剛性鋪面運用於車站停靠站之探討
—以高鐵桃園車站巴士停靠總站為例—

□吳建憲／前台灣高速鐵路股份有限公司　
□呂芳森／國道新建工程局設計組　副工程司

摘要
         剛性路面的利用型態於國內未予侷限限制，不論是機場、高速公路、高速公路收費站、隧道內、都市街道之區域或公車停靠站等等皆可在符合規定設計條件前提下，進行規劃與施築。因剛性路面具有較高的穩定性，不易變形，可承受較高車輛載重，使用壽命年限較長及維修成本較少等等之優點，故強化剛性鋪面施工品質及維修技術提昇之需求，對於施工及維護兩者之品質而言是一重要課題，本文就僅針對剛性鋪面運用於車站停靠站施工做ㄧ敘述探討。

一、前言

        綜觀國內公路之鋪面施工多以瀝青混凝土（柔性路面）鋪築，其以行車而言較平坦及平穩、低噪音及施工維護較容易之優點。反之，瀝青混凝土鋪面在台灣地區高溫炎熱、多雨氣候上以及受到載重車輾壓後，則其容易產生龜裂變形、車轍及表面粒料剝脫、冒油等等現象，故所管轄之養護單位約3至4年期間就必須編列預算進行瀝青混凝土路面整修維護工作，相對的增加道路維護成本費用。
        國內剛性路面數量雖然較柔性路面少，但其具有較高之穩定性，不易變形，可承受較高之車輛載重，使用壽命及維修費用少等優點，設計及施工技術性雖已有一定之程度水準，但是剛性路面在施工品管及平坦度控制較為困難，若施工控制不當因而導致損壞時之修護較為費事，同時路面產生之噪音也較大，又國內使用後維護經驗上亦顯未充足，維修上工法之技術起步較晚，故應積極強化剛性路面施工鋪築以及維修技術的提昇，對於業界而言是一重要課題與檢討考量之方向。

二、高鐵桃園車站巴士停靠總站剛性路面概要

（一）巴士停靠總站配置圖（如圖1）
        巴士停靠總站，採用接縫式混凝土路面，全長70M，舖築總面積約1,600m2，以人工舖築剛性路面使用45kgf/cm2抗彎水泥混凝土數量共約400m3，80kgf/cm2 PC約160m3。
（二）主要使用材料及材料數量：（如表1）

圖1 巴士停靠總站配置圖
表1 剛性路面施工使用材料及數量表
表2 抗彎混凝土配比設計表
混 凝 土 配 比 表
配比編號 設計抗彎強度 最大粒徑 D（Max.） 水膠比 設計坍度 （Slump） 砂石比 （S/A） 空氣含量R （Air） 細度模數 （Sand） 每m3混凝土材料使用量（kg/m3）
水泥 （C） 爐石 （Sg） 飛灰 （F.A） 水 （Water） 砂 （Sand） 石（Aggregate） 摻料 （Admixture）
kg/cm2 mm W/B cm ％ ％ F.M kg kg kg kg kg kg kg
A45380.45382.02.7300604016068111224.8
備註 1.水泥廠牌：台灣水泥
2.水泥型別：TYPE Ⅱ
3.摻合物：ST-G
4.水泥比重：3.15
5.爐石比重：2.9
 6.飛灰比重：2.2
7.粗骨材比重：2.64
8.砂比重：2.62
9.混凝土拌合廠：國產實業（股）公司－中歷廠
（三）主要設備及工具：（如表3）
表3 剛性路面施工主要設備及機具
施工機具名稱規格單位數量
混凝土震動整平機CW1000台2
施工縫切割機TWGC-13E台2
填縫機TW-2000台1
空壓機－台1
3m直規尺－支2
活動修面大鏝板－支2
震動鏝板－支1
混凝土震動棒－支4
防雨PE 帆布30m×15m件6
臨時鋼模3公尺/節節30
施工縫端板－組1
面層人工掃紋設備－支2
養治劑噴灑器－台2
怪手－台1
夜間照明設備－組6

三、施工說明

（一） 材料生產運送及施工作業能量產能分析
1. 水泥拌合生產及運送
        (1)拌合場至施工現場距離約1公里，載運卡車平均速率為25km/hr，因此，載運卡車來回車程大約30分鐘。
        (2)拌合場之水泥混凝土拌合速率為1 m3/min，而載運卡車每車載運數量計6m3混凝土，因此混凝土裝料總計時間約為7分鐘。
        (3)混凝土載運至施工現場後，載運卡車卸料時間約為5分鐘。
        (4)載運卡車離場清洗車輛時間約3分鐘，預計每一個循環時間約45分鐘，每部載運卡車載運以6 m3計，則6 m3/車×3車×60min/45min×8hr=192 m3/day，因此，估計約3至4部卡車運送即可足夠供應大約168 m3的水泥混凝土至施工現場。
2. 混凝土之鋪築產能
        混凝土每日鋪築數量為5m×70m×2車(線)道＝700 m2，舖設寬度為5m，舖設厚度為0.25m，平均每小時需求之混凝土數量為700 m2×0.25公尺/8小時＝22 m3/hr，故每日混凝土鋪築需求數量為176 m3/day。
3. 小結
        在未考量實際施工時之突發狀況、鋪面平整控制以及鋸縫配合工作等因素，預定以每天鋪築700m2，混凝土數量約170~200 m3/day，因此人工鋪築約400 m3/170 m3≒3day即可鋪築完成（未考慮天候因素），預計全部施工完成（鋼模組立、混凝土鋪築、鋸填縫等）之工作天約2星期。
（二）施工流程（如圖2）
1.施工鋪築
        (1)舖設路面兩端工作縫之施作－基本上起始端與結束端為工作縫位置，選在橫向綴縫筋縮縫處施作，施作方式以人工方式利用固定模製作，將固定模置於施工縫位置，模上設有裝置綴縫筋之預留孔，可做固定綴縫筋之用。
        (2)以人工舖築之剛性路面，依設計圖規定之版塊，其施工順序如下:
        a.設置固定邊模－於舖設路面或道板塊之外側，架設固定邊模並調整高程，內側則以完成之舖面替代固定鋼模。
        b.綴縫筋及支撐架搬運至工地，調整校正其高度及形狀後，安放於欲舖設之版塊側，並於版塊內標出安放位置。
        c.舖設時先將第一塊版塊之綴縫筋與支撐架依標示位置固定後，混凝土以傾卸卡車運至現場直接倒入，並以怪手予以攤平，再由人工使用振動棒搗實，最後由整平機整平修飾。
        d.在舖築作業同時，以人工設置下一版塊之綴縫筋與鋼筋網，依此作業程序反覆向前推進。
        e.舖設路面以人工修飾與鋼模高程同高，並以三米直尺檢核面層平坦度。
        f.掃紋作業以人工施作，作橫向之拖掃，掃紋之深度同規範規定3mm紋深。
2. 養護
        在路面業經修飾完成並在混擬土尚未凝固前，路面完成之表面立即以泵浦噴灑機均勻噴洒白色液膜養護劑養護之(養護劑符合ASTM-148 TYPE2)。
3. 鋸縫
        第一次鋸縫時間的掌握通常在4~10小時間，先行派員實地測試混凝土完成面能否乘載13OKG重之鋸縫機，以及工作人員步行於上，而不致於有破壞痕跡，即進行第一次鋸縫，實施初凝導裂切割，其步驟如下：
        (1)第一次鋸縫開始前，先行量測與放樣，並以墨線標示位置，鋸縫寬度約0.3CM、深度為1/4版厚約6.25cm深，其目的是為使混凝土版塊於乾縮過程中，產生應力集中，以控制裂縫之發生集中於伸縮縫位置。
        (2)切鋸完成之細縫及縫邊之污泥，以高壓泵浦沖洗機清洗，但不可傷及混凝土面。
        (3)待混凝土28天抗彎強度達到45kgf/cm2時，再進行實施擴縫工程。
4. 填縫
        填縫劑為符合美國聯邦規範有關規定之填縫材而予以填縫，分別加以敘述。其200E填縫劑之施工順序如下說明：
        (1)實施擴縫其施工縫尺寸為1.0cm(寬)×3.0cm(深度)；伸縮縫為2.0(寬)×3.5cm(深度)。
        (2)擴縫施作完成後，混凝土面以高壓泵浦沖洗機清洗擴縫槽。
        (3)施工縫及伸縮縫於地面縫口處，以鑽石刀切割機切修成R=0.6cm之導角。
        (4)再以高壓泵浦沖洗機清除縫槽內壁之水泥乳沫及雜質，緊接以空壓機吹淨縫槽。
        (5)利用固定厚度滾輪將約1.2 cm之圓棒PE條及2cm×1.0cmPE墊片，分別置入縮縫與伸縫寬縫底部，使其上緣距地面約1.4cm與2.5cm。
        (6)將填縫料調均勻，置於灌縫機中，以自動灌縫機均勻填入於槽縫間。
        (7)最後以人工修飾刮除多餘之填縫劑材料，修補完成之縫。
（三）抗彎強度試驗成效結果（如表4）
期 齡
(Age)		尺寸最大載重
（kgf）		抗彎強度
(㎏f/㎝2)		抗彎強度
(Psi)		試體製作日期試驗日期
3 Day（A1）45×15209831.6449(2005-04-12)(2005-04-15)
3 Day（A2）45×15251631.6474(2005-04-12)(2005-04-15)
3 Day（A3）45×15246932.3459(2005-04-15)(2005-04-18)
3 Day（A4）45×15239731.5448(2005-04-15)(2005-04-18)
3 Day（A5）45×15229130.3431(2005-04-18)(2005-04-21)
3 Day（A6）45×15234130.9441(2005-04-20)(2005-04-23)
3 Day（A7）45×15236630.9439(2005-04-22)(2005-04-25)
3 Day（A8）45×15225729.7422(2005-04-22)(2005-04-25)
7 Day（A1）45×15287337.8538(2005-04-12)(2005-04-19)
7 Day（A2）45×15291238.6549(2005-04-12)(2005-04-19)
7 Day（A3）45×15288038.0534(2005-04-15)(2005-04-22)
7 Day（A4）45×15290038.2546(2005-04-15)(2005-04-22)
7 Day（A5）45×15296439.3559(2005-04-18)(2005-04-25)
7 Day（A6）45×15279636.8532(2005-04-20)(2005-04-27)
7 Day（A7）45×15286137.6535(2005-04-22)(2005-04-29)
7 Day（A8）45×15280436.9525(2005-04-22)(2005-04-29)
28 Day（A1）45×15368948.5690(2005-04-12)(2005-05-10)
28 Day（A2）45×15376249.2700(2005-04-12)(2005-05-10)
28 Day（A3）45×15398752.8751(2005-04-15)(2005-05-13)
28 Day（A4）45×15323255.3787(2005-04-15)(2005-05-13)
28 Day（A5）45×15394251.9738(2005-04-18)(2005-05-16)
28 Day（A6）45×15389951.6734(2005-04-20)(2005-05-18)
28 Day（A7）45×15391351.8737(2005-04-22)(2005-05-20)
28 Day（A8）45×15386251.2728(2005-04-22)(2005-05-20)
備註：1.混凝土設計強度45kgf/cm2 2.實驗測試方法：CNS 1233（1984）
（四）小結
        1. 於鋪面施工作業過程中所發現之缺失原因，提出說明與改正方式：
        (1)部分鋪築後未待混凝土面層稍乾即做掃紋動作，以至於紋深未能得到符合規範規定之紋深，而須重新修飾再行掃紋；改善方式為在以掃紋刷修飾前應等待混凝土面乾，必要時可在邊緣試刷紋路，若不滿意可用人工再行抹平，在適當的時間掃紋即能得到合乎規範之紋深效果。
        (2)鋪設作業時，往往施工不甚造成鋪築機之感應線鬆脫而須停止鋪設，而需重新設立或調整感應線；改善方式為感應線應確實設立，在根據量測數據設立完成後，於舖築時需派監督人員以目測檢視監看，避免因施作時因作業人員疏忽而造成工作延誤與不便之處。
        (3)三米直規尺為僅用來做高差微調與檢測，常因施工時用力推擠面層而造成反效果。
        2. 抗彎混凝土強度實際品管控制、實地鋪築成果及試驗成效整體而言，均已達品管驗收水準之標準。
        3. 剛性路面抗滑能力主要來自於混凝土路面之掃紋效果，而本工程之剛性路面施工時之掃紋深度均達符合規範「最低不得少於0.2公分」之規定。

四、結論

        展望未來，國內相關工程建設仍將持續推動進行，路面工程技術不斷推新提昇，不論是在新工程或者是維護管理作業上，未來仍將扮演重要之角色，相關之工程技術亦需不斷改進，謹提出幾點作為未來國內路面工程技術努力提昇之方向。
        (一）鋪築更高品質、更具耐久性之路面，維護公路工程之路面設計與施工均朝更多元化、最佳化、更耐久之方向設計。
        （二）國內的路面設計者多缺乏路面下的排水設計觀念，對於路面下的排水問題甚少注意與重視，本工程案例設計即未設置路面下排水，而路面下的排水設計是否完善與否，實為路基強度是否穩定耐久影響甚大，對於路面耐久壽命實為重要之關鍵；因此對於未來剛性路面之鋪築，筆者認為應加強路面下排水功能之設計，確保路基之穩固，以增加延長剛性路面之耐久壽命。
        （三）國內近幾年來在發展預估鋪面成效的數學模型、鋪面技術提昇、鋪面生命期分析、以及資料回饋系統等已趨成熟，隨地域不同或使用維護單位不同，研選原則是否設計應用剛性路面侷限在公路工程上，或推廣範圍至其他公路用途，其應用產生的差異有所不同；對使用者經濟效益考慮方法、維護和修復建議方法的可靠性、及鋪面成效、方法和正確性等，這些應都是未來國內路面設計者、使用維護單位、及業界共通需檢討考量與決策之方向。
        （四）強化剛性鋪面施工品質及維修技術的提升之需求是一重要關鍵，施工品質技術的提升，相對的移交使用維護單位後之維修成本即降低，兩者是相輔相成，對於施工與維護單位兩者而言，促進雙贏才是共同的目標。■

參考文獻

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