¶ 柔性鋪面設計規範－第九章 簡要加鋪設計方法
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
第九章 簡要加鋪設計方法
9.1加鋪涵義依AI MS-17 手冊之涵義，整修厚度大於2.5cm 者(含)為加鋪，小於2.5cm 者為一般修復作業；而FHWA 之涵義分界則為2.0cm。
¶ 9.1.1 簡述
1. 台灣地區：
交通部公路養護手冊[901]內列有路基及邊坡、路面、橋樑、隧道、公路排水設施、交通安全設施、植生養護、養路機械及附錄I 公路沿線植栽目的、附錄II公路構造物安全檢查等，與加鋪設計有關之章節為第三章路面及附錄II[901]。
2. AI MS-17 加鋪設計方法 (1983 年版)：
將路面修復分為例行養護(Routine Maintenance)、加鋪(Overlay)及翻修(Reconstruction)。評估方法以現況評定(Condition Rating)為基準[902]。
3. AASHTO 設計方法(1993 年版)：
以4R 規劃為整修面層(Resurfacing) 、重修(Restoration) 、修復(Rehabilitation)及翻修(Reconstruction)等，故加鋪屬於修復方法之一[903]。
¶ 9.1.2 瀝青路面應急修復與改善工程之區分
依據交通部養護手冊[901]，瀝青路面之修復分為應急修復與改善工程等兩大類如下：
1. 應急修復工程：
(1) 修補
(2) 裂縫、接縫之填補
(3) 加薄封層(厚度少於2.5cm)
(4) 局部翻修
(5) 其他
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
2. 改善工程：
(1) 加鋪瀝青混凝土面層：
(A) 破壞性試驗設計方法：採取既有鋪面之路基土壤及預估之交通量等資料設計鋪面厚度，同時求出既有鋪面之有效鋪築結構厚度，然後可求得加鋪設計厚度=重新鋪面設計厚度－既有鋪面之有效厚度。
(B) 非破壞性試驗設計方法(NDT, Non-destructive Testing) ：撓度試驗方法。
(2) 銑刨加鋪瀝青混凝土面層：
將鋪面之不平車轍、龜裂等部分先予以適當處理，再加鋪至重新設計之厚度。
(3) 翻修：
當鋪面鋪築結構無法以“加鋪”方式處理時，應考慮翻修措施，其標準可參考下列兩種評估方法：
(A) 現況評定值CR (Condition Rating) 低於30 以下時[詳見圖9.1.(1)][902]。
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
翻修 加鋪 例行養護圖9.1.(1) 現況評定法評估鋪面養護方法圖(Condition rating as a general indicator of type of maintenance)
(B) PCI 評估方法：
美國陸軍工兵團的PCI 方法 (Pavement Condition Index)列於表
9.1.(1)[904][906]內。
表9.1.(1) 美國陸軍工兵團PCI 與鋪面養護關係
| PCI | 評定值 (Rating) | 養護(Maintenance)／修補策略 (Repair Strategy) |
|---|---|---|
| 100 | 優良 | 例行養護／修補 |
| 85 | 良好 | |
| 70 | 好 | 例行養護／修補，或主要修補，或全面翻修 |
| 55 | 尚可 | |
| 40 | 不良 | 主要修補，或全面翻修 |
| 25 | 非常不良 | 全面翻修 |
| 10 | 衰退 | |
| 0 |
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
9.2簡述AI 加鋪設計方法(MS-17 1983 年版)
¶ 9.2.1 加鋪與否之評估
1. 美國瀝青學會(AI)以現況評定值(Condition Rating)如圖9.1.(1)及表9.2.(1)來決定加鋪與否之事宜[902]。
2. 現況評定值求法：
評定道路一般依里程及面積先行予以區分各個區塊，各別依表9.2.(1)[902]調查記錄之，最後再累總全區域之調查結果予以統計分析後，再依表9.2.(2)[902]評定該段檢定道路之修復時機。
表9.2.(1) AI 決定鋪面現況評定值表
一、工程名稱 ___________________________________________
二、鋪面長度與寬度 _____________________________________
三、鋪面類別：__________________ 四、日期:___________缺失( Defects)
項目評定值範圍 評定值
1.橫向裂縫 --------------------------------0~5 ________
2.縱向裂縫 --------------------------------0~5 ________
3.龜形裂縫 --------------------------------0~10 ________
4.收縮裂縫 --------------------------------0~5 ________
5.車轍 --------------------------------------0~10 ________
6.凹凸不平 --------------------------------0~5 ________
7.粒料鬆散(Raveling) --------------------0~5 ________
8.推擠(Shoving) ---------------------------0~10 ________
9.孔洞(Pot Holes) -------------------------0~10 ________
10.瀝青過多 -------------------------------0~10 ________
11.粒料光滑 -------------------------------0~5 ________
12.排水不良 -------------------------------0~10 ________
13.駕駛品質(0 為特優，10 為最差) ---0~10 ________狀況評定值 = 100-總缺失評定值註：評定值0 為沒有缺失發生。 合計 ________
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
表9.2.(2) AI 評估AC 鋪面現況評定值及優先權(Priority)指引表•行駛滿意度屬於優良含有少量L 級變形。
註：①AI MS-17 將鋪面行駛滿意度(Riding Comfort Rating)分為優良(Excellent)、良好(Good)、尚可(Fair)、不良( Poor)及非常不良(Very Poor)等五級。
②H 級：High Level (嚴重程度)；
M 級：Medium Level(中等程度)；
L 級：Light Level(輕微程度)
| 修復時機 | 狀 況 評定值 | 說 明 |
|---|---|---|
| 兩年內重修或再生(Recycle) | 0-20 | •鋪面屬於不良至非常不良狀況，含有大量嚴重之 H 級裂縫、龜裂及車槽( Channeling)。 •行駛滿意度屬於不良，且其面層極粗糙及不平坦。 |
| 2-3 年重修或再生(Recycle) | 20-30 | •鋪面屬於不良狀況含有M 級龜裂及大量嚴重H 級裂縫及車槽。 •行駛滿意度屬於不良，且其面層極粗糙及不平坦。 |
| 3-4 年內加鋪、再生或重修 | 30-40 | •鋪面屬於不良至尚可狀況，含有M 級龜裂、車槽及大量M 級裂縫、車槽。 •行駛滿意度屬於不良至尚可，且面層屬於M 級粗糙。 |
| 4-5 年內重修或 2 年內整修面層及 大量的使用整平層。 | 40-50 | •鋪面屬於不良至尚可狀況含有M 級裂縫、車槽及斷續之M 級龜裂。 •行駛滿意度屬於不良至尚可，且面層屬於M 級粗糙及不平坦。 |
| 3 年內整修面層 | 50-65 | •鋪面屬於尚可狀況，含有斷續M 級及L 級裂縫，含有斷續L 級或M 級龜裂及車槽。 •行駛滿意度屬於尚可，且面層屬於L 級粗糙及不平坦。 |
| 3-5 年內整修面層 | 65-80 | •鋪面屬於尚可至良好狀況，含有L 級裂縫、車槽及少部份地區有L 級龜裂。 •行駛滿意度屬於尚可至良好，含有斷續粗糙及不平坦斷面。 |
| 僅作正常養護 | 80-90 | •鋪面屬於良好狀況含有L 級裂縫。 •行駛滿意度屬於尚可至良好，含有斷續粗糙及不平坦斷面。 |
| 不需要養護 | 90-100 | •鋪面屬於優良狀況含有少量裂縫。 •行駛滿意度屬於優良含有少量L 級變形。 |
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
¶ 9.2.2 有效厚度法決定加鋪厚度設計
AI MS-17 有效厚度加鋪設計方法設計程序如下：
1. 加鋪厚度求法：
加鋪厚度(To) =鋪面設計總厚度(Tn) －既有鋪面之有效厚度(Te)
------------------------------------公式9.2.(1)
2. 鋪面設計總厚度(Tn)求法：
鋪面設計總厚度(Tn)要依照新工設計方法，採取路基土壤求出設計值，然後與交通量等因子合併考量以求出鋪築結構厚度。
(1) 交通量分析：
設計當量軸次(80 kN ESAL)求法詳見5.3.2 節方法。
(2) 路基土壤強度設計值：
詳見5.3.3 節方法。
(3) Tn求法：
(A) AI 全厚度瀝青混凝土設計圖方法：
將設計當量軸次及路基土壤強度設計值(MR)等資料代入圖9.2.(1)[501]即可求出Tn。
(B) AI CP-1 DAMA 程式方法：
依照第五章第六節AI CP-1 DAMA 程式設計方法求出Tn。
3. 既有鋪面有效厚度(Te)求法：
Te=T×C ---------------------------------------公式9.2.(2)
公式中Te=既有鋪面有效厚度，cm。
T=既有鋪面量測之實際厚度，cm。
C=轉換因子(Conversion Factors)，可由表
9.2.(3)[902]內求得。
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
4. 範例：
(1) 範例1：
(A) 已知有一路面其鋪築結構有三層材料，面層瀝青混凝土厚度10cm，屬於M 級裂縫(有些縱向裂縫及輪跡上有龜裂現象)，底層為水泥處理級配料(CTB)厚度15cm，有些唧水現象且沿路邊有些不穩定情況，至於基層鋪築礫石級配料(AS)厚度20cm，試求出Te？
(B) 解：
(a)從表9.2.(3)可求出各層鋪築材料之C 值為：瀝青混凝土=0.7，水泥處理級配料=0.3，礫石級配料=0.2。
(b) Te =T×CTe(AC) =10×0.7=7cmTe(CTB)=15×0.3=4.5cmTe(AS) =20×0.2=4.0cmTe(全部)=15.5cm
(2) 範例2：
(A) 已知：有一公路經調查結果已達到加鋪措施階段。其中有一路段調查結果，路基土壤設計強度MR = 50MPa，交通量分析年限10 年之設計當量軸次=1.0×106，既有鋪面資料如本節範例1，試求出加鋪設計厚度？
(B) 解：
(a)鋪面設計總厚度(To)：
將MR=50MPa 及設計當量軸次(80 kN ESAL) 1.0×106等資料代入圖9.2.(1)，可得到To=26.5cm。
(b)既有鋪面有效厚度，Te ：15.5cm (範例1)。
(c)加鋪厚度，To = Tn －Te= 26.5 －15.5=11.0cm
9.2.3 撓度法決定加鋪厚度設計
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
AI MS-17 撓度加鋪設計方法係以彭柯曼樑所求得之回彈撓度(ReboundDeflection)為主，然後考慮交通量分析年限內之安全率及季節性等因子，以代表性回彈撓度為基準(RRD，Representive Rebound Deflection)。
1. 瀝青混凝土加鋪設計步驟：
(1) 決定加鋪設計路段
(2) 撓度量測之執行
(3) 計算RRD
(4) 評估交通量分析年限內之設計當量軸次(80 kN ESAL)
(5) 決定加鋪設計厚度
2. 決定加鋪設計路段進行結構強度評估：
(1) 擬定加鋪之路段作全面性之鋪面狀況、路基土壤強度及排水狀況等調查。
(2) 基於經濟及安全原則，可依據表面調查(Visual Inspection)及撓度試驗等資料予以評估後，分段設計加鋪之厚度。
3. 撓度量測：
(1) AI MS-17 所用的彭柯曼樑試驗儀器與AASHTO T256 相同，惟試驗方法不同。
(2) AI MS-17 求得之動撓度試驗值，與彭柯曼樑回彈撓度關係詳見圖9.2.(2)[902]。
4. RRD 求法：
(1) RRD=----------------------------公式9.2.(3)
公式中=經校正後個別值累總之平均值。
=Σxifi/n。
S=標準差，(x=個別值，=平均值)。
fi=個別撓度溫度校正係數。
xi=個別撓度試驗值。
n=個別試驗值之總數量。
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
C=交通量分析年限內校正係數基準。
(2) C 值決定：
(A)試驗值與設計假設條件如氣候季節等相符時，C 值可取1。
(B) 若試驗值與設計假設條件不符合時，C 值可由工程師決定之。
(3) 溫度校正(f)：
(A) 如果試驗時溫度與應用之平均溫度(21°C)不同時，需以圖9.2.(3)[902]求出f 值。
(B) 以圖9.2.(3)求f 值時，其鋪面平均溫度要以圖9.2.(4)[902]求之。
5. 評估既有鋪面尚存之交通量分析年限：
(1) 步驟：
(A) 求出RRD 值。
(B) 決定尚存之設計當量軸次(ESALr)：將RRD 代入圖9.2.(5)[902]。
(C) 求出既有鋪面每車道每年之設計當量軸次(ESALd)
(D) 評估交通量成長因子GFr=(E) 將GFr代入表3.2.(2)即可求出尚存之交通量分析年限。
6. 撓度加鋪設計方法：
(1) 求出RRD：公式9.2.(3)。
(2) 求出交通量分析年限內之設計當量軸次 (80 kN ESAL)：5.3.2 節方法。
(3) 利用圖9.2.(6)[902]求出加鋪厚度值。
7. 範例3：
(1) 已知RRD：1.00mm ，交通量分析年限10 年之設計當量軸次(80 kNESAL)=7.5×106，試求出加鋪厚度？
(2) 解：將RRD=1.00mm 及ESAL=7.5×106等資料代入圖9.2.(6)中，可求得加鋪AC 之厚度為10cm。
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
表9.2.(3) AI 既有鋪面計算有效厚度之轉換因子(C)
| 材 料 分 類 | 鋪 築 材 料 說 明 | 轉換因子(C) |
|---|---|---|
| I | (a)原有路基土壤。 | 0 |
| (b)改良路基土壤，PI 小於10。 | 0 | |
| (c)石灰改良高塑性土壤，PI 大於10。 | 0 | |
| II | 基層或底層級配料：級配良好，CBR 值大於20，上層級配料PI 小於6，下層級配料PI 大於6。 | 0.1~0.2 |
| III | 水泥或石灰處理基層或底層，土壤PI 值小於10。 | 0.2~0.3 |
| IV | (a) 乳化瀝青或油溶瀝青面層及底層，發現大量裂縫，可認定是鬆散(Raveling)或碎離，輪跡 變形，和穩定性較差。 (b)水泥混凝土路(包括下層之瀝青面層)有0.6 公尺之碎裂，並加鋪過。水泥版在路基上時取下限 值(0.3)，在基層上時取上限值(0.5)。 (c) 水泥或石灰、飛灰穩定處理底層，曾經改善過，如反射面層裂縫，其裂縫較小而細長者取上限值 (0.5)，裂縫較寬，唧水 (Pumping)或不穩定狀況者取下限值。 | 0.3~0.5 |
| V | (a) 瀝青混凝土面層及底層：展現可見之裂縫及裂縫型態（Crack Patterns）。 (b)乳化瀝青或油溶瀝青面層和底層：發現有些細裂縫，鬆散(Raveling)和粒料碎離，輪跡上 輕微變形仍稱穩定。 (c) 可見的裂縫，和水泥混凝土版的斷裂(Faulted)，無法有效作版下封固，混凝土版斷裂大約 1 至1/4 m2並曾經灌漿處理過。 | 0.7~0.9 |
| VI | (a) 瀝青混凝土面層及底層：發現有些細裂縫，有些斷續裂縫和輪跡上有些輕微變形但仍舊穩定。 (b)乳化瀝青或油溶瀝青面層和底層：穩定，沒有裂縫及冒油現象，輪跡上發現有些變形。 (c) 水泥混凝土路面：穩定，版下封固，有些裂縫，但沒有大於1/4 m2分塊(Pieces)。 | 0.7~0.9 |
| VII | (a) 瀝青混凝土面層(含底層)：通常沒有裂縫，輪跡上有些變形。` (b)水泥混凝土：穩定，版下封固，沒有裂縫。 (c) 水泥混凝土底層在瀝青面層上：穩定沒有唧水作用，發現有些反射裂縫。 | 0.9~1.0 |
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
圖9.2.(1)
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
圖9.2.(2)及圖9.2.(3)
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
圖9.2.(4)
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
圖9.2.(5)
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
圖9.2.(6)
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
9.3簡介AASHTO AC 加鋪設計方法( 1993 年版)
¶ 9.3.1 範圍
AASHTO 設計方法(1993 年版)在加鋪設計型態上共列有七種。惟本節只敘述瀝青混凝土(AC)加鋪於瀝青鋪面上乙種[903][905]。
¶ 9.3.2 加鋪AC 前處理原則
加鋪前必須先行修補下列各種損壞，否則勢必影響加鋪之服務年數。
1. 龜形裂縫(Alligator Cracking)。
2. 線狀裂縫(Linear Cracks)。
3. 車轍(Rutting)。
4. 表面變形(Surface Irregularities)。
5. 控制反射裂縫。
6. 地下排水(Subdrainage)。
9.3.3 厚度設計(Thickness Design)
1. 設計公式：
SNo•=a o•×D o•=SNf－SNeff ---------------------公式9.3.(1)
公式中SNo•=需要加鋪之結構強度值。
ao• =加鋪AC 層之強度係數。
Do• =需要加鋪之厚度，吋。
SNf =加鋪設計之結構強度值。
SNeff =既有鋪面之結構強度值。
2. 設計步驟：
(1) 既有鋪面之設計及施工資料：
(A) 鋪面結構各層材料的類別及厚度。
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
(B) 路基土壤強度。
(C) 上述(A)及(B)無資料時應作材料調查工作。
(2) 交通量分析：
(A) Np：過去累積之設計當量軸次 (80 kN ESAL)，以求鋪面尚存之交通量分析年限。
(B) Nf：預估加鋪設計之設計當量軸次。
(3) 既有鋪面現況之調查：
(A) 嚴重、中等及輕微等龜裂所佔之百分率。
(B) 嚴重、中等及輕微等橫向裂縫每公里之數量。
(C) 車轍之平均深度。
(D) 裂縫或邊緣之唧水現象。
(E) 其他類型之損壞。
(4) 撓度試驗(非破壞性，NDT 方法)：
(A) 試驗方法：
AASHTO 建議使用FWD(Falling WeightDeflectionmeter)方法 (ASTM D4694 或D4695 試驗方法)。
(B) 路基土壤強度：
回算路基土壤MR =
公式中MR =回算所得之回彈模數，psi。
P=作用之荷重(通常為9000 lbs)。
dr=距離r 之撓度值，吋。
r=距離荷重中心點之距離(吋)。
最少容許距離，r≧0.7ae ------------------- 公式9.3.(3)
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
ae=--------------- 公式
9.3.(4)
公式中ae =路基土壤受力之圓形半徑，吋。
a = NDT 荷重平鈑之半徑，吋。
D =鋪面之總厚度，吋。
EP =路基上鋪築結構有效之MR值，psi。
MR =路基土壤回彈模數，psi。
(C) 溫度：
溫度影響瀝青混凝土之強度，撓度試驗時若沒有其他可供參考之資料，應直接量測氣溫或瀝青混凝土溫度。
(D) 鋪築結構有效回彈模數(EP)：
如果路基土壤之MR值及鋪築結構各層之厚度得知或予以假設，其有效回彈模數可由公式9.3.(5)求得。
d0=1.5pa---------公式9.3.(5)
公式中d0=FWD 撓度試驗荷重鈑中心點之撓度[標準校正溫度為68 oF(20°C)，吋]。
p=NDT 荷重平鈑壓力，psi。
a=NDT 荷重平鈑半徑，吋。
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
D=鋪築結構總厚度，吋。
MR=路基土壤回彈模數，psi。
Ep=鋪築結構有效回彈模數，psi。
(a) (Ep/MR)求法：
當a (荷重平鈑半徑)=5.9 吋時，可用圖9.3.(1)[903]求出(Ep/MR)值，若MR值已知則可求出Ep值。
(b)溫度校正：求d0時需要以68 oF(20°C)為基準，其校正圖為：
•瀝青混凝土與級配料或瀝青處理底層之鋪築結構：圖9.3.(2)[903]。
•瀝青混凝土與水泥或卜作嵐處理底層之鋪築結構：圖9.3.(3)[903]。
(E) 範例 4：
(a)已知有一柔性AC 鋪面，以FWD 撓度試驗 [a=150mm (5.9 吋)
P=40.46 kN (9,096 lb)]，其試驗結果為：
•平鈑中心點之撓度=700μm(0.02756 吋)
•距離305mm(12 吋)點之撓度=450μm(0.01772 吋)
•距離610mm(24 吋)點之撓度=350μm(0.01378 吋)
•距離914mm(36 吋)點之撓度=250μm(0.00984 吋)
且得知既有鋪面之AC 厚度為100mm(4 吋) 及400mm(16 吋)之級配料，撓度試驗時AC 溫度為25°C(77oF)，試求出MR及Ep？
(b)解：
•以撓度試驗值回算MR時，必須考量dr是否合乎最少容許距離。
•先以 r = 12 吋，試求最少容許距離合乎與否？因為量測時之溫度為77oF，故當AC 厚度=4 吋時，從圖9.3.(2)求出溫度之校正係數為
本頁文字與表格（可複製、可搜尋）
，microinch)。
由公式9.3.(2) MR ==10266 psi(70.8MPa)
當d0=25.90 microinch，可求出將=29.2 及鋪築結構厚度20 吋等資料代入圖9.3.(1)，可求出Ep/MR=4。
故Ep=4×MR=4×10266=41064 psi，由公式9.3.(4)
可求出ae：
ae== 32.2 吋 (820mm)。
最小容許距離 r≧0.7ae≧0.7×32.2=22.5 吋>12 吋。
由於r =12 吋小於0.7ae=22.5 吋，故不合要求，需要以r =36吋求之。
•r =36 吋時之MR及Ep：
MR=