模 型 実験に よ る貨 物 コ ンテナ ヤ ー ド舗 装 の 変 形特 性 に 関す る研 究
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(2) 舗 装 の変形 特 性に与 え る影響 が大 きい と考 え られ る.そ. 載荷 輪 は ホ イ ー ル トラ ッキ ン グ試 験 に 用 い る幅50mmの. こで,FEMに. 載 荷 輪 と同 じ仕 様 と し,直 径200mm,ゴ. よ り模型実 験にお けるアスフ ァル ト舗装 の. 変形 特性を評価 し,解 析方 法 の妥 当性 を確認 した上で,. ム の 厚 さ15mm. タイヤ の接 地長 が基 層 下面の 引張 りひずみ お よび路床 上. の ソ リッ ドタ イ ヤ と した.模 型 実 験 に用 い た 載 荷 輪 を 図 ‑3に 示 す .載 荷 輪 に はエ ア シ リン ダー に よ り空 圧 で 一 定. 面の圧 縮ひずみ に与 える影響 を検討 した.. 荷 重 を 与 え,一 定 速 度 で 走 行 させ る こ とに よ り繰 返 し載 荷 を行 っ た.載 荷 荷 重 は0.1kN,02kN,0.5kN,1kN,. 2.模. 2kNと. 型実験の方法. 段 階 的 に 増 加 させ る こ と を基 本 と し,そ れ ぞ れ の. 荷 重 段 階 に お い て 走 行 速 度2cm/sで100回,0.2cm/sで. 模型 実験 に用 いた小型 移動載荷試 験装置 を図‑2に 示す. 幅2000mm,奥. 行 き300mmの. 模型 土槽 内 に表 ・基層,. 10回 の載 荷 を行 っ た. ア ス フ ァル ト舗 装 模 型 の 断 面 を図‑4に 示 す.ア. 路盤お よび路床 の模型 を作成 した.模 型 の縮尺 は1/10と. ル ト舗 装 の表 ・基 層 に は通 常,ア. し,最 も大 きい トップ リフタのタイヤ幅が約500mmで. い られ る が,1/10ス. るこ とか ら模 型実験 に用 い る輔. 輪 の幅 は50mmと. あ した.. ス ファ. ス フ ァル ト混 合 物 が 用. ケ ー ル の 模 型 で は 層 厚 に対 して 骨材. の粒 径 が 大 き く な るた め,均 一 な層 と して 考 慮 す る こ と が で き な い こ と に加 え,骨 材 の 影 響 に よ りひ ず み の正 確 な測 定 が 困難 と な る.そ. こ で,模 型 に お け る表 ・基 層 に. は大 き な粒 径 の 骨 材 を 含 まず,ア 変 形 特 性 を示 すCAモ. ル タル8)を 使 用 した.CAモ. は ア ス フ ァル ト乳 剤,セ る が,セ. ル タル. メ ン ト,硅 砂 を 混 合 して 作 られ. メ ン トの 量 を 変 化 させ る こ とに よ り異 な る剛 性. が得 られ る こ とか ら,表. ・基 層 の 剛 性 が 異 な る模 型 を作. 製 し,そ の影 響 を検 討 した.表 た は20mmの2通. ・基 層 の厚 さは10mmま. り と した.. 路 盤 に は砂 質 礫(5.6mmふ. 図‑1貨. ス フ ァル ト舗 装 に近 い. るい を通 過 分 の粒 度 調 整 砕. 物 コ ンテ ナ ヤ ー ドの ア ス フ ァル ト舗 装 の例. 図‑4模. 型 の断面. 図‑2小 型 移 動載荷試験 装置. 図‑3舗. 装 の模型 と載荷輪. 図‑5砂. 46. 質礫 お よび礫質砂 の粒径 加積曲線 と物 性値.
(3) 表‑1実. 図‑6基. 験ケー ス. 層 下面のひずみ ゲージの配置. 図‑8表. ・基層の一軸 圧縮 試験 にお ける等 価変形係数. 表 ・基層 の 「 剛性 」 とは 「 ステ ィフネ ス」 と同義 であ る が,路 盤 の場 合 と表 現 を合 わせ るた め 「 剛 性」 と した. なお,一 軸圧 縮試験 ではひず みゲー ジに よ りひず み を測 定 した.ま た,模 型 実験お よび一軸圧 縮試 験 にお ける室 温 は20℃ とした. 図‑7レ. ー ザー変位 計 による舗装 表面 の変位 の測定方法. 3.実 石)を 使 用 し,ロ ー ラ を用 い て 締 固 め度95%に た.ま た,セ メ ン トを1%加. 載 荷輪 の走行 に伴 って舗 装模型 の基層下 面に生 じる走. えて 路盤 をセ メ ン ト改 良 した. ケー ス も行 った.路 盤 の厚 さは50mmと. 験結果 および考察. 締 め固め. 行 方向のひずみ の例 を図‑9に 示す.な お,図‑9中 に示 し. した.路 床 に は. 礫 質 砂 を使 用 し,ロ ー ラ を 用 い て 締 固 め度95%に. たひずみ ゲー ジ番 号 は図‑6に 示 したひずみ ゲー ジの番 号. 締 め固. め た.模 型 の 路 盤 お よ び 路 床 に用 い た砂 質 礫 お よび 礫 質. であ る.CaseB,CaseC,CaseDに. 砂 の粒 径 加 積 曲線 お よび 物 性値 を図‑5に 示 す.. 走行速度2cm/sの. した.載 荷輪 が各 ひず みゲー ジ直上 を通過す る ときに引. 図‑6に 示 す よ うに,基 層 下 面 に はひ ず み ゲ ー ジ を走 行 方 向 に9点,横. 断 方 向 に7点. 張 りひず みが生 じ,載 荷 輪がひず みゲー ジか らや や離れ. 設 置 し,載 荷 輪 の 走 行 に伴. っ て 生 じるひ ず み を測 定 した.ま. た,図‑7に. ついて,輪 荷重0.5kN,. 場合の100回 目の走行 にお け る例 を示. た ときに圧 縮ひず み が生 じてい る こ とが確 認で き る.引. 示 す よ うに. 位 を 測 定 した.レ ー ザ ー 変 位 計 は リニ ア レー ル を介 して. 張 りひずみ が生 じるのは載荷 輪がひず みゲージの前後30 〜50mm程 度 の範 囲 にある場 合で あ り,引 張 りひずみが. 載 荷 フ レー ム に沿 っ て 移 動 す る反 カ ブ ロ ック に 固 定 し,. 生 じるのは ほぼ接 地面 の直下 であ るこ とが分 かる.引 張. 載 荷 輪 の 両側 に レー ザ ー 変 位 計 を設 置 し,舗 装 表 面 の 変. りひず みの分布す る範 囲は路盤 をセ メン ト改 良 し,表 ・. 鉛 直 方 向 に は 固 定,水 平 方 向 に は移 動 す る も の と した. 実験 ケ ー ス の一 覧 を 表‑1に 示 す.表 さお よび 路 盤 の 剛 性 を 変 化 させ,こ. 基層 の剛 性が小 さいCaseCが 最 も小 さく,セ メ ン ト改 良. ・基 層 の 剛 性 ・厚. してい ない路盤 に厚 さ20mmの. れ ら の条 件 が ア ス フ. 表 ・基層 を設置 したCase. ァル ト舗 装 の 変 形 特 性お よ び 破 壊 形 態 に 与 え る影 響 を 検. Dが 最 も大 きい.こ の結果 よ り,路 盤 の剛性 が大 きい場. 討 した.表. ル タル の 一 軸 圧縮 試験. 合 は引張 りひず み の分布 す る範 囲が小 さく,路 盤 の剛 性. に お け る等 価 変 形 係 数Esec(応 力‑ひ ず み 曲 線 にお け る任. が小 さい場 合には 引張 りひずみ の分布す る範 囲が大 き く. 意 の 点 と原 点 を結 ん だ直線 の 傾 き)を 図‑8に 示 す.表. な る ことが分 か る.す なわ ち,走 行速度 が一 定で あれ ば. ・基 層 に 用 い たCAモ. ・. 路盤 の剛 性が大 きい場合 には載 荷時 間が短 く,路 盤の剛. 基 層 の 剛 性 は ひず み が 約10μ 〜1000μ の範 囲 でCaseAよ りもCaseBの た,CAモ. 方 が5〜6倍. 性が小 さい場 合 には載荷 時間が長 くな る.. 程 度 大 き い こ とが わ か る.ま. 舗装模 型 の基 層 下面に生 じる横 断方 向(走 行 方 向 と直. ル タル の変 形 係 数 は ア ス フ ァル ト舗 装 の設 計 に. 用 い られ る弾 性係 数5)と 同程 度 の範 囲 で あ っ た.こ. 交す る方 向)の ひず みの例 を図‑10に 示す.横 断方 向には. こ で,. 47.
(4) ここに. (a)CaseB(表. ・基 層 の 剛 性 が 大 きい 場 合). 図‑9基. (a)CaseB(表. (b)CaseC(路. 盤 の剛 性 が 大 き い場 合). (c)CaseD(表. ・基 層 が厚 い 場 合). 層 下面のひず みの例(走 行方 向のひずみ ゲー ジに よる値). ・基 層 の剛 性 が 大 き い場 合). 図‑10基. (b)CaseC(路. 盤 の 剛 性 が 大 き い 場 合). (c)CaseD(表. ・基 層 が 厚 い場 合). 層下 面のひずみ の例(横 断方向 のひずみゲー ジに よる値). 載荷輪 の 中央 で最 も大 きな引張 りひずみ が生 じ,載 荷 輪. で は表 ・基層の剛 性はCAモ. ル タル の配合 によ り調整 し. 端部 におけ る値 は小 さい.走 行方 向のひずみ と同様 に,. た が,実 際 のアス フ ァル ト舗装 の剛性 の変化 は温度変化. 路盤 の剛性 が大 きい場 合は引張 りひず み の分布 す る範 囲. によって生 じる. アス ファル ト混合物 の疲労破壊 に対 す る破壊 規準式 と. が小 さく,路 盤 の剛性 が小 さい場 合には 引張 りひずみ の 分布す る範 囲が大 き くなる傾 向が見 られ る.特 に路盤 の. して式(1)5)を 考慮 す る.な お,こ こではCAモ. ル タル の弾. 剛 性が大 き くひず みの分布範囲 が小 さいCaseCで は載 荷. 性 的 な挙 動 につ いて はアス ファル ト混合 物 と近似 して い. 輪の端部で圧縮 ひず みが生 じてい る.. る と考 え,表 ・基層 がアス ファル ト混合 物で あ ると仮定 した場 合の寿 命の評価 として式(1)を適用す るが,CAモ. 基層 下面にお ける引張 りひずみ は横 断方 向 よ りも走行 方向の方が大 きかった.こ れ は載荷輪 の幅が50mmで. ル タル その ものの疲労寿 命は式(1)には適 合 しない.. あ. ったの に対 して,輪荷重0.5kNに お ける接地 長が約20mm. (1). で あった ことが影響 してい る と考 え られ る.す なわ ち,. NfA:基. 層 の許 容 載 荷 輪 数. 載 荷輪 の接 地面 にお け る接地長 の小 さい方 向に舗 装 のた. SA:設. 定 した ひ び 割 れ 率 に よ る定 数. :基 層 下面 の 引 張 りひ ず み. わみ角 が大 きくな り,そ の結果 と してひずみ が大 き くな る.こ の結 果 よ り,コ ンテ ナ荷役 機械 が コンテ ナ を積載. εt. C:C=10M,M=4.84{Vb(Vb+Vv)‑0.69} Vb:ア. して タイ ヤの接地長 が変化す るよ うな場 合,ア ス ファル E:基. ト舗 装のひずみ はその影 響 を受 ける と考え られ る.. 隙率. 層 の弾性係数. 式(1)よ りCaseAお. 図‑11お よび 図‑12に輪 荷重 と基層 下面のひずみ振幅 の. ス フ ァル ト量Vv:空. よびCaseBに. お け る輪 荷 重0.5kNの. 関係 を示す.こ こでは各輪荷 重の最後 の走行 にお ける,. 場 合 を例 と して 許 容 載 荷 輪 数NfACaseAお よびNfACaseBを 考. 走行方向のひず みゲージNo.1か らNo.9の 平均値 を示 し. 慮 す る.CaseBの. てい る.図‑11を 見 る と,表 ・基層 の剛 性が大 きいCaseB. 基 層 の 弾 性係 数 が 同 じで あ る と仮 定 す る と許 容 載 荷 輪 数. の方がCaseAよ. りもひずみ が小 さい.CaseBの. 表 ・基層. は 約5.5倍. ひ ず み がCaseAの0.6倍. とな る.一 方,CaseBの. で あ るた め,. 基 層 の 弾 性係 数 をCase. の剛 性がCaseAの 約5〜6倍 で あったのに対 して,CaseB. Aの6倍. のひず みの大 き さはCaseAの. 約0.6倍 であった.こ れ は. 壊 に対 す る許 容 載 荷輪 数 の 差 は小 さ い.す な わ ち,季 節. 表 ・基層の変形 が路盤 以下 の変形 に大 きく依存す るた め,. の 温 度 変 化 に よ り基 層 の 剛 性が 変 化 して ひ ず み が 変 化 す. とす る と,NfACase/NfACaseBは1.22と な り,疲 労 破. 表 ・基層 の剛 性のみ を増加 させ て もひず みの低減 に対す. る場 合 に は,疲. る効果 が比 較的小 さいた めであ る と考 え られ る.本 実験. 大 き く変 化 しな い と考 え られ る.. 48. 労破 壊 に 対 す る許 容 載 荷 輪 数 は そ れ ほ ど.
(5) 図‑11基. 図‑13載. 層下面 のひずみ(表 ・基層 の剛 性の影響). 図‑12基. 層下面 のひずみ(路 盤 の剛 性の影響) 図‑14載. 図‑12に はCaseAとCaseCの メ ン ト改 良 したCaseCに. 荷回数 と舗 装表面 の残 留変位(CaseD). 比 較 を示 した.路 盤 をセ. お け る基 層 下面 の ひず み は,路. 盤 をセ メ ン ト改 良 して い な いCaseAよ 図‑13に. 荷 回数 と基 層 下 面 の ひ ず み(CaseD). りも小 さ くな った.. 載 荷 回数 と走 行 方 向 の 基 層 下 面 の ひ ず み 振 幅. の 関係(CaseD)を 示 す.こ こで は 走 行 方 向 の ひ ず み ゲ ー ジNo .1か らNo.9の 平 均 値 を示 して い る.輪 荷 重 が0.5 kN以. 下 で基 層 下 面 の ひず み が1000μ. 以 下 の と き は基 層. 下 面 の ひ ず み と輪 荷 重 は ほ ぼ線 形 の 関係 に あ り,繰 返 し 載 荷 を行 って もひ ず み は ほ ぼ一 定 で あ る.し か しな が ら, 輪 荷 重 が 大 き くな りひ ず み が1000μ を超 え る場 合 に は繰 返 し載 荷 と と も にひ ず み が増 加 して い る.こ れ よ り輪 荷 重 が 大 き くな り,基 層 の ひ ず み レベ ル が 大 き くな る よ う. 図‑15基. 層 のひずみ に対す る走行速度 の影響(CaseC). な 場 合 に は,舗 装 を 弾 性体 と して考 慮 す る こ とが で き な い と考 え られ る. 図‑14に 載 荷 回数 と舗 装 表 面 の 変位 の 関 係(CaseD)を 示 す.輪 荷 重 が0.5kN以. 下 で 基 層 下 面 の ひ ず み が1000μ. 以 下 の と きは 舗 装 表 面 の残 留 変 位 の 進 行 は 小 さか っ た が, 輪 荷 重 が大 き くな り,ひ ず み が1000μ. を超 え る場 合 に は. (a)CaseB(表. ・基 層 の剛性 が 大 き く路盤 の 剛 性 が小 さい 場 合). (b)CaseC(表. ・基 層 の 剛 性 が小 さ く路 盤 の剛性 が 大 き い場 合). 繰 返 し載 荷 と と もに 舗 装 表 面 の残 留 変 位 も急速 に増 大 し た.以 上 の結 果 よ り,基 層 の ひ ず み が1000μ 未 満 で は舗 装 は比 較 的 弾 性 的 な 挙 動 を示 す が,輪 荷 重 が 大 き く な り 基 層 の ひず み が1000μ. を超 え る よ うな場 合 に は 塑 性変 形. が急 速 に進 展 す る こ とが 分 か った. 図‑15に. 輪 荷 重 ご との 載 荷 回数 と基 層 下 面 の ひ ず み 振. 幅 の 関係(CaseC)を. 図‑16舗. 示 す.輪 荷 重 が 小 さい 場 合 は繰 返. 49. 装 の破壊形 態.
(6) し載荷 を行 って も基層 下面 のひずみ は ほぼ一 定で あるが,. た,「路盤 の剛性 が小 さく表 ・基層 の剛 性が大 きい場合 」. ひずみが1000μ を超 え る程度 まで大 き くな る と繰返 し載. と 「 路盤 の剛 性が大 き く表 ・基層 の剛 性が小 さい場 合」. 荷 とともにひずみ が徐 々 に増 大 して い るこ とが分か る.. で はひず みの最大値 が 同程度 で あって も,後 者 の方 がひ. また,載 荷輪 の走行速度 を2cm/sか ら0.2cm/sに 減少 さ. ず み の分布 範囲 が小 さ くな り,同 じ走行速度 で比較す る. せ る と繰 返 し載 荷 とともにひずみが徐 々 に増大す る傾 向. と舗 装 に対 す る載荷 時間 が短 くなる ことか ら,寿 命 に対. が見 られ,特 に輪荷重 が大 きい場 合 に走 行速度 の影 響 が. して有利 にな る と考 え られ る.ま た,表 ・基層 が流 動に. 顕著 であ った.こ れ よ り,基 層 のひずみ レベル が大 きい. よ り大 き く変形す る よ うな場 合で も剛性 の高い路盤 はほ. 場合 には走行速度 によ る載荷 時間の影響 を考慮す る必要. とん ど変形 しない ことが分 かった.以 上 よ り,輪 荷重 の. が ある と考 え られ る.. 大 きな ンテナ荷役機械 が走行 す る貨物 コンテ ナヤー ド舗. 図‑16にCaseB(表. ・基層 の剛性 が大 き く路盤 の剛 性. が小 さい場 合)お よびCaseC(表. 装 では,剛 性の高い路盤 を用 い るのが効 果的 であ る と考. ・基層 の剛性 が小 さく. え られ る.. 路盤 の剛 性が大 きい場合)に つ いて,著 大 な輪 荷重 を作 用 させ た場 合の舗装 の破壊 形態 を示 す.表 ・基 層 の剛 性. 4.FEMに. が大 きいCaseBで は路盤 の支持力破壊 に よ りわだ ち掘れ が生 じ,表 ・基層 は路盤 の変形 に追 従で きず に クラ ック. よるタイヤ接地長の影響評価. 載荷輪 の走行 に よる模型 実験 におい て,舗 装 の変形特. が生 じた.そ れ に対 して,表 ・ 基層 の剛 性が小 さいCaseC. 性 に対す るタイ ヤ接 地長 の影 響 が見 られ た.一 般 的に多. では表 ・基層 が流 動的に破壊 し,路 盤 の 表 面 で は ほ と. 層 弾 性解析で はタイヤ接地 面 を円形 に仮 定す るが,模 型. ん ど変形 が生 じなかった.な お,こ れ らは大 きな輪荷重. 実験 に用 いた載荷 輪や貨物 コンテ ナヤー ドにお ける荷役. を作用 させ て強制的 に破 壊 させ た場合 の状況 であ り,疲. 機械 のタイヤ接地 面は 四角形 に近 く,輪 荷 重の変化 に よ. 労に よる破壊 形態 とは必ず しも一致 しない と考 え られ る.. り,接 地長 が変化す る.そ こで,FEMを. 用 い ることで,. タイヤ接 地長 が基層 下面 のひずみお よび路床 上面 のひず. 以上の実験 結果 か ら考察す ると,基 層 のひず みが大 き い場 合 には舗 装 を弾 性体 として扱 うことがで きない こ と. みに与 える影響 を検討 す るこ とと した.は じめにFEMに. か ら,破 壊規 準式 に よ り疲 労を考慮す る場 合には基層 の. よる解 析方 法の妥 当性 を検証す るため,模 型 実験結果 と. ひず み を弾 性的な挙動 を示す範 囲 とす る必要 があ る.ま. の比較 を行 った.. 図‑17タ. イ ヤの接地長 と載荷 荷重 の関係. 図‑19基. 層 下面のひず み(走 行方 向). 図‑20基. 層下 面のひずみ(横 断 方向). 弾 性係 数E 載 荷 輪(ゴ. ム タイ ヤ):6.36MN/m2,. 表 基 層:1000MN/m2, 路 盤:100MN/m2, 路 床:25MN/m2. 図‑18FEM解. 析 モデル. 50.
(7) 図‑21タ. 図‑23タ. イヤ接地長 の影 響(基 層 下面,走 行方 向). イヤ接地長 の影 響(路 床上 面). 的 な値が得 られてお り,実 験 結果 と解析 結果 は概 ね一致 してい る と判 断で き る.た だ し,模 型 実験で得 られたひ ず みの方 がや や狭 い範 囲 に集 中す る傾 向が見 られ た.横 断方 向の ひず み につ いて も実 験結果 と解 析結果 は概ね一 致 したが,模 型実験 で得 られ たひず みの方がや や狭い範 囲 に集 中す る傾 向 が見 られ た.こ の一 因 と して,接 地面 内の圧 力分布が影響 してい る と考 え られ る9).本解析で は 接地 面 にお いて タイ ヤモデル と舗 装モデル の節 点 を共有 す る形 としたが,よ り詳細 な検 討 を行 うた めには タイヤ と舗 装の接 触判 定 を行 い,接 地面内 の圧 力分布 の影響 を 評価 す る必要が ある と考え られ る. 図‑22タ. イヤ接地長 の影 響(基 層 下面,横 断 方 向). 図‑21に 解析 に よ り得 られ た タイ ヤ接 地長 と走行方 向 の基 層下面 のひずみ の関係 を示 す.走 行 方 向のひずみ に. 模型実験 に用 いた載荷 輪の輪荷 重 とタイヤ接地長 の関. 対す る接地長の影響 は大 きく,接 地長 を10mmと. した場. 係 を図‑17に 示す.接 地長 はタイヤにイ ンクを塗布 し,輪. 合 は50mmと. 荷重 を与 えて ス タンプを とる方法 で測定 した.載 荷輪 の. き くな った.な お,基 層下 面の引張 りひずみ が生 じる範. タイヤ は幅50mm,厚. 囲 はタイヤ接地長 と同程度で あった.. さ15mmの. ソリッ ドタイヤ であ り,. 接地面 の形状 はほぼ 四角形 で あった.輪 荷 重が小 さい と. した場合 と比較 して,3倍 程度ひず みが大. 図‑22に タイヤ接 地長 と横 断方 向の基 層 下面 のひずみ. きは接地長 が載荷 輪 の幅 に対 して小 さい が,荷 重 を増加. の関係 を示す.横 断方 向の タイヤ幅 は50mmで. させ る と接 地長 と載 荷輪 の幅が 同程 度 とな る.接 地幅 は. るが,輪 荷重 が一 定で あるので,接 地圧 としては接地長. 輪荷重 によ らず ほぼ一定 であった.. が10mmの. 解析モデル を図‑18に 示す.解析 は3次 元 の静的 な線 形. 場 合には50mmの. 一定 であ. 場 合の5倍 となる.し か し. なが ら,横 断 方 向の ひずみ に対 す る走行 方 向の接 地長 の. 弾 性解析 と し,載 荷輪お よび舗装模 型 を ソ リッ ド要 素で. 影響,す なわ ち接地 圧の影響 は小 さかった.こ れ よ り,. モデル化 した.タ イヤ接地 面の形状 は 四角形 と し,タ イ. 横断 方向 のタイヤ接 地幅が変化 しない場 合,接 地長の影. ヤ接地幅 は一定 のまま走行 方向 の接 地長 を変化 させ た.. 響 は走行方 向のひず み にのみ 強 く影響す るこ とが分 かっ. 舗 装模型 の物 性値 は一軸圧 縮試験お よび三軸圧 縮試 験の. た.な お,基 層 下面 の引張 りひずみ が生 じる範 囲 はタイ. 結 果か ら求め た.載 荷輪 の タイヤ の弾 性係数 につ いては. ヤ接 地幅 と同程度 であった.. 剛な平板 上にお いて載荷輪 に荷重 を与 え,輪 荷重 とタイ. 図‑23に タイ ヤ接地長 と路床 上面 のひずみ の関係 を示. ヤの変形量 の関係 か ら同定 した.. す.接 地長 が短 い場 合の方 が路床上 面のひずみ がやや大. 模型 実験 お よび解 析 によ り得 られ た基層 下面の走 行方. き くな る傾 向に あるが,そ の影 響 は小 さか った.ま た,. 向のひずみ を図‑19に,横 断方向のひずみ を図‑20に 示す.. 基層 下面 のひ ずみ はほぼ接地 面の直 下のみで 生 じて いた. ここでは,CaseCに. が,路 床 上面のひず みは よ り広 い範 囲に分布 した.. おいて,輪 荷 重0.5kNの1回. 目の走. 行 を対象 として検討 を行 った.タ イ ヤ接 地長 は20mmと. 以 上の解析結 果 よ り,貨 物 コンテナ ヤー ド舗 装 のよ う. した.走 行方 向のひずみ につ いては9枚 のひずみ ゲー ジ. にタイヤ接地 面に対 して舗 装 が相対的 に薄 くな るよ うな. の値 にば らつ きがあ るものの,解 析 では実験結 果 の平均. 場合 には,基 層 下面 のひずみ は接 地長 の影 響 を強 く受 け 51.
(8) る ことが分 かった.コ ンテナ荷役 機械 は コンテナ の積 載. を強 く受 け る こ とか ら,よ. り精 度 の 高 い設 計 を行 うた め. に よ り接地長 が変化す るた め,舗 装の設 計にお け る許 容. に は,接 地 長 お よ び 接 地 幅 の 変 化 を考 慮 した 解 析 を 行 う. 載荷輪 数の精度 を高 め るた めには,接 地長 の変化 の影 響. 必 要 が あ る と考 え られ る.. を考慮す る必要があ る と考 え られ る. 謝 辞:本 研 究 に お い て 使 用 したCAモ. 5.結. ル タル は 東 亜道 路. 工 業 株 式 会 社 よ り無 償 で提 供 して い た だ い た.関 係 各位. 論. に 深 甚 な る感 謝 の 意 を表 す る.. 載荷輪 の走行 に よる模型実験 お よびFEM解. 析の結果,. 以下の知見 が得 られ た. ・表 ・基層 の剛性 が小 さい場合,基 層 下面 ではひずみ の. 参 考文献 1). 分布範 囲が小 さくな る.そ のた め,表 ・基層 の剛 性が. (社) 日本道路協 会: ア スファル ト舗装要綱 (平成4年 改訂 版), 1992.12. 大 き くひずみ の最 大値 が同程度 の場 合 と比較 す る と,. 2). 輪荷重 の影響 範囲が小 さく載荷 時間 も短 くな るこ とか. 上浦正樹, 丸 山暉彦, 姫野賢治, 阿部長 門: 鉄道貨 物ヤー ドにお けるアス ファル ト舗装設 計 に関す る研 究, 土木 学会. ら,舗 装 の疲 労に対 して は有利 であ る と考 え られ る. ・温度 変化 に よって表 ・基層 の剛 性が変化 し,基 層 のひ. 論 文集, No.520/V‑28, pp.47‑54,1995.8 3). ずみ が変化す る場 合で あって も,疲 労破壊 に対す る許. 日本貨物鉄道 株 式会社: 貨物設備 ア スフ ァル ト舗装設 計補 修 の手 引き, 2000.12. 容載荷輪 数の差 はあま り大 きくな らない と考 え られ る. ・ 模型実験 では基層のひずみ が1000μ 以上 とな る場 合に,. 4). 繰返 し載 荷 とともにひず み振幅 が増大 した.ま た,ひ. 5). (社) 日本道路協 会: 舗装設計施 工指針, 2001.12. ずみ レベ ル が大 きい場 合は走行速度 の影響,す なわ ち. 6). 村 本勝 己, 関根悦夫, 桃谷 尚嗣: 軌 道模型 の繰返 し載荷試. (社) 日本道路協 会:舗 装の構造 に関す る技術基 準 ・同解説, 2001.7. 載荷 時間の影響 を強 く受 けた.そ のた め,弾 性解 析 を. 験にお ける載荷 方法の影響, 土木 学会第56回 年 次学術講演. 用い て破 壊規 準式 を適用 す る場 合には基層 下面 のひず. 会, 2001.9. み の大 き さを適切に考慮す る必要 が ある. ・基層 下面の ひず み はタイヤ接地 面の直 下に生 じ,接 地. 7). 桃 谷 尚嗣, 江 口知行, 関根 悦夫, 龍 岡文夫, 姫野 賢治: 小 型模型 を用い た鉄 道路盤 の移動荷 重載荷 実験, 土木 学会第. 長お よび接地幅 の影響 を強 く受 け る.そ のた め,基 層. 57回 年次学術 講演会, V‑014, pp.27‑28, 2002. 9. 下面 のひずみ を精 度 よ く求 めるため には接 地長お よび. 8). 塩 尻謙太郎, 植村正, 鈴木紀 章: セ メン トーアス ファル ト. 接地幅 の影響 を考慮す る必要 があ る と考 え られ る.た. 複合材料 の破壊 特 性, 土木学会第39回 年次学術講 演会, V. だ し,路 床上 面のひず みに対す る接 地長 の影 響 は小 さ. 225, pp.449‑450, 1984.9. かった.. 9). ‑. 宇佐美裕 次, 姫野 賢治, 中村 俊行: 自動車 のタイヤ接地 圧. 以上 よ り,貨 物 コンテ ナヤー ド舗装 で は大 きな輪荷重 が. 分布特 性の測定 に関す る研 究, 土木学会第50回 年次学術 講. 作用す るが,走 行 の繰 り返 しによって舗装 の弾 性的 な変. 演会, V‑247, pp.494‑495, 1995.9. 形特性 が変化 しない よ うなひずみ レベル の範 囲内 であれ ば,弾 性解析 を用いた現在 の設計 方法 は妥 当で ある と考 え られ る.た だ し,基 層 のひず みは タイ ヤ接 地面 の影 響. A STUDY. ON DEFORMATION. CONTAINER Yoshitsugu. CHARACTERISTICS. YARD PAVEMENT MOMOYA,. BY SCALE. Etsuo SEKINE. OF FREIGHT MODEL TEST. and Hidemi. MORIYA. In recent years, large forklifts with heavy wheel load are increasingly introduced to the freight container yard. In the current design of freight container yard pavement, theoretical design method based on multi-layered of freight container yard, wheel loads of forklifts are significantly deformation. elastic analysis is applied. However in the case. larger than the traffic loads on the roads. To investigate the. characteristics of asphalt pavement under heavy wheel load, moving wheel loading tests were carried out On the other. hand, ground contact area of forklift tires change with carrying containers. Because the tread of forklift tire is greater than the thickness of pavement, strain in the pavement is significantly. influenced by ground contact area. In this study, FEM was introduced. to estimate the effect of ground contact area on the strain in the asphalt pavement. 52.
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