國內針對無道碴軌道系統之相關研究仍處於發展階段，就施工階段及其評選方法 亦著墨不多，其大多以台鐵之軌道系統為研究對象進行研討，本文參考國內外相關文 獻，首先就無道碴軌道系統之施工及其內涵做一說明，再就分析層級程序法及國內相 關研究進行回顧與探討。
2-1 無道碴軌道系統
傳統之軌道結構係由鋼軌，軌枕、扣件、道碴所構成，將列車之重量均勻傳遞至 地層，並使軌道系統具有彈性，但傳統道碴軌道系統具有沈陷及後續養護所需之成本 高昂等問題，已不符合現代對運輸品質及維護低成本之需求，故歐美日等國興起將道 床改為其他材料替代或強化道碴的研究與發展，無道碴軌道即循此一模式，以混凝土 代替枕木及道碴之承載功能，利用彈性材取代道碴的減振防噪音功能，這種構造具有 堅固耐久，節省大量維修費用之優點，同時因應使用者對於軌道系統運輸品質及高速 運輸的需求，無道碴軌道系統在施工精度上較道碴軌道系統較易控制，國內高速鐵路 的興建採用 RHEDA2000 軌道系統、日本的 J-SLAB 及 LVT 三種不同之軌道系統，就 軌道總長度 345 公里之高速鐵路來說，無道碴軌道即佔了 98.9%，其中 RHEDA 約佔 8.7%，J-SLAB 約佔 86.5%，LVT 約佔 3.7%，茲就三種不同之軌道進行說明。
2-1-1 J-Slab 日本版式軌道系統
在日本東海道新幹線計劃中，由於列車高速運轉勢必造成軌道系統破的破壞，其 修復工作將成為一大問題，故有軌道維修省力化之思維。東海道新幹線營運後，由於 運輸量的增加而造成軌道破壞，軌道破壞量與維修量的增加導致維修成本居高不下 [24]。因此，於 1965 年進行省力化軌道的開發，且訂定下列目標進行開發與研究。
(1). 建造成本是道碴軌道的 2 倍以下。
(2). 上下、水平方向的強度及彈性，須為道碴軌道的同等以上。
(3). 施工速度可達 200m/日以上。
(4). 軌道整正可能量，必須在上下±50mm 及左右±10mm 以下。
J-Slab 軌道由上至下由鋼軌扣結裝置、軌道版(Concrete Slab)、 CA(Cement Asphalt
mortar)砂漿、路盤混凝土(Road-bed Concrete)及保護混凝土(Projection Concrete)所構 成，其構造斷面及整體施工流程如圖 2-1 所示。
圖 2-1、J-Slab 施工流程 1. 路盤混凝土
路盤混凝土主要為直接施築於橋面板、隧道仰拱、路基面上之場鑄鋼筋混凝土；
其功能在於承載軌道及列車荷重使之均勻分布於土建構造上，同時為調整軌道高程及 超高之主要構件，路盤寬度依據土建構造物型式變化。
路盤及防動塊之混凝土抗壓強度 fc’≧35 kgf/cm2，鋼筋強度 fy≧4200 kgf/cm2。
舖設方式方面，為配合各聯合承攬商施工能量與環境條件不同而有所變化，分別採用 跳島式或連續式舖築施工，跳島式基本上於高架段採 10 公尺為一單元進行，於隧道段 則以 20 公尺為一單元，連續式施工則多以 橋跨長度為一單元進行；而在路工段則有採
60 公尺為一單元進行者，其單元兩端設置施工縫，並以剪力鋼棒銜接作為路盤混凝土 版間剪力之傳遞。軌道版與防動塊舖設基本上以 5 公尺為單元，遇有非 5 公尺單元長 度時，則以不小於 4 公尺之若干單元予以調整，另高架橋伸縮縫位置之路盤間隙寬度 原則上為 150 公厘。於路盤混凝土面，配合軌道版大小，約每 5 公尺設置直徑 520 公 厘、高度 250 公厘之圓形鋼筋混凝土防動塊，其與路盤間以鋼筋銜接成一體如圖 2-2 路 盤混凝土施作圖(a)(b)；於土建構造伸縮縫處則以兩個半圓柱構成。
(a) (b)
圖 2-2、路盤混凝土施作圖(a)、(b)
1. 路盤混凝土與防動塊之施工要點主要有：
(1). 曲線區間需於路盤混凝土設置超高，曲線外側較內側為高，其斜率依超高與路盤 寬度比例求之。
(2). 每片軌道版下之路盤混凝土施作洩水槽，以排除框形軌道版內雨水。
(3). 防動塊混凝土面中央須預留裝設基準點之凹槽，遇半圓柱防動塊，其凹槽設置於 路線南端半圓柱防動塊上。
(4). 基準點（Bench Mark Point）為軌道版及鋼軌安裝之主要依據，當路盤混凝土及防 動塊施工完成後，則進行基準點安裝作業，基準點之調整範圍垂直向為±5 公厘，水平 向為±30 公厘。
2. 軌道版(Concrete Slab)
軌道版是用以傳遞軌道載重至路盤混凝土，其為長 4900mm、寬 2200mm、厚 190mm 之預鑄混凝土版，如圖 4.所示，軌道版是由混凝土預鑄工廠製作，以貨車運送發進基 地後將其吊放到軌道平車，在以軌道平車運 至舖設現場後，則使用軌道版舖設車卸放到
路盤混凝土上。
舖設軌道版前，須於舖設現場進行臨時軌道之設置，做為軌道版舖設車之行駛鋼 軌，其軌距為 3000mm，並使其與軌距 1435mm 之鋼軌有 75 公尺之重疊區，以利於軌 道版舖設車夾取平車上之軌道版及 CA 砂漿之灌注，其優點為可同時使用雙線，路線容 量大，適於快速、大量施工；而且臨時軌道使用正線之鋼軌，並直接固定於路盤混凝 土面，可減少臨時性組裝材料之使用，其細部作業流程請參考圖 2-4.並詳述於後。
圖 2-3、J-Slab 軌道版尺寸規格示意圖
(1) 軌道版製作
軌道版乃使用鋼模，裝置組立好之鋼筋籠，及各種螺栓套管等，澆置混凝土後以高溫 蒸氣養護，如圖 2-5，拆模後須檢查其外型尺寸、平面性，及外表是否缺損或微細裂縫 等及圖 2-6。軌道版運交出廠前，事先裝妥鋼軌扣結裝置之基鈑墊片（Baseplate Pad）
與基鈑（Baseplate），並以六角螺栓加墊圈（W a s h e r）固定之。
圖 2-4、表軌道版製作及舖設流程 (2) 舖設臨時軌道
在預定舖設軌道版路段，以 13 部輕便門型起重機，將鋼軌移至路盤混凝土兩側之 保護層混凝土上，軌距擴大為 3000 公厘，另以每公尺 37 公斤、長 75 公尺之臨時鋼軌 銜接於後端，使軌距為 3000 公厘及 1435 公厘之軌道有 75 公尺長重疊，作為軌道版舖 設車之行駛鋼軌。
軌道版製作
裝載軌道版 鋪設臨時鋼軌
搬運軌道版
放置
安裝托架 及千斤頂
調整軌道版高程 及前後左右方向
固定軌道版
CA 砂漿灌注作業
(1)軌道版鋼模組立 (2)鋼筋籠綁紮及螺栓套管預埋
(3)版底整平後進行刷毛 (4)進行高溫蒸氣養護
圖 2-5、預鑄場內軌道版製作實況
圖 2-6、製作完成之軌道版
(3) 裝載軌道版
軌道版於預鑄廠製作完成運至發進基地，使用 45 公噸卡車起重機將軌道版吊放至 平車，每輛平車裝 2 片，5 輛車為一編組，一次可搬運 10 片。軌道版若先貯存於發進 基地應平放，並於軌道版間襯以墊木，最多可 4 片疊放，且平疊時間不得超過一星期。
(4) 搬運軌道版
軌道版吊放完成，列車以推進運轉之方式行駛到舖設位置，前端設置引導員以確認 前方安全，行駛速度為每小時 10 公里以下。
(5) 放置軌道版
於軌道重疊區(軌距 1 4 3 5 公厘與 3000 公厘重疊區)，舖設車 5 輛各夾 1 片軌道版 至舖設區域，從前方逐片依序向後放置，應儘量把軌道版放置在正確位置，以減少事 後調整工作，圖 2-7 為舖設軌道版實況。
(6) 安裝托架及千斤頂
軌道版放置後，依據基準點調整軌道版，使軌道版與軌道中心線一致，軌道版面位 於所設高程，以及曲線區間所規定之超高。在軌道版側邊之預埋螺栓孔安裝調整軌道 版之托架與螺栓，並使用液壓千斤頂或輕便門型起重機撐起軌道版，移去軌道版下之 墊木。
(7) 調整位置及方向
根據基準點資料，使用軌道版定位器測量，同時以調整吊架移動軌道版至所需位 置，曲線超高路段必要時於軌道內側加設橫向支撐架，以避免軌道版滑動，如圖 2-8 所 示。
圖 2-7、安裝軌道版鋪車鋪設軌道版
(a)軌道版之位置調整(一) (b)軌道版之位置調整(二) 圖 2-8、軌道版之位置調整(a)(b)
(8) 固定
當軌道版於正確位置後，鎖緊托架螺栓，並在軌道版與防動塊之間隙使用 6 個楔 形木塊固定。因為 CA 砂漿層之容許厚度範圍為 40～100 公厘，舖設時採 45 公厘為原 則，以保留未來可調整維修空間。
3. CA 砂漿
水泥 0.9 284 使用卜特蘭早強水泥(ASTMC150 type I)，以便 得到早期強度且具耐候性， 水泥須保存良好。
消泡劑 0.0005 0.158 消泡劑需為矽基(Silicon-base)材料，其目的為減 少拌和 CA 砂漿時之泡沫量。
將袋口紮緊，惟應留意不可過滿而使軌道版浮動，同時拆除固定砂漿袋之鋼夾鈑，並 於兩軌道版間以鐵板擋住砂漿袋，可使側面整齊，並使砂漿袋與軌道版密接。CA 砂漿 之初凝約為 5 小時，一般採自然養護，然有太陽直射或下雨時，則以膠布覆蓋養護，
而於灌注後約 24 小時應放鬆軌道版支撐螺栓，使軌道版與砂漿袋密貼。當 CA 砂漿抗 壓強度達 5 kgf/cm2（約 5～7 天）始可舖設鋼軌於軌道版上，允許施工車輛通行。
圖 2-9、J-SLAB 之 CA 砂漿拌合及灌注設備
4. 鋼軌安裝
鋼軌扣結裝置構造組成及所使用之材料材質如圖2-10、圖2-11及表 2-2.所示。其 作用係用以傳遞列車運行時之載重至其下之軌道版，並減緩高速行駛下之衝擊力，保 護下方之軌道版不因列車高速運行而受損。
鋼軌之安裝工作分為吊放鋼軌、銲接、線形調整、應力調整及最終銲接等，如圖 2-12 所示，並逐項分述於後。
圖 2-10、J-SLAB 軌道系統固定元件之一 60kg Rail
⑥ ④
②
①
圖 2-11、J-SLAB 軌道系統固定元件之二
表 2-2、J-SLAB 各部位名稱及材料組成
No Item Material Remarks
1 Base plate SS400 or Equivalent Refer to DS-WS-3086 2 Plate spring SUP9 Rust-proof painting 3 T-headed bolt SS400 Hot-dip galvanized 4 Lock Nut SWRCH10K Hot-dip galvanized
5 Washer A SS400 Hot-dip galvanized
6 Hexagonal bolt SCR440 Dacrodized
7 Washer B SS400 Hot-dip galvanized
8 Spring washer SWRH62A～82B Dacrodized 9 Cover plate SS400 Hot-dip galvanized 10 H type Rail pad SBR Spring modulus:28MN/m 11 Base plate pad (SMC) SMC Shot blast-both surface
Adjustable resin pad PV401 12 Adjustable pad bag Nylon-polyethylene
lamination
Urethane degeneration vinyl ester Target:4-10mm,Max:13mm 13 Anchor Insert Polyeter.SD345
吊放鋼軌
鋼軌銲接
鋼軌墊片及可變墊 片袋放置
可變墊片袋注入樹 脂 調整鋼軌線形
檢查軌道線形
鋼軌應力調整
圖 2-12、鋼軌安裝之流程圖 (1) 吊放鋼軌
先將扣件材料預為固定於軌道版面，繼以 13 座間距 15～16 公尺之輕便門型起重 機，將先前固定於路盤混凝土兩側保護層混凝土上之銲接鋼軌吊放於軌道版上，並以
先將扣件材料預為固定於軌道版面，繼以 13 座間距 15～16 公尺之輕便門型起重 機，將先前固定於路盤混凝土兩側保護層混凝土上之銲接鋼軌吊放於軌道版上，並以