試驗路面介紹

美國於 1988 年至 1993 年間進行的策略性公路研究計畫( Strategic Highway Research Program,簡稱 SHRP)完成後,目前正進行研究成果之推展與使用中,其中對瀝青混凝土材料提出新的黏結料規範、配比設計方法、及許多預估路面成效的數學模型,這些研究成果整理了以往許多實務寶貴經驗,並將之合理的量化,並期望經由各州之使用而加以驗證與精鍊;在許多的後續研究案中,最引人矚目者為在內華達州雷諾市(Reno,Nevada)附近構築的試驗道路,此試驗道路隸屬美國聯邦公路局(FHWA)執行之「熱拌瀝青混凝土成效規範之現場加速試驗」(Accelerated Field Test of Preformance-Related Specifications for Hot-mix Asphalt Construction)計劃之一部份,該究研計劃有兩項主要目的:

  • 收集發展熱拌瀝青混凝土之與成效相關規範所需之數據,特別著重於了解當瀝青含量、空隙率、及粒料級配偏離設計值時,對路面成效之影響。
  • 驗證 SHRP 產品超級鋪面(SUPERPAVE)之配比設計方法,及其中的預估破壞之數學模型。

橢圓形如田徑場跑道之試驗路面構築雷諾市東南方約 100 公里處之內華達汽車試驗中 心(Nevada Automotive Test Center)內,全長共 2.8 公里,路寬 11 公尺,含路肩及兩 3.7 公尺之車道,內側為 0.6 公尺之礫石路肩,外側為 1.2 公尺之瀝青混凝土路肩,由於該處平均年雨量少於 100 公釐,且並無冰凍之現象,在基底層相同之狀況下,很適合於專門評估瀝青混凝土層成效之差異,在構築時,對各種配比之瀝青混凝土進行生產、鋪築之調適,這些試作的瀝青鋪面鋪於內側車道,有了這些完整經驗,才依計畫將各配比的瀝青混凝土正式於外側的試驗路面。

由不同瀝青含量、空隙率、粒料級配組成之 26 種配比瀝青混凝土,鋪於相同結構之直 線區的 26 段長度各為 70 公尺的路面上,在其它條件一致的情況下,探討瀝青混凝土之瀝青含量、空隙率、粒料級配偏離設計值時,對鋪面成效之影響,由於採用之瀝青材料為依超級鋪面規範選擇之瀝青,應該不會有溫縮裂縫發生,因此評估的重點為疲勞裂縫和車轍。

內華達汽車試驗中心的工程人員於 1996 年初將在此試驗車道上裝置完全模擬真實車輛 行駛狀況之無人駕駛試驗,以每小時 65 公里的速度日夜行駛於試驗路面上,對試驗路面進行輾壓,該特殊車輛具有一前單軸後雙軸之牽引車,其後拖三部共具五個單軸之尾車,牽引車之單軸重 53.4Kn,雙軸重 178kn,尾車之單軸皆重 89kn,此種配置車輛行駛一圈,即對路面施載 10.3 個 18 千磅之標準單軸重。在預定施行之兩年荷重期間,將以各種 SHRP 建議之評估路面成效的方法與儀器,量測路面發生之疲勞裂縫和車轍變形量,這些數據資料將會是驗證及改進超級鋪面提出之數學模型的最佳工具。

(節錄自 SHRP,“FOCUS”Strategic Highway Research Program Implementation 月訊, 1995 年 10 月號)