以臺北市道路檢測資料建構市區道路養護指標系統初探

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鄭以揚(Yi-Yang Cheng) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

以臺北市道路檢測資料建構市區道路養護指標系統初探
(The preliminary study of establishing urban road maintenance & rehabilitation index using the inspection data of Taipei urban road)

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★ 以ASTM WPRI與垂直加速度建構檢測設備與評估人行環境舒適性之初步研究

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摘要(中)

隨臺灣公路路網發展越趨完善，鋪面之養護與修復即成為市區道路主管機關之首要議題，地方政府須考量應如何延長現有公路使用年限及維持良好路面性能並降低養護預算。本研究使用高解析度二維雷射CCD與線性攝影機收集臺灣市區道路鋪面狀況包含IRI、車轍和裂縫，並邀請30名市民及28路面工程師參加道路現況服務能力評分計畫，協助建立臺北路面品質指標(TPQI)，最終提出臺北市區道路路面管理策略。本研究使用之鋪面檢測車可通過美國AASHTO、日本土木研究所及臺灣CNS之規範。依據本研究結果，可得指標計算公式為TPQI=5-0.612*ln⁡(IRI)-0.127*√Crack-0.253*ln⁡(Rut)，其解釋能力為97%，其使用趨勢與日本維護管理指標(MCI)一致。指標係數之差異則因兩國用路人之要求與期望有所不同所致。考量到臺北市80%使用者之滿意度與市府預算，TPQI最低養護門檻要求為3.2，單項指標劣化情形分別為裂縫率17%、車轍深度12mm，及IRI9.7m/km。市區道路之養護與修復一直為臺灣路面工程師最重要的課題與挑戰，透過本研究之成果，TPQI可作為臺北市政府在逐年遞減之養護預算下，用以提升道路養護之評估指標，且值得進一步研究。

摘要(英)

Pavement maintenance and rehabilitation are the most important issue of urban road administration in Taiwan. After the development of Taiwan road network are closely complete, to extend the urban road service time, keep good performance and cost down are concerned by local government. The objective of this study was established an index for Taipei city government to keep pavement service level meet the requirement of resident. The high definition 2D Laser CCD and camera was adopted to collected pavement condition included international roughness index, rutting and crack in Taiwan city. 30 residents and 28 engineers were invited to join the Present Serviceability Rating (PSR) program to assistant establishing the Taipei Pavement Quality Index(TPQI). At last, the proposed pavement management strategic of the Taipei urban road would be suggested in this study. The validation of the inspection vehicle with the high definition 2D laser CCD and camera was satisfied the AASHTO standard, public works research institute and Taiwan CNS standard. According to the results, the formula was as following: TPQI=5-0.612*ln⁡(IRI)-0.127*√Crack-0.253*ln⁡(Rut), the explanation coefficient of TPQI was 97%. the trend of Maintenance Control Index (MCI) of Japan and the TPQI were same, only a little coefficients different and the different should be due to two countries user requirement and expectation. In consideration of Taipei 80% users satisfaction and capital budget, minimum requirement of TPQI should be 3.2, Crack ratio should be under 17 %, Rut. depth should be under 12 mm, the IRI should be under 9.7 m/km. The maintenance and rehabilitation of urban road is always the most important course and challenge for engineers in Taiwan. Based on above, TPQI should be a very nice index for Taipei city government to maintenance urban road pavement using the annual decreasing capital budget and it is worthy of further study.

關鍵字(中)

★ 市區道路
★ TPQI
★ MCI

關鍵字(英)

★ Urban Road
★ TPQI
★ MCI

論文目次

中　文　摘　要 I
ABSTRACT II
致　　　謝 III
目　　　錄 V
圖　目　錄 IX
表　目　錄 XIV
一、緒論 1
1-1　　研究背景 1
1-2　　研究目的 3
1-3　　研究範圍 5
1-4　　研究架構與方法 6
1-5　　研究內容與流程 7
二、文獻回顧 10
2-1　　鋪面狀況評估指標 13
2-1-1　鋪面狀況指標 13
2-1-2　日本鋪面維護管理指標 16
2-1-3　美國國家鋪面性能指標 19
2-1-4　韓國鋪面管理指標 22
2-1-5　其他指標介紹 24
2-2　　影像科技應用於鋪面檢測 26
2-2-1　鋪面影像之應用 26
2-2-2　鋪面調查系統 33
2-3　　鋪面養護概念及策略 36
2-4　　小結 40
三、鋪面調查設備及驗證 41
3-1　　鋪面調查系統之架構 41
3-2　　鋪面調查設備系統驗證 43
3-2-1　鋪面調查儀器距離驗證 43
3-2-2　鋪面調查儀器裂縫辨識能力驗證 44
3-2-3　鋪面調查儀器車轍量測驗證 46
四、鋪面調查設備於臺灣市區道路之應用 48
4-1　　臺北市市區道路調查規劃 48
4-1-1　調查範圍與原則 48
4-1-2　調查作業流程 50
4-2　　臺北市市區道路鋪面現況調查結果 58
4-3　　綜合探討-MCI及鋪面檢測指標之應用 65
五、市區道路鋪面現況服務能力指標模式之探討 75
5-1　　鋪面現況服務能力指標回顧之發展 75
5-2　　市區道路鋪面現況服務能力評分規劃與成果 77
5-2-1　PSR執行規劃 78
5-2-2　PSR執行成果 83
5-2-3　PSR評分結果與道路現況 91
5-3　　市區道路鋪面現況服務能力評估模式 93
5-3-1　鋪面現況服務能力指標模型之方法 93
5-3-2　建立市區道路鋪面現況服務能力指標-TPQI 97
5-3-3　市區道路鋪面現況服務能力指標之成效評估-TPQI 102
六、市區道路鋪面養護指標之管理閥值 105
6-1　　鋪面養護閥值之發展 105
6-1-1　美國MAP-21道路管理之發展 105
6-1-2　日本MCI道路管理之發展 110
6-1-3　其他道路管理標準之發展 115
6-1-4　綜合性指標及單項指標養護閥值之應用 119
6-2　　研訂本土化市區道路指標閥值 121
6-2-1　綜合指標-TPQI 121
6-2-2　單項指標-裂縫率、車轍及IRI 124
6-3　　本土化TPQI、美國MAP-21及日本MCI鋪面養護閥值之差異 126
七、綜合性指標於養護策略與效益之方案精進探討 128
7-1　　鋪面養護策略之方法與假設 128
7-1-1　鋪面養護策略之研究與實務應用 129
7-1-2　鋪面養護工區之判定原則 132
7-1-3　鋪面養護成本之現況 134
7-2　　鋪面養護經濟效益與碳排放之方案評估 135
7-2-1　方案一-本土化TPQI≦2.8 135
7-2-2　方案二-單項指標95%信心水準之閥值 136
7-2-3　方案三-TPQI≦2.8及單項指標之閥值 138
7-2-4　方案四-日本MCI< 4及單項指標之閥值 139
7-2-5　方案五-傳統IRI>3.5 m/km 141
7-3　　市區道路鋪面養護策略建構 143
7-3-1　TPQI及MCI鋪面養護策略之成效 143
7-3-2　應用本土化綜合性指標於鋪面養護策略之發展建議 146
八、鋪面管理政策與策略 148
8-1　　鋪面檢測技術 148
8-1-1　現況技術分析 148
8-1-2　技術精進之展望 155
8-2　　鋪面養護管理技術 160
8-2-1　鋪面管理應用概況 160
8-2-2　鋪面資料品質管理規劃 164
8-3　　鋪面狀況指標應用制度 166
8-3-1　道路管理機制之探討 166
8-3-2　道路管養策略之研擬 174
8-4　　鋪面管理政策建議與總結 177
九、結論與建議 179
9-1　　結論 179
9-2　　建議 181
參考文獻 182

參考文獻

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[83] 內政部營建署，「市區道路養護管理暨人行環境無障礙考評評鑑報告」，2019年

指導教授

陳世晃洪境聰(Shih-Huang Cheng Ching-Tsung Hung)

審核日期

2022-7-21

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