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2-2 挖掘道路路面結構強度分析

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Academic year: 2022

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第一章 緒論

1-1 研究動機

隨著國內經濟日益繁榮,人民所得日漸提升,追求高水平生活也 相對提高,而公共工程建設為提升生活品質中不可或缺之一環,其工 程品質之良窳攸關政府形象及人民生命財產,極為重要。

近年來工程技術快速發展,道路之設計、施工由各道路主管機關 訂定完整技術規範,使得道路工程能順利進行。但道路於新闢或拓寬 完成後,因管線埋設、維修、遷移等需對道路進行挖掘、回填造成路 面凹凸不平,不但降低原道路設計之服務水準且對民眾生活形成不 便。目前台灣地區之道路挖掘管線回填尚無統一設計、施工標準作業 規範〔1〕。為改善民眾生活品質,維護政府形象,制定管線挖掘回填 設計、及維修方法等施工標準作業規範來落實施工作業實為當務之 急。

1 - 2 研究目的

本研究的主要目的為制定管線挖掘回填施工標準作業規範,建立 挖掘道路維修管理方法,及公共設施管線資料庫管理系統,以及現有 挖掘道路維修問題分析。提供政府及工程相關單位,於執行道路管線 作業程序及挖掘回填工程作業過程中,有關工程設計、施工技術之標 準作業程序規範。

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1-3 研究內容與方法

一.台灣地區地狹人稠,電力、瓦斯、自來水等管路受到用地取得的 限制,因此往往利用公路路面進行埋設與接管,以達到民生的需 要。然而路面結構的強度損失往往是因為挖掘道路的工程所造成 的,原因除了對路面結構完整性產生破壞外,再者就是施工回填 時品質管控的不良所產生的影響。

本文根據公路局中壢工務段所提供之挖掘道路實際案例,利 用ARAN檢測車進行挖掘道路路面服務性指數評估及進行F WD撓度觀測分析挖掘道路路面結構強度,並利用本研究所建立 之評估模式進行分析,藉以了解挖掘道路工程對路面結構強度的 影響程度以及提供一個有利的方式對挖掘道路的工程品質進行 管控。

二. 目前台灣地區之道路挖掘管線回填尚無設計、施工之統一標準 作業規範,有鑑於此,擬定挖掘道路施工技術規範。

本規範擬定共分十個部份,1.總則,2.施工前準備工作,3.標 定管溝位置及切割路面 4.挖掘管溝,5.棄土處理,6.檢查管溝 位置及深度,7.回填作業,8.臨時路面修復作業,9.路面修復 作業,10.驗收等加以探討分析。

三. 地下管線工程必須在施工前進行既有管線之調查工作,然而目 前這項工作在國內是否能確實執行仍令人質疑,其主要在於各地 下管線竣工圖資的正確性無法確認,且其表示方式,採用之比例 尺均無統一規格,管線套繪流於形式的作業,挖損地下管線致工 安事件層出不窮。

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本研究為有效提升道路管線管理效率,研擬成立地下管線資料管 理中心,透過地理資訊與電腦網路技術之應用,管理龐大的道路 及管線屬性與圖形資料庫,提供道路管理機關、管線單位及施工 單位有關道路暨公用管線空間分佈資訊,並配合道路申請與許可 業務電腦化之進行。

1-4 研究流程

研究流程如圖 1-1 所示。

文獻回顧

現況問題 規範探討施工技術

結構強度

維修策略

挖掘道路維修問題分析

法規面 政策面 執行面 需求面

挖掘道路路面成效評估

挖掘道路維修策略探討 路 況

調 查

路面結構 強度分析 路面服務

指數評估

公共設施管線 資料庫的建立

路 況 調 查

維修管理系統 的建立

預測研究成果

結論與建議

圖 1-1 挖掘道路維護管理方法研究流程圖

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第二章 台灣地區挖掘道路現況分析

2-1 台灣地區挖掘道路現況

台灣地區因各管線單位為積極擴展自身業務、加強服務用戶或 配合各種建設實施管線地下化工程等目的,經常向道路主管單位申 請挖掘道路,辦理各項管線埋設工程,致使道路挖掘情形頻繁,造 成道路交通的干擾及降低道路路面的服務年限。而且都市道路一經 開挖即形成弱面,雖予補築路面,並管制壓實,但因新舊路基及路 面非一體成型,易導致不均勻應變,對路面之傷害程度相當大,尤 其是在下雨過後,管溝部份經常下陷,道路上佈滿坑洞,處處陷阱,

交通事故頻頻發生,且道路挖掘位置遍及各處,管制人力又不足,

使得道路品質難以維護,導致產生下列種種問題〔2〕:

2 -1 -1 道路挖掘施工浮濫

1.缺乏強而有力之整合與政策制度之導引。

台灣地區道路挖掘埋設管線管理辦法或作業程序,並無統一標 準,且其法源依據也有不同就以台北市道路挖掘埋設管線管理辦 法與台中市道路挖掘埋設管線管理辦法,高雄市道路挖掘埋設管 線管理辦法及公路局道路挖掘埋設管線管理辦法為例,雖是大同 小異,但無強而有力之整合統一國內各單位的標準作業程序,及 一套完整而通用的管理辦法,以使相關單位能夠有統一的法令政 策導引可供依循,以致目前各管線單位挖掘道路施工浮濫,嚴重 破壞道路的平整,進而影響大眾的行車安全與生活品質。

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2.本位主義作祟

台灣地區地下管線單位絕大部分均以事業單位姿態出現,因此追 求盈餘為該單位之必要目標,而其投資一般均以其本身利益為 主,至於對於大眾之間接成本則較易被忽略,其投資也不熱衷,

且各單位法令不一,另一方面因國內大部份都市均未建立共同管 道,都市又有管線之需要,使得挖掘頻率及面積均相對增加,且 超挖情形嚴重,造成市區道路及路面養護品質低落 。

3.都市發展甚為快速

台灣地區土地資源有限,又因各大都市均為當地商業及經濟中 心,人口集中,對於公共設施之要求甚為殷切,為紓解人口壓 力及追求生活居住品質,市區建設必須配合擴充,而事業管線 下地之原則亦應遵守,因此挖挖補補似乎永無寧日。

2 -1 -2 道路挖掘修補品質低劣

1.路面龜裂(Crack)或路基沉陷(Depressions)

道路管溝挖掘後,所回填材料不佳或壓實不足,導致路面 龜裂或路基沉陷,尤其在開挖寬度 1.25m 道路尤為嚴重,常因 回填材料於短時間內沉陷引起裂縫,或受雨水侵入降低道路強 度,並漸擴大為結構性之破壞,另外,在人、手孔或公共設施 附近,由於瀝青混凝土和鋼筋混凝土或鋼板、鑄鐵板界面不 同,易引起瀝青混凝土路面坑洞(Pot Holes)、龜裂(Crack)

或其他路面損壞現象。

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2.路面不平坦

切割路面導致路面結構及觀瞻破壞,恢復後路面與原路面 不齊平,形成路面不平坦,導致行車不舒適。

3.路面掏空

新設或維修管線時,通常無法適切的就其切割區開挖,在 切割線外之路面常有掏空情況發生,而此一現象會常因車輛輾 壓而造成路面之破壞。

4.路面壽命減短

一般在挖掘道路回填作業中,對新舊瀝青混凝土之施工作 業,只能稱為暫時性修補,其所在之裂縫往往成為雨水入侵之 捷徑,使路面結構強度下降,致使用壽命減短。根據美國布靈 頓市(City of Burlington ,Vermont),採用美國陸軍工程評量 之路況指標 PCI(Pavement Condition Index)之測定研究指 出未經開挖之街道的服務年限約為 18.5 年,而經開挖回填後,

其壽命僅為 10.9 年〔3〕。

5.養護品質不佳

由於市區道路交通量大,道路挖掘常顧及交通需求須能及 時恢復,養護時間短,草草施工及收工,導致養護品質不佳。

6.施工品質不一

挖掘道路所造成之損壞,通常因管理及施工品質不一所造 成,一般管線挖掘後之修護方式有自行及代為修護兩種,但因 各施工單位之修護標準不同,造成施工品質不一,再加上未申

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請而擅自挖掘者等,均是管理上之缺失。

7.路面凸起(Upheaval)

由於管溝回填壓實不易,修護人員為避免爾後管溝下陷,

因此在回補瀝青混凝土時預留下陷高度,回填初期車輛行駛其 上會產生激烈跳躍,設若該等路面回填時壓密較為確實,則該 凸出部份無法下降,其缺失永難消弭。

8.路面坑洞(Pot Holes)

由於管溝所回填之瀝青混凝土品質不良或溫度太低等壓實 度不足現象,或因瀝青混凝土厚度不足,開放通車後易因承載 力不足而產生路面坑洞。

9.反射裂縫(Cracks)

反射裂縫主要發生於管線支承強度不足,當重車通行時,

由於管道強度不足產生彈性變形造成路面呈現帶狀之龜裂現 象,此現象一般發生於快車道下設有大型事業幹管(自來水幹 管)者。

2-2 挖掘道路路面結構強度分析

2-2-1 路面強度分析方法

目前針對挖掘道路進行強度分析並無明確的文獻資料可循,但 是依照傳統的柔性道路強度分析方法,可以對挖掘道路強度進行分 析。柔性道路路面在設計年限以前破壞,常常因為是鋪面結構某層

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或是多層結構間強度的損失所造成的。而道路管線鋪設所導致的挖 掘更是造成道路強度降低的一大殺手,尤其是挖掘道路施工後回填 夯實度不夠或偷工減料, 導致路面產生凸凹不平及路基沈陷等問 題,更加速了柔性路面破壞的速度。

評估路面鋪面各層承載力最直接的方法就是於鋪面上直接進行 鑽心取樣,然後在實驗室進行各項實驗,但是此方法費時耗財,更 重要的影響鋪面整體的完整性及系統強度,造成服務度降低。而且 鑽心是屬於破壞性試驗,鑽心後的坑洞不易修補,對於原本已經強 度降低的挖掘道路更是不適。

而目前進行的非破壞性試驗中主要為利用撓度儀進行路面強度 的評估。然而撓度指標法並無法研判路面強度減弱位置及提供及時 的預警功能,而利用撓度進行回算(Back Calculation),以求得各層彈 性模數,乃是一個較為簡便快速能明確暸解鋪面層狀強度的方法。

因此使用撓度儀進行撓度回算,為一個較有效率之鋪面成效判斷 法,且能得到較多的鋪面資訊。

2-2-2 現場直接鑽心取樣(破壞性實驗)

此種試驗的步驟乃必須先予試驗的路段,事先安排好欲鑽取試 體的點位,其抽樣方法有很多種方式,唯以隨機抽樣原則,使鑽取 的試體具有路面現況的各種代表性等。

再者就是試驗室中的評估試驗,根據美國材料協會制定之規範 ASTM D4123 美國公路及運輸官員學會於 1986 年發行之鋪面結構物

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設計指引,以回彈模數為設計路面厚度參數;因此也可以此試驗方 式來評估舊有鋪面的結構狀況。因為疲勞年限隨著瀝青混凝土之回 彈模數值增高而延長,太高的回彈模數值則是對溫度龜裂較為敏 感,太低的回彈模數值則易引起路面車撤,所以如何判斷現有柔性 路面的回彈模數值的影響,值得土木工程師深入探討的。

本試驗的英文名稱為 Indirect Tensile Resilient Modulus Test 或 Diametrical Resilient Modulus Test 為一種動態的試驗方式,回彈模數 (Mr)值可用於評估不同材料間相對的品質作為路面厚度設計評估與 分析之資料,也可以用於研究溫度、荷重大小、作用速率、加壓時 間(Rest Time)對材料特性的影響。因為試驗本身為破壞性,因此能夠 重複使用同一試體。此方法對於材料不具規範作用。試驗詳細的方 法可參考 ASTM D4123。

2-2-3 路面結構撓度法分析模式(非破壞試驗)

以非破壞性試驗評估路面各項之特性的構想,在 1838 年便已經 誕生,當時美國加州公路分局係以電位計之變化,量測實際道路因 卡車載重所造成之變位。1940 年末期發展出至今仍廣泛使用的彭科 曼樑(Benkelman Beam),其後所有半靜止(Quasi-Static)撓度量測儀器 都是沿用相同的概念。1960 年代初期發展出動力載重撓度法,最早 係一靜止載重上附上一振動力,以造成表面撓度;接著發展出單ㄧ 衝擊式載重之落捶式撓度儀(Falling Weight Deflectometer)〔4〕。對於 非破壞性驗驗的發展在過去十年中,由於電子科技的進步,使得路 面的量測技術也有顯著的進步。以非破壞性試驗應用於評估路面結 構的作業具有以下優點:

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(1) 快速 (2)準確 (3)擾動小 (4)成本小

非破壞性路面結構評估內容,包括量測路面撓度,並以此撓度 推測現場材料性質和路面結構的力學行為,由於此方式具有維持現 有鋪面完整且量測迅速等特點,目前已成為鋪面結構調查方式的主 流。對於路面結構評估進行所使用的非破壞性試驗方式,由於量測 試驗技術的不同,可分為四大類:

(1) 靜力撓度試驗(Static Deflection)

(2) 穩定動力撓度試驗(Steady State Dynamic Deflection) (3) 衝擊荷重變形試驗(Impact Load Response)

(4) 波傳遞試驗(Wave Propagation)

非破壞性撓度試驗法,主要目的是作為評估鋪面結構或路 基承載力,以推估鋪面的剩餘壽命或當加鋪厚度設計時所需資 料,作為鋪面養護時策略研擬的依據。針對現場儀器測得撓度 值,在演繹分析上大致以下兩種方法進行資料處理:

1. 撓度指標法(Deflection Index Method) 2. 應力分析法(Stress Analysis Method)

前者以經驗公式及統計分析理論進行定性判斷;後者則是建立 於力學分析與數學模式上。一般認為,使用撓度指標評估路面結構 較回算法簡單方便,但僅做定性判斷。分析結果除了評估路面結構 現狀外,對於養護管理工作,多半只能提供是否該進行養護決策之 參考,難以協助養護管理策略之訂定。回算法則是屬於定量分析,

分析結果可清楚呈現路面各層結構強度狀況並可作為日後加鋪設計 之參考,然回算之過程繁複費時。

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2-3 挖掘道路平坦度量測

國內目前對於平坦度之觀測,常用的儀器有〔5〕:

1. 三公尺長之直規或手提直規(Straightedge) 2. 直規型高低平坦儀(Hi-Lo Detector)

3. 多輪自動記錄平坦儀(Profilometer)

4. 美國公路官員協會(AASHO)坡度平坦儀(Slope Profilometer) 5. 喬恩平坦儀(CHLOE Profilometer)

6. 通用汽車平坦儀(General Motors Cooporation) 7. 路面粗糙儀(Roughometer)

8. 路錶(Road Meter)

因此其表示路面平坦度的方式有〔5〕:

1. 標準差(Standard Derviation),σ 2. 縱斷面指數(Profile Index),Pr I

3. 總累積粗糙度(Total Cumulative Roughness),TCR 4. 粗糙度指數(Roughness Index),RI

5. 縱坡變化率(Slope Variance),SV

2-4 挖掘道路維修方法探討

2 - 4 - 1 現行作業程序檢討

台灣地區道路挖掘埋設管理辦法或作業程序並無統一標準,以公 路局及台北市政府為例就不相同,我們可以利用本次之研究收集各單 位之標準作業手冊,然後加以研擬出一套標準化作業模式。

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挖掘道路中以回填夯實作業影響工程品質最大,各單位之規定 又各有不同,故針對各道路挖掘、回填注意要點規範做比較如下表:

表 2-1 各單位道路挖掘、回填注意要點規範比較〔1〕

單 位 回 填 夯 實 施工長度限制 高雄市政府 回填機軋級配料分層壓

實 每 層 厚 度 不 得 超 過 15cm

壓實至最大密度百分之九十 以上

台北市政府 分層夯實厚度其使用機 器者每層最厚度不超過 30cm,使用木樁夯實者不 得超過 20cm

壓實至最大密度百分之九十 五以上

每次不超過 100m

台 灣 省 公 路 局養護手冊

以砂石或砂回填,最上層 30cm 需回填碎石級配回 填過程應按規定施工分 層(不得超過 30cm)灑 水滾壓

以搗固機等確實壓實,壓實 度不得低於百分之九十

市區最長 200m郊區 最長 500m,必要時 得再縮短

台灣省住宅 及都市發展

保護層以粗砂回填其他 以碎石級配回填

依施工規定夯實 每次最多 200m,必 要時得再縮短 台中市政府 每層厚度不得超過 30cm 壓實至最大密度百分之九十

以上

每次不得連挖 150m 以上

公路局工程 規範

最大壓實厚度不得超過 30cm(通常鬆舖厚度為壓 實厚度所用粒料最大標 稱尺寸兩倍)

基層壓實至少達依 AASHTO T180 方法試驗再以 AASHTO T224 方法校正所得最大乾密 度之百分之九十五以上底層 壓實度達百分之九十八以上

2 - 4-2 道路挖掘維修施工說明書之修訂

所謂施工說明書係由設計者所定,其目的在於促成承包商完成設 計者之意願與構想之結構物,更是甲乙雙方施工作業之準則與憑據。

為此,施工規範必須依照設計方法之原則、規定及衡量當地環境因素 而定。雖然一般公路工程施工說明書內容詳盡,但挖掘道路的施工說

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明書交待不詳細,故可藉由本次研究修訂適合國情的施工說明書。

2 - 4 - 3 檢驗與驗收標準釐訂

可採以核子密度儀檢測夯實度,撓度儀檢驗路面結構強度,平坦 儀檢驗路面服務水準及平坦度,並釐訂各項檢驗標準〔1〕。

1.利用核子密度儀可迅速求出路基之工地密度,試驗值可作為工地 決定滾壓次數之依據,尤其是試舖路段用它更為方便。

2. 以撓度儀檢驗路面結構強度,評估既有舖面之方法有破壞性與非 破壞性兩大類,前者以鑽取試体、挖掘路面之面層至路基,後者 以靜態及動態儀器作試驗,本次以非破壞性檢驗,非破壞性之撓 度試驗於舖面面層上施測居多,其目的在於評估現有舖面之總強 度,可作為加舖設計之依據,或研究路面、舖面等成效如何之憑 據。

3. 以平坦儀檢驗路面服務水準及平坦度,因為路面凹凸不平,致使 車輛顛簸,不但速度受限,亦讓人感觸不適等等,所以當路面平 坦度出了問題,就需要以平坦度試驗值予以評估,路面厚度設計 基本因子之路面現況效用指數,其計算因素之一為平坦度;國內 因為維護或新工時未能注意平坦度,常常為用路者所詬病,所以 建議使用平坦儀檢測平坦度。

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第三章 現有挖掘道路維修問題分析

3-1 政策面

3-1-1 台灣地區目前相關挖掘道路管理辦法

目前台灣地區尚無統一的挖掘道路埋設管線管理辦法,茲以台 北市道路挖掘埋設管線管理辦法與台中市道路挖掘埋設管線管理辦 法以及高雄市道路挖掘埋設管線管理辦法及公路局道路挖掘埋設管 線管理辦法為例,探討目前挖掘道路相關管理辦法。

表 3-1 台北市、台中市、高雄市、公路局管理辦法 〔8 〕、〔9 〕、〔1 0 〕、〔11 〕

台北市管理 辦法

台中市管理 辦法

高雄市管理 辦法

公路局管理 辦法 第一章 總則 總則 總則

第二章 一般性道路 挖掘

一般性挖掘 申請許可

第三章 緊急性挖掘 緊急性挖掘 施工管理 第四章 計畫性挖掘 計畫性挖掘 附則 第五章 附則 附則

護管理手冊

挖掘道路作業程序暨養

根據上表所示,基本上各單位的道路挖掘管理辦法是大同小異 的,主要分為一般性挖掘道路、緊急性挖掘道路以及計畫性挖掘道 路三部份,而高雄市管理辦法中,在施工管理中則簡化了以上一般

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性、緊急性以及計畫性挖掘道路的部份,但內容還是包含這三部份 的內容。所以綜括以上的內容,我們可以發現,雖然各縣市單位對 於挖掘道路的管理辦法各有不同,但是其內容卻是大同小異,相去 不遠的。所以建議可以統籌國內各單位的管理辦法,訂出一套完整 而通用的管理辦法。

3-1-2 挖掘道路政策之建議

1. 政府應及早訂定有關道路挖掘埋設管理辦法或作業程序的 統一標準。以使相關單位能夠有統一的法令政策可供依循。

2. 道路挖掘管理應訂有較完善的修復作業驗收標準,以防止挖 掘道路因回填不實、偷工減料等因素導致路面破壞或是影響 道路使用年限及安全性。

3. 政府應於建立標準的作業程序後,經常性的邀請相關單位工 務、設計或維護等部門或承包廠商等進行挖掘道路作業的示 範觀摩,共同研擬挖掘道路的工程技術。藉機會提升各管線 單位對路面修復的重視以及承包商對挖掘道路修復工程正確 觀念。

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3-2 法規面

3-2-1 台灣省挖掘道路作業法源依據

台灣地區道路挖掘埋設管理辦法或作業程序並無統一的標準,

其法源根據也有不同,但各縣市挖掘道路管理辦法或作業程序皆有 其依循的法令,以下茲以公路局的作業程序為例。

根據公路局挖掘道路作業程序中,挖掘道路作業法源依據有:

(1)公路法

(2)公路用地使用規則

(3)行政院公共設施管線工程挖掘道路注意要點 (4)道路交通管理處罰條例

(5)台灣省市區道路管理規則 (6)申請挖掘道路注意事項

3-2-2 挖掘道路有關法令規定

(1) 公路法第七十二條。擅自挖掘、破壞公路用地,或毀損其設 施者,處五千元以上五萬元以下罰鍰;公路主管機關並應責 令回復原狀、償還修復費用或賠償。公路計畫用地,經公告、

立定界樁並禁止或限制建築後,仍擅自建築者,由公路主管 機關會同有關機關拆除之。

(2) 公路法第七十八條。本法規之罰鍰,由該管公路主管機關處 罰。並得於執行無效時,移交法院強制執行。

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(3) 公路用地使用規則第十條。因公路興建、改善、拓寬或交通 安全需要,需將公用或公有設施遷移時,使用人應立即予以 配合,有關配合管線遷移費用,依下列規定:

1. 辦理國道及省道公路工程時已有管線必須永久遷移者,其 所需費用,依原設計標準,按新設經費減去拆除材料折舊 價值後,應由管線單位負擔三分之二,公路施工單位負擔 三分之一。

2. 附掛於前款公路上橋樑之管線,遇有橋樑拓寬或改建,管 線單位應負擔全部遷移費用,配合施工。

3. 辦理第一款公路以外之公路工程時,既有管線必須永久遷 移者,管線單位應立即予以配合,並自行負擔全部遷移費 用。

4. 遇有管線屬臨時遷移時,或輸配水管不須遷移,其產權屬 用戶所有之給水管線遷移時,由公路施工單位全額負擔遷 移、搶修費用。

前項第四款所稱臨時遷移係指既有管線影響公路工程施 工,需予遷移,限於工地環境,需辦理一次以上之遷移作業 時,其最末一次以前之各次遷移。臨時遷移由管線單位負責 設計、施工為原則,並應配合公路工程施工適時辦理;必要 時可協調委由公路施工單位代辦設計施工。管線單位如有擴 充其容量或補強換新者,其擴充及補強換新部份所增費用由 管線單位負擔。

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第一項設施之遷移,公路主管機關應於實施年度前,通 知使用人估計所需費用並編列預算辦理,如屬急需要工程,

不及編列預算時,得由公路主管機關先行墊款,再由使用人 列入下年度預算歸還。

(4) 公共設施管線工程挖掘道路注意要點第十一點。

第七點 第八點三年內不得因管線工程挖掘道路之規定,左 列情形不受其限制:

1.與國家重要建設有關之管線工程。

2.已有管線之修理工程。

3.重大軍事管線工程。

4.沿該道路橫向或直向至人(手)孔之用戶聯接管線工程及其 附帶直向人行道聯接管線工程。

5.道路交通號誌之有關管線工程。

6.為完成區段性之管線系統所必須辦理之管線工程。

(5) 道路交通管理處罰條例第八十二條。有左列情形之一者,除 責令行為人即時停止並消除障礙外,處行為人或其雇主四百 元以上八百元以下罰鍰:

1.在道路堆積、放置或拋擲足以妨礙交通之物者。

2. 在道路兩旁附近燃燒物品,發生濃煙,足以妨礙行車視 線 者。

3.利用道路作為工作場所者。

4.利用道路放置拖車、貨櫃或動力機械者。

5.興修房屋使用道路未經許可超出限制者。

6.經主管機關許可挖掘道路而不樹立警告標誌,或於事後未

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將障礙物清除者。

7.擅自設置或變更道路交通標誌、標線、號誌或其類似之標 識者。

8.未經許可在道路設置石碑、廣告牌、繡坊或其他類似物者。

9.未經許可在道路舉行賽會擺設筵席、演戲、拍攝電影其他 類似行為者。

10.在公告禁止設攤之處擺設攤位者。

(6) 台灣省市區道路管理規則第三十九條。申請挖掘道路者,應 繳納路面修復工程費,由管理機關代為修復。

經核准修復者,應於完工後即時辦理,並負責保固一年。

(7) 台灣省市區道路管理規則第五十一條。設置地下管線、共同 管道、人行地下道、地下商場、地下室及地下停車場等設施 者,應於施工前三十日向管理機關申請許可,但災害搶修及 其他緊急工程,得於通知當地警察機關及管理機關後施工,

並於施工內三日內補辦申請許可。管理機關收到前項申請書 件翌日起,應於十日內審查完竣,將審查結果通知申請人,

准予施工者並應發給許可證,副知當地警察機關,但施工期 間須管制交通者,應會同警察機關審查,並應公告。申請人 應於施工時設置警告標誌,竣工後應將路面修復請管理機關 驗收。管理機關應於接獲報驗日起五日內驗收,並將結果通 知申請人,驗收合格始得拆除警告標誌。

3-3 執行面

有關挖掘道路作業等執行方式,目前由於無統一的作業規範,

各縣市、各單位的挖掘道路作業規範詳見於各縣市挖掘道路的規範

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中。以作為各縣市、各單位挖掘道路作業時的執行依據。茲列公路 局申請挖掘注意事項以及台電管路工程施工說明書於下:

3.3.1 公路局申請挖掘注意事項

一、使用公路用地修建地下管線工程請依照「公路用地使用規則」

「道路交通管理處罰條例」及「道路交通安全規則」等各項有 關規定。

二、申請挖掘道路須填寫本申請書一式五份,經公路局同意後,二 份發還申請人(其中一份由申請人逕送當地警察機關查照),其 餘三份由公路局存轉。

三、管線單位應切實按照核定時限施工,如因特殊情形未能如期施 工,需將變更後施工日期通知公路局經同意後再行施工,否則 以未申請許可,擅自挖掘道路處罰。

四、施工中之管線埋設工程,公路局如認為必要暫時停工時,管線 單位,不得拒絕。

五、申請挖掘道路案件,除例行之接水、接電、瓦斯及緊急需要者 可由公路局工務段逕行同意外,其餘均應由工務段於當日轉報 工程處,工程處應在三日內函覆申請單位。

六、申請挖掘道路以全線一次申請,分段限制長度施工,市區及交 通繁忙地段最長以二○○公尺為限,郊區地段最長以五○○公 尺為限,必要時得再縮短之,每挖掘一段後必須整修完成經公 路局會驗合格後,方可繼續挖掘次一路段,否則以未申請許可 擅自挖掘道路處罰。

七、挖掘道路除特殊狀況經公路局同意得於日間施工者外,均應於 夜間施工(次日早上六時前應將路面整理通暢)。

(21)

八、挖掘道路其總深度在 1.5 公尺以內者,其開挖邊坡按 1:0.15 斜率計算,另每邊各加十公分計算其挖掘路面寬度(詳申請書 附圖)並繳納費用,完工後會勘丈量挖掘路面寬度,如超過申 請挖掘面積時管線單位應於三天內補繳,挖掘路面寬度如未達 六十公分時以六十公分計價收費,其挖掘總深度超過 1.5 公尺 者由公路局另行協調處理。

九、管線埋設位置應在道路橫斷面圖上標明並嚴格執行,如有變更 應經公路局同意後辦理,否則如因道路改善而受損時由管線單 位自行負責。

十、管線埋設深度,其管頂至路面之距離在快車道不得少於一.二

○公尺,慢車道不得少於一.○○公尺,人行道不得少於○.

五○公尺,地形情況特殊經加作 RC 保護管線可減至○.三○公 尺。

十一、臨時搶修管線需挖掘道路或橫越道路時,應舖蓋至少三公分 厚之條紋式鋼板,以維持交通。

十二、埋設管線挖出之廢土,不論土質如何均應隨挖隨即運離工地,

並以砂石或砂回填,但最上層三十公分必須填碎石級配料,回 填過程應按規定施工,即應分層(不得超過三十公分)洒水滾 壓(用壓路機、電動機或搗固機)其壓實度不得低於百分之九 十,並加舖三公分厚瀝青混凝土簡易路面,完工後通知公路局 工務段會勘,驗收合格後由公路局工務段修復路面,在未曾會 勘認可前,管線工程有關挖掘道路路段之養護及交通安全,仍 應由管線單位負責,如因而發生國家賠償案件均應由管線單位 負責賠償。

十三、挖掘道路施工導致公路損壞,或損壞其他管線,或因安全設施 不當導致交通事故,應即通知有關單位搶修或處理,除應負責

(22)

所需修護費用外,其善後事宜概由申請單位逕行協調處理,並 負全部責任,與公路局無關。

十四、道路快車道應避免挖掘,如屬必須挖掘埋管時,不論原路面 新建或封面年限多長,除其挖掘部份按原路面厚度及低層計收 修費,應加收全幅路面五公分厚度之封層費用,如路中央設有 分隔島者,以分隔島為界。

十五、自來水管道須在道路兩側同時埋設,以免接支管時橫過道路 挖掘快車道。

十六、挖掘道路應以切割機切割路面,挖掘機限使用輪胎式,以免 損壞公路路面,如有損壞其修復費用應由申請單位負擔。

十七、通過市鎮街道,或路基陝地區,或重要公路挖掘道路施工時,

應事先召集有關單位開會協調處理。

十八、公路局加封路面時,管線單位應無條件配合提升所屬人(手)

孔(鐵)蓋與新舖路面齊平。

十九、挖掘道路施工時,如涉及私有土地產權問題,應即停止挖掘,

由申請單位負責協調解決後再行施工,不得以公路局已許可挖 掘而推諉或侵犯私權。

二十、管線埋設位於開工前,應將全線交通安全設施及施工設備等 備妥(如切割機、挖掘機、搗固機等)並會公路局工務段檢查 合格後方可施工,並於施工地段起訖點處設置公告牌,內容包 括施工單位名稱,承包商、預定開竣工日期,施工單位電話及 核准文號等。

二十一、施工地段標誌及號誌,應遵照交通部「道路交通標誌標線號 誌設置規則」有關規定設置「標誌力求鮮明顯目夜間加設閃光 燈,紅燈或貼反光紙」完工後經主管公路單位驗收合格七天後 其安全設施始可撤除。

(23)

二十二、管線單位保固期二年,二年內如因挖掘部份未夯實致路面下 陷,管線單位應負責重新施作費用,如因而發生損害事件,

由管線單位負賠償責任。

二十三、管線單位完工後依規定確實回填做好假修復外,並應就原有 標線先行以反光油漆劃設,以利民眾遵循暨執法依據。

3-3-2 台電管路工程施工說明書

一、地下配電管路施工法之分類:

地下配電管路標準施工法共分下列二種:

1.混凝土管路施工法:係指管路澆灌混凝土保護方式,適用 於重車輛通行之道路,商業區及易受挖損之場所等,不論 高低壓管路一律澆灌混凝土保護之。

2.直埋管路施工法:係指不加混凝土保護之管路直埋方式,

適用於十公尺(含)以下之道路,高壓管數在四管以下或其 他無重壓力場如:人行道、綠地及新開發之社區等場所。

3.電纜直埋施工法:係指電纜直接埋入土中。適用於電纜 上 方不受重壓力之場所,負載穩定且挖路容易之不妨礙交通 之地區。

二、開挖

1.管路開挖前須先蒐集有關資料(包括本公司及其他管線單 位之地下管線資料)並查勘地下埋設物位置之深度,必要 時應予試挖。並須考慮車輛行人是否可通行或利用附近道 路迂迴通行,以維持交通。

(24)

2.工程進行中應設置適當之安全設施(例如排設標示燈、木 馬、照明設備、警示標誌筒、臨時圍籬等),以避免交通 之意外損害。

3.凡橫越道路之管路應於夜間分成兩段施工為原則,管溝於 施工完妥後,均須回填至原路面之高度,並以鋼板覆蓋(所 覆蓋鋼板應能承擔客貨車等車輛之通行),以維交通;其 不能填復(如挖損自來水管、瓦斯管等待修者)或不能覆蓋 者應妥為樹立日、夜間之標誌與號誌以維交通安全。

4.開挖中如遇地下埋設物致管路穿越困難時,應將管路之排 列方式,依地形而作適當變換;如確實無法穿越時,應配 合現場實際需要,立即回填砂,做好安全措施,並即邀請 設計部門會同處理。

5.如在公園、綠地、草地上開挖時,應將草皮層留置,於工 作完成後再予回填,回填時上層應以原土回填。

6.工程進行中應於行人出入之適當處所架設臨時通行設施,

以便人行。

三、擋土設備

1.凡進行地下管路埋設工程之施工時,挖土深度在一公尺以 上者,除地質良好,不致發生崩塌或其周圍狀況無安全之 慮者外,應有以下之擋土設備:

(1)埋設高壓人孔時,採用木質甲種擋土板,其規格為厚 度九公分,長度五公尺。

(2)埋設高壓管路時,採用木質乙種擋土板,其規格為厚 度八公分,長度四公尺。

(3)埋設低壓手孔、低壓管路、基礎台等時,採用木質丙

(25)

種擋土板,其規格為厚度七公分,長度三公尺。

2.釘擋土板之時間,視現場土質之情況而定。

3. 擋土設備須能承受擋土設施外之土壓靜載及活載量之 和。必要時須使用鋼板樁。選用木質或鋼板之樁柱,應有 容許支承能力。

4.施工中應隨時檢查擋土設備,觀察周圍地盤之變化及時予 以補強,並採取適當之排水方法,以保持土壤穩定狀態。

5.拔取板樁時,應採適當之措施以防止周圍地盤沈陷。

四、 排水設備

1.管路路徑應避免經過地質軟弱地帶,即管路之開挖通常須 在無積水或無流水狀態下進行,如有地下水時,每隔 10 公尺至 30 公尺直挖設一抽水坑(坑深約 30 公分),以利抽 水。

2.在地下水位甚高或有流砂出現時,抽水工作必須特別謹 慎,並採取各種必要之安全措施,加強擋土設備,以免邊 坡崩陷滑移,板樁支撐傾倒破壞,致妨礙鄰近道路及建築 物或其他設施之安全,必要時以點井法施工,如土壤成 份,缺少透水性時,可按砂井法施工,即在點井管周圍填 充粗砂,以防細泥堵塞排水管而影響排水效果。

3.點井法係於沿溝底每隔 2-5 公尺挖一點井,連接各點井之 水管集中匯合而成主水管,再用抽水機抽水,主水管上設 有挖制閥(ValVe)以調節由各點井抽出之水量,點井法因 個別設有濾器,故不致抽出大量之泥沙,可避免基礎鬆弛 之危險,並可確實控制抽水量,此為靠近建築物挖掘管溝 時之,理想抽水方法。

(26)

五、回填

1.回填砂或級配應分層夯實或滾壓(若有積水,應先將水抽 乾後始可回填),每層夯實厚度,使用機器者,約 30 公分,

使用木夯者約 20 公分,經確實壓實後依各道路主管單位 要求覆蓋鋼板。

2.回填砂,級配及其他材料請依照道路主管機關之規定辦 理。

3.回填砂使用抽洗後之天然河砂,級配料則採用河、溪級 配,砂及級配不得含有草木、泥土、瀝青塊、混凝土塊及 其他雜質。

4.每日收工或暫時停工時,塑膠管出口處須用塞頭蜜封,再 回填砂,以防泥沙等什物流入。

5.工程完工時,應即通知道路主管機關修護路面以維行車安 全,其路面修復工作由本公司發包修復者,應配合管線工 程之施工進度,立即辦理。〔12〕

3-4 需求面

3-4-1 社會的需求

挖掘道路作業對路面養護所造成的直接問題外,因施工不當對 社會大眾的影響頗大,所造成的後遺症有下列幾種情形〔2〕:

1.影響政府形象

面對日益增加的交通量,在仍以陸運滿足主要運輸需求之今 日,道路對於經濟發展及國家建設的重要性自不在話下,尤其在積

(27)

極各項建設的台灣地區,對於道路服務品質維護更形重要;台灣地 區因挖掘道路作業不當所造成之問題處處可見,針對此問題政府相 關單位均束手無策,對於一個即將由開發中國家邁入已開發國家及 發展亞太營運中心的台灣地區來講,嚴重影響政府形象,有鑑於此,

實有賴相關單位積極配合改善,才能扭轉形象。

2.交通擁擠堵塞

台灣地區各都會之道路動輒開腔破肚,對於當前馬路開挖的高 頻率及品質之不佳,由此因所造成之交通擁擠堵塞到處發生,民眾 怨聲載道,早己不勝其煩。

3.空氣污染

在挖掘道作業中,常因瀝青混凝土厚度不足、不佳或回填料不 佳、夯實度不足,產生坑洞使回填料裸露,以致塵土飛揚造成空氣 污染。

4.噪音振動

回填作業不良所產生之路面坑洞,是使車輛行駛時產生噪音及 振動之主要原因之一,另外,在人、手孔或公共設施附近,由於高 度未能適當的調整與路面平齊等均是造成噪音振動的來源。

5.造成路面積水

挖掘道路回填作業不當,形成凹陷及坑洞,路面舖築未考量平 坦度使得路面凹陷或凸起,新舊路面接縫未做適當之處理等諸如此 類,都是形成路面積水的主要原因。

(28)

6.生理、心理負擔

理論上國人應有平坦、舒適之道路可行,但並不其然,每每於 雨過天晴之際,則路面坑洞百出,車行其上必須閃閃躲躲,猶如處 身雷區,使得人們行駛道路產生生理、心理之負擔。

7.車禍

因挖掘道路作業不當所產生之坑洞,導致車禍之發生,輕則人 仰馬翻,重則車毀人亡等事件甚多,實有賴相關單位重視此問題之 發生與防止。

8.車輛維修費用增加

隨著經濟成長、社會發展及國民所得之提高,機動車輛快速增 加,但道路挖掘頻率提高且維修品質低落,所到之處境是凹陷及坑 洞,因而車輛行駛其上只有增加車輛維修費用了。

9.沿線居民之苦情

各管線單位間因缺乏一個跨單位之挖掘管理機構,將各管線單 位之佈設及維修計畫予以彙總,並作統一規劃,導致道路重複挖掘 情形嚴重,另外,挖掘道路修護品質低劣,衍生之各種後遺症,使 得道路沿線居民不堪其苦。

根據以上挖掘道路施工不當對社會所造成的影響,若能有統一 的相關法令以及完整的維修驗收程序,相信挖掘道路對社會所造成 的影響應能夠減到最低。以使挖掘道路所衍生的問題能夠獲得解 決,達到社會的需求面。

(29)

3-4-2 管線挖掘相關單位之需求

一、對於挖掘道路的需求,以台北市為例,全市道路總長約一千四 百公里,道路面積約 1,955 萬平方公尺,平均每年挖掘面積約高 達 20∼30 萬平方公尺,核發挖掘之件數約達 2 萬件。相關的管 線挖掘單位有:

(1)台灣電力公司 (2)中華電信公司

(3)台北市自來水事業處 (4)台北市捷運局

(5)公園路燈管理處

(6)交通部鐵路地下化工程處 (7)大台北瓦斯公司

(8)一般市民用戶 (9)其他單位

表 3-2 台北市歷年道路挖掘統計表〔7〕

項目 年度

瀝青混凝土 路面 (平方公尺)

紅磚路面 (平方公尺)

石子路面 (平方公

尺)

核發件 (件)

修護費 (元)

挖掘總面 (平方公

尺) 82 429,328 36,288 3,530 17,779 175,446,350 469,246 83 258,341 25,666 1,745 14,348 140,104,461 285,876 84 214.009 23,762 2,187 7,652 122.256,932 239,978 85 189,067 14,689 1,701 7,250 116,789,217 205,448

(30)

由表可知,管線挖掘維修費用高達數億元,挖掘面積相當大,可見 挖掘之頻繁。

表 3-3 台北市各類地下管線挖掘瀝青混凝土路面之面積(㎡)〔7〕

管線種類 84 年度 85 年度 86 年度

(自 86 年 7 月日 1 至 87 年 4 月 29 日止)

電信 58,218 81,779 39,132

電力 52,568 79,112 51,385

自來水 25,699 29,522 18,961

下水道 7,526 18,714 32,150

瓦斯 25,699 12,314 8,797

公園路燈 8,514 12,913 9,311

二、公路局第一區工程處養護台北縣、桃園縣、新竹縣省、線、

鄉道、總共一千四百餘公里,平均每年挖掘面積約 21-32 萬平方公 尺示於表 3-4、3-5

根據下表,得知各類管線的之道路挖掘面積以電力、電信、自 來水管線最高,瓦斯及軍方次之,其他管線則較少。顯然民生需求 埋設管線導致挖掘道路的情形仍然很高,所以建立挖掘道路的統一 規範有其必要性。

(31)

表 3-4

公路局第一區工程處轄內各類地下管線挖掘瀝青混凝土路面之面積(m2)(85 年)

管線種類 台水 台電 電信 瓦斯 軍方 其他 合計

A.C. 79,952 80,981 113,317 27,119 1,516 12,223 315,108 加封 166,829 110,070 248,745 51,053 4,500 16,216 597,413 刨除 265,403 347,063 321,353 146,081 9,230 38,685 1,127,815

公路局第一區工程處轄內各類地下管線挖掘瀝青混凝土路面之面積(m2)(86 年)

管線種類 台水 台電 電信 瓦斯 軍方 其他 合計

A.C. 84,252 76,321 18,529 18,969 850 17,328 216,249 加封 131,862 149,937 113,805 16,713 1,880 32,895 447,092 刨除 300,402 398,796 251,394 115,074 2,400 42,899 1,110,965

公路局第一區工程處轄內各類地下管線挖掘瀝青混凝土路面之面積(m2)(87 年)

管線種類 台水 台電 電信 瓦斯 軍方 其他 合計

A.C. 47,562 30,545 31,615 125,760 907 14,532 250,921 加封 74,438 32,130 27,625 33,600 850 19,876 188,519 刨除 169,582 179,185 145,538 533,445 1,050 26,220 1,055,020

公路局第一區工程處轄內各類地下管線挖掘瀝青混凝土路面之面積(m2)(88 年)

管線種類 台水 台電 電信 瓦斯 軍方 其他 合計

A.C. 45,893 81,640 19,607 30,340 9,540 31,226 218,247 加封

(32)

表 3-5

公路局第一區工程處轄內各類地下管線挖掘瀝青混凝土路面之金額(元)

管線種類 85 年 86 年 87 年 88 年

台水

201,255,042 217,166,518 164,417,122 157,806,791

台電

235,064,408 245,370,517 153,310,509 328,140,464

電信

257,486,601 152,658,060 125,832,910 84,829,855

瓦斯

65,220,806 49,588,895 226,311,227 83,567,338

軍方

6,323,530 2,118,223 3,864,579 41,431,808

其他

38,104,052 52,480,416 34,261,675 106,841,616

合計 8 0 3 , 4 5 4 , 4 3 9 7 1 9 , 3 8 2 , 6 2 9 7 0 7 , 9 9 8 , 0 2 2 8 0 2 , 6 1 7 , 8 7 2

(33)

第四章 挖掘道路路面成效評估

4-1 路況調查

為確實了解挖掘道路路面之成效,首先應對現有挖掘道路進行詳 細的調查,調查時應將路面破壞的形式、範圍大小、位置加以記錄、

分析及整理〔16〕,主要的調查項目如表 4-1,而這主要的破壞分析如 表 4-2〔4〕。

而利用 ARAN 檢測車進行挖掘道路的鋪面破壞的調查,主要針對 的項目有以下幾項,分別敘述如下:

(1)鱷魚狀裂縫(Alligator Cracking)

鱷魚式裂縫是由於瀝青混凝土表面受重覆的交通載重影響所造 成的裂縫。只會在有重覆交通載重的地區發生,通常被視為一種主要 的結構性變型而且通常由車轍造成。

(2)坑洞(Potholes)

坑洞為位於鋪面表面的小型如碗狀的沈陷。坑洞的形成是行車 中無意中刮除了鋪面表面所造成,而坑洞的擴大往往是由於溼氣的 集中所造成。

(3)人孔高差(Man-Hole Drop Off or Heave)

人孔高差指在人孔,手孔附近發生之破壞,包括高差或周圍瀝 青或水泥修補。

(34)

(4)挖掘路面(Utility Cut Patching)

挖掘道路修補是在現存鋪面上挖掘埋設管線,重新以新材料鋪 設鋪面造成的,與修補路面不同處在於挖掘道路修補面積通常為帶 狀。挖掘道路修補無論鋪築得多完善,仍須視為一項缺陷。通常,

某種程度的粗糙度與挖掘道路修補有所關連。

(5)修補路面(Patching)

修補是由於在已存鋪面上以新材料覆蓋來修補舊有鋪面所造 成,無論補坑鋪築得多完善,仍須視為一項缺陷。通常,某種程度 的粗糙度與補坑有所關連。修補路面為一塊狀修補,與挖掘道路修 補不同。

(6)變形(Deformation)

變形包含有︰1.凹陷(Depression)、2.車轍(Rutting)、3.波浪型路面 (Corrugation)、4 推擠(Shoving)

1.路面凹陷(Depression)

沈陷是局部的鋪面下沈現象,輕度的沈陷並不特別引人注意,

除非是在雨後才特別明顯。沈陷形成的主因在於道路基礎的下沈,

或是不適當的修築方法。沈陷將會造成某些行車障礙,當沈陷度夠 高時,或是有水注入,將會造成水滑現象。

2.車轍(Rutting)

由輪跡所造成的表面沈陷即為車轍,鋪面的提高可能沿著車轍的 痕跡而發生。但是通常只有在道路積水後車轍才值得注意。交通載 重造成道路表面或路基的材料偏移或是硬固,造成永久變形,最後 形成車轍。明顯的車轍可能會導致鋪面的結構性損壞。

(35)

3.波浪型路面(Corrugation)

波浪型路面是指在一段長 3 公尺的鋪面內有異常接近的顛簸,

隆起的方向與道路方向成垂直。這種變形的形成主因是由鋪面表層 不穩定加上交通載重而形成的。

4.推擠(Shoving)

推擠是因為交通載重的影響導致在路面有一段縱向的變形。當交 通量對路面進行推擠時,就會產生短促,不規則的形狀在瀝青表層。

這種破壞通常是因為瀝青混凝土液化而成。

推擠也有可能是因為瀝青混凝土鋪築在水泥混凝土上,而水泥混凝 土對瀝青產生推擠而形成。

(7)剝脫鬆散(Disintegration)

鋪 面 的 剝 脫 鬆 散 可 分 為 ︰ 1. 鬆 散 (Ravelling) 、 2. 風 化 (Weathering)、3.冒油(Bleeding)

1.鬆散(Ravelling)

路面面層發生分離現象(Disintegration)所形成粒料散失。

2.風化(Weathering)

路面摩擦層之表面組織(Texture)增加,粒料及瀝青材料暴露於 空氣中引起之分離現象。

3.冒油(Bleeding)

當位於鋪面表層的含瀝青材料開始產生似玻璃的黏性光亮薄膜 時,我們稱之為冒油。冒油產生的主要原因在於配比中含有過多的 瀝青膠泥或是焦油,密封劑的使用不當及空隙率過低。當氣候炎熱 時,瀝青受熱膨脹後填滿孔隙,進而向鋪面表層膨脹,就產生了冒 油。由於並不會因為氣候降低而使已形成的冒油現象消失,所以瀝

(36)

青與焦油將會在表面上慢慢堆積。

根據實際由 ARAN 檢測車進行評級所得的挖掘道路桃 73 線挖掘 加封後的資料如下表 4-3,由資料可以看出實際的挖掘道路表面鋪壞 情形,資料中顯示裂縫及鱷魚狀破壞情形較為嚴重,其形成原因可 能為道路挖掘後回填不實所導致。相類似的其他挖掘道路問題,也 可借用鋪面破壞評級進行初步探討,以求出破壞問題。

(37)

(表 4-1)路面狀況調查表〔16〕

路況調查 估計單位 嚴重性 分布情況

日期

_年_月_日 觀察者______ (觀測) 無 輕微 中等 嚴重 特差 局部 全面

備註

微裂 (Hair Cracking) 面積

塊狀龜裂 (Map Cracking) 面積

剝落 (Stripping) 長度

車轍 (Ravelling) 長度

擠動 (Shoving) 長度

面層損壞情形

冒油 (Bleeding) 長度

內壓實車轍 (D.W.P.) 深度

外壓實車轍 (I.W.P.) 深度

雞絲狀龜裂 (O.W.P.) 長度

損壞情形基層底 層

雞絲狀龜裂 (I.W.P.) 長度

剪力破壞車轍 深度

鱷魚狀車轍 (外側車輪) 長度

鱷魚狀車轍 (內側車輪) 長度

縱向裂縫 (外側車輪) 長度

縱向裂縫 (內側車輪) 長度

坑洞 長度

修補 (外側車輪) 長度

不適當的路面厚度或強度

修補 (內側車輪) 長度

隨機縱向龜裂 長度

橫向裂縫 次數

內角龜裂 長度

外腳龜裂 長度

邊緣碎裂 長度

不均勻冰凍隆起 長度

中線縱向裂縫 長度

表面粗糙 粗糙度

路面年齡及環境

表面排水 (積水) 長度

填土不均勻沈陷

填土引起不良龜裂

封層及表面處理

修補

其他

一般評價 單位 優良 良好 普通 不良 甚差 局部 全面

描述

評定

原來施工情形 長度

施工及維護之特性、程度

維護 長度

(38)

(表 4-2)柔性路面缺失的可能原因分析

〔4〕

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 基底層不穩定︵含水量飽和︶ 車輛荷重超過負荷力

缺乏側面支持 排水不良裂縫下材料沈陷 兩車道間接縫太弱 舊面層未妥為修補裂縫 低針入度瀝青之含量過多或 體積變化 下層材料之體積變化 面底層間黏合不良 瀝青混合物內砂量太多 施工時滾壓不當而使黏層破壞 新舊路面接縫不良 承受交通量時下層之固結 或側移 面層之壓實度不足或移位 面層穩定值不足 瀝青含量過多或級配不良 交通量超過設計 下層沈陷或施工不良 下層土壤之膨脹 地下管線回填之壓實度不足 瀝青面層太薄獲瀝青量太少 面層內粒料太少或太多 雨天施工和面層滾壓不足 粒料不潔或脆弱 瀝青混 合物加熱過度 噴油工作不當 瀝青量過多 透層或黏層瀝青過多 封層施工不良 溶劑將瀝青帶上表面 超載車輛增加面層之壓縮

發生缺陷 的可能 原因

完成 面層之 缺陷種類

△ ♁ ○ △ ○ □ △ × ※ ※ × □ × ※ △ ※ ♁ × × ※ ※ ※ ※ ※ × × ※ × × ○ ○

鱷魚狀裂縫 █ █

邊沿裂縫 █ █

車道接縫裂縫 █

反射裂縫 █

收縮裂縫 █ █

滑動裂縫 █ █ █

裂縫

加寬裂縫 █

溝槽(轍跡) █ █ █

波浪形及推擠 █ █

窪陷 █ █

隆起 █

變形

公用業挖掘凹陷

︵因含水 量有季節性變化︶

︵因磨損試驗需料頗多、勢必

破壞面層之面積巨大︶

深穴(坑) █ █

分解

鬆散 █ █ █ █ █

冒油或發亮 █ █ █ █ █

面滑

粒料磨光

○目察可鑑別者 ♁交通量問題 × 無法試驗者

□對未修補之舊面層裂縫有詳細記錄始可獲

得 △可試驗但不易確定者 ※可試驗確定者

(39)

(表 4 -3)桃 73 線挖掘道路評級資料〔7〕

Headr From

To 鱷魚 裂縫 修補 坑洞輕 坑洞中 坑洞重 挖掘 變形 剝脫 人孔輕 人孔中 人孔重

C73TY 3000 3020 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3020 3040 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3040 3060 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3060 3080 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3080 3100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3100 3120 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3120 3140 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3140 3160 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3160 3180 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3180 3200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3200 3220 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3220 3240 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3240 3260 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3260 3280 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3280 3300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3300 3320 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3320 3340 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3340 3360 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3360 3380 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3380 3400 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3400 3420 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3420 3440 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3440 3460 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3460 3480 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3480 3500 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3500 3520 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3520 3540 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3540 3560 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

C73TY 3560 3580 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3580 3600 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3600 3620 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3620 3640 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3640 3660 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3660 3680 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3680 3700 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3700 3720 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3720 3740 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3740 3760 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3760 3780 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3780 3800 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3800 3820 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3820 3840 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3840 3860 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3860 3880 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3880 3900 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3900 3920 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3920 3940 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3940 3960 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3960 3980 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 3980 4000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4000 4020 0 4 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

(40)

C73TY 4020 4040 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4040 4060 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4060 4080 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4080 4100 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4100 4120 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4120 4140 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4140 4160 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4160 4180 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4180 4200 0 4 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4200 4220 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4220 4240 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4240 4260 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4260 4280 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4280 4300 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4300 4320 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4320 4340 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4340 4360 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

C73TY 4360 4380 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4380 4400 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4400 4420 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4420 4440 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4440 4460 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4460 4480 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4480 4500 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4500 4520 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4520 4540 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4540 4560 0 4 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4560 4580 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4580 4600 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4600 4620 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4620 4640 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4640 4660 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4660 4680 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4680 4700 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4700 4720 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4720 4740 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4740 4760 0 4 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4760 4780 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4780 4800 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4800 4820 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4820 4840 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4840 4860 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4860 4880 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4880 4900 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4900 4920 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4920 4940 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4940 4960 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4960 4980 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 4980 5000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5000 5020 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5020 5040 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5040 5060 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5060 5080 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5080 5100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5100 5120 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5120 5140 14 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

C73TY 5140 5160 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

(41)

C73TY 5160 5180 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5180 5200 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5200 5220 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5220 5240 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

C73TY 5240 5260 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 1 0

C73TY 5260 5280 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0

C73TY 5280 5300 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0

C73TY 5300 5320 0 0 0 1 0 0 4 0 0 0 0 0

C73TY 5320 5340 0 0 0 0 0 0 4 0 4 0 1 0

C73TY 5340 5360 0 1 0 0 0 0 1 0 4 0 0 0

C73TY 5360 5380 0 1 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0

C73TY 5380 5400 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

C73TY 5400 5420 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

C73TY 5420 5440 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

C73TY 5440 5460 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

C73TY 5460 5480 1 0 0 0 0 0 4 0 0 0 1 0

C73TY 5480 5500 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 1 0

註:

01:(程度:輕. 範圍:少). 02:(程度:輕. 範圍:中). 03.04:(程度:輕. 範圍:廣).

11:(程度:中. 範圍:少). 12:(程度: 中. 範圍:中). 13:(程度: 中. 範圍: 廣).

21:(程度:嚴. 範圍:少). 22:(程度: 嚴. 範圍:中). 23:(程度: 嚴. 範圍: 廣).

4-2 挖掘道路路面服務性指數評估

鋪面的服務性定義是指符合使用者感受到的舒適性程度。

舒適性直接與鋪面的平坦度有關係。縱向平坦度(或稱糙度)是指

道路沿著車輛行進方向之路面凹凸或成波形的程度,與行車舒

適性及迅捷性有很大的關係。縱向平坦度不良之路面容易增加

駕駛員之疲勞並降低安全性,且導致路面快速毀損。

(42)

下表為根據實際經由 ARAN 檢測車進行挖掘道路(桃 73 線)所檢 測得到的 IRI 值(International Roughness Index):

表 4-4 服務性指數 IRI 值〔7〕

樁號位置 IRI

From To 挖掘道路前 假封層 全面加封 5.50 5.40 3.22 2.20 2.66 5.40 5.30 3.09 2.60 2.51 5.30 5.20 4.59 3.50 3.52 5.20 5.10 5.43 2.87 2.92 5.10 5.00 4.79 3.85 4.07 5.00 4.90 5.14 4.30 2.88 4.90 4.80 4.56 6.65 4.10 4.80 4.70 5.17 16.23 8.41 4.70 4.60 4.43 11.30 5.15 4.60 4.50 3.49 12.97 6.09 4.50 4.40 4.28 18.80 5.40 4.40 4.30 3.46 13.83 6.22 4.30 4.20 3.69 16.20 5.74 4.20 4.10 2.33 15.92 7.62 4.10 4.00 2.98 11.61 8.42 4.00 3.90 1.76 4.32 5.85 平均值 3.90 9.20 5.10

(43)

根據實際的 IRI 值於三種不同狀況下所測得數據,繪圖如下:

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00

5.50 5.40 5.30 5.20 5.10 5.00 4.90 4.80 4.70 4.60 4.50 4.40 4.30 4.20 4.10 4.00

挖 掘 前 假 封 層 全 面 加 封

圖:4-1 服務性指數 IRI 值曲線圖〔7

X:里程.Y:服務性指數

根據實際經由挖掘道路檢測所得的 IRI 值,我們可以明顯發現,

在挖掘道路進行假封層時,其 IRI 值較未挖掘前為高,在進行全面加 封後,IRI 值降低,與原先未挖掘前的 IRI 值相較不遠,但是還是比 未挖掘前高。由此可以明顯了解挖掘道路對於道路 IRI 值的影響頗 巨,降低道路使用者的舒適性,亦降低服務性。

4-3 挖掘道路路面結構分析

台灣地區地狹人稠,電力、瓦斯、自來水等管路受到用地取得 的限制,因此往往利用公路路面進行埋線與接管,以達到民生的需 要。然而路面結構的強度損失往往是因為挖掘道路的工程所造成 的,原因除了對路面結構完整性產生破壞外,再者就是施工回填時

(44)

品質管控的不良所產生的影響。

本研究根據公路局中壢工務段所提供之挖掘道路實際案例,於 桃 73 線 4.000∼5.000k 路段北向車道之自來水公司進行挖掘道路施 工之前、中、後三個時期與結合南向正常車道進行 FWD 撓度觀測,

並利用本研究所建立之評估模式進行分析,藉以了解挖掘道路工程 對路面結構強度的影響程度,以及提供一個有利的方式對挖掘道路 的工程品質進行管控。

表 4.5∼4.8 為南北雙向車道三階段分析之各層指標值與評估,

由數據中得知,雙向車道在進行挖掘道路工程前之路面結構強度已 屬偏弱狀況,而在完成挖掘道路工程的第二階段即路段經假封層完 成後,北向路面各層結構強度更是變得十分的差。接著,在接受長 期自然壓密並經全面刨除加封後的第三階段,雙向的路面各層結構 強度水準則又得到部份的提升。經由這些結果,我們即大致了解到 挖掘道路工程進行時,其路面結構強度的週期變化。

對於挖掘道路前後結構強度變化的評估分析,最主要目的是為 了解公路鋪面的挖掘對路面服務力所產生的影響,特別是經刨除加 封後是否路面結構強度有回復或有更超過原先的水準。針對這一 點,我們可由圖 4.2∼4.7 進行分析了解。在這些圖中,本研究特別 將表示里程之X軸交叉於指標值Y軸之鑑別預測臨界值上,以提供 作為強度概念的參考。以下即簡述分析重點:

1.針對綜合指標整體強度 SSI 的評估,由於挖掘道路的進行是於 北向車道側,因此相對於南向車道的 SSI 指標趨勢變化,兩者 則有明顯的不同。特別是南向車道的趨勢變化是隨著時間的進

(45)

行而逐漸減弱,絲毫不受到另一側挖掘工程的影響,唯獨在里 程 4.5k 處有較巨大的變化,若欲探討其造成的原因則必須對挖 掘作業狀況作深入的了解。

2.對於鋪面結構強度 X12 指標的評估,在全面的刨除加封完成後,

雙向車道之鋪面結構很明顯的強度都有提升,特別是南向未受 挖掘的車道部份是格外的顯著。探究這個原因,絕對是兩者路 基狀況不同產生的影響。因此我們更可以確信鋪面結構強度是 會受到路基狀況的作用,並且了解到進行路面工程時,路基工 程的重要性。

3.在路基強度 X67 的指標評估中,我們可以知道這個路段的原有路 基狀況既已不佳,而北向車道路基層在經過挖掘擾動後,其強 度的衰減更是嚴重,並且在經回填與鋪面全面修復後,其路基 強度卻僅有一半程度的提升。因此,我們可以預測本路段的服 務壽命已十分微弱,甚至將在短期之內其不良的狀況將表現在 鋪面的服務力上。

4.綜合來說,在民生需要上挖掘道路的進行是不可避免的,而經 過本案例的探討,我們了解到挖掘工程品質之良窳是對路面服 務壽命的有嚴重影響,至於如何將影響減低以延續路面的服務 水準,則有賴公路機關對於挖掘工程之品質要求訂定明確的檢 驗管理標準。

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