疲労破壊輪数の計算

凹 凸 路 面 を 車 両 が 走 行 し た と き の 動 的 荷 重 よ り ， 疲 労 破 壊 輪 数 を 計 算 す る た め に ，A I の 破 壊 基 準 式 ^{3 )}を 適 用 し た 疲 労 破 壊 輪 数 は ， ア ス フ ァ ル ト 層 の 下 面 の 引 っ 張 り ひ ず み お よ び 路 床 上 面 の 圧 縮 ひ ず み か ら 算 出 し た ．

ア ス フ ァ ル ト 層 の 下 面 の 引 っ 張 り ひ ず み お よ び 路 床 上 面 の 圧 縮 ひ ず み は ， 動 的 荷 重 を 用 い て ， 多 層 弾 性 理 論 ソ フ ト 「 G A M E S」^{4 ) , 5 )}よ り 計 算 を 行 っ た ． 計 算 条 件 お よ び 計 算 結 果 を 以 下 に 示 す ．

( 1 ) 計 算 条 件

① 舗 装 断 面

舗 装 断 面 は 一 般 幹 線 道 路 を 想 定 し ，交 通 量 区 分 N6（1 , 0 0 0～3 , 0 0 0 台/日 ・ 方 向 ）， 信 頼 度 9 0 %， 設 計 C B R = 4 %を 満 足 す る 断 面 と し た ．

表 4 - 1 に 舗 装 断 面 を 示 す ．

② 荷 重 条 件

M C D L 1 . 0 を 4 . 9 k N と し て 各 々 の 荷 重 を 計 算 し た ．

表 4 - 1 計 算 条 件 （ 交 通 区 分 N6）

材料 厚さ 弾性係数

（MPa） ポアソン比 表層・基層 加熱アスファルト混合物　 10cm 5,000 0.35

瀝青安定処理 8cm 3,500 0.35

粒度調整砕石 20cm 400 0.35

下層路盤 クラッシャラン 35cm 200 0.35

路床 CBR=4% 40 0.40

上層路盤

( 2 ) ひ ず み 計 算 結 果

ひ ず み の 計 算 結 果 を 図 4 - 5 に 示 す ．

図 4 - 5 よ り ， 計 算 さ れ た ア ス フ ァ ル ト 層 の 下 面 の 引 っ 張 り ひ ず み

お よ び 路 床 上 面 の 圧 縮 ひ ず み は ，M C D L に 比 例 し て 大 き く な っ て い る こ と が 確 認 さ れ た ．

0 200 400 600 800 1000 1200

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

MCDL

ひずみ（μ）

アスファルト層下面引っ張りひずみ 路床上面の圧縮ひずみ

図 4 - 5 M C D L と ひ ず み の 関 係

( 3 ) 疲 労 破 壊 輪 数 の 計 算 条 件

① A I の 破 壊 基 準 式

適 用 し た A I の 破 壊 基 準 式 は ， わ が 国 の 条 件 に 修 正 し た ， 暫 定 破 壊 基 準 式 ^6）で あ る ． 暫 定 破 壊 基 準 式 を 式 （4 . 1） に 示 す ．

（4 . 1）

こ こ に ，Nf a： 許 容 標 準 輪 （ 軸 ） 数

C ： ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 最 下 層 に 使 用 す る 混 合 物 の 容 積 特 性 に 関 す る パ ラ メ ー タ

ε_ｔ： ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 下 面 の 引 張 り ひ ず み

（ μ ： 1 0^{- 6}）

E ： ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 最 下 層 に 使 用 す る 混 合 物 の 弾 性 係 数 （M P a）

{

}

) ( 225 .

3 ⋅ ⋅

⋅

= C E

N

ε

② 舗 装 設 計 交 通 量

舗 装 計 画 交 通 量 1 , 0 0 0（ 台 /日 ・ 方 向 ） 以 上

③ ア ス フ ァ ル ト の 弾 性 係 数

ア ス フ ァ ル ト の 弾 性 係 数 は ， 構 造 的 に 健 全 と 言 わ れ る 5 , 0 0 0 M P a を 用 い た ^{7 )}．

④ ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 飽 和 度

ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 飽 和 度 は ， 密 粒 度 ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 配 合 試 験 で 得 ら れ た 7 6 . 2 %を 用 い た ．

( 4 ) 疲 労 破 壊 輪 数 の 計 算 結 果

疲 労 破 壊 輪 数 の 計 算 結 果 を 図 4 - 6 に 示 す ．

図 4 - 6 よ り ，M C D L が 大 き く な る ほ ど ， 疲 労 破 壊 輪 数 は 少 な く な っ

て い る こ と が 確 認 で き た ．

こ こ で ， 疲 労 破 壊 輪 数 と は ， 4 9 k N の 輪 荷 重 を 繰 り 返 し 載 荷 し た 場 合 に ， 舗 装 の 構 造 的 破 壊 （ ひ び わ れ 率 2 0 %） が 生 じ る ま で に 要 す る 回 数 で あ る ．

1.00E+04 1.00E+05 1.00E+06 1.00E+07 1.00E+08

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

MCDL

疲労破壊輪数

アスファルト層下面 路床上面

図 4 - 6 M C D L と 疲 労 破 壊 輪 数