中華鋪面研究室

 鋪面結構設計概要 - AASHTO力學經驗法 MEPDG指力學經驗法鋪面設計手冊(Mechanistic – Empirical  Pavement Design Guide: A Manual of Practice)；PMED (Pavement Mechanistic - Experience Design)是搭配的軟體。 YouTube有完整的AASHTO力學經驗法訓練課程影片 資料來源： AASHTOWare Pavement ME Design 所謂鋪面結構設計(Pavement Structure Design)乃「依交通荷重及當地路基土壤之特性，以最經濟的方式選擇適當的鋪面材料與各層厚度，使鋪面於設計年限內，達到所需具備的服務品質」；現行鋪面結構設計的方法可區分為經驗法、分析法、及最新的力學經驗法；本文簡要介紹 AASHTO力學經驗法(Mechanistic - Emperical Pavement Design Guide, MEPDG, 2008)，傳統經驗法可參「 鋪面結構設計概要 - AASHO道路試驗法 」。 針對需求的NCHRP 1-37A計畫 美國路面工程界自1986年起，對鋪面結構設計方法就有精進的需求，不僅因為源於AASHO道路試驗的經驗法(參「 鋪面結構設計概要 - AASHO道路試驗法 」)，除了交通因子方面在貨車車型、軸重、胎壓、及數量上有明顯的變化外，在材料、工法和翻修方式也都要求更適切的設計方法。參與1996年3月在加州歐文市由美國公路運輸協會（AASHTO）路面聯合工作小組與美國國家公路運輸研究計畫（NCHRP）和聯邦公路管理局（FHWA）合作舉辦的「路面設計研討會」上，許多美國頂尖的路面工程師，一致認為AASHO鋪面設計手冊(1993年版)，已不敷當前科技之需求，迫切需要一種能夠「考慮荷載、材料和設計特徵變化，並直接考慮氣候(溫度及雨雪量)變化對性能影響的鋪面設計方法」。該會議啟動NCHRP計畫1-37A－《2002年新修復路面結構設計指南開發：第二階段》預計在2002年之前開發出一套符合AASHTO力學-經驗法的路面設計方法。NCHRP 1-37A專案旨在以現有力學模型和資料庫，開發一套能反映當前最先進科技的鋪面設計方法，用以解決包括新建和修復相關的所有鋪面設計問題。 該專案的結案報告於...

 鋪面結構設計概要 - AASHO道路試驗法 一般鋪面設計可區分鋪面結構設計及材料設計，前者要決定鋪多少層? 每層多厚? 各層採用哪種材料? 而後者決定鋪面材料的組成配比，對瀝青混合料而言，則是以怎麼樣的比例組成合適的級配，並決定瀝青黏結料的用量，也就是配比設計(Mix Design)。本文概述鋪面結構設計，配比設計可參「 新版(2014, 7th Edtion)美國瀝青協會(A.I.)的配比設計手冊(MS-2) 」 資料來源： AASHTOWare Pavement ME Design, Module 2  所謂鋪面結構設計(Pavement Structure Design)乃「依交通荷重及當地路基土壤之特性，以最經濟的方式選擇適當的鋪面材料與各層厚度，使鋪面於設計年限內，達到所需具備的服務品質」；此處所謂交通荷重、設計年限、與服務品質，都與一般對傳統土木結構物之認知稍有不同。(詳參「 鋪面工程概論 」) 現行鋪面結構設計的方法可區分為經驗法、分析法、及最新的力學經驗法(Mechanistic - Emperical Pavement Design Guide, MEPDG, 2008)，如圖1所示。本文簡要介紹源自AASHO道路試驗成果的經驗法。力學經驗法可參「 鋪面結構設計概要 - AASHTO力學經驗法 」。 圖1、現行的三種鋪面結構設計方法 資料來源： AASHTOWare Pavement ME Design, Module 2  經驗法是依據道路試驗實際經驗，最廣泛應用的AASHTO鋪面結構設計手冊(Design of Pavement Structures, 1993)，就是依據美國從 1956 至1962年之間，耗資 2,700 萬美元執行的AASHO道路試驗，如圖2所示；該道路試驗的主要目的是研究不同交通荷載、數量、氣候因素，對不同鋪面材料結構的服務積效影響，其成果是美國州際公路橋梁及鋪面設計的主要準則。測試完成後，各測試環路的直線部分被納入了州際公路 I-80 的設計中。 圖2、AASHO道路試驗位址及相關照片 如圖2所示，AASHO道路試驗由6個環路(Loop)組成，除了編號1的環路做為控制組(不承受荷重只觀察氣候因子的影響)，承受實際交通荷載的編號2至6的環路都配置二個車道，直線道的部份佈設探究中的不同鋪面結構...

  關於長壽 鋪面設計的三項迷思 原文「MIXBUSTERS – THE TRUTH ABOUT ASPHALT MYTHS」刊載於「Asphalt - The Magazine  of Asphalt Institute, March 1, 2025」作者為Buzz Powell,  and Dave Johnson 前言 長壽鋪面(Perpectual Pavement)是指「在少量的表面層維修下可無限期使用的路面。」可參「 美國的長壽鋪面設計概念(Perpetual Pavement) 」關於長壽鋪面的迷思，有以下三項，釐清這些迷思，顯然對長壽鋪面的觀念可有更深入的理解。 縱使用高度改質瀝青面層，面層結構層系數也不應改變?(Layer coefficients should not change when using high-polymer-modified (HP) binders. ) 要鋪很厚才能是長壽鋪面(To achieve a perpetual pavement, it must be very thick.)  只要覆蓋上完善的面層，中間層可以用油量低或乾硬的瀝青混凝土層(It’s OK to pave lean, stiff binder mixes (intermediate layers) as long as we cover them up with healthy surface mixes. ) 縱使用高度改質瀝青的面層結構層系數也不應改變? 高度聚合物改質(High-polymer-modified, HP )瀝青近來被用在厚度增加受限的加鋪路面，以提昇鋪面整體結構能力，對採用結構層係數(Layer coefficient)做為鋪面設計的材料因子的狀況下，賦予HP改質瀝青較高的層係數（例如佛州公路局的研究顯示HP瀝青混凝土的層係數比一般瀝青混凝土高出約23%），這樣做確實可以不增加整體厚度提昇鋪面結構能力。 NCAT的研究更認為HP改質瀝青的層係數至少比一般瀝青混凝土高43%；這是從NCAT 測試道路的成果提出的保守估計，因為NCAT測試道的段面在承受 2,000 萬ESAL後停止試驗，該HP改質瀝青測試路段並未出現任何損壞；該HP改質瀝青測試路段很可能屬於長壽路面（雖然該路段的瀝青厚度小...

 用在鋼床鈑鋪面的熱鑄型瀝青混凝土 鋼床鈑鋪面採用40mm熱鑄型瀝青混凝土(Guss)+40mm改質瀝青混凝土時，類比長壽鋪面概念：底層固蝕（Guss)保護鋼床鈑且能迎合變形避免底層破壞，只要選用耐用的面層，即可符合「在少量的表面層維修下可無限期使用的路面。」  長壽鋪面(Perpectual Pavement)概念詳參另文「 美國的長壽鋪面設計概念(Perpetual Pavement) 」 國內近幾年在橋樑工程技術上有相當快速的進步，基於自重較輕及耐震的考慮，鋼床鈑橋面的使用也愈來愈普遍，位於其上的鋪面材料除了保護鋼床鈑免於磨損及銹蝕外，亦擔負有提供行車安全舒適的功能性考量，加上大部份的橋樑皆位於交通的要衝，耐久性的要求比一般鋪面的要求高，由歐洲及日本超過三十年來對鋼床鈑鋪面的研究與使用經驗，底層使用熱鑄型瀝青混凝土、上層使用熱拌改質瀝青混凝土，是使用成效最好的鋼床鈑鋪面設計(楊金澤，2000)。(原文稱「澆注式瀝青混凝土(Gussasphalt)」作者認為成功大學相關論文稱「熱鑄型瀝青混凝土」更能還原其高溫澆注成型的施工特性) 楊金澤的論文中指出：「國內一般在設計鋼床鈑結構時，大都未針對其上鋪面材料的變形迎合能力進行考慮，也未在鋼床鈑上採用特殊的鋪面材料，使得如北部地區的關渡大橋、華江橋、和十八王公橋，開放交通五年內，在車道輪跡處大都有縱向裂縫產生，可能是鋪面材料無法迎合載重對鋼床鈑產生的變形而產生龜裂；近兩年來在苗栗縣新東大橋及國工局高屏溪大橋，已順利由日本引進下層Gussasphalt、上層改質瀝青混凝土之雙層式特殊鋪面材料設計。」 重讀楊金澤這本25年前發表的碩士論文，無限感慨，當時剛開始在中華大學的研究教學工作，何其有幸能有來自公路局的一批資深工程人員，共同務實深入地探討國內的鋪面問題；楊君這本論文除了有相當精釆的文獻探討外，更詳實紀錄國道三號高屏溪大橋使用的「熱鑄型瀝青混凝土 (Gussasphalt) 」材料特性。以下內容節錄該篇論文的第四章。(資料來源：楊金澤，鋼床鈑鋪面材料特性研究，中華大學碩士論文，中華民國八十九年六月) 熱鑄型 瀝青混凝土材料的組成 熱鑄型瀝青混凝土起源於德國，德文原為Guβ，是指「流入路面」之意[1]，乃以粗骨材、細骨材、及填充料，加入大量的瀝青當作黏結料充滿，以孔隙率0%為目標，一般使用的瀝青材料以直餾...