積 雪 寒 冷地 にお け るポ ッ トホ ール 補修 合 材 の 耐 久性 分 析
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(2) 重 要 な 課 題 で あ る と い え よ う.. 3つ の 要 因 の 中 で,舗. 本 研 究 で は,積 雪 寒 冷 地 にお い て 発 生 した ポ ッ ト. 装 の 滞 水 が 大 き な 要 因 とな っ. て い る こ とが 多 い.一 般 的 に,滞 水 に 関 して は,ド. ホ ー ル に対 して,一 般 的 な 常温 合 材 を 用 いて補 修 を し. ルイ ン管 等 で 排 水 を 十 分 に 行 う 等,適 切 な 排 水 構 造. た 際 の 補 修 合 材 の 剥 離 ま で の 時 間 を実 際 の 点検 デ ー. を設 け る こ と で 防 止 策 と な り得 る が,融 雪 を 目 的 と. タ を 用 い て 統 計 的 に 推 計 し,そ の 耐 久 性 を 実 証 的 に. した 散 水 を 実 施 す る積 雪 寒 冷 地 舗 装 の 場 合 に は,冬. 分 析 す る.具 体 的 に は,ポ. 季 の 常 時 滞 水 が 問 題 と な る.. ッ トホ ー ル の 発 生 過 程 を. ワ イ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル に よ っ て 表 現 し2),そ の モ デ ル の 推 計 結 果 を 用 いて 補 修 合 材 の 剥 離 ま で の 時 間(耐 久 性)を 算 出 す る.な お,本 研 究 は,積 雪 寒 冷 地 の ポ ッ トホ ー ル 対 策 と して 適 切 な 補 修 工 法 や 補 修 材 料 を 開 発 ・提 案 す る もの で は な い が,積 雪 寒 冷 地 の 現 状 に 即 した 道 路 舗 装 の維 持 管 理 手 法 を構 築 す るた め の 基 礎 検 討 を行 う も の で あ る.以 下,2.で は本 研 究 の 基 本 的 な 位 置 づ け を述 べ る.3.で. (2)補 修 用 常 温 合 材 と 耐 久 性 常 温 ア ス フ ァル ト合 材 は100度 以 下 で 混 合 す る こ とが で き る 混 合 物 で あ り,一 般 的 に は 粗 骨 材,細 骨 材 に ア ス フ ァル ト乳 剤 を常 温 で 混 合 した もの と,カ ッ トバ ッ ク ア ス フ ァル トを混 合 した も の に分 類 され て い る.ア ス フ ァル ト乳 剤 を 使 用 した 常 温 ア ス フ ァル. は,ワ. ト混 合 物 は,乳 剤 に含 まれ る水 分 が 分 解 さ れ る こ と. イ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル につ い て 説 明 し,4.で. に よ り強 度 が 発 現 して 舗 装 体 と して 安 定 す る が,混. は,積 雪 寒 冷 地 の 一 般 国道 を対 象 と して 取 得 した 実 デ ー タ を 用 い て,補 修 合 材 の耐 久 性 を 実 証 的 に 分 析 す る.. 合 物 の貯 蔵 が 困 難 な た め に,通 常 路 上 再 生 工 法 の よ うに現 場 混 合 方 式 に 用 い られ る.こ れ に対 して,カ ッ トバ ック アス フ ァル トを使 用 した 混 合 物 は,ア ス フ ァ ル トに含 まれ る揮 発 成 分 の 蒸 散 に よ り安 定 す る た め. 2.本. 研究 の基 本 的な位置 づ け. (1)ポ. に,空 気 を遮 断 す る こ とで 長 期 間 の 保 存 が 可 能 とな る.こ. ッ トホ ール の 発 生. う した こ と か ら,市 販 の 袋 入 りの 補 修 用 常 温. 合 材 は こ の タ イ プ の もの が 多 い.カ ッ トバ ッ ク ア ス ポ ッ トホ ー ル の 発 生 は,1)降. 雨,降 雪,融 雪 散 水. な ど に よ り,舗 装 表 面 に 滞 水 した 水 が ひ び 割 れ な ど の き裂 が 発 生 した 箇 所 か ら舗 装 体 に侵 入 す る,2)さ. フ ァル トを使 用 した補 修 用 常 温 合 材 は,加 熱 ア ス フ ァ ル ト混 合 物 と比 較 して 貯 蔵 や 運 搬 等 の 面 で 扱 い 易 い こ と か ら,ポ ッ トホ ー ル や 段 差 等 の 小 規 模 な 緊 急 補. ら に繰、 り返 し作 用 す る 交 通 荷 重 に よ り,滞 水 した 水 が 骨 材 と ア ス フ ァル トモ ル タ ル の 間 に侵 入 す る,3). 修 に広 く用 い られ て い るが,そ. の 反 面,初 期 の 安 定. 性 や 耐 久 性,耐 水 性 は 加 熱 ア ス フ ァル ト合 材 に 劣 る.. これ に 伴 っ て,舗 装 が 時 間 の 経 過 と と も に結 合 力 を. 近 年 で は 特 殊 樹 脂 を添 加 した も のや 骨 材 の 粒 度 を調. 失 い,骨 材 が 剥 離 し,最 終 的 に破 損 す る,と い う過. 整 す る こ と に よ り安 定 性 や 耐 久 性 を高 め た 全 天 候 型. 程 を経 る.ま た,こ の 際 の 剥 離(Stripping)の. の 補 修 合 材 や,反 応 硬 化 型 の 樹 脂 や セ メ ン トを主 成. メカ. ニ ズ ム に 関 して も,水 浸 ホ イ ー ル トラ ッキ ング 試 験 7)に よ り剥 離 現 象 を 再 現 す る こ とで. ,確 認 す る こ と. が で き る.実 際 に,水 浸 ホ イ ー ル トラ ッキ ング 試 験 の 結 果 に 基 づ き,舗 装 下 方 か ら の剥 離 現 象 の進 行 に よ りポ ッ トホ ー ル が 発 生 す る こ とが 解 明 され,舗. 装. 下 面 の 滞 水 が ポ ッ トホ ー ル の 原 因 とな る こ とが 明 ら か に され て い る.さ ら に,ポ ッ トホ ー ル の 発 生 は,主 に次 の3つ の 要 因 に よ る と考 え られ て い る:1)繰. 路 形 状 等(カ. 舗 装 の 滞 水(水. ー ブ 区 間,交 差 点 部),3). 状 況,降 雨 量,層 の 透 水 条 件(コ. ク リー ト床 版,ア ス フ ァル ト舗 装 な ど)).こ. しか しな が ら,補 修 用 常 温 合 材 に 関 して も,積 雪 寒 冷 地 で は,仕 様 通 りの 性 能 を 発揮 す る こ とが 困難 な 場 合 が 多 い.す な わ ち,路 面 の滞 水 状 態 に 代 表 さ れ る,過 酷 な 環 境 条 件 の 下 で の 適 用 を 余 儀 な く され る こ と に加 え,交 通 を 長 時 間 に わ た っ て 遮 断 す る こ とな く補 修 を行 うた め に は,締 固 め 等 の 施 工 条 件 も. り. 返 し荷 重(大 型 車 交 通 量,車 線 の横 断 勾 配 に よ る 負 荷),2)道. 分 と す る補 修 合 材 も開 発 され て い る.. 様 々 な 制 約 を受 け る こ と に な る.し た が っ て,こ の よ う な 積 雪 寒 冷 地 にお い て も応 急 補 修 材 と して の 性 能 を 発 揮 す る こ とが で き る 常 温 合 材 の 開 発 が望 まれ. ン. れ らの. ―240―. て い る が,そ. もそ も現 状 の常 温 合材 の 実 際 の 耐 久 性. に 関す る統 計 分 析 デ ー タ が 蓄 積 さ れ て いな い の も事.
(3) 実 で あ る.小 濱 ら8)は,一 般 国 道 で 蓄 積 さ れ た ポ ッ トホ ー ル に 関 す る点 検 記 録. ル が 発 生 す る 確 率 は,. お よび常 温合材 による. 補 修 後 の 経 過 履 歴 デ ー タ を 用 い て,ポ. (2). ッ トホ ー ル が. 発 生 して 常 温 合 材 で補 修 した 時 点 か ら常 温 合 材 が 剥 と 表 せ る.補 修 合 材 が 時 点tま で 生 存 し,か っ 当 該. 離 し,再 び ポ ッ トホ ー ル が 発 生す る ま で の 時 間 を推. 時 点 で ポ ッ トホ ー ル が 発 生 す る 確 率 密 度 λ(t)を 「 ハ. 計す る こ と で,常 温 合 材 の 耐 久 性 を評 価 す る方 法 を. ザ ー ド関 数 」 と呼 ぼ う.式(1)の. 提 案 した.本 研 究 にお い て も,基 本 的 に は 小 濱 ら の. 両 辺 をtに 関 して 微. 分 す る こ とに よ り,. 提 案 した 手 法 を援 用 して,ワ イ ブル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル に よ る 補 修 合 材 の 耐 久 性 評 価 を 行 う.た だ し,. (3). 小 濱 らの 研 究 成 果 を踏 ま え た 上 で,常 温 合 材 の 耐 久 性 に影 響 を 及 ぼ す 要 因 を分 析 す る 目 的 で,道 路 舗 装. を 得 る.こ. の と き,式(2)は. に 関 す る 詳 細 な 構 造 条 件 を 追 加 した こ と に 加 え,補. (4). 修 施 工 時 の 施 工 状 態 に関 す る デ ー タ の 記 録 も新 た に 行 っ た.よ. り多 角 的 に補 修 合 材 の 耐 久 性 に 関 す る 統. 計 分 析 を 実 施 し た 京 に,本 研 究 の 工 学 的価 値 と実 用. と 変 形 で き る.こ. 性 を見 出 す こ とが で き る.. 慮 し,式(4)を. 3.ワ. こ で,F(0)=1‑F(0)=1を. 考. 積 分 す れ ば,. (5). イ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル. を得 る.し た が って,ハ ザ ー ド関 数 λ(u)を 用 いれ ば,. (1)モ デ ル の 定 式 化. 時 点tま で 補 修 合 材 が 生 存 す る 確 率F(t)は, 本 研 究 で は,ポ ッ トホ ー ル の 発 生 過 程 を 表 現 す る に あ た り,ワ イ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル2)を 用 い る. ハ ザ ー ドモ デ ル に関 す る詳 細 は,参 考 文 献9)に. (6). 詳し. い が,読 者 の便 宜 を 図 る た め に ワイ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー. と表 さ れ る.こ の よ う1に ハ ザ ー ド関 数λ(u)の 関 数. ドモ デ ル に つ い て 概 要 を 説 明 して お く.. 形 を決 定 す れ ば,合 材 の 生 存 確 率F(t)を 導 出 す る こ. い ま,あ る 道 路 区 間 に お い て 発 生 した ポ ッ トホ ー ル が 補 修 合 材 で 補 修 さ れ た 後,再. び 同一 地 点 で ポ ッ. とが で き る.さ ら に,F(t)=1‑F(t)よ 累 積 寿 命 確 率F(t)を. り,合 材 の. 求 め る こ と が で き る.こ. 劣 化 ハ ザ ー ド関 数 と して ワイ ブル 劣 化 ハ ザ ー ド関 数. トホ ー ル が 発 生 す る ま で の 期 間 に着 目 しよ う.こ れ は 補 修 合 材 の 寿 命 に 他 な らず,本 研 究 で は 寿 命(耐 久 時 間)を. こ で,. (7). も っ て 耐 久 性 を 評 価 す る.補 修 合 材 の 寿. 命 を確 率 変 数 ζで 表 し,確 率 密 度 関 数f(ζ),分 布 関 数. を 考 え よ う.た だ し,θ は ポ ッ トホ ー ル の 発 生 頻 度. (累積 寿命 確 率)F(ζ)に. 従 って 分 布 す る と仮 定 す る.. を 表 す 定 数 パ ラ メ ー タ で あ り,さ ら に θが 道 路 区 間. た だ し,寿 命 ζの定 義 域 は10,00)で あ る.い ま,初 期. の 構 造 特 性 や 補 修 合 材 の 破 損 に 土影 響 を及 ぼす よ う. 時 点 か ら任 意 の 時 点t∈[0,∞)ま. な 特 性 で 表 現 で き る と考 え れ ば,特 性 ベ ク トルx=. で,ポ. ッ トホ ー ル. が 発 生 しな い(合 材 が 生 存 す る)確 率(以 下,生 存 確 率 と呼 ぶ)F(t)は,全. (X1,…,XM)を. 用 い て,. 事 象 確 率1か ら 時 点tま で. (8). に ポ ッ トホ ー ル が 発 生 す る(合 材 が 剥 離 す る 〉 累 積 寿 命 確 率F(t)を. 差 し引 い た 値. と表 せ る.上 式 中 で,xm(m=1,…,M)はm番. (1). の 特 性 変 数 の 観 測 値 を表 し,β=(β1,…,βM)は. 未. 知 パ ラ メ ー タ ベ ク トル で あ る.,は 転 置 操 作 を 表 す. に よ り定 義 で き る.こ. こで,補 修 合 材 が 時 点tま で. 生 存 し,か つ 期 間[t,t+△t}中 に は じめ て ポ ッ トホ ー. ―241―. また,式(7)の. αは ハ ザ ー ド率 の 時 間 的 な 増 加 傾 向 を. 表 す 加 速 度 パ ラ メ ー タ で あ る.ワ イ ブ ル 劣 化 バ ザ ー.
(4) ド関 数 を用 い た 場合,補 修 合 材 の 寿 命 の確 率 密 度 関数 !(の,お よ び 補 修 合 材 の 生 存 確 率F(t)は,そ. 表‑1ポ. ッ トホ ー ル 発 性 箇 所 の 概 要(構. 造 条 件). れ ぞれ. (9a) (9b) と 表 さ れ る.. (2)モ デ ル の 推 計 方 法 観 測 情 報 に基 づ いて ワイ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ド関 数 を 推 計 す る問 題 を と りあ げ る.い ま,す べ て の補 修 合 材 の 使 用 開始 時 点 をt=0と. 基 準 化 し,補 修 合 材i(i=. 1,…,π)の 使 用 時 間 の 実 測 値 を ちと 表 す.以 号 「―」 は 実 測 値 で あ る こ と を 表 す.モ. 下,記. ニタ リング. 期 間 中 に ポ ッ トホ ー ル が 発 性 し,補 修 合 材 の 寿 命 が 終 了 した 場 合,使 用 期 間 と寿 命 が 一 致 し,ち=ζiが 成 立 す る.一 方,ポ. ッ トホ ー ル が 発 生 せ ず,補 修 合. 材 の 寿命 が 終 了 して い な い 場 合,補 修 合 材 の使 用 期 間 は観 測 期 間 長Tiと 一 致 し,補 修 合 材 の 寿 命 ζ 。 は観. れ の 劣 化 現 象 の 生 起 は,互 い に独 立 に 分 布 す る と仮. 測 され な い.そ. 定 す る と,尤 度 関 数 は,. こで,補. 修 合 材iの 寿 命 が 観 測 期 間. を 越 え る か ど う か を表 す ダ ミ ー 変 数 缶 を. (12). (10) と 定 義 す る.こ. の 時,補. と表 す こ とが で き る.ξ=(ξi,…,ξn)で. 修 合 材iの 観 測 情 報 は ξi=. ((di,ti,xi)と 整 理 で き る.こ. こ で,ワ. イ ブル 劣化 ハ. あ る.最 尤. 推 定 法 で は 一 般 に尤 度 関 数(12)の 対 数 を とっ た 関数. ザ ー ドモ デ ル の 未 知 パ ラ メ ー タ ベ ク トル ω=(α,β). を最 大 に す る よ う な パ ラ メ ー タ値ω を 最 尤 推 定 量 と. を 定 義 す る.さ. して 求 め る.. デ ー タXi,未. ら に,f(ti),F(yi)が. 補 修合材 の特性. 知 パ ラ メ ー タ ベ ク トル ω の 関 数 で あ る. 4.実. こ と を 明 示 的 に 示 す た め に,f(ti,Xi:ω),F(ti,xi: ω)と 表 記 す る.い ξi=(di,ti,xi)が 修 合 材iに. ま,補. 修 合 材iに. 関 して 観 測 情 報. 観 測 さ れ た と し よ う.こ. 証 分析. (1)実 証 分 析 の 概 要. の と き,補. 関 し て モ ニ タ リ ン グ 期 間 長 に よ り 寿 命 ζiの. 分 布 の 右 側 が 切 断 す る 条 件 を 考 慮 し た 条 件 付 確 率 は,. 補 修 合 材 の 耐 久 性 を分 析 す るた め に,本 研 究 で は, 国 土 交 通 省 の あ る 国 道 維 持 出 張 所 管 内 の 国 道 に着 目 す る.同 管 内 に お いて,平 成19年6月. か ら平 成20年. 2月 末 まで に 自然 発 生 した ポ ッ トホ ー ル に対 して補 修. (11) と表 され る.た だ し,右 辺 第1項 は,ポ. ッ トホ ー ル. の 発 生 に よ り補 修 合 材 の 観 測 期 間 が 終 了 し,寿 命 が ちとな る確 率 を意 味 して お り,第2項. は,補 修 合 材 の. 寿 命 が 観 測 期 間 長 島(す な わ ち,使. 用 期 間 長ti)よ. り長 くな る 確 率 を 表 して い る.補 修 合 材n個 そ れ ぞ. ―242―. 用 常 温 合 材 を 用 い て 補 修 を行 い,そ の後 の 補 修 合 材 の 経 過 履 歴 を 観 測 した.ワ. イ ブル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ. ル を適 用 す る に先 立 って,ポ ッ トホ ー ル の発 生状 況 を ポ ッ トホ ー ル に 関 す る 点 検 記 録. 補 修後 の 経過履歴. デ ー タ と,道 路 舗 装 の 基 礎 情 報(観 測 延 長:71.1km, 融 雪 散 水 装 置 有 の 区 間:22.1km)を. も と に分 析 した..
(5) 表‑2ポ. ッ トホー ル発 生箇 所 の概 要(施 工 条件). 表‑3ワ. イ ブル劣 化ハ ザ ー ドモデ ル の推 計結 果 複 数回発 性 の有 無 β1. 注)括. 表‑4ワ. 弧 内 はt‑値 を 示 し て い る。. イ ブル劣 化ハ ザ ー ドモデ ル の推 計結 果 表層 材料 β2. し,表 層 材 料 に関 して は,密 粒 度 舗 装 の 区 間 で は 融 雪 散 水 装 置 が 設 置 され て お り,排 水 性 舗 装 の 区 間 で は 融 雪 散 水 装 置 が 設 置 さ れ て い な い た め に,一 概 に 表 層 材 料 が ポ ッ トホ ー ル の 発 生 に影 響 を 及 ぼす と は 言 え な い こ と を断 っ て お く.ま た,同 表 中 の 「発 生 回 数 」 は 同 一 地 点 に お い て ポ ッ トホ ー ル が 繰 り返 し 発 生 す る 回 数 を示 した もの で あ り,数 値 の 大 き さは そ の 傾 向 が 強 い こ と を示 す.ポ. ッ トホ ー ル の 発 生 回. 数 が 多 い 条 件 と して,構 造 物,表 層 材 料 と融 雪 散 水 装 置 の有 無 が あ げ られ る.例 え ば,構 造 物 に着 目 し た 場 合,ポ. ッ トホ ー ル の 発 生 回 数 は 全 体 平 均 が1.60. 回 で あ る の に対 して,CO床 1.50回)と. 版 で は2:33回(土. 工 部:. な っ て い る.ま た,表 層 材 料 で は,密 粒. 度 舗 装 が1.72回(排. 水 性 舗 装:1.21回),融. 雪散 水. 装 置 の 有 無 で は,有 が1.76回(無:1.27回)と 図‑1月. 別 のポ ッ トホ ール 発性 数 と補 修 合材 の平 均寿 命. て い る.さ. らに,平 均 寿 命 に着 目す る と,横 断 位 置,. 表 層 材 料,融. 雪 散 水 装 置 の 相 違 に よ り,補 修 合 材 の. 耐 久 性 に2倍 以 上 の 差 を 確 認 す る こ とが で き る.. これ ら を整 理 した 結 果 を表‑1お よ び表‑2に 示 す.表‑ 1は 構 造 条 件,表‑2は. なっ. 施 工 条 件 に着 目 して,そ れ ぞ. つ ぎ に,施 工 条 件 に 着 目す る(表‑2).今. 回,施. れ ポ ッ トホ ー ル の 発 生 数 と 補 修 合 材 の 平 均 寿 命 を 整. 工 条 件 と して,施 工 時 の 水 の 除 去,泥(埃)の. 除 去,. 理 して い る.な お,対 象 期 間 内 に ポ ッ トホ ー ル は 合 計. 融 雪 散 水 の 有 無,締. 123個 発 生 し,補 修 合 材 の 平 均 寿 命 は39.1日 で あ っ. 温,ポ. た.な お,こ れ らの 情 報 はす で に デ ー タ ベ ー ス 化 さ. いず れ の 項 目 を 確 認 して も,構 造 条 件(表‑1)よ. れ て い る.. も,施 工 条 件 の 相 違 に よ り,平 均 寿 命 に顕 著 な 違 い. 固 め 方 法 を 記 録 した(天 候,気. ッ トホ ー ル の 大 き さ等 も別 途 記 録 して い る). り. は じめ け に 表‑1の 構 造 条件 の相 違 に よ るポ ッ トホ ー. が 現 わ れ て い る.特 に 一般 的 に指 摘 さ れ て い る よ う. ル の 発 生 数 に着 目す る.横 断 位 置 の わ だ ち 部 ・非 わ. に,水 と泥 を施 工 時 に 除 去 す る か 否 か が 補 修 合 材 の. だ ち 部,構 造 物 の 土 工 部 ・CO床. 層材 料 の. 耐 久 性 に影 響 を 及 ぼ す こ とが 理 解 で き る.こ の こ と. 密粒 度 舗 装 ・排 水 性 舗 装,融 雪 散 水 装 置 の有 ・無 で. か ら,施 工 時 の 時 間 的 な 制 約 条 件 によ り,補 修 合 材 が. 発 生 数 に 顕 著 な 違 い を 確 認 す る こ とが で きた.た. 持 つ 本 来 の 性 能 を 発 揮 で き な い ケー ス が 存 在 して い. 版 部,表. だ. ―243―.
(6) 表‑5ワ. イ ブル劣化 ハ ザ ー ドモデ ル の推計 結果. 表‑7ワ. 融雪 散水 装置 の有 無 β3. 表‑6ワ. イ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル の 推 計 結 果. ポ ッ トホ ー ル 内 の 泥(埃)の. 表‑8ワ. イ ブル劣化 ハザ ー ドモデ ル の推計 結果. 除 去 β5. イ ブル劣化 ハザ ー ドモデル の推 計 結果. ポ ッ トホー ル 内 の水 の 除去 β4. 締 固め方 法 β6. る こ とが わ か る.一 方 で,施 工 条 件 を満 足 す る ケ ー. ル の 発 生 回 数 そ の も の よ りも,再 発 す る か 否 か が 耐. ス で は 現 状 の 補 修 合 材 で も積 雪 寒 冷 地 に お いて 十 分. 久 性 に対 す る 要 因 分 析 を 行 う 上 で 重 要 と な る こ とが. な 耐 久 性 を発 揮 で き 得 る こ と も 示 して い る.. 判 明 して い た た め に,定 性 的 パ ラ メ ー タ と して 扱 っ. ま た,月 別 の ポ ッ トホ ー ル の 発 生 個 数 お よ び 平 均. た こ と を断 わ って お く.ま た,採 用 した 説 明 変 数 の. 寿 命 を 図‑1に 示 す 力2月 を 筆 頭 に 冬 季(12月 〜2月). 間 で 相 関 性 が 高 い もの が 含 ま れ て い る 可 能 性 が あ る. に ポ ッ トホ ー ル が 突 出 して 発 生 し,か つ 平 均 寿 命 が. こ と も付 記 して お く.. 極 め て 短 い こ とが わ か る.例 え ば,1月. と7月 を比 較. (13). す る と,ポ ッ トホ ー ル の 発 生 数 は 同 じで あ るが,平 均 寿 命 に は 大 き な 差 異 が 確 認 され る.こ の 原 因 と して. (14). は,冬 季 の 降 雪 と,そ れ に伴 う融 雪 散 水 で あ り,ポ ッ トホ ー ル の 発 生 と補 修 合 材 の 耐 久 性 に水 が 大 き く影 響 して い る こ とが う か が え る.な お,9月 命 が 短 くな っ て い る が,発. (15). の平 均寿. 生 数 が1件 で あ り,そ の. (16). 1件 は 複 数 回 発 生 地 点 に お いて ポ ッ トホ ー ル が 発 生 した も の で あ っ た.. (17) (18). (2)分 析 結 果 上 記 のデ ー タ ベー ス を 用 い て,ワ イ ブル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル を推 計 す る.ポ. ッ トホ ー ル の 発 生 に影 響 を. 及 ぼ す と考 え られ る変 数(特 性 ベ ク トルx)の は,既 1)ポ. 往 の 研 究 成 果8)と,表. 一1と表 一2を勘 案 して,. ッ トホ ー ル の 複 数 回 発 生:場,2)表. 場,3)融. 候補. 層 材 料: 工時 のポ ッ. トホ ー ル 内 の 水 の 除 去:x42,5)泥(埃)の. 除 去:x52,. 型 車 交 通 量:x72,と. した.. これ らの う ち,ポ ッ トホ ー ル の 複 数 回 発 生 な どは 定 性 的 パ ラ メ ー タ と な り,以 下 の よ う に設 定 した.た. 数(t値. 定 で 棄 却 す る こ とが で き た 説 明 変. が1.96以 上 の 説 明 変 数)の. い る.実 際 に,表‑1で. み を 取 り上 げ て. あ げ た 車 線 や 構 造 物 はt‑検 定. 列 挙 して いな い.ま た,x1は x1=1が. 定数 項で ある ので常 に. 成 り立 つ.ワ イ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル の. 推 計 結 果 を表‑3〜 表‑9に 示 す. は じめ に,表‑3の. ポ ッ トホ ー ル の 複 数 回 発 生 の 有. 無 に着 目す る.β12が正値0.0759を. だ し,ポ ッ トホ ー ル の 複 数 回 発 生 に 関 して は,通 常 は 定 量 的 パ ラ メ ー タ と して 扱 う こ とが で き る が,今 回 の 分 析 で は,事 前 の 検 討8)に お い て,ポ. 有 意 水 準5%のt‑検. に よ っ て 棄 却 で き な か っ た た め に,分 析 項 目 と して. 雪 散 水 装 置 の 有 無:x32,4)施. 6)締 固 め 方 法:魂,7)大. な お,こ れ らの 説 明 変 数 は,説 明 力 に 関 す る仮 説 を. 取 る ことか ら,ポ ッ. トホ ー ル が 複 数 回 発 生 した 箇 所 は,複 数 回 発 生 しな か っ た 箇 所 よ り もハ ザ ー ド関 数 が 大 き く な る(す な. ッ トホ ー. ―244―. わ ち,寿 命 が 短 く な る)こ. と が わ か る.す. な わ ち,.
(7) 表‑9ワ. イ ブル劣化 ハザ ー ドモ デル の推 計結 果 大型 車交 通量 β7. 一 度 ポ ッ トホ ー ル が 発 生 した 地 点 で は ポ ッ トホ ー ル が 再 発 す る 可 能 性 が 高 くな る.こ れ は,ポ. ッ トホ ー. ル の 発 生 が 完 全 な ラ ンダ ム 事 象 で はな く,路 面 状 態, 構 造 特 性 や 施 工 条 件 に 大 き く依 存 して い る こ と を 示 して い る.さ ら に は,現 在 使 用 さ れ て い る補 修 材 料, お よ び 補 修 工 法 は,積 雪 寒 冷 地 と い う 過 酷 な 路 面 条. 図‑2補. 修 合 材 の性存 確 率(複 数 回発 性 の有 無). 件 下 で は,十 分 な 補 修 効 果 や 性 能 を 発 揮 す る こ とが 難 し い こ と を示 唆 して い る.ま た,加 速 度 パ ラ メ ー. 合 に は,80日. タ αの 値 は0.579と な っ て お り,補 修 合 材 に よ る補 修. 度 ま で しか 低 下 して お ら ず,そ の 生存 確 率 の 高 さや. 後,時. 「 有 」 の 場 合 と の 生存 確 率 の差 を他 の ケー ス と比 較 す. 間 の 経 過 と と も に,ポ ッ トホ ー ル の 発 生 確 率. が 減 少 して い く こ とが わ か る.表‑4以. 降 も 同 様 の特. 経 過 時 点 にお い て も 生存 確 率 が80%程. る と,構 造 条 件 の 中で は こ の影 響 が 補 修 合 材 の 耐 久. 徴 を確 認 す る こ とが で き る が,t‑値 や 対 数 尤 度 か ら,. 性 に 対 して 極 め て 大 き い こ とが わ か る.ま た,生 存. 構 造 条 件 で は 融 雪 散 水 装 置 の 有 無,施 工 条 件 で は水. 確 率 が50%と. や 泥 の 除 去 よ り も締 固 め 方 法 が 補 修 合 材 の 耐 久 性 に. し も一 致 しな い 点 に も留 意 され た い.つ ま り,表‑1. 影 響 を 及 ぼ す 結 果 とな っ た.. で 示 した 平 均 寿 命 の よ う にサ ン プ ル の 単 純 平 均 を算. つ ぎ に,こ れ らの こ と を視 覚 的 に理 解 す るた め}に 推 計 結 果 を 用 い て,式(9b)の. な る 経 過 日数 が 表‑1の 平 均 寿命 と必 ず. 出 す る だ け で は,特 異 値 の 影 響 を 強 く受 け る こ と に. 補 修 合 材 の 生存 確 率. な り正 確 な分 析 を 行 う こ と が 困 難 とな る こ とが わ か. の横 軸 は補修 合材. る.一 方,施 工 条 件 を示 した 図‑4と 図‑5を 比 較 す る. に よ る補 修 後 の 経 過 日数 で あ る.加 速 度 パ ラ メ ー タ. と,水 を除 去 した 場 合 と作 業 車 で 転 圧 した 場 合 の 生. αが α<1で. 存 曲 線 は ほ ぼ 同 様 の 傾 向 を示 して い る.し か しな が. を 算 出 しよ う(図‑2〜. 図‑6).図. あ る た め,い. ずれ の ケー スで あ って も. 時 間 の 経 過 に伴 っ て,生 存 確 率 の減 少 速 度 は 小 さ く. ら,そ の 反 面,施. な って いる.こ れ は補 修 合 材 の 耐 久 性 が,極 め て 短 い. 合 材 の 耐 久 性 が 低 くな る.さ ら}に 図‑6は,大. 場 合 と,恒 久 的 な 場 合 とい う 両 極 端 な 特 性 を示 して. 交 通 量 の相 違 に よ る 生 存 曲 線 を 示 した もの で あ る が,. い る 可 能 性 を 否 め な い.ま た 個 別 の 条 件 ご と の 耐 久. 大 型 車 交 通 量 が 多 い ほ ど,耐 久 性 が 上 が る と い う結. 性 を 確 認 し よ う.図‑2は,ポ. 果 とな っ た.こ れ は,大 型 車 交 通 量 が あ る 区 間 を 代. ッ トホ ー ル の 複 数 回 発. 工 条 件 が 不 十 分 な 場 合 に は,補 修 型車. 生 の有 無 に よ る 補 修 合 材 の 生存 確 率 を示 して い る が,. 表 した も の で あ る た め け に 局 地的 に発生す るポ ッ ト. 有 の 場 合 には10日 後 の 生 存 確 率 が 約65%程. 度であ る. ホ ー ル で はそ の 他 の 要 因 が 大 き く影 響 して い る もの. め て ポ ッ トホ ー ル が 発 生)で は 約. と考 え られ る.実 際 に表‑9中 に示 した 大 型 車 交 通 量. 85%の 生存 確 率 で あ る.複 数 回 ポ ッ トホ ー ル が 発 生. に 関 す る β72のか値 が 低 い こ と か ら も,こ の 点 が 理 解. す る 地 点 に 対 して は そ の 根 本 に構 造 的,あ る い は 施. で き る.. の に 対 し,無(初. 工 的 要 因 との 関 連 性 が あ る も の と考 え られ る が ,い ず れ にせ よ,補 修 合 材 の 耐 久 性 が 低 い こ と は 明 らか で あ る.図‑3の. 5.お. わ りに. 融 雪 散 水 装 置 の 有 無 で は,装 置 が 設 本 研 究 で は,積 雪 寒 冷 地 に お け る 道 路 舗 装 の 維 持. 置 され て い る地 点 で は10日 後 の 生 存 確 率 が 約70%で あ る の に対 して,装 置 が 設 置 され て い な い個 所 で は 90%以 上 で あっ た.特 に. 融 雪散水装置 が 「 無 」 の場. ―245―. 管 理 の 効 率 化 お よ び 耐 久 性 向 上 を 目的 と して,ポ. ッ. トホ ー ル 等 の 路 面 異 常 に対 して 使 用 され る 補 修 合 材.
(8) 図‑3補. 図‑4補. 修合 材 の性 存確 率(融 雪散水 装 置 の有 無). 図‑5補. 修 合材 の生存 確 率(施 工 時 の水 の除去 の有無). の 耐 久 性 を統 計 的 に 分 析 した.そ の 際,ポ. 図‑6補. 修 合 材 の生存 確 率(施 工 時 の締 固め法). 修 合 材 の性存 確 率(大 型 車交 通 量). ツ トホ ー. ビス の提 供 の た め に も,限 られ た 時 間 内 で の 補 修 で,. ル の 発 生 過 程 を ワ イ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル を 用 い. 十 分 な 耐 久 性 を発 揮 で き る よ うな 施 工 性 に も優 れ た. て 表 現 し,ポ ッ トホ ー ル が 複 数 回 発 生 す る よ うな 地. 補 修 合 材 が 必 要 で あ る.第21に. 点,融 雪 散 水 装 置 の 設 置 地 点,不 十 分 な 施 工 状 況 で. 始 め と した 性 能 に 対 す る 適 切 な 評 価 モ デ ル の 開 発 で. は 補 修 合 材 の 大 半 が 短 期 間 で 剥 離 して し ま う こ と を. あ る.積 雪 寒 冷 地 に お け る 補 修 合 材 は 現 状 で も種 々. 確 認 した.こ れ は,積 雪 寒 冷 地,と. りわ け 常 時 滞 水. 開 発 され て お り,今 後 も新 し い補 修 合 材 が 逐 次 提 供. 状 態 に お か れ る よ うな 過 酷 な 条 件 下 で は,現 状 の補. され る も の と考 え られ る.そ れ らを 適 材 適 所 に配 置. 修 合 材 が 本 来 の性 能 を 発 揮 で き な い事 例 が 数 多 く存. す る た め に も,画 一 的 な 性 能 評 価 手 法 に よ る 定 量 的. 在 す る こ と,さ らに は 積 雪 寒 冷 地 に適 した 補 修 材 料. な 比 較 分 析 ス キ ー ム が 不 可 欠 で あ る.. と補 修 工 法 の 開 発 が 不 可 欠 で あ る こ と を示 唆 す る も の で あ る.. 補修 合材の耐久性 を. な お,本 研 究 の 遂行 に あ た り,国 土 交 通 省 近 畿 地 方 整 備 局 道 路 管 理 課 よ り多 大 な 援 助 を 頂 い た.こ. 以 下 に,本 研 究 で の 検 討 を通 した 知 見 よ り,今 後 の 具 体 的な 研 究課 題 を ま と め る.第1に,積. こ. に,感 謝 の 意 を 表 す 次 第 で あ る.ま た,本 研 究 の 一. 雪寒冷地. 部 は文部科 学省 科学技 術 調整振 興費 「 若 手研 究 者 の. に対 応 した 補 修 合 材 の 開 発 で あ る.融 雪 や 散 水 な ど. 自立 的 研 究 環 境 整 備 促 進 」 事 業 に よ っ て 大 阪 大 学 大. の 厳 し い路 面 条 件 に お い て も耐 え う る 補 修 合 材 が 求. 学 院 工 学 研 究 科 グ ロ ー バ ル 若 手研 究 者 フ ロ ン テ ィ ア. め られ る.さ. 研 究 拠 点 にお い て 実 施 さ れ た.. ら に,道 路 利 用 者 の 安 全 で 快 適 な サ ー. ―246―.
(9) 【参 考 文 献 】. 6) 貝 戸 清 之, 保 田 敬 一, 小 林 潔 司, 大 和 田 慶: 平 均 費 用 法 に 基 づ い た 橋 梁 部 材 の 最 適 補 修 戦 略,. 1) 小 林 潔 司: 分 権 的 ラ イ フ サ イ ク ル 費 用 評 価 と 集 計 的 効 率 性,. 2). 土 木 学 会 論 文 集,. 7) 鎌 田 修. pp.59‑71,. 2005.. 青 木 一 也,. 山 本 浩 司,. 小 林 潔 司:. 土 木 学 会 論 文 集,. No.791/VL67,. 2005.. pp.111‑124,. 木 学 会 論 文 集,. 5). 青 木 一 也,. 山 本 浩 司,. pp.68‑82,. 津 田 尚 胤,. 文 集,. 2005.. 石 原 克 治,. 小 林 潔 司,. 論 文 集,. No.772/IV‑65,. Durability. Analysis. By Eigo FUJIWARA,. On the pavement ity in winter. causes ately. Therefore. Hall. OBAMA,. in snowly. 2007.. 9) Lancaster, T.: The Econometric Analysis of Transition Data, Cambridge University Press , 1990.. Pathcing. Kiyoyuki. cold region,. in most. 2001.. 2004.. of Pot. Kengo. pp.73‑76,. 土 木学会. pp.169‑184,. Mixture. KAITO,. water. Kiyoshi. in Snowly KOBAYASHI. spray is carried. cases, pavement. surface. Cold and Yasuo. out as a snow removal. is in water-soaked. Region SAWADA. activ-. condition. , and it of a lot of pot halls . Usually, for the pot halls, urgent repair is immediusing patching mixtures . However under these circumstances, the patching. the occurrence conducted. mixture. falls away. maintenance. soon due to the constraint. in snowly. cold region,. in the construction. it is important. to develop. . Consequently, the optimal repair. as for the method or. patching mixture material for such region. In order to provide the basic investigation of this issue, this study statistically evaluates the durability of the patching mixtures of pot halls . Concretely, the occurrence process of pot halls are modeled by the Weibull hazard model , and the durability performance of the patching mixtures is verified by estimating the hazard model. based. region. and monitoring. on the inspection data. data. after. No.6,. 題 に関 す る研 究 発 表 ・討 論 会 概 要 集, 土 木 学 会,. 近 藤 佳 史:. 経 済 的 寿 命 を 考 慮 し た 最 適 修 繕 政 策,. 土 木 学 会,. 合 材 の 耐久 性 分 析, 第25回 建 設 マ ネ ジ メ ン ト問. 小 林 潔 司: 多. pp.125‑136,. 舗 装 工 学 論 文 集,. 田 紀 子: 積 雪 寒 冷 地 にお け る ポ ッ トホ ー ル 補 修. 2005.. 土木 学会論. No.798/VL68,. 2005.. 8) 小 濱 健 吾, 貝 戸 清 之, 小 林 潔 司, 沢 田 康 夫, 生. 土. 段 階 ワ イ ブ ル 劣 化 ハ ザ ー ドモ デ ル,. 織 田 澤 利 守,. そ の 要 因,. 青 木 一 也, 小 林 潔 司: 橋 梁. No.801/L73,. pp.83‑96,. 山 田 優: 水 浸 ホ イ ー ル ト ラ ッ キ ン グ 実. pp, 196‑201,. 劣 化 予 測 の た め の マ ル コ フ 推 移 確 率 の 推 定,. No.801/L73,. 験 に よ る 橋 面 舗 装 で の ポ ッ トホ ー ル の 発 生 と. 劣 化 予測 の た. め の ハ ザ ー ドモ デ ル の 推 計,. 3) 津 田 尚 胤, 貝 戸 清 之,. 4). 木 学 会 論 文 集,. No.793/IV‑68,. of actual. repairing. 土. pot halls. them .. ―247―. on the national. road. in snowly. cold.
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