對於因重載重或重交通量所造的路面損壞，鋪設具高抗車轍能 力及耐久性之 SMA 面層，應是一可行有效的解決方式。公路總局第 四區養護工程處為改善台九線蘇花公路蘇澳段道路因重車行駛造成 路面損壞情形，選擇其中一路段以 SMA 進行試鋪，並觀察其成效，
以作為日後台九線蘇花公路蘇澳段道路是否全面鋪設 SMA 之依據。
本研究即參考以往國內 SMA 鋪設案例之經驗，藉著本 SMA 試鋪工 程來改進施作，俾對 SMA 施工實務能更深入的研究探討，以獲致成 果提供國內鋪面界推廣 SMA 之參考。由於本 SMA 試鋪工程屬指標 性工程，故從事前施工規劃至施工時之施工管理，皆以嚴謹的方式 辦理，本章即詳述本 SMA 試鋪工程的施工規劃事項，包括試鋪路段 資料調查、施工前置作業及施工計畫等。另本試鋪工程在鋪設 SMA 前，必須先鋪設一層密級配瀝青混凝土，因本研究以 SMA 為主，故 有關密級配瀝青混凝土部份，將不在本論文內敘述。
3-1、試鋪路段資料調查
為辦理台九線蘇花公路蘇澳段 SMA 試鋪之施工規劃，對所選定 之 SMA 試鋪路段，先進行交通量、路面損壞情形及路面結構確認等 各種調查，以獲得該 SMA 試鋪路段之相關資料，並做為擬定詳細施 工計劃之參考，俾能順利完成 SMA 之鋪設，有效改善台九線蘇花公 路蘇澳段之路面損壞問題。
3-1-1、試鋪路段背景及位置
台九線連接蘇澳至花蓮路段習稱為蘇花公路，長久以來即是東 部花蓮地區連接西部地區之重要孔道。蘇花公路在初期因路面狹 窄，無法雙向行駛車輛，必須管制單向通行，非常不方便。至民國 63 年起，公路局(即現公路總局)開始逐年編列經費，分段加以拓寬 改善為雙車道。其中蘇澳至東澳段約 16 公里長，從民國 63 年開始 施工至民國 69 完工，路面拓寬為 8 公尺，而於民國 70 解除單向行 車管制，改為雙向通車。
近年來，因為西部地區砂石料源不足，而花蓮地區又盛產砂 石，在東砂西運的政策下，大量的砂石車就利用台九線將砂石運往 西部地區。但因蘇花公路在接近蘇澳之路段為陡坡彎曲路段，由花 蓮開往蘇澳之砂石車在載滿砂石情況下，行駛於下坡彎曲之道路，
在荷重大及下坡轉彎煞車等因素影響下，造成路面嚴重的損壞，使 得養護單位公路總局第四區養護工程處在該路段之養護上非常的困 擾。為有效解決該路段之路面損壞問題，公路總局第四區養護工程 處擇定該台九線路段椿號 108K+712~110K+712 處，以抗車轍變形著 稱之 SMA 進行試鋪，詳細鋪設位置如圖 3-1，並觀察其鋪設成效。
如 鋪 設 成效 良好， 台 九 線蘇 花公路 蘇 澳 段道 路將可 能 全 面鋪 設 SMA，以改善該路段因重載重所造成的路面損壞情形。
3-1-2、試鋪路段交通量調查
由公路總局第四區養護工程處於 91 年 6 月對台九線蘇澳-東澳段 所作的交通量調查資料如表 3-1 及圖 3-2 所示，由表 3-1 顯示該路段 每日各車種車流量接近 10,000 輛，PCU 則將近 17,000。每日各車種 流量中大型車佔總車輛數的 24%，其中載運砂石的聯結車數量又佔
重型車的 66%，比例甚高，這些數量龐大的砂石車就是造成該路段 路面損壞的主要原因。由表 3-1 顯示聯結車流量在北向及南向相 近，皆約為 750 輛左右，這是因載運砂石北上的聯結車，在卸料後 又空車南下回東部的結果。雖然聯結車流量在北向及南向相近，但 北向為滿載砂石料，而南向為空車，故在路面損壞上，北向的路面 損壞情形比南向的路面損壞情形嚴重的多。
圖 3-1、本研究 SMA 試鋪路段位置圖
表 3-1 所調查的交通量，為各車種流量，若欲將該路段交通量 以軸重方式表示，可以用美國路面工程界慣用的方法，求出累積之 單軸當量荷重(Equivalent Single Axial Load，簡稱為 ESAL)。所謂 ESAL 是 AASHTO 以單軸重 8.16 公噸(18000 磅)當作標準軸重，這 種軸重對路面的損害量定為 1，亦即 ESAL 為 1，而經換算可求出車 輛各軸之 ESAL 值；若單獨計算一部卡車各軸的 ESAL 值後加以合
SMA 試鋪路段
計，該 ESAL 合計值稱為該卡車的卡車因子(Truck Factor)。經由對 指定路段行駛之車輛，檢測軸重並加以計算後，可求出該路段以 ESAL 為單位之交通量。
依據台灣大學提供的西濱公路重型車輛載重資料分析報告[23]，
西濱公路重型車輛以 S112 半聯結車為最主要車型，佔所有重型車之 60%左右，與台九線蘇澳-東澳段調查資料內 S112 型砂石聯結車所佔 比例相似。依台灣大學資料分析，西濱公路北上重型車為載有重 物，各型重車平均卡車因子為 11.772。因如上述西濱公路北上重型 車之重車組成型式及載重量與台九線蘇澳-東澳段類似，故將其平均 卡車因子引用於台九線蘇澳-東澳段，估算出台九線蘇澳-東澳段北 上車道 1 年之 ESAL 數約為(177+180+748)×11.772 ×365= 4.75×106 ESAL。由估算之 ESAL 數可得知，本路段之軸重交通量非常的大，
選用抗車轍效能強之SMA 做為面層，應為適當的方式。
表 3-1、台九線蘇澳-東澳段平均每日交通量調查資料表
各車種流量(輛/日)
方向 小型車 大客車 大貨車 聯結車 機
車 合
計
總計車輛數(PCU) 尖峰小時交通量(PCU)
北 3621 177 180 748 109 4835 8398 590
南 3433 198 200 753 106 4690 8346 689
註: 民國 91 年 6 月調查資料
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
小型車 大客車 大貨車 聯結車 機 車
車種
車輛數
北向
南向
圖 3-2、台九線蘇澳-東澳段平均每日交通量調查資料圖 3-1-3、試鋪前路面狀況
由於花蓮往蘇澳方向之砂石車為滿載砂石，而回程時為空車，
故本路段由花蓮往蘇澳方向(北上)之車道，長期受砂石車載重影 響，路面已有嚴重車轍產生，如圖 3-3 所示；又因位於下坡彎曲路 段，砂石車在載重大又煞車頻繁情況下，為免煞車產生高熱損壞，
於是在煞車上澆水冷卻，因此形成下坡路面長期處於潮溼狀態，而 造成路面普遍有剝脫情況，如圖 3-4 所示。據公路總局第四區養護 工程處養護人員表示，該路段於每次刨除表層路面，再鋪設一般密 級配瀝青混凝土後，大約經過 2~3 個月即又開始產生路面損壞情 形，令養護人員非常困擾。
依現場觀察，該試鋪路段路面可說是千瘡百孔，而且幾乎是整 個路段都是損壞的路面，沒有幾處路面是完好的。尤其在陡坡轉彎 路段，路面損壞特別嚴重，應是砂石車在轉彎時踩煞車，對路面產 生扭剪力所致。而在平直的下坡路段，雖路面也有潮濕的現象，但
路面卻較完整無損壞的情形，故砂石車在轉彎踩煞車時，對路面產 生扭剪力之破壞，應是路面破壞的重要原因。故鋪設的瀝青混凝 土，應具較高的抗剪強度，本研究認為國外有良好抗剪變形成效的 SMA，具有改善本路段養護困擾之潛力。
公路總局第四區養護工程處也曾嘗試在陡坡轉彎路段，路面損 壞特別嚴重處施作 40cm 厚鋼筋混凝土版之剛性路面來替代瀝青路 面，但因剛性路面施作時間冗長，交通管制不易，且施工困難度較 高，又受開放交通之壓力，故僅施作幾處短路段，而完成路段平整 度明顯較柔性路面差，故未予以全部施作，施作完成之剛性路面如 圖3-5 所示。
圖3-3、試鋪路段路面損壞情形(車轍)
圖3-4、試鋪路段路面損壞情形(剝脫)
圖3-5、台九線鋪設之剛性路面
3-1-4、試鋪路段結構確認
本試鋪路段為一寬 8 公尺之雙車道路面，原設計路面結構為 15 公分瀝青混凝土面層，40 公分碎石級配底層，路面結構如圖 3-6 所 示。因本路段時常損壞而維修加鋪瀝青混凝土，實際路面結構可能 與原設計路面結構不同；另本試鋪工程雖僅對面層做改善，惟為探 討 SMA 與傳統瀝青鋪面在成效上是否有不同的表現，亦有必要確認 路 面 之 斷 面 結 構 。 故 本 研 究 選 擇 108K+880 、 109K+350 、 109K+710、110K+100 及 110k+600 等五處施以路面鑽心取樣。經取 樣後之路面瀝青混凝土厚度在 21~29 公分之間，如表 3-2 及圖 3-7 所 示，鑽得之瀝青混凝土厚度均大於原設計路面厚度，推論應為歷年 路面維修時，未先刨除表層路面而直接加鋪瀝青混凝土所致。
15cm AC 40cm 碎石級配
(本研究鑽心 5 處平均厚為 25.8 公分)
圖3-6、台九線 108K+712~110K+712 路段路面結構示意圖
表3-2、鋪設路段原路面鑽心取樣之試體高度
鑽心位置 108K+880 109K+350 109K+710 110K+100 110K+600
高度(cm) 21 28 25 26 29
圖 3-7、試鋪路段原路面鑽心取樣之試體狀況
3-2、施工前置作業
為使本 SMA 鋪設工程能順利進行，對於施工前置作業如預算編 製、發包作業、材料選擇及配合設計，亦於 SMA 試鋪前辦理，本節 就上述之前置作業辦理情形或辦理結果加以敘明。
3-2-1、預算編製及發包
本 SMA 試鋪路段經擇定為台九線 108K+712~110K+712，鋪設 長度為 2,000 公尺，寬度為 8 公尺。因考慮部份路面損壞深度頗深，
如僅刨除原路面 5 公分瀝青混凝土後再鋪設 5 公分 SMA，恐仍無法 將損壞部份完全修復，而達到預期的效果。故本路段決定以刨除 10 公分原路面瀝青混凝土後，先鋪設 5 公分一般密級配瀝青混凝土，
再鋪設 5 公分 SMA。依上述鋪設方式，估算本鋪設工程計須刨除原 路面 AC 計 1,600 立方公尺，鋪設一般密級配瀝青混凝土約 1,800 公 噸，鋪設 SMA 約 1,800 公噸，噴灑黏層 32,000 平方公尺，並以此數 量編製預算。經採公開招標方式，由穎昌工程公司得標，並由該公 司委託中華大學辦理配合設計及品質管理之工作。
發包後承商得標之密級配瀝青混凝土單價為 1,007 元，SMA 之 單價為 1,765 元，SMA 之單價約為密級配瀝青混凝土單價之 1.75 倍。由於 SMA 須加入流失抑制劑、較多礦物填縫料、且對於骨材品 質之要求較嚴格，使用之瀝青膠泥量也較一般瀝青混凝土為多，故 其單價比密級配瀝青混凝土為高。國外 SMA 的建造成本約為一般瀝 青混凝土的 1.2~1.3 倍，而本工程之 SMA 與密級配瀝青混凝土差價 較大，究其原因，SMA 在國內之使用尚屬推廣階段，一般主辦單位 會考量廠商對此施工方式較為生疏，參與競標廠商可能較少，因此 在預算單價編列上較為寬列；加以競爭廠商少，故使得價格有偏高 的情形。但預期在大量推廣後，廠商施作經驗較豐富，投標競爭廠 商也較多後，將有助於單價的降低。
3-2-2、材料選擇與試驗
因 SMA 混合料對粗、細骨材之品質要求較高，且在材料組成上