(57)【要約】【課題】盛土に利用しようとする全ての土について、締固め時の品質を管理する工学的な一定の基準を求め、この基準により盛土の品質管理を行う方法を提供する。【解決手段】盛土として利用すべき土について細粒分含有率毎に複数の締固め曲線を求め、この締固め曲線から求めた締固め度及び細粒分含有率毎に盛土として降雨による強度低下を考慮した必要強度を満たす空気間隙率の範囲を求め、細粒分含有率と空気間隙率、締固め度と空気間隙率、及び、細粒分含有率、締固め度及び空気間隙率、の関係を用いて、盛土の締固め時の品質を強度との相関をもって管理することを特徴とする盛土の品質管理方法。【選択図】　図６
2004092028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
盛土として利用すべき土について細粒分含有率毎に複数の締固め曲線を求め、
この締固め曲線から求めた締固め度及び細粒分含有率毎に盛土として降雨による強度低下を考慮した必要強度を満たす空気間隙率の範囲を求め、
細粒分含有率と空気間隙率、
締固め度と空気間隙率、及び、
細粒分含有率、締固め度及び空気間隙率、の関係を用いて、盛土の締固め時の品質を強度との相関をもって管理することを特徴とする盛土の品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、盛土の品質管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、盛土の締固め時の品質管理方法は、盛土の締固め度、空気間隙率、細粒分含有率を個別に基準として品質管理を行っていた。
【０００３】
例えば、まず、盛土として利用すべき土の細粒分含有率を測定し、細粒分含有率が高い土については、粘性が高く締固め度が高くなりにくい土であるため、空気間隙率を基準として締固め時の品質を管理していた。一方、細粒分含有率が低い土については、粘性が低く締固めが容易な土であるため、締固め度を基準として締固め時の品質を管理していた。
【０００４】
しかし、土の締固め度、空気間隙率、及び、細粒分含有率を個別の基準として盛土の締固め時の品質を管理しており土の強度との相関が不明確であるため、品質管理に力学的根拠が乏しいという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、盛土に利用しようとする全ての土について、締固め時の品質を管理する工学的な一定の基準を求め、この基準により盛土の品質管理を行う方法を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、盛土の品質管理方法であり、上記技術的課題を解決するために以下のように構成されている。
【０００７】
すなわち、本発明は、盛土として利用すべき土について細粒分含有率毎に複数の締固め曲線を求め、この締固め曲線から求めた締固め度及び細粒分含有率毎に盛土として降雨による強度低下を考慮した必要強度を満たす空気間隙率の範囲を求め、細粒分含有率と空気間隙率、締固め度と空気間隙率、及び、細粒分含有率、締固め度及び空気間隙率、の関係を用いて、盛土の締固め時の品質を強度との相関をもって管理することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、締固め度，細粒分含有率，降雨による強度低下を考慮した必要強度を満たす空気間隙率、それぞれの関係を明らかにし、この関係を用いることにより、強度との相関をもって盛土の品質を管理することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る盛土の品質管理方法の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
本発明に係る盛土の品質管理方法は、図１のフローチャートに示すように、まず、複数種類の細粒分含有率Ｆｃの締固め曲線を試験により求める（ステップ１）。土の締固め曲線については後述する。次に、上記の締固め曲線を基にした締固め度Ｄ値、及び、細粒分含有率Ｆｃ毎に強度試験を行うための試供体を作成する（ステップ２）。
【００１１】
次に、前記試供体に対して、浸水前と浸水後の室内コーン試験を実施し、必要強度を満たす空気間隙率Ｖａの範囲を測定する（ステップ３）。次に、上記で測定した試験結果から、締固め度Ｄ値毎に浸水前、浸水後の必要強度を満たす空気間隙率Ｖａと細粒分含有率Ｆｃとの関係を求める（ステップ４）。
【００１２】
次に、上記で求めたコーン試験結果を基に、細粒分含有率Ｆｃ毎に浸水前、浸水後の必要強度を満たす空気間隙率Ｖａと締固め度Ｄ値との関係を求める（ステップ５）。次に、ステップ３〜５で求めた関係を基にして、細粒分含有率Ｆｃ（％）、必要強度を満たす空気間隙率Ｖａ、締固め度Ｄ値を三次元的に表現し、強度との相関をもって、締固め後の土の品質を管理する（ステップ６）。
【００１３】
次に、上記ステップにおける処理内容について説明する。まず、ステップ１における細粒分含有率Ｆｃとは、土に含まれている成分のうち粒径が７５μｍ未満の細粒分の含有率をいう。
【００１４】
この細粒分含有率Ｆｃは、日本工業規格「土の細粒分含有率試験方法」（ＪＩＳ　Ａ１２２３）に基づいて測定する。なお、この規格では、細粒分含有率Ｆｃは「土の炉乾燥質量が占める割合を、百分率で表したものと定義されている。
【００１５】
そして、複数の細粒分含有率Ｆｃ毎に、締固め試験を行い、締固め曲線を作成する。締固め試験とは、まず、適当に乾燥させた土を、一定容積のモールドにして、これに一定の衝撃エネルギー（２．５ｋｇのランマを３０ｃｍの高さから落下、土を３層にわけて２５回突固め）を与えて締め固める。次に、含水量だけを少しずつ増すようにして、同じ条件で締固めを行う。その一連の締固め試験を通じて、１回毎の含水比Ｗと乾燥密度ρｄ（ｇ／ｃｍ３）とを測定する。
【００１６】
ここで、含水比Ｗ（％）とは、土塊を構成している土粒子・水・空気の三相のうち、土粒子に対する水の質量比を百分率で表したものである。ここで、土粒子の質量は恒温乾燥炉又は電子レンジにより乾燥して残留する質量であり、水の質量は乾燥によって失われる質量である。また、土の含水比Ｗは、日本工業規格「土の含水比試験方法」（ＪＩＳＡ１２０３：１９９９）によって測定する。
【００１７】
また、乾燥密度ρｄとは、土塊を構成している土粒子・水・空気の三相のうち、土塊全体の容積に対する土粒子の質量を百分率で表したものであり、その土の締固め度を表している。
【００１８】
そして、図２に示すように、測定した含水比Ｗと乾燥密度ρｄのとの関係をグラフ化する。図２は、横軸が含水比Ｗ、縦軸が乾燥密度ρｄであり、細粒分含有率Ｆｃ＝９８％の土についての締固め曲線を示す。また、本実施の形態では、細粒分含有率Ｆｃ＝４７％、７１％、９８％の土について締固め曲線を作成した。
【００１９】
この締固め曲線からわかるように、はじめは含水比Ｗが増すに従って乾燥密度ρｄが増加していき、ある含水比Ｗ、本実施の形態では含水比Ｗ４０％〜５０％位のところで最大乾燥密度ρｄとなる。更に含水比Ｗが増加すると、乾燥密度ρｄは低下する。これらの値は、土の種類や締固めエネルギーによって異なるが、締固め曲線の傾向は同じである。
【００２０】
次いで、ステップ２として、上記の締固め曲線を基にして試供体を作成する。細粒分含有率Ｆｃごとに表した締固め曲線を基にして、締固め度Ｄ値及び空気間隙率Ｖａごとに複数の試供体を作成する。
【００２１】
ここで、締固め度Ｄ値とは、上記の締固め曲線で求めた最大乾燥密度ρｄを締め固め度１００％として、これに対しての乾燥密度ρｄを百分率で表したものである。Ｄ値８０％とは、最大乾燥密度ρｄに０．８を乗じたものである。本発明の実施の形態では、細粒分含有率Ｆｃ４７％、７１％、９８％毎に、Ｄ値８０％、８５％、９０％の土の試供体を作成した。
【００２２】
また、空気間隙率Ｖａとは、土全体の体積に対する土中の間隙に含まれる空気の体積の比で表したもの。一般に、空気間隙率Ｖａの小さいほど良く締まった土と見なすことができ、良く締まった土の空気間隙率Ｖａは２〜１０％の範囲にある。この空気間隙率Ｖａは、上記締固め試験で求めた乾燥密度ρｄ、含水比Ｗから計算により求める。
【００２３】
図２には、乾燥密度ρｄ及び含水比Ｗとの空気間隙率Ｖａとの関係が示されている。土塊は、土粒子、水、空気の３相よりなっているが、空気部分を水で満たして、Ｖａ＝０と考えたときの理論上の密度をゼロ空気間隙密度という。各含水比−乾燥密度関係ごとにそれを求めて、１つの曲線を描いたものをゼロ空気間隙曲線あるいは飽和曲線という。
【００２４】
この試供体に対し、ステップ３として浸水前、浸水後の室内コーン試験を実施する。室内コーン試験とは、土の強度を測定する試験であり、日本工業規格「締固めた土のコーン試験方法（案）」（ＪＩＳ　Ａ１２２８）に基づいて測定する。
【００２５】
この室内コーン試験は、まず、４．７５ｍｍふるいを貫通した土をモールド内に突き固める。次いで、突き固めた試供体をコーンペネトロメータを用いてコーン指数を測定する。コーン指数とは、コーンペネトロメータを１ｃｍ／ｓの貫入速度で５ｃｍ，７ｃｍ及び１０ｃｍ連続的に押し込んだ時に、コーンに作用する貫入抵抗力の平均値を入先端のコーン断面積で除した値である。これを、ステップ２で作成した試供体を浸水前と浸水後について行う。浸水前と浸水後について行うのは、降雨による盛土の強度低下を考慮したためである。
【００２６】
そして、上記で求めたコーン指数と浸水前と浸水後の空気間隙率Ｖａとの関係をグラフ化する。図３は，横軸が空気間隙率Ｖａ、縦軸がコーン指数（ｋＮ／ｍ２）を示しており、細粒分含有率Ｆｃ＝７１％、締固め度Ｄ値＝８５％の土について、コーン指数と浸水前と浸水後の空気間隙率Ｖａとの関係を表している。図３中の白四角の点は浸水前における空気間隙率Ｖａとコーン指数との関係、黒四角の点は浸水後における空気間隙率Ｖａとコーン指数との関係を示している。
【００２７】
そして、このグラフを基に必要強度を満たす空気間隙率Ｖａの範囲を求める。まず、対象となる土を盛土として用いる場合に必要となる強度（コーン指数）を設定する。この強度ｑｃは、土の種類や使用条件によって異なるが、本実施の形態では、強度ｑｃ＝３００（ｋＮ／ｍ２）に設定した。
【００２８】
次に、図３のコーン指数曲線上で強度ｑｃ＝３００（ｋＮ／ｍ２）を満足する空気間隙率Ｖａを求める。本実施の形態では、ｑｃ＝３００を満足する浸水前の空気間隙率Ｖａｑｃ３ｄ＝５％以上であり、浸水後の空気間隙率Ｖａｑｃ３ｗ＝１３．５％以下であり、空気間隙率Ｖａ＝５〜１３．５％が管理範囲となる。
【００２９】
次いで、図３のグラフを基に、必要強度を満たす空気間隙率Ｖａと細粒分含有率Ｆｃの関係をグラフ化する（ステップ４）。図４は、横軸は細粒分含有率Ｆｃ、縦軸が必要強度を満たす空気間隙率Ｖａを示しており、Ｄ値＝８５％とＤ値＝９０％の土について必要強度を満たす空気間隙率Ｖａと細粒分含有率Ｆｃの関係を表している。
【００３０】
図４中の白四角の点はＤ値＝８５％の土の浸水前における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｄと細粒分含有率Ｆｃとの関係を示しており、黒四角の点は同様の土の浸水後における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｗと細粒分含有率Ｆｃとの関係を示している。また、白三角の点は、Ｄ値＝９０％の土の浸水前における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｄと細粒分含有率Ｆｃとの関係を示しており、黒三角の点は同様の土の浸水後における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｗと細粒分含有率Ｆｃとの関係を示している。
【００３１】
次いで、図４のグラフを基に、必要強度を満たす空気間隙率Ｖａと締固め度Ｄ値の関係をグラフ化する（ステップ５）。図５は、横軸は締固め度Ｄ値、縦軸が必要強度を満たす空気間隙率Ｖａを示しており、細粒分含有率Ｆｃ＝４７％、７１％及び９８％の土について必要強度を満たす空気間隙率Ｖａと締固め度Ｄ値との関係を表している。
【００３２】
図５中の白三角の点は細粒分含有率Ｆｃ＝４７％の土の浸水前における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｄと締固め度Ｄ値との関係を示しており、黒三角の点は同様の土の浸水後における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｗと締固め度Ｄ値との関係を示している。また、白四角の点は、細粒分含有率Ｆｃ＝７１％の土の浸水前における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｄと締固め度Ｄ値との関係を示しており、黒四角の点は同様の土の浸水後における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｗと細粒分含有率Ｆｃとの関係を示している。加えて、白丸の点は、細粒分含有率Ｆｃ＝９８％の土の浸水前における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｄと締固め度Ｄ値との関係を示しており、黒丸の点は同様の土の浸水後における必要強度を満たす空気間隙率Ｖａｑｃ３ｗと細粒分含有率Ｆｃとの関係を示している。
【００３３】
このグラフにより、ある細粒分含有率における空気間隙率Ｖａと締固め度Ｄ値との関係から盛土に適しているか否かを判断することが出来る。例えば、細粒分含有率Ｆｃ＝７１％の土であれば、図５中の斜線部分が、盛土に適している土の範囲である。
【００３４】
次いで、ステップ３からステップ５で求めた関係を基にして、細粒分含有率Ｆｃ、必要強度を満たす空気間隙率Ｖａ、及び、締固め度Ｄ値との関係を三次元的にグラフ化する（ステップ６）。図６は、横軸は締固め度Ｄ値（％）、縦軸は必要強度を満たす空気間隙率Ｖａ、奥行き方向の軸は細粒分含有率Ｆｃ（％）を示している。図６で示す、Ａ面より上で、Ｂ面より下で囲まれた範囲が盛土の管理範囲となる。
【００３５】
このように本発明によれば、細粒分含有率Ｆｃ、必要強度を満たす空気間隙率Ｖａ、及び、締固め度Ｄ値との関係を明らかにすることにより、強度との相関をもって、盛土の締固め時の品質を管理することが出来る。
【００３６】
また、必要強度を満たす空気間隙率Ｖａと細粒分含有率Ｆｃ、及び、必要強度を満たす空気間隙率Ｖａと締め固め度との関係を、それぞれグラフ化することにより、様々な場合において、最小限のデータをもとに盛土の品質管理を行うことが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、細粒分含有率Ｆｃ、締固め度Ｄ値、及び、降雨による必要強度を考慮した必要強度を満たす空気間隙率Ｖａの関係を明確にすることにより、強度との相関をもって、盛土の締め固め時の品質管理を的確に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る盛土の品質管理方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明に係る盛土の品質管理方法における締固め曲線を示す図である。
【図３】本発明に係る盛土の品質管理方法におけるコーン指数と空気間隙率との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る盛土の品質管理方法における細粒分含有率と空気間隙率との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る盛土の品質管理方法における締固め度と空気間隙率との関係を示す図である。
【図６】本発明に係る盛土の品質管理方法における締固め度、空気間隙率、及び、細粒分含有率との関係を示す図である。
【符号の説明】
Ｆｃ　細粒分含有率
Ｄ値　締め固め度
Ｖａ　空気間隙率
Ｖａｑｃ３ｄ　浸水前の空気間隙率
Ｖａｑｃ３ｗ　浸水後の空気間隙率
ρｄ　乾燥密度
【図１】
2004092028.tif 000003
【図２】
2004092028.tif 000004
【図３】
2004092028.tif 000005
【図４】
2004092028.tif 000006
【図５】
2004092028.tif 000007
【図６】
2004092028.tif 000008