¶ 柔性鋪面設計規範-設計手冊CH9-1(第 21–27 頁)
本頁文字與表格(可複製、可搜尋)
=6162 psi (42.5 MPa)
=17.55將=17.55 及鋪築結構厚度20 吋等資料代入圖9.3.(1),可求出Ep/MR=11。
故Ep=11×6162=67782 psi (467MPa)
ae==44.86 吋 (1140mm)
r≧44.86×0.7=31.4 吋<36 吋,OK故得到MR = 6162 psi (42.5 MPa)
因Ep/MR =11故Ep=6162×11=67,782 psi (467 MPa)
ae =31.4 吋 (798mm)
(5) 鑽取樣品及材料試驗(破壞性方法之狀況調查):
(A) 在既有鋪面上採取路基土壤樣品,並量測既有鋪面各層鋪築材料之厚度,觀察其損壞狀況等措施亦是加鋪設計方法之一。
(B) 路基土壤及級配料試驗方法:
(a)MR:AASHTO T292。
(b) CBR 或R 值:AASHTO T193 或T190。
(c)CBR 或R 值與MR 值關係:公式3.1.(1)、公式3.1.(2)、公式
3.1.(3)或公式3.1.(4)。亦可利用圖9.3.(4)[905]求之。
本頁文字與表格(可複製、可搜尋)
(6) 加鋪設計結構強度值 (SNf)求法:
(A)路基土壤強度設計值:
(a)試驗室試驗方法:本節步驟(5)為路基土壤個別試驗值,求設計值可用3.1.5 節累積曲線法。
(b)撓度試驗回算法:本節步驟(4)求出之MR值必須再加以校正,其公式為:
設計MR=C---------------公式9.3.(6)
公式中C 建議使用0.33 [903]。
(B) 設計ΔPSI = P1-P2 -----------------------公式9.3.(7)
公式中P1=加鋪後開放交通時之PSI 值。
P2=需要再作加鋪設計時之PSI 值。
ΔPSI =1.2~2.5 (AASHTO 建議值)。
(C) 可靠度(Reliability):
可靠度可依照4.3.4 節內表4.3.(2) 求得,RL 建議使用95%(AASHTO 1993 年版)。
(D) 標準差 (Overall Standard Deviation, So):
標準差不可以完全依照4.3.4 節新工之標準,So建議使用0.49 [905]。
(E) SNf求法:
(a)設計公式及因子:
•設計公式:公式4.4.(1)及公式4.4.(2)。
•設計圖:圖4.4.(1)。
(b)輸入資料:路基土壤設計強度、加鋪設計當量軸次、ΔPSI、So、RL(ZR)。
(c)計算表:詳見表9.3.(1)[903]。
本頁文字與表格(可複製、可搜尋)
表9.3.(1) AASHTO 加鋪AC 設計求SNf計算表•交通量:加鋪設計之設計當量軸次,Nf= _____•路基土壤回彈模數:
MR設計值= ________ psi(MR通常為2,000~10,000 psi, AASHTO 使用3,000psi)
•ΔPSI(P1-P2)
(1.2~2.5)
= ________•可靠度:
RL (80~99%)
= ________So(通常取0.49)
= ________•SNf:
設計公式或設計圖 SNf= ________
(7) 既有鋪面之SNeff求法:
先以NDT 方法、狀況調查(破壞性方法)及尚存交通量分析年限等三種方法求出SNeff,經評估後才決定擬用之加鋪設計厚度。
(A) NDT方法(Non-destructive Deflection TestingMethod):
SNeff=0.0045D-------------------公式9.3.(8)
公式中D=鋪築結構總厚度。
Ep=路基上鋪築結構有效之MR值,psi。
(B) 既有鋪面狀況調查方法:
(a)利用既有鋪面狀況調查資料計算SNeff之公式為公式9.3.(9)。
本頁文字與表格(可複製、可搜尋)
SNeff=a1D1+a2D2m2+a3D3m3 -----公式9.3.(9)
公式中a1、a2、a3 =各層鋪築材料強度係數[由表9.3.(2)求之]。
D1、D2、D3=各層鋪築材料之厚度。
m2、m3=級配料之排水係數,加鋪設計通常取1.00。
(b)既有鋪面鋪築材料強度係數值列於表9.3.(2)[903]內。
(C) 尚存交通量分析年限方法:
(a)公式 RL=100-----------公式9.3.(11)
公式中 RL=尚存交通量分析年限,%。
Np=過去累積之設計當量軸次(80 kNESAL)。
N1.5=鋪面損壞時之設計當量軸次(80kN ESAL),亦即是ΔPSI=1.5 及RL =50%之設計當量軸次。
②H 級龜裂需要補修(Patching)。AC 面層及穩定處理之底層修補後仍要選擇屬於H 級之係數。
③現況調查時唧水區域必須取樣作沖蝕(Erosion)、級配降級(Degradation)及混擠(Contamination)等
| 鋪築材料 | 表 面 狀 況 | 係 數 |
|---|---|---|
| AC 面層 | 少或無龜形裂縫、及/或只有L級橫向裂縫 | 0.35~0.40 |
| <10%L 級龜形裂縫,及/或<5%M 及H 級橫向裂縫 | 0.25~0.35 | |
| >10%L 級龜形裂縫,及/或<10%M 級龜形裂縫,及/或>5~10% M 及H 級橫向裂縫 | 0.20~0.30 | |
| >10%M 級龜形裂縫,及/或<10%H 級龜形裂縫,及/或>10% M 及H 級橫 向裂縫 | 0.14~0.20 | |
| >10%H 級龜形裂縫,及/或>10%H 級橫向裂縫 | 0.08~0.15 | |
| 穩定處理之底層 | 少或無龜形裂縫,及/或只有L 級橫向裂縫 | 0.20~0.35 |
| <10%L 級龜形裂縫,及/或<5%M 及H 級橫向裂縫 | 0.15~0.25 | |
| >10%L 級龜形裂縫,及/或<10%M 級龜形裂縫,及/或>5~10% M 及H 級橫向裂縫 | 0.15~0.20 | |
| >10%M 級龜形裂縫,及/或<10%H 級龜形裂縫,及/或>10% M 及H 級橫 向裂縫 | 0.10~0.20 | |
| >10%H 級龜形裂縫,及/或>10%H 級橫向裂縫 | 0.08~0.15 | |
| 級配料底 層或基層 | 沒有唧水、分離跡象或被細顆粒土壤混擠 | 0.10~0.14 |
| 有些唧水現象及材料分離或被細顆粒土壤混擠 | 0.00~0.10 |
本頁文字與表格(可複製、可搜尋)
試驗,以供評估排水及該層係數(Layer Coefficients)。
④橫向裂縫所佔百分率求法:
-----公式9.3.(10)
⑤穩定處理底層必須取樣作試驗。
⑥表列之外的損壞由工程師自行記載而予以遞減其係數(如AC 之剝脫及鬆散等損壞)。
•H 級:High Level(嚴重程度)
M 級:Medium Level(中等程度)
L 級:Light Level(輕微程度)
本頁文字與表格(可複製、可搜尋)
(b)SNeff求法:
SNeff =CF×SNo ------------------公式9.3.(12)
公式中CF=狀況因子,由圖9.3.(5)[903]求之。
SNo=新工設計之鋪面結構強度值詳見公式4.3.(2)。
(D)加鋪設計計算表:詳見表9.3.(3)[903]。
(8) 決定加鋪設計厚度:
(a) 公式:
Do•=-------------公式9.3.(13)
公式中SNo•=需要加鋪之鋪面結構強度值。
ao•=加鋪AC 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=既有鋪面結構強度值。
(b) 倘若需要修正加鋪設計厚度時,應考量可靠度RL及標準差So、路基土壤強度設計值等因子。
(9) 範例5:
(A) 已知:有一道路需要加鋪AC,既有之鋪面為10cm 之AC 及40cm 之碎石級配料,設計當量軸次已有1.0×106,研擬加鋪之交通量分析年限10 年,其設計當量軸次為3.0×106。既有鋪面以FWD 40 kN (9,000 lb)荷重及a=5.9吋所得之中心點撓度值為600μm(0.02362 吋),距離305mm(12表9.3.(3) AASHTO 加鋪AC 設計SNeff計算表
(1)NDT 方法求SNeff:
̇路基面上鋪築結構厚度,D=_____________cm(吋)
̇回算法求得之路基土壤回彈模數, MR=_________________MPa,(psi)
̇回算法求得之鋪面有效模數,Ep=______________ MPa,(psi)
SNeff = 0.0045D= ______________
(2)既有路面狀況調查求SNeff:
本頁文字與表格(可複製、可搜尋)
̇面層AC 厚度,D1= ______________cm(吋)
̇從鑽取樣品或調查所得之a1= ______________cm(吋)
̇底層厚度,D2= ______________cm(吋)
̇基於調查或試驗所得之a2= ______________̇排水係數,m2= ______________̇基層厚度,D3= ______________cm(吋)
̇基於調查或試驗所得之a3= ______________̇排水係數,m3= ______________SNeff=a1D1+a2D2m2+a3D3m3= ______________
(3)尚存交通量分析年限求SNeff:
̇過去累積之設計當量軸次,Np= ______________̇鋪面損壞時之設計當量軸次,N1.5= ______________RL=100= ______________̇狀況因子,CF[圖9.3.(5)]= ______________̇面層AC 厚度,D1= ______________ cm(吋)
̇AC 結構強度係數(新工材料),a1= ______________̇底層鋪築厚度,D2= ______________ cm(吋)
̇底層結構強度係數(新工材料),a2= ______________̇基層鋪築厚度,D3= ______________ cm(吋)
̇基層結構強度係數(新工材料),a3= ______________SNo=a1D1+a2D2m2+a3D3m3 = ______________SNeff=CF×SNo= ______________