路 床強 度 を確 保 す る手法 に関す る検 討
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(2) 表‑2各. 荷 役 装 置 の フ ォ ー ク リフ トの 許 容 載 荷 輪 数. 卜舗 装 の供 用性 を示 す 指 標 と して 採 用 した.従 って, 本 研 究 で は舗 装 の 供 用 性 にお け る重 要 な 因子 で あ る 路 床 の強 度 を確 保 す るた め の 手法 の検 討 を行 うこ と と した.. 2.路. 床 強 度 の確 保. 路 床 の 支 持 力 に 関 して は,ア ス フ ァル ト舗 装 要 綱 でCBR法. を用 い て設 計CBRが3以. 上 を確 保 す る こ. とを基 準 と して い る.一 方 、 軟 弱 な路 床 にお い て は 路 床 強 度 を確 保 す るた め に,必 要 に応 じて セ メ ン ト. 図‑1路. 安 定 処 理 や 良 質 な材 料 に よ る置 換 え な どの路床 改 良. 床 強 度 に 対 す る直 接 工 事 費 の 比 較. を行 い,こ の 路 床 改 良の た め にか か る改 良費 と舗 装. 表‑3HFWDの. の 工事 費 の 合 計 の トー タル コ ス トを考 慮 しなが ら,. 諸 元. 路床 強度 を確 保 す る設 計 が 必 要 とな っ て き た. そ こで,施 工前 の路 床 の設 計CBRを3と の設 計CBRが4,6,8,12と. し,こ. な る よ うにセ メ ン ト. 安 定 処 理 に よ る路 床 改 良 の厚 さ と設 計 条件 を満 た す た め に必 要 な舗 装 厚 を求 め,路 盤 材 料 を加 熱 式 瀝 青 安 定 処 理,開 粒 型 大粒 径 路盤,水 硬性 粒 度調 整 鉄 鋼 ス ラ グ と した 時 の 直接 工事 費 を算 出 した.こ の 結 果 を,設 計CBR3に. 度 を 評 価 す る 方 法 で あ る が,現. 対 す る比 率 で 示 した もの が 図‑1. す る こ と か ら,も. で あ る. この結 果 か ら,設 計CBRを6以. 場での測定装置 のセ. ッ トや 反 力 装 置 を 必 要 と す る な ど の 多 く の 労 力 を 要. 試 験 装 置 が 望 ま れ て い る と こ ろ で あ る.. 上 確 保 で きれ ば,. ほ ぼ経 済 的 な 舗 装 の断 面 設 計 が可 能 で あ る こ とが 明 らか とな っ た.. っ と簡 易 で か っ 現 場 測 定 が 可能 な. HFWDは,落 Falling Weight. 下 重 錘 式 のた わ み 測 定 装 置 で あ る Deflectometer(FWDと. に した 装 置 で あ る.こ. のHFWDの. 略 す)を. 簡易. 諸 元 を 表‑3に 示. す.. 3.HFWDに (1)従. こ の 装 置 の 測 定 原 理 は,8kgの. よ る路 床 強 度 の 推 定. させ る こ と に よ り,300〜500kgfの 生 し,こ. 来 の 路 床強 度 測 定法 とHFWD. 路 床 強 度 の評 価 方法 と して はCBR試. 衝 撃 荷 重 が発. の と き の 載 荷 点 直 下 と 載 荷 点 か ら60cm以. 内 の 任 意 の 位 置 の た わ み 量(2つ. 験,平 板 載. 重 錘 を 自由 落 下. 定 す る も の で あ る(写. の た わ み 量)を. 測. 真‑1).. 荷 試 験,貫 入 抵 抗 試 験 な どが 用 い られ て い る.こ れ らの うちCBR試. 験 は 一般 的 に 最 も普及 して い る試. (2)K値. 験 方 法 で あ る が,現 場 試 料 の 採 取,室 内 試 験 を行 う 必 要 が あ る こ とか ら,手 間 が か か り一 日あた りの 試 験 個 数 に 限 りの あ る方 法 で あ る.一 方,平 板 載 荷 試 験 は施 工現 場 にお い て 測 定 し,K30値 と して 路床 強. とCBR値 の 関 係. 現 場CBRと は,ミ. 平 板 載 荷 試 験 に よ るK30値. ドル ブ ル ー ク ス ら の 換 算 曲 線3)が よ く知 られ. て い る が,我. が 国 に お い て は 植 下4)に よ り次 式 が ま. と め られ て い る. ―274―. との 関係.
(3) 写 真‑1HFWD装. 一 方 関 根 ら5)は. 置. (1) ,平 板 載 荷 試 験,FWD,HFWD. 図‑2KHFWDとK30の. 関係. の 各 試 験 方 法 で 得 られ た 路床 の 支 持 力 の 関係 を 求 め た.こ の 中 で,HFWDか. ら推 定 したK値. と繰 返 し. 平板 載 荷 試 験 の 除荷 後 の接 線 よ り求 めたkv値. とは. か な り高 い 相 関 が あ り,締 固 め の 程 表 の 高 い 場 合 で は そ の 比 が ほ ぼ1:1と な る こ とを報 告 して い る.さ ら に,HFWDか. ら推 定 したK値. と道 路 の 平板 載 荷. 試 験 に よ るK30値 との 関係 も調 べ て お り,両 者 の 関 係 は ほぼ1:2と な る こ とを報 告 してい る. こ こで は,HFWDの. 載 荷 板 の 直径 が9cmで. こ とか ら載 荷 板 の 直径 が30cmに. ある. 対 して のK値. を得. るた め に,線 形 的 な補 正 を用 い て い る. (2) こ こ に,KHFWD:補. 正 後 のK値(kgf/cm2). 図‑3HFWDに. K9:HFWDに. よ るK(kgf/cm2). D9:HFWDの. 載 荷 板 の 直 径9cm. D30:一 従 っ て,こ (KHFWD)と. Timoshenkoの. 般 的 な 載 荷 板 の 直 径30cm. こ にHFWDで. 弾 性 論 で 導 か れ た 次 式 に よ り推 定 す. 求 め た 補 正 後 のK値. (4) こ こ に,d:剛. 平 板 載 荷 試 験 で 求 ま るK値(K30). 性 円 形 載 荷 板 の 表 面 沈 下 量(mm). P:載. これ に よ り,. 荷 応 力(kgf/cm2). v:ポ. ア ソ ン比. a:円. (3). 形 載 荷 板 の 半 径(cm)E:. 路 床 の 弾 性 係 数(kgf/cm2). ま た は,CBR=0.95×KHFWD‑4.0. こ こ で,路. HFWDを. の推 定(載 荷 点 直 下). る.. と の 関 係 を 求 め た(図‑2).. (3)HFWDに. よ るCBR値. よる弾性解析. た は2層. 用 い て た わ み 量 を 測 定 し,こ れ を多 層. 床 を 表 面 か ら1mと. 仮 定 し て1層. で 構 成 され る 場 合 に お け る 平 均CBRと. 下 量 を 載 荷 点 直 下 の み の 場 合(図‑3)と. ま 沈. 載荷点直下. よ り,い くつ か の 層 の 弾 性係 数 を推 定 す る こ とが 可. お よ び 載 荷 点 か ら20cmの 地 点 に つ い て 求 め た(図 ‑4) .こ の 計 算 で は,多 層 弾 性 計 算 に 基 づ き2層 の. 能 で あ る.こ こで は,路 床 の1mを2層. CBR値. 弾 性計 算 に よ り計 算 され た た わ み と比 較 す る こ とに. 0.2m単. 位 で層 厚 を 変 化 させ て,HFWDか. 各 層 のCBR値. と仮 定 し, ら簡 便 に. の 推 定 が 可 能 か 検 討 を行 うこ と と し. た.. 層 の 値 を 用 い る こ と と し,上 のCBR値. 層 厚 が 未 知 の ケー ス. HFWDに. る.な. よっ て,載 荷 点 直 下 のた わ み 量 を. 厚 は,上. し,こ お,計. 組 み合わ. 層 の 厚 さ を0,20,40,60,80,. れ に 合 わ せ て 下 層 の 厚 さ を設 定 す. 算 に 用 い る 路 床 の 弾 性 係 数 は,E=. 100×CBR(kgf/cm2)で ―275―. 層路床お よび下層路床. を1.5.3,4,6,8.12,20の. せ と した.層 100cmと. 1)各. の うち 上 層 が 下 層 よ り も 小 さ い と き に は 上. 換 算 し た..
(4) 図‑4HFWDに. 表‑4路. よ るCBR値. の 推 定(D0,D20の2点. 床強表の特性. 法). た わみ y1:載. 荷 点 直 下 の測 定 た わ み. y2:載 荷 点 よ り20cm離 たわみ 3)実. れ た位 置 の 測 定. 際 の 適 用例. 宇 都 宮貨 物 タ ー ミナ ル 駅 の コ ンテ ナ 荷 役 ホ ー ム 増 設 工事 にお い てCBR試 この 結 果 か ら,路 床 の構 造 が 未 知 な 場 合 にお い て HFWDに. よ り2箇 所 で変 形 量 が 計 測 で きれ ばCBR. たわ み と載 荷 点 よ り20cmの. 表‑4は 、HFWDの 層厚が既知 のケース. 逆 解 析 に よ り各 層 の弾 性 係 数 の推 定 が 可能 で あ る. 得 られ た測 定 たわ み. と計 算 た わ み の残 差 平 方 和(RMS)を. CBR値. 結 果 よ りK値. よる. を推 定 し、換 算. を推 定 した もの で あ る。. 路床 改 良 前 は 、 本 箇 所 のCBR値 ら推 定 したCBR値. 最 小 にす る. の結 果 で はHFWDか. 方 法 で あ る6).. に比 べHFWDか. が か な り小 さい も の の 、改 良 後 らの推 定 値 の方 が 大 き くな っ. てい る。 こ の原 因 と して は 、 本 箇所 の 土 質 は 自然 含 水 比. (5) こ こ で,RMS:残. 地 点 の 測 定)に. 係 数1.9を 用 い てK30値 を推 定 し、 式(1)を用 い て. 路 床 を2層 とす る場 合 に,多 層 弾性 計 算 を用 い た こ の逆 解 析 方 法 は,HFWDで. 荷板直 下の. たわ み 測 定 を行 っ た.施 工 前 後 の 路床 土 の特 性 を表 ‑4に 示 す.. 値 の 推 定 が 可 能 とな っ た. 2)各. 験 とHFWD(載. 差平方和. 95%の. 軟 弱 な 関 東 ロー ム で あ り、 改 良後 は 上層 が. x1:載. 荷 点 直 下 の 計算 た わ み. 強 固 とな った た め、 荷 重 の 分散 性 能 の違 い が 前 後 の. x2:載. 荷 点 よ り20cm離. 推 定 結 果 の 違 い に表 れ た もの と推 定 され る。. れ た位 置 の計 算. ―276―.
(5) 路床 改 良 前 後 の 解 析 結 果 に よ り,CBR試 とHFWD(直. 験 結果. 表‑5貨. 物 ヤ ー ドの設 計 条 件. 下 の た わ み 測 定 の み)で は,ほ ぼそ. の範 囲 内 に あ る こ とが 確 認 され た.. 4.ジ. オ テキ ス タ イル を用 い た路 床 強 度 の 確保. (1)施. 表‑6ジ. 工の背景. オテ キ ス タイル の諸 元. 凍 結 寒 冷 地 の舗 装 は,気 温0表 以 下 の 日が つ づ く と路 床 土 が 凍 結 す る よ うにな り,現 象 と して 凍 上 が 発 生 した りす る.さ らに,春 先 の融 解 期 にア イ ス レ ン ズ が融 けて 路 床 の含 水 比 が 急 激 に高 くな り,軟 弱 化 を 起 こす よ うに な る.こ れ を防 止 す るた め に,寒 冷 地 の舗 装 で は 一 般 に凍 上 しに くい 材 料 に よ って 路 床 土 を 置 き換 えて い る。 凍 結 深 さが 設 計 舗 装 厚 よ り. 表‑7CBR値. の設 計 値 と路 床 弾性 係 数 か ら. 推 定 した 測 定値 の比 較. も 大 き い と きは,そ の 差 に相 当す る分 が凍 上 抑 制 層 とな り,粒 状 材 料 に よ る置 換 え 工法 が使 われ てい る, この 置 換 え層 に よ って,軟 弱 な路 床 で は路 床 強 表 が 増 加 す る.そ こで,凍 上 抑 制 の効 果 を も ちつ つ 所 定 の 路床 強 表 を確 保 す る方 法 と して,置 換 え層 とジ オ テ キ ス タ イ ル を併 用 す る方 法 につ い て検 討 を行 っ た, (2)ジ. オ テ キ ス タイ ル の 設 計 と施 工. 軟 弱 な 路 床 に ジオ テ キス タイ ル を敷 設 して 路 床 強 表 を確 保 す る方 法 は,米 国 等 で今 ま で数 多 くの事 例 が あ る.し か し,JR貨. 物 で は 適 用 例 が な く,北 海. (3)FWDに. 道 支 社 北旭 川 駅 構 内の 貨 物 ヤ ー ドで 試 験 施 工 をす る. よ る路 床 強 度 の 推 定 結 果 とその 評 価. 施 工 後約8月. を経過 した 後,FWDに. よ り舗 装 体. こ と と した.本 貨 物 ヤ ー ドの 舗 装 設 計 条 件 を表‑5. と路 床 の 構 造評 価 を行 った.CBRの. に示 す.. 弾 性 係 数 か ら推 定 した 測 定 値 の比 較 を表‑7に 示 す.. 従 来 の設 計 法 にお い て は,CBR3以. 下 の路 床 改. この 結 果,FWDに. 設 計 値 と路 床. よ る路 床 強 表 は6.5と 推 定 さ. 良 時 に 置 換 え工 法 を施 工 す る場 合 は 「 施工厚か ら. れ,ジ オ テ キ ス タイ ル の使 用 に よ っ て所 定 の 路床 強. 20cmを 減 じた も の有 効 改 良厚 とす るも の 」 と して. 表 を確 保 で き る こ とが 確 認 で き た。 こ の理 由 と して. い る.一 方,米 国 にお い て は ジオ テ キス タイ ル を使. は,ジ オ テ キ ス タイ ル を用 い る こ とで置 換 え層 の粒. 用 して 路盤 と路 床 の境 界 を設 けた 場 合 には,路 床 強. 状 砕 石 と軟 弱 な路 床 土 の境 界 を形 成 す る こ とが で き,. 表 が1.8(1.6〜2.0)倍. 砕 石 の め りこみ な ど を防 止 す る こ とで沈 下 を抑 制 で. 程 表 増加 す る こ とが 報 告 さ. きた こ と な どが あ げ られ る.. れ て い る6). そ こで 本 設 計 にお い て は,路 床 の置 換 え深 さ(掘 削深 さ)を で き るだ け少 な くす るた め に,軟 弱 地盤 の 一部(深. さ60cm)を 置 換 え,従 来 の設 計 法 で は 地. 点CBRが3.8と な る が,こ の層 の 下 面 に ジオ テ キ ス タ イル を敷設 して 所 定 の 路 床 強 表(設 計CBR6. 5.ま. とめ. 小 の1.6倍 を ジオ テ キ ス タ イル の使 用 に よ る路 床 強. 本 研 究 で 以 上 の こ とが 明 らか とな った. 1)JR貨 物 で は,コ ンテ ナ 荷 役 ホ ー ム で 大 型 フォ ー ク リフ トを使 用 して い るが ,こ の箇 所 に用 い るア ス フ ァル ト舗 装 で は 路 床 強 表 がCBR6以 上確 保す. 表 の増 加 と して設 計CBRを6.1(=3.8×1.6)と. る こ とが 路床 改 良 を 考 慮 した トー タル 工 事 費 で最 も. 以 上)を 確 保 す る こ と と した.ジ オ テ キス タイ ル の 諸 元 を 表‑6に 示 す.上 記 の 参 考 文 献 に基 づ き,最 した.. 経 済 的 で あ る こ とが 明 らか とな った. ―277―.
(6) 2)路. 床 強 表 を確 保 す る た め の測 定方 法 と して,. CBR試. 験 法 や 平 板 載 荷 試 験 法 に変 わ っ て,HFWD. 2). ー ドに お け る ア ス フ ァ ル ト舗 装 設 計 に 関 す る 研 究. を使 用 で き る可 能性 を 明 らか に した. 3)HFWDと CBR試. 木. 多層 弾性 計 算 を組 み 合 わ せ,路 床 の. 弾 性係 数 やCBR値. ほ ぼ 一 致 して お り,HFWDで. ら算 定 した結 果 が. 最 上 武 雄, 福 田 秀 夫;現. 4). 植 下 協:. 鹿 島 出 版 会,. 路 床 強 表 の推 定 が 可 5). オ テ キ ス タイ ル と置 換 え層 を併設 した 路床 改. 良後 の 強 表 は,参 考 文 献6)と 同様 な地 点CBR値. pp.47‑54,. 場技術者のための土質工学. 1975.. 講座. 「舗 装 の 力 学 」,. 舗 装,. 8‑6,. pp.33‑38 ,. け る ジ オ テ キ ス タイ ル を敷 設 す る こ との有 効 性 が 確 認 され た.. 関 根 悦 夫, 村 田 修, 木 幡 行 広, 矢 崎 澄 夫, 阿 部 長 門 , 雑 賀 義 夫, 丸 山 暉 彦:. の. 験(5). 約1.6倍 の強 表 とな っ た.こ の た め,軟 弱 地盤 に お. , 第31回. pp.2347‑2348, 6). 礫 材を用いた鉄道盛土の転圧試. 地 盤 工 学 研 究 発 表 会, D‑9,. 1174,. 1996.. T. A. Haliburton, J. D. Lawmaker, 田 中 茂, 山 岡一 三, 廣 田 泰 久 訳: 設 計 マ ニ ュ ア ル,. V. C. McGuffer著, ジ オ テ キ ス タ イル. 土 木 工 学 社, PP.113‑117,. 1987.. (1996.10.14受. 参考文献 1) The Asphalt Institute: Asphalt Institute's. Research and Development of the. Thickness Design Manual ( MS-1),. Ninth Edition, pp.7-13,. ,土. 1995.. 1973.. 能 とな っ た. 4)ジ. 学 会 論 文 集, No.520,. 3). が推 定 で き る.適 用 例 に基 づ き,. 験 に よ る結 果 とHFWDか. 上 浦 正 樹, 丸 山 暉 彦, 姫 野 賢 治, 阿 部 長 門: 鉄 道 貨 物 ヤ. 1982.. RESEARCH OF THE METHOD ESTIMATING AND MAINTAING THE SUBGRADE STRENGTH Masaki KAMIURA, Nagato ABE, Yasuo MIURA, Masahiro KANAUCHI, Hirohisa FUJITA This paper concerns the development of the pavement structural design in railway container yards where weight forklifts are driving for loading works. One important objects in this paper is to estimate the subgrade strength easily. By the economical analysis on the construction cost , the minimum subgrade strength was decided as CBR 6. HFWD was introduced to estimate the subgrade strength which is more conveniently estimate the strength. The other object is to maintain the subgrade strength more inexpensively. The geotexitile was introduced to the subgrade in the yard pavement in the cold area and the construction cost was less than the conventional methods.. ―278―. 付).
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