第二章 文獻回顧
2.2 鋪面表面紋理
2.2.1 鋪面紋理指標
不同的紋理檢測技術轉換成不同的鋪面紋理指標，目前常見而且已有規範規 定的鋪面紋理指標有｢平均紋理深度（Mean Texture Depth, MTD）｣以及｢平均剖面 深度（Mean Profile Depth, MPD）｣，這兩個指標皆為代表粗質紋理的指標，以下 將分別介紹這兩種指標的相關檢測技術、計算程序，以及指標間轉換的公式。
一、平均紋理深度，MTD
當量測紋理的方法為利用直接接觸式的量測紋理時，像是用細砂或是油脂將 鋪面紋理填滿，量測得之結果可轉換為 MTD，目前常用的兩種接觸式量測鋪面紋 理技術，一為 ASTM E965-96 [15]規範中所使用之｢鋪砂法｣，另一種是美國聯邦飛 航總署（Federal Aviation Administration, FAA）
[16]所使用之｢鋪油法｣。在丘宜謙[6]
的研究中，實地利用以上兩種方式量測鋪面紋理後，發現皆有其不易施測之處，
因此參考兩者之檢測原理與方法後，將試驗方式作些微改變，自行發展｢改良式之 鋪砂法｣。
鋪砂法（Sand Patch Method）的量測程序已經美國測試暨材料學會認證通過，
列於 ASTM E965-96 中，鋪砂法是使用至少 90%通過 60 號篩網但留在 80 號篩網 之細砂，作為填充用砂。首先選定一塊乾燥、均質且無裂縫之測試表面，以刷子 將表面異物或粒料碎片清除，在周圍放置擋風板，再將砂注入已知容積（V）之圓 柱容器中，填滿之，容器至少 25000 mm3。將砂由容器中倒於施測表面，以一圓餅 狀硬橡膠將砂以圓形方式塗佈，直到橡膠底部碰觸施測表面為止，將鋪面空隙填 滿至粒料頂端，接著量測塗佈圓形區域之直徑（D），計算標準砂涵蓋面積，如圖 2.9 所示，將直徑與容積代入式 2-1 即可得平均紋理深度[15]。
（式 2-1）
MTD 為鋪面表面平均紋理深度，mm。
V 為試驗砂使用總體積 mm3。 D 為覆蓋面積的平均直徑 mm。
4 D2
為試驗砂之鋪蓋面積，平均紋理深度為試驗砂總體積除以覆蓋面積得 之。
圖 2.9 ASTM 鋪砂試驗法平面示意圖[15]
油脂法與鋪砂法的原理類似，其操作方法為先將油脂注入一容積為 15 c.c.之套 筒，填滿並避免油脂中產生氣泡。另於待檢測區域貼上兩條間隔 10 cm 膠帶，以 活塞棒將套筒內油脂推出至鋪面，再使用橡膠滾輪將油脂塗抹均勻，並沿著膠帶 量測塗抹油脂之長度，如圖 2.10 所示，即可得塗抹區域面積，最後以式 2-2、式 2-3 計算平均紋理深度[16]。
紋理深度 使用油脂體積
油脂覆蓋面積 （式 2-2）
平均紋理深度 各試驗紋理深度總合
試驗次數總合 （式 2-3）
(D)
圖 2.10 以滾輪塗抹油脂於鋪面並量測其長度[16]
因鋪砂法有難以塗佈成正圓形，人為影響紋理深度計算的缺點，而鋪油法有 操作費時、清理不易，且容易因油脂沾黏於滾筒上而高估紋理深度的缺點，因此 丘宜謙[6]的研究中將鋪砂法的量測方式稍作改良，發展出改良式鋪砂法。原理如 圖 2.11 所示，在待測區域表面放置一固定面積（20cm×10cm）之壓克力框，於框 內鋪上過篩後之試驗砂，且以目視確認刮至表面平整，待方框內範圍均被砂填滿，
記錄剩餘用砂，將鋪面清理乾淨，鋪面平均紋理深度以式 2.4 計算之。
（式 2.4）
D：鋪面粗質紋理平均紋理深度，mm。
V1：原針筒內砂量，c.c。
V2：檢測後針筒內剩餘砂量，c.c。
圖 2.11 改良式鋪砂法示意圖[6]
以下分別就丘宜謙研究中探討檢測料取得、裝填、塗佈以及清理和檢測時受
二、平均剖面深度，MPD
利用非接觸式量測紋理儀器測得之紋理剖面，依據 ASTM E1845 或是 ISO 13473-1 規範中計算平均剖面深度（Mean Profile Depth, MPD）的方法，計算該鋪 面之紋理深度值。根據 ASTM E1845 規範中計算 MPD 的方法如圖 2.12 所示，其 步驟如下[17]：
圖 2.12 MPD 的計算[17]
1. 前置作業：將紋理剖面資料去除岐異點（outliers）、低通濾波濾除波長小於 2.5 mm 之雜訊。
2. 坡度整平：進行高通濾波去除波長大於 100 mm 之坡度的影響。
3. 資料分段：每 100 mm 長為一段，稱為一個｢基礎長度（base length）｣.
4. 挑選峰值：先把 100 mm 長的一段各分成 50 mm 長的兩半，每一半各挑出剖面 中最高的點當作峰值。
5. 計算 MPD：每一段中，兩半的峰值平均值減掉基礎長度中的平均值後即為平均 節塊深度（Mean Segment Depth, MSD）。各段算出來的 MSD 可以依照所要估 算的長度取平均後的值為 MPD。
由於 MTD 是被公認的紋理深度指標，因此 ASTM E1845 和 ISO 13473 規範中 提及如何將測得的平均剖面深度 MPD 利用線性轉換成平均紋理深度 MTD，而規 範中將測得的 MPD 轉換成 MTD 稱為估計紋理深度（Estimated Texture Depth, ETD）。
轉換的公式如下所示：
ETD=0.2+0.8MPD (mm) ETD=0.008+0.8MPD (in)