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荷 重 の相 異 に よ る舗 装 挙 動 に 関す る基 礎 的研 究

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Academic year: 2022

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(1)【土 木 学 会舗 装 工学 論 文 集 第10巻2005年12月. 】. 荷 重 の相 異 に よ る舗 装 挙 動 に 関す る基 礎 的研 究 東 滋 夫1・. 神 谷 和 明1・. 冨 澤 健1・. 金 井 利 浩2・. 松 井 邦 人3. 1正 会 員 鹿 島 道 路株 式 会社 技 術 研 究 所(〒182‑0036東 京 都 調 布 市飛 田給2‑19‑1) 2学 生 会 員 中央 大 学 大 学 院 理 工 学研 究 科 博 士 後期 課 程(〒112 ‑8551東 京都 文京 区 春 日1‑13‑27) 3フ ェ ロー会 員Ph .D.東 京電 機大学 建設 環境工学科(〒350‑0394埼 玉県 比 企 郡 鳩 山町 石 坂). 舗 装 の理 論 的 設 計 法 を遂 行 す るた め に は,舗 装 内 部 に発 生 す る応 力 や ひ ず み の 状態 を 明 らか にす る必 要 が あ る.ま た,走 行 ・静 止 ・衝 撃 とい っ た性 質 の異 な る荷 重 に よ り異 な った 載 荷 応 答 を示 す 可 能 性 もあ る.さ らに,供 用 に伴 っ て舗 装 の挙 動 は刻 々 と変 化 して い く こ とが 容 易 に予 想 で き る.そ こで,本 研 究 で は促 進 載 荷 試 験 装 置 が設 置 され た ヤ ー ド内 に試 験舗 装 を行 い,土 圧 計,ひ ず み計 を埋 設 して走 行 試 験 な らび に 上 記3 種 類 の 荷 重 に よ る載 荷 試 験 を実 施 した.そ の 結 果,(1)舗 装 の深 い位 置 ほ ど荷 重 分散 が 大 きい(2)走 行 荷 重 と FWD荷 重 は 非 常 に 近 似 した 載 荷 応 答 を示 す が,静 止 荷 重 は これ らよ り大 き な 土圧,ひ ず み を与 え る(3)繰 返 し走行 に よ り路 床 の疲 労 は認 め られ るが,た わ み 量D0に そ の傾 向 は表 われ な い等 々 の知 見 を得 た.. Key Words : accelerated vehicle simulator, stress and strain, FWD, back calculation, pavement performance. 1.は. 本 研 究 で は,以. じめ に. 画 交 通 量100台/日. 近年,道 路構造令 の改 定,舗 装構 造 に関す る技術 基準. 下 に 示 す 試 験 ピ ッ トに お い て,舗 装 計 ・方 向(以 下,L交. 通 とい う)に 相 当. す る舗 装 を構 築 し,ロ ー ドシ ミ ュ レー タ に よ る 走 行 試 験. の制定 に よ り,舗 装 に求 め られ る要 求 を満 たせ ば工法や. を 実 施 し,所 定 回 数 の 走 行 終 了 毎 に た わ み,土. 仕様 に こだわ らない とい う性能規 定の考 え方が導入 され,. み の 計 測 と路 面 性状 調 査 を実 施 した.. 舗 装設計 に関 して も従来 のTA法 に限 らず理論 的設 計法 に. 圧,ひ ず. 走 行 試 験 お よ び 計 測試 験 等 の詳 細 を以 下 に示 す.. よ り舗装 を設 計す るこ とも可能で ある ことが示 され た. しか し,理 論 的設計 法 を実行す るた め には,舗 装 内部. (1)試 験 ピ ッ トの概 要. に発 生す る応 力やひず みの状態 を明 らか にす る必 要が あ. 当該 試 験 ピ ッ トの概 要 は 以 下 に示 す とお りで あ る. ・所 在 地:埼 玉 県 北 葛 飾 郡 栗 橋 町 大 字 高柳2600. る.ま た,こ れ らの舗 装挙動 は,走 行荷 重,静 止 荷重 ま た は衝 撃荷重 とい った性 質 の異 な る荷 重 によ り異な った 応答 を示す 可能 性があ る.さ らに,供 用 に伴 って舗装 の. (鹿島 道 路(株)テク ノセ ン ター 構 内) ・舗 装 断 面:図‑1に 示 すL交 通 対 応 の ア ス フ ァル ト舗 装. 挙動 は刻 々 と変化 してい くこ とが容易 に予想 でき る.海. で あ る(設 計CBR=8,TA=11.0cm).ま. 外 では,土 圧 計,ひ ず み計 を舗 装内部 に埋設 した研究や. 所 定 位 置 に 表‑1に. 促進載 荷装置 を用 いた舗 装挙動 に関す る研究 は盛 ん に行. み 計 を埋 設 して い る.な お,表 層 下 面 の ひ ず. われ てい る1),2).しか し,特 に国内3)においては研究 途上. み 計 は,「 ア ス コ ン層 が厚 さ70mm以. にあ り,さ らにデー タの蓄積 を図 るべ き段階 にある.. た,. 示 す 仕 様 の 土 圧 計,ひ ず. 下の よ. うな薄 層 の 場合 は 有 効 で は な い 」とい う過 去. そ こで,本 研 究で は促 進載荷 試験装 置(以 下,ロ ー ド. の 研 究4)か ら,今 回 は埋 設 を 断念 した. ・工 区数:工 区数 は2つ と し,1工 区 の表 層 は密 粒 度 ア. シ ミュ レー タとい う)が 設置 された ヤー ド内に試 験舗装 を行 い,舗 装 内部 に土圧計,ひ ずみ計 を埋設 して前述 し. ス フ ァル ト混 合 物(13)(以 下,密 粒(13)と い う). た3種 類 の異 なった荷 重に よる舗装応答 を調査 し,こ れ. に ス トレー トア ス フ ァル ト60/80を 使 用 した も. らを比較検討 す る とともに,繰 返 し走行 試験 を実施 して. の と し,2工. 走行 回数 の増加 に伴 う舗 装挙動 の経 時変化 を追跡 した.. ス フ ァル トを使 用 した もの と した.そ の 他 の 材. 以下に,本 研 究において得 られ た知見つ いて報 告す る.. 2.試. 区 は 同 じ く密 粒(13)に 改 質II型 ア. 料,層 構 成 は 両 工 区 と も 同一 で あ る. ・舗 装 面積:延 長8m× 幅3 .4m=272m2(1工 区) 延 長9m× 幅3.4m=30.6m2(2工 ・試 験 ピ ッ トの 竣 工 年 月:平 成16年2月. 験 概要. 31. 区).

(2) (1)走行 回 数:. (1工 区). L交 通 に お け る10年 間 の疲 労破 壊 輪 数 で あ る30,000 輪 を設 定 した.そ の30,000輪. を1年 間 で 走 行 させ,四. 季 ご とに7,500回 ず つ 走行 させ た.な お,四 季 に分 割 走 行 させ た理 由 は,温. 度 に よ る ア ス フ ァル ト混 合 物 の剛. 性 変 化 の影 響 を評 価 で き る よ う考 慮 した た め で あ る. (2)走行 荷 重 と走 行位 置: 走 行 荷 重 は49kNと. 図‑1試 表‑1ひ. 験 ピ ッ トの断面図. し,走 行 位 置 は実 道 に お け る車. 両 走 行 の 横 断 方 向分 布 を考 慮 して,図‑2(例. と して,1. 工 区 の 平 面 図)に 示 す3パ. お,各 パ. ター ン と した.な. ター ンに お け る走 行 回数 は 全 走 行 回数 の1/3ず. ず み計お よび土圧 計の仕様. つ,す. な わ ち,季 節 ご とに各 パ ター ン2,500回 ず つ と した.. (2)ロ‑ド. シ ミュ レー タ の 概 要. 本 研 究 で 使 用 した ロー ドシ ミュ レー タ の 仕 様 は表‑2お よび 写 真‑1に 示 す とお りで あ る. 表‑2ロ. ー ドシ ミュ レー タの仕様 図‑2タ. イ ヤ 走行位置 な らび にFWD載. 荷位置. b)計 測試験要領 (1)計測試験 時期: 計測試 験時期 は走行試験 開始前 と各季節 にお ける走 ※ 今 回 の 走行 試 験 で は49kNと. 行終 了後(4回)の. した.. 計5回 と した.. (2)計測試験項 目: 計測試験項 目は表‑3に 示す とお りと した. 表‑3測 定項 目. ○印は計測を実施 したことを示す. (3)計測 時 の 載 荷 荷 重: 写 真‑1ロ. ひ ず み お よび 土 圧 の 計 測 に 際 して の載 荷 荷 重 は,ロ ー ドシ ミュ レー タ に よ る 走 行 荷 重 な らび に 静 止 荷 重. ー ドシ ミ ュ レー タ. (鹿島 道 路(株)栗 橋 テ ク ノセ ン タ ー 内 に 設 置). (と もに49kN),FWDに. よ る衝 撃 荷 重(49kN)の3種. 類. (3)走 行試験 および計測試 験の概要. と した.ま. a)走行試験 要領. に静 止 荷 重 は ロー ドシ ミ ュ レー タの 片 方 の タイ ヤ を計. た,ロ ー ドシ ミュ レー タ の 走行 荷 重 な らび. 器(土 圧 計,ひ ず み 計)の 直 上 に 載 荷 す る場 合(図‑3(a). 走行試験要領 は以下に示す とお りとした.. 32.

(3) 3.新. 設 時 に お け る舗 装 挙 動. (1)荷 重の種類 と土圧,ひ ずみの 関係 走行 荷重や静 止荷重,ま た は衝 撃荷重 とい った異 な っ た性 質の荷重 を載 荷 させ る と舗装 の挙動(土 圧,ひ ずみ) も異 なる ことが考 え られ る. そ こで,ロ ー ドシ ミュ レータ による走行 試験開始前(表 ‑4の 走行回数0の 欄 に対応)に 表‑5に 示す荷 重条件 で土 圧お よびひずみ の実測 デー タを採取 し比較 検討 した. a)路 盤上面の 土圧 につ いて 表‑5の 載荷条件 にお ける路盤 上面の土圧測 定結 果 を図 4(計 器直上),図‑5(計. 器挟)に 示す.な お,走 行荷重 ‑. のデー タは往 路,復 路で計測 してい るため,各 工 区2つ のデー タがあ り,静 止荷重 とFWD荷 (c)計器 直上 に載荷. (b)両輪 で 計 器. (a)片 輪 を計 器 直 上. を挟ん で載荷. に載荷. (FWD). ッ トしてい る(以 下の図 も同様).. (ロ ードシミュレータ:走 行, (ロ ードシミュレータ:走行,. 静 止 と も). 静 止 と も). 図‑3計. 重 は各 工 区で1回. の計測 のた め,同 一 工区で は同一デー タ(同 値)を プロ 図‑4,図‑5よ. り以 下の ことが考察 で きる.. (1)図‑4と図‑5の 土圧 の大き さを比較す る と,計 器挟 載荷. 測時 の載荷 試験パ ター ン. で は計器 直上載 荷 に比 べて半分 以下 の値 とな ってい る. (以下,計 器 直 上載 荷 とい う))と,2本 器 を挟 む よ うに載 荷 す る場 合(図‑3(b)(以 挟 載 荷 とい う))の2通. り と した.ま. わみ の測 定 回 数 は 各2回. 度)で は,載 荷位置 の直下で大 半の応 力 を受 け持 っ こ. 下,計 器. た,FWDに. 載 荷 位 置 は計 器 直 上 と した(図‑3(c)).な ひ ず み,た. この ことか ら,舗 装表 面近 く(今 回は表 面下60mm程. の タイ ヤ が計. 表‑5載 荷条件. お,土. よる 圧,. 工 区 と した が,2. 回 の 測 定 値 の ば らつ き は 十 分 に 小 さ く,本 検 討 で は 静 止 荷 重 お よびFWDに 平 均 値 を 用 い た.ま. よ る衝 撃 荷 重 につ い て は2回. の. た,走 行 荷 重 に つ い て は往 路 ・復. ※. 路 の そ れ ぞ れ の デ ー タ を用 い た.. 図‑3参 照.. ※※. (4)温度 測 定:. 静止荷重 に よる土圧お よび ひずみ は,載 荷時 間の経過 ととも に増加 してい く傾 向が見 られ たこ とか ら,載荷完 了か ら1分 経 過 後に計測す るこ ととした.. 図‑1に 示 した深 さに お け るア ス フ ァル ト混 合 物 層 の 温度 と気 温 を熱 電 対 に よ り1時 間 ご とに 自動 記 録 した. 走行 試 験 お よび 計 測 試 験 の 実施 時 期 お よび 気 温,表. 層. 平 均 温 度 の 詳 細 を 表下4に 示 す.. 表‑4走. 行試験お よび計測試 験期 日等. 図‑4路. 盤 上面の土圧測 定結果(計 器直上 載荷). ※(1),(2),(3)は 図‑2に 示 した 走 行 パ ター ン を 示 して い る, ※※. 表 層 平 均 温 度 は深 さ方 向3箇. 図‑5路. 所 の 平 均 で あ る.. 33. 盤 上面の土圧測 定結 果(計 器挟載 荷).

(4) c)路床上 面のひずみ について. とが わ か る. (2)図‑4の 計 器 直 上載 荷 で は,走 行 荷 重,静 FWD荷. 止荷重お よび. 表‑5の 載荷条件 におけ る路床上面 の垂 直ひずみ の測 定. 重 に よる 土 圧 は 互 い に近 い 値 を示 して い る.. 結果 を図‑8(計 器 直上),図‑9(計. (3)図一5の 計 器挟 載 荷 で は,静 止 荷 重 よ り走行 荷 重 の 方 が. 図‑8,図‑9よ. (1)図‑8と図‑9の ひずみ の大 き さを比較す る と,計 器直上. 2倍 近 く大 き な土 圧 とな って い る が,こ の現 象 が 一 般 的 な もの か ど うか は現 時 点 で は定 か で は な い. (4)図‑4,図‑5よ. り,1工. 区 の 方 が2工. 器挟)に 示 す.. り以 下の ことが考察で きる.. 載 荷,計 器 挟載荷 ともほぼ同程度 とな って お り,路 床. 区 よ り も若 干 大 き. 上面の土圧 と同様 に荷重分散効果 が窺 える. (2)図‑8,図‑9と も,走 行荷重 に よるひずみ よ りも静止荷. な 土圧 を示 して い る よ うに見 受 け られ る が,測 定 精 度 との 関 連 も あ り,こ れ が 使 用 ア ス フ ァル トの 違 い(1. 重 に よるひずみ の方 が大 きな値 を示 してい る.こ の現. 工 区:ス. 象 は計器直 上載荷 の土圧で も近似 した傾 向 が見 られた. 型)に. トレー トア ス フ ァル ト60/80,2工. 区:改 質II. が,こ れ は走行荷重 と静止荷重 の載荷 時間の違 いに よ. よ る もの か ど うか は 断 定 で き な い.. b)路 床 上 面 の 土 圧 に つ い て. る影 響が路床 上面 のひず みや 土圧 に表 われて い るもの と思 われ る.す な わち,静 止荷 重の方 が載 荷時 間が長. 表‑5の 載 荷 条 件 にお け る 路 床 上 面 の 土圧 測 定 結 果 を 図 6(計 器 直 上),図‑7(計 図‑6,図‑7よ. 器 挟)に. 示 す.. い こ とか ら,舗 装 の応答 に及 ぼす ク リー プ変形 の影 響. ‑. が大 きい ことによる と考 え られ る.. り以 下 の こ とが 考 察 で き る.. (3)図‑8より,FWD荷. (1)図‑6と 図‑7の 土圧 の 大 き さを比 較 す る と,計 器 直 上 載. 重 と走行荷重 は同等 のひずみ を示 し. 荷,計 器 挟 載 荷 と も同 程 度 とな っ て お り,舗 装 の 深 い. て いる ことか ら,今 回の走行 荷重の速度 は5km/hと 実. 位 置(今 回 の場 合は260mm程. 道 よ りも遅 い条件 とはいえ,FWDに. 度)で の 土圧 は,舗 装 表. よ る載荷形式 はほ. ぼ実 際の車両走行 を模擬 した ものであ る と考 え られ る.. 面付 近 とは 異 な り,載 荷 位 置 が 若 干 異 な って も荷 重 分 散 効 果 に よ りほ ぼ 同程 度 とな る こ とが わ か る.こ の 現 象 に つ い て は,後 述 本 章(2)節 で 検 証 す る. (2)図‑7の 計 器 挟 載 荷 で は走 行 荷 重,静 止 荷 重 と もほ ぼ 同 等 の 土圧 を示 した が,図‑6の. 計器直上載荷 では静止荷. 重 に よ る土 圧 の方 が 大 き く な って い る. (3)図‑6,図‑7よ. り,2工. 区 よ り1工 区 の 方 が若 干 大 きな. 土 圧 を示 して い る よ うに 見 受 け られ る が,測 定 精 度 と の 関連 も あ り,こ れ が使 用 ア ス フ ァル トの違 い に よ る も の か ど うか は 断 定 で き な い. 図‑8路. 図‑6路. 床上 面のひずみ測 定結果(計 器直上載 荷). 床 上面の土圧測 定結果(計 器 直上載荷) 図‑9路. 床上 面のひずみ測定結果(計 器 挟載 荷). (2)荷 重 分 散 効 果 の 検 証 本 章(1)a),b)の 測 定 結 果 よ り,舗 装 内 部 の 土 圧 は載 荷 位 置 と深 さに よ り傾 向 が異 な る こ とが 明 らか とな っ た. そ こで,2工. 区 の 舗 装 上 でFWDを. 縦 断 方 向 に移 動 し,計. 器 直 上,計 器 直 上 か ら100mm,200mm,500mm離 位 置 で 載 荷(49kN)す. れた. る こ とに よ り,路 盤 上 面 お よび 路. 床 上 面 の 土 圧 が どの よ うに変 化 す る か を 調 べ た.測 定 結 図‑7路. 床上面 の土圧測 定結果(計 器挟載荷). 果 を表‑6お よ び 図‑10に 示 す.. 34.

(5) 表‑6載. ※()内. 荷位置 と土圧 測定結果. は計器 直上土圧 を100と した時 の百分率で ある.. 図‑11FWDた. わみ量D0の 経年変化. ※縦断距離0の 軸に対 して左右対称で示 した. 図‑10載. 荷位置 と土圧の関係. 表「6,図‑10よ り,路 盤 上面 の土 圧 は 載 荷 位 置 が100mm 離 れ る と,計 器 直 上で 載 荷 した 時 の 土 圧 に対 して45%程 度 ま で低 下 す るの に 対 し,路 床 上 面 の 土 圧 は70%以. 図‑12CBRの. 上の. 経年 変化. 土 圧 が発 生 して お り,直 上 載 荷 との 差 が 小 さ く な っ て い. 路床. る.こ の こ とか ら,舗 装 の 浅 い 位 置 で は載 荷 点 近 傍 の み で 応 力 を 受 け持 つ こ とに な る が,深. (1). くな るほ ど荷 重 分 散. 効 果 が 大 き くな り,応 力 の 受 け持 つ 面 積 が 増 大 す る こ と こ こ に 、Esg:路. が証 明 され た と言 え る. ま た,図‑10よ. り横 断 方 向 の 土 圧 分 布 も同様 の傾 向 を示. r:載. 床 の 弾 性係 数(MPa). 荷 点 中 心 か ら の 距離 (=1500mm). ν:ボ. ア ソ ン 比(=040). P:載. 荷 荷 重(=49033N). dr:r地. 点でのたわみ量 (=D150[mm]). す とみ な せ,縁 端 部 の構 造物(擁 壁 ・U字 溝)が 舗 装 中央 部(計. 器 埋 設 位 置)の. 挙 動 に及 ぼ す 影 響 は 比 較 的 小 さい る とい っ た傾 向 は 読 み 取 れ ず,逆. と考 え られ る.. 4.舗. 可 能 性が あ る こ とが 窺 え る. 一 方 ,図‑12を 見 る と,1工 装挙動の経年 変化. 季 節 毎 の 走行(7,500回)が. 数 の 増 加 に伴 い,路 床CBRは 終 了 した 後 に,FWDに. FWD試. 験 に よ り得 られ た た わ み 量D0な. 経 年 変 化 を図‑11(た 示 す.な. 床CBR)に. 温 度 補 正 後5)(20℃)の. (2)土 圧 お よ び ひ ず み の経 年 変 化. お,た. 路 盤 上 面 に お け る 土圧,路. らび にD150か. ら求 め られ る路 床 のCBRの. り,1工. わみ量. 図‑15に 示 す.な. わみ 量D0は. 量 が 増 加 す る も の の,そ. お,図. 中の 土 圧,ひ ず み 計 測 デ ー タ は,. 前 章 の検 討 で 走行 荷 重 デ ー タ(計 器 直 上 載 荷)と. た わ み 量 で あ り,路 床 のCBRは. 似 して い たFWD荷. 区,2工. 床 上 面 に お け る 土圧 お よび. 路 床 上 面 に お け る垂 直 ひ ず み の 経 年 変 化 を 図‑13,図‑14,. 式(1)6)によ り算 出 した. 図‑11よ. け で は 疲 労 現象 を論 じら. れ な い 可 能 性 の あ る こ とが分 か っ た.. 経 年変化. DO),図‑12(路. 区 と も走 行 回. 減 少 す る傾 向 を 示 して お り,. れ らの こ とか ら,た わ み 量D0だ. (たわ み,土 圧,ひ ず み)に つ い て整 理 した.. わ み 量D0お よ び 路 床CBRの. 区お よび2工. 車 両 走 行 影 繰 返 し に よ り路床 支 持 力 の 低 下 が 窺 え る.こ. よ. る た わ み 量 測 定 な らび に 載 荷 試 験 を実 施 し,舗 装 の 挙 動. (1)FWDた. に あ る期 間 は 減 少 す る. 図‑13,図‑14に. 区 と も7,500回 走 行 で た わ み. よ く近. 重 デ ー タ(計 器 直 上 載 荷)を 用 い た. 示 した 土 圧 は,と. も に ほ ぼ 同 様 な傾 向. を示 して お り,7,500回 走 行 時 で 大 き く な り,そ の 後 減 少. の 後 は 減 少 す る傾 向 を 示 して お. 傾 向 を示 し,最 終 の30,000回. り,最 終 の30,000回 で 再 び 上昇 に 転 じて い る.. る.ま た,図‑15の. この結 果 か ら,走 行 回数 が 増 えれ ば た わ み 量 は 増 加 す. 35. 走 行 時 に は再 び 増 加 して い. 路 床 上 面 の ひ ず み も同様 の 傾 向 に あ る..

(6) 図‑16表. 図‑13路. 層平均温度 と土圧の関係. 盤 土面 にお ける土圧 の経年変化. 図‑17表. 層平均温度 とひずみ の関係. (3)路 床 上 面 ひ ず み の 実 測 値 と計 算 値 の 比 較 FWDを. 縦 断 方 向 に移 動 させ,ひ ず み 計 の 埋 設 位 置 の 直. 上 お よび 直 上 か ら300mm,600mm離. れ た位 置 で載 荷 して,. 路 床 上 面 の 垂 直 ひ ず み を測 定 した.一 図‑14路. 床上面 におけ る土圧の経年 変化. 位 置 の 直 上 で載 荷 した 時 のFWDた. 方,ひ. ずみ計埋 設. わ み デ ー タ を用 い,逆. 解 析 に よ り各 層 の 弾 性孫 数 を 算 出 し,そ の 弾 性孫 数 か ら 順 解 析 に よ り同位 置(直. 上,300mm,600mm)に. お ける. 路 床 上 面 の 垂 直 ひ ず み を計 算 し,実 測 ひ ず み と比 較 した. a)逆 解 析 弾 性 係 数 の 算 出 ・解 析 モ デ ル:ア ス コ ン ・路 盤 ・路床 の3層 ・逆 解 析 ソフ ト:BALM99(東. 系 モ デ ノレ. 京 電 機 大 学 開 発). ・載 荷 荷 重:49kN ・使 用 セ ンサ数:10個(0. ,200,300,450,600,750,900,1200,1500,2000mm). ・解 析 結 果: 逆 解 析 に よ る各 層 の 弾 性係 数 の 算 出結 果 を表‑7に 示 す. 図‑15路. 表‑7逆 床 上面 にお けるひず みの経年変化. 7,500回 走 行 時 の 計 測 は気 温 の 高 い 時 期(表‑4参. 解 析 による各層 の弾 性係数. 照)に 実. 施 した もの で あ り,そ の影 響 が あ る こ と も考 え られ た た め,表 層 平 均 温 度 と土圧,ひ ず み の 関係 を整 理 してみ た. そ の結 果 を 図‑16,図‑17に. 示 す.な お,両. 図 は2工. 区の. 例 を示 して い るが,1工 区 にお い て も同様 の 傾 向 が得 られ て い る, 図‑16,図‑17よ. り,表 層 平 均 温度 が 高 い ほ ど土 圧,ひ ※E1の. ず み も大 き くな る傾 向 を示 して お り,一 般 的 に 言 われ て. 逆解 析弾 性係数 を入力値 として,順解析 ソフ トGAMES. ず み に も表 層 平 均 温度 が大 き く影 響 して い る 可 能 性 が あ. (東京電機 大学開発)を 用いて,ひ ず みを算出 した.. る と考 え られ る.し か し,こ の 土 圧 や ひ ず み の 測 定 値 に は 支 持 力 変 化 に よ る影 響 も含 ま れ て お り,今 後,温. 温 度 補 正 は 行 って い な い.. b)ひずみ の算出方法. い るた わみ の 温度 依 存 性5)と 同様,路 床,路 盤 の 土 圧,ひ. c)実測値 と計算値の 比較. 度変. 路床 上面 にお ける垂直ひず みの実測値 と計算値 は表‑8,. 化 に よ る影 響 と支 持 力 変 化 に よ る影 響 を分 離 した 検 討 が. 図‑18に 示す とお りとなった.. 必 要 で あ る と考 え る. 36.

(7) 表‑8路. 表‑9ひ. 床上面 の垂 直ひずみの実測 値 と計算値. び割れ ・平坦 性 ・わだ ち掘 れ測 定結果. ※平た ん性 につ いては,工 区延長 が短 いた め,通 常 の方法で はデ ー タ数 が少なす ぎる ことか ら,今 回の舗装が 同一 平たん性 で10倍 の延長で仕 上が ったもの と仮定 して平たん性(標 準偏 差)を 求 めた. 表‑10MCI算. 出結果. MCI=10-1.48C0.3-0.29D0.7-0.47ƒÐ0.2. 路 床 上 面 の ひ ず み(×10‑6) MCI2=10-0.54D0.7. こ こ に,C:ひ. 図‑18路. び 割れ 率(%)D:わ. 床 上面の垂直 ひず みの実測値 と計 算値の比較. だ ち掘 れ 量(mm)σ:縦. 図‑19MCIの. 断 凹 凸 量(mm). 経 年変化. 1工 区,2工 区 でFWD載 荷 点 を移 動 させ たす べ て の デ ー タ を用 い ,路 床 上 面 の垂 直 ひ ず み と計 算 ひ ず み を 比 較. ー ドシ ミュ レー タ の 走行 試 験 で は1年 間 で10年 分 相 当 の. した結 果,図‑18に. 用 年 数 に伴 う老 化 が ま っ た く考 慮 され て い な い こ とが 大. 走 行 を実 施 して い る た め,舗 装,特. 示 す とお り両者 は よ い一 致 が 見 られ た.. こ の こ とか ら,路 床 上 面 の 垂 直 ひ ず み は舗 装 内 に ひ ず み 計 を埋 設 せ ず とも,FWDに. に ア ス フ ァル トの供. き な 要 因 と考 え られ る.. よ り表 面 た わ み を測 定 す る こ. 平 た ん 性 に つ い て は 工 区 延 長 が短 い た め,初 期 値 が 通. とに よ り,精 度 よ く推 定 で き る こ とが確 認 で きた.. 常舗 装 に 比 べ 悪 い 結 果 とな っ て い る.ま た,走 行 回数 の 増 加 に伴 い,平 た ん性 の低 下 が 見 られ る.わ だ ち 掘 れ は,. 5.路. 15,000回 走 行 ま で の発 生 量 が 大 き く,そ の後 は 漸 増 傾 向. 面性状の経 年変化. に あ る.こ れ は,春 ロー ドシ ミュ レー タ の 走行 回 数7,500回 毎 に,ひ び 割 れ, わ だ ち掘 れ,平. た ん性 を測 定 した.ま. た,こ. ら維 持 管 理 の 総 合 評 価 指 標 で あ るMCI(維 を算 出 し,L交. 通 道 路 に お け る供 用10年. 先 に 走 行 させ て い る た め に生 じた 現 象 と考 え られ,実. れ らの値 か. 持 管 理 指 数) 相 当 のパ フォ ー. 走 行 終 了 後 にお い て も1,2工 区 と. もひ び 割 れ の 発 生 は見 られ な か った.実. はMCIを2通. りの 式 で 算 出 した 結 果 を示 し. て い るが,前. 述 の とお りひ び 割 れ の発 生 が ま っ た くな か. 影 響 で 求 ま るMCI2を 用 い て 経 年 変 化 を示 した もの が 図 ‑19で あ る .こ の 図 よ り走 行 回 数 の増 加 に伴 い,MCI2は. 出 結 果 を 表‑10に 示 す. り,30,000回. る.表‑10に. っ た こ とか ら,ひ び 割 れ を 考 慮 せ ず に わ だ ち 掘 れ だ け の. ひ び 割 れ,わ だ ち掘 れ,平 た ん 性 の測 定 結 果 を 表‑9に,. 表‑9よ. 路. で は 毎 年 夏 ご と に階 段 上 に増 加 して い く こ とが 予 想 され. マ ンス カー ブ の 構 築 を試 み た.. MCI算. ・夏 季 にそ れ ぞれ の 季 節 の10年 分 を. 際 のL交. 低 下 して い く傾 向 は 認 め られ る が,修 繕 を 必 要 と され る. 通道路. レベ ル(MCI2≦4)に. で は こ の よ うな 現 象 は考 え難 い こ とで あ り,こ れ は,ロ. 37. は達 して い な い,.

(8) 6.ま. よ うな表 層厚 の薄い舗装 で は,ス トレー トアス ファ. とめ. ル ト60/80と 改質II型 ア スフ ァル トの供用性 レベル. 今 回 の検討結 果 をま とめる と以下の よ うにな る.. の差 は明確 には表われ ない結 果 とな った.. (1)土 圧測 定結 果 よ り,舗 装 の浅 い位 置 では載 荷 点近傍 のみで応 力 を受 け持つ が,深 くな るほ ど荷 重分 散効. 7.お. 果 が大 き くな り,応 力 を受 け持 つ面積 が増 大す る. この現象 はFWDで. 載 荷位置 を変化 させた実 験で も. 本研 究で は,ま ず走行荷重,静 止荷重,FWD荷. 重 とい. った性 質の異 な る荷重 が舗 装 に及 ぼす影響 につい て検 討. 検証 で きた. (2)走 行 荷重 とFWD荷. わ りに. し,そ れ ぞれ の荷 重 に対 す る載荷応 答 を明 らか に した.. 重に よる土 圧お よびひず みの実. しか し,定 性的 な考察 に とどまった事項 もあ り,こ れ ら. 測値 は,互 いに近 い値 を示 した.. につ いては,よ り定量的 に評 価 してい く必 要が ある と考. (3)路 床 上 面の土圧お よびひず み測定結 果 よ り,静 止荷 重 は走行荷重やFWD荷. えてい る.次 に,本 研 究 におい てFWDの. 重 よ りも大 きな土圧,ひず み. 有用性 を明 らか. を与え る.これ は,載 荷時 間 が長 くな るこ とに よ り,. に したが,こ れ は今回 の限 られ たデ ー タに基 づ く もので. 舗装 の応答 に及 ぼす ク リー プ変形 の影響 が大 きい こ. あ り,今 後 さ らにデー タを蓄積 して,よ り詳 細 に検討 し. とに よると考 え られ る.. てい く必 要が ある と考 えてい る.さ らに,促 進載荷試 験 につ いては,今 後,で きれ ばア スフ ァル トの経年老化 を. (4)走 行試 験結果 よ り,路床CBRは 走行 回数の増加 に伴 い減少 してい くが,逆 にたわみ量D0は あ る期間 にお. 取 り込む方法 について検討 してい きたい と考 えてい る.. いて減少す る傾 向を示 した.こ の こ とか ら,た わみ 量D0だ けでは疲 労現象 を論 じられ ない可能 性のあ る. 参 考文献. ことが分 かった.. 1). Test(CAL/APT)Program-Test Results: 1994-1997, AAPT,. (5)表 層平均 温度が 高い ほ ど,土 圧,ひ ずみ も大 き くな る傾 向が見 られ た こ とか ら,土 圧,ひ ずみ に も表層. Vol.67, pp.664-689, 1998. 平均温度 が大 き く影 響 してい る可能 性があ る と考 え. 2). られ る.. Eringsson and Sigurdur: Performanceof two thin pavement structuresduringAcceleratedPavementTestingusing HVS, 2nd InternationalConferenceonAcceleratedPavementtesting, 2004. (6)路 床上 面の垂直 ひずみ の実測値 と計算値 を比較 した 3). 結 果,こ の両者は非常 に よい一致 を示 した ことか ら, FWDに. J.T.Harvey and T.Hoover: CALTRANSAcceleratedPavement. よるた わみ測 定に よ り,路床 上面のひず みを. 例 え ば, 岳 本秀 人, 久保 裕 一, 阿部 隆 二: FWD及. び走行車. 両 に よ る舗 装 体 ひ ず み の 計 測 と解 析, 土 木 学 会舗 装 工 学 論. 精 度 よ く推 定す る ことが可能 である と考 え られ る。. 文 集 第9巻,. pp. 185‑192, 2004. 4) M.Huhtala,J.Pihlajamalci and P.Halonen:Pavementresponse. (7)MCIを 指標 としてL交 通道路 にお ける供用10年 相 当 のパ フォーマ ンスカー ブの構 築 を試 み たが,ひ びわ. duetodynamicaxleloads, 8thISAP, pp471-485,1997. れ の発 生が まった く見 られず,10年 相 当分 の走行 終. 5). 了後で も修 繕 を必 要 とされ る レベル までは低 下 しな. 林 信 也, 東 滋 夫, 金 井 利 浩, 岡部 俊 幸: FWD試. 験 におけ る. 測 定 た わ み の 温 度 補 正 シ ス テ ム の 開 発, 土 木 学 会 舗 装 工 学. か った 。 これ は,舗 装,特 に アス ファル トの経年 老. 論 文 集 第2巻, 6). 化 が考慮 で きて いない こ とが大 きな要因 と考 え られ, 促 進載荷試 験の宿命 とも考 え られ る.ま た,今 回の. pp.95‑104, 1997. 丸 山輝 彦: FWDに. よ る舗 装 診 断 の 実 例, ア ス フ ァル ト,. pp.28‑29, 1993. A BASIC STUDY ON THE PAVEMENT BEHAVIORS UNDER THE DIFFERENT TYPES OF LOADS, USING ACCELERATED VEHICLE SIMULATOR Shigeo HIGASHI,Kazualci KAMIYA,Ken TOMISAWA,Toshihiro. ICANAI,Kunihito MATSUI. In the theoreticaldesign procedures, stresses and strains in a pavement should be made clear.Therefore,we carried out the moving load tests on a trial-paving yard, using acceleratedvehicle simulator.From a result of our study,the following conclusionswere obtained, a) The deeper the position was in the pavement, the wider measured stress was distributed. b) The stress and strain under the moving load were very similar to those underthe FWD load.However, the stress and strain of the static load were greaterthan those of the moving and FWD loads. c) Fatigue in the sub-grade was caused by repeated moving loads. But, the degree of fatigue was not captured by the deflectionDO of FWD load. 38.

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参照

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