113 高普考高考三級 交通技術 運輸工程 考古題詳解

核心觀念

彎道設計不能只看平面線形或曲線半徑，還要一併檢核車輛行駛時的橫向穩定、路面排水、視距，以及道路在彎道前後的平順銜接。作答可依「橫斷面、縱斷面、漸變段」分述。

以下依命題當年（民國 113 年）適用的《公路路線設計規範》說明。設計速率為 $V$（公里／小時）、平曲線半徑為 $R$（公尺）、超高率為 $e$、橫向摩擦係數為 $f$。

解題方法

先從車輛轉彎所需的向心力出發，說明超高與輪胎橫向摩擦如何共同抵抗離心力；再分別檢討路面橫坡及寬度、道路縱坡與視距，以及超高、緩和曲線和加寬的漸變配置。

一、橫斷面

1. 超高與橫向穩定

車輛通過彎道時所需的向心加速度為 $v^2/R$，由道路超高與輪胎和路面的橫向摩擦共同提供。常用近似關係式為：

$$e+f=\frac{V^2}{127R}$$

其中 $V$ 以公里／小時計，$R$ 以公尺計。設計時須依設計速率、曲線半徑、區位與氣候條件選定超高率，並使所需橫向摩擦不超過容許值；也須遵守規範所定的最大超高率。超高不足會增加輪胎側向摩擦需求，超高過大則可能造成低速車輛向彎道內側滑移，並增加停車、排水與路口銜接的設計困難。

直線路段通常採正常路拱以利排水。進入彎道後，路面逐漸由正常路拱轉成朝彎道內側傾斜的超高斷面；超高大小須隨曲線半徑與設計條件決定。大半徑曲線可能免設超高，但仍須兼顧排水與行車舒適。

2. 彎道加寬

車輛通過曲線時，後輪行駛軌跡會向內偏移，車身也需要側向淨空；因此，彎道行車道可能需要加寬。是否加寬及加寬量，須考量曲線半徑、車輛尺寸、車速、道路等級與車道數。小半徑彎道、重車比例高或雙向交通交會空間不足時，尤其須檢討加寬。

3. 內側視距與路側淨空

彎道內側的山壁、邊坡、護欄、植栽或設施可能遮蔽駕駛視線。設計時須確保停車視距等必要視距，並檢討彎道內側的視距淨空；若空間不足，應調整線形、移除或降低遮蔽物，或採取其他改善措施。

二、縱斷面

1. 縱坡與超高的組合

彎道上的縱坡與超高共同形成路面合成坡度。設計時須檢核合成坡度是否符合規範限制，並注意縱坡、超高與排水方向的配合。

核心觀念

轉轍器是道岔中負責改變列車行車方向的活動部分。它藉由移動活動鋼軌，使車輪沿主線直行或轉入分岔線；列車通過轉轍器後，再由導軌、岔心及護軌等道岔構件完成導引。

題目中的「轉轍器」可從兩個角度分類：一是活動鋼軌的構造型式，二是操縱轉轍器的方式。作答時應先說明構造型式，再交代操縱方式及共同作用。

解題方法

先依活動鋼軌與基本軌的相對構造，說明鈍軌式與尖軌式；再指出尖軌式常見的活動尖軌構造差異。最後補充轉轍器的操縱方式，並歸納其在行車導引與安全上的功能。

型式與作用

一、鈍軌式轉轍器（Stub Switch）

鈍軌式以可移動的短軌端部，對準主線或分岔線的固定鋼軌。其鋼軌端部通常不加工成細長尖端，而是藉由整段軌條的橫向移動改變列車通路。

構造較簡單，但活動軌與固定軌的接合處容易產生不連續，列車通過時的平順性與安全性較差，維護需求也較高，因此現代一般鐵路較少採用。

二、尖軌式轉轍器（Split Switch／Point Switch）

尖軌式是現代鐵路最常用的型式。它具有基本軌與一對活動尖軌；尖軌前端加工成薄而尖的形狀，尖軌移動後可貼靠一側基本軌，並與另一側基本軌分離，讓車輪順著所設定的路徑行駛。

尖軌式可依活動尖軌的構造再分為下列形式：

核心觀念

本題考查機場鋪面的結構性設計：設計者須依飛機載重與起降、滑行等交通作用，選定鋪面材料、各結構層厚度及地基條件，使鋪面在設計年限內承受重複荷載與天候影響，不致發生過度變形或破壞，並維持使用功能。

結構設計與功能性設計應加以區分：結構設計重點是鋪面承載能力、應力與變形；功能性設計則著重平坦度、抗滑、排水及表面品質。題目提及各種天候，是提醒設計須納入水分、溫度及凍融等環境作用。

解題方法

答題可依「設計資料 → 分析方式 → 結構層配置 → 環境與排水 → 驗證」說明，並區分柔性鋪面與剛性鋪面的受力特性。

一、蒐集設計資料

1. 航空交通資料：飛機機型與重量、起降及滑行頻率、各機型使用比例、起落架型式與輪胎配置。設計須考慮機型組合及重複作用，而非只看單一架飛機的最大重量。
2. 地基與材料資料：現地土壤強度及含水狀況、地下水位，以及瀝青混凝土、水泥混凝土、基層與底層材料的強度與耐久性。
3. 環境與使用條件：降雨、溫度變化、凍融、排水條件與鋪面用途。跑道、滑行道及停機坪承受的荷載型態與使用狀況不同，應按實際需求設計。

二、分析荷載與鋪面反應

飛機輪載經各鋪面層傳遞至地基，設計時須檢核各層與地基的應力、應變及變形，使其不超過材料與地基可承受的範圍，並符合預定使用年限及交通量需求。

核心觀念

港址選擇要同時評估「自然條件能否安全營運」、「工程建造與維護是否可行」，以及「港口是否符合運輸、產業與經濟需求」。港灣屬於長期使用的交通設施，應先蒐集候選地點的資料，再比較不同港址的適用性與成本效益；不能只因地形適合築港，就忽略腹地、聯外交通及貨源。

本題分成兩個層次：第一小題問選址前要蒐集哪些資料；第二小題問理想港址應具備哪些條件。前者著重調查項目，後者著重判斷標準。

解題方法

可依「自然環境、地形地質、運輸需求、經濟社會、工程營運、環境限制」六類整理。第一小題將資料分門別類列出；第二小題則把資料轉化為選址原則，例如海象資料用來判斷港池是否平穩，地質資料用來判斷結構物基礎是否穩固，運量及腹地資料用來判斷港口是否有實際需求。

（一）候選港灣地點應蒐集的資料

1. 氣象資料

蒐集風向、風速、季節變化、暴風或颱風路徑、降雨、能見度及氣溫等。風況會影響船舶進出、港池波浪及防波堤配置；颱風與暴潮資料則關係到設計條件及營運安全。

2. 海象與水文資料

蒐集波浪、潮汐、潮位、海流、暴潮、海水深度及水位變化等資料，並掌握其季節性與長期變化。波浪與海流影響港池安穩度及航道安全；潮差與水深關係到船舶吃水、碼頭高程及疏濬需求。

3. 海岸地形與地貌資料

調查海岸線、海灣形狀、岬角、島嶼、沙洲、河口、近岸地形、水深及海床地形。應留意海岸與海床是否會因侵蝕、淤積或河川輸砂而改變，並研判港池、航道及防波堤配置的可能性。

4. 地質與地盤資料

蒐集陸域及海床地質、土層分布、承載力、沉陷特性、地震及活動斷層等資料。對碼頭、防波堤、船渠等主要構造物，需了解地基條件及可能的施工方式；對疏濬區域，亦需掌握底質種類與疏濬土方性質。

5. 泥砂運移與淤積資料

調查沿岸漂砂、河川輸砂、懸浮質、海床泥砂移動方向及速率，並蒐集歷年海岸線與水深變化資料。這些資料可用來評估航道及港池淤積、維護疏濬頻率，以及港灣設施對鄰近海岸的影響。

6. 航運與港口需求資料

蒐集現有及預測的船舶種類、船舶尺度與吃水、貨物種類與運量、客運需求、船舶進出頻率、航線、航道條件及錨地需求。需求資料是決定港口規模、設施配置與設計船型的基礎。

7. 陸域腹地與聯外運輸資料

調查港口腹地範圍、產業與人口分布、貨源及市場位置，並蒐集公路、鐵路、管線及其他運輸系統的現況與規劃。港口的海上條件再好，若陸上集疏運不便，仍難以有效服務腹地。

8. 土地、資源與工程施工資料