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舗装の供用性、補修性に関する検討

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Academic year: 2022

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(1)【第1回 舗 装 工 学 講 演 会 講 演 論 文集1996年12月. 】. 表 面 切 削 部 が あ る プ レス トレス トコ ン ク リー ト. 舗 装 の供 用 性 、補 修 性 に 関す る検 討 金澤. 寛1・ 藤 本 憲 久2・ 稲 田 雅 裕3・. 寺 田 俊 朗4・ 宮 内. 1正 会 員. 工修. 運 輸 省 第 二 港 湾 建設 局 横 浜調 査設 計 事 務 所 長(〒231横. 2正 会 員. 庁 舎) 運 輸 省 第 二港 湾 建 設 局 横 浜調 査 設 計 事 務所 第 二 設 計 室建 設 専 門官(〒231横. 3正 会 員. 工修. 健5. 浜 市 中 区北 仲 通5 ‑57横 浜 第 二 合 同 浜 市 中 区北 仲 通5 ‑57. 横浜第二合同庁舎) 運輸 省 第 二 港 湾 建 設 局横 浜 調 査 設 計 事 務 所 第 二設 計 室 長(〒231横. 浜 市 中 区北 仲 通5 ‑57横. 浜第二合同庁舎) 4正 会 員. 日本 工営 株 式会 社 都 市 土 木 部 課 長(〒102東. 5株 式 会社 ピー ・エ ス 土木 技 術 部課 長(〒102東. 京 都 千代 田 区麹 町5 ‑4). 京 都 千 代 田 区九 段 北4.1‑3日. 東 京 国際 空 港 沖 合 展 開事 業 の プ レス トレス トコ ン ク リー ト舗 装(以 下:PC舗 PC舗. 本 ビル 九 段 別 館). 装)部. に は、 厚 さ180mmの. 装 版 の 表 面 に誘 導 路 灯配 線 の た め、 幅10mm、 深 さ38mmの 切 削 部 が 存 在 す る。 この切 削部 は構 造 上 の 弱. 点 と な り得 る こ とが 懸 念 され る。 そ のた め 、本 研 究 で は 、表 面 切 削 部 の あ るPC舗. 装 が今 後 のエ プ ロ ン供 用. に対 して支 障 を来 す か 、 ま た 、圧 密 に起 因 す る不 同沈 下 を修 復 す る た め採 用 して い る 「PCリ フ トア ップ, 法 」 に お け る リフ トア ップ方 法 に 改 良が 必 要 で あ るか を判 断 す る こ とを 目的 と して 、PCコ. ン ク リー トに お. ける室 内疲 労 試験 、 曲げ試 験 、二 次元 梁 バ ネ モ デル 解 析(以 下:梁 バ ネ 解 析)、 及 び 三 次 元 平板 解 析(以 平 板 解 析)を 実 施 した。 そ の 結 果 、切 削 部 の あ るPC舗. Key Words:usability,rehabilitation,prestressed. 1.は. じめ に. 下:. 装 の リフ トア ップ仕 様 修 正 を提 案 した。. concrete pavement. 析 を実 施 し,こ れ らの 検討 結 果 を踏 ま え,リ フ トア ッ プ仕 様 の 修 正 を行 った.. 東京 国 際空 港 沖 合 展 開事 業 は,第1期. か ら第III期に 2.PCリ. 分 けて 実施 され て お り,現 在 は第‑期 地 区施設 が平 成. フ トア ツ プエ 法 及 びPC舗. 装 の概要. 5年9月 か ら供用 開始 され てい る状 況 で あ る. 従 来,沈 下 した コン ク リー トのエ プ ロ ン勾配 を修 復. (1)PCリ. す るた め には,1ヶ 月程 度 の施 設 閉鎖 を避 け られ な か っ. フ トア ッ プ工 法. 沈 下 した コン ク リー ト舗 装 の 平 坦性 を 改 良 す るた め. たが,こ の 勾配 を長 期 間 閉鎖 す る こ とな く修復 す る,. に コ ン ク リー トを使 用 して行 う補 修 方 法 と して は,従. 法 と して 「PCリ フ トア ップ 工 法」 が 開発 さ れ た.こ. 来 か ら舗 装 換 えや オー バ ー レイ が 一般 的 で あ っ た.し. の,法 は,コ ン ク リー ト版 を ジ ャ ッキで 持 ち上 げ,急. か し,こ れ らの 工法 で は,打 設 した コン ク リー トの養. 速 に 固ま るセ メ ン トミル ク を コン ク リー ト版 背 面 の空. 生 が必 要 で,こ の養 生 期 間 中は施 設 を閉鎖 しな けれ ば. 隙 に流 し込 み エ プ ロ ン勾配 を修 復す る,法 で あ る.一. な らな い こ と とな り,供 用 中の 空港 で は 多 大 な不 便 が. 方,本,法. 生 じる.そ こで こ の よ うな オ ーバ ー レイ,法 に代 わ っ. を採 用 して い るII期 地 区エ プ ロ ン部 に は, ン ク リー ト版 表 面 に切 削 部. て,夜 間 だ け施 設 を 閉鎖 して作 業 し,昼 間 は施 設 を供. が存 在 す る.こ の切 削 部 は,航 空機 の繰 り返 し荷 重 を. 用 で き る よ うな コン ク リー ト舗 装 の補 修,法 の 開発 が. 受 け る通 常 供用 時 あ るい は リフ トア ップ 工 法 を行 う上. 強 く要 請 され る状 況 となっ た.そ の よ うな要 請 に応 え. 誘 導 灯 配 線 の た め,PCコ. で,構 造 的 に弱 点 と なる こ とが 懸念 され た.そ のた め,. る も の と して,沈 下 や 不 同沈 下 した コン ク リー ト舗 装. 本研 究 で は,PC舗. 版 を リフ トア ップ す る 「PCリ フ トア ップ 工法 」 が考. 装 版 に悪 影 響 を及 ぼ さな い リフ ト. え られ た.. ア ップ施 工法 を見 い だ す こ と を 目的 と し,現 場調 査, 室 内疲 労 試 験,室 内 曲 げ試 験,梁 バ ネ 解 析 及 び 平板 解 ―87―. こ の 「PCリ フ トア ップ 工法 」 は,ま ず コ ン ク リー.

(2) ト舗 装 の 沈 下部 分 に 専用 の 電 動 油圧 ジ ャ ッキ を取 り付. ン ク リ ー トは 基 準 圧 縮 強 度 σccは392N/mm2(400kgf/cm2),. け,コ ン ピユー タ制 御 に よ りこれ ら を同 時 に作 動 させ,. 基 準 曲 げ 引 張 強 度 σctは4.9N/mm2(50kgf/cm2)で. あ る.. そ の圧 力 を ス ラブ と路 盤 上 の反 力 盤 に 作用 させ る こ と に よ り,ス ラブ を所 定 の 高 さに修復 す る.そ の 後,ス ラ ブ と路盤 との 隙 間 にセ メ ン トグ ラ ウ トを充 填 して, 復 元 す る もの で あ る. ジ ャ ッキ をPCス. ラ ブ に 固定 す る た め の取 り付 け金. 具 と反力 盤 は,PCス ラ ブ の施 工 時(先 設 置 方 式,図 ‑1参 照)あ るい は施 工後 に設 置 す る.. 図‑2プ. こ のPC舗. レス トレス トコ ン ク リー ト舗 装 図. 装 に は リフ トア ップ に都 合 の 良 い 次 の よ. うな 特 徴 が あ る. プ レス トレス に よ り曲 げ作 用 に対 す る抵 抗性 が きわ め て 大 き く リフ トア ップす る 際 に もス ラブ の ひ び わ れ 耐力 ・破 壊 耐 力 の 面 か ら有 利 で あ る. この た め,ス ラ ブ厚 が薄 くす る こ とが 可 能 で,リ フ トア ップ が よ り小 さな荷 重 で 行 うこ とが で き る. 図‑1先. 設置 方 式. ま た,ひ び わ れ 耐 力 が 大 き く,ス ラ ブ厚 が薄 い こ と. 東京 国 際空 港(羽 田)に お い て は,前 者 の 先設 置 方 式 に よっ て い る.. か ら,ひ び わ れ ま で に大 きな 変 形 を許 容 で き る た め, 収 縮 目地 が不 要 で,リ フ トア ップ 時 に,途 中 で折 れ 曲. 従 来,こ の よ うな 復 元 方 法 は,空 港 の エ プ ロン の よ. が る よ うな こ とが 避 け られ,連 続 的 で滑 らか な リフ ト ア ップ が 可 能 と な る.. うな広 大 な面 積 の コ ン ク リー ト舗 装 に は 不 可能 と考 え られ て い た.こ れ は,コ ン ク リー トが 重 く,割 れ や す. 3.現. く,曲 げに くい こ とが そ の理 由で あ っ た.と ころが, PC舗. 装 は 無 筋 コン ク リー ト(NC)舗. 場 状 況 と検 討 方 針. 装 な ど従 来 の. コ ン ク リー ト舗 装 に比 べ,上 記 の 欠 点 が よ り少 ない 舗. (1)現場 状 況. 装 で あ るた め,不 可 能 が 可能 に な っ た もので あ る.. 切 削位 置 と リ フ トア ップ位 置 の 関係 を把 握 し,疲 労 試 験 及 び 曲げ試 験 で使 用 す る供 試 体 の 切 削 位 置 を決 定. (2)PC舗 装 引 張 強度 が小 さい とい う コン ク リー トの 欠 点 を改 善. す る こ と を 目的 と して,測 量 調 査 を実 施 した.調 査 位 置 図 を図‑3に 示 す.. す るた め に,あ らか じめ計 算 され た圧 縮 応 力(プ レス トレス)を コン ク リー トに与 えた ものが プ レス トレス トコン ク リー トで あ り,こ れ を舗 装 の コ ン ク リー トス ラブ に適 用 した もの がPC舗. 装 で あ る.例 えば,航 空. 機 が駐 機 す るエ プ ロ ン な ど空 港 コン ク リー ト舗 装 の 設 計 は,「 空 港 コン ク リー ト舗 装 設 計 要 領 」3)に 基 づ い て実 施 され る.本 要 領 に よれ ば69MN/m3(7.0kgf/cm3) の 路盤 支 持 力 係 数 に 対 して,コ ン ク リー ト版厚180mm を標 準 と して い る.こ の場 合,航 空 機 荷 重 が 作 用 した 状 態 でPC版. 下面 の ひ び われ を許 容 す る第 三 種 設計 法. に従 っ て算 定 され たPC鋼 区の場 合,φ17.8mmのPC鋼. 材 が 導 入 され,当 空港 当地 図‑3調. よ り線(シ ー ス:φ32mm). が 縦横 に概 ね350mm間 隔 で 配 置 され て い る 。 か ぶ り は 上 面 か ら100〜135mmで あ る(図‑2参. 照).な. 査位 置 図. a)調 査 内容. お,コ. ター ミナ ル 地 区エ プ ロ ン部 を調査 区域 と して 極 座 標 ―88―.

(3) 法の 光波 測量 に より,基 準 点か ら切 削部 の 始 点,終 点,. 本 研 究 は,現 場 と同様 の設 計 強度 で 製 作 したPCコ. 編 曲点 等 へ の 距離 ・角 度 を計 測 し,切 削 部 の座 標 を求. ン ク リー ト供 試 体 で,疲 労 試 験,及 び 曲 げ試 験 を実 施. めた.. し,切 削 部 へ の 航 空 機 の 繰 返 し荷 重 の影 響 や,リ フ ト. 切削 位 置 は,切 削部 の 中心 か ら リフ トア ップ ジ ャ ッ キの 中心 まで の 距離 をス チール テー プで直 接計 測 した.. 件 及 び試 験 機 サ イ ズ よ り決 定 し,切 削位 置 は調 査 結 果 よ り切 削部 が リフ トア ップ直 上 に あ るケ ー スが 一 番 危. b)調 査 結 果. 険 で あ る と判 断 して供 試 体 の 中央 に 配 置 した.図‑5. 四 隅 が リフ トア ップ 位 置 とな る平 面 を 基 本 平 面(5 m×5m)と. ア ップ荷 重 の影 響 を確 認 した.供 試 体 サ イ ズ は設 計 条. し,そ の 基本 平 面 に 切 削部 が どの よ う な. に供 試 体 詳 細 寸 法 図 を示 す. 試 験 は,現 場 のPC版. 状 態 で存 在 す るか を 整理 す る と ほ ぼ3パ タ ー ン に分 類 で き る.表‑1に. と同 じ緒 元 で 製 作 したPCコ. パ ター ン別 分 類 表 を示 す.. ンク リー ト梁(表‑2参. 表‑1パ. 試 験後 に 同供 試 体 で 曲 げ試 験 を実 施 した.そ の 理 由 と. ター ン別 分類 表. 照)で 疲 労試 験 を行 い,疲 労. して は,航 空機 の繰 り返 し荷 重 に よ りPC版. が疲労 に. よ る強度 低 下 をす る こ とが懸 念 され るた め で あ る.ま た,繰. り返 し荷 重 を受 け たPC版. が リフ トア ップ,法. に対 して 支 障 を来 す か を確 認 す るた め,疲 労試 験 後 に 曲 げ試 験 を実施 した.こ こで,疲 労 試 験 は航 空 機 に よ る繰 り返 し荷 重 に対応 し,曲 げ試 験 は リフ トア ップ 荷 重 に対応 して い る. 本 研 究 で は,疲 労試 験 時 の ク ラ ック進 行 状況(ひ び 割 れ 幅,長 さ)及 び応 力 状 態,曲 げ試 験 時の初 期 ひ び 割 れ 発 生 荷 重 に 着 目 し,樹 脂 が付 着 してい る状 態(切 込 版 ①)と,は. く離 状 態 の もの(切 込 版 ②)の ケー ス. につ い て 試 験 を実 施 した. なお,切 削 位 置 調 査 結 果 よ り試 験 で は確 認 出 来 な い 切 削位 置 と リフ トア ップ位 置 関係 をパ ラメー タ と した 梁バ ネ 解 析 及 び 平 板解 析 を実 施 した.. (2)検 討 方 針 本 研 究 の 作 業 フ ロ ー を 図‑4に. 示 す.. 詳細A(※ 檀 準版は切削部 な し). 詳細A. 図‑4作. 切 込 版①. 切込版②. プ レス トレス導 入 後 、深 さ38mm、 幅10mmの 切 削 部 をカ ッタ ー で削 り、 仮 の 電 気 ケー ブル を配 線 して NS‑SRを 充填 す る。. プ レ ス トレ ス 導 入 後 、 深 さ38 mm、 幅10mmの 切 削 部 を カ ッ タ ー で削 り、切 削 部 に縁 切 りシ ー ト(ラ ッ ピ ン グ フ ィ ル ム). 図‑5供. 業 フ ロー ― 89―. を入 れ た後 仮 の 電 気 ケー ブ ル を 配 線 し てNS‑SRを 充 填 す る。. 試体詳細寸法図.

(4) 表‑2製. 応 力 状 態 を歪 み ゲ ー ジで 計 測 した.ま た,ク ラ ック の. 作 供 試 体‑覧 表. 進 行 状 況 につ い て は,ひ び割 れ 長 さ を 目視 に よ り,ひ び割 れ 幅 を コ ンタ ク トチ ップ に よ り計 測 した.. (2)試験 結 果 a)ひ び割 れ の進 行 状 況 表‑4に 各試 験 ケ ー ス ご との 誘 発 ク ラ ッ ク 発 生荷 重 とク ラ ッ ク進 行 の有 無 を示 す. 表‑4誘. 4.航. 発 ク ラ ック発 生 荷 重 と ク ラ ック 進 行 の 有無. 空機 の繰 り返 し荷 重 に伴 う供 用 性 の 検 討. 航 空機 の繰 り返 し荷 重 に伴 う供用 性 を検 討 す る こ と を 目的 と して室 内疲 労 試 験 を実 施 した. (1)試験 方法 疲 労 試 験 は,航 空機 に よ る繰 り返 し荷 重 に対 応 して い る試 験 で あ り,表‑3に 表‑3疲. 実 験 ケ ー ス を示 す. 労試験ケース. 着 目点 で ある ク ラ ッ クの進 行 状 況(ひ び 割 れ 幅,及 び長 さ)に つ い て整 理す る と標 準 版 につ い て は,ク ラ ッ ク の進 行 は,殆 ど見 られ な か っ た.ま た,切 込版 ① の 供試 体 は使 用 状 態 で版 下縁に0.1mm以. 下 のひ び 割 れ. ク ラ ックの進 行 は若 干 見 られ るが 微 少 で あ り,切 込版. を認 め る限界 状 態 設 計 法 に な らって お り,試 験 前 に供. ② の ク ラ ック の進 行 につ い て も,他 の ケ ー ス と比 べ る. 試 体 に静 的荷 重 を載 荷 して ク ラ ック(以 下:誘 発 ク ラ ッ. と多 く見 られ るが,微 少 で あっ た.結 論 と して は,全. ク)を 発 生 させ てお く.. 体 的 に 見 る と誘 発 ク ラ ックの発 生 荷 重 が く り返 し荷 重. 載 荷 荷 重 の決 定 方 法 は,航 空 機 通過 時 の 応 力状 態 を. よ り大 きい場 合 ク ラ ッ クは進 行 せ ず,同 程 度 も し くは. 再現 す る た めにWestergaardの中央 部載 荷 応 力 公 式に よ っ. 小 さい もの は進 行 す る とい うこ とが判 明 した.. て脚 荷 重 応 力 を算 出 す る.ま た,温 度 応 力 に よる そ り. b)疲. 拘 束 応 力 度 を考 慮 して,以 下 の よ うに 設 定 した.こ の 応 力 状 態 をPCリ. フ トア ップ時,曲 げ試 験 の荷 重 に 換. 算 す る と17.7KN(1.81tf)とな る.. 脚 荷 重 応 力+そ. り拘 束 応 力 度(試. 労試 験 時 の 応 力 状 態. 図‑6に 振 動 回 数 をパ ラメ ー タ と し,初 期 値 補 正 し た供 試 体 応 力(誘 発 ク ラ ック発 生 後 を0)の. 計測結果. を示 す.同 図 か らは,以 下 の よ うな傾 向が 見 られ た.. 応力の変化の度合い. 験 時 の 上 限応 力). =5.70+1.79=7.49N/mm2(76.3kgf/cm2). 標準版. < 切込版①. < 切込版②. (荷 重 と し て は17.7KN). 傾 向 と して標 準 版 の応 力 状 態 は,振 動 回数5000回 を な お,下. 限 応 力 に つ い て は,1.79N/mm2(脚. 在 し な い 場 合)に 2.45KN(0.25tf)と. 設 定 し た.荷. 荷重が 存. 重 に換算 す る と. な る.. 計 測 項 目 と し て は,疲. 越 え る と微 少 な変 化 が 見 られ るが,0.98N/mm2(10kgf/cm2) 程 度 で あ り,微 小 で あ る.ま た,切 込版 ① の応 力 状 態 は,標 準版 と比 べ 変 動 が 大 き く,振 動 回数 が増 加 す る. 労 に よる強 度 低 下 を確認 す る. た め に 供 試 体 の 応 力 状 態,及. び誘 発 ク ラ ッ ク発 生 時 の. と応 力 も増 加 す る傾 向 を示 した.ま た,切 込 版 ② の 応 力 状態 は,切 込版 ① と比べ 変 動 が大 き くデ ー タが ば ら. ― 90―.

(5) つ く傾 向 を示 し,振 動 回 数 が増 加 す る と応 力 も増 加 す る傾 向 を示 した. 以 上 の 傾 向か ら考 え る と,切 込版 の応 力 状 態 に は,. (1)試験 内容 表‑5に 曲 げ試 験 の試 験 ケ ー ス を示す.曲 げ試 験 は, 疲 労 試 験 を実施 した15供 試 体 と疲 労 試 験 を行 っ て い な. 繰 り返 し荷 重 の 影 響 が 若 干 で は あ るが現 れ て い る こ と. い(疲 労 試 験 な し)6供. が分 か る.し か しな が らク ラ ッ クの 幅,長 さの進 行 も. 実 験 を行 った.. 試 体 の合 計21供 試 体 につ い て. 試 験 方 法 に つ い て は,図‑7の. 少 な く,供 試 体 が 破 壊(ク ラ ッ クが 貫 通す る)す る こ. イ メ ー ジ図 に示 す よ. とな く,所 定 回数 の疲 労 試 験 が 終 了 した こ とか ら,繰. うに疲 労試 験 を実 施 した供 試 体 を反 転 した 状態 で荷 重. り返 し荷 重 のPC版. を載 荷 し,リ フ トア ップ 時 の 状 態 を再 現 した.. へ の影 響 は 小 さい こ とが推 察 され. る. 表‑5曲. 図‑6疲. げ試 験 ケ‑ス. 労試 験 時 の 歪 ゲ ー ジの 計 測 結 果(初 期 補 正後). (3)考察 a)切 削部 の有 無 に係 わ らず,PC版. は航 空 機 の繰 り. 返 し荷 重 を10万 回(供 用 年 数50年 相 当)受 け て も破 壊 に 至 らな い. b)切. 削 部 の 充填 材(NS‑SR)の. も,PC版. 付 着 強度 が低 下 して. は航 空 機 の繰 り返 し荷 重 を10万 回 受 けて も. 破 壊 に 至 らない. c)PC版. の 下縁 の ク ラ ック は,航 空機 の繰 り返 し荷. 重 を10万 回 受 けて も殆 ど進 行 しな い. d)PC版. の応 力状 態 は,航 空 機 の繰 り返 し荷 重 に よ. り微 少 な変 動 を示 す. e)今. 回 の疲 労試 験 は版 を梁 に置 き換 えた試 験 を行 っ. た.こ のた め,航 空機 荷 重 作用 時 の応 力 状 態 は 再 現 で きた も の の,実 際 の 版 とは発 生 た わみ 量 が 異 な り,試 験 は危 険側 の評 価 を して い る もの と考 え られ る.し か し,危 険側 の試 験 で 顕 著 な疲 労傾 向 が 見 られ ない こ と か ら,本 試 験 結 果 に よ り,安 全 評価 をす る こ とが妥 当 と考 え られ る. 5.PCリ PCリ. フ トア ッ プ時 の影 響 に関 す る検 討 フ トア ップ 時 の影 響 を検 討 す る こ とを 目的 と. して,リ フ トア ップ 時 の 状態 を再 現 した 室 内 曲 げ試 験 を行 った. ― 91―. 図‑7疲. 労 試験 、 及 び 曲 げ試 験 の イ メー ジ 図.

(6) (2)試験 結 果. 荷重 でひ び 割れ が発 生す る.こ のた め,今 後 リフ トア ッ. 初 期 ひ び 割 れ 発 生 荷 重 と 応 力 の関係 を表‑6と 図‑8. プ を行 う際 に は,事 前 に切 削部 充 填 材 が は く離 状 態 に. に示 す.グ ラ フで の着 目点 は,疲 労試 験 を行 って い な. な っ て い な い か 十分 な調 査 を行 う必 要 が あ る と考 え ら. い ケ ー スで の ひ び 割れ 発 生 荷 重 の違 いで あ る.標 準 版. れ る.. と切 込 版① の ひび割 れ発 生荷 重 の 比率は 約80%と な り, 解 析 結 果 と概 ね 一 致 して い る.ま た,切 込版 ② は標 準. (3)梁バ ネ 解析 及 び平 板 解 析 室 内疲労 試験 及び 曲 げ試験 で は,切 削部 が リフ トア ッ. 版 と比 べ,更 にひ び 割 れ発 生 荷 重 が低 減 して い る.こ れ らの 現 象 は,切 削 部 に応 力 が 集 中す る た めひ び 割 れ. プ直 上(荷 重 作 用点)に あ る場 合の 検 討 を実施 した が ,. 発 生 荷 重 が 異 な って い る もの と考 え られ る.. 解析 で は,試 験 で行 うこ との 出来 な か った 切 削 部 と荷. 表‑6疲. 重作 用 点 との位 置 関係 をパ ラ メー ター と した 梁 バ ネ 解. 労 試 験 回数 とひ び 割 れ 発 生荷 量 の 関 係(KN). 析 を行 っ た.ま た,こ の梁 バ ネ 解析 結 果 よ り 「リフ ト ア ップ 工法 」 に切 削部 と荷 重 作用 位 置 の制 限 を加 え る た め の評 価 をす る も の と した. なお,梁 バ ネ 解 析(プ. ログ ラ ム 名:UCフ. レー ム). で は,モ デ ル 奥行 き方 向 の拘 束 力 が版 と異 な り,現 場 の版 の応 力 状 態 を再現 で き ない た め,い くつ か の ケー ス で.現 場 のPC版 名:NASTRAN)を. を考 慮 した 平 板 解 析(プ ロ グ ラ ム 実 施 し,梁 バ ネ解 析 と平板 解 析 の. 相 関性 を導 い た.解 析 結 果 の評 価 手 法 と して は,梁 バ ネ 解 析 結 果 を擬 似 的 に平 板解 析 結 果 に 変 換 し,そ の 結 果 を設 計 上 の 強 度 で確 認 す る こ と と した.図‑9に 梁 バネ 解 析 と平 板解 析 の モデ ル 図 を示 す .PC版 リフ ト ア ップ の荷 重 は,現 場 実 験 な らび に事 前 解 析 検 討 結 果 よ り最 大196KN(20の. と設 定 して い る た め,解 析 で 用. い る載 荷 荷 重 は49KN〜245KNま. で の49KN(5tf)ピ ッチ. (49,98,147,196,245KN)で,リ フ トア ッ プ荷 重 を 想 定 して 下 か らの集 中荷 重 と した.. 図‑8曲 a)標. げ試 験結果(初 期 ひび割れ発生 荷量). 準版. 航 空 機 の繰 り返 し荷 重 を受 け,供 用 開始 数 年 経 過 後 に 初 期 ひび割れ 発 生荷 重が若 干低 下す る傾 向 が見 られ る. ま た,2万. 回後(供 用年 数10年 相 当)以 降 の初 期 ひ び. 割 れ 発 生 荷 重 は,ほ とん ど低 下 の傾 向は 見 られ な い. b)切. 込版①. 航 空 機 の 繰 り返 し 荷 重 に よ る 影 響 が 小 さい と考 え ら れ る.こ の 原 因 と して は,切 込 版 ① は,航 空機 の繰 り 返 し荷 重 に よ る影 響 は受 けて い る もの の,切 削部 の存 在 す る構 造 上 の 弱 点 に よ る影 響 が大 き い 為 だ と考 え ら れ る. c)疲. 労 試 験 が 無 い ケー ス. 表 。6に示 す よ う に標 準 版 と切 込 版① の ひ び 割 れ発 生 荷 重 の 比 率 が約80%と. な り,解 析結 果 と概 ね 同 じ結 果 図‑9三. を示 して い る. d)切. 込 版②. 次元平板解析モデル図. 図‑10に 梁 バ ネ解 析 と平 板 解 析 の 結 果 を 示 す.解 析. 標 準版 及 び切 込 版 ① の場 合 と比 較 して,か な り小 さい. 結 果 よ り梁 バ ネ解 析 と平 板 解 析 結 果 の 関係 を求 めた と. ― 92―.

(7) ころ 下式 に示 す 二 次 元 回 帰 式 とな り,こ の 回帰 式 の相. (4)考 察. 関係 数 は ほぼ1で あ る こ とか ら,梁 バ ネ 解 析 で の 発 生. a)標. 準版. 応 力 か ら版 の発 生応 力 を求 め る補 正 式 と して用 い る こ. リフ トア ップ荷 重 をか け た場 合 のPC版. と と した.. れ発 生 荷 重 は,航 空機 の繰 り返 し荷 重 の影 響 を受 け, 若 干 低 下 す る傾 向 にあ る.. 平 板 解 析 で の 発 生 応 力 度=0.0024421A2+. b)切. 0.13583A+2.971. A:梁. の 初期 ひ び割. バ ネ解 析 で の発 生応 力. 込 版①. リフ トア ップ荷 重 をか け た場 合 のPC版. の 初期 ひ び割. れ発 生 荷重 は,航 空機 の繰 り返 し荷 重 を受 けて も変化 しな い.た だ し,標 準版 と比 較 して20%程 度小 さい荷 重 で初 期 ひ び割 れ が発 生 した こ とか ら,切 削部 が リフ トア ップ 直上 に あ る場 合 は荷 重 制御 を行 う必要 が あ る と考 え られ る. c)切. 込 版②. 切 込 版 ① に比 べ,PC版. の初 期 ひ び割 れ 発 生荷 重 は,. 航 空 機 の繰 り返 し荷 重 の 影 響 を受 け,約84%程. 度 に低. 下す る. d)上. 結 果 か ら,PC版. を リフ トア ッ. プす る場 合,航 空 機 の繰 り返 し荷重 の影 響 でPC版. 平 板解 析結 果 の発 生応 力 度(N/mm2). 図‑10二. 記a)〜b)の. 次 元 梁 ば ね モ デル 解 析 と三次 元 平板 モ デ ル 解析 の 関 係. は. 疲 労 に よ る強 度 低 下 よ りも,切 削部 の影 響 の方 が大 き い こ とが分 か る.こ の原 因 と して は,リ フ トア ップ荷 重 を か けた 場 合,切 削 部 に 応 力 が集 中す る た めで あ る. 図‑11に 切 削 部 と荷 重 作 用 点 と の位 置 関 係 をパ ラ メ ー ター と した梁 バ ネ 解 析 結 果 を示 す .. と考 え られ る. e)解. 析 結 果 で は,リ フ トア ップ位 置 が 切 削 部 の 直 上. にあ る場合 に は許容 応 力 を4.9N/mm2(50kgf/cm2)と した 時, 実 験 結 果 と同様 の20%減 の 荷 重制 御 が 必 要 で あ る こ と が 判 明 した.ま. た,切 削 部 が リフ トア ッ プ位 置 か ら. 300mm程 度 離 れ て い れ ば 従 来 通 りの 荷 重 制 御 で良 い こ とが 判 明 した. 6.結. 論. 本 研 究 で 実 施 した室 内疲 労試 験,曲 げ試 験,梁 バ ネ 解 析 及 び 平 板解 析 よ り航 空機 の繰 り返 し荷 重 に よ る影 響 は 極 めて 小 さい こ とが 判 明 し,リ フ トア ップ 仕 様 の 修 正 点 を提 案 す る と以 下 の よ うに な る.従 来 荷 重 制 御. 裁荷点か ら溝位置までの距離(m). 図‑11平. は196KN(20の で 行 な って きた が,切 削 部 が リフ トア ッ. 板 モ デ ル に換 算 した 梁ば ね モ デ ル 解 析 に. プ 荷 重 位 置 か ら500m未 満 の位 置 の場 合 は,安 全 側 を. お け る溝 位置 の 違 い に よる 溝 位 置 の 発 生 応 力 度. 考 慮 し,従 来 荷 重 の約20%減 の荷 重 で 制御 が必 要 で あ る と考 え られ る(な お,解 析 結 果 では,切 削 部 が リフ. 設 計 上 の 曲 げ 強 度 が4.9N/mm2(50kgf/cm2)で か ら,発. 生 応 力 を4.9N/mm2(50kgf/cm2)ま. る と,196KN(20tf)で. あること. で 許容 と考 え. トア ップ荷 重位 置 か ら300mm程 度 離 れ れ ば 従 来 の 荷 重 制御 で リフ トア ッ プ施 工 が 可 能 とな る). ま た,切 削 部 が 無 い 場合 は,航 空機 の 繰 り返 し荷 重. リ フ トア ップ の 荷 重 制 御 を 行 う. 場 合 で 切 削 部 は 荷 重 作 用 点 か ら300mm以 上 離 す 必 要 が. の影 響 を受 けPC版. あ る 結 果 と な っ た.ま. め,何 らか の 方 法 で 荷 重制 御 す る こ とが 望 まれ る.そ. あ る 場 合(室. 削部が荷重作用点直上に. 内 曲 げ 試 験 と 同 様 の ケ ー ス)の. は,約157KN(16tf)で な り,室. た,切. 結果 か ら. 発 生 応 力 が4.9N/mm2(50kgf/cm2)と. 内 曲 げ 試 験 結 果 同 様 の196KN(20tf)に. が 疲 労 に よ り若 干 強 度 低 下 す るた. こで,安 全側 を考 慮 し,切 込 版 と同様 の 荷 重 制御 を提 案 す る.. 対 し20%. 低 減 して 荷 重 制 御 を 行 う必 要 が あ る こ とが 判 明 し た.. そ の他 と して 切 込版 ② の よ うな切 削 部 充 填 材 の 付 着 強 度 が 低 下 した 場 合,PC版. ― 93―. の疲 労 に よ り強 度 低 下 や.

(8) リフ トア ップ荷 重 に よ る応 力 集 中が 懸 念 され る た め,. る と考 え られ る.. リフ トア ップ を行 う場 合 に は,事 前 に切 削 部充 填 材 の. 今 回,提. は く離状 態 の有 無 につ い て十 分 な確認 を行 う必 要 が あ. 図‑12リ. 案 す る リ フ トア ッ プ の 修 正 点 を 図‑12の. イ メ ー ジ 図 に 示 す.. フ トア ッ プ仕様 修 正 案 イ メ‑ジ 図. 謝 辞:本 研 究 を行 うに 際 し多 大 な る ご尽 力 頂 き ま した. 2). 佐 藤 勝 久,. 犬 飼 晴 雄:. プ レ ス ト レ ス ト コ ン ク リー ト舗. 港湾 技 術研 究 所,構 造 強 度 研 究室 な らび に滑 走路 研 究. 装 とそ の リ フ トア ッ プ 工 法 の 概 要,. 室 の 関係 者 各 位 に深 く感 謝 の意 を示 す もの で あ る.. Vol.32,No.4,. 八 谷 好 高,. 土木 施 工. 1991. 3). 運 輸 省 航 空 局, 空港 コン ク リー ト舗 装 構 造 設 計 要 領,. 4). コ ン ク リー ト標 準 示 方 書. 5). 構 造 力 学 公 式 集,. (財) 航 空振 興 財 団, 1990. 参考文献 1). pp.49‑56,. 佐 藤 勝 久,. 犬 飼 晴 雄:. 沈 下 し た プ レス ト レ. 第421号. /IV―13,. 土 木 学 会,. pp478‑. 480, 1996. ス トコ ン ク リ ー ト舗 装 版 の リ フ トア ッ プ 工 法 の 開 発, 土 木 学 会 論 文 集,. 規 準 編,. pp.145〜154,. 土 木 学 会,. pp217‑221,. 1986. 1990. A STUDY. ON REHABILITATION. PRESTRESSED. Hiroshi. CONCRETE. KANAZAWA Toshirou. AVAILABILITY. PAVEMENT. , Norihisa TERADA. WITH. FUJIMOTO and Takeru. AND USABILITY SURFACE. , Masahiro. OF. CUTTINGS. INADA,. MIYAUCHI. The prestressed concrete pavement planned in Tokyo International Airport Offshore Expansion Project has cuttings for taxiway lighting wiring. Aiming at learning whether there is a problem in using pavement with such cuttings as apron and whether "Prestressed Concrete Lift-Up Method" needs to be modified, the authors carried out a laboratory fatigue test, flexural test, two-dimensional analysis using an elastic beam model and three-dimensional analysis of a plate on prestressed concrete. Proposed as a result are revised specifications for lift-up mechanism of prestressed concrete pavement with surface cuttings.. ― 94―.

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参照

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