佺葉工程顧問有限公司 計算書輸入指南|剛性路面檢討

計算書輸入指南|剛性路面檢討

計算書輸入指南

每一個條件從哪裡來、別的案怎麼填、如何讀懂計算結果。

350不是規範一律指定,不能由MR45自動換算。強度選值與210/280比較。現表未完成板剪力/沖切及鋼傳力桿抗力檢核,不能把已列項目通過當成完整安全結論。

計算書輸入指南:每一個條件從哪裡來

先取得車輛與現場資料,再使用本案採值或查表參數。本頁分成填表順序、17欄來源、本案代入與圖解、符號、常見錯誤;交通與板厚同式,不代表所有參數及力學門控都相同。藍底欄;其他的值由參數表自動帶出。下面依填表順序,說每一欄是誰給的、依據哪一條、本案填什麼、別的案子怎麼填、最常填錯的地方。交通與板厚採同式;參數、欄位位置及力學門控以正式Excel和線上工具為準。

開啟正式線上試算 →查輸入端S1–S8原文 →

一、填表順序(6 步)

  1. ① 車 設計車種、滿載總重 W、每天台數 q、每年使用日 a、設計年限 Y
    Excel 計算!B5~B9 | 網頁 區 2 交通荷重
  2. ② 路 道路類別(→R)
    B10 | 區 2
  3. ③ 土 路基土壤(→k)、級配底層 有/無、板下排水(→Cd)
    B11、B12、參數表 B41 | 區 3
  4. ④ 縫 板側邊與傳力桿型式(→J、有無傳力桿)
    B13 | 區 5
  5. ⑤ 板 車道寬 b、縮縫間距 L、採用板厚 h
    B14~B16 | 區 1
  6. ⑥ 看 結論列(A2)與各項判定;板厚不夠就回⑤加厚重算,傳力桿接近容許時,須重新核對重量、開口與配置
    計算!A2、E28~E41 | 計算書 ⑦
業主/使用單位給 設計車種、滿載總重 W 每天重車數 q、每年使用日 a 設計年限 Y、道路類別 車道寬 b、車道數 現場查明 路基土壤種類(k 等級) 要不要做級配底層 路肩型式(有無傳力桿→J) 排水狀況(Cd) 計算表自動查表 R、Z_R(表 C-2、C-3) k:估算須核實;F:確認界面 J(表 C-4)、Cd(表 5-50) 傳力桿 d/L/s(FDOT 305) 本案採值(須確認) MR=45 kgf/cm²f′c=350 kgf/cm²(暫採)Ec=300,000 kgf/cm²fy=4,200 kgf/cm²γ=0.0024 kgf/cm³K₀=41,520 kgf/cm³S₀0.35、p₀4.4、pₜ2.5 執行程式 → 計算書 ①~⑦ ① 軸次 ESAL ② 板厚容量 vs 需求 ③ 單次彎拉 vs MR ④ 傳力桿承壓 ⑤ 拉桿間距與錨定 ⑥ 縫距、切縫、底層 ⑦ 結論 填完藍底欄按「執行程式」;每一項顯示 需求/容許/比值/判定(OK・不足・參考・另算)
業主給使用條件、現場確認支承排水、參數表供估算,設計者確認採值。MR與材性是本案設計指定/試驗確認值,不是所有工程固定不變。
1 業主給

車種、整車總重、台數、使用日、年限及車道。

2 現場查

路基、底層、路肩與排水,不能只看土壤名稱。

3 查表/預設

R、ZR、k、摩擦、J、Cd及桿件尺寸;分清原表與工具估算。

4 確認與計算

確認材料/服務目標採值,再看交通、單次、接縫、錨定及待確認項。

二、每一欄的來源

01 設計車種(分軸型式與比例)4 軸貨車:雙前軸 2/7、後雙軸 5/7
資料從哪來
業主、車籍或過磅;沒有資料時可先用本工具車種預設比例作估算,仍須核實
條文/參考
TxDOT 0-6850-1 §3.3.2(PDF p46):當量要用「軸組重」與「軸數」算;比例為工程估算
本案採值
4 軸貨車:雙前軸 2/7、後雙軸 5/7
別的案怎麼填
3 軸砂石車 0.25/0.75;5 軸聯結車 0.15/0.425/0.425;自訂須合計=1
容易填錯
把 38 t 當成一個輪子的重量;比例合計不是 1
02 整車滿載總重 W(t)38
資料從哪來
本案業主指定整車滿載重量;過磅/車籍優先
條文/參考
本案設計輸入,不由未指明車種的法定限重代替。
本案採值
38
別的案怎麼填
改重量須重算;35–45t的同條件近似有固定模型門控,並非各車重保證通過。
容易填錯
填空車重;載料另外加(38 t 已是整車)
03 每天重車數 q(台/日)50
資料從哪來
業主產能、進出場紀錄
條文/參考
按實際車種、載重及通行方向累積;本案以每日50台滿載車估算。
本案採值
50
別的案怎麼填
滿載進場、空車出場時,不可把兩方向都當滿載;其他車流按實際載重另計。
容易填錯
把來回算兩倍滿載
04 每年使用日 a(日/年)300
資料從哪來
業主
條文/參考
—
本案採值
300
別的案怎麼填
250(週休)/365(全年)
容易填錯
—
05 設計年限 Y(年)20
資料從哪來
業主/設計目標
條文/參考
本案採20年;不是本次查得的市區§9.5強制年限。
本案採值
20
別的案怎麼填
10(臨時)/30(幹道)
容易填錯
設計年限不是保固年限
06 道路類別 → 可靠度 R、Z_R本案比照地方道路上限採R80%、ZR−0.841621。
資料從哪來
設計者依道路功能選
條文/參考
NHI-05-037 表 C-2(PDF p552):地方道路 50~80%;表 C-3(p553)Z_R=−0.841(80%);S₀ 0.35(p557)
本案採值
本案比照地方道路上限採R80%、ZR−0.841621。
別的案怎麼填
表列範圍是參考;依功能、失效後果及要求選定。
容易填錯
把私人道路自動等同R80%,或把較高可靠度當成填錯。
07 路基土壤 → 地基 k(kgf/cm³)k=5kgf/cm³≈180.636pci(待現地確認)
資料從哪來
現場:土壤種類、CBR 或平板載重試驗
條文/參考
NHI表5-46|PDF253:Good400–500pci等常見範圍;本案k5為未測設計假設,不是Good下限減半。
本案採值
k=5kgf/cm³≈180.636pci(待現地確認)
別的案怎麼填
由現地試驗/合理換算評估有效k;工具土壤選單數值為預設估算,不是原表直接給值。
容易填錯
k 不是容許承載力 qa;不能用 k 說地盤驗收通過
08 級配底層(有/無)無(卵礫石整平壓實)
資料從哪來
設計決定+現場確認
條文/參考
NHI§1.3.4|PDF34:高品質粗粒料且勁度相當底層等條件。約600萬ESAL不能走<100萬低交通例外。
本案採值
無(卵礫石整平壓實)
別的案怎麼填
有底層須依厚度、模數、季節及支承流失評估有效k;工具升級映射只是估算。
容易填錯
以為「卵礫石」三個字就等於可以省略
09 板側邊與傳力桿 → J無路肩+有傳力桿 J=3.2
資料從哪來
設計決定(路肩型式、有無傳力桿)
條文/參考
NHI-05-037 表 C-4(PDF p558):JPCP 無路肩/瀝青路肩 有傳力桿 3.2、無 3.8~4.4;繫筋混凝土路肩 有 2.5~3.1
本案採值
無路肩+有傳力桿 J=3.2
別的案怎麼填
變更構造時重選J再算;例無傳力桿工具採4.1是表範圍內預設,非通用輕交通禁限條文。
容易填錯
選了無傳力桿卻又畫傳力桿
10 板下排水 → CdCd=1.0(現地排水及曝露時間待確認)
資料從哪來
現場排水條件
條文/參考
NHI表5-50|PDF265:依排水排除時間與近飽和時間交叉讀。Fair/1週、1–5%欄=1.10–1.00。
本案採值
Cd=1.0(現地排水及曝露時間待確認)
別的案怎麼填
依實際排水與濕潤時間交叉選;單靠「良好/普通/不良」不足。
容易填錯
沒有排水設施卻選良好
11 車道寬 b、縮縫間距 L、板厚 h3 m、4 m、25 cm
資料從哪來
設計決定
條文/參考
縫距 ≤24h(市區道路 9.5.5);L/b ≤1.5(FHWA T 5040.30 p.7);板厚由②交通法下限往上取
本案採值
3 m、4 m、25 cm
別的案怎麼填
20cm板的24h上限4.8m;30cm為7.2m,但仍受幾何、收縮翹曲、摩擦與接縫設計控制。
容易填錯
只看24h而忽略版塊形狀、切縫窗口及傳力構造。
12 混凝土抗彎 MR(kgf/cm²)45
資料從哪來
規範下限/配比試驗
條文/參考
市區道路 9.5.2:28 天抗彎 ≥45(CNS 1233 三分點)
本案採值
45
別的案怎麼填
試驗值更高時可改,但要有試驗報告
容易填錯
用 f′c 推 MR(本表不接受)
13 f′c、Ec、fyf′c=350kgf/cm²(暫採)、Ec=300,000kgf/cm²、fy=4,200kgf/cm²
資料從哪來
配比、材料規格
條文/參考
f′c 只用於傳力桿承壓(式 24)與拉桿錨定;Ec 用於 AASHTO 式與 ℓ;fy 專指竹節鋼筋 SD420W 拉結筋;不是光面傳力桿的指定等級
本案採值
f′c=350kgf/cm²(暫採)、Ec=300,000kgf/cm²、fy=4,200kgf/cm²
別的案怎麼填
—
容易填錯
把 f′c 當 MR
14 S₀、p₀、pₜ(進階,一般不改)0.35、4.4、2.5
資料從哪來
本案採值,別案依不確定性及服務目標確認
條文/參考
NHI-05-037 附錄 C(PDF p557):剛性鋪面 S₀ 0.3~0.45 常用 0.35;p₀ 典型 4.4;pₜ 主要道路 ≥2.5
本案採值
0.35、4.4、2.5
別的案怎麼填
不能只為增加容量而任意改終期服務要求。
容易填錯
把軸當量式裡的 4.5 當成 p₀ 去改(4.5 是 AASHO 試驗路的常數)
15 光面傳力桿 Ø/長/間距光面鋼筋 Ø32×45 cm @30 cm(首末距邊 15 cm)
資料從哪來
依板厚查表(自動)
條文/參考
FDOT FY2017–18 Index305 sheet1與T5040.30(2019)印11作國外初選對照;18in=45.72cm,本案採45cm。
本案採值
光面鋼筋 Ø32×45 cm @30 cm(首末距邊 15 cm)
別的案怎麼填
工具按厚度映射桿徑只是初選,仍須檢核載重、開口、埋長、材性及配置。
容易填錯
拿縮縫的開口 0.3 cm 去算伸縫
16 K₀(進階,一般不改)41,520
資料從哪來
本案桿周支承假設
條文/參考
FHWA-HRT-06-106:承壓模數範圍 300,000~1,500,000 pci,取上限 1.5×10⁶ pci=41,520 kgf/cm³(偏保守)
本案採值
41,520
別的案怎麼填
依桿周混凝土與支承條件確認,不可與路基k混用。
容易填錯
—
17 中央竹節拉結筋 SD420W D16 長度/間距80 cm/80 cm,首支距橫縫 40 cm
資料從哪來
設計決定
條文/參考
HIF印41/PDF52:間距建議≤48in,fs=0.75fy;本案長度採RC112§25.4.2.1/.4/.5的全fy直線錨定。
本案採值
80 cm/80 cm,首支距橫縫 40 cm
別的案怎麼填
本案μ2.5/通用版F1.5有不同參考脈絡;先確認界面與採用理由,錨定再另算。
容易填錯
總長 80 當每側 80;拉桿塗油

頁碼以Wiki收錄原件定位;國外參考文件不等於本案契約強制適用版本。查看框選原文與本案比較 →

三、數字是怎麼算出來的:本案代入

中間值顯示已四捨五入;最終結果使用未捨入值計算。

① 後雙軸的當量 E=19.56

軸組重 27.143 t × 2.2046=59.84 kip;m=2;D=25/2.54=9.8425 in;G=log[(4.5−2.5)/3]=−0.1761β=1+3.63×(59.84+2)^5.2/[(9.8425+1)^8.46×2^3.52]=2.142;β₁₈=1+3.63×19^5.2/10.8425^8.46=1.028A=4.62·log19 − 4.62·log(61.84) + 3.28·log2 + (−0.1761)/2.142 − (−0.1761)/1.028=−1.291E=10^1.291=19.56;前雙軸同法 0.436(兩單軸 2×0.172899=0.345799 較小,取 0.436);ΣE=19.998
0.436 前雙軸 10.86 t 取 max(2 單軸 0.3458, 1 雙軸 0.4362) 19.562 後雙軸 27.14 t β=2.142 19.998 整車 ΣE 每台約20次標準軸(本案分軸假設) 18 kip 標準單軸=1.0 一台 38 t 車的當量 E(25 cm、pₜ 2.5):後雙軸占 98%,前軸仍計入
前雙軸0.43620、後雙軸19.56163、每車19.99783。前軸取max(兩單軸0.34580,雙軸0.43620);本案後軸占97.8%,前軸仍計入。

② 25 cm 的容量 W允=11,827,192

Z_R=−0.8416(R 80%);S₀=0.35;MR=45×14.2233=640.1 psi;Ec=4,267,003 psi;k=5×36.1273=180.6 pci;(Ec/k)^0.25=12.40;D^0.75=5.557log W=(−0.8416×0.35) + [7.35·log(10.8425) − 0.06] + log(1.9/3)/[1+1.624×10⁷/10.8425^8.46] + (4.22−0.8)·log{640.1×1.0×(5.557−1.132)/[215.63×3.2×(5.557−18.42/12.40)]}  = −0.2946 + 7.5482 − 0.1929 + 0.0121 = 7.0729 → W允=10^7.0729=11,827,192需求 W18=50×300×20×19.998=5,999,350 → 容量÷需求=1.971
交通容量比(對數刻度)0.1110100152025303540交通下限23cm採用25cm:1.97板厚 cm
各厚度容量與固定需求5,999,350比較,與正式工具逐厚度表的需求基準相同。23cm為交通試算下限,25cm採用;不是全車有限元素的最小安全板厚。

③ 車重改變時哪一項先不過

11.522.53353840414245固定25cm、原模型條件的比較比值整車總重 t
綠:交通容量比;藍:MR/σ;金:窄縫承壓比;棕:伸縫承壓比。35–45t只沿既有固定模型作縮放近似,並非重新搜尋全部載位。45t交通比0.999124,約1.00但略低於1,不能判通過。

改車重須重新檢核;伸縫約41.05t、窄縫約41.65t附近先接近容許。這是近似控制點,不是法定或通用限重。

四、符號與單位(英制換算是表內自動做的)

符號意思單位/換算
W、q、a、Y整車總重 t;台/日;日/年;年N=q·a·Y 台
E、ΣE、W18軸組當量;每車當量;設計年限總當量軸次(ESAL)18 kip=8.16 t 單軸=1.0
D板厚(in)D=h/2.54
L_k、m軸組重(kip)、軸數L_k=t×2.2046
R、Z_R、S₀可靠度、標準常態偏差、整體標準差Z_R=NORM.S.INV(1−R)
p₀、pₜ初始、終期服務指數ΔPSI=p₀−pₜ
MR(S′c)混凝土抗彎強度kgf/cm²×14.2233=psi
Ec混凝土彈性模數×14.2233=psi
k地基反力模數kgf/cm³×36.1273=pci
J、Cd荷重傳遞係數、排水係數無因次
ℓ相對勁度半徑 [Ech³/(12(1−ν²)k)]^¼cm,本案 94.6
σ板底/板頂拉應力 6M/h²kgf/cm²
P_c單支傳力桿分擔力kgf
β、K₀、z桿相對勁度、承壓模數、縫開口1/cm、kgf/cm³、cm
y₀、σ_b、f_b桿縫面位移、桿周承壓需求、容許 (4−d[in])f′c/3cm、kgf/cm²
A_s、f_s、F、γ拉桿面積 1.986、工作應力 0.75fy、板底摩擦係數、混凝土單位重cm²、kgf/cm²、—、kgf/cm³
l_dRC 錨定長度cm

五、最常犯的 8 個錯

  1. 把整車總重當輪重,或把載料重再加到 38 t 上。
  2. 軸重比例合計不是 1,或車種選錯(雙前軸要用「兩單軸 vs 一雙軸取大」)。
  3. 用 f′c 推 MR;MR 45 要抗彎試驗,f′c=350kgf/cm²為設計暫採,只用在現表的承壓與錨定。
  4. 把 k 當容許承載力,或因為「卵礫石」三個字就省略底層而不做現場確認。
  5. 未依道路功能、失效後果及業主要求選可靠度,誤把本案R80%當成所有廠區的規定。
  6. 把軸當量式裡的 4.5 當成 p₀ 改掉;4.5 是 AASHO 試驗路常數。
  7. 拉桿總長 80 cm 當成每側 80 cm;或把拉桿塗油(拉桿要握住,傳力桿才塗油)。
  8. 把交通比 1.97 或 MR/σ 1.79 當安全係數去放大車重;車重 約41t附近,傳力桿開始接近容許,改重須重算。

依據:TxDOT 0-6850-1(2017)§3.3.2;SHRP-P-394式6.2(本站採用的AASHTO法公開式);FHWA NHI-05-037(2006)表 C-2、C-3、C-4、5-46、5-47、5-50、附錄 C、§1.3.4;FHWA-HRT-06-106(2009)式 12~24;FHWA-HIF-16-026(2016)p.41;FHWA T 5040.30(2019)p.7、11、34;FDOT Index 305(FY2017-18);市區道路及附屬工程設計規範 9.5.2、9.5.5;混凝土結構設計規範 112 年版 §25.4.2.4。