110 公路人員升資考試士級晉佐級 技術類(選試公路工程大意)-公路總局 公路工程大意 考古題詳解

核心觀念

本題考道路平面線形中圓曲線的分類、緩和曲線的幾何特性，以及緩和曲線如何提供車輛由直線進入圓曲線的過渡空間。解題時要掌握：圓曲線依配置方式分為三類；緩和曲線的曲率沿線長逐漸改變；超高、加寬與行車方向的轉變，需在過渡段內逐步完成。

解題方法與分題說明

（一）圓曲線的三種類型

圓曲線可按與直線、其他曲線的銜接方式區分為：

1. 單曲線：由一個半徑固定的圓曲線連接兩條直線。
2. 複曲線：由兩個或兩個以上半徑不同、曲率方向相同的圓曲線相接而成。
3. 反曲線：由曲率方向相反的兩個圓曲線相接而成，兩曲線間通常設置緩和曲線，以利平順轉向。

（二）緩和曲線的特性及設置目的

特性：

• 緩和曲線的曲率由直線端的 $0$，逐漸變化至圓曲線端的 $1/R$；其中 $R$ 為圓曲線半徑。
• 常用的緩和曲線為迴旋線，其曲率與自起點起算的弧長成正比：

$\frac{1}{R_s}=\frac{s}{A^2}$

其中 $s$ 為緩和曲線上的弧長，$R_s$ 為該處曲率半徑，$A$ 為迴旋線參數。

• 緩和曲線使行車方向與曲率逐步改變，避免直線與定半徑圓曲線直接銜接所造成的突變。

設置目的：

• 使車輛轉向逐漸改變，提升行車平順與舒適性。
• 使向心加速度及其變化逐步增加，降低突受側向力的不適與風險。
• 提供逐步設置超高及路面加寬的長度。

核心觀念

本題考查路面逕流如何安全地「收集、輸送、排放」，以及路拱、豎溝與隧道排水設施的設計原則。路面排水須配合地形、路面橫坡與縱坡、排水路位置及超高等條件規劃，並避免積水危害行車安全或沖蝕路基。

本題依命題當年（民國 110 年）之《公路排水設計規範》及《公路路線設計規範》作答。公路路線設計規範後續已有修正，以下仍以命題當年規範為準。

解題方法

依各小題分別掌握「排水功能」、「路拱目的與坡度」、「豎溝設計要求」及「隧道排水系統」即可。設計原則可從水流路徑判斷：路面水先由橫坡、縱坡導向集水設施，再經溝渠排到安全的出水處；隧道則要處理洞口地表水、隧道入滲水與隧道內路面水。

（一）路面排水設計應達到之功能

路面排水設計主要應達成下列功能：

1. 迅速排除路面逕流，避免積水侵入車道，降低濕滑、打滑及水漂等行車風險。
2. 減少水分進入鋪面及路基，避免路面結構因滯水、滲水而劣化或損壞。
3. 防止路面逕流集中沖蝕路堤與邊坡，並避免排水造成周邊土地或排水路受損。
4. 將逕流安全導入既有或適當的排水系統，使收集、輸送及排放路徑連續且順暢。
5. 維持排水設施可清理、可維護，避免淤積或阻塞導致排水失效。

（二）路拱的目的及直線路段坡度範圍

1. 設置路拱的目的

路拱是鋪面橫向設置的坡度，通常由路中央向兩側傾斜。主要目的在於使雨水能迅速流向路肩或路邊排水設施，減少路面積水，並降低水分滲入鋪面與路基的機會。

2. 直線路段鋪面路拱坡度

依命題當年《公路路線設計規範》，直線段路拱按鋪面種類設置：

• 瀝青混凝土、水泥混凝土鋪面：1.0%～2.5%。
• 碎石鋪面：2.0%～4.0%。

曲線路段則依超高規定設置，不宜直接套用直線段路拱範圍。

（三）豎溝的設計要求

豎溝設於公路高填方或深挖方坡面上，通常布置於適當間距處或坡面局部最低點，將淺溝、路邊溝及平台溝的逕流導至坡趾排水路。設計時應注意：

1. 線型及坡度應平順，避免轉折，減少水流受阻、溢流或局部沖刷。
2. 陡峭坡面或土質不良處，視需要加設止滑或錨碇措施，以維持溝體穩定。
3. 溝末端應設消能或防沖蝕措施，避免高速水流沖壞坡趾或下游排水路。
4. 材料與構築方式應配合當地環境及坡面條件，並兼顧穩定與維護。
5. 設置間距、斷面尺寸應依地形、坡面狀況、上游排水設施容量、連絡排水設施位置及經濟性決定；規範所列一般間距為 30～100 公尺，最小斷面為 30 公分 × 30 公分。

核心觀念

瀝青膠泥老化，是指瀝青在生產、施工及鋪面使用期間，因氧化、揮發等作用而逐漸硬化、變脆，造成黏度增加、延展性與低溫適應性降低。這題主要考查老化成因、老化後的鋪面劣化、瀝青混合料溫度的選定原則，以及拌合時青煙、白煙的判別與處置。

解題方法

依「老化原因 → 材料性質改變 → 鋪面品質或破壞」作答；溫度題則從瀝青膠泥的黏度與混合料施工性切入；煙霧題按顏色辨認可能原因，再說明影響及對策。

（一）瀝青膠泥老化的原因

1. 氧化作用：瀝青與氧氣反應，生成較極性的物質，使膠泥逐漸硬化。拌合、運輸及鋪築時，瀝青處於高溫且以薄膜裹覆粒料，與氧氣接觸面積大，氧化速度較快；鋪面使用期間，空氣與水分進入孔隙，也會持續促進氧化。
2. 輕質成分揮發：加熱溫度過高或受熱時間過長，瀝青中的較輕成分揮發，剩餘膠泥因而變硬。
3. 熱及光作用：長期日照與高溫會加速瀝青的化學變化及硬化。
4. 物理硬化：瀝青在較低溫度下，分子結構逐漸重排，也會使材料變硬；此現象與化學氧化不同，但同樣會降低延展性。

因此，施工階段控制加熱溫度、拌合時間及混合料曝露時間，可減少短期老化；鋪面保持密實、降低水氣與空氣滲入，則有助於延緩長期老化。

（二）老化造成的品質降低與破壞樣態

老化使瀝青膠泥黏度及硬度增加，延展性、韌性與低溫變形能力下降，對粒料的黏結與裹覆能力也可能降低。鋪面常見影響如下：

• 脆性增加、抗裂能力下降：容易產生溫度收縮裂縫、疲勞裂縫及反射裂縫。
• 表面剝落或粒料鬆脫：瀝青膜脆化、黏結能力降低時，表面可能出現剝落、鬆散或粒料脫落。
• 耐久性降低：水分與空氣更容易由裂縫、孔隙進入，進一步加速老化及材料劣化。
• 施工性與壓實性變差：瀝青較硬、混合料較不易拌勻或壓實，可能造成空隙偏高，增加水氣侵入及後續破壞風險。

老化與裂縫、鬆散之間的關係，仍會受瀝青含量、級配、施工壓實度、排水及交通荷重等因素影響；作答時宜表述為老化會提高這些破壞的傾向。

（三）拌合溫度及滾壓溫度的決定

溫度的選定目標，是讓瀝青膠泥在拌合時有足夠流動性，可均勻裹覆粒料；在滾壓時則具有適當工作性，使混合料能壓實至設計密度。

1. 依瀝青膠泥黏度—溫度關係決定：傳統方法是進行黏度試驗，繪製黏度—溫度關係，再依規定或設計採用的目標黏度，查得拌合及滾壓溫度。常見傳統參考值為拌合黏度約 $170\pm20$ cP、滾壓黏度約 $280\pm30$ cP；實際採用仍應依工程規範、材料性質及配比設計報告。

核心觀念

本題考《公路工程施工規範》第 02322 章「借土」：挖填平衡後仍不足的土石方，須從合法來源取得，且承包商應先提送借土計畫，經工程司審核；必要時轉送相關機關或地方主管機關同意後，才可開始挖運。

以下以命題當年（民國 110 年）法規及規範內容為準。

解題方法

分兩步作答：

1. 依第 02322 章第 1.2 節列出借土工作範圍。
2. 依第 1.5.2 節列出三類合法借土來源，並分別說明借土計畫應載明的內容。

（一）借土之工作範圍

依《公路工程施工規範》第 02322 章第 1.2.1 節，借土工作範圍包括：

1. 土石方的挖掘、裝載及運輸。
2. 借土區清理。
3. 水土保持措施。
4. 交通維持。
5. 安全衛生及環保措施。
6. 運輸道路維修。

借土區除契約另有規定外，由承包商自行覓定，且須為合法借土區。

（二）合法借土區三類及借土計畫內容

依第 02322 章第 1.5.2 節，合法借土來源有三類：

核心觀念

本題考查道路施工交通安全設施、鋪面平坦度評估，以及管線挖掘後回填材料的選用與品質管理。法規題以命題當年（民國 110 年）《道路交通標誌標線號誌設置規則》為準。

解題方法

作答時依序掌握三個重點：施工標誌要列出法規所定五種用途；平坦度指標要把「指標名稱」和「量測原理」配對；回填材料則從材料特性、施工方式及品質檢驗三方面說明。

（一）施工標誌牌面的五類

依《道路交通標誌標線號誌設置規則》第 142 條，施工標誌用以告示前方道路施工，使車輛減速慢行或改道行駛，設於施工路段附近。牌面依設置及功能分為：

1. 前方道路施工：提醒用路人前方有施工，應減速注意。
2. 前方道路封閉：告知前方道路封閉，車輛不得續行，應依指示改道。
3. 道路施工，車輛改道行駛及指示改道方向：指示用路人改走指定路線或方向。
4. 部分車道封閉，改單線管制行車：雙向車流須依管制方式輪流通行。
5. 移動性施工：警告前方有短暫施工或養護，車輛應減速或變換車道；標誌懸掛於工程車輛及機械後方，並配合橙色旗幟或閃光燈號。

**法規補充：**當年規定施工標誌為菱形或長方形，橙底、黑字，圖案為黑色或白色，具反光性能。

（二）常見鋪面平坦度指標及量測方式

1. 國際糙度指標（IRI） 以慣性式剖面儀量測輪跡的縱向剖面，儀器通常包含雷射測距儀、加速度規及行車距離量測儀。將剖面資料輸入四分之一車模型，以模擬車輛以標準速度行駛時懸吊系統的累積反應，計算出 IRI；常用單位為 m/km。IRI 數值愈低，代表縱向平坦度愈佳。

2. 行駛指數（RN） 由慣性式剖面儀取得縱向剖面資料，再以標準化的車輛反應模型計算行駛品質，屬於較接近乘坐舒適感的指標。RN 愈高，通常代表行駛品質愈佳。

3. 現況服務力指數（PSI）或現況服務力評分（PSR） PSI 是依鋪面狀況建立的綜合評估指數，可由平坦度及其他鋪面狀況資料計算；PSR 則由受訓評估者或用路人依行駛舒適、平順程度等進行評分。這類指標較重視使用者感受，和單純儀器量測的 IRI 不同。

4. 3 公尺直規高低差（σ3m） 將 3 公尺直規沿行車方向置於鋪面，以量尺或量測規量取直規與鋪面間的最大間隙，反映短距離縱向不平整程度。量測簡便，但範圍較短，也較受測點位置影響。

（三）管線挖掘常見回填材料、特性及品質控管