1章

路面プロファイルと舗装に生ずる構造的ダメージの

相関性に関する研究

著者

城本 政一

学位名

博士（工学）

学位授与機関

北見工業大学

学位授与番号

10106甲第112号

学位授与年月日

2012-03-21

URL

http://id.nii.ac.jp/1450/00007543/

博 士 論 文

路面プロファイルと舗装に生ずる

構造的ダメージの相関性に関する研究

平成

24 年 3 月

目 次

第

1 章 序論 ... 1

1.1. 研究背景 ... 1 (1) 道路事業の現状 ... 1 (2) アセットマネジメントの取り組み ... 6 1.2. 破損の種類と主な原因 ... 9 (1) ひび割れ ... 9 (2) わだち掘れ ... 11 (3) 平たん性の低下 ... 11 (4) その他の破損... 12 1.3. 舗装のＬＣＣ... 15 1.4. アスファルト舗装の寿命予測について ... 17 (1) アスファルト混合物の最下面のひずみを用いた舗装の寿命予測 ... 17 (2) 機能的破損（供用性曲線）を考慮した方法 ... 19 (3) FWD を用いた寿命予測 ... 22 1.5. 本研究のテーマと目的 ... 25 (1) 動的荷重の推定方法 ... 26 (2) 動的荷重が舗装ダメージに与える影響 ... 27 (3) 路面プロファイルが LCC に与える影響について ... 27 1.6. 本論文の構成と内容 ... 28

第

2 章 動的荷重の推定方法について ... 33

2.1. 動的荷重の測定 ... 34 (1) 実験条件 ... 37 2.2. 車両の鉛直加速度の理論と実測値の比較検証 ... 40 2.3. 路面プロファイルおよび走行速度が動的荷重に与える影響 ... 47 (1) 検討概要 ... 47 (2) 検討結果 ... 51 2.4. まとめ ... 54 (1) ハンプを用いた動的荷重の測定より ... 54 (2) QCモデルを用いたシミュレーション結果と走行車両の加速度の検証より ... 54 (3) 路面プロファイルおよび走行速度が動的荷重に与える影響 ... 55

第

3 章 動的荷重が舗装ダメージに与える影響 ... 59

3.1. 検討概要 ... 59 3.2. 検討条件 ... 67 (1) MCDL ... 67

(2) FWD 最大たわみ量 ... 68 3.3. 検討結果 ... 68 3.4. まとめ ... 74

第

4 章 路面プロファイルが LCC に与える影響... 79

4.1. 検討概要 ... 79 4.2. 検討方法 ... 81 4.3. 疲労破壊輪数の計算 ... 81 (1) 計算条件 ... 82 (2) ひずみ計算結果 ... 82 (3) 疲労破壊輪数の計算条件 ... 83 (4) 疲労破壊輪数の計算結果 ... 84 4.4. LCC の計算 ... 85 (1) 供用年数計算条件 ... 85 (2) LCC の計算条件 ... 89 (3) LCC の計算結果 ... 93 4.5. まとめ ... 95 (1) 疲労破壊輪数計算結果 ... 95 (2) LCC の計算 ... 95

第

5 章 結論 ... 99

第 1 章 序 論

1 . 1 . 研 究 背 景 ( 1 ) 道 路 事 業 の 現 状 道 路 は 社 会 資 本 に 必 要 な イ ン フ ラ で あ り ， 人 や 車 を 安 全 か つ 快 適 に 通 行 さ せ る ト ラ フ ィ ッ ク 機 能 ， 上 下 水 道 等 の 公 共 公 益 施 設 を 収 容 す る 収 納 機 能 ， 市 街 地 に お け る 街 並 み 形 成 な ど の 空 間 機 能 ， そ の 他 多 目 的 な 役 割 を 果 た し て い る 1 ) , 2 ). 戦 後 の 復 興 と と も に ， 我 が 国 の 道 路 ス ト ッ ク は 整 備 さ れ て き た ． 1 9 6 5 年 か ら の 道 路 事 業 費 の 年 度 毎 の 費 用 を 縦 軸 に ，道 路 事 業 費 を 横 軸 に し た も の を 図 1 - 1 に 示 す ． こ の よ う に 道 路 事 業 費 は 高 度 経 済 成 長 と と も に 着 実 に 整 備 さ れ て き た が ，1 9 9 0 年 初 頭 か ら 始 ま っ た 景 気 後 退 に よ り 税 収 が 減 少 し ， こ の た め 1 9 9 8 年 か ら 道 路 事 業 費 は 減 少 し 始 め こ の 傾 向 は 今 も な お 続 い て い る 3 ）_． 0 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 年度 道路事業費（単位：億円）

年 度 毎 の 道 路 事 業 に 投 資 さ れ て い る 内 訳 を 図 1 - 2 に 示 す ． こ の 図 よ り ，戦 後 か ら 整 備 さ れ て き た 道 路 ス ト ッ ク の 高 齢 化 に よ り 維 持 費 ， 舗 装 補 修 費 を 減 ら す こ と は 難 し い こ と か ら ， 舗 装 新 設 費 へ の 投 資 金 額 が 急 激 に 減 少 し て い る こ と を 示 し て い る ． し か し な が ら ， 今 後 も 厳 し い 財 政 状 況 が 続 け ば ， 真 に 必 要 な 社 会 資 本 整 備 だ け で は な く ， 既 存 施 設 の 維 持 管 理 ， 更 新 に も 支 障 を き た す 恐 れ が 指 摘 さ れ て い る 4 ）_． 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 1990 1995 2000 2005 年度 道路事業費（単位：億円） 舗装新設 舗装補修 維持 調査 図 1 - 2 1 9 9 0 ～ 2 0 0 8 年 ま で の 道 路 事 業 費 内 訳 【 舗 装 新 設 ， 舗 装 補 修 ， 維 持 ， 調 査 】 （ 出 典 ： 道 路 統 計 年 報 1 9 9 2 ～ 2 0 11 年 5 ）_）

こ の よ う な 厳 し い 財 政 事 情 等 を 背 景 と し て ， 公 共 工 事 の コ ス ト 構 造 改 善 に つ い て は ， 政 府 全 体 で 進 め て お り ， 現 在 は ， 平 成 2 0 年 3 月 に 策 定 し た 「 国 土 交 通 省 公 共 事 業 コ ス ト 構 造 改 善 プ ロ グ ラ ム 」 に 基 づ き ， 総 合 的 な コ ス ト 構 造 改 善 に 取 り 組 ん で い る 6 ）_{． 図 1 - 3 に 政} 府 全 体 で 進 め て い る コ ス ト 構 造 改 善 の こ れ ま で の 経 緯 を 示 す ． 具 体 的 に は ， 従 来 の 取 組 み に 加 え ，V F M （ Va l u e f o r M o n e y ） 最 大 化 を 重 視 し ， 以 下 の 3 項 目 に つ い て 取 り 組 ん で い る ． ① 環 境 負 荷 の 低 減 効 果 等 の 社 会 的 コ ス ト 構 造 の 改 善 ② 施 設 の 長 寿 命 化 に よ る ラ イ フ サ イ ク ル コ ス ト 構 造 の 改 善 ③ 民 間 企 業 の 技 術 革 新 に よ る コ ス ト 構 造 改 善 を 評 価 す る「 総 合 コ ス ト 改 善 率 」 の 設 定 現 在 ， 5 年 間 で 1 9 年 度 比 1 5 ％ の 総 合 コ ス ト 改 善 率 の 達 成 を 目 標 と し て お り ，2 1 年 度 時 点 の 国 土 交 通 省 ・ 関 係 機 構 等 の 総 合 コ ス ト 改 善 率 の 実 績 は 5 . 6 ％ と な っ て い る 6 ）_． 図 1 - 3 政 府 全 体 で 進 め て い る コ ス ト 構 造 改 善 の こ れ ま で の 経 緯 （ 出 典 ： 国 土 交 通 白 書 2 0 11 p 1 2 16 ） _）

こ の よ う に ， コ ス ト 削 減 が 必 要 と な っ て い る 中 ， 道 路 事 業 費 の 中 で 大 き な 割 合 を 占 め て い る 道 路 維 持 管 理 費 を 削 減 す る 取 り 組 み が 国 や 各 地 方 自 治 体 で 行 わ れ て い る ． 取 り 組 み 例 と し て ， 秋 田 県 お よ び 福 島 県 内 の 直 轄 国 道 の 取 り 組 み を 以 下 に 示 す ． （1 ） 国 土 交 通 省 （ 秋 田 河 川 国 道 事 務 所 ， 湯 沢 河 川 国 道 事 務 所 ， 能 代 河 川 国 道 事 務 所 ） 7 ) ① 「 道 路 パ ト ロ ー ル 」 の 実 施 を ， 従 来 の 毎 日 か ら ， 2 日 に 1 回 へ 変 更 ．こ れ に よ り ，落 下 物 等 の 発 見 や 処 理 の 遅 れ が 生 じ ， 道 路 利 用 者 の 安 全 な 通 行 へ の 影 響 が 懸 念 さ れ る こ と か ら ，図 1 - 4 に 示 す よ う に ， 道 路 利 用 者 で あ る バ ス や タ ク シ ー 協 会 ， 地 域 住 民 か ら の 情 報 協 力 を 得 て ， 安 全 の 確 保 に 努 め る ． 図 1 - 4 道 路 利 用 者 へ の 情 報 提 供 の お 願 い （ 出 典 ： 平 成 2 2 年 5 月 1 3 日 国 土 交 通 省 秋 田 河 川 国 道 事 務 所 ， 湯 沢 河 川 国 道 事 務 所 ， 能 代 河 川 国 道 事 務 所 記 者 発 表 資 料 ）

② 秋 田 県 内 に お け る 一 般 国 道 （ ７ 号 ・ １ ３ 号 ・ ４ ６ 号 ） に お い て も ，「 防 雪 柵 」 の 通 年 設 置 ，「 除 草 」・「 樹 木 剪 定 」 の 回 数 の 削 減 ， 写 真 1 - 1 に 示 す よ う な 「 道 路 照 明 」 の 部 分 的 消 灯 な ど ，道 路 維 持 管 理 コ ス ト 縮 減 に 向 け 、試 行 的 な 取 り 組 が な さ れ て い る ． 写 真 1 - 1 消 灯 実 施 状 況 （2 ） 国 土 交 通 省 （ 東 北 地 方 整 備 局 磐 城 国 道 事 務 所 ） 8 ） ① ト ン ネ ル 照 明 ・ 道 路 （ 橋 梁 ） 照 明 の 減 灯 を ， 照 明 効 果 及 び 夜 間 に お け る 交 通 量 の 状 況 を 勘 案 し つ つ 試 行 す る ． ② ｢ 道 路 パ ト ロ ー ル ｣ を ， 毎 日 か ら ２ 日 に １ 回 へ 変 更 し ， 落 下 物 の 発 見 や 処 理 の 遅 れ が 生 じ ， 道 路 利 用 者 の 安 全 な 通 行 へ の 影 響 が 懸 念 さ れ る こ と か ら ， ボ ラ ン テ ィ ア 協 定 に よ る( 社 ) 福 島 県 建 設 業 協 会 の ロ ー ド レ ポ ー タ ー や 地 域 住 民 か ら の 情 報 協 力 を 得 て ， 安 全 の 確 保 に 努 め る ．

こ の よ う な 道 路 事 業 費 削 減 が 行 わ れ る な か ， 近 年 ， 社 会 資 本 の 適 切 な 維 持 管 理 の 手 法 と し て ，「 ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト 」が 注 目 さ れ て い る ． 道 路 事 業 に お け る 「 道 路 ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト 」 と は ， 従 来 ， 損 傷 等 が 発 生 し た 後 に 対 処 す る と い う 「 事 後 的 管 理 」 か ら ， 事 前 に 点 検 し ， 異 常 が 確 認 ま た は 予 測 さ れ た 場 合 ， 致 命 的 欠 陥 が 発 現 す る 前 に 速 や か に 措 置 す る と い う 「 予 防 保 全 的 管 理 」 へ と 転 換 し ， 戦 略 的 に 維 持 管 理 を 実 施 す る こ と で あ る ． こ の こ と か ら ， 国 民 の 生 命 と 財 産 を 守 り 安 全 ・ 安 心 を 確 保 す る と と も に ， 施 設 の 寿 命 を 伸 ば す こ と で ラ イ フ サ イ ク ル コ ス ト （ 以 下 L C C ） の 低 減 を 図 っ て い く 必 要 性 が あ る ． ( 2 ) ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト の 取 り 組 み ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト と は ， 資 産 を 効 率 よ く 管 理 ・ 運 用 す る こ と で あ る ． 主 に 証 券 業 や 不 動 産 業 で 使 わ れ て い た 言 葉 で あ る ． 一 般 的 に 「 道 路 構 造 物 の 劣 化 は 経 過 年 数 と と も に 加 速 度 的 に 進 展 し ， 早 期 に 予 防 的 な 対 策 を 行 っ た ほ う が ， 維 持 管 理 を 先 送 り し て そ の ま ま 放 置 す る よ り も ト ー タ ル コ ス ト が 安 く な る 」 と い わ れ て い る 9 ）_． こ の こ と か ら ， ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト の 考 え を 道 路 事 業 に 取 り 入 れ る こ と に よ り ， 道 路 事 業 費 の 維 持 管 理 費 を 効 率 的 か つ 計 画 的 に 活 用 す る こ と で き る ． 我 が 国 で は ， 国 土 交 通 省 が 2 0 0 2 年 度 の 重 点 施 策 の 1 つ と し て ， ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト を 掲 げ ， そ れ を 受 け て ， 同 省 の 「 道 路 構 造 物 の 今 後 の 管 理 ・ 更 新 等 の あ り 方 に 関 す る 検 討 委 員 会 」（ 委 員 長 ： 岡 村 甫 高 知 工 科 大 学 学 長 ） が 道 路 構 造 物 の 維 持 管 理 に ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト を 導 入 す る 方 針 を 示 し た 1 0 ). そ の 基 本 フ レ ー ム を 図 1 - 5 に 示 す ．

図 1 - 5 総 合 的 な ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト シ ス テ ム の イ メ ー ジ （ 出 典 ： 低 頻 度 メ ガ リ ス ク 型 の 沿 岸 域 災 害 に 関 す る 多 様 な 効 果 を 持 つ 対 策 の 評 価 に 関 す る 研 究 1 1 ）_） 図 1 - 5 よ り ， 総 合 的 な ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト シ ス テ ム を 構 築 す る た め に は ， 以 下 の 流 れ が 必 要 で あ る ． ① 設 計 ・ 施 工 . ② 定 期 的 な 点 検 デ ー タ . ③ 設 計 ・ 施 工 ， 点 検 結 果 ， 健 全 度 評 価 を 行 っ た デ ー タ か ら ， デ ー タ ベ ー ス を 作 成 ． ④ デ ー タ ベ ー ス の 点 検 デ ー タ を 用 い て ， 舗 装 の 劣 化 予 測 . ⑤ 施 工 管 理 を 計 画 し ， L C C の 最 小 化 を 図 る こ の よ う に ， ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト を 構 築 す る た め に は ， ① 定 期 的 点 検 デ ー タ ， ② デ ー タ ベ ー ス の 構 築 が 必 須 で あ る ．

現 在 ， 道 路 ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト を 行 っ て い る 地 方 自 治 体 と し て は ， 東 京 都 ， 茨 城 県 ， 静 岡 県 ， 三 重 県 ， 横 浜 市 が あ る 1 2 ）_． 東 京 都 建 設 局 で は ， 平 成 1 8 年 度 末 に 道 路 ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト シ ス テ ム の 稼 動 を 開 始 し ， 現 在 シ ス テ ム を 用 い た 橋 梁 長 寿 命 化 計 画 の と り ま と め を 行 っ て い る 1 3 )_． 東 京 都 建 設 局 は ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト の 取 り 組 み と し て ， ① 道 路 施 設 の 現 状 調 査 ② 道 路 施 設 の 劣 化 速 度 算 定 ③ 社 会 的 便 益 算 定 ④ 施 設 の 長 寿 命 化 工 法 の 調 査 ⑤ プ ロ ト タ イ プ 構 築 ⑥ ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト シ ス テ ム 本 稼 働 以 上 の 6 項 目 を 挙 げ て い る ． こ の よ う に ， ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト に 力 を 入 れ る 地 方 自 治 体 も あ る が ， 全 て の 地 方 自 治 体 が 道 路 の 維 持 管 理 に ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト を 導 入 し て お ら ず ， 定 期 点 検 を 実 施 し て い る 団 体 が 半 数 に 満 た な い の が 現 状 で あ る ． ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト が 実 施 で き な い 理 由 と し て ， 地 方 自 治 体 が 財 政 難 の た め ， 定 期 的 な 点 検 を 行 う こ と す ら で き な い と い う 実 情 が あ る ． こ の こ と か ら ， 安 価 に 点 検 が で き ， そ の 点 検 結 果 を 容 易 に デ ー タ ベ ー ス 化 す る こ と が で き ， そ の 点 検 項 目 か ら 劣 化 予 測 が 容 易 に 出 来 る よ う な シ ス テ ム を 構 築 す る こ と が 有 効 で あ り ， そ れ に よ り 国 民 の 生 命 と 財 産 を 守 り 安 全 ・ 安 心 を 確 保 す る と と も に ， 施 設 の 寿 命 を 伸 ば す こ と で L C C の 低 減 を 図 っ て い く こ と が 必 要 で あ る ．

1 . 2 . 破 損 の 種 類 と 主 な 原 因 舗 装 の 破 損 に は 様 々 な 要 因 が 原 因 と な っ て い る た め ， 様 々 な 破 損 形 態 を 示 し て い る ． こ の こ と か ら ， 点 検 ， 補 修 を 行 う た め に は ， 破 損 形 態 か ら 破 損 原 因 を 特 定 し ， 原 因 を 取 り 除 く こ と が 重 要 で あ る ． 本 項 で は ， ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 主 な 破 損 の 種 類 と そ の 主 と な る 原 因 を 示 す 1 4 )_{． ま た ，「 ア ス フ ァ ル ト 舗 装 保 全 ハ ン ド ブ ッ ク 」} 1 5 )_{に 掲} 載 さ れ て い る ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 破 損 の 種 類 の 一 覧 表 を 表 1 - 1 に 示 す ． ( 1 ) ひ び 割 れ ひ び 割 れ に は ， ア ス フ ァ ル ト 層 下 面 か ら 生 じ る 疲 労 ひ び 割 れ や ， 表 層 の 劣 化 ・ 老 化 等 に よ り 舗 装 表 面 か ら 生 じ る ひ び 割 れ な ど 各 種 の も の が あ る ． ① 亀 甲 状 ひ び 割 れ （ 主 に 車 輪 走 行 跡 部 ） 主 に 車 輪 走 行 部 に 生 じ る 亀 甲 状 ひ び 割 れ は ， 舗 装 厚 さ 不 足 や 路 床 ・ 路 盤 の 支 持 力 低 下 が 原 因 で 発 生 す る こ と が 多 い ． 舗 装 厚 さ 不 足 や 支 持 力 低 下 が 原 因 の 場 合 ， 路 盤 や 路 床 の 変 形 に 起 因 す る 沈 下 を 伴 う こ と が 多 く ． ② 亀 甲 状 ひ び 割 れ （ 車 輪 走 行 部 ～ 舗 装 面 全 体 ） 亀 甲 状 ひ び 割 れ の う ち 車 輪 走 行 部 か ら 舗 装 面 全 体 に 発 達 し て い る も の は ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 の 劣 化 ． 老 化 が 原 因 で あ る こ と が 多 い ． ま た ， 寒 冷 地 に お い て は ， 路 床 ・ 路 盤 の 凍 上 に よ る 路 面 の 変 形 に 伴 い ， 舗 装 路 面 全 体 に 亀 甲 状 の ひ び 割 れ が 発 生 す る こ と が あ る ． ③ 線 状 ひ び 割 れ （ 車 輪 走 行 部 縦 断 方 向 ） 線 状 ひ び 割 れ の う ち ， 車 輪 走 行 部 に 沿 っ て 縦 断 方 向 に 発 生 す る も の は ， 舗 装 表 面 か ら 発 達 す る 表 面 ひ び 割 れ で あ る こ と が 多 く ， わ だ ち 割 れ と よ ば れ る ． ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 劣 化 ・ 老 化 が ひ び 割 れ の 発 生 の 一 要 因 に な っ て い る と 考 え ら れ る が ， そ の 原 因 や メ カ ニ ズ ム

④ 線 状 ひ び 割 れ （ 横 断 方 向 ） 道 路 横 断 方 向 に 発 生 し た 線 状 ひ び 割 れ の う ち ，- 2 0 ℃ を 下 回 る よ う な 極 度 の 低 温 に な る 箇 所 に お い て ，5 ～ 1 0 ｍ 程 度 の 間 隔 で 発 生 し た ひ び 割 れ は ， 温 度 ひ び 割 れ と よ ば れ る ． こ の ひ び 割 れ は 舗 装 の 温 度 低 下 に よ り 舗 装 内 部 に 発 生 し た 応 力 が 緩 和 さ れ な く な る こ と で 発 生 す る ． ⑤ 線 状 ひ び 割 れ （ ジ ョ イ ン ト 部 ） 線 状 ひ び 割 れ の う ち ジ ョ イ ン ト 部 に 入 る ひ び 割 れ は ， 施 工 ジ ョ イ ン ト 部 に 沿 っ て 直 線 的 に 発 達 す る ． ジ ョ イ ン ト 部 の 接 着 不 良 や 転 圧 不 足 等 が 原 因 で あ る ． ⑥ リ フ レ ク シ ョ ン ク ラ ッ ク リ フ レ ク シ ョ ン ク ラ ッ ク は ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 下 の 目 地 や ひ び 割 れ に 誘 発 さ れ て ， そ の 直 上 の ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 に ひ び 割 れ が 生 じ る 現 象 で あ る ． ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 の 下 に ， コ ン ク リ ー ト 舗 装 等 の 目 地 を 有 し た 版 が あ る 場 合 や セ メ ン ト 安 定 処 理 路 盤 ， ス ラ グ を 用 い た 路 盤 等 に ひ び 割 れ が 生 じ て い る 場 合 に 発 生 し や す い ． ⑦ ヘ ア ク ラ ッ ク ヘ ア ク ラ ッ ク は ， 表 層 表 面 に 発 生 す る 小 さ な ひ び 割 れ で ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 品 質 不 良 や 施 工 不 良 が 原 因 で 発 生 す る ． ⑧ 構 造 物 付 近 の ひ び 割 れ 構 造 物 付 近 の ひ び 割 れ は ，橋 梁 と の 取 付 部 や ボ ッ ク ス カ ル バ ー ト ， マ ン ホ ー ル な ど の 地 中 構 造 物 周 辺 に 発 生 す る ひ び 割 れ で ， 構 造 物 周 辺 部 の 不 同 沈 下 が 原 因 で 発 生 す る ． ⑨ 橋 面 舗 装 の ひ び 割 れ 橋 梁 舗 装 に 発 生 す る ひ び 割 れ に は 各 種 の も の が あ る が ， 特 徴 的 な も の に ウ エ ブ や リ ブ 上 に 生 じ る ひ び 割 れ が あ る ． こ の ひ び 割 れ は 鋼 床 版 の ウ エ ブ や リ ブ に 沿 っ て 発 生 し ， 直 線 的 に 発 達 す る ．

( 2 ) わ だ ち 掘 れ わ だ ち 掘 れ に は ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 塑 性 変 形 に よ る も の ， 沈 下 に よ る も の ，ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 の 磨 耗 に よ る も の な ど が あ る ． ① 塑 性 変 形 に よ る わ だ ち 掘 れ ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 の 塑 性 変 形 に よ る わ だ ち 掘 れ は ， 交 通 荷 重 に よ り ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 が 塑 性 変 形 す る こ と で 発 生 す る ． こ の よ う な わ だ ち 掘 れ は 一 般 的 に 流 動 わ だ ち と 呼 ば れ ， 施 工 時 と 比 較 し て 車 輪 走 行 部 は 沈 下 し ， そ の 周 辺 （ 車 線 中 央 側 お よ び 路 肩 部 ） は 盛 り 上 が る と い う 特 徴 が あ る ． 早 期 に 塑 性 変 形 に よ る わ だ ち 掘 れ が 発 生 す る 場 合 ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 品 質 不 良 ， 交 通 条 件 や 気 候 に 適 し た ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 や ア ス フ ァ ル ト の 選 択 が な さ れ て い な い こ と が 原 因 で あ る こ と が 多 い ． ② 沈 下 に よ る わ だ ち 掘 れ 沈 下 に よ る わ だ ち 掘 れ は ， 路 床 や 路 盤 の 圧 縮 変 形 に よ り 路 盤 以 下 が 沈 下 す る こ と に よ り 発 生 す る ． 塑 性 変 形 に よ る わ だ ち 掘 れ と 異 な り ， 施 工 時 と 比 較 し て 車 輪 走 行 部 を 中 心 に 沈 下 す る が ， そ の 周 辺 部 で 顕 著 な 盛 り 上 が り を 伴 わ な い ． 舗 装 厚 不 足 ， 路 床 の 支 持 力 不 足 ， 路 盤 以 下 の 締 め 固 め 不 足 な ど が 原 因 で あ る こ と が 多 い ． ③ ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 磨 耗 に よ る わ だ ち 掘 れ ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 の 磨 耗 に よ る わ だ ち 掘 れ は ， タ イ ヤ チ ェ ー ン 等 に よ り ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 表 面 が 削 り 取 ら れ る こ と で 発 生 す る ． 車 輪 走 行 部 が 磨 耗 し て わ だ ち 掘 れ に な り ， 沈 下 に よ る わ だ ち 掘 れ と 同 様 に そ の 周 辺 部 に 盛 り 上 が り を 伴 わ な い ． ( 3 ) 平 た ん 性 の 低 下 平 た ん 性 の 低 下 は ， 施 工 不 良 や 材 料 不 良 ， 支 持 力 不 足 な ど 様 々 な 原 因 で 発 生 す る ． 平 た ん 性 の 低 下 の な か で も 代 表 的 な も の を 以 下 に し ま す ． ① コ ル ゲ ー シ ョ ン

凹 凸 で ， 通 行 車 両 が ブ レ ー キ を 頻 繁 に か け る 箇 所 や 曲 線 部 な ど に 発 生 し ，1 箇 所 発 生 す る と 縦 断 方 向 に 連 鎖 的 に 発 生 す る ． ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 品 質 不 良 や 混 合 物 層 間 の 接 着 不 良 な ど が 原 因 で あ る こ と が 多 い ． ② 寄 り 舗 装 表 面 が 局 部 的 に 盛 り 上 が る 現 象 で ， プ ラ イ ム コ ー ト や タ ッ ク コ ー ト の 過 剰 散 布 等 に よ る 層 間 の 接 着 不 良 が 原 因 で 発 生 す る ． ③ く ぼ み く ぼ み は ， 舗 装 表 面 に 生 じ る 局 所 的 な 沈 下 で ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 品 質 不 良 ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 間 の 接 着 不 良 が 原 因 で 発 生 す る ． ④ 縦 断 方 向 の 凹 凸 縦 断 方 向 の 凹 凸 は 道 路 延 長 方 向 に 生 じ る 比 較 的 波 長 の 長 い 不 陸 で ， 主 に 路 床 ， 路 盤 の 支 持 力 が 不 均 一 な こ と に よ る 不 同 沈 下 が 原 因 で 発 生 す る ． ⑤ 段 差 段 差 は ， 構 造 物 と の 取 付 部 ， 地 下 埋 設 物 な ど に 沿 っ た 不 陸 で ， 構 造 物 や 地 下 埋 設 物 と 一 般 部 の 構 造 の 差 に よ る 不 同 沈 下 が 原 因 で 発 生 す る ． 路 盤 層 以 下 の 締 固 め が 十 分 で な い 場 合 ， 早 期 に 段 差 が 発 生 し や す い ． ( 4 ) そ の 他 の 破 損 ① ブ リ ー ジ ン グ （ フ ラ ッ シ ュ ） ブ リ ー ジ ン グ は 舗 装 表 面 に ア ス フ ァ ル ト が に じ み 出 す 現 象 で ， ア ス フ ァ ル ト 量 過 剰 ， 粒 度 不 良 等 の ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 品 質 不 良 や タ ッ ク コ ー ト の 過 剰 散 布 な ど が 原 因 で 発 生 す る ． ② ポ リ ッ シ ン グ ポ リ ッ シ ン グ は 車 両 の 通 行 に よ り 粗 骨 材 と モ ル タ ル 分 が と も に す り 磨 か れ る 現 象 で ，粗 骨 材 の 品 質 不 良 が 原 因 で 発 生 す る こ と が 多 い ． ポ リ ッ シ ン グ が 進 行 す る と ， す べ り 抵 抗 が 低 下 す る ．

③ ポ ッ ト ホ ー ル ポ ッ ト ホ ー ル は 舗 装 が 局 部 的 に 剥 脱 飛 散 す る 現 象 で ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 品 質 不 良 や 施 工 時 の 締 固 め 不 足 が 原 因 で 発 生 す る ． 排 水 性 舗 装 の 場 合 ， オ イ ル な ど の 油 脂 の 浸 透 や 基 層 の 剥 離 が 原 因 で 発 生 す る こ と が あ る ． ④ ブ リ ス タ リ ン グ ブ リ ス タ リ ン グ は ， 舗 装 内 に 閉 じ 込 め ら れ た 水 分 や 油 分 が 機 構 的 な 作 用 で 気 化 し ， そ の 蒸 気 圧 が 上 層 の ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 を 押 し 上 げ る 現 象 で ， 橋 梁 床 版 等 の 気 密 性 の 高 い 箇 所 の 上 に グ ー ス ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の よ う な 空 隙 率 の 小 さ い 混 合 物 を 舗 設 し た 場 合 に 発 生 し や す い ． ⑤ 排 水 性 舗 装 の 骨 材 飛 散 排 水 性 舗 装 の 骨 材 飛 散 は ， 排 水 性 ほ そ う の 代 表 的 な 損 傷 で ， タ イ ヤ チ ェ ー ン の 打 撃 等 の 衝 撃 荷 重 に よ り 骨 材 が 飛 散 す る も の と ， タ イ ヤ の ね じ り な ど に よ り 骨 材 が 飛 散 す る も の が あ る ． タ イ ヤ の ね じ り に よ る 骨 材 飛 散 は ， 交 差 点 部 や 道 路 周 辺 施 設 へ の 出 入 り 口 な ど で 発 生 し や す い ．

表 1 - 1 ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 破 損 の 種 類 （ 出 典 ： ア ス フ ァ ル ト 舗 装 保 全 ハ ン ド ブ ッ ク p 4 ） 機能 構造 路床・路盤の沈下による わだち掘れ ・地下水の影響などによる路床・路盤の支持力低下および圧密沈下 ・路盤の締固め不足 ・交通量および交通荷重の増大 ◎ 流動によるわだち掘れ ・夏期の高温時における交通量および交通荷重の増大 ・車両走行位置の集中化 ・混合物の品質不良（アスファルト量の過多，軟質アスファ 　ルトの使用，細粒分過多，空隙不足） ◎ 磨耗によるわだち掘れ量 ・タイヤチェーン等によるアスファルト舗装の磨耗 ・混合物の品質不良（アスファルト量の不足，粒度が粗い， 　空隙が大きい） ◎ 走行部 路床・路盤の支持力低下_{によるひび割れ} ・地下水等による路床・路盤の支持力低下および圧密沈下 ・路床・路盤の長期的な品質（強度）低下 ・路盤の締固め不足 ◎ アスファルト混合物の劣化・ 老化によるひび割れ ・アスファルトの長期的な劣化と老化（紫外線，温度，雨水等） ・混合物の品質不良（アスファルト量の不足，粒度が粗い） ○ ○ 凍上によるひび割れ ・路床・路盤の凍上による盛り上がり ○ ○ わだち掘れ（走行軌跡部） ・夏期高温時に走行軌跡部に生じた微細なひび割れの成長 ◎ 床版たわみによるひび割 れ（橋面上のひび割れ） ・主桁上などの床版局部変形に対する混合物の不追従 ・混合物の長期的な品質低下によるたわみ性不足 ○ ◎ 温度応力ひび割れ （等間隔にひび割れ） ・温度低下に伴う舗装体の収縮 ○ ○ ヘアクラック （微細な線状ひび割れ） ・混合物の品質不良（粒度の不良，アスファルト量の不適合） ・ローラの転圧温度が高い ◎ リフレクションクラック ・コンクリート版の目地やひび割れからの誘発_{・基層および路盤のひび割れからの誘発} ◎ 施工継目ひび割れ （ジョイント部） ・ジョイント部の締固め不足 ・ジョイント部の接着力不足 ・骨材最大寸法が大きい混合物の使用による継目処理の不手際 ◎ 不等沈下によるひび割れ ・切盛境の支持力の違い ・狭小部での締固め不足 ・路床・路体の圧密沈下（長期） ◎ 縦断方向 コルゲーション ・頻繁なブレーキによる交通荷重 ・混合物の品質不良（アスファルト量の過多，粒度の不良， 　安定度不足） ・層間の接着力不足（路盤の過度の湿気，タックコートの 　散布ムラ等） ○ ○ 不特定 くぼみ（局部的沈下） ・路床・路盤の局所的な品質不良 ・長期間の静止荷重 ○ ○ 路肩部 路肩部寄り（こぶ状） ・アスファルト乳剤（プライムコート，タックコート）散布_{量の過多もしくは不均一} ○ 構造物 周辺 段差 ・地下埋設物（ボックスカルバート，踏掛版等）の有無 ・構造物周辺での締固め不足 ○ ○ 不特定 ブリスタリング （表層の局部的な膨らみ） ・温度上昇による舗装内部に閉じ込められた水分の体積膨張 ◎ 不特定 フラッシュ，ブリージング ・混合物の品質不良（アスファルト量の過多，粒度が不適合）_{・タックコートの過剰散布} ◎ 走行部 ポリッシング ・すり減りやすい骨材（石灰岩等）の使用 ◎ ポットホール ・路盤の局部的な支持力不足 ・粗骨材とアスファルト間の結合力不足 ・混合物の混合不良 ◎ ポンピング ・ひび割れ部からの雨水等の浸入_{・水による路盤材のエローション（侵食）状態での車両走行} ◎ 走行部 ずれ ・舗装層間への水の侵入 ・タックコートの過剰散布あるいは散布量不足 ・床版防水層の施工不良 ◎ わだち掘れ 破損の種類 横断方向 主な原因 破損の区分 走行 軌跡部 すべり抵抗 値の低下 不特定 その他 縦横断 方向 線状 ひび割れ ひ び 割 れ 平たん性 の低下 舗装面 全体 亀甲状 ひび割れ 縦断方向

1 . 3 . 舗 装 の Ｌ Ｃ Ｃ ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト を 行 い ， 維 持 管 理 費 を 効 率 的 に 投 資 す る た め に は ，L C C を 計 算 し ， L C C を 最 小 化 す る 必 要 が あ る ． こ こ で は ， L C C に つ い て 記 述 す る ． L C C を 計 算 す る た め に は ，道 路 整 備 に 要 す る 事 業 費 及 び 維 持 管 理 費 ， 供 用 年 数 ， 交 通 条 件 の 条 件 が 必 要 で あ る 1 6 )_{． こ れ ら の 条 件 を 図} 1 - 6 の よ う に 変 化 さ せ ， L C C が 最 小 に な る 条 件 を 見 出 す こ と が ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト で あ る ． 図 1 - 6 予 防 保 全 対 策 を 考 慮 し た L C C の 低 減 （ 出 典 ： 国 土 交 通 白 書 2 0 1 1 p 1 2 11 7 ）₎ し か し な が ら ，L C C を 計 算 す る の に 重 要 な 供 用 年 数 は ，舗 装 構 成 ， 走 行 車 両 ， 気 候 ， 破 壊 形 態 等 に よ り 大 き く 変 化 す る た め に ， 推 定 す る こ と が 難 し い ． 谷 口 ら の 研 究 1 8 ） _{お よ び 舗 装 設 計 施 工 指 針 （ 日 本 道 路 協 会}

再 建 設 条 件 の 設 定 を す る 必 要 性 が あ る と 記 述 し て い る ． こ れ は ， 舗 装 は 建 設 （ 舗 装 の 新 設 あ る い は 再 建 設 ） の 後 ， 交 通 に 供 用 さ れ る と ， 交 通 荷 重 な ど に よ り ， 次 第 に ひ び 割 れ 率 や わ だ ち 掘 れ 量 等 が 増 加 し ， 舗 装 の 性 能 は 低 下 し て い く ． こ の た め ， 舗 装 の 性 能 の 低 下 を 予 測 し ， ど の よ う な 状 態 に 至 っ た 場 合 に ， そ れ に 応 じ た 補 修 ・ 再 建 設 を 実 施 す る の か を 設 定 す る 必 要 が あ る か ら で あ る ． 現 在 ， 舗 装 性 能 の 低 下 を 予 測 す る 方 法 と し て ， ① 既 存 の 予 測 式 を 用 い る 方 法 ② 舗 装 の 設 計 条 件 や 交 通 条 件 が 類 似 す る 箇 所 の 路 面 状 態 の 推 移 を 基 に 予 測 す る 方 法 ． ③ 当 該 舗 装 の 設 計 の 理 論 か ら 予 測 す る 方 法 上 記 3 つ の 方 法 が あ る ． こ れ ら の 方 法 を 用 い ， 舗 装 性 能 の 低 下 予 測 に も と づ き ， 補 修 ・ 再 建 設 の 工 法 と そ の 実 施 時 期 を 設 定 す る ． こ の 設 定 を 基 に ， 道 路 管 理 者 費 用 ， 道 路 利 用 者 費 用 ， 沿 道 お よ び 地 域 社 会 の 費 用 に つ い て 計 算 を 行 う ． L C C 算 定 に 必 要 な 項 目 を 表 1 - 2 に 示 す ． 表 1 - 2 L C C 算 定 項 目 車両走行費用 時間損失費用 車両走行費用 時間損失費用 事故費用 路面劣化 車両走行費用 道路管理者費用 道路利用者費用 調査設計費用 設計費用 維持修繕費用 改築費用 廃棄処分費用 関係行政費用 工事規制区間通過 迂回 大気汚染 騒音 地球温暖化 沿道及び 地域社会の費用

1 . 4 . ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 寿 命 予 測 に つ い て ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 寿 命 予 測 方 法 に つ い て は ， 様 々 な 理 論 を 用 い た 検 討 が な さ れ て い る 2 0 ） ～ 2 9 ）_． 前 項 に て ，舗 装 性 能 の 低 下 予 測 方 法 を 3 つ 挙 げ た ．し か し な が ら ， 3 式 と も に 経 験 に よ り 組 み 立 て ら れ た 予 測 方 法 あ る た め ， 誤 差 が 大 き く ， 条 件 が 異 な る 場 合 は ， 予 測 に 用 い る こ と が 難 し い ． こ の こ と か ら ， 上 記 の 予 測 方 法 に 理 論 式 を 加 え た 以 下 の 3 つ の 理 論 方 法 が 現 在 使 わ れ て い る ． ① ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 最 下 面 の ひ ず み を 用 い た 舗 装 の 寿 命 予 測 ② 機 能 的 破 壊 （ 供 用 性 曲 線 ） を 考 慮 し た 寿 命 予 測 ③F W D を 用 い た 寿 命 予 測 以 下 に ，3 つ 寿 命 予 測 の 概 要 を 示 す ． ( 1 ) ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 最 下 面 の ひ ず み を 用 い た 舗 装 の 寿 命 予 測 舗 装 設 計 便 覧 （ 日 本 道 路 協 会 p p . 2 8 4 - 2 9 6 ）2 0 )_{に よ る と ， ア ス フ ァ} ル ト 混 合 物 の 暫 定 破 壊 基 準 は ， 一 般 的 に ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 下 面 の 引 っ 張 り ひ ず み ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 弾 性 係 数 と 許 容 標 準 輪 （ 軸 ） 数 の 関 係 で 表 さ れ る ． な お ， 日 本 に お い て ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 の 暫 定 破 壊 基 準 は ， ア ス フ ァ ル ト 層 下 面 で 発 生 し 上 方 へ 進 行 す る ひ び わ れ が ， ひ び わ れ 率 2 0 % と な っ た と き と 規 定 し て い る 2 0 )_． 代 表 的 な 破 壊 基 準 の 1 つ と し て A I ( A s p h a l t I n s t i t u t e ) の 式 2 1 )_{が あ} る ． こ の 計 算 式 を 式 （1 . 1 ） に 示 す ． こ の 式 の 右 辺 の ｛ ｝ 内 が 室 内 疲 労 曲 線 で あ り ， 定 数 項 1 8 . 4 は 現 場 で 観 測 さ れ た ひ び 割 れ 率 約 2 0 % と な る 時 の 輪 数 に 合 わ せ る た め ， 算 出 さ れ た 経 験 的 な 係 数 で あ る ．

（1 . 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 εｔ： 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 ） こ の 理 論 を 用 い た ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 寿 命 予 測 プ ロ グ ラ ム と し て ， D A M A2 2 )_{な ど が あ る ．} ま た ，丸 山 2 3 )_{は ，現 道 に お け る 調 査 と 室 内 で の 曲 げ 疲 労 試 験 か ら ，} ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 最 下 層 に 使 用 す る 混 合 物 の 配 合 に よ り ， 疲 労 ひ び 割 れ の 発 生 年 数 が 異 な る こ と を 確 認 し ， 疲 労 破 壊 基 準 式 を 提 示 し た ， そ の 式 を 式 （1 . 2 ） に 示 す ． （ 1 . 2 ） こ こ に ，N_f ： 混 合 物 の 曲 げ 疲 労 破 壊 回 数 （ 回 ） V FA： 混 合 物 の 飽 和 度 Sm i x： 曲 げ ス テ ィ フ ィ ネ ス （M P a ） ε ： 曲 げ 疲 労 試 験 時 の ひ ず み （ ×1 0- 6_） こ の 理 論 を 検 証 し た 結 果 ， 丸 山 ら は 「 疲 労 破 壊 年 数 の 計 算 値 が 小 さ い 断 面 ほ ど 実 際 に 路 面 に 疲 労 ひ び 割 れ の 発 生 が 観 測 さ れ て い る 傾 向 に あ り ， 平 均 ± σ の 範 囲 も し く は 約- 3 年 ～ + 6 年 の 誤 差 の 範 囲 で の 疲 労 破 壊 年 数 の 算 定 が 可 能 だ 」 と 報 告 し て い る 2 3 )_．

{

5 3.291 0.854

}

fa

18

.

4

(

)

6

.

167

10

− − −

_⋅

_⋅

×

⋅

⋅

=

C

E

N

ε

_t

551

.

7

log

7000

.

0

log

594

.

4

log

123

.

6

( 2 ) 機 能 的 破 損 （ 供 用 性 曲 線 ） を 考 慮 し た 方 法 谷 口 ら は 2 4 )_{，L C C を 概 算 す る た め に は ，解 析 期 間 に 対 す る 適 切 な} 供 用 性 曲 線 が 不 可 欠 で あ る こ と か ら ， 確 率 論 的 解 析 手 法 を 用 い た 路 面 性 状 予 測 モ デ ル を 提 案 し た ． 以 下 に そ れ ま で の 予 測 手 法 で あ っ た ① 線 形 モ デ ル ， ② 漸 化 式 モ デ ル も 合 わ せ て 示 す ． ① 線 形 モ デ ル こ の 許 容 性 予 測 式 2 5 ）_{は ， 建 設 省 各 地 方 建 設 局 （ 現 国 土 交 通 省 地 方} 整 備 局 ） か ら 得 ら れ た 修 繕 工 法 と 路 面 性 状 の 推 移 デ ー タ を 用 い ， 地 域 区 分 を 一 般 地 域 と 雪 寒 地 域 の 2 地 域 ， 工 法 を 「 新 設 ま た は 打 ち 換 え 」，「 オ ー バ ー レ イ 」，「 表 面 処 理 」 の 3 種 に 分 け 合 計 6 種 類 の 維 持 管 理 指 数 （M C I ） の 供 用 予 測 式 を 示 し た ． こ れ ら は ， 経 年 数 （ a ）， 車 線 あ た り の 交 通 量 （b ） 及 び 大 型 車 混 入 率 （ c ） で 表 さ れ る こ と か ら ， 谷 口 ら は 線 形 モ デ ル と 呼 ん だ ． ⅰ ） 一 般 地 域 ， 新 設 ま た は 打 ち 換 え M C I = 9 . 2 - 0 . 4 8 a - 0 . 3 4 × 1 0- 4_{b - 0 . 2 2 × 1 0}- 1_{c （1 . 3 ）} ⅱ ） 一 般 地 域 ， オ ー バ ー レ イ M C I = 9 . 3 - 0 . 5 1 a - 0 . 4 9 × 1 0- 4b - 0 . 2 2 × 1 0- 1c （1 . 4 ） ⅲ ） 一 般 地 域 ， 表 面 処 理 M C I = 8 . 7 - 0 . 6 5 a - 0 . 6 3 × 1 0- 4_{b - 0 . 2 0 × 1 0}- 1_{c （1 . 5 ）} ⅳ ） 雪 寒 地 域 ， 新 設 ま た は 打 ち 換 え M C I = 1 0 . 1 - 0 . 4 1 a - 0 . 1 8 × 1 0- 3_{b - 0 . 1 0 × 1 0}- 1_{c （1 . 6 ）} ⅴ ） 雪 寒 地 域 ， オ ー バ ー レ イ M C I = 9 . 7 - 0 . 4 2 a - 0 . 2 7 × 1 0- 3_{b - 0 . 4 5 × 1 0}- 1_c （1 . 7 ） ⅵ ） 雪 寒 地 域 ， 表 面 処 理 M C I = 1 0 . 2 - 0 . 7 1 a - 0 . 4 4 × 1 0- 3_{b - 0 . 2 8 × 1 0}- 1_{c （1 . 8 ）}

② 漸 化 式 モ デ ル 前 述 の 6 種 類 の 維 持 管 理 指 数 に つ い て ，建 設 省 関 東 地 方 建 設 局（ 現 国 土 交 通 省 関 東 地 方 整 備 局 ） の デ ー タ を 用 い て 予 測 精 度 を 検 証 し た 結 果 ， 誤 差 が 大 き か っ た こ と か ら ， 予 測 精 度 を 高 め た 新 た な 供 用 性 予 測 モ デ ル が 関 東 地 方 建 設 局 か ら 提 案 さ れ た 2 6 )_． こ の モ デ ル は ， ひ び 割 れ 率( C % ) ， わ だ ち 掘 れ 量 （ D m m ）， 平 た ん 性 （ σm m ） に つ い て ， 3 年 前 の 実 測 値 と 最 新 の 実 測 値 と の 関 係 か ら 回 帰 分 析 に よ り 作 成 さ れ た も の で あ る ． 以 下 に こ の モ デ ル の 基 本 式 を 示 す ． ⅰ ） ひ び 割 れ ： Ci + 1＝ α Ci+ β （1 . 9 ） ⅱ ） わ だ ち 掘 れ ： Di + 1＝ α Di+ β （1 . 1 0 ） ⅲ ） 平 た ん 性 ： σi + 1＝ α σ i+ β （1 . 11 ） こ こ に ， α ， β ： パ ラ メ ー タ ③ 確 率 論 的 解 析 手 法 前 述 の 漸 化 式 モ デ ル は ，3 年 前 の 実 測 値 と 最 新 の 実 測 値 と の 関 係 を 回 帰 し て 作 成 さ れ た も の で ，3 年 以 内 の 短 期 的 予 測 精 度 は 高 い が ， L C C 算 定 の た め に 必 要 な 長 期 的 予 測 精 度 は 実 証 さ れ て い な い ． し た が っ て ， 長 期 的 な 供 用 性 予 測 モ デ ル を 提 案 す る た め に は 新 た な 予 測 手 法 が 必 要 と な っ た ． そ こ で ， 阿 部 ら 2 7 )_{が 提 案 し た 確 率 論 的 に 捉 え る 手 法 （ 確 率 論 的 解} 析 手 法 ）を 用 い て 長 期 的 な 供 用 性 予 測 モ デ ル を 谷 口 ら 2 4 )_{が 提 案 し た ．} 提 案 式 を 以 下 に 示 す ．

ⅰ ） 打 ち 換 え ， ひ び 割 れ 率( C ％ )













−













+













−

=

1

.

3

658

.

0

1

.

3

2396

.

0

1

.

3

0054

.

0

2 3

N

N

N

C

（1 . 1 2 ） （N ≤ 7 7 ， た だ し N ≤ 9 . 11 8 の と き C = 0 ） ⅱ ） 打 ち 換 え ， わ だ ち 掘 れ 深 さ （D m m ）

656

.

4

1

.

3

896

.

0

1

.

3

053

.

0

1

.

3

0019

.

0

2 3

+













−













+













−

=

N

N

N

D

（1 . 1 3 ） （N ≤ 7 7 ） ⅲ ） 打 ち 換 え ， 平 た ん 性 （ σ m m ）

622

.

1

1

.

3

2057

.

0

1

.

3

001

.

0

1

.

3

0001

.

0

2 3

+













−













−













−

=

N

N

N

σ

（1 . 1 4 ） ⅳ ） 切 削 オ ー バ ー レ イ ， ひ び 割 れ 率( C ％ )

N

N

N

C

=

−

0

.

0054

3

+

0

.

2396

2

−

0

.

658

（1 . 1 5 ） （N ≤ 2 5 ， た だ し N ≤ 2 . 9 4 2 の と き C = 0 ） ⅴ ） 切 削 オ ー バ ー レ イ ， わ だ ち 掘 れ 深 さ （D m m ）

656

.

4

896

.

0

053

.

0

0019

.

0

3

+

2

−

+

−

=

N

N

N

D

（1 . 1 6 ） （N ≤ 2 5 ） ⅵ ） 切 削 オ ー バ ー レ イ ， 平 た ん 性 （ σ m m ）

622

.

1

2057

.

0

001

.

0

0001

.

0

3

−

2

−

+

−

=

N

N

N

σ

（1 . 1 7 ） ⅶ ） 表 面 処 理 ， ひ び 割 れ 率( C ％ )













−













+













−

=

4

.

2

658

.

0

4

.

2

2396

.

0

4

.

2

0054

.

0

2 3

N

N

N

C

（1 . 1 8 ） （N ≤ 6 0 ， た だ し N ≤ 7 . 0 5 9 の と き C = 0 ） ⅷ ） 表 面 処 理 ， わ だ ち 掘 れ 深 さ （D m m ）

656

.

4

4

.

2

896

.

0

4

.

2

053

.

0

4

.

2

0019

.

0

2 3

+













−













+













−

=

N

N

N

D

（1 . 1 9 ） （N ≤ 6 0 ）

ⅸ ） 表 面 処 理 ， 平 た ん 性 （ σ m m ）

622

.

1

4

.

2

2057

.

0

4

.

2

001

.

0

4

.

2

0001

.

0

2 3

+













−













−













−

=

N

N

N

σ

（1 . 2 0 ） ( 3 ) F W D を 用 い た 寿 命 予 測 フ ォ ー リ ン グ • ウ エ イ ト • デ フ レ ク ト メ ー タ （ 以 下 F W D ） は 1 9 6 4 年 デ ン マ ー ク の 国 立 道 路 研 究 所 に て 開 発 さ れ ， 我 が 国 に は 1 9 8 0 年 代 に 港 湾 技 術 研 究 所 ， 長 岡 技 術 科 学 大 学 に 導 入 さ れ た ． 現 在 日 本 で は 3 5 台 以 上 の F W D が 稼 動 し て お り ， 主 な 目 的 と し て ， 補 修 工 法 の 選 定 を 行 う た め に ， 舗 装 体 の 支 持 力 お よ び 構 造 評 価 の 計 算 に 使 用 さ れ て い る 2 8 )_{． F W D の 基 本 構 造 を 図 1 - 8 に ， 測 定 状 況 を 写 真 1 - 2 に} 示 す ． F W D の 構 造 評 価 は , 重 錘 を 落 下 さ せ た と き の 衝 撃 荷 重 と ， そ の と き の た わ み セ ン サ ー よ っ て 測 定 さ れ た た わ み 量 を 用 い て 行 う ． 具 体 的 に は ， 多 層 弾 性 理 論 お よ び 逆 計 算 法 を 用 い ， 各 層 の 弾 性 係 数 （ 変 形 係 数 ） や 等 値 換 算 係 数 を 算 定 し ， 評 価 を 行 っ て い る ． 以 下 に 舗 装 構 造 に お け る 評 価 項 目 と そ の 概 要 お よ び F W D に よ る 評 価 手 法 を 示 す ． ① 路 床 の C B R 舗 装 は ， 図 1 - 7 に 示 す よ う に ， 原 地 盤 の 上 に 構 築 さ れ る ． 原 地 盤 の う ち ， 舗 装 の 支 持 層 と し て 構 造 計 算 上 取 り 扱 う 層 を 路 床 と い う ． こ の 路 床 の 支 持 力 を 表 す 指 標 と し て C B R （ C a l i f o r n i a B e a r i n g R a t i o ） 試 験 で 求 め た 値 を 用 い て い る ． 一 般 的 に C B R 3 % 未 満 の 路 床 は 軟 弱 な 路 床 と い わ れ る ． 表層 路盤 路床 （原地盤） 路体 舗装 図 1 - 7 舗 装 の 基 本 的 な 構 成

② 残 存 Ta 等 値 換 算 厚 （Ta ） は ， 舗 装 の 相 対 的 な 強 度 を 表 す 指 標 で あ る ． 舗 装 の 構 造 的 ダ メ ー ジ に よ り 供 用 後 か ら 等 値 換 算 厚 （Ta ） は 減 少 す る ．残 存 Ta は ，ダ メ ー ジ を 受 け た 舗 装 に 残 っ て い る 強 度 で あ る ． ③ ア ス フ ァ ル ト 層 の 弾 性 係 数 ア ス フ ァ ル ト 層 の 剛 性 を 示 す 指 標 ． 一 般 的 に ア ス フ ァ ル ト 層 の 弾 性 係 数 が 減 少 す る と ク ラ ッ ク な ど の 構 造 的 破 壊 が 生 じ る ． 阿 部 ら 2 9 )_{は ，F W D か ら 算 出 し た 構 造 評 価 に A I の 破 壊 基 準 を 加 え} た 舗 装 の 寿 命 予 測 方 法 を 提 案 し た ．こ の 寿 命 予 測 を 検 証 す る た め に ， 幾 つ か の 実 路 線 に お い て 実 験 を 行 っ た ． 提 案 方 法 の フ ロ ー チ ャ ー ト を 図 1 - 9 に 示 す ． こ の 方 法 は ， 繰 り 返 し 荷 重 や ， 温 度 変 化 に よ り ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 が 疲 労 し ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 の 強 度 が 低 下 し ， ア ス フ ァ ル ト 混 合 物 層 の 荷 重 分 散 能 力 が 低 下 ， そ の 後 下 層 に 掛 か る 垂 直 応 力 が 増 加 し ， 圧 縮 に よ る 永 久 変 形 が 進 行 す る も の と 予 測 し ， そ の 検 証 を 行 っ た も の で あ る ． 検 証 を 行 う た め ， 一 般 国 道 （ 交 通 量 区 分 N5， 設 計 C B R 8 ， 1 9 8 6 年 4 月 に 供 用 開 始 ） に お い て ， 1 9 8 7 年 11 月 か ら 1 9 9 3 年 6 月 ま で に 1 3 回 の F W D 測 定 を 行 い ， 舗 装 の 寿 命 予 測 を 行 っ た ． そ の 結 果 ， 寿 命 予 測 と ， 線 状 ク ラ ッ ク の 発 生 時 期 が 一 致 し た ． こ の こ と か ら ，F W D 測 定 に よ り ，舗 装 が こ れ ま で 受 け た 累 積 ダ メ ー ジ を 踏 ま え た 舗 装 寿 命 の 推 定 が 可 能 と な り ， 数 年 毎 に 舗 装 の 供 用 性 の 低 下 傾 向 を 把 握 す る こ と に よ り 破 壊 時 期 の 予 測 精 度 を 更 に 高 め る こ と が で き た ．

図 1 - 8 Ｆ Ｗ Ｄ の 基 本 構 造 写 真 1 - 2 F W D 測 定 状 況 （ 大 成 ロ テ ッ ク 所 有 ） FWD測定結果 弾性係数の推定 多層弾性理論 応力，ひずみの計算 破壊基準式による載荷輪数の計算 ダメージの検討 マイナー則の適用 舗装の残存寿命の予測 図 1 - 9 F W D を 用 い た 舗 装 寿 命 予 測 の フ ロ ー チ ャ ー ト

1 . 5 . 本 研 究 の テ ー マ と 目 的 前 述 し た よ う に ， 現 在 ， 道 路 事 業 費 削 減 が 行 わ れ る な か ， 近 年 ， 社 会 資 本 の 適 切 な 維 持 管 理 の 手 法 と し て ，「 ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト 」 が 注 目 さ れ て い る ． 道 路 事 業 に お け る 「 道 路 ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト 」 と は ， 従 来 の 損 傷 等 が 発 生 し た 後 に 対 処 す る と い う 「 事 後 的 管 理 」 か ら ， 事 前 に 点 検 し ， 異 常 が 確 認 ま た は 予 測 さ れ た 場 合 に ， 致 命 的 欠 陥 が 発 現 す る 前 に 速 や か に 措 置 す る と い う 「 予 防 保 全 的 管 理 」 へ の 転 換 で あ り ， 戦 略 的 に 維 持 管 理 を 実 施 す る こ と で あ る ． こ の こ と か ら ， 国 民 の 生 命 と 財 産 を 守 り 安 全 ・ 安 心 を 確 保 す る と と も に ， 施 設 の 寿 命 を 伸 ば す こ と で L C C の 低 減 を 図 っ て い く 必 要 性 が あ る ． ま た ， 東 京 都 や 横 浜 市 な ど ， ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト に 力 を 入 れ る 地 方 自 治 体 も あ る が ， 全 て の 地 方 自 治 体 が 道 路 の 維 持 管 理 に ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト を 導 入 し て お ら ず ， 定 期 点 検 を 実 施 し て い る 団 体 が 半 数 に 満 た な い の が 現 状 で あ る ． 定 期 点 検 が 実 施 で き な い 理 由 と し て ，地 方 自 治 体 の 財 政 難 が あ る ． 定 期 点 検 す ら 実 施 で き な け れ ば ， ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト は 導 入 不 可 で あ る ． こ の こ と か ら ， 安 価 に 点 検 が で き ， そ の 点 検 結 果 を 容 易 に デ ー タ ベ ー ス 化 す る こ と が で き ， そ の 点 検 項 目 か ら 劣 化 予 測 が 容 易 に 出 来 る よ う な シ ス テ ム が 求 め ら れ て い る ． 本 研 究 は 「 安 価 に 測 定 で き る と 面 点 検 方 法 を 確 立 す る 」 た め に ， 前 述 し た 既 往 の 舗 装 の 寿 命 予 測 と 点 検 方 法 の 課 題 を 踏 ま え ， 安 価 に 道 路 点 検 が 出 来 る よ う ， 走 行 車 両 の 鉛 直 方 向 の 振 動 を 測 定 す る こ と で ， 舗 装 の ダ メ ー ジ が 推 定 で き る か 検 討 を 行 っ た ． ま た ， 点 検 な ど で 蓄 積 さ れ た プ ロ フ ァ イ ル デ ー タ よ り 動 的 荷 重 が 推 定 で き る か の 検 証 の 評 価 も 合 わ せ て 行 っ た ． 評 価 を 行 う た め に ， 以 下 の と お り テ ー マ と 目 的 を 設 定 し た ．

( 1 ) 動 的 荷 重 の 推 定 方 法 前 述 し た よ う に ， 舗 装 は ， 劣 化 や 疲 労 の 蓄 積 な ど に よ り 破 損 が 発 生 し ， 供 用 性 が 低 下 す る ． 破 壊 の 形 態 は ， 路 面 性 状 の 低 下 が 主 で あ る 機 能 的 破 壊（ 流 動 に よ る わ だ ち 掘 れ ，す べ り 抵 抗 値 の 低 下 等 ）と ， 構 造 的 破 壊 （ 路 床 ・ 路 盤 の 支 持 力 低 下 に よ る ひ び 割 れ 等 ） に 大 別 さ れ る ． ク ラ ッ ク や 平 た ん 性 の 低 下 な ど ， 機 能 的 破 損 が 発 生 し ， 路 面 の プ ロ フ ァ イ ル が 悪 化 し た 舗 装 で は ， 走 行 車 両 の 走 行 性 が 悪 化 し ， 車 両 の 鉛 直 方 向 の 振 動 に 起 因 す る“ 動 的 荷 重 ”も 増 加 す る ．こ れ に 伴 い ， 機 能 的 お よ び 構 造 的 な 破 損 の 進 行 が ， さ ら に 促 進 さ れ る と 考 え ら れ る ． こ の 点 に つ い て は ， 過 去 に お い て 類 似 し た 研 究 が な さ れ て い な い 為 ， 路 面 プ ロ フ ァ イ ル と 舗 装 に 作 用 す る 動 的 荷 重 の 関 係 性 に つ い て は 明 ら か に な っ て い な い ． 本 研 究 は ， 路 面 プ ロ フ ァ イ ル と 舗 装 に 作 用 す る 動 的 荷 重 の 関 係 を 明 ら か に す る こ と で ， 舗 装 が 受 け る 構 造 的 ダ メ ー ジ を 推 定 で き る 可 能 性 が あ る と 考 え ， 路 面 プ ロ フ ァ イ ル ， 走 行 車 両 の 振 動 ， 舗 装 へ の 動 的 荷 重 ， 舗 装 の ダ メ ー ジ の 相 互 関 係 の 検 証 を 実 施 し た ． 舗 装 の ダ メ ー ジ を 把 握 す る に は ， 走 行 車 両 が 舗 装 に 与 え る 動 的 荷 重 を 正 確 に 把 握 す る 必 要 が あ る ． そ の た め ， 車 両 走 行 時 に 車 軸 （ 以 下 ， バ ネ 下 ） の 鉛 直 方 向 の 加 速 度 を 測 定 し ， そ れ に よ り 動 的 荷 重 を 算 出 す る 手 法 を 考 え た ． そ の 有 効 性 を 実 証 す る た め に ， 構 内 走 行 試 験 を 実 施 し ，“ バ ネ 下 の 鉛 直 加 速 度 か ら 算 出 し た 動 的 荷 重 ” と “ 実 測 し た ひ ず み よ り 算 出 し た 動 的 荷 重 ” を 比 較 し 、 評 価 し た ． ま た ， 点 検 な ど で 蓄 積 さ れ た プ ロ フ ィ ル デ ー タ を 有 効 活 用 す る た め に ， ク ウ ォ ー タ ー カ ー • モ デ ル （ 以 下 Q C モ デ ル ） を 用 い て ， 路 面 プ ロ フ ァ イ ル か ら 動 的 荷 重 が 推 定 で き る か の 検 証 を 行 っ た ． こ こ で は ， 検 証 と 合 わ せ て ， 動 的 荷 重 推 定 に お け る 他 の 要 因 に よ る 影 響 も 理 論 計 算 に て 評 価 し た ．

( 2 ) 動 的 荷 重 が 舗 装 ダ メ ー ジ に 与 え る 影 響 動 的 荷 重 を 舗 装 の ダ メ ー ジ お よ び 寿 命 予 測 に 用 い る こ と の 可 能 性 に つ い て ， 実 路 で 測 定 さ れ た “ 路 面 プ ロ フ ァ イ ル ” か ら 計 算 し た 動 的 荷 重 と ，F W D 試 験 に よ り 測 定 さ れ た D0 た わ み 量 の 関 係 に つ い て 検 討 を 行 っ た ． 検 討 を 行 っ た デ ー タ は ， ア メ リ カ 連 邦 道 路 局 （ 以 下 ，F H WA ） で 公 開 さ れ て い る L o n g - Te r m P a v e m e n t P e r f o r m a n c e （ 以 下 ， LT P P ） デ ー タ 3 0 )_{に 収 録 さ れ て い る 路 面 プ ロ フ ァ イ ル デ ー タ と F W D デ ー タ} を 用 い た ． ( 3 ) 路 面 プ ロ フ ァ イ ル が L C C に 与 え る 影 響 に つ い て 最 後 に ， 路 面 プ ロ フ ァ イ ル か ら 計 算 さ れ た 動 的 荷 重 が ， 舗 装 の 寿 命 お よ び L C C に ど の よ う に 影 響 を 与 え て い る か を ，ア ス フ ァ ル ト の 破 壊 基 準 式 を 用 い て 理 論 計 算 に て 試 算 を 行 っ た ． ま た ， こ の 理 論 計 算 に よ り ， 本 手 法 の 有 用 性 に つ い て も 合 わ せ て 検 討 を 行 っ た ．

1 . 6 . 本 論 文 の 構 成 と 内 容 本 論 文 の 全 体 構 成 は ， 次 の 通 り で あ る ． 第 1 章 序 論 第 2 章 動 的 荷 重 の 推 定 方 法 に つ い て 第 3 章 動 的 荷 重 が 舗 装 ダ メ ー ジ に 与 え る 影 響 第 4 章 動 的 荷 重 が L C C に 与 え る 影 響 第 5 章 結 論 走行車両の鉛直方向における振動加速度と 動的荷重の関係把握（実測） 過去のデータの有効利用のため路面プロファイル より動的荷重の推定に関する検証 （実測値と理論値の検証） QCモデルを用い動的荷重に影響を与える 路面プロファイラ及び走行速度の影響を計算 動的荷重による舗装ダメージの関係 動的荷重がライフサイクルコストに与える影響 第2章 第3章 第4章 図 1 - 1 0 本 論 文 構 成 フ ロ ー チ ャ ー ト

各 章 の 概 要 を 以 下 に 記 す ． 第 1 章 序 論 研 究 背 景 を 把 握 し ， 既 往 の 研 究 成 果 を 踏 ま え た 上 で ， 本 研 究 の 目 的 を 示 し た ． 第 2 章 動 的 荷 重 の 推 定 方 法 に つ い て 走 行 車 両 に よ る 鉛 直 方 向 の 動 的 荷 重 を ， 車 両 走 行 時 の バ ネ 下 の 鉛 直 方 向 の 加 速 度 か ら 算 出 で き る か 検 討 を 行 っ た ． ま た ， 点 検 な ど に よ り 蓄 積 さ れ た プ ロ フ ァ イ ル デ ー タ を 有 効 に 活 用 す る た め に ，Q C モ デ ル を 用 い て ， 路 面 プ ロ フ ィ ル よ り 動 的 荷 重 が 推 定 可 能 か 検 討 を 行 い ， 結 論 付 け た ． 第 3 章 動 的 荷 重 が 舗 装 ダ メ ー ジ に 与 え る 影 響 既 知 の 路 面 の プ ロ フ ァ イ ル デ ー タ か ら 動 的 荷 重 を 算 出 し ， そ の 経 年 変 化 と F W D の D0 た わ み の 変 化 と の 関 係 を 求 め ，路 面 の プ ロ フ ァ イ ル と 舗 装 の 構 造 的 ダ メ ー ジ と に 相 関 が あ る か 評 価 を 行 い ， 結 論 付 け た ． 第 4 章 路 面 プ ロ フ ァ イ ル が L C C に 与 え る 影 響 路 面 プ ロ フ ァ イ ル か ら 計 算 さ れ た 動 的 荷 重 か ら 寿 命 予 測 を 行 う 事 で ，L C C に ど の よ う に 影 響 を 与 え る か を L C C 算 出 よ り 計 算 す る こ と に よ り ， 本 手 法 の 有 用 性 に つ い て 検 討 を 行 い ， 結 論 付 け た ． 第 5 章 結 論 第 1 章 か ら 第 4 章 ま で で 得 ら れ た 知 見 に つ い て ， 章 毎 に 簡 潔 に ま と め て 示 し た ．

参 考 文 献 1 ) 日 本 道 路 協 会 ： 道 路 構 造 令 の 解 説 と 運 用 ， p p . 5 7 - 5 8 ， 2 0 0 4 . 2 . 2 ) 日 本 道 路 協 会 ： 舗 装 施 工 便 覧 ， 2 0 0 1 3 ) 全 国 道 路 利 用 者 会 議 ： 道 路 統 計 年 報 2 0 1 0 ， p . 1 7 , 2 0 1 1 . 4 . 4 ) 国 土 交 通 省 ： 国 土 交 通 白 書 2 0 1 1 ， p . 1 2 1 , 2 0 1 1 . 9 . 5 ) 全 国 道 路 利 用 者 会 議 ： 道 路 統 計 年 報 1 9 9 2 ～ 2 0 1 0 の 集 計 ， 表 8 6 - 1 ， 1 9 9 2 . 4 ～ 2 0 1 1 . 4 6 ) 国 土 交 通 省 ： 国 土 交 通 白 書 2 0 1 1 ， p . 1 2 0 , 2 0 1 1 . 9 . 7 ) 国 道 交 通 省 東 北 地 方 整 備 局 ： 道 路 維 持 管 理 費 の 更 な る コ ス ト 削 減 へ ！ ！ （ 記 者 発 表 資 料 ） ， 2 0 1 1 . 5 . 1 3 8 ) 国 土 交 通 省 東 北 地 方 整 備 局 磐 城 国 道 事 務 所 ： 道 路 維 持 管 理 費 の 更 な る 縮 減 に 取 り 組 み ま す （ 記 者 発 表 資 料 ） ， 2 0 1 0 . 8 . 2 3 9 ) 阿 部 允 ： 実 践 土 木 の ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト ， 日 経 B P 社 p p . 2 0 - 2 5 , 2 0 0 6 1 0 ) 国 土 交 通 省 道 路 局 （ 2 0 0 3 ） 1 1 ) 小 田 勝 也 ， 鈴 木 武 ， 池 田 清 ， 根 木 貴 史 ： 低 頻 度 メ ガ リ ス ク 型 の 沿 岸 域 災 害 に 関 す る 多 様 な 効 果 を 持 つ 対 策 の 評 価 に 関 す る 研 究 ， 国 土 技 術 政 策 総 合 研 究 所 プ ロ ジ ェ ク ト 研 究 報 告 第 3 4 号 ， ｐ . 1 4 1 ， 2 0 1 1 . 4 . 1 2 ) 社 団 法 人 日 本 道 路 協 会 ： 舗 装 マ ネ ジ メ ン ト シ ス テ ム （ P M S ） ガ イ ド ラ イ ン 作 成 に 向 け て ， h t t p : / / w w w . r o a d . o r . j p / t e c h n i q u e / 0 9 0 2 1 0 . h t m l ， 2 0 1 1 . 1 1 月 現 在 1 3 ) 東 京 都 建 設 局 ： 東 京 都 道 路 ア セ ッ ト マ ネ ジ メ ン ト の 取 り 組 み 状 況 ， h t t p : / / w w w . k e n s e t s u . m e t r o . t o k y o . j p / a s s e t / t o p i c s / 0 5 _ e n f o r c e . h t m ， 2 0 1 1 . 1 1 月 現 在 1 4 ) 日 本 道 路 協 会 ： 舗 装 調 査 ・ 試 験 法 便 覧 [ 第 1 分 冊 ] ， 参 考 1 ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 破 損 の 種 類 と 代 表 的 な 破 損 例 ， p p 3 6 - 4 3 ， 2 0 0 7 . 6 1 5 ) 道 路 保 全 技 術 セ ン タ ー ： ア ス フ ァ ル ト 舗 装 保 全 技 術 ハ ン ド ブ ッ ク ， p 4 , 2 0 1 1 . 2 1 6 ) 国 土 交 通 省 道 路 局 都 市 ・ 地 域 整 備 局 ： 費 用 便 益 分 析 マ ニ ュ ア ル ， p . 2 ， 2 0 0 3 . 8 1 7 ) 国 土 交 通 省 ： 国 土 交 通 白 書 2 0 1 1 ， p . 1 2 1 , 2 0 1 1 . 9 .

1 8 ) 谷 口 聡 ， 吉 田 武 ： 舗 装 工 事 に お け る プ ロ ジ ェ ク ト レ ベ ル の L C C 算 定 法 に 関 す る 研 究 ， 土 木 学 会 舗 装 工 学 論 文 集 第 7 集 ， 2 0 0 2 . 1 2 1 9 ) 日 本 道 路 協 会 ： 舗 装 設 計 施 工 指 針 ， p p . 1 7 5 - 1 9 6 , 2 0 0 6 . 2 2 0 ) 日 本 道 路 協 会 ： 舗 装 設 計 便 覧 ， p p . 2 8 4 - 2 9 6 ， 2 0 0 6 . 2 2 1 ) T h e A s p h a l t I n s t i t u t e ： R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t o f t h e A s p h a l t I n s t i t u t e ’ s T h i c k n e s s D e s i g n M a n u a l ( M S - 1 ) 9 t h E d i t i o n , p p . 8 - 1 1 , 1 9 8 2 . 8 2 2 ) 阿 部 忠 行 ， 田 中 輝 栄 ： ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 寿 命 予 測 ， ア ス フ ァ ル ト ， 1 9 8 6 . 1 1 2 3 ) 丸 山 記 美 雄 ， 田 高 淳 ， 笠 原 篤 ： 積 雪 寒 冷 地 に お け る ア ス フ ァ ル ト 舗 装 の 疲 労 寿 命 予 測 手 法 ， 舗 装 ， 2 0 1 0 . 6 2 4 ) 谷 口 聡 ， 伊 藤 正 秀 ， 野 村 敏 明 ， 安 部 忠 行 ： 舗 装 デ ー タ ベ ー ス を 用 い た 供 用 性 曲 線 作 成 手 法 に 関 す る 研 究 ， 土 木 学 会 舗 装 工 学 論 文 集 第 8 集 ， 2 0 0 3 . 1 2 2 5 ) 建 設 省 道 路 局 国 道 第 一 課 ， 建 設 省 土 木 研 究 所 道 路 部 舗 装 研 究 室 ： 舗 装 の 管 理 水 準 と 維 持 修 繕 工 法 に 関 す る 総 合 的 研 究 ， 第 4 1 回 建 設 省 技 術 研 究 会 報 告 ， p p . 3 6 2 - 3 8 1 ， 1 9 8 7 . 1 1 2 6 ) 落 合 文 雄 ： 建 設 省 の 舗 装 デ ー タ ベ ー ス シ ス テ ム ， ア ス フ ァ ル ト ， V o l . 4 1 N o 1 9 8 , p p . 2 - 7 ， 1 9 9 1 . 1 2 7 ) 阿 部 頼 政 ， 飯 野 忠 雄 ： わ だ ち 掘 れ 測 定 デ ー タ の 解 析 法 に 関 す る 研 究 ， 土 木 学 会 論 文 集 ， V o l . 4 7 8 v - 2 1 ， p p . 1 1 7 - 1 2 3 ， 1 9 9 3 . 1 1 2 8 ) 土 木 学 会 舗 装 工 学 委 員 会 ， 舗 装 工 学 ラ イ ブ ラ リ 2 F W D お よ び 小 型 F W D 運 用 の 手 引 き ， p . 1 ， 2 0 0 2 . 1 2 2 9 ) 阿 部 長 門 ， 丸 山 暉 彦 ， 名 塚 忠 一 ： F W D に 基 づ く 舗 装 の 寿 命 予 測 方 法 ， 舗 装 ， p p . 8 - 1 2 ， 1 9 9 5 . 4 3 0 ) i E N G I N E E R I N G C o r p o r a t i o n ： L T P P P r o d u c t s O n l i n e , h t t p : / / w w w . l t p p - p r o d u c t s . c o m / , 2 0 1 1 年 1 1 月 現 在

第 2 章 動 的 荷 重 の 推 定 方 法 に つ い て

舗 装 は ，供 用 直 後 か ら 酸 素 や 紫 外 線 な ど の 影 響 に よ る 劣 化 や, 走 行 車 両 や 温 度 変 化 な ど の 疲 労 蓄 積 な ど に よ り 破 損 が 発 生 し ， 供 用 性 が 低 下 す る と い わ れ て い る ． 破 壊 の 形 態 は ， 前 章 で 述 べ た よ う に ， 路 面 性 状 の 低 下 が 主 で あ る 機 能 的 破 壊 （ 流 動 に よ る わ だ ち 掘 れ ， す べ り 抵 抗 値 の 低 下 等 ） と ， 構 造 的 破 壊 （ 路 床 ・ 路 盤 の 支 持 力 低 下 に よ る ひ び 割 れ 等 ） に 大 別 さ れ る 1 )_． ク ラ ッ ク や 平 た ん 性 の 低 下 な ど に よ る 機 能 的 破 損 は ， 路 面 の プ ロ フ ァ イ ル を 悪 化 さ せ ， 走 行 車 両 の 走 行 性 も 悪 化 さ せ る ． こ の と き の 車 両 の 鉛 直 方 向 の 振 動 に 起 因 す る “ 動 的 荷 重 ” も 路 面 の プ ロ フ ァ イ ル 悪 化 と と も に 増 加 す る ． こ の 動 的 荷 重 が さ ら に 機 能 的 お よ び 構 造 的 な 破 損 の 進 行 を さ ら に 促 進 す る と 考 え ら れ る ． 舗 装 路 面 と 走 行 車 両 の 振 動 に つ い て は ， 国 内 外 問 わ ず ， 様 々 な 研 究 が 報 告 さ れ て い る 2 )～_{1 0 )．} ま た ， 舗 装 路 面 と 車 両 走 行 時 の 動 的 荷 重 に つ い て は ， 汎 用 車 両 運 動 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン パ ッ ケ ー ジ ウ エ ア（Tr u c k S i m ）1 1 )_{を 用 い た 既 存} の 研 究 1 2 )_{も あ る が ，実 際 の 路 面 の プ ロ フ ァ イ ル と 走 行 車 両 の と の 関} 係 性 に つ い て 研 究 さ れ た 報 告 は な い ． 本 研 究 で は ， 路 面 プ ロ フ ァ イ ル に 起 因 す る 走 行 車 両 の 鉛 直 方 向 の 振 動 と 舗 装 に 作 用 す る 動 的 荷 重 の 関 係 を 明 ら か に す る こ と で ， 舗 装 が 受 け る 構 造 的 ダ メ ー ジ を 推 定 で き る 可 能 性 が あ る と 考 え ， こ れ ら の 関 係 に つ い て 検 証 を お こ な っ た ． た だ し ， ポ ー ラ ス ア ス フ ァ ル ト 舗 装 等 の 開 粒 度 舗 装 は ， 骨 材 飛 散 や ， 基 層 ア ス フ ァ ル ト の 剥 離 な ど 構 造 的 破 損 以 外 の 破 損 が 生 じ る た め に ， 本 研 究 で は 検 証 よ り 除 外 し た ．

2 . 1 . 動 的 荷 重 の 測 定 路 面 プ ロ フ ァ イ ル に 起 因 す る 走 行 車 両 の 鉛 直 方 向 の 振 動 か ら 舗 装 が 受 け る 構 造 的 ダ メ ー ジ を 推 定 す る た め に ， こ こ で は ， 動 的 荷 重 を 測 定 す る 方 法 に つ い て 検 討 を 行 っ た ． 測 定 方 法 は ， 車 両 走 行 時 に 車 体 （ 以 下 ， バ ネ 上 ） お よ び 車 軸 （ 以 下 ， バ ネ 下 ） の 鉛 直 方 向 の 加 速 度 を 測 定 し ， そ れ に よ り 動 的 荷 重 を 算 出 す る 手 法 と し た ． ま た ， こ の 手 法 の 有 効 性 を 実 証 す る た め に ， 構 内 走 行 試 験 を 実 施 し ，“バ ネ 上 お よ び バ ネ 下 の 鉛 直 加 速 度 か ら 算 出 し た 動 的 荷 重 ” と “ 実 測 し た ひ ず み よ り 算 出 し た 動 的 荷 重 ” を 比 較 し 、 評 価 し た ． 検 討 は ， 以 下 の 手 順 で 行 っ た ． ① 鉛 直 加 速 度 測 定 は ， 構 内 の 試 験 走 路 に 形 状 が 既 知 の ハ ン プ を 設 け ， こ の ハ ン プ を 車 両 が 走 行 し た 時 の バ ネ 上 お よ び バ ネ 下 の 位 置 に 設 置 し た 加 速 度 計 よ り 測 定 し た ． ② 走 行 車 両 が ハ ン プ に 与 え る 動 的 荷 重 は ， ハ ン プ の 裏 面 に 設 置 し た ひ ず み ゲ ー ジ で 測 定 さ れ た ひ ず み に よ り 求 め た ． た だ し ， ひ ず み と 動 的 荷 重 の 関 係 は 次 ペ ー ジ に 示 す 室 内 試 験 に て 検 証 を 行 っ た ． ③ 上 記 の 加 速 度 計 で 測 定 さ れ た 加 速 度 と ひ ず み ゲ ー ジ に よ り 測 定 さ れ た 動 的 荷 重 の 関 係 を 比 較 し た ．

動 的 荷 重 と 加 速 度 計 の 関 係 に つ い て 走 行 試 験 を 行 う 前 に ， 鋼 鉄 製 の ハ ン プ に 設 置 し た ひ ず み ゲ ー ジ で 動 的 荷 重 の 測 定 が 可 能 か 室 内 試 験 に て 検 証 を 行 っ た ． 検 証 実 験 は ， 写 真 2 - 1 に 示 す よ う に ， 鋼 鉄 製 の ハ ン プ と 同 じ 材 料 の 鋼 板 に ひ ず み ゲ ー ジ を 設 置 し ， そ の 上 部 に エ ア ー シ リ ン ダ ー を 用 い て 鉛 直 方 向 に 動 的 荷 重 を 発 生 さ せ ， 動 的 荷 重 と ひ ず み の 関 係 を 求 め た ． そ の 結 果 を 図 2 - 1 に 示 す 写 真 2 - 1 動 的 載 荷 試 験 状 況 y = 0.3258x R2 _{= 0.995} 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 荷重（ｋN） ひ ず み（ ε）