台灣地區路平專案人手孔減量機制之研擬

台灣地區路平專案人手孔減量機制之研擬 林志棟教授林子傑 99年7月31日指導教授：簡報者：簡報日期：

簡報大綱 1. 緒論 2. 文獻回顧 3. 人手孔設置機制探討 4. 以數學規劃法建構人手孔最佳設置間距 5. 人手孔設置實施策略及改善計劃之研擬 6. 結論與建議

緒論

1.1研究動機 • 近年來國內之交通量大幅度的提升，經由車輛荷重長期累積，造成鋪面本身平整度的下降，除了車輛荷重長期累積之外，國內對於管溝工程及下水道工程之需求增加，且常因管線埋設、維修或遷移等原因而進行道路挖掘埋設，進而影響鋪面之平整度，為了解決此項問題，政府單位也大力的推行道路齊平專案及人手孔蓋降埋等計劃。

1.2研究目的 • 政府近年雖陸續推動路平專案及人手孔降埋計畫，但路面挖掘與維修仍頻繁，無法有效提升路面平坦度。 • 改善路面挖掘後之維修品質，特別是人手孔部分，為現階段各級單位極欲解決之問題。人孔蓋與原路面高程不一致管溝工程回填後路面平整度不合格回填材料品質不良

1.3研究範圍 • 各類管線功能、型式、管理機關 • 人手孔型式 • 啟閉頻次 • 影響道路平整度之因素 • 影響用路人之因素 • 人手孔埋設問題與現況做法 • 數學模式建構 • 實例測試及結果 • 分析最佳之設置間距或地點 • 實施計畫 • 改善計畫

1.4 研究流程

文獻回顧

2.1管線相關資訊及法規 2.1.1市區道路地下管線埋設物設置位置

2.1管線相關法規 2.1.2電信、電力管線 • 電業法 • 第42條電業應每年至少檢驗機器及線路一次，並記載檢驗結果。 • 交通部電信總局規定管道埋設深度 • 在快慢車道下應在1.2公尺以上 • 巷道下應在0.5公尺以上 • 人行道應在0.5公尺以上 • 穿越鐵路應距鐵軌頂端2.5公尺以上 • 特殊情形 • 電信、電力管道路由中的人手孔位置 • 以220公尺、200公尺、180公尺、及160公尺等標準段長作為人孔的間距。 • 路由彎曲時會增加電纜佈放的阻力，或因供線點位置之限制使人孔不能依標準段長放置，此時可以標準段長的一半做為人孔的間距。 • 依規定在分岔路口之人孔至少應距路口10公尺以上。

2.1管線相關法規 2.1.3汙水及雨水下水道 • 下水道法第二十二條第二項 • 用戶排水設備應於管渠變更方向、坡度、斷面變化、地形急下降或管渠會合點設置人孔。同一管徑直線部分應依下列規定設置人孔：

2.1管線相關法規 2.1.4自來水、瓦斯管線 • 「公共設施管線工程挖掘道路注意要點」及「共同管道法」 • 現行市區排水管路以50公尺為間距設置供清疏用之人孔。 • 現行瓦斯管線中所設置供收容各式閥類之孔蓋基於服務水準及安全之需要，天然氣、油氣等之地下輸送管線以50公尺為間距設置孔蓋。

2.2政府政策 2.2.1路平專案 • 提高道路及管溝工程平整度合格率達90% • 至少完成30條示範道路 • 提高道路及管溝工程平整度合格率達70% • 道路管理養護及平整度列入公共工程金質獎評選項目 • 提報10條示範道路，辦理人手孔減量整平作業 • 各縣市道路均無坑洞 • 提高道路及管溝工程平整度合格率達50% • 提報5條示範道路，辦理人手孔減量整平作業長期目標 (101年12月底) 中期目標 (98年12月底) 短期目標 (97年12月底)

2.4國內人手孔問題探討 2.4.1影響道路平整度之因素

2.4國內人手孔問題探討 2.4.2影響用路人之因素 • 張永明(2009)提出行經孔蓋時之所以會產生震動感，主要因素為撓度值及加速度 • 利用KENLAYER程式，模擬車輛行經孔蓋前後之瞬時鋪面撓度值，藉此得知鋪面撓度值之差異，以探討車輛行經孔蓋時是否產生劇烈震動感，影響用路人之舒適度。 • 透過各孔蓋加速度檢測結果可知，行經孔蓋時會有明顯之震動感，對人體造成不舒適感，但除了行經孔蓋處之外，一般路面同樣也有許多地方可使人體產生相當不舒適感覺。

人手孔設置機制探討

3.1人手孔降埋衍生之問題 3.1.1道路主管機關 • 孔蓋存在於路面上，對於道路重新銑鋪時多少會造成阻礙，以致於孔蓋周圍路面並不相當平整，藉由下地，可重新訂定道路之高程，除了可提升路面平坦度外，日後孔蓋提升也有了標準。

3.1人手孔下地衍生之問題 3.1.2管線單位 • 緊急搶修 • 天災及突發狀況之搶修，須經過孔蓋位置之搜尋。 • 例行性之管線檢查及維修 • 若往後還要再一次進行道路全面性銑鋪，已提升至路面之孔蓋屆時又需配合下地。 • 平坦度驗收 • 新工處訂定人手孔蓋框中心點及前後端1.5 m處單點差需小於±6 mm均認為稍微嚴苛。

3.2人手孔管道系統之運行維護 3.2.1內在因素之影響 • 內在是指電信單位內之設計、施工、維護、及行政所帶來的影響。 • 內在因素大部份與設計及行政作業有關，包括：埋深、路由位置、人手孔位置、地下物、管道數量等。

3.2人手孔管道系統之運行維護 3.2.2外在因素之影響 • 外在因素大都來自市政單位與路政單位的監督管理、工程施工、私人工地、及其他管線單位異動等因素。 • 問題種類以挖損、遷移、人手孔被柏油淹蓋、回填不實、挖掘長度受限、及車輛輾壓為主。

3.3人手孔最大設置間距 3.3.1台電電纜拖拉張力計算 • 管路中電纜允許最大張力之計算公式 • 採台電公司常用之電纜規範及拖拉工具分別說明如下： • (1)電纜允許最大張力(張力限制值) • (A)使用拉線眼拖拉鋼電纜 • Tm = ( 0.003624*CM*N ) kg…………公式(一) • Tm：電纜允許最大張力值(kg) • CM：電纜導體截面積 • N：電纜條數 • (B)使用拉線夾拖拉非鉛皮電纜 • Tm = ( 454*B ) kg …………公式(二) • Tm：電纜允許最大張力值(kg) • B：使用拉線夾之個數 • 不得超過公式(二)之值，同時不得超過公式(一)之值。

3.3人手孔最大設置間距 3.3.1台電電纜拖拉張力計算允許最大直線長度(m) 允許最大張力導體線徑使用工具穿設條數 15KV級 25KV級 1800 865 1 947 拉線眼 (壓縮型) (2)交連PE電纜允許最大張力表註：1.拉線眼(壓縮型)本身允許最大張力為1800kg比500MCM鋼電纜允許最大張力為小，故使用拉線眼(壓縮型)之允許最大張力僅為1800kg。 721 5400 789 3 1812 953 871 1 拉線眼組 500MCM 3 5436 794 726 454 1 239 218 拉線夾 454 3 △ ◎ 66 60 182 1362 199 409 1 303 485 454 302 255 2 △ ◎ 拉線夾 #1AWG 606 404 341 454 201 170 3 △ ◎ 404 910 341

3.3人手孔最大設置間距計算 3.3.1中華電信電纜拖拉張力計算 • 管道之設計段長以下式計算之： • L = 220 – ΣLe（塑膠管） • L = 180 – ΣLe（鋼管）

3.3人手孔最大設置間距 3.3.3小結 • 依據所計算出之結果： • 現有人手孔之埋設距離約50公尺~150公尺，經由本研究計算之3線PE電纜最大穿設長度726公尺、1線PE電纜最大穿設長度485公尺。 • 由此可知不管既設之管線或新設之管線，皆有其改善之空間，而依照本研究公式之計算每種管線之數量至少可減少2/3之數量，應可探討將目前法令所訂定之埋設長度限制拉長，以利減少人手孔蓋之數量，進而達到孔蓋減量之目標。

以數學規劃法 建構人手孔最佳設置間距

4.1人手孔埋設問題與現況做法 4.1.1埋設問題描述 • 已降埋之人手孔 • 週遭發生反射裂縫 • 上方產生沉陷問題 • 路面平整度未符合標準 • 未降埋之人手孔 • 車輛經過產生搖晃或震動聲 • 孔蓋及周邊緣石與路面平整度未合乎標準 • 周邊緣石產生破壞現象

4.1人手孔埋設問題與現況做法 4.1.2現況做法

4.2數學模式建構 4.2.2數學模式 • 目標式： • Max = (B/EP)*P + (B/EH)*H + B/T + B/WB + B/SD + B/G • 依據各管線間距之限制條件，求得孔蓋所能存在於車道中之最大值。 • 限制式： • {1/2*6*[1.2* (B/EP)*P + 0.8*(B/EH)*H + 1*(B/T) + 0.8*(B/WB) + 1.2*(B/SD) + 1.2*(B/G)]/1000} / (B/1000) ≦ IRI • 將孔蓋鋪設完成後之平坦度高低差標準±0.6cm進行高程之累積，測試其對IRI(國際糙度指標)之影響。

4.3實例測試及結果 區域性分析 • 本研究針對其區域性進行分析 • 電信孔蓋於d路之數量為最高，因d路本身位於商業區，辦公大樓及住宅之數量也較多，其餘之路段皆為住宅區、郊區及商業區之邊緣，因此，孔蓋之數量則較為平均。 • 電力孔蓋之數量於各區皆平均分布，其孔蓋除六合路之商業區外皆可完全降埋。 • 自來水孔蓋於各區皆有其必要性，因此，可降埋之數量與其他孔蓋相比之下相對的較少。 • 瓦斯孔蓋除了位於郊區之c路不需要外，其餘各區皆平均分布。 • 汙水、雨水孔蓋之數量於各區皆平均分布。

4.4敏感度分析 敏感度分析比對結果 • 將計算成果與IRI改善之值進行比對，其比對結果如下圖，發現孔蓋本身對於IRI之改善程度並無顯著之效果。

4.4敏感度分析 敏感度分析比對結果 • 依據日本政府單位委託土木研究所，制定地方道路維護管理的維護管理契約，而將所有的人孔蓋與道路高差控制在12.7mm以內；並參考美國 FHWA之”DC STREETS”計劃，制定性能指標評估，其中針對人孔齊平制定績效評估方式，如下表。

4.4敏感度分析 敏感度分析比對結果 • 依固定街廓長度進行分析

4.5小結 以數學規劃法建構人手孔最佳設置間距 • 本研究所規劃的人手孔蓋於道路中最適埋設間距，基本資料是以管線之法令限制及街廓長度作為參數，在求解上，以Lingo 軟體輸入限制求解。 • 將所有敏感度分析模式求解結果整理及比較後，可充分瞭解在孔蓋施作齊平之情況下，道路平坦度受孔蓋數量多寡之影響較小，因此孔蓋本身施作是否合乎規範值對道路平坦度造成較大之影響。

人手孔設置實施策略 及改善計劃之研擬

5.1 實施計劃研擬

5.2 改善計劃研擬

結論與建議

6.1結論 • 由電纜拖拉張壓力計算之結果進行探討，應可將目前法令所訂定之埋設長度限制拉長，以利減少人手孔蓋之數量。 • 人手孔蓋本身若施作得當，其對於路面平坦度之影響將會大大的降低，亦可提升路面之平坦度。 • 經由敏感度分析模式求解結果整理及比較後，可充分瞭解在孔蓋施作齊平之情況下，道路平坦度受孔蓋數量多寡之影響較小，因此孔蓋本身施作是否合乎規範值對道路平坦度造成較大之影響。 • 孔蓋下地將會增加龐大經費支出，且對管線單位將造成許多相關衍生問題，且日後若遇管線單位施工，屆時需將孔蓋提升至路面，易會產生影響平坦度之問題，因此，應以孔蓋本身之齊平為提升之目標。

6.2建議 • 管線單位對管線挖埋回填作業之執行，應更加確實，以免影響道路服務品質。另外對孔蓋與路面齊平問題，管線單位也應加強執行改善作業。 • 人手孔蓋降埋後對於整體道路服務績效之影響性並不大，但卻可改善用路人行經孔蓋時之不舒適感，也可減少行經孔蓋時打滑事件之產生，建議可進行孔蓋抗滑之相關研究。 • 人手孔蓋下地降埋並非唯一使道路齊平的解決方法，若施工廠商能確實依照施工步驟執行及查驗，人手孔即使不降埋亦能達到道路平坦度標準。 • 未來可嘗試設置共同管道或共同纜溝，可提供管線單位將管線納入，有效改善道路上人手孔蓋之問題。

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台灣 地區 路平專案 人手 孔減量機制之研擬