TW201500617A

TW201500617A - 一種生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法

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Publication number: TW201500617A
Application number: TW103121337A
Authority: TW
Inventors: zhong-wei Ji
Original assignee: zhong-wei Ji
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2015-01-01

Abstract

本發明係提供一種生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法，包括由土壤層往上疊層鋪設之一保水緩衝層、一透水基礎層、一透水層以及最上層之一止滑透水面層；該透水層及透水基礎層提供滲水、排水與透氣；避免透水層(PU跑道等運動場)受內部水蒸氣壓力膨脹凸出；且本創作將雨水滲入土壤，合乎水土生態平衡功效符合環保，克服以往瞬間暴雨量，全部百分之一百的雨水，皆由排水溝排放，運動場不能達到保水吸水問題；本創作緩衝雨水過度集中排放及可對生態平衡。

Description

一種生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法

本發明係與人工運動場有關，更詳而言之，係指一種符合水土生態保持概念，透氣、排水，而且不會造成環境污染，符合減碳節能與環保概念的一種生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法。

按，近年來，一般人工運動場、即球場、跑道及一般運動場所皆改用以PU或合成橡膠製成的原料鋪設於預定區域，其原有的瀝青或是水泥路面製成之人工運動場，於使用時不會有習用塵土飛揚或是滿地泥濘的情形，但是它缺乏綠建築及透水、保水、排氣等符合生態功能，且於該場地更新時，其廢棄物難以處理；習用之人工運動場除了容易因為面層積水濕滑而產生意外發生以外，更容易導致人工運動場因而膨脹、變形甚至提早損壞，最典型者常見於PU及橡膠跑道；然，目前所知的人工運動場結構大致相同，主要包括：一原土壤層、一級配層、一混凝土層以及一人工跑道面層；其中該原土壤層係將原有的原土壤層(路基、路床)依設計之高程整平，再以滾壓機壓實至壓密度壓為95%以上，而該鋪設級配層則是於該原土壤層之上將砂質碎石級配或山土質碎石級配(基層)，同樣依設計厚度整平、再以滾壓機壓實至壓密度壓為95%以上；該混凝土層普遍是以使用瀝青混凝土層較多，但是因為瀝青混凝土層係以一層乳化瀝青底油於其上鋪設粗粒料瀝青混凝土、接著再灑瀝青黏層再鋪上細粒料瀝青混凝土後整平與壓實而完成，但是雨水無法透過含有柏油之瀝青混凝土層而滲回地下，不符合環保概念；且近年來天氣異常酷熱，因其地坪無法呼吸溫度不斷升高，致使瀝青混凝土表面軟化，促使PU面層變形或凸起，尤其夏天暴雨讓表層跑道變形更為頻繁。

一般人工跑道面層，因為採用的材料不同而分成例如PE人工草面層、合成橡膠面層、PU面層、橡膠顆粒面層以及壓克力面層等幾種不透水面層；而，各種不同方式皆各自採用特別之橡膠與PU原料製成一整捲、或是以液態狀形態分層施作、或者以顆粒狀加膠水拌合後，再鋪設於一混凝土層上或瀝青混凝土層，材料與能源之耗費高，不但雨水無法透過該面層，雨停時水份皆停滯在面層底部與該混凝土層交界處，太陽一曬則其水份變成熱水，夜間又變成冷水，如此一冷一熱，促使跑道面層膨脹剝離，而無法膠黏著前述之混凝土上面，而且未能有減碳節能之標準；上述問題例如該PE人工草面層以PE不透水塑膠製成之人工草，再用膠粘著於前述之混凝土層上，不具重複使用功能，當然更不能符合環保、節能與減碳之要求。

緣是，本發明人乃針對上述問題深入探討，並藉由多年從事相關產業的研發與製造經驗，積極尋求解決之道，經過長期努力之研究與發展，終於成功的開發出本案。

有鑑於此，本發明在於提供一種生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法，符合減碳節能之概念，提供具有透氣、排水功效，而且使用回收材料避免環境污染有環保概念的一種生態綠建築環保人工運動場結構。

本發明一種生態綠建築環保人工運動場與步道結構，其運動場面層之止滑透水面層與透水層可往下滲水、往上排氣不會受氣候影響膨脹凸出，該止滑透水面層結合在透水層上側可以止滑。

上述人工運動場包括球場、跑道、步道、一般運動場所等；緣此，本發明乃提供一種生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法，於預定要鋪設人工運動場之區域地面原有路基、路面的土壤，先將其經過整平、壓實至預定之壓實密度後，較佳者，進一步於土壤之上鋪設同樣經過整平與壓實至預定壓實密度之一碎石之保水緩衝層後，接著鋪設透水基礎層，其係以環保回收石粒，例如回收混凝土石粒、各種廢料石粒或清碎石等加入黏著劑或水泥拌合後，均勻地鋪設於該碎石保水緩衝層上形成可透水排氣者；透水基礎層上側再鋪設一透水層，可以提供作為滲水、保水與排水、排氣及抗剝離之管道，該透水層上再鋪設一止滑透水面層可以止滑，藉此，該透水層及透水基礎層提供滲水、排水與透氣；避免透水層受(PU跑道等運動場)內部水蒸氣壓力膨脹凸出；且本創作將雨水滲入土壤，合乎水土生態平衡功效符合環保，克服以往瞬間暴雨量，全部百分之一百的雨水，皆由排水溝排放，運動場不能達到保水吸水問題；本創作緩衝雨水過度集中排放及可對生態平衡。

在一實施例中，該透水基礎層所使用之黏著劑更包含水泥膠結材、瀝青結合劑，該黏著劑水泥膠結材或瀝青結合劑加水或加油拌合之場拌混凝土之任一種或預拌混凝土，於拌合石粒或砂石後鋪設於該保水緩衝層上，待黏著劑乾燥凝結時加工穿通複數排水孔在該透水基礎層中，該透水基礎層加工穿通複數排水孔，係利用操作鑽孔機在該透水基礎層表面向下鑽孔形成該排水孔，該鑽孔機亦可區分為每次單孔鑽孔之機器操作方式，或該鑽孔機亦可區分為每次可鑽掘多數鑽孔之機器操作方式，另一實施方式，亦可事先在水泥膠結材或瀝青結合劑加水或加油拌合之場拌混凝土之任一種或預拌混凝土之透水基礎層乾燥凝固預埋複數預留孔，例如利用塑膠管、金屬管、紙管來預埋，待黏著劑乾燥凝結時形成複數排水孔在該透水基礎層中，可提供作為滲水、保水與排水、排氣之管道，該透水層之PU跑道等運動場表層，藉此可以抗剝離。

上述該透水層較佳者係選自具透水性之塑膠人工草，或具透水性之PU或透水樹脂面層、橡膠面層或橡膠顆粒面層等之任一種。

上述該排水(管)孔內側更結合有透水材，該透水材用以填充該排水(管)孔，藉此，該排水(管)孔上側之透水層受壓，所述之透水材支持該透水層，該排水(管)孔不會產生壓陷問題。

上述該排水(管)孔亦可包含一開口在上側，該開口結合有一透水蓋。

上述該黏著劑包含水泥膠結材或瀝青結合劑之混凝土或預拌混凝土、聚胺脂材料、壓克力漆、樹脂、水泥等之任一種。

上述該透水層上再鋪設複數細沙或橡膠細顆粒形成止滑透水面層可以止滑。

上述透水基礎層更包含金屬網或抗裂纖維材料，該金屬網或抗裂纖維材料結合在該石粒與黏著劑之中。

上述透水基礎層更包含有複數伸縮縫或規則式導裂材。

上述保水緩衝層更結合透水網管。

本發明之透水層因為選自具透水性，使透水層接收的雨(積)水可往下滲水份而往下層之透水基礎層，且該透水基礎層之排水(管)孔結合有透水材或透水蓋，也可以將透水層接收的雨水通過導引入透水基礎層之複數排水(管)孔中，再導入保水緩衝層至原土壤層，如此運動場即可排水，同時即便有瞬間之大量積水未完全往透水基礎層排出，該些積水在陽光照射升溫蒸發為水蒸氣，亦可由透水基礎層經過往上透過透水層蒸散排出，所述之透水層與透水基礎層銜接處不會受水蒸氣往上壓力推升膨脹，因此固定良好不會剝離，可以進一步克服以往所有PU跑道所無法克服之難題，即PU面層與下層之混凝土、瀝青混凝土接合處，因積水施工不慎或熱脹冷縮之膨脹、地震產生之運動場面層膨脹剝離現象。

本發明之生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法，利用水往下流及顆粒之間造成的虹吸原理，在雨停後能夠迅速地將透水層與透水基礎層交界處之水份，皆排至碎石保水緩衝層或土壤地下層去，如此即能克服習用人工PU跑道面層與基礎層接觸面，因水氣熱漲冷縮而造成剝離及凸起與地面不平而造成積水之缺點。因土壤能保持基本之溼度與透氣，則土壤中之生物亦可存活，如此整個人工運動場所與保水緩衝層，不但可緩衝水流直接衝往土壤層，而造成土壤之流失，促使水分慢慢及均勻地滲透至地底下；亦可在土壤層含水飽和反滲上湧時，分散及保留局部水量，使瞬間暴雨之水量不致短時間內集中流往排水溝，因宣洩不及而造成淹水。

接下來舉一較佳實施例，並配合圖式及圖號，針對本發明做進一步之說明，期能使貴審查委員對本發明有更詳細的瞭解，惟以下所述者僅為用來解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，故凡是在本發明之創作精神下，而為本發明任何形式的修飾或變更，皆仍應屬於本發明意圖保護之範疇。

1‧‧‧原土壤層

10‧‧‧人工運動場與步道結構

11‧‧‧透水基礎層

114‧‧‧排水(管)孔

115‧‧‧金屬網或抗裂纖維材料

13‧‧‧透水層

15‧‧‧止滑透水面層

16‧‧‧透水材

17‧‧‧透水蓋

2‧‧‧保水緩衝層

21‧‧‧透水網管

第1圖係本發明一實施例結構之剖視示意圖。

第2圖係本發明一實施例結構之剖視示意圖，該透水基礎層包含有金屬網或抗裂纖維材料。

第3圖係本發明一實施例結構之剖視示意圖，該透水基礎層之排水(管)孔結合有透水材、透水蓋。

第4圖係本發明一實施例結構之剖視示意圖，該透水基礎層之排水(管)孔結合有透水材、透水蓋，該透水基礎層包含金屬網或抗裂纖維材料。

第5圖係本發明之設置有透水網管實施例結構之剖視示意圖。

第6圖係本發明之另一方向設置有透水網管實施例結構之剖視示意圖。

為使貴審查委員能對本發明之特徵與特點有更進一步之了解與認同，茲列舉以下較佳實施例並配合圖式說明如下：請參閱第1圖所示，將預定要鋪設本發明之人工運動場與步道結構的區域地面進行整平之一原土壤層1；以選自砂質與碎石混合之砂質碎石級配或是以碎石等混合之碎石級配及碎石料，鋪設於該原土壤層1之上後並且整平形成一保水緩衝層2；該保水緩衝層2之上進行一透水基礎層11 鋪設，該透水基礎層11係以環保之回收石粒或砂石，加入黏著劑拌合均勻後鋪設於該保水緩衝層2上，用以提供作為雨(積)水往下滲出與排往該保水緩衝層2與該原土壤層1之中；透水基礎層11上側接著再鋪設一透水層13；以及一止滑透水面層15，鋪設於該透水層13上。

本實施例施作細節，首先，必須先將預定要鋪設本創作之人工運動場與步道結構10的區域地面進行整平之動作，亦即於原有路基、路面的土壤依設計之高程予以整平，接著並以滾壓機壓實，且壓實的密度必須壓至90%以上為準，方構成一原土壤層1；較佳者，再以預定等級大小之砂質與碎石混合之砂質碎石級配或是以大小碎石等混合之碎石級配及碎石料，依設計厚度鋪設於該原土壤層1之上後並且整平，並同樣再以滾壓機壓實為準，而形成一保水緩衝層2，該保水緩衝層2雨天時先吸收大量雨水，讓下層之原土壤層1不流失，以及原土壤層1溢滿之水分時，該些水分可上湧至保水緩衝層2之碎石排水(管)孔中再排出外部；接著，才可以於具有平整之該原土壤層1與該保水緩衝層2之上進行一透水基礎層11鋪設；請配合參閱第2圖所示，其中上述透水基礎層11拌合之黏著劑包含聚胺脂材料、壓克力漆、樹脂、水泥等之任一種，該黏著劑乾燥所結合之砂石或石粒形成有排水或排氣之孔隙。

在一實施例中，該透水基礎層11係以環保之回收石粒，例如本實施例係選自一般建築物拆除時所產生的廢棄回收混凝土石粒、各種廢料石粒、砂石，或清碎石等任一種或其組合，該黏著劑更包含水泥膠結材、瀝青結合劑，該黏著劑在本實施例之水泥膠結材或瀝青結合劑加水或加油拌合之場拌混凝土之任一種或預拌混凝土，於拌合石粒或砂石後鋪設於該保水緩衝層2上，待黏著劑乾燥凝結時加工穿通複數排水孔114在該透水基礎層11中，該透水基礎層11加工穿通複數排水孔114，係利用操作鑽孔機在該透水基礎層11表面向下鑽孔形成該排水孔114，該鑽孔機亦可區分為每次單孔鑽孔之機器操作方式，或該鑽孔機亦可區分為每次可鑽掘多數鑽孔之機器操作方式；另一實施方式，亦可事先在水泥膠結材或瀝青結合劑加水或加油拌合之場拌混凝土之任一種或預拌混凝土之透水基礎層11乾燥凝固預埋複數預留孔，例如利用塑膠管、金屬管、紙管來預埋，待黏著劑乾燥凝結時形成複數排水孔114在該透水基礎層11中，可提供作為滲水、保水與排水、排氣之管道，該透水層13之PU跑道等運動場表層，藉此可以抗剝離。

該透水基礎層11上接著再鋪設一透水層13，該透水層13上再鋪設一止滑透水面層15；請參閱第2、4、5、6圖，本發明生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法，其中該透水基礎層11更包含金屬網或抗裂纖維材料115，該金屬網或抗裂纖維材料115結合在該回收石粒與黏著劑(圖中未示)之中，其施作方式是將該回收石粒與黏著劑(水泥或瀝青結合劑)拌合並澆注在該金屬網或抗裂纖維材料115中，待水泥或瀝青混凝土結合金屬網或抗裂纖維材料115乾燥凝固可以抗壓，該金屬網或抗裂纖維材料115具抗拉作用，增加透水基礎層11強度避免下陷與龜裂。

其另一施作方式為將該回收石粒或清碎石與黏著劑(水泥或瀝青結合劑)與或抗裂纖維材料拌合，並澆注在該保水緩衝層2上，待水泥或瀝青混凝土乾燥凝固，可以抗壓增加透水基礎層11強度，避免下陷與龜裂。

該透水基礎層11更包含有複數伸縮縫或導裂材(圖中未示)，用以避免水泥及瀝青混凝土龜裂。

請參閱第3或4圖，在一實施例中，該透水層13較佳者係選自具透水性之塑膠人工草，或具透水性之PU、橡膠或透水樹脂面層、橡膠面層或橡膠顆粒面層等之任一種，該透水基礎層11及該透水層13結合具有優良的排水、透氣性；該透水層13上側鋪設複數細沙或橡膠細顆粒(圖中未示)，形成止滑透水面層15。該止滑透水面層15用以增加本創作之防滑效果；形成舒適美觀之運動場表面層。本實施例，其中，該透水性之PU或橡膠面層上側鋪設複數透水性止滑PU或橡膠細粒料，用以使用者踩踏在止滑透水面層15上具有止滑作用。

請參閱第3或4圖，在一實施例中，該透水基礎層11之排水(管)孔114內側更結合有透水材16，該透水材16用以填充該排水(管)孔114，該透水材16例如石粒或砂石，填充於該排水(管)孔114內，該回收石粒或砂石則會讓該透水基礎層11具有排水功能，該排水孔114用以提供作為雨(積)水往下滲出與排往該保水緩衝層2與該原土壤層1之中，提供較佳之排水功效。該排水(管)孔114上側之透水層13踩踏受壓，所述之透水材16支持該透水層13，因此，該透水層13在該排水(管)孔114上側位置不會產生壓陷問題；該透水基礎層11之排水(管)孔114更包含一開口在上側，該開口結合有一透水蓋17，如此排水(管)孔114除了具有排水功能之外並具有受力支持作用。

該透水層13因為選自具透水性，使透水層13接收的雨(積)水可往下滲水，運動場內部之積水因陽光照射蒸發之水蒸氣亦可由透水層13排出，該透水層13不會膨脹剝離，透水層13接收的雨(積)水可通過而往下層之透水基礎層11滲水，且該透水基礎層11之排水(管)孔114結合有透水材16、透水蓋17，也可以將止滑透水面層15接收的雨水快速導引入透水基礎層11之複數排水(管)孔114中，再導入保水緩衝層2至原土壤層1，如此即可增加排水之導水率，同時透水層13與透水基礎層11銜接固定良好不會膨脹剝離，可以進一步克服以往所有PU跑道所無法克服之難題，即PU面層與下層之混凝土、瀝青混凝土接合處，因積水施工不慎或熱脹冷縮之膨脹、地震產生之剝離現象。

據由以上所述之本發明一種生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法，具有以下之優點：本發明以回收廢棄材料再行利用，除了可以達到節能減碳的目的外，本發明結構更能符合綠建築與環保概念者，克服習用以PU料、合成橡膠製成之人工運動場例如跑道面層不透水至地下原土壤層1的缺弊產生，亦無法將人工運動場PU面層以下蘊積水份子蒸氣往上排除，因此表面層之PU膨脹損壞。

請參閱第2、5圖或第6圖所示，本發明一實施例，其中該保水緩衝層2更結合透水網管21，用以將一止滑透水面層15、一透水層13、一透水基礎層11下滲之雨水分散滲入原土壤層1，或由原土壤層1含水飽和及保水緩衝層2上湧之積水快速分散及排出。

本發明之生態綠建築環保人工運動場與步道結構及其施工方法，利用水往下流及顆粒之間造成的虹吸原理，能夠迅速地將透水層上之水份及其與透水基礎層交界處之水份，皆吸滲透至碎石保水緩衝層或土壤地下層去，如此即能克服習用人工運動場PU跑道面層與基礎層的接觸面因水氣熱漲冷縮而造成剝離及凸起之缺點。因土壤能保持基本之溼度與透氣，則土壤中之生物亦可存活，如此整個人工運動場所與保水緩衝層，不但可緩衝水流直接衝往土壤層，而造成土壤之流失，促使水分慢慢及均勻地滲透至地底下；亦可在土壤層含水飽和反滲上湧時，分散及保留局部水量，使瞬間暴雨之水量不致短時間內集中流往排水溝，因宣洩不及而造成淹水。

以上所揭示的，僅僅係本發明的較佳實施方式而已，不能以此來限定本發明實施例的範圍，本技術領域內的一般技術人員根據本發明所作的均等變化，以及本領域內技術人員熟知的改變，都應仍屬本發明專利涵蓋的範圍。