締固め試験
参考文献 1） 土質試験の方法と解説 2） 土の締固め 主として道路土工に関連して 3） 土木施工管理技術テキスト 土木一般編 4） 道路土工 施工指針 5） 土工設計要領に関する技術講習会テキスト 6） 第二東名高速道路 高盛土および大規模盛土設計 施工指針（案） 7） 土と基礎 Ｖｏｌ．48Ｎｏ.4およびＮｏ．7 高度技術に よる締固め（その1）および（その2）土の締固め試験の目的
• 土の締固め特性を事前に把握すること。
→
施工計画の立案、施工能率の向上
• 締固めたときの
乾燥密度と締固め含水比と
の関係を知り、土を最も安定な状態に締め
固められる
最適含水比を予測
する。
• 現場における
締固めの指標
として利用
する。
• ただし、
締固め機械の適性な重量や転圧回
数などを定量的に決定できるものではない
。
• 力学試験等の供試体作成の方法としても
利用される。
目的の説明
• 土を締め固める場合、その土質や締固めエネルギーの 種類や大きさにより、締固められた土の工学的性質（強 度・変形特性や透水性など）の程度が異なったものとなる。 • 締固め後の土の状態は、含水量や締固め仕事量の違い によって大きく変化する。 • 土は締固めの条件を一定として突き固めると、乾燥密度 が含水量の状態で異なり、一般に最大の乾燥密度が得ら れる含水比が存在する。これは、ある含水量の範囲まで は、水が潤滑材となって土粒子間の摩擦力を低減するた めに締固めによって乾燥密度は増大するが、それ以上に なると締固めによって土粒子が移動しやすくなり、土の間 隙に含まれる水が多くなって乾燥密度が小さくなるためで ある。ＪＩＳ Ａ 1210
突固めによる土の締固め試験方法
• プロクター法のランマーによる突固め方式 • Ａ∼Ｅの５種の突固め方法とａ∼ｃの３種の試料準 備方法および使用方法からなる。 • ランマーは質量が2.5ｋｇまたは４．５ｋｇのものを使 用する。 • モールドは内径が10ｃｍまたは15ｃｍのものを使用 する。 • 試料の許容最大粒径は37.5ｍｍである。 • 土の含水比を6∼8点変え、土の乾燥密度−含水 比曲線，最大乾燥密度及び最適含水比を求める 方法を規定したもの。突固め方法の種類
19 37.5 19 19 37.5 25 55 25 55 92 3 3 5 5 5 10 15 10 15 15 2.5 2.5 4.5 4.5 4.5 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ 許容最大 粒径 ｍｍ １層あたり の突固め 回数 突固め層 数 モールド 内径 ｃｍ ランマー 質量 Ｋｇ 突固め方 法の呼び 名突固め方法の説明
• 最大粒径は、モールド内径の1／4程度以下
かつ
１層あたりの層厚以下
として規定。
• 締固め仕事量は、「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒｏｃｔｏｒ」
：Ｅ
ｃ＝550ｋＪ／ｍ
3（呼び名Ａ，Ｂ）と「Ｍｏｄｉｆｉｅｄ
Ｐｒｏｃｔｅｒ」：
Ｅｃ＝2500ｋＪ／ｍ
3（呼び名Ｃ，Ｄ，
Ｅ）を選択。
• 一般に、
路体や路床では「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒｏｃ
ｔｏｒ」
が、
路盤では「Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｐｒｏｃｔｅｒ」
が
用いられる。
締固め仕事量Ｅｃの定義
Ｅｃ＝Ｗ
Ｒ・Ｈ・Ｎ
Ｂ・Ｎ
Ｌ／Ｖ （ｋＪ／ｍ
3）
ここに、Ｗ
Ｒ：ランマーの重量（ｋＮ）
Ｈ：ランマーの落下高（ｍ）
Ｎ
Ｂ：層あたりの突固め回数
Ｎ
Ｌ：層の数
Ｖ：モールドの容積（ｍ
3）
試料の準備方法及び使用方法の組合せ
乾燥法で繰返し法 乾燥法で非繰返し法 湿潤法で非繰返し法 ａ ｂ ｃ 試料の準備方法及び使用方法 組合わせの呼び名乾燥法
• 試料を許容最大粒径に対応するフルイを通過し やすくなるまでいったん乾燥させ、これに加水し て所要の含水比に調節して試験試料とする方法。 • 乾燥は、通常直射日光は避け、室内の風通しの よい場所に薄く敷き広げ、均一に空気乾燥させ る。 • 細粒土は乾燥するにつれて塊ができることが多 いので、木槌等で適当に潰しながら乾燥させる。 • 急いで乾燥させる必要がある場合は、50℃を超 えない温度に設定した恒温乾燥炉で試料の状況 を確認しながら時々攪拌して乾燥させても良い。湿潤法
• 採取した状態の含水比を原点として、乾燥
または加水して所要の含水比に試料を調
整する方法。
• 乾燥法のようにいったん乾燥処理したあと
に加水して含水比調整をしてはならない。
試料準備法の選択
• 通常は
、含水比調整の容易な
乾燥法
が適
用されることが多い。
• 火山灰質粘性土や凝灰質細砂などは、湿
潤法を採用する。
• 高含水比粘性土
などは、自然含水比が最
適含水比より高く、実際に
施工時に最適含
水比への調整が困難
なため、
自然含水比
を基準と考え、施工可能な範囲の含水比
を考慮して湿潤法を採用する場合もある。
試料の使用方法
• まさ土やくさり礫等
の突固めにより
粒子
破砕
がおき、それが結果に影響する土
では、
非繰返し法
を採用する
準備する試料の最少必要量
3ｋｇずつ必要組数 6ｋｇずつ必要組数 19 37.5 10 15 湿潤法で非繰返 し法 ｃ 3ｋｇずつ必要組数 6ｋｇずつ必要組数 19 37.5 10 15 乾燥法で非繰返 し法 b 5ｋｇ 8ｋｇ 15ｋｇ 19 19 37.5 10 15 15 乾燥法で繰返し 法 ａ 試料の最少必要量 許容最大 粒径 ｍｍ モールド の径 ｃｍ 試料の準備方法 及び使用方法の 組合わせ 組合わ せの呼 び名加水後の静置時間
16 上記以外の土 3 ＧＭ，ＳＭ 必要なし ＧＷ，ＧＰ，ＳＷ，ＳＰ 最少静置時間（ｈ） 地盤材料の工学的分類 水となじむのに時間を要する土は、含水比の調整後に気 密な容器に密封し、12時間以上静置してから突き固める。 乾燥法による加水後の静置時間の例報 告
• 「地盤材料の工学的分類方法」による分類名を 土質名称欄に記入し、併せて粒度試験結果を添 付することが望ましい。 • 乾燥密度−含水比曲線（締固め曲線）を作成し、 最大乾燥密度ρｄｍａｘと最適含水比ｗｏｐｔを決定す る。 • 試験方法名を報告する。 • 空気間隙率一定曲線（ｖａ＝0，5，10，15％）や飽 和度一定曲線（Ｓｒ＝100，90，80，70％）を求め ておくと判断に便利。 • ゼロ空気間隙曲線（ｖａ＝0％，Ｓｒ＝100％）は必 ず締固め曲線に併記する。含水比 ｗ
土の含水比ｗは次式で算定される。 ｗ＝ ｍａ−ｍｂ ｍｂ−ｍｃ ×100 ここに、ｍａ：試料と容器の質量 ｍｂ：乾燥試料と容器の質量 ｍｃ：容器の質量乾燥密度 ρ
ｄ ρｄ＝ ρｔ 1＋ｗ／100 ここに、ρｔ：土の乾燥密度 ｗ：含水比（％）空気間隙率ｖ
ａ，飽和度Ｓｒと乾燥密度
ρｄ＝ ρｗ（1−ｖａ／100） ρｗ／ρｓ＋ｗ／100 ρｄ＝ ρｗ ρｗ／ρｓ＋ｗ／Ｓｒ ここに、 ｗ：含水比（％） ρｗ：水の密度 ｖａ：土の空気間隙率（％） Ｓｒ：土の飽和度 ρｓ：土粒子の密度飽和度Ｓｒと空気間隙率ｖ
ａ 飽和度 Ｓｒ＝ ｗ ρｗ／ρｄ−1／ρｓ 空気間隙率 ｖａ＝ 100− ρｄ ρｗ （100／ρｓ＋ｗ） ここに、ρｗ：水の密度 ρｄ：土の乾燥密度 ρｓ：土粒子の密度 ｗ：土の含水比一般的な傾向
a. 最大乾燥密度が大きいほど最適含水比が低い。逆 に、最大乾燥密度が小さいほど最適含水比が高い。 • 粒径幅の広い砂質土ほど最大乾燥密度が大きく、 締固め曲線が鋭い。一方、細粒土ほど最大乾燥密 度が小さく締固め曲線はなだらかとなる。 • 分級された砂（粒径のそろった）は、必ずしも最大乾 燥密度が得られるとは限らず、締固め曲線が平滑 である。また、ピークが二つ現れることがあるが、こ のときは含水比の高い方を最大乾燥密度とみなし たほうが、施工上合理的である。 • 火山灰質粘性土は、一般に最大乾燥密度が非常に 小さく、最適含水比が高い。しかも、乾燥処理の程 度によっては、その値は大幅に変化する。許容最大粒径より粗粒な土粒子を含んでいる場合の補正
• 結果を施工時の基準密度として利用する場
合に、
試験最大粒径と施工最大粒径が異な
る場合には、許容最大粒径以上の粗粒分の
混入割合によって補正
する必要がある（
礫
補正
）。
• 具体的な補正方法としては、
Ｗａｌｋｅｒ−Ｈｏｌｔ
ｚ（ウォルカー・ホルツ）の方法
がよく用いられ
ることがある。
• この方法は、大きな礫の混入率が
Ｐ＝30∼
40％程度までは適用できる
と言われている。
Ｗａｌｋｅｒ−Ｈｏｌｔｚの方法
土粒子の密度ρｓ1＝ｍｓ1／Ｖｓ1 礫の密度ρｓ2＝ｍｓ2／Ｖｓ2 土の含水比ｗ1＝ｍｗ1／ｍｓ1 礫の含水比ｗ2＝ｍｗ2／ｍｓ2 礫の混入率 Ｐ＝ｍｓ2／（ｍｓ1＋ｍｓ 2） ρｄ＝ 1 （1−Ｐ） ρｄ1 ＋ （1＋ｗ2・ρｓ2／ρｗ）Ｐ ρｓ2 図から、土と礫の混合物のρｄは ρｄ＝ ρｄ1・ρｄ2 Ｐ・ρｄ1＋（1−Ｐ）・ρｄ2突固めによる粒子破砕
• 突固めにより粒子が破砕されやすい土を繰り返して使用すると粒 径分布の異なる試料で試験を実施したこととなり試験の意義が不 明確になる恐れがある。 • 砂，シルト，粘土などの比較的粒径の小さい土で粒子破砕が生じる と土そのものの工学的性質が変化する場合がある。 • 繰返し法は非繰返し法に比べ鋭い締固め曲線を示し、最大乾燥密 度にかなりの差が生じる。 • 粒子破砕が起こる土では繰返し法では過大な値が得られる恐れが あり、非繰返し法を採用する。土の締固めの管理方式
• 盛土等の施工にあたり締固め度と施工含水比を規定。 • 管理基準として室内の突固め試験結果を利用することが多 い。 • 土の締固めの管理方法には、締固めた土の品質で管理する 方法と施工法を規定して工法で管理する方法および両者を 組み合わせた方法がある。 • 土の品質管理方法には、①密度比によるもの，②空気間隙 率または飽和度によるもの，③強度特性および変形特性に よるものなどがある。 • 我が国における仕様書の多くは、粗粒土系の土では密度比、 細粒土系の土では空気間隙比などを採用し、締固め度，施 工含水比，施工層厚や水平敷き均しなどを規定している場 合が多い。密度比による規定
• 締固め度（Ｄｃ）は、その土に対する室内突固め試験 の最大乾燥密度と盛土の乾燥密度との比によって表 される。 • 粒子破砕が生じやすい土や礫補正が困難な土では、 特別規定値（Ｄｓ）による管理方法が用いられている。 • 特別規定値（Ｄｓ）は、現場で転圧試験を実施し、締 固め基準を設定する方法である。 • 盛土の乾燥密度を測定する方法は、主として「JISＡ 1214 砂置換法による土の密度試験方法」が用いら れるが、この方法では時間と労力を要するため、大 規模な盛土施工などでは「JGS1614 ＲＩ計器による 土の密度試験方法」が用いられるようになってきてい る。空気間隙率または飽和度による規定
• 密度管理が困難な土
（
①自然含水比が最適含
水比より著しく高く，施工含水比の調整が困難
な土、②試料の乾燥処理の程度によって，最
大乾燥密度，最適含水比が大幅に変化する土、
③泥岩，凝灰岩などのスレーキングによる沈
下が問題となる脆弱岩
）では、
空気間隙率ある
いは飽和度による規定が適用
される。
• 高含水比粘性土
では、
空気間隙率２％以上，
10％以下
、あるいは
飽和度85％以上，95％以
下
を用い、
施工含水比は自然含水比
とする。
また、
スレーキング性の脆弱岩
では
空気間隙
率15％以下
が望ましいとされている。
強度特性および変形特性による規定
• 土の強度・変形特性は、その土の材料特性， 含水比，密度によって支配される。 • 含水比の影響をあまり受けない粗粒土では、 強度特性による規定が有効であり、鉄道分野 では平板載荷試験（Ｋ30）が採用されている。 • 住宅造成などでは、高含水比の細粒土におい て強度の下限をコーン指数で規定している。 • 均一性が要求される高速道路の路床・路盤で はプルーフローリング（撓み量試験）による変形 量によって規定している。←ベンゲルマンビー ムにより撓み量を測定施工含水比
• 施工含水比は最適含水比を基準とする。 • 盛土が将来水浸される恐れが少なく、かつ高い 強度を要求する場合は最適含水比よりやや乾燥 側とする。 • 水浸されても安定性を期待したい場合は、最適 含水比付近かそれよりもやや湿潤側で施工する。 • 施工含水比が最適含水比よりも乾燥側のときは、 地下水や降雨による水浸で軟弱化したり沈下し たりする恐れもあるので注意を要する。締固め含水比の変化に伴う土の性状の変化
• 一般に
締固め結果を最も支配するのは締
固め含水比
である。
• 土の性質には
締固め含水比の変化につ
れて連続的に移り変わっていく４段階
があ
る。
• ４段階とは、
①半固体状の領域，②弾性体
的な領域，③塑性体的な領域，④半粘性
流体的な領域
である。
第１段階（半固体状の領域） • 水の量が土粒子，空気間隙に比べて少ない 状態。 • 各土粒子は水によるつながりを完全にはもて ないので、突固めの衝撃により土粒子個々の 運動が容易で飛び跳ね、密な状態に安定で きないため、乾燥密度は一般に小さい。 • この段階で締固められた土は、脆く、変形抵 抗はかなり大きいが強度は小さい。空気間隙 も大きいので透水性は良く、水中では破壊し 易く、水に対する抵抗は小さい。 • しかし、粗粒で粒径のそろった砂では、この段 階で乾燥密度が最大を示すことがある。これ は、土粒子の重さがランマーの衝撃による飛 散に耐え、その振動によって不安定なかみ合 いがはずれて密な堆積状態に変わるためと 思われる。
第2段階（弾性体的な領域） • 締固めにより土粒子が互いに接近させられたとき、土粒 子間の水が各粒子に付着し、その水と間隙の空気との 間にメニスカスができ、その表面張力により土粒子間に 強いつながりが出来てくる状態。 • 土粒子の運動が制約されるため、締固められた土の外 観は固体的で強度や貫入抵抗は最大値を示し、性状は 弾性的である。 • 突固め後の密度は一度突き固められた部分が、次のラ ンマーの落下により緩められることが少なくなるため、第 １段階より大きくなり、透水性は低下する。 • しかし、空気間隙は相当残っているので水の浸入により 間隙が水で満たされるとメニスカスが消滅し、強度は落 ちる。 • 一方、粒径のそろった粗粒土では、粒子間の水の表面 張力が粒子の移動を拘束し、乾燥密度の減少を招くこと がある。
第3段階（塑性体的な領域） • 土粒子間の水が豊富になり土粒子間の水のメニスカス の曲率が小さくなり、水が土粒子相互の移動の潤滑をよ くするように働き、土粒子の移動が再び容易となる状態。 • 第１段階のように互いにつながりのない粒体・粉体の状 態ではないので、粒子独自の大きな移動は拘束され、 第２段階よりも残留気泡の抜け出しが容易となり粒子の 配置変えもたやすくなるため、土は密な状態になりうる。 したがって、この段階内に最適含水比の状態が存在す る。 • 突固め時の土粒子の移動が容易であるため、規則正し い粒子配列が予想され、締固められた土の均等性は良 く、密度は高く、透水性は最小となる。 • この状態では、土は大分湿った外観を呈し、突固め時の ランマーの音は鈍くなる。第２段階より変形抵抗，強度， 貫入抵抗は小さくなる。 • 一般に締固めた土の強度は、最適含水比よりやや低い 含水比で最大になる。
第４段階（半粘性粒体的な領域） • 土の間隙のほとんどが水で飽和され、土粒子は 完全に水で覆われて相互の凝集力を失い、次第 に粘性粒体的な性質を帯びてくる状態。 • 細粒土やそれを多く含む土では、突固め時に土 の面が餅をつくように波うちランマーは土の中に 潜って吸い付けられ、突固めは困難となる（よく うむという状態）。 • 貫入抵抗は小さくなり、供試体は自立しなくなり、 乾燥密度は減少する。 • この段階は、余剰な水を保持できる土でなけれ ば存在せず、砂ではこの状態はほとんど存在し ない。 • この段階は、飽和度100％（ｖａ＝0％）まで続くは ずであるが、締固めでｖａ＝0％の状態を得ること 困難で、土により異なるが、一般にｖａ＝5％程度 は残ると言われている。
各段階の関係
• 前述した4段階は、それぞれ明確な境界によって判別される ものではなく、連続的に移り変わるものである。 • 各段階の含水比の幅は、一般に細粒土を多く含み、粒度分 布の良い（粒径加積曲線のなだらかな）土ほど大きい。各段 階の性質は土粒子の表面を水が覆っていくことにより移り変 わるものなので、土粒子の表面積の大きな細粒土を多く含 む土は状態変化のために多量の水が必要となる。さらに、粒 度分布がよければ、土粒子相互のかみ合いも良くなるので 各段階の状態が安定で明瞭に現れるためである。 • 粗粒で細粒分の混入の少ない土は、土粒子の表面積が小さ く重量は重いので、水の表面張力による強いつながりはあま り期待できず、弾性的，塑性的な領域は顕著ではなく、細粒 土より少ない水で飽和される。 • 締固め曲線において、一般に砂質土ほど乾燥密度が大きく、 含水比の幅が狭く、曲線が鋭いのはこれらの理由によるも のである。締固め仕事量の変化による土の状態変化 • 締固め曲線は、突固め回数を変化させるとゼ ロ空気間隙曲線に沿って、左上にずり上がっ た形となり、締固め回数が多いほど最大乾燥 密度は大きく、最適含水比は小さくなる。 • 締固め回数を増すと土粒子のかみ合いを外 し、水の表面張力に打ち勝って土粒子を動か し、空気間隙を埋めて密にしようとする作用 が強まる。含水比を一定にして突固め回数を 増すと含水比が一定であっても空気間隙を 減じ、土粒子の周囲に水が行き渡ることとな るので、締固まった土の性質はあたかも含水 比が増した場合と同じように弾性的，塑性的 に変化することとなる。 • このため、締固め回数を増すほど締固めた 土の締固め曲線や土の強度曲線は低含水 比の方向にずれることとなる。
締固めた土の強度
• 締固め含水比の変化に伴う
強度は最
適含水比より低い含水比で最大とな
る。
• 当然、締固め回数が多いほど、強度
は大きい。
• 締固め回数が多いほど、低含水比で
強度が最大となる。
• 強度の最大値は弾性的な領域で最
大となる。
締固めた土の水浸後の強度 • 締固めた土を水浸させると、その 強度の最大値は、最適含水比付 近に移動する傾向がある。 • 最適含水比付近の含水比で締固 めた土は、浸水しても本来の強度 をほとんど失わず安定であると言 える。 • 含水比を変えて突き固めた試料に よる水浸後の供試体での三軸圧 縮試験結果では、飽和後の含水 比，乾燥密度，飽和度はほぼ同じ であったにも関わらず、最適含水 比で突き固めた試料が最大強度 を示したとの結果もある。（乾燥密 度，含水比が同じでも強度が違う 場合があるということは、土中の 土粒子，水，空気間隙の3相の量 的割合以外にも土の性質を支配 するものがある）
締固めた土の透水性
• 透水係数は締固め含水比の増加（乾燥密度の増大） に伴って減少し、最適含水比よりやや多い含水比で最 小値に達する。 • 透水係数は一般に通水後の経過時間がたつにつれて 減少するが、その減少の度合いは締固め含水比が最 適含水比より乾燥側であるほど大きく、最適含水比付 近やそれより湿潤側では通水時間による変動は少な い傾向にある。 • 透水係数は乾燥密度の増加（間隙比の減少）に伴って 減少するから、締固めエネルギーの増加につれて透水 係数は小さくなる。土の粒度組成が締固め密度に及ぼす影響 • 土の粒度組成が異なれば、土粒子と水との関係が 同じ含水比でも異なってくるので、得られる締固め 結果は変わってくる。 • 一般的な傾向は、粗粒土ほど締固め曲線は左上 方に移動し、曲線は鋭くなり、最大乾燥密度は高く、 最適含水比は低くなる。 • しかし、粒径の揃った砂質土の場合は締固め曲線 は平らで、最大乾燥密度も低い場合がある。
土の粒度組成が締固めた土の性質に及ぼす影響
• 一般に締固め曲線が図の左上方に位置
するものほど強度は高い。
• 内部摩擦角φは一般に図の左上方に位
置するものほど高く、右下方に位置するも
のはφは小さく、粘着力Ｃが増してくる傾
向にある。ただし、はなはだしく右下のもの
はＣも小さい。
土の締固めの最適含水比のもつ意義
• 最適含水比は一つの土質に対して単一に定 まるものではなく、締固めエネルギーが変化 すれば異なった値となり、ロームのような土 では乾燥処理の状態によって大幅に値が異 なる。 • 最適含水比，最大乾燥密度で締固められた 土は、最適領域とでも言うべき飽和度で言え ばＳｒ＝80∼95％，空気間隙率ｖａ＝10∼2％ の範囲にあり、土構造物として安定な条件を 満たしうる素質を有している。 • しかし、最適領域にあるからと言って、強度 が高いものではない（γｄ−ｗ図の右下領域 の場合）。 • 最大乾燥密度の90％以上に締固めなけれ ばならないと言う事は、その密度が要求され ているのではなくて、この状態に締固めてお けば構造物としての強さも安定性も有してい ると理解すべきである。 • 高含水比の粘性土では、いたずらに密度の み高めることに惑わされると施工が困難をき たす。 ＪＩＳの締固めエネルギーと現場の締 固めエネルギーは異なるので試験結 果の最適含水比，最大乾燥密度はど のような意味があるのか？ やや塑性を帯びるが、水の浸入に対 して軟化が少なく、透水係数が小さく、 膨張も少なく土粒子の配列も均等。 構造物としての土は、必要以上の強 度を有し、安定領域にあることが要求 される。 最適領域と必要な強さを満足するよ うに締固めるように施工することが重 要である。最適含水比，最大乾燥密度で締固められた土 最適含水比，最大乾燥密度で締固められた土は、その締固めの条件のもとでは土粒子間の間隙 が最小であり、間隙中の空気間隙がその締固めエネルギーでは排除し得ない程度しか残されていな いので、水浸されても吸水する余地が僅かで、水浸による土の性質変化が少なく安定であるという特 色を持っている。締固められた土の強度特性は、土粒子あるいは土粒子構造間の水分の量によって 変化するが、締固め直後の状態では最適含水比よりやや低い含水比で強度，変形抵抗が最大で、 圧縮性が最小である。これらの性質は土の性質が含水状態により顕著に影響される細粒土ほど明 瞭である。しかし、締固められた土が水浸されると、最適含水比より乾燥側で締固められた土は最適 含水比で突固められた土より相対的に大きな空気間隙を有しているので、吸水膨張し、優れていた 強度特性は低下するのが一般的である。 降水の多い我が国では、完成後に水浸を受ける可能性が高いので、多くの盛土は最適含水比，最 大乾燥密度で締固めるのが望ましいこととなる。 同一の土でも、締固め方法やエネルギーが変われば最適含水比，最大乾燥密度は変化し、締固 められた土の強度特性も異なったものとなる。しかし、それぞれの最適含水比，最大乾燥密度で締固 められた土は相対的に水浸に対する耐久性が強いと言うことであり、締固め土の性質を恒久的確保 するためには、高い乾燥密度を確保するというより土の空気間隙や間隙中の水の割合を最大乾燥 密度，最適含水比にも共通してみられる特定の値に近づけることが重要である。 盛土に対しては、締固められた土の性質の恒久性を確保したうえで、土構造物としての設計上要 求すべき強度，変形特性等が求められ、これらの関連を前もって知ったうえで施工含水比を規制し管 理されるべきものである。 ＪＩＳＡ1210の結果に基づいて締固め度，施工含水比を規定する方法は、経験に基づいて上記二つ の条件を満足するとの判断によるものである。
土の締固めの目的
• 土の
空気間隙を少なくし
、
透水性を低下さ
せ、水の浸入による軟化、膨張を小さくし
て
、土を
最も安定した状態にする
。
• 盛土のり面の安定、荷重に対する支持力
など盛土として
必要な強度特性を持たせる
。
• 盛土完成後の
圧縮沈下など変形を少なく
する
。
盛土の敷き均し締固め
• 盛土の安定性は施工の良否に大きく左右される。 このため、施工にあたっては締固めを十分行うこ と、均質な盛土を造ることが大切である。施工で は、高まきを避け、水平な層に薄く敷き均し、均 等に締固めること。 • 土運搬がダンプトラックやスクレーパーの場合は 敷き均し厚さのチェックが可能であるが、ブル ドーザー作業のように掘削，運搬，敷き均しが短 い距離で連続して行われるときは、敷き均し厚さ が不明確で高まきになりやすいので注意が必要 である。 • 締固めは適切な締固め機械により転圧する。ロードローラ
ロードローラはアスファルト舗装や路盤の締固め，路床の仕上げ転圧に多く用 いられる。 最も一般的に使用されている締固め機械の一つで、ほぼ平らになった路面を さらに締固めるのに用いられ、鉄輪ローラとも呼ばれ、３輪式のマカダム形と２ 軸式，３軸式のタンデム形とがある。 マカダムローラは、自重6∼12ｔ位まであり、10∼12ｔ級のものが多く使用されて いる。線圧が高く、砕石の締固めやアスファルト混合物の初期転圧に最も有効と されているが、仕上げ精度はタンデムローラに劣る。 タンデムローラは、自重6∼11ｔ位のものがあり、8∼10ｔ級のものが一般的であ る。締固め力ではマカダムローラに劣るが、仕上げ面の平坦性に優れ、アスファ ルト舗装の仕上げ用として多く用いられる。 ロードローラは移動速度が遅く、急坂路の走行に不便で、線圧が高いので軟 弱地や路肩部の作業に問題がある。 高含水比の粘性土や均一な粒径の砂質土に対しては効果が少ない。土質に よっては締固め力が表層に集中し、表層に堅いからを作るように締固め、十分 な締固めが出来ないことがある。タイヤローラ 空気入りタイヤの特性を利用して締固めを行うもので、タイヤの接地圧は載荷 重（砂，水，鋼塊など）および空気圧により変化させることができる。大きさは自走 式のもので3ｔ級の小型から16∼35ｔ級の大型まであり、それぞれ独自の構造を もっている。一般に砕石などの締固めには接地圧を高くして使用し、粘性土など の場合は接地圧を低くして使用している。タイヤローラは機動性に富み、比較的 種々の土質（砕石以外はほとんど可能）に適応できるので土の締固め機械として は最も多く使用されている。 懸架装置には固定式，相互揺動式，独立支持式があり、相互揺動式や独立支 持式が採用されていることが多く、相互揺動式が一般的である。 ２軸式のものて゛は前軸と後軸のタイヤが同じわだちを通らないように操向輪よ り駆動輪を１本多くし、踏み残しがないように配慮されている。 接地圧は1∼7ｋｇｆ／ｃｍ2（0.1∼0.7ＭＰａ）まで変化が可能で、土の支持力の2∼ 8割増し程度の接地圧で締固めると良いといわれている。
振動ローラ
車輪内においた起振機によって発生させた自重の1∼2倍の振動で土の粒 子を密な配列に移行させ、小さな重量で大きな締固め効果を得ようとするも ので、自走式，被牽引式，ハンドガイド式がある。 一般に多種の材料の締固めに適用できる機能性を有しており、粘性に乏 しい砂利や砂質土の締固めに効果があるとされているが、現在ではアスファ ルト舗装工事やダム工事でのコンクリートの締固め機械としても使用されて いる。ただし、含水比の高い粘性土には不適当である。 １台で路盤から表面仕上げまでの一連の締固め作業に適用できるだけで なく、転圧回数が少なくてすむという利点がある。 特徴として、①締固め効果が深層にまで及ぶため，まき厚を厚くできる、② 締固め効果が大きく，少ない転圧回数で十分な締固めが得られる、③振動 数，振幅，転圧速度を変えることにより材料の性状に応じた締固めができる、 ④アスファルト舗装において，混合物の温度に対して適応性が広い、⑤熟練 したオペレータを必要とするなどがあげられる。タンピングローラ
鋼板製のドラムの外周に10∼20ｃｍ長さの突起を60∼100本程度植え付 けたもので、突起の形によりシープスフートローラ，テーパーフートローラ，タ ンパフートローラなどいろいろな名前が付けられている。 大きさは、自走式で自重が20∼30ｔ，被牽引式で1.5∼14ｔ位まてで、アース ダム，築堤，道路，飛行場，その他大規模な厚い盛土の締固め作業に使用 される。 ローラの締固め効果は、重量や突起数，形状，寸法，配列などにより異な るので、使用目的，土質などに応じて機種が選択される。 突起の先端に荷重を集中させることができるので、土塊や岩塊などの破 砕や締固めに効果があり、土工作業での重転圧に有効である。また、粘性 土の締固めにも効果的といわれているが、鋭敏比の大きい高含水比粘性 土では突起による土のこね返しにより、かえって土を軟化させることがある ので注意が必要であり、均一粒径の砂にも向かない。振動コンパクタ
平板の上に直接起振機を取り付けた軽量小型な締固め機械 で、現場ではプレートとよく呼ばれている。 一般的にハンドガイド式が多く、他の機械では締固めるのが 困難な狭い個所の路床やアスファルト舗装，盛土のり面やのり 肩，構造物の裏込め，埋め戻しの締固めに使用される。タンパ
現場ではランマやパタパタと呼ばれる小型の締固め機械。 3∼6ＰＳ程度の小型エンジンのクランク軸の回転を上下動に 変え、スプリングを介して振動板（平板）に連続的に振動を与え、 土の表面をたたいて土を締め固めるもので、重量は100kg前後 のハンドガイド式のものが多い。 高含水比の砂質土，粘性土以外の土質に幅広く利用でき、狭 い所で他の大型締固め機械が使えない場所や路肩，小規模埋 め戻し部分の締固めに使用される。ブルドーザ
ブルドーザは本来締固め機械ではなく、締固め能率は 悪く施工の確実性も低いため、通常の締固め機械では 使用困難な土質や、締固め機械の投入が経済的でない 小規模工事、あるいはのり面の締固めなどに使用する こととし、本来の締固め機械として使用することは望まし くない。締固め回数と乾燥密度
• 1層の敷き均しはある限度以下にすることが必要。 • 道路土工の場合、路体では1層の締固め後の仕上が り厚さを30cm以下とし、このときの敷き均し厚さは35 ∼45cm以下、路床では1層の締固め後の仕上がり厚 さを20cm以下とし、このときの敷き均し厚さは25∼ 30cm以下としている。締固めを行う上での留意点
• 盛土材料の含水比を出来るだけ最適含水比に 近づけるような処置をする。 • 盛土材料の性質に応じて適切な締固め機械を選 ぶ。 • 施工中の排水処理を十分に行う。 • 運搬機械の走行路を1箇所に固定せず、均等な 締固め効果が上がるようにする。 • 盛土は入念に施工しても、完成後どうしても沈下 するので、事後の沈下を見込んで余盛を行う。 • 盛土ののり面及びそれに隣接した部分は盛土本 体と比べて締固めが不十分となるので、本体と は別に締固め方法を検討して、両者の締まり具 合の差を出来るだけ小さくする。締固めの程度の例
○ 締固めの程度 ① 路体の締固めの管理は、可能な限り空気間隙率 による管理を行うことを原則とし、空気間隙率による 締固め管理が困難な土質についてのみ締固め密度 比により管理するものとする。 ② 実際の施工管理においては、測定方法、測定頻 度に応じて適性な管理基準を定めて締固めの管理 を行うものとするが、規定の締固め度を満足しなくと も路体として十分な強さ（ｑｃ＞＝1000ｋＮ／ｍ2）を 確保できる場合には、試験施工などにより適切な管 理基準を定めることができる。 （ＪＨ 日本道路公団）施工含水比の例
○ 施工含水比 短期に大量の土工工事を原則とする道路土工においては、大 幅な含水比調整は困難なため施工含水比は自然含水比を原則 とする。 しかし、高含水比の土が多い我が国においては、2∼3％の曝 気乾燥により施工機械のトラフィカビリティが向上したり、施工後 の盛土の品質がかなり向上するので施工含水比には十分配慮 することが望ましい。特に、降雨の影響を受けやすいシルトや粘 土などの細粒土については土量配分計画及び施工計画におい て、施工時期を十分配慮するものとする。また、シキソトロピー効 果を期待し、盛土の施工においては、ヤードの分配、放置期間を とるなどの工夫も必要である。 （ＪＨ 日本道路公団）シキソトロピー
等温可逆的なゾル・ゲルの変換現象を
言う。
土質工学では、粘土を練り返すと、軟
化して強度が低下するが、これを含水
比不変のまま放置すると、時間の経過
とともに硬化して強度の一部が回復す
る現象を指す。
第二東名の標準転圧機械
16ｔｆ級湿地ブルドーザ 軟弱ローム材料 30ｔｆ級振動ローラまたは 30ｔｆ級タンピングローラ ＋ 30ｔｆ級振動ローラ 脆弱岩材料 30ｔｆ級振動ローラ 岩塊材料 30ｔｆ級振動ローラ 一般材料 転圧機械 盛土材料第二東名の盛土管理基準
Ｖａ 管 理 品 質 基 準 50%＜＝75μｍ 20%＜＝75μｍ ＜50% Ｄｓ管理 30cm以下 1m以下 30cm以下 60cm以下 施工層厚 − 1m 30cm 30cm 最大粒径 − 転圧回数 − − 工法規定 − − 一層30cmで行う 転圧機械30ｔでの 16回を基準として Ｄｓ＞＝92％ Ｖａ＝13％ 一層60cmで行う 転圧機械30ｔでの 16回を基準として Ｄｓ＞＝92％ Ｖａ＜＝8％ − Ｖａ＜＝8％ Ｖａ＜＝8％ Ｖａ＜＝13％ − Ｖａ＜＝13％ Ｖａ＜＝13％ 軟弱ローム 岩塊材料 脆弱岩材料 一般材料 本線・ランプ部および駐車場締固め管理に求められること
• 高盛土，大規模盛土の施工が多くなり、
大
型施工機械の導入による施工能率の向上，
施工ヤードの広大化
により、
現行の品質管
理手法
では
相当な労力と時間を要する
。
• このため、
省人，省力化の推進、高品質確
保
のために、
精度がよく簡便，迅速な管理
手法
の導入が望まれている。
• また、
厚層締固め施工の導入が検討
されて
おり、
現行の管理手法では
測定深さが30cm
以下
のため、
厚層締固めには不向き
である。
最近の締固め手法の研究
• ＲＩ計器：自動走査式の開発とフレーム式の適用 • 加速度計の利用：振動ローラに加速度計を取り付け、 ローラと地盤との間に生じる加速度波形のスペクト ル解析から地盤の特性を知ろうとするもの。 • 地盤の強度特性：平板載荷試験，ポータブルコーン， ＣＢＲ等が以前から用いられてきたが、これより簡便 な簡易支持力測定器の実用化がされた。 • その他の測定：電気伝導度，弾性波速度の測定， 簡易たわみ測定器の開発等。 • データ処理の自動化集積化とＧＰＳの利用：ＧＰＳを 利用して位置を測定し、リアルタイムで転圧状況を 把握する。さらには位置だけでなく、層厚まで測定し ようとする試みが実用化されようとしている。今後の展望
• 工法規定方式：今後の締固め管理を合理化するためには考 慮すべき方法である。この方法は厳格な現地締固め試験を 行い、正確かつ精密な測定データが必要で、ＲＩフレーム型測 定器のように層内の密度分布が測定できる機器の意義は大 きい。 • 品質管理方式：今後は測定の正確さ精密さとともに省力化， 迅速性が求められる。リアルタイムで非破壊方式の盛土全面 にわたりデータが得られる連続測定可能な測定手法が必要 である。 • ＧＰＳ等の利用：ＧＰＳによる締固め機械の軌跡を記録しての リアルタイムでの管理。これによる沈下量の測定は現在のと ころ精度に無理があるが、レーザーや光波測距儀等による 沈下測定は可能である。表面型で非破壊型の測定手法（加 速度スペクトル，散乱型ＲＩ計，電気伝導度，たわみ測定等） を専用機械に設置したリアルタイムでの管理手法の開発も今 後の発展に期待したい手法である。現場転圧試験の目的
各盛土材料ごとに実施
し、
① 実施工における
最も効果的
な締固め
施工機械，転圧回数，施工層厚，施工
速度
などの
施工方法の選定
、
②
品質管理方法，管理基準値
の検討，
施工管理体制の確立
③
室内試験では把握できない
材料の施
工性の検討
を行うなど
総合的な施工検討
を行う。
自動走査式ＲＩ密度計を用いた品質管理 自動走査式ＲＩ密度計は、簡便性と迅速性に加え、 大きな測定容積をもつため、粗粒材料の密度デー タの信頼性が向上した。 盛土施工は厚層転圧等の合理化が進み品質管 理が益々重要となっている。このため、品質管理も 合理化が必要であり、従来の品質管理法に変わる 新しい統計的な管理方法が模索されている。 品質管理の合理化には、現場転圧の締固め特性 の正確な評価が必要である。
