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付 着 型 薄 層 ホ ワイ トトッピング 工 法 に 関 す る基 礎 的 研 究

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Academic year: 2022

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(1)【第2回 舗 装 工 学講 演 会講演 論 文 集1997年12月. 】. 付 着 型 薄 層 ホ ワイ トトッピング 工 法 に 関 す る基 礎 的 研 究 野 田悦 郎1・ 孔 1. 正会員. 日本 道 路 ㈱ 技 術 研 究 所(〒146東. 2. 正 会 員Ph.D同 3. 非会員. 永 健2・ 笠 原 好 則3. 京 都 太 田 区 多 摩 川2‑11‑20). 上. 同上. 破 損 した ア ス フ ァ ル ト舗 装 に薄 層 の コ ン ク リ ー トオ ーバ ー レイ を施 工 す る 修 繕 工 法 、 薄 層 ホ ワ イ ト ト ッ ピ ン グ工 法 が 欧 米 で 研 究 さ れ て い る 。 本 研 究 で は 我 が 国 へ の適 用 可 能 性 に つ いて 小 規 模 モ デ ル 実 験 等 を 通 して 、 主 に コ ン ク リ ー ト版 と既 設 ア ス フ ァ ル ト舗 装 の 界 面 性 状 お よ び 実 際 の 温 度 環 境 に 置 か れ た 場 合 の 構 造 特 性 を 中心 に 基 礎 的 な 研 究 を行 っ た 。 ① 薄 層 コ ン ク リ― ト版(厚. さ8〜9cm)と. 既設下 層 アス コ. ン 層 の温 度 特 性 、② 界 面 の せ ん 断 応 力 とせ ん 断 強 度 の 関 係 に 及 ぼ す コ ン ク リ ー ト版 の 温 度 差 と既 設 ア ス コ ン層 の温 度 の影 響 、③ 舗 装 構 造 の ク リテ ィ カ ル な ポ イ ン トな ど を明 らか に し た 。. key words :thin bonded concrete overlay(whitetopping)on existing asphalt pavement, interface shear strength and shear stress,pavement temperature,FEM analysis, damage analysis 1.は. じめ に. 法 を 意 味 す る。 この ホ ワイ ト トッ ピ ン グ工 法 に も、 既 設 の ア ス フ ァ ル ト舗 装 を 単 に 路 盤 と み な し 設 計 施. 我 が 国 の道 路 舗 装 の ほ とん どを 占め る ア ス フ ァル. 工 さ れ る 工 法 と 、ultrathin. whitetoppingと. 呼ば. ト舗 装 にお いて 、重 交 通 道 路 に お け る流 動 わ だ ち 掘. れ る 薄 層 の 付 着 型 コ ン ク リ ー トオ ー バ ー レ イ 工 法 が. れ は 供 用 性 を著 し く低 下 さ せ る 原 因 と な っ て い る 。. あ り、近 年 は 後 者 に 関 す る 研 究203)4)がな さ れ て い る 。. 流 動 わ だ ち を 生 じな い コ ンク リ ー ト舗 装 に よ る 修 繕. 本 文 は 、 この 薄 層 付 着 型 コ ン ク リ ー トオ ー バ ー レイ. が望 ま し い も の の 、 通 常 の コ ン ク リー ト舗 装 の 場 合. が 我 が 国 に も適 用 の 可 能 性 に つ いて 小 規 模 モ デ ル 実. に は 、 養 生期 間 が必 要 で あ る こ と 、厚 さが 厚 いた め. 験 等 を 通 し て 、 主 に コ ン ク リ ー ト層 と既 設 ア ス フ ァ. か な りフ ォ ー メ ー シ ョ ンが 上 が る こ と な ど の た め. ル ト舗 装 の 界 面 性 状 お よ び 実 際 の 温 度 環 境 に 置 か れ. に、 一 般 的 に は適 用 が 困 難 で あ る。 しか し、 前 者 に. た場 合 の構 造 特 性 を 中心 に基 礎 的 な研 究 を行 っ た の. 関 して は 、 早 期 強 度 が 発 現 す る コ ンク リ ー ト材 料 も. で 報 告 す る もの で あ る。. 開 発 され て い る こ とか ら、 残 され た課 題 は如 何 に フ ォ ー メ ー シ ョ ンを 上 げな い よ う に構 造 的 な 耐 久 性 を 有 す る薄 層 コ ン ク リ ー トオ ーバ ー レイ 修 繕 工 法 を確. 2.薄. 層 ホ ワ イ ト トッ ピ ン グ の 既 往 の 研 究 と 、 想 定 した 我 が 国 で の 適 用. 立 す るか に あ る。 欧 米 で は 、 破 損 した ア ス フ ァル ト舗 装 の修 繕 工 法 と して 、 既 設 アス フ ァル ト舗 装 上 に コ ン ク リー ト舗. (1)薄 層 ホ ワ イ ト トツ ピ ン グ の 既 往 の 研 究 Risserら2)は1991年. に 米 国 で 試 験 施 工 を実 施 した 。. ホ ワ イ ト ト ッ ピ ン グ(以. 下WT)の. が 研 究 され て い る。 ホ ワ イ ト トッ ピ ン グ 工 法 は 、 広. 目 地 間 隔1.83m、0.61mの. も の を 既 設 ア ス コ ン 舗 装(以. 義 的 に ア ス フ ァル ト中 間 層 上 の 通 常 の コ ン ク リ ー ト. 下 既 設AC層)10.2cm上. 舗 装 とい った 新 設 の 場 合 も含 む が 、 一 般 に は 破 損 し. 年 経 過 した 時 点 で は 良好 な 供 用 性 を示 した と報 告 し. た既 設 ア ス フ ァル ト舗 装 上 の コ ン ク リ ー ト舗 装 施 工. て い る 。 ま たJ.Silfwerbrand3)は. 装 を 施 工 す る 、 通 称"ホ. ワイ ト トッ ピ ン グ"工 法1). ―45―. 厚 さ8.9cm,5.1cm、. に 施 工 し た も の で あ り、 約1. ス ウ ェ ー デ ンで 版.

(2) 表‑1打. 設 した 超 早 強 コ ン ク リー トの配 合 と性 状. WT工 法 で は、 特 に、 舗 装体 温 度 が 舗 装 の挙 動 に大 き く影 響 す る と考 え られ る。 す な わ ち 、 上 層 は コ ン ク 図‑1薄. 層WTの 概 念 図. リ ー ト舗 装 版 で あ る の で 、 必 然 的 に 生 じ るで あ ろ う コ ン ク リー ト版 の 温 度 勾 配(温 度 差)に よ る発 生応. 厚7cm、 目地 間 隔1.25mか ら3.5mの 試 験 施 工 を行 い 、. 力 、 下 層 の既 設AC層 が 温 度 に よ り弾 性 係 数 が 変 化 す. 大 型 車 交 通 量 が 比 較 的 に多 い に も係 わ らず 良 好 な 供. る こ と によ る応 力 の変 化 、 これ らが 輪 荷 重 応 力 お よ. 用 を示 して いる と報 告 して い る。 い ず れ の 場 合 も 、. び温 度 応 力 の 合 成 と して 、WT版 内 応 力 、既 設AC層 の. ① 既 設AC層 との 付 着 確 保 を前 提 に既 設AC層 表 面 の切. 引張 ひ ず み 、 付 着 を前 提 と して 挙 動 す る と 設 計 す べ. 削 、 ② 短 い 目地 間 隔 、③10cm以 下 の薄 層 コ ンク リー. きで あ る 薄 層WT構 造 のWT版 と既 設AC層 のせ ん 断応 力. ト(ス リ ップバ な し)が 共 通 して い る。 そ して 良 好. に関 係 して くる と考 え られ る 。そ こで 、本 研 究 で は 、. な 供用 性 を示 した 理 由 と して 、 薄 層 コ ン ク リー ト舗. ① 図‑1のWT舗. 装 が既 設 の アス フ ァル ト舗 装 と付 着 して 一 体 化 した. 作 成 し、 舗 装 体 温 度 を 経 時 的 に測 定 し、WT舗 装 の舗. 挙 動 を 示 して い る こ と を上 げ て い る 。 特 にRisserら. 装 体 温 度 特 性 を 明 らか に し、②WT版 と既 設AC層 の付. の 試 験 舗 装 に 関 して は 既 存 のWestergaardモ. 装 構 造 を模 した 小 規模 モ デ ル を. デル. 着 せ ん 断 強 度 を実 験 的 に 求 め 、③ 以 上 を踏 まえ 、FE. 版 モ デ ル(ILLI‑SLAB)で は 破 壊 しな か. Mプ ロ グ ラム を用 い て 、 発 生 す る応 力 、 ひ ず み を 推. っ た 理 由 を説 明 で きず 、2層 版 モ デ ル(同 じ くILLI ‑SLAB)の み が 破 壊 し な か っ た理 由 を 説 明 で き る と. 定 し、 お よ び そ れ らか ら推 定 さ れ る 界 面 の 応 力 、 舗. や 、FEMの1層. 装 体 の 疲 労 特 性 等 に つ い て考 察 した 。. し、 そ れ を用 いた 設 計 因子 の 感 度 分 析 を行 って い る が 、 明確 な 設 計 理 論 に は な っ て は い な いな ど、 設 計 ・供 用 性 の究 明 な ど に まだ 多 くの課 題 が 残 され て い. (1)小 規模 モ デ ル 実 験. る4)。. ス フ ァル ト舗 装 厚 は15cmあ り、J.Silfwerbrandが. 小 規 模 モ デ ル 実 験 の 概 要 を 図‑2に. 示 す。既 設 ア 提. 案 す るWT工 法 の 要 件 で あ る既 設AC層 厚 が12cm以 上 の (2)想定 した 我 が 国 で の 適 用. 要 件 は満 足 して い る と考 え た 。 目地 間 隔 は 前 述 の 既. わ だ ち 掘 れ 破 損 が 卓 越 して い る の は重 交 通 路 線 で あ る こ とか ら、D交 通 、路 床 設 計CBR6の. 既設 アス フ. 往 の 試 験 施 工 の 実 績 を考 慮 して1.2mと した 。 な お 、 既 設AC層 の 表 面 は 付 着 確 保 の た め 、 小 型 表 面 切 削機. ァル ト舗 装 を例 に、 薄 層WT工 法 の 適 用 を想 定 した概. で 切 削 した 版(版A、 版B)と. 念 を 図‑1に. 示 す 。 す な わ ち 、既 設 の わ だ ち 掘 れ の. した 。 切 削 深 さ は1cm弱 で あ っ た 。 使 用 し た コ ン ク. 除 去 と、付 着 効 果 の 向 上 を 目的 と したAC層 表 面 の切 削3cmを 行 い 、 そ の 後 に8cm程 度 の超 速 硬 も し く は超. リ ー トは 表‑1に 示 す 配 合 ・性 状 の 超 早 強 コ ン ク リ ー トと し、 目地 は コ ン ク リ ー ト打 設 翌 朝 、 無 散 水 型. 早 強 コ ン ク リー トを 打 設 し、 無 散 水 カ ッタ にて 目地. カ ッ タ に て深 さ2.5cm切 削 した 。熱 電 対 はWT版 表 面 、. を25mmほ ど切 削 す る。. 中心 、 下 面 、既 設AC層 内 に配 置 し、 打 設 直 後 か ら1. しな い版(版C)を. 設定. 時 間 毎 に 自動 連続 測 定 を行 っ た 。 夏 期 にそ りの測 定 3.実. 験 研 究 の概 要. も実 施 した 。. ―46―.

(3) 図‑2小. 写 真‑1界. 規 模 モ デ ル 実 験 の概 要 図. 写真‑2界. 面せん断強度試 験. 図‑5は1時. (2)界 面 強 度 実 験. 面引張 強度試験. 間 毎 に測 定 したWT版 の 温 度 差(=WT. あ らか じめ 密 粒 ア ス コ ンで 作 成 した 供 試体 表 面 を. 版 の 上 面 と下 面 の温 度 差)の 時 間的 な割 合 を示 した. 上 述 の 小 型 切 削 機 で 表 面 切 削 した供 試 体 と しな い供. もの で あ る。 参 考 にセ メ ン トコ ン ク リー ト舗 装 要 綱 5)の版 厚15cmの 場 合 も 示 して い る が 、WT版 は 薄 層 の. 試 体 に つ い て 、 小 規 模 モ デ ル 実 験 で用 いた コ ン ク リ ‑ト を打 設 し 、所 定 の養 生 後 切 り出 し、 写 真‑1,2 に 示す よ う に界 面 のせ ん 断 強度 試 験 と 引張 強 度 試 験 を行 っ た 。. た め 版 温 度 差 の最 大 値 は9℃. と小 さ く、 そ の 時 間 割. 合 は ±1℃ 前 後 に集 中 して い る 。 図‑6は. 隣 接 す る ア ス フ ァル ト舗 装 の 内部 温 度 とW. Tの 下 層 既 設AC層 の 内 部 温 度 を比 較 した も の で あ る 。 4.実. 験結果. 高 温 領 域 にな る ほ ど 、両 者 の 温 度 の差 は大 き く、WT 版 の 下 の 既 設AC層 の最 大 温 度50℃. を越 え る こと は. な く、 隣 接 ア ス フ ァル ト舗 装 よ り も約10℃ 低 い。. (1)温 度 特 性. WT工 法 の構 造 を解 析 す る 場 合 、WT版 の 温 度 差 と、. 夏 の 時 期 の 代 表 的 な 舗 装 体 温 度 の 日変 化 を 図‑3. 下 層 の 既 設AC層 内 部 温 度 の組 み合 わ せ デ ー タ が必 要. に示 す 。 深 さ方 向 の 温 度 分 布 測 定 事 例 は 図‑4aに 示 す 。 上. で あ る こ と か ら、 図‑7に. 示 す よ う にWT版 の 温 度 差. 面 温 度 と下 面 温 度 の平 均 と中心 温 度 は ほ ぼ 図‑4bの. ご と につ い て 、 下 層 の 既 設AC層 内 部 温 度 発 生 頻 度 分. よ う に1:1に 対 応 し て お り、WT版 内 の 深 さ 方 向 の 温. 布 を求 め た。. 度 分 布 は ほ ぼ線 形 で あ り、 非 線 形 に よ る 内部 応 力 の (2)WT版 の付 着 と そ り変 形. 発 生 は 小 さい と考 え られ る。. ―47―.

(4) 図‑3舗. 装 体 温 度 の 日変化 例. a). b) 図‑4版. 図‑5WT版. 図‑6WT版. 厚方 向の温度分布. の 温 度 差 の頻 度 分 布. 下 の ア ス フ ァル ト舗 装 体 温 度. 図‑7WT版. ―48―. 下 のAC層 内 部 温 度 発 生 頻 度.

(5) 図‑9版A自 図‑8そ. 由縁 部 と版. B拘 束 縁 部 の そ り. り測 定 結 果 の 一 例. 打 設 後 半 年 経 過 し た 時点 で 、 小 規 模 モ デ ル 版 の版 A自 由縁 部 側 にWT版 と既 設AC層 の 間 にわ ず か な は く. 表‑2界. 面 の せ ん断 強 度 と 引張 強度(kgf/cm2). 離 が観 察 され た の で 、1.2m四方 の縁 部 と中央 部 に て 、 変 位 計 によ って 日変 化 に よ る そ り変 形 の 測 定 を試 み た(図‑2参. 照)。. 温 度 差0の 時 を起 点 と して 、 垂 直 変 位 量 の 日変 化 を 測 定 した 結 果 の 一 例 を 図‑8に 示 す 。 これ に よれ ば 、版 周 辺 部 で は温 度 差 負 の 状 態 で 上 面 側 に変 形 し、 温 度 差 正 の状 態 で は版 中 央 で 上 面 側 に変 位 し、 周 辺 部 で は 下 面 側 に変 位 し、 温 度 勾 配 に即 したそ り変 形 を 示 して いる こ とが わ か る。. 界 面 に 関す る強 度 試 験 結果 を 表‑2に 示 す 。4‑(1). 同一 温 度 差 に お け る 版Aと 版Bの 変 位 量 を 比較 した の が 図‑9で. の 温 度 特 性 測 定 結 果 を踏 ま え 、WT版 とAC層 の付 着 せ. あ る。自 由縁 部 側 の 版Aの そ り変 位 量 は 、. 版Bの そ り変 位 量 よ りも大 き く、 版Aの 自由縁 部 周 辺. ん 断 強 度 に つ い て は 最 もせ ん断 応 力 が ク リテ ィ カ ル とな る50℃ の 場 合 と平 均 的 な温 度 と して の20℃ を選. で 非 付 着 の状 態 に な って い る と推 察 さ れ る。 今 回 の. 定 し た 。 これ に よ れ ば、50℃ の 場 合 の せ ん 断 強 度 は. 小 規 模 モ デ ル 実 験 で は 、 施 工 延 長 が3.6mと 短 い た め. 常 温20℃ の 場 合 の60%程 度 ま で 低 下 して い る 。 ま た. か 、設 け た2箇 所 の 目地 に も ひび わ れ は誘 導 され ず 、 結 果 的 に端 部 の 付 近 に既 設AC層 との は く離(非 付 着. AC層 を表 面 切 削 しな い場 合 のせ ん 断 強 度 は 、 引張 強 度 もそ うで あ るが 、 切 削 した 場 合 よ りも大 き い結 果. 状 態)が 生 じた もの と考 え られ る 。今 回 の 小 規 模 モ. を示 した 。 欧 米 の 施 工 で は表 面 切 削 が 工 法 の 成功 に. デ ル 実 験 で は 、 版 の 深 さ の1/3程 度 の 目地 切 削 を 行. は不 可 欠 と され て お り、用 い た アス コ ン供 試 体 が 新. い 、 ひ び わ れ を誘 導 し よ う と した が 、 目地 切 削 は さ らに 厚 さ の1/2程 度 以 上 で 切 削 し 、 ひ び わ れ を 誘 導. 規 に作 成 した もの で あ る こ と、 表 面 切 削 に よ る 粗 面 が 通 常 機 械 の もの よ り も小 さか った こと な どが 理 由. す る方 が 温 度 によ るそ りや 軸 方 向 収 縮 に起 因 す る は く離 に お い て 有 効 な 対 策 で は な い か と の知 見 が 得 ら. と考 え られ るが 、 さ ら に実 路 の 実 験 な どで検 証 して いきたい。. れ た。 5.WT舗. 装 構 造 の解 析. (3)界面 強 度 せ ん 断 試験 はGrzybowska6)の 試 験 法 を参 考 に して 、 選 定 した 。 ま たツ ア ス フ ァル ト表 面 の切 削 効 果 に お け る せ ん 断 試 験 の結 果 を検 証 す る こ と を 目的 と して. (1)解 析 モ デ ル と解 析 条 件 WTの 構 造 解 析 に 関 して 、下 層 のAC層 をWinkler支 承 と見 な して版 厚 を 決 め るACPAの ガ イ、 ドライ ン7)が あ る が 、Mackら の 調 査 研 究 と解 析 結 果4)によ れ ば 、. 界 面 の 直 接 引 張 試 験 も実 施 した。 ―49―.

(6) 表‑3WT版. の温 度差 と 、 そ の 時 に 求 め た 既 設AC層 の弾 性 係 数 の統 計 平 均. 図‑10解. 析 対 象 とす る舗 装 構 造8). 、 この 種 類 のモ デ ル は実 際 の舗 装 の挙 動 を 説 明 す る こ と は で き な い と指 摘 して い る。 す な わ ち 、 既 設 ア ス フ ァル ト舗 装 と複 合 版 的 な 効 果 を考 慮す る解 析 モ デ ル が ホ ワ イ ト トッ ピ ン グ の 構 造 解 析 に 適 して い る 。 薄 層 ホ ワイ ト トッ ピ ン グ は重 交 通 道 路 に適 用 さ れ る想 定 か ら、 図‑10に. 示 す よ うなD交 通 に お け る. 舗 装 構 造 断 面 お い て 、AC層 がWT版 と一 体 化 して 複 合 版 的 に挙 動 す る2層 版 モ デル を扱 え るHUANGのFEM 構 造 解 析 プ ロ グ ラム9)を用 い て 舗 装 体 の 応 力 ・ひ ず み の試 算 を行 った 。 コ ン ク リ ー ト版 の 目地 間 隔 は120cmと し、 骨 材 か み 合 わ せ 目地 の荷 重 伝 達 効 果 を考 慮 せ ず 、 四 方 が す べ て 自 由縁 部 で あ る 最 も厳 し い 載 荷 条 件 を選 定 し. 図‑11せ. ん 断 強 度 とそ の 場 合 の せ ん 断 応 力. た。 既 設AC層 の 弾性 係 数 につ いて は 、 密 粒 アス コ ン の 繰 り返 し 曲 げ試 験 で 得 られ て い る 複 素 弾 性 率 と温 度 ・載 荷 速 度(周 波 数)の 関係 に 、 車 両 走 行 速 度50km /h程 度 の 周 波 数 を入 れ て求 め た複 素 弾 性 率 と温 度 の 関 係 に、実 測 した 舗 装 体 の温 度 を代 入 して推 定 した。 こ の推 定 を 図‑7の. 測 定 結 果 に適 用 し 、WT版 の温 度. 差 毎 に対 す る ア ス フ ァル ト舗 装 の 弾 性 係 数 の統 計 平 均 を表‑3に 示 す よ う に求 め 、 以 後 の 解 析 の 入 力 デ ー タ と した 。 AS安 定 処 理 上 層路 盤 の 弾性 係 数 は そ の 等 値 換 算 係. 図‑12界 面せ ん断性 状に対 するWT版温 度差 の影響. 数 か ら ア ス フ ァル ト層 の80%と した 。 粒 状 路 盤 、 下 層 路 盤 お よ び 路 床 の弾 性 係 数 はCBRの100倍 と した 。. き くな り、特 に 既 設AC層 の温 度 が50℃ の 場 合 、発 生 頻 度 は著 し く小 さ い も の の、 界 面 のせ ん 断 強 度 を上. (2)界 面 の せ ん 断応 力の 解 析 輪 荷 重5ton〜10tonの. 回 り、 載 荷 位 置 の 界 面 が 非 付 着 の状 態 に な る可 能 性. 場 合 にお い て 、WT版 の温 度. 差9℃ にお い て 、既 設AC層 の 温 度 が20℃ の場 合 と50. が 大 き い こ と を示 して い る。 また 表‑3の. 関 係 を 用 い 、 せ ん 断 強 度 が 温 度50℃. ℃ の 場 合 の せ ん 断強 度 とせ ん 断 応 力 の 関 係 を 図‑11. と20℃ で 線 形 の関 係 が あ る と仮 定 して 、WTの 温 度 差. に示 した 。 これ よ り輪 荷 重 が大 き くな る ほ ど、 既 設. 別 のせ ん 断応 力(輪 荷 重5t,10t)と. AC層 の温 度 が 高 くな る ほ ど、界 面 の せ ん 断 応 力 は大. 係 を示 した の が 図‑12で. ―50―. せ ん断 強 度 の 関. あ る。 この 図 よ り、 輪 荷 重.

(7) 表‑4計. 10tonの 場 合 に はWT版 の 温 度 差 が 大 き くな る と、 せ. 算 に用 いた輪荷重 分布. ん 断 強 度 を上 回 る可 能 性 が あ る こ とを 示 して い る。. (3)疲 労解 析 薄 層 ホ ワイ ト トッ ピ ング の経 験 は 新 し いた め 、長 期 供 用 性 に関 す る 実 測 デ‑タ. は な い 。Risser2)の 追. 跡 調 査 に よれ ば 、約11ヶ 月(累 積5ton換 算 輪 数 約26 4,420輪)に. 供 用 した 時 点 で は 、 か な り良 い 供 用 性. を示 して い る が 、 これ は789輪/日. 程 度 の5ton換 算. 輪 数 でC交 通 以 下 の場 合 に相 当す る 。 本 文 で は 図‑12に. 示 した よ う な 重 交 通(D交 通)道. 路 に適 用 す る こ と を想 定 して い る。 こ こで 、 コ ン ク リ ー ト版 の 疲 労 性 状 を事 例 解 析 を通 じて検 討 した 。 ま た 、 既 設 ア ス フ ァル ト舗 装 の構 造 的 寄 与 を考 慮 し て い る こ とか ら、 ア ス フ ァル ト層 の 曲 げ疲 労 性 状 も 含 め て検 討 した 。 a)WT版 の 曲 げ疲 労 性状 荷 重 の入 力 条 件10)は表‑4に. 示 す 。 疲 労 曲 線 は次 図‑13WT版. の 式11)を用 い た 。. の疲 労 抵 抗. (1) 輪 荷 重 毎 のAC層 下 面 の ひ ず み を算 出 し、AIの 疲 労 曲 線8)より既 設C層 の 疲 労 度 を計 算 した。 結 果 的 には20 年 間 の供 用 に は持 た な い 結 果 を示 した 。 これ は 用 い たHUANGのFEM解 析 プ ロ グ ラ ム で は 連続 体 の 下 層AC層. こ こ に、Pf:疲 労 破 壊 確 率(%)、 γcr:疲 労 寿 命 に. を上 層 のWT版 と同 様 に 目地 が 入 っ た 状 態 と して 解 析. 関 す る材 料係 数 、 一般 に1.0と して い る。. して お り、今 回 想 定 した モ デル で は1.2m四 方 の1枚. 表‑4に 示 した 輪 荷 重 分 布 と、 図‑5に 示 したWT版 の 温 度 差 の 発 生頻 度 、 お よ び 表‑3に. 版 を 用 い た こ とか ら大 き な ひず み が 計 算 され た と考. 示 したWT版 温. え られ る。 す な わ ち 、実 際 に は 不 連 続 で は な い既 設. 度 差別 の 既 設AC層 の弾 性 係 数 を 用 い て 、 曲 げ応 力 を. AC層 の 荷 重 伝 達 性 を 無視 した た め と考 え られ 、今 後. 算 出 し、 材 令28日 標 準 養 生 曲 げ 強 度71.3(kgf/cm2). 小 規 模 モ デ ル 版 へ の載 荷 実 験 な ど を通 して 、 実験 的. と3日 の現 場 養 生 曲 げ強 度52.2(kgf/cm2)を 用 い て 、. にそ の 値 を特 定 して い き た い。. 式(1)の 疲 労 曲 線 に基 づ いてWT版 の疲 労 度 を求 め た 。 図‑13に. 示 す よ う に 、 解 析 期 間20年 の疲 労 度 は1.0. (100%)以. 6.お わ り に. 下 で あ り、 界 面 の付 着 状 態 を 前 提 と し. て 、D交 通 で も長 期 間 供 用 す る こ とが で き る と 判 断 既 設 ア ス フ ァル ト舗 装 上 の薄 層 コ ンク リ ー トオ ー. され る。. バ ー レイ(ホ ワイ ト トッ ピ ング)工 法 の 我 が 国へ の. b)既 設 下 層AC層 の 疲 労. 適 用 性 に つ い て の 基 礎 的 な検 討 を小 規 模 モ デ ル 実 験. 従 来 の 研 究 にお い てWT版 の応 力 状 態 だ け に注 目 し て 検 討 を行 って い る2)3)4)。 薄 層WTの 場 合 は コ ン ク リ ー ト版 へ の 既 設AC層 以 下 の構 造 的寄 与 を考 慮 して い. と界 面 の 付 着 強 度 実 験 と、 そ れ らのデ ー タ に基 づ い たFEM解 析 を 通 じて 行 っ た 。 主 要 な 結 果 は 以 下 の 通 りで あ る 。. る こ とか ら、 必 然 的 に 既 設AC層 以 下 の負 担 が 大 き くな る と考 え られ た。 そ こで既 設AC層 下 面 の疲 労 度 を 計 算 され た ひず み よ り計算 した 。AC層 の弾 性 係 数 は そ の 供 用 時 の温 度 条 件 に よ って 大 き く変 わ り、 温 度 条 件 毎 に検 討 しな け れ ば な らな い。a)と 同様 にWT 版 の 温 度 差 と既 設AC層 の 弾 性 係 数 の組 み合 わせ で 、. ―51―. (1)薄 層 の コ ン ク リ ー ト版(厚 さ8〜9cm)の オ ーバ ー レイ に よ っ て既 設AC層 の温 度 は オ ーバ ー レイ しな い場 合 よ り も低 くな り、 隣 接 ア ス フ ァル ト舗 装 の 最 高 温 度 が60℃ の 場 合 に対 し、 ホ ワ イ ト トッ ピ ン グ下 の既 設 ア ス コ ン層 の 最 高 温 度 は50℃ で あ った 。.

(8) (2)界 面 の せ ん 断応 力 とせ ん 断 強 度 の 関 係 にお い て 、コ ンク リ‑ト 版 の 温 度 差 、輪 荷 重 が大 き い ほ ど、. 参 考 文 献. 既 設 ア ス コ ン層 の温 度 が 高 い ほ ど非 付 着 にな る 可 能. 1) 野 田 悦 郎:. 性 が 高 い こ とがFEMに よ る試 算 の結 果 よ り推 定 で き. ホ ワ イ ト トッ ピン グ につ いて 、 道 路 建 設 、. No. 576, 1996. 1. た。. 2) Risser, R. J. , Lahue, S. P. , Voigt, G.F, &Mack,J. M:Ultra ‑Thin. (3)コ ン ク リ ー ト版 と既 設 ア ス コ ンが 付 着 して い る状 態 で は 、 コ ン ク リー ト版 の疲 労 度 は概 ね 重 交 通. Concrete. ceedings,. 5th. Internat. の 長 期 供 用 に 耐 え られ る と推 定 さ れ た が 、 下 層 の既. Pavement. 設 アス コ ン の 負 担 が か な り大 き くな る こ とが 推 定 さ. 3) J. Silfwerbrand:. れた。. tical. 伝 達 効 果 を実 験 的 に特 定 して い く こ と、② 界 面 の 付. on Asphalt,. 着 の 耐 久 性 の確 認 、③ 小 規 模 モ デ ル 実 験 舗 装 の 採 取. 993.. Pavement, Pro-. ion Conference. on Concrete. on, April. Whitetopings-Swedish. Swedish. Consideration. 1993.. Filed. Cement and Concrete. 4) James W.Mack, Lawrence. ス コ ン層 を一 体 と した 場 合 の既 設 ア ス コ ン層 の 荷 重. Tests. Institute.. W.Cole, & J. P. Mohsen: Analyfor. Thin Concrete. Transportation. Research. Overlays. Record. 1388, 1. 5) 日本 道 路 協 会: セ メ ン トコ ン ク リ ー ト舗 装 要綱 、 平 成. 供 試体 の 界 面 付 着 強 度 の確 認 、④ 実 路 にお け る 試 験 施 工 に よ る載 荷 荷 重 下 の舗 装 の 発 生 応 力 の確 認. Asphalt. Des ign and Rehahiliti. 1993-1995,. 今 後 の課 題 と して は 、① コ ン ク リー ト版 と既 設 ア. on Existing. 4年. ⑤. 適 切 なWT版 の 目地 へ の ひ び わ れ 誘 導 の最 適 手 法 の確. 6) W.Grzybowska, J et al: Application. 立 、⑥ 実 路 にお け る供 用 性(ひ び わ れ 、角 か け 、 段. to Overlays. 差 、 は く離 、そ り等)の 確 認 な どが 挙 げ られ る。. ings of the Second International. わ だ ち 掘 れ は 主 に重 交 通 道 路 で の 発 生 が 顕 著 で あ. of Geosynthetics. in CrACowRegion of Poland,ProceedRILEMConferen-. ce, 1993.. り、舗 装 の修 繕 管 理 で は最 も大 き な 比 重 を 占 め る要. 7) ACPA:GUIDELINE FOR CONCRETE OVERLAYS OF EXISTING. 素 と指 摘 され て い る 。 現 状 は耐 流 動性ACオ ーバ ー レ. ASPHALTPAVEMENT, 1991.. イ に よ る修 繕 が 主 流 で あ るが 、 欧米 諸 国 の よ う に 、. 8). ホ ワイ ト トッ ピ ング によ る修 繕 工 種 の 選 択 も必 要 で. 9)Yang H.. あ ろ う。 特 に重 交 通 道 路 に薄 層 ホ ワ イ ト トッ ピ ン グ. 10) 建 設 省 土 木 研 究 所:「 車 両 重 率 調 査 結 果 の 解 析 」(解 析. 日 本 道 路 協 会:. の 適 用 が 可 能 で あれ ば 、 大 き な 社 会 便 益 に もな る と. Huang:. ア ス フ ァ ル ト舗 装 要 綱 、 平 成4年12月 Pavement. Analysis. and. Design,. 編)、 昭 和56年8月. 考 え られ 、 さ ら に検 討 を進 め て い き た い。. 11) 土 木 学 会:. コ ン ク リ‑ト. 標 準 示 方 書(舗. 装 編)、 平 成8. 年. BASIC. Etsuro. This paper U.S.A. shear. ON ULTRA-THIN. NODA,Yong-Jian. the basic study on ultra-thin. stress. under. various. and underlying. and bending. stress. temperature existing ,and fatigue. damage. topping. through. and traffic asphalt. KONG. white. The aims are to find out its applicability. temperature stress. covers. STUDY. WHITETOPPING. ,Yoshinori. making. ,the effects. are revealed.. ―52―. KASAHARA. that is also been developed mini model. loads by FEM program.. pavement. 1993.. experiments,. As the results,. of the pavement. in European research. countries. on the interface. the characteristics. temperature. and. of slab. on the interface. shear.

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参照

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