¶ 柔性鋪面設計規範－第一章 緒論
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目 錄第一章 緒論
1.1 說明
1.2 設計方法1-1
1.3 設計考量因子 ...........................................................................................1-1第二章 名詞解釋............................................................................................2-1
2.1 常用名詞2-1
2.2 主要縮寫與代號..........................................................................................2-7參考資料第三章 柔性鋪面結構設計考量因子...................................................................3-1
3.1 路基土壤因子............................................................................................3-1
3.1.1 簡述...............................................................................................3-1
3.1.2 路基土壤強度表示方法...............................................................................3-1
3.1.3 路基土壤取樣與試驗.................................................................................3-2
3.1.4 CBR、R 值與MR關係.......................................................................3-2
3.1.5 路基土壤強度設計值求法.............................................................................3-3
3.2 交通量因子...............................................................................................3-6
3.2.1 簡述...............................................................................................3-6
3.2.2 交通量分析.........................................................................................3-6
3.2.3 設計當量軸次(80kN ESAL)求法............................................................3-7
3.2.4 交通量指數(TI)求法..............................................................................3-8
3.2.5 軸重當量因子與貨車因子(TF).....................................................................3-8
3.2.6 成長因子(GF).................................................................................3-11II-1
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3.2.7 胎壓校正因子(AF).............................................................................3-11
3.2.8 車道分配率(DL)................................................................................3-11
3.2.9 初期交通量資料與計算設計當量軸次範例.............................................................3-13
3.2.10 路肩、人行道之交通量...........................................................................3-18
3.2.11 分期施工(Stage Construction).......................................................3-18
3.3 鋪築材料因子..........................................................................................3-21
3.3.1 簡述.............................................................................................3-21
3.3.2 選擇材料原則.....................................................................................3-21
3.3.3 各層鋪築材料.....................................................................................3-21
3.3.4 基層材料使用規定.................................................................................3-22
3.3.5 底層材料使用規定.................................................................................3-25
3.3.6 面層材料使用規定.................................................................................3-31
3.3.7 開放級配瀝青混凝土(OGAC)使用規定.........................................................3-37
3.3.8 透層材料使用規定.................................................................................3-37
3.3.9 黏層材料使用規定.................................................................................3-37
3.4 環境因子..............................................................................................3-39
3.4.1 簡述.............................................................................................3-39
3.4.2 降雨量及地下水...................................................................................3-39
3.4.3 溫度.............................................................................................3-40
3.4.4 排水.............................................................................................3-41參考資料.....................................................................................................3-43第四章 AASHTO 設計方法..........................................................................4-1
4.1 簡介....................................................................................................4-1II-2
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4.2 設計理念................................................................................................4-3
4.2.1 背景...............................................................................................4-3
4.2.2 路面現況服務指數(PSI)..........................................................................4-3
4.3 設計考量因子............................................................................................4-4
4.3.1 鋪面績效(Pavement Performance)...................................................4-4
4.3.2 交通量分析.........................................................................................4-4
4.3.3 路基土壤強度.......................................................................................4-5
4.3.4 可靠度(Reliability).........................................................................4-8
4.3.5 排水.............................................................................................4-10
4.3.6 鋪築材料.........................................................................................4-11
4.3.7 路肩設計.........................................................................................4-14
4.4 設計計算公式(圖表)及步驟.............................................................................4-20
4.4.1 AASHTO 設計公式及圖表..................................................................4-20
4.4.2 各層厚度求法.....................................................................................4-20
4.4.3 瀝青混凝土最少厚度...............................................................................4-20
4.5 AASHTO 鋪面設計範例.........................................................................4-24參考資料 ....................................................................................................4-25第五章 美國瀝青學會 (AI) 設計方法................................................................5-1
5.1 簡介....................................................................................................5-1
5.1.1 簡述...............................................................................................5-1
5.1.2 AI MS-1 1991 年版固定設計圖...........................................................5-1
5.1.3 修訂AI 固定設計圖...............................................................................5-1
5.2 設計原則................................................................................................5-2
5.2.1 背景...............................................................................................5-2
5.2.2 設計基準...........................................................................................5-2II-3
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5.3 設計考量因子............................................................................................5-4
5.3.1 AI 設計方法(MS-1 1991 年版)考量因子....................................................5-4
5.3.2 交通量分析.........................................................................................5-4
5.3.3 路基土壤強度.......................................................................................5-5
5.3.4 環境因子...........................................................................................5-6
5.3.5 鋪築結構材料.......................................................................................5-7
5.3.6 鋪面厚度設計圖.....................................................................................5-9
5.3.7 分期施工...........................................................................................5-9
5.3.8 路肩或人行道設計.................................................................................5-10
5.3.9 瀝青混凝土最少厚度...............................................................................5-10
5.4 修訂AI 固定設計圖及設計流程........................................................................5-11
5.4.1 簡述.............................................................................................5-11
5.4.2 修訂AI 固定設計圖種類.........................................................................5-11
5.4.3 設計流程.........................................................................................5-11
5.5 修訂AI MS-1 固定設計圖範例....................................................................5-16
5.6 AI 設計方法(AI CP-1 DAMA 程式1990 年版).........................................5-17
5.6.1 DAMA 程式來源............................................................................5-17
5.6.2 用途.............................................................................................5-17
5.7 輸入DAMA 程式所需因子........................................................................5-18
5.7.1 解法技巧(Solution Techniques).....................................................5-18
5.7.2 輸入程式所需因子.................................................................................5-22
5.7.3 氣溫資料.........................................................................................5-22
5.7.4 密級配瀝青混凝土.................................................................................5-22
5.7.5 粗級配瀝青混凝土.................................................................................5-23
5.7.6 基底層級配料.....................................................................................5-23II-4
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5.7.7 交通量分析.......................................................................................5-24
5.7.8 路基土壤強度......................................................................................5-24
5.8 輸入程式方法及步驟....................................................................................5-25
5.9 AI CP-1 DAMA 程式設計範例..............................................................5-26參考資料.....................................................................................................5-27第六章 美國加州設計方法................................................................................6-1
6.1 簡介 ...................................................................................................6-1
6.1.1 簡述...............................................................................................6-1
6.1.2 台灣使用美國加州設計方法概況.......................................................................6-1
6.2 設計原則................................................................................................6-2
6.2.1 交通量分析年限.....................................................................................6-2
6.2.2 路基土壤強度.......................................................................................6-2
6.2.3 交通量分析.........................................................................................6-2
6.2.4 鋪築結構當量值.....................................................................................6-2
6.2.5 分期施工...........................................................................................6-2
6.3 設計因子................................................................................................6-4
6.3.1 美國加州設計方法考量因子...........................................................................6-4
6.3.2 交通量分析.........................................................................................6-4
6.3.3 路基土壤強度.......................................................................................6-4
6.3.4 鋪築材料...........................................................................................6-5
6.3.5 分期施工...........................................................................................6-5
6.3.6 路肩設計...........................................................................................6-5
6.3.7 結構厚度之安全因子.................................................................................6-5
6.4 設計步驟................................................................................................6-7II-5
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6.4.1 美國加州設計方法設計公式...........................................................................6-7
6.4.2 美國加州設計方法設計流程...........................................................................6-8
6.5 美國加州設計方法範例....................................................................................6-9
6.5.1 範例...............................................................................................6-9參考資料.....................................................................................................6-11第七章 低交通量設計方法................................................................................7-1
7.1 簡介....................................................................................................7-1
7.1.1 簡述...............................................................................................7-1
7.1.2 低交通量道路涵義...................................................................................7-1
7.1.3 鋪面設計方法及鋪築結構.............................................................................7-2
7.2 AI 簡易設計方法(IS-181).........................................................................7-3
7.2.1 背景...............................................................................................7-3
7.2.2 設計考量因子.......................................................................................7-3
7.2.3 交通量分析.........................................................................................7-3
7.2.4 路基土壤...........................................................................................7-4
7.2.5 鋪築結構...........................................................................................7-6
7.2.6 鋪築結構設計表.....................................................................................7-6
7.2.7 設計步驟...........................................................................................7-9
7.2.8 範例...............................................................................................7-9
7.3 美國加州低交通量設計方法..............................................................................7-11
7.3.1 背景.............................................................................................7-11
7.3.2 設計考量因子.....................................................................................7-11
7.3.3 交通量分析.......................................................................................7-11II-6
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7.3.4 路基土壤.........................................................................................7-11
7.3.5 鋪面結構材料.....................................................................................7-11
7.3.6 鋪面結構設計.....................................................................................7-12
7.3.7 設計步驟.........................................................................................7-12
7.3.8 範例.............................................................................................7-13參考資料.....................................................................................................7-16第八章 台灣地區各級道路設計方法建議.............................................................8-1
8.1 簡介....................................................................................................8-1
8.2 公路等級與鋪面設計......................................................................................8-1
8.2.1 公路等級...........................................................................................8-1
8.2.2 台灣省市區道路系統分類.............................................................................8-2
8.3 設計方法研擬與建議.....................................................................................8-2
8.3.1 設計方法...........................................................................................8-2
8.3.2 材料調查...........................................................................................8-2參考資料.......................................................................................................8-3第九章 簡要加鋪設計方法................................................................................9-1
9.1 加鋪涵義................................................................................................9-1
9.1.1 簡述...............................................................................................9-1
9.1.2 瀝青路面應急修復與改善工程之區分...................................................................9-1
9.2 簡述AI 加鋪設計方法(MS-17 1983 年版)......................................................9-4
9.2.1 加鋪與否之評估.....................................................................................9-4
9.2.2 有效厚度法決定加鋪厚度設計.........................................................................9-6
9.2.3 撓度法決定加鋪厚度設計.............................................................................9-8II-7
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9.3 簡介AASHTO AC 加鋪設計方法(1993 年版)..............................................9-17
9.3.1 範圍.............................................................................................9-17
9.3.2 加鋪AC 前處理原則...........................................................................9-17
9.3.3 厚度設計(Thickness Design).........................................................9-17參考資料 ....................................................................................................9-40II-8
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表 目 錄表3.1.(1)
路基土壤試驗項目與方法............................................................................3-3表3.1.(2)
路基土壤設計值要求百分率..........................................................................3-4表3.1.(3)
累積百分率計算表..................................................................................3-5表3.2.(1)
軸重當量因子 ...................................................................................3-10表3.2.(2)
交通量成長因子..................................................................................3-12表3.2.(3)
車道分配率（DL）.............................................................................3-13表3.3.(1)
AI MS-1 1991 年版級配規格及材質規定..................................................3-23表3.3.(2)
AASHTO M147 級配規格及材質規定..................................................3-23表3.3.(3)
高速公路基底層粒料規格及材質規定................................................................3-24表3.3.(4)
LSAM 混合料每一試樣之各項容許誤差........................................................3-25表3.3.(5)
LSAM 粒料規格............................................................................3-26表3.3.(6)
水泥處理底層級配規格............................................................................3-28表3.3.(7)
廠拌地瀝青處理底層粒料級配及材質規定............................................................3-30表3.3.(8)
廠拌地瀝青處理底層配合設計準則..................................................................3-30表3.3.(9)
廠拌地瀝青處理底層混合料每一試樣之各項容許誤差..................................................3-31表3.3.(10) AI SS-1 1992 年版密級配粒料規格.......................................................3-32表3.3.(11) AI SS-1 1992 年版填充料規格...........................................................3-33表3.3.(12) 台灣地區高速公路瀝青混凝土粒料規格..............................................................3-33表3.3.(13) 台灣地區高速公路瀝青混凝土填充料規格............................................................3-34表3.3.(14) AI SS-1 馬歇爾配合設計準則................................................................3-34表3.3.(15) AI SS-1 V.M.A.規定值................................................................3-35表3.3.(16) AI SS-1 1992 年版熱拌瀝青混凝土混合料每一試樣之各項容許誤差....................................................................................3-35表3.3.(17) 台灣地區高速公路配合設計準則....................................................................3-36II-9
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表3.3.(18) 高速公路熱拌瀝青混凝土混合料每一試樣之各項容許誤差................................................3-36表3.3.(19) ASTM D3515 開放級配規格............................................................3-38表3.4.(1)
透水材料級配規格................................................................................3-42表3.4.(2)
瀝青處理透水材料級配規格........................................................................3-42表4.2.(1)
終期服務指數水準與用路人感到不舒適百分率表........................................................4-3表4.3.(1)
柔性鋪面路基土壤有效MR值求法.................................................................4-7表4.3.(2)
AASHTO 可靠度水準(RL)建議值..........................................................4-8表4.3.(3)
AASHTO RL與ZR關係................................................................4-9表4.3.(4)
柔性鋪面基底層級配料mi使用表.................................................................4-10表4.3.(5)
AASHTO 級配料底層θ值.................................................................4-12表4.3.(6)
AASHTO 級配料基層θ值................................................................4-14表4.4.(1)
依設計當量軸次決定瀝青混凝土最少厚度使用表......................................................4-21表5.3.(1)
選用瀝青膠泥類別及等級............................................................................5-7表6.2.(1)
各層鋪築材料Gf值...............................................................................6-3表6.3.(1)
美國加州設計方法鋪築材料Gf值...................................................................6-6表7.2.(1)
AI IS-181 交通量級別.......................................................................7-4表7.2.(2)
AI IS-181 瀝青混凝土與基底層級配料設計表(一)..............................................7-7表7.2.(3)
AI IS-181 瀝青混凝土與基底層級配料設計表(二)..............................................7-8表7.2.(4)
AI IS-181 碎石級配料上瀝青混凝土最少厚度查核表.............................................7-8表7.3.(1)
美國加州方法低交通量鋪面鋪築材料折算比..........................................................7-12表9.1.(1)
美國陸軍工兵團PCI 與鋪面養護關係..............................................................9-3表9.2.(1)
AI 決定鋪面現況評定值表 .......................................................................9-4表9.2.(2)
AI 評估AC 鋪面現況評定值及優先權(Priority)指引表..........................................9-5表9.2.(3)
AI 既有鋪面計算有效厚度之轉換因子(C).......................................................9-11表9.3.(1)
AASHTO 加鋪AC 設計求SNf計算表................................................9-25II-10
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表9.3.(2)
AASHTO 既有AC 鋪面鋪築材料強度係數...............................................9-27表9.3.(3)
AASHTO 加鋪AC 設計SNeff計算表 ................................................9-29表9.3.(4)
AASHTO 範例加鋪設計厚度...............................................................9-34II-11
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圖 目 錄圖2.1.(1) 柔性鋪面結構示意圖 ...............................................................................2-10圖3.1.(1) 試驗值與累積百分率曲線..............................................................................3-5圖3.2.(1) 單軸重當量值計算示意圖............................................................................3-19圖3.2.(2) 因胎壓所需之ESAL 校正因子...................................................................3-20圖4.1.(1) AASHTO 方法設計步驟流程圖.................................................................4-2圖4.3.(1) AASHTO 以彈性模數(EAC)求密級配瀝青混凝土面層係數.......................................4-15圖4.3.(2) AASHTO 求碎石級配料底層a2係數.........................................................4-16圖4.3.(3) AASHTO 求水泥處理底層a2係數...........................................................4-17圖4.3.(4) AASHTO 求瀝青處理底層a2係數...........................................................4-18圖4.3.(5) AASHTO 求級配料基層a3係數.............................................................4-19圖4.4.(1) AASHTO 求鋪築結構強度（SN）計算圖....................................................4-22圖4.4.(2) 各層厚度求法步驟及圖示說明........................................................................4-23圖5.4.(1) 碎石級配料30cm 上所需AC 厚度.............................................................5-12圖5.4.(2) 碎石級配料40cm 上所需AC 厚度.............................................................5-13圖5.4.(3) 碎石級配料60cm 上所需AC 厚度.............................................................5-14圖5.4.(4) 修訂AI 固定設計圖之設計流程圖..................................................................5-15圖6.4.(1) 美國加州設計方法設計流程圖..........................................................................6-8圖7.3.(1) 各種土壤分類與承載值關係..........................................................................7-15圖9.1.(1) 現況評定法評估鋪面養護方法圖........................................................................9-3圖9.2.(1) AI 全厚度瀝青混凝土設計圖.......................................................................9-12圖9.2.(2) 彭柯曼樑回彈撓度與動力撓度關係....................................................................9-13II-12
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圖9.2.(3) 彭柯曼樑撓度溫度校正圖............................................................................9-13圖9.2.(4) 預估鋪面溫度......................................................................................9-14圖9.2.(5) AI 求設計回彈撓度值圖...........................................................................9-15圖9.2.(6) AI RRD 加鋪設計圖..........................................................................9-16圖9.3.(1) AASHTO 求EP/MR圖(1993 年版)...................................................9-35圖9.3.(2) AASHTO 瀝青混凝土加級配料路面d0溫度校正係數...........................................9-36圖9.3.(3) AASHTO 瀝青混凝土加水泥或卜作嵐處理路面d0溫度校正係數.....................................................................................9-37圖9.3.(4) CBR 或R 值與MR關係圖 (Van Til et al. 1972).....................................9-38圖9.3.(5) AASHTO 狀況因子與尚存交通量分析年限關係....................................................9-39II-13
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附 錄 目 錄附錄A 柔性鋪面軸重當量因子.........................................................................附A.1～附A.9附錄B AASHTO 鋪面設計範例.................................................................附B.1～附B.5附錄C 修訂AI MS-1 固定設計圖範例............................................................附C.1～附C.2附錄D 台灣地區現用瀝青混凝土規格與材質關係............................................................附D.1～附D.17附錄E 底層碎石級配料CBR、R 值與MR關係......................................................附E.1～附E.9附錄F AI CP-1 DAMA 程式輸入方法及步驟(設計範例)..........................................附F.1～附F.39II-14
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附 錄 表 目 錄
表D.2.(1) 瀝青膠泥一般物性試驗報告........................................................................附D.3表D.2.(2) 台灣地區中南部粒料材質試驗報告..................................................................附D.3表D.2.(3) 台灣地區現用瀝青混凝土規格與材質「馬歇爾配合計」(一)...................................................................................附D.4表D.2.(4) 台灣地區現用瀝青混凝土規格與材質 「馬歇爾配合計」(二).................................................................................附D.5表D.6.(1) 瀝青混凝土面層動彈性模數與溫度關係值（密級配,壓實度95%,南部地區）..............................................................附D.6表D.6.(2) 瀝青混凝土面層動彈性模數與溫度關係值（密級配,壓實度96%,南部地區）..............................................................附D.7表D.6.(3) 瀝青混凝土面層動彈性模數與溫度關係值（密級配,壓實度97%,南部地區）..............................................................附D.8表D.6.(4) 瀝青混凝土底層動彈性模數與溫度關係值（粗級配,壓實度95%,南部地區）..............................................................附D.9表D.6.(5) 瀝青混凝土底層動彈性模數與溫度關係值（粗級配,壓實度96%,南部地區）............................................................附D.10表D.6.(6) 瀝青混凝土底層動彈性模數與溫度關係值（粗級配,壓實度97%,南部地區）............................................................附D.11II-15
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表D.6.(7) 瀝青混凝土面層動彈性模數與溫度關係值（密級配,壓實度95%,中部地區）............................................................附D.12表D.6.(8) 瀝青混凝土面層動彈性模數與溫度關係值（密級配,壓實度96%,中部地區）............................................................附D.13表D.6.(9) 瀝青混凝土面層動彈性模數與溫度關係值（密級配,壓實度97%,中部地區）............................................................附D.14表D.6.(10) 瀝青混凝土底層動彈性模數與溫度關係值（粗級配,壓實度95%,中部地區）...........................................................附D.15.
表D.6.(11) 瀝青混凝土底層動彈性模數與溫度關係值（粗級配,壓實度96%,中部地區）...........................................................附D.16.
表D.6.(12) 瀝青混凝土底層動彈性模數與溫度關係值（粗級配,壓實度97%,中部地區）...........................................................附D.17.
表E.1.(1) 台灣地區中南部底層碎石級配料CBR 試驗值.....................................................附E.1表E.2.(1) 台灣地區中南部底層碎石級配料R 值試驗值.........................................................附E.2II-16
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附 錄 圖 目 錄圖E.3.(1) 台灣中部地區底層碎石級配料MR與θ關係（級配 x、
壓實度95%）..............................................................................附E.4圖E.3.(2) 台灣南部地區底層碎石級配料MR與θ關係（級配 x、
壓實度95%）..............................................................................附E.5圖E.3.(3) 台灣中部地區底層碎石級配料MR與θ關係（壓實度98%,Sr80%）........................................................................附E.6圖E.3.(4) 台灣南部地區底層碎石級配料MR與θ關係（壓實度98%,Sr80%）........................................................................附E.7圖E.3.(5) 台灣中部地區底層碎石級配料K1與Sr 關係（壓實度100%）...................................................................................附E.8圖E.3.(6) 台灣南部地區底層碎石級配料K1與Sr 關係（壓實度100%）...................................................................................附E.8II-17