用 的 水 流 下, 從 傾 斜 高 的 地 方 做 試 驗 也 可 解 說 1. 現 場 透 水 試 驗 可 利 用 應 用 於 以 下 之 事 項 1) 新 設 的 透 水 性 鋪 裝. 排 水 性 鋪 裝 的 品 質 管 理 2) 試 驗 用 中 的 透 水 性 鋪 裝 排 水 性 鋪 裝 的 透 水 性 能 評 估 3) 進 行 機 能 回 復 作 業 或 修 繕 工 事 等 時 的 評 估 指 標 附 錄 1-3

4) 具 有 透 水 性 混 凝 土 鋪 裝 等. 其 他 透 水 性 之 鋪 裝 透 水 性 評 估 2. 現 場 透 水 量 試 驗 的 實 用 上 有 下 列 留 意 點 1) 有 種 測 定 水 流 下 一 定 的 量 時 間 的 試 驗, 但 這 不 是 在 求 嚴 密 的 透 水 係 數 的 試 驗 要 求 排 水 性 混 合 物 的 透 水 係 數, 可 用 在 室 內 製 作 的 供 試 體 或 從 現 場 鑽 取 的 鑽 心 等 的 室 內 透 水 試 驗 2) 在 此 主 要 是 評 估 排 水 性 鋪 裝 施 工 後 的 透 水 性 能, 為 避 免 數 據 零 亂, 以 8mm 的 閥 徑 為 標 準 但 是 為 在 供 用 後 排 水 性 能 降 低 的 排 水 性 鋪 裝 的 地 方 進 行 追 蹤 調 查 的 試 驗 或 考 慮 到 比 現 在 排 水 性 鋪 裝 高 透 水 性 能 時, 在 7mm 以 上 的 範 圍 內 使 用 適 當 的 閥 徑 之 現 場 透 水 試 驗 器 也 可 以 附 錄 1-4

附 錄 2 教 育 訓 練 簡 報 與 剪 影

-2 1 2 2-1

( ) 3 1 2 50 mm/h 45 1 3.50 10 6 m 3 /y (3.40 10 8 m 3 ) 1 3 4 2-2

pervious concrete 4 0.08 0.32 2-8mm 18 35 2.8 28MPa 400 4000psi 2 18 gal/min /ft 2 81 730 L/min /m 2 K 0.1 cm/sec 5 3.1 20mm 50mm 70 1 1.5 6 2-3

3.2 1. 1600 2000kg/m 3 20 125mm 25mm 150mm 5 75mm 120 L/m2 /min 0.2 cm/s) 320 L/m2 /min 0.54 cm/s 700 L/m2 /min 7 3.2 2. 500psi 4000psi 3.5MPa 28MPa 2500psi 17MPa 6 7 8 0.26 0.45 8 2-4

3.2 3. / 150psi 550psi 1MPa 3.5MPa 9 9 3.2 4. shrinkage 50 80 10 20 30 200 10-6 10 2-5

3.2 5. durability 1) 2) 11 4.1 1) 10 11 2) 3) green house 4) 5) 6) base course 7) 8) embankments 9) 10) 11) 12) 12 2-6

4.2 19 no-fines concrete gap graded 13 4.2 1852 1923 clinker aggregate 50 1939-1945 vast housing 1945 1965 1960 Toronto 14 2-7

4.3 1) 2) 3) 4) 5) 6) 12 15 4.3 1) 2) 3) 16 2-8

4.3 percolation rate 0.5in/hr 13mm/hr 4 1.2m 17 13 Florida Utah New Mexico Florida Florida 18 2-9

1. Florida 1970 5 10 125 250mm 19 2. Road way base sub-base 6-10 150 250mm 20 2-10

subgrade pumping 1000psi 21 28 2000psi 14MPa 22 2-11

1. 2. greenhouses 23 3. 4. 24 2-12

20 100ml/s 3.1 10-1 cm/s 14 25 EEV EAC EL CO 2 26 2-13

1 27 2 28 2-14

3 29 4 30 2-15

5 31 6 32 2-16

7 33 (a) 8 (b) (a) (b) (c) (c) 34 2-17

9 35 10 36 2-18

11 37 12 38 2-19

13 39 14 40 2-20

: 10 25 1 Dipl.-Ing. Harald Sommer, Storm Water Management in Germany 2 2-21

3 (%) 1%~2% 10% >50% >70% >90% ( ) 2/3 (Best 2002 Management Practice, BMP) 4 2-22

Dipl.-Ing. Harald Sommer, Storm Water Management in Germany U.S. EPA, 5 6 2-23

EPA (Clear Water Act) Phase II (2003 ) 1 ( ) (National Pollution Discharge Elimination System, NPDES) 7 2005 Westminster 12 8 1.5 13% $400,000 Dann Huffman, Understanding Pervious Concrete, Construction the Specifier, December 2005. 8 2-24

9 (U. S. Green Building Council) LEED(Leadership in Energy and Environmental Design) sustainable site development, water savings, energy efficiency, materials selection, and indoor environmental quality. 10 2-25

/ 11 (porous asphalt) (pervious concrete) EPA BMP 12 2-26

Study Location Prince William, VA Rockville, MD 82 95 65 65 80 85-82 - 98~99 Schueler, 1987, as quoted in EPA, 2004 13 (DGAC) (OGFC, PA) 14 2-27

15 16 2-28

17 18 2-29

Picture Taken in France Pavement without OGFC Pavement with OGFC 19 20 2-30

21 (Stormwater Hot Spots) ( ) 22 2-31

0.5in//hr 100 2 5 (75% ) 23 ( 15%~25%) ( 20%~40%) http://www.perviouspavement.org/benefits.htm 24 2-32

( ) (passive runoff mitigation) (active runoff mitigation) 25 0.2cm/s 3600mm ( ) 12mm/hr (2 10-2 cm/min., ) 5 26 2-33

2-34 27 ( 15%) ( 40%) 10cm 15cm mm 75 150 0.40 100.15 0 = + ( 15%) ( 20%) 10cm 15cm mm 45 150 0.20 100.15 0 = + (effective porosity) 15% 1cm 0.15cm 40% 20% 28 15cm, 300m 1% 150m 150m 0.15m 0.15m 25%

29 V 30 2-35

60m ( 12%) ( 40%) ( 4.23 10-3 cm/s) 15cm 15cm 2300m 2 24 ( ) 30mm 20mm 31 k (pci) 75~120 130~170 CBR 2.5~3.5 4.5~7.5 R-value 10~22 29~41 180~220 8.5~12 45~52 k = M R 19.4 M R psi 32 2-36

ADT ADTT ESAL AASHTO AASHTO 5in.~7in. 4 in. 50% 6in. 33 15cm ( ) 15~20cm ( ) 34 2-37

Palm Beach Gradens 35 ( ) 1 ( ) ( ) 36 2-38

37 Fair Oak Brainbridge Island Buford 38 2-39

0.5 3 2 8 ( ) 39 02794 1 2 2.1 2.1.2 2.2 2.2.3 2.3 2.3.2 3 3.1.3 3.2 3.3 3.4 4 40 2-40

41 42 2-41

43 03 5186715 http://www.chu.edu.tw/~ctc 44 2-42

2-43 45

MOTC-IOT-96-H1DB004 1 2-44

: 1. ACI 522R-06 Pervious Concrete 2. NRMCA Pervious Concrete Pavement 3. PCA Pervious Concrete Pavement 2-45

(96/6/13) 2-46

( ) 3-2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 2-47

( ) 0.35 0.48cm 80% 0.1cm/s 28 = 214.2kg/cm 2 (21MPa) (1/2) 2-48

(2/2) (0.35-A-1:4) 19 mm 0.35 1524 381 133.35 (0.35-A-1:4.5) 19 mm 0.35 1524 338.67 118.53 (0.35-B-1:4) 4.8 mm 0.35 1311 327.75 114.71 (0.35-B-1:4.5) 4.8 mm 0.35 1311 291.33 110.97 - : ( -X -Y ) 1 (kg/m 3 ) 10 20cm 15 15 53cm 10 20cm 3 2-49

2-50

2-51

2-52

2-53

(1/2) (2/2) 2-54

( 0.35 0.1cm/s 28 21MPa) ACI 522R-06 0.16 1.22 cm/s 2044 kg/m 3 0.1cm/s 3~6 ACI 522R-06 0.30 2-55

(mm) 0.25-B-1:4 X(Y) 0.25 4.8 1311 328 82 3.28 =kg/m 3 K 28 (cm/sec) (mm) (MPa) 0.25-B-1:4 X 0.25 4.8 16.3 0.29 0.25-B-1:4 Y 0.25 4.8 8.2 0.42 2-56

( ) (0.35-B-1:4) 0.35 1498 333 117 0 (0.28-B-1:4) 0.28 1498 333 95 1.66 - : ( ) (X) (Y) 1 (kg/m 3 ) f c (MPa) (mm) (kg/m 3 ) (cm/s) 0.28-B-1:4-X * 0.28 4.8 20.8 ** 2018 0.02 0.28-B-1:4-Y * 0.28 4.8 17.7 ** 1962 0.30 0.25-B-1:4-X 0.25 4.8 16.3 1743 0.29 0.35-B-1:4-X 0.35 4.8 9.1 1663 0.43 0.35 4.8 21.0 2044 0.10 ACI 522R-06 0.25~0.45 ~ 2.8 ~ 28.0 1600 ~ 2000 0.16 ~ 1.22 * ** 7 28 2-57

-1 f c (MPa) 0.28-B-1:4-X * 0.28 4.8 2018 0.02 0.28-B-1:4-Y * 0.28 (mm) 4.8 20.8 ** 17.7 ** (kg/m 3 ) (cm/s) 1962 0.30-2 f c (MPa) 0.28-B-1:4-X * 0.28 4.8 2018 0.02 0.28-B-1:4-Y * 0.28 (mm) 4.8 20.8 ** 17.7 ** (kg/m 3 ) (cm/s) 1962 0.30 2-58

2-59

1. w/c=0.31, f c28=2000psi, 0.16cm/s 2. 30 6 2-60

2-61

( ) : 3.7m (12 ft) 270kg 320kg (600 700lb) ( ) : 90kg 140kg (200 300lb) 2-62

1. 2. 2-63

MTV MTV 2-64

28 28 (kg/cm2) #1 192 #2 180 #3 105 #4 #5 #6 117 2-65

(28 ) (1) 100 lb/ft 3 125 lb/ft 3 (1600 kg/m 3 2000 kg/m 3 ) 1630 1805 kg/m 3 2-66

(2) 0.16 1.22 cm/s ( ) 0.33 0.93 cm/s (3) 18% 35% 20 4% 30 5% (4) 1000ml/15sec 400ml/15sec (5) 2-67

(6) 3 0.31-B- 1:4 3 2-68

2-69

2-70