¶ 柔性鋪面設計規範-第一章 總 則
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第一章 總 則本基準研訂之目的係作為台灣地區進行柔性瀝青混凝土鋪面設計工作之規範。本基準係綜合國內常用設計方法與工程經驗及專家學者之意見進行研討編撰而成,俾供未來台灣地區柔性瀝青混凝土鋪面規劃設計之參考依據。
本基準適用於國道、省道及縣道等柔性瀝青混凝土鋪面之設計,道路管理機關可參考本基準依其需求選擇適當之設計方法。其他如市區道路、鄉道、產業道路及巷道之柔性瀝青混凝土鋪面設計工作,亦可參酌本基準選擇適用之設計方法進行設計。
本基準所採用之設計方法為美國州公路及運輸協會法(AASHTO)、美國瀝青學會法(AI MS-1)、美國加州設計方法及低交通量設計法等四種。
國內各從業人員或道路管理機構在進行規劃設計時,得考量其本身之需求,引用本基準或依據本基準及最新技術或手冊,且需針對各工程特性參考交通部頒布之公路工程施工規範、行政院公共工程施工綱要規範及其他相關之規範,然後訂定其適合之施工規範。
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第二章 柔性鋪面結構設計考量因子
2.1 路基土壤
2.1.1 路基土壤強度表示方法
1.MR值(Resilient Modulus):回彈模數。
2.CBR 值(California Bearing Ratio):加州承載比。
3.R 值(Resistance Value):阻抗值。
¶ 2.1.2 路基土壤取樣
1.取樣位置:
(1)路堤:借土區。
(2)路塹:預定開挖後表面下0~50cm。
(3)既有地面:在原地面下50~100cm。
2.取樣個數:依據各工程單位設計標準取樣,每種土壤原則上最少要取6 個(含)樣品以上。
¶ 2.1.3 路基土壤試驗項目與方法
1.一般物理性試驗及強度試驗項目等,可參照設計手冊表3.1.(1)。
2.強度試驗方法需依據各設計方法之規定辦理。
¶ 2.1.4 路基土壤強度設計值
依照累積曲線法求出不同土壤路段之設計值或依照各設計方法之規定或各道路管理機關慣用之統計分析方法辦理。
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¶ 2.2 交通量
¶ 2.2.1 設計當量軸次ESAL
以單軸重80kN (18kips)為當量基準(等於1),求出交通量分析年限內(國道、省道、市區幹道及雙方向四車道以上者為20 年,其他為10 年。)各類型車輛之總累積當量軸次ESAL 值。
¶ 2.2.2 交通量指數TI
依據計算設計當量軸次之程序求出80kN ESAL 值後,代入設計手冊公式3.2.(3)中,可求得TI 值。
¶ 2.2.3 軸重當量因子
每一部車輛每行駛一次,每一軸作用於路面之軸重當量值(80kN ESAL),以軸重當量因子表示之。
¶ 2.2.4 貨車因子
每一部車輛或一組群車輛每行駛一次,作用於路面之軸重當量值(80kN ESAL),以貨車因子表示之。
¶ 2.2.5 成長因子
為計算交通量成長之係數,其表示方法可參照設計手冊公式3.2.(7)。
¶ 2.2.6 胎壓校正因子
1.貨車及連結車等是否成為極重車(胎壓超過78 psi 或538 kPa 時),工程師設計時應針對該道路服務狀況預估之,再以胎壓校正因子解決因極重車所需之鋪築厚度。
2.胎壓所需之ESAL 校正因子可參照設計手冊圖3.2.(2)。
¶ 2.2.7 車道分配率DL
設計車道內之交通量分布情形必須考量車道分配率DL值,可參照設計手冊表3.2.(3)求之。
¶ 2.2.8 路肩、人行道之交通量
1.路肩:路肩之交通量最少應以主車道之2%為原則。
2.人行道:人行道之交通量以主車道之2%計算。
¶ 2.2.9 分期施工
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交通量調查資料不足時、預算不夠且重要道路不允許降低設計標準時,可考量採用分期施工。
¶ 2.3 鋪築材料
¶ 2.3.1 簡述
1.鋪築結構層次:傳統式之柔性鋪面分為基層、底層及面層。
2.全厚度瀝青混凝土鋪面:緊急工程或特殊地區可規劃使用全厚度瀝青混凝土鋪面。
¶ 2.3.2 選擇材料原則
1.以符合所使用的鋪面設計方法之規定為原則,其材質及施工作業應達到規定值。
2.每層鋪築厚度及施工機械之選擇,要以當地常用者為原則。
3.材質及設計值之訂定,需依據相關規範規定或由材料調查或專案研究之成果訂定之。
4.各層鋪築材料之選擇,要因地而異,除考量料源外,尚需顧及當地使用習性。
¶ 2.3.3 各層鋪築材料
1.摩擦層:開放級配瀝青混凝土或多孔隙排水瀝青混凝土。
2.面層:柔性瀝青混凝土鋪面所使用之瀝青混合料以連續級配之密級配瀝青混凝土為主,其他如:殘缺級配之SMA(Stone Mastic Asphalt)亦可使用。
3.底層:粗級配瀝青混凝土、碎石級配粒料、水泥處理級配料及大粒料瀝青混凝土(LSAM)等。
4.基層:摻砂石料、礫石級配料及水泥處理土壤等。
¶ 2.4 環境
¶ 2.4.1 降雨量及地下水
將影響路基土壤及基底層級配料之強度與成效:
1.AASHTO 設計方法
(1) 路基土壤(A)路基土壤強度以MR表示,同時必須考量飽和度。
(B)求MR設計值時,以相對破壞因子(μf)求之。
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(2) 基底層級配料:求a2及a3係數需用飽和度來控制環境因子。
2.AI MS-1 設計方法
(1)路基土壤:以MR表示,同時必須考量飽和度。
(2)基底層級配料:以MR表示時,必須考量飽和度。
¶ 2.4.2 溫度
台灣地區屬於亞熱帶區域,雖然沒有冰凍現象,惟夏天炎熱高溫之氣候對瀝青混凝土影響頗大,故設計參數需依據各設計方法之規定審慎選用。
1.AASHTO 設計方法:
AASHTO 求瀝青混凝土強度以a1係數代表,其值以溫度68°F(20°C)時之|EAC|為主,惟台灣地區使用時應以年平均溫度(MAAT)之| EAC |求之。
2.AI MS-1 修訂固定圖及AI CP-1 DAMA 程式:
(1) 瀝青混凝土強度依據ASTM D4123 試驗方法所得|E*|與溫度之關係圖來求出|E*|值。
(2) AI MS-1 修訂固定圖以年平均溫度(MAAT)表示。
(3) AI CP-1 DAMA 程式求鋪築結構時以月平均溫度(Ma)及月平均鋪面溫度(MP)求之。
¶ 2.4.3 排水
AASHTO 鋪面設計所需之排水因子m2及m3,其決定方式可參照設計手冊4.3.5 節及公式
3.4.(1)。
¶ 2.5 鋪面績效
係以交通量分析年限內考量服務性,並以路面現況服務指數PSI 代表之,其終期路面現況服務指數Pt及初期路面現況服務指數Po詳見設計手冊4.2.2 節。
¶ 2.6 可靠度
採用AASHTO 設計方法時,必須考量可靠度因子,其決定方式可參照設計手冊4.3.4 節。