排水性鋪面使用材料規格暨基本性能需求說明
房性中

一、 概述

         傳統的瀝青混凝土面層，不論採用密級配或粗級配，原則上是不允許水份滲透的；惟於1987年時，日本為改進賽車競技場鋪面天雨濕滑之缺失、增加安全性等緣由，乃於「東京都」率先使用所謂的「排水性瀝青混凝土鋪面」，由於功效卓著、至1999年12月止，全國已累積了1000萬平方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月制訂完成「排水性鋪裝技術指針(案)」乙書(文獻ヾ)，作為此類工程頗具權威之指導準則。
         據筆者派往日本考察及針對國內實情需要之了解，深知排水性鋪面之優異性與些許問題之所在，希藉本文資料之介紹與彙整，提供業界酌參或指正。

二、排水性鋪面定義

         用於鋪面的底層或面層之高孔隙率的多孔隙瀝青混凝土，一般均稱之為「排水性鋪面」。
         而多孔隙瀝青混凝土係透水性鋪面(Permeable Pavement)之一種，其目的在於使鋪面之表面逕流水得以迅速向兩側排水系統排放或向下滲入路床；前者多用於人行步道，後者則多佈設於主要車道(含路肩)，為和前述透水性鋪面之功能有所區隔，一般稱鋪設於主車道者為「排水性鋪面」。

三、排水性鋪面特徵

         至於排水性鋪面之主要特徵有下列各項：
(一)防止道路鋪面積水及行車經過時之水花四濺而影響後方行車者之視線。
(二)可減少車輛行進時所引致之交通噪音。
(三)增加雨天行車之安全性及摩擦係數
(四)提高駕駛視覺之辨識能力。
(五)緩和霧氣現象
(六)提高雨天時鋪面標線及標誌的清晰度。
(七)提高服務水準
(八)降低夜間或雨天時行車中頭燈產生之鋪面反光現象。
(九)降低用路人之心理壓力。
(十)降低車禍肇事率及人員之傷亡比例。

四、鋪築結構

         排水性鋪面係利用多孔隙瀝青混凝土之特性，鋪設具有側向排水功能之面層或「面層+底層」，至於排水功能層以下之層次則需設置水份無法滲透之「不透水層」，藉以防止路床或路基土壤因浸水而減少承載強度值。
         圖一乃為排水性鋪面之鋪築結構標準範例之一，其中瀝青混凝土處裡底層即為不透水層之結構層。
         通常狀況，設計採用TA方法或多層彈性理論方法，至於換算等效係數值，在日本採用1.0、歐洲則為0.7。而具有排水功能之層次厚度為4∼5公分左右。

五、材料規格

(一)瀝青
         為提高瀝青混凝土之耐久性、必須選用高黏性之改質瀝青材料，依文獻ヾ規定，其標準性質如表一所示。根據表一之標準性質，排水性瀝青混和物與瀝青本身材料需符合表二之要求項目及其內容(文獻ヾ)。



         目前，日本所使用之改質瀝青種類、機構或因案制宜者尚有下列各表：
         1.日本改質瀝青協會附著性改善改質瀝青規格：如表三。
         2.日本改質瀝青協會超重交通用改質瀝青規格：如表四。
         3.瀝青鋪裝要綱改質Ⅰ型及改質Ⅱ型瀝青規格：如表五。
         4.本州四國聯絡橋公團橋面鋪裝基準改質瀝青Ⅰ型規格：如表六。






(二)透層瀝青乳劑
         透層瀝青乳劑一般均視為防水層之功效，另為加強其功能，均以相當之厚度塗敷，但由於通常使用之瀝青材料不易確保透層之均勻厚度，故文獻ヾ建議採用添加橡膠的瀝青乳膠，以提高其防水功能(其標準性質詳表七所示)。
         透層使用添加橡膠的瀝青乳膠，另一目的在於排水性混和物的高孔隙率，與一般的混和物比較，其與下層的接觸面積也小，因此，為獲得較高的接著力，需使用本項瀝青材料。

(三)粒料
         表八為排水性瀝青混凝土之標準粒料粒徑分佈示意表，另為顧及品質，其一般要求項目及規定值詳如表九所列

(四)纖維補強材料
         纖維補強材料係採用增加粘結劑用量的方式，以改善瀝青混凝土耐久性為主要目的。在排水性瀝青混凝土使用纖維補強材料，除可確保瀝青材料之油膜厚度及防止流動性之外，尚可提昇粒料間之結合力。
         至於纖維補強材料的種類，一般有植物性、化學性及礦物性等三種纖維。日本則以採用植物性纖維為主。表十為各種纖維材料之性質表，表十一則為植物性纖維的特性表。其添加量初期採用瀝青混凝土總重量的0.5%左右，近期大多降至0.3%，可以獲致與0.5%相當之效果。

六、配合設計

(一)配合設計流程
         詳圖二所示。
(二)決定最佳瀝青含量
         1.排水性瀝青混凝土為符合標準孔隙率之規定值，在進行流度試驗之前，必須先暫定一個預設而合理的瀝青含量值，並確認該值所對應之孔隙率值，若兩者相差極大，即需再行調整孔隙率值。其決定方式請詳參公式(1)、公式(2)及圖三、圖四、表十二所示。

    







         2.暫定粒料級配的粒料配合比及石粉的用量(約5%)，並將粗、細粒料的配合比變化，採用訂在中央附近2.36mm篩檢通過重量率3%為設定的目標。其範例詳表十三、表十四及圖五、表十五。







         3.石粉的來源應以石灰岩粉碎為主，其含水量在1.0%以下、粒徑規格詳表十六所示。
(三)確認孔隙率
         排水性瀝青混凝土的孔隙率目標值一般係以20%為其下限值(n≧20%)，且其排水係數值亦應在 以上。若上述兩項目標值無法達成，應重作試驗調整之。
(四)其他試驗項目及規定值
         詳表十七所示。

七、基本性能需求說明暨注意事項

(一)為確保孔隙率值不變，必須控制通過2.36mm篩號之百分率維持不變。
(二)排水性鋪面之孔隙率高、溫度易下降，故搬運時應有防止快速降溫之措施。

(三)排水功能層需增加孔隙率及透水係數等必要性項目之檢測和品管。
(四)高孔隙率為排水性鋪面之特徵及快速排水之必要條件，惟隨著鋪面開放使用時日之延長，勢將造成孔隙阻塞或排水功能之降低；故為增加其排水功能的持續性，應定期進行鋪面清洗、維修之工作、日本現階段則以半年為一個清洗週期，惟清洗的機具甚為昂貴且具專利權，若擬引進台灣，成本仍偏高。且台灣之落塵量極大，清洗週期勢必縮短。
(五)為確保排水性鋪面之功能，粗粒料之材質具重大影響之地位，且其洛杉磯磨損率應在30%以下，一般採用≦25%，若以台灣地區粒料而言，雖可達到該標準，惟仍有人使用級配。
(六)排水性鋪面的造價較傳統瀝青混凝土面層貴2∼3倍，但其使用壽命則比開放級配瀝青混凝土長3∼5倍甚至更久，且能作為結構層次分析之用(等效係數日本採用1.0)，故若能多方面評估其優劣點，相信將是頗具可行性之工程技術工法，也能讓業界累積較多之經驗及信心。■

參考文獻

1.日本道路協會，“排水性鋪裝技術指針(案)”，1997年4月，初版再刷；1996年11月，初版一刷。
2.房性中，“日本多孔隙排水面層之設計與施工技術探討”，中華技術第43期，1999年7月。
3.台灣區國道高速公路局，“多孔隙排水性鋪面工程技術”，1999年12月。
4.交通部台灣區國道高速公路局，“多孔隙排水面層之設計與施工技術考察報告”，1998年2月。
5.橋本修治，“排水性鋪面之設計與施工實績”，第18屆中日工程技術研討會公共工程組專題演講，1997年10月。