現代化的公路或機場鋪面因使用材料而異，大概可以分為剛性及柔性鋪面。剛性鋪面由波特蘭水泥混凝土鋪築而成，而柔性鋪面則由瀝青混凝土鋪築而成。雖然兩種鋪面都是提供車輛或航空器地面行使活動之用，但因其材料性質頗有差異，力學行為也不盡相同，所以在設計與施工控管上也就各異其趣。雖然柔性鋪面有施工、維護快速的優點，但由於瀝青混凝土的物理性質使然，它對機場營運管理單位的困擾也比剛性鋪面大。
有鑒於數年前我國門戶機場採用公路柔性鋪面規範整建道面所導致的缺失，本文將針對美國聯邦航空總署（FAA）柔性鋪面施工規範與國內部頒公路規範，在材料、配合設計、施工方面的要求與品質控制加以檢討。
ㄧ、為何機場鋪面不可以採用公路施工規範
由於全球化的趨勢，航空客貨運量迅速攀升，加上航空科技的發展，飛機體型、重量也越來越大，以及外物導致傷害（Foreign Object Damage, FOD）的嚴重性，因此機場鋪面在設計及施工的品控方面也就需要與公路鋪面有所差異。
美國民航局（CAA, FAA的前身）早在1940年代就已認識到公路與飛機荷載之間的差異，機場需要更高質量的鋪面。美國第一個機場採用公路規範建造，但營運管理單位很快意識到它在飛機負載下無法正常運作，因為比公路車輛重很多的輪胎負荷導致嚴重的車轍、推擠，使得道面條件影響飛機活動安全。
機場工程從業人員必須認知到：
- 飛機和公路車輛的荷載差很大
- 飛機輪胎胎壓比車輛輪胎胎壓高很多
- 高的飛機荷載及胎壓需要高品質的鋪面材料與施工
- 飛機引擎對道面上的碎屑很敏感
下圖顯示各種不同航空器輪胎荷重與一般汽車及聯結車荷重的差異，藍色代表一般汽車荷重，橙色代表聯結車荷重，灰色代表飛機荷重。聯結車與飛機之間的差異開始於15,000磅（6,800公斤）的飛機總重量。對於總重30,000磅（13,600公斤）的飛機，主起落架每個輪胎載荷為7,125磅；對於總重60,000磅（13,600公斤）的飛機，主起落架每個輪胎載荷為14,250磅。標準卡車18,000磅車軸，每個輪胎載荷為4,500磅，跟60,000磅飛機的每個輪胎載荷相比為1:3。
下圖顯示飛機與一般汽車及聯結車胎壓的差異，小汽車單輪荷重1,000~1,500磅的胎壓介於35~45psi，聯結車單輪荷重4,500磅的胎壓介於85~110psi，14,000~60,000磅飛機的胎壓介於150~255psi。胎壓比約2:1。
下圖顯示一架總重量80,000磅的飛機和一輛80,000磅的聯結車。這飛機主起落架有95%的負載，四個輪胎，每個輪胎荷載19,000磅。五軸聯結車後面四個車軸承擔大約85%的載荷，每個車軸有四個輪胎，每個輪胎的荷載為4,250磅。即使總重相同，其每個輪胎荷載比達4.5:1。
在美國，FAA機場施工標準規範專門為機場而開發，都經全尺寸測試驗證如下圖。FAA機場規範使用涵蓋美國各地機場。州公路規範則專門為公路車輛而開發，二者不宜混用。
現代柔性鋪面材料以熱拌瀝青（Hot Mixed Asphalt, HMA）為主，有「密集配瀝青混凝土（Dense-Graded Asphalt Concrete, DGAC)、多孔隙瀝青混凝土（ Prorous Asphalt Concrete, PAC）、石膠泥瀝青混凝土（Stone Matrix Asphalt, SMA）、溫拌瀝青混凝土（Warm Mix Asphalt, WMA)等。
PAC屬開放級配，FAA在過去以項目P-402存在於AC 150/5370-10E版（含之前），因為粒料容易鬆散、脱落容易導致FOD，F版已刪除不用。SMA雖有很多機場使用的案例，但成敗參半，迄今為止，未被FAA列入機場施工規範之中。WMA則僅用於機場鋪面緊急修繕之用。
三、熱拌瀝青（HMA）黏結劑
HMA黏結劑依目前使用狀況計有：
- 傳統型：以針入度（Penetration）、黏度（Viscosity）為分級標準 。
- 性能分級（Performance Grade, PG）：以適應當地鋪面面層最高及最低溫度為分級標準。
- 改質瀝青（Polymer Modified Asphalt, PMA）：在傳統瀝青膠泥中添加聚合物或化學交聯改質劑。
- 石基質瀝青（Stone Matrix Asphalt, SMA）：在傳統或改質瀝青膠泥中添加木質纖維或石質纖維。
- 傳統型：早期瀝青黏結劑以其物理性能「針入度及黏度（原始黏度（AC）和殘渣黏度（AR）」被廣泛應用，這種分類方式沒有充分考慮溫度的敏感性，因此在表達黏結劑性能方面受到限制。以針入度及年度分級之瀝青膠泥的檢驗項目與要求標準，詳表1。
- 性能分級（PG）：1987年美國策略公路研究計畫（Strategy Highway Research Program, SHRP）開始研究基於瀝青拌合物及其配合設計之實驗與規範--SUPERPAVE，研究開發了新黏結劑的測試與規範，可更準確、更全面性地表達瀝青黏結劑對抗車轍、疲勞、溫度開裂等性能參數。PG分級系統是基於瀝青黏結劑的性能應與其使用條件（氣候、老化）相關的構想，而採用適合當地溫度（平均七天最高鋪面溫度⁰C，以及可能經歷的最低鋪面設計溫度⁰C）的性能分級，詳表2。PG性能由ASTM D6373 "Standard Specification for Performance Graded Asphalt Binder"建立檢測項目與要求標準，詳表3。國內還沒有建立PG 檢測項目與要求標準。
- 改質瀝青（PMA）：在傳統瀝青膠泥中添加聚合物（如橡膠、廢輪胎、樹酯等）改質劑已經普遍使用。當指定採用的高、低溫差大於90⁰C以上之PG時，須在傳統高品質的瀝青膠泥中添加改質劑才能達到等級要求。改質瀝青分成"I、II、III、IV"四型，ASTM 分別以“D5976 Type I、D5840 Type II、D5841 Type III、D5892 Type IV“來建立檢測項目與要求標準。國內參考編撰成CNS 14184，Type III、IV檢測項目及要求標準，詳表4。
- 石基質瀝青（SMA）：SMA是在傳統或改質瀝青中添加纖維材料（木質纖維或礦石纖維），用來穩定拌合完成物在靜置或輸運過程中黏結劑垂流（Draindown），當鋪築完成後，這些纖維料並無增強鋪面性能的作用。
依據FAA AC 150/5370-10H “Standard Specifications for Construction of Aoirports" P-401、P-403及國內部頒 “公路工程施工規範”-路面工程-密集配瀝青混凝土，整理二者之粗、細骨材級配配比的比較如下表：
資料來源：FAA AC 150/5370-10H及部頒公路工程施工規範
上表數據顯示部頒公路規範級配有跳耀的現象，雖然兩個規範中皆表明「二篩號間的骨材粒徑不能集中於上限或下限」，但因部頒規範有的跳一級，有的跳二級，用之於機場有必要在配比設計中驗證其適用性。
2. 石基質瀝青混凝土（SMA）
FAA曾委託奧本大學（Auburm University)進行SMA使用於機場道面之評估，在2009年提出"Evaluation of Stome Matrix Asphalt (SMA) for Airfield Pavements"最終報告，且提出"P-XXX Plant Mix Bituminous Stone Matrix Asphalt (SMA)"草案，但目前仍在持續研究之中，迄未將之列入施工規範 。美軍統一設施指南規範（Unified Facilities Guide Specifications, UFGS）於2019年發布"Stone Matrix Asphalt (SMA) for Airfield Paving"，以建立軍用機場使用SMA的根據。
已有一些民用機場將SMA鋪築在飛機活動的道面上，依據奧本大學2009年提出的調查報告，使用績效好壞參半，難下定論。
本文整理出奧本大學P-XXX草案、UFGS SMA及部頒公路規範之粗細骨材級配如下表：
表列數據顯示除部頒公路規範標稱最大顆粒尺寸（NMPS）3/8in No. 16~50號篩中有骨材外，其他都沒有。此外，各號篩骨材的佔比大致相等。
4.2 骨材品質要求比較
1. 密級配瀝青混凝土（DGAC)
將FAA P-401/403與部頒公路規範DGAC的骨材品質要求列表比較比較如下：
上表顯示的最大差異有二，其一為FAA有黏土塊及易碎顆粒的比率限制，部頒公路規範沒有。其二為FAA有使用天然砂不得大於15%之限制，部頒公路規範沒有限制。黏土塊、易碎骨材顆粒、天然砂含量對瀝青混凝土品質影響很大，黏土質粉會阻隔瀝青包裹骨材表面，易碎骨材在滾壓過程容易碎斷而導致斷裂面沒有瀝青包覆，過多的天然砂會降低瀝青混凝土的穩定性。
2. 石基質瀝青混凝土（SMA）
以P-XXX SMA草案、UFGS、部頒公路規範對骨材品質要求列表比較如下：
三者之間的檢驗項目及品質要求互有出入，論斷高低有點不切實際。在P-XXX未獲FAA許可之前，UFGS可做使用之參考。
4.3 配合設計比較
1. 密級配瀝青混凝土（DGAC)
下表摘錄了FAA P-401/403與部頒公路規範DGAC配合設計相關數據，比對其差異在於：
- 瀝青黏結劑：FAA 採用PG分級，當高、低溫差範圍達到92度Ｃ以上時，必為改質瀝青。採用改質瀝青時，必須符合ASTM D6373的要求之外，還須做PG Plus檢驗，彈性恢復須達到75%以上。部頒公路規範沒有是項要求。
- Marshall實驗擊打次數：當服務飛機總重大於60,000磅時，FAA要求的擊打次數為75；小於60,000磅時，擊打次數為50，跟部頒公路規範要求的擊打次數相同。意味服務的荷載越重，需要較高的壓密度。
- 標稱最大粒徑（NMPS）相同的最小孔隙比（VMA），FAA比部頒規範大1%。
- 最小延伸強度比（TSR），FAA比部頒規範大5%。
- FAA對每一新的配合設計都須先生產1/2子批次的瀝青混凝土，試鋪二道寬、厚相同且相鄰的車道，以產生縱向冷接縫，目的在求證工作拌合公式（JMF）是否可以達到預期的要求，如級配、瀝青含量、礦物骨材最小孔隙（VMA）、壓密度、空氣孔隙等。部頒公路規範以圖說有規定或工程師認為有必要時，試鋪長度要大於150公尺。
下表摘錄了P-XXX、UFGS、部頒公路規範SMA配合設計相關數據，比對其差異在於：部頒公路規範有穩定值、流度值、飽和度的要求，P-XXX、UFGS沒有。
就FAA機場施工標準規範與部頒公路規範對施工之品質控制摘要列表比較如下：
施工控制方面的差異頗多，舉其要者說明如下：
- 冷施工縫加熱：FAA建議已鋪道溫度降低至80度C以下時，除了例行之垂直鉅切、塗布黏結劑（Tack Coat)外，接縫處須加熱至93~150度Ｃ才能鋪築鄰接道，以確保接縫之黏結與壓密。部頒公路規範沒有是項要求。
- 試鋪：FAA要求每一新的工作拌合公式（Job Mix Formula, JMF）都需要進行試鋪，用來確認從材料使用、拌合、輸運、鋪築、修整、壓實等，皆符合規範要求。部頒公路規範僅提「圖說有要求或工程師認為需要」，沒有強制性。
- 現場壓密度控制：FAA要求每層鋪築滾壓時，都須進行壓密度檢測，而不是全部鋪築完成後才鑽心取樣檢測。這需要核子密度儀或類似設施，才能做到現場滾壓中即時之檢測。
- 每一提升層之平整度：FAA要求每天、每層用3.7公尺直尺及滾動側斜儀（FAA Profile Program/ProFAA/FHWA ProVal）隨時檢測與修正。部頒公路規範要求於最終完成面進行3.0公尺直尺檢測。
- 鑽心驗收：FAA要求鑽心包括墊（Pad）、接縫，除檢測壓密度、厚度等之外，也觀察層間黏結。部頒公路規範未指定接縫檢測及層間黏結檢查。
冷接縫加熱可確保達到黏結及壓密品質，否則將是鋪面最早產生鬆散、開裂之源。現場鋪築時之壓密度檢測可以確保符合規範要求及均勻性，1970年代桃園機場新建工程就已引進數部核子密度儀，它對即時壓密控制幫助很大。接縫鑽心檢驗及層間黏結檢查也是確保鋪面工程品質的重要事項。
至於SMA的施工品管跟DGAC差不多，但SMA對於骨材的級配、品質與孔隙率要求更嚴苛 ；也不可過度夯壓導致骨材斷裂，且建議不要用膠輪壓路機滾壓。
1970年代之初，桃園機場新建，我國民航局以美國民航局（FAA的前身）的機場施工規範"Standards for Specifying Construction of Airpoprts"為範本，制定國內機場施工規範。FAA機場施工規範於1998年改版並編碼為AC 150/5370-10A "Standard Specifications for Construction of Airports"，目前已修訂至10H（2018），但民航局並未依隨持續修訂，導致沒有國內機場施工規範可用而參採部頒公路規範的處境。
桃園機場新建之初，飛機活動道面全部採用剛性的接縫式純混凝土（Joint Plain Concrete, JPC）鋪築而成。過去剛性道面接縫都用熱熔瀝青填縫，有了機場施工規範之後，採用SS-S-200Ｄ作為剛性道面接縫之填縫劑。但因當時國內並無填縫劑的檢驗設備與人力，主管機關遂出資購置設備及人員赴美培訓經費，由新竹聯合工業研究所購置設備及派員出國受訓。
1979年桃園機場首期完工啟用，國際航線由松山機場遷移桃園機場，並進行松山機場道面整建。當時的美籍顧問建議採用AR-4000瀝青膠泥作為跑道加鋪的黏結劑，當時國內並無AR-4000，主管機關決策購自國外，遂而引導中油產製。
由政府主管機關出資採購設備、材料、人員培訓，帶動國內使用材料與檢驗的轉型已有前車可鑑。
- 結論
- FAA P-401/403用於機場飛機活動區，部頒公路規範用於車輛，二者之間的重量與胎壓相差很大，飛機引擎對FOD很敏感。
- 以PG分級的瀝青膠泥作為柔性鋪面黏結劑應屬大勢所趨，適應當地氣溫環境使用適當等級的瀝青膠泥可確保鋪面使用績效。
- 改質瀝青用作柔性鋪面黏結劑可提升鋪面使用績效。沒有改質瀝青，無法達到高低溫差大於90度C的PG等級之品質要求。
- SMA用於機場鋪面尚待更多使用成效的驗證。
2. 建議
- 從服務飛機的總重及頻率而言，如果多數使用小於總重60,000磅飛機（如ATR 72-600）的柔性鋪面，可以考慮採用改質瀝青IV-F型作為柔性鋪面黏結劑。但建議納入試鋪、坡度、平整度、接縫檢驗，以及層間黏結檢查等施工品質管制。
- 對於多數使用總重大於 60,000磅飛機（如Ｂ737）的柔性鋪面，建議採用機場施工規範，以PG分級作為黏結劑的使用標準。
- PG分級材料的普及化使用有助於國內柔性鋪面使用績效的提升，建議主管機關輔導檢驗機構購置PG及多應力蠕變恢復（Matiple Stress Creep Rercovery, MSCR）實驗設備及人力養成 。
- 建議訂定柔性鋪面使用PG分級材料作為黏結劑之要求標準，可帶動國內生產公司（中油、中塑）產製PG分及瀝青膠泥。
- 在國內尚未生產PG分級瀝青膠泥的情況之下，建議機場的瀝青黏結劑購自國外。
