技術資料

衝撃加速度試験による盛土の品質管理のこれまでとこれから
佐藤

厚子

畠山

乃

それぞれの問題点を解決する方法のひとつとして、

１．はじめに盛土の品質管理を簡易、迅速、安価に行うことのでき
寒地地盤チームでは、これまで道路盛土や河川堤防

る方法について検討してきた。

に関する研究を行う中で、これらを施工したときの品質管理方法に関する研究も行ってきた。研究の成果

３．衝撃加速度による盛土の品質管理のこれまで5) 6) 7)

は、盛土施工時の品質管理方法として、球体落下試験
方法、衝撃加速度試験方法が国土交通省北海道開発局

３．１

試験機開発の経緯

道路河川工事仕様書 に掲載されている。ここでは、

旧北海道開発局土木試験所土質研究室（現土木研究

衝撃加速度試験方法についてこれまでの研究成果とこ所寒地土木研究所寒地地盤チーム）において、当時、れからの展望について示す。

後藤彰研究員を中心とする能登繁幸副室長、遠藤宜世

1)

実験主任のグループにより、土の締固め管理度に関する研究が行われた。これは、後藤研究員と遠藤実験主

２．盛土の品質管理

任が土質研究室に異動になる前、構造研究室に在席し現在、国土交通省北海道開発局において河川土工、ていたことが大きく関係している。後藤研究員は、構海岸土工、道路土工などの盛土施工時には、北海道開造研究室において橋梁の床板や桁の応力、ひずみの挙発局道路河川工事仕様書に品質管理基準として示され動に関する研究を担当した。応力やひずみを測定するている規格値により品質管理が行われている。この方

加速度受振器の校正として、落下式の衝撃試験機が使法は、盛土の密度を測定して、締固め度、空気間隙用されていたことに着目し、衝撃加速度と土の締固め

率・飽和度、転圧の程度が規格値を満足するか確認す

度の間に関係があると考えた。ここでの衝撃加速度試るものである。具体的には、砂置換法 、RI法 、TS-

験機とは、圧電型加速度計を埋め込んだ鋼製の重錘（以GNSS法 の3種類の方法のいずれかにより現場密度を降、ランマーと称する）を一定の高さから自由落下さ測定して規格値と比較するものである。砂置換法は、

せ、このランマーが盛土面に衝突したときの衝撃加速

盛土の密度を求めるために、直接体積を測定すること度を測定する装置のことである。図－1に示すように、が困難であることから砂の重さから体積を間接的に求乾燥密度の大きい固い盛土では衝撃加速度が大きくなめる方法で広く用いられている。この方法は、比較的り、乾燥密度の小さい軟弱な盛土では衝撃加速度が小安価であるが人為的な誤差が発生しやすく試験に時さくなる。これを利用することにより、衝撃加速度に間を要する。RI法は、放射性同位元素（radioisotope,

よる盛土の品質管理が可能と考え研究に着手した。

2)

3)

4)

RI）を利用して土の密度や含水比を求める方法である。この方法は、簡易で個人誤差が比較的少ないもの

衝撃加速度大のばらつきが大きく、小規模な土工では工事費に占め

衝撃加速度小

ラ
ン
マ

ラ
ン
マ

密度が大きい固い盛土面

密度が小さい軟らかい盛土面る測定費の割合が高くなる場合がある。TS-GNSSをーー

用いた盛土の締固め管理技術は、事前の試験施工により規格値を満足するまき出し厚、締固め層厚、締固め
回数などの施工仕様を確定し、工法規定方式で施工する。近年多く用いられるようになり、広範囲に均一な盛土ができるが、電波受信の程度により適さない場所があること、小規模土工では工事費に占める測定費の割合が高くなる場合がある。
16

図－1

衝撃加速度と土の締固め度の関係
寒地土木研究所月報№806

2020年６月

３．２

ブロックを図－3に示す。

試験機の開発

３．２．１

３．２．２

初期衝撃加速度試験機

研究は、図－2に示すような試験機を作製すること

衝撃加速度試験機のランマーの落下高さと断面形状から始まった。衝撃加速度試験機のランマーの質量

衝撃加速度は、衝撃加速度試験ランマーの落下エネ

は、開発時の北海道開発局道路河川工事仕様書の締固

ルギー、ランマーの形状、盛土材料の固さの影響を受め試験として使用されていたランマーが4.5kg であっける。図－4は、砂質土、シルト質土、粘土それぞれ2たことからこれと同じとし、ランマーの内部に圧電型種類ずつ計6種類の試料について、落下高さと衝撃加加速度計を設置した。ランマーの衝突部の断面形状

速度の関係をランマーの断面形状ごとに示したものでは、半円である半球、一部底面が平坦な欠球台、平坦ある。同じ落下高さの衝撃加速度は、半球が小さく、な円柱の3種類とした。ランマーは、自転車のブレー

円柱が大きく、欠球台が中間であった。落下高に対すキ装置を取り付けた形式により、落下高さを10cmごる衝撃加速度の変化の割合は、円柱が大きく、欠球台、とに変化させて自由落下できる。

半球はほぼ同じであった。

8)

衝撃加速度の記録は、光学系直視式電磁オシログラ
フを使用し、データレコーダーにより記録した。測定

次に、ランマーの落下高さと測定値のばらつきとして変動係数を求め図－5に示す。

半球(Y=29.87+2.97X r=0.88)
欠球台 (Y=69.92+3.04X r=0.82)
円柱(Y=96.46+4.16X r=0.88)

400
ランマーの形状
φ60

ガイドバー

支持台

R30
半球

63

65

1200

φ60

欠球台

35

65

40

加速度計

65

ランマー

300

衝撃加速度I(G)

φ34

65

180

200

100

57

φ60

400

詳細図

0

円柱

10

20

30

単位：mm

図－2

初期衝撃加速度試験機（文献5)に加筆修正）

図－4

40
50
落下高さ(cm)

6070

 撃加速度試験機のランマーの落下高さと衝撃加衝速度（文献6)に加筆修正）

加速度計

12

ブリッジボックス10
変動係数(%)

動ひずみ測定器
電磁オシログラフ
データレ
コーダー……衝撃加速度読取り

8
6
4

半球
欠球台
円柱

2

ローパス
フィルター

0
10
図－5
図－5

図－3

衝撃加速度測定ブロック図（文献5)に加筆修正）

寒地土木研究所月報№806

2020年６月

20

30

40

50

60

70

落下高(cm)

高速フーリェ
……周波数分析変換器

衝
撃加速度試験機のランマーの落下高と変動係数
衝撃加速度試験機のランマーの落下高と変動係数（文献6)に加筆修正）（文献 6)に加筆修正）

17

半球の変動係数は、落下高さにかかわらず5.5～

含水比と衝撃加速度、一軸圧縮強さ、最大せん断応

8.4%の範囲、円柱および欠球台では、落下高さが大き力のそれぞれの関係曲線は締固め曲線と同様に凸型でくなると変動係数が小さくなる傾向が見られ、落下高あり、そのピークを示す含水比は最適含水比よりも低さを大きくすることで測定精度が向上する。しかし、い。最適含水比よりも湿潤側では、含水比が高くなる

ランマーの落下高さが50cm以上となると現場で試験と、乾燥密度、衝撃加速度、一軸圧縮強さ、最大せん機としての操作が困難になることから、ランマーの落断応力は小さくなった。北海道の大部分の土質の自然下高さを40cmとし、この落下高さで最も変動係数が含水比が最適含水比よりも湿潤側であることから、こ小さくなる形状である半球とした。

の範囲について衝撃加速度と乾燥密度、一軸圧縮強さ、

３．２．３

衝撃加速度と供試体の強度

最大せん断応力の関係を求めた。粘性土の例を図－7

衝撃加速度による盛土の品質管理を行うために、衝に示す。衝撃加速度が大きくなると乾燥密度、一軸圧

撃加速度と締固めた供試体の強度の関係を求めた。強

縮強さ、最大せん断力は大きくなった。以上より、衝度としては、締固め試験と同じ含水比、同じ密度とな

撃加速度から強度や密度の推定ができることから、衝るように作製した供試体について一軸圧縮強さと、非撃加速度を用いた盛土の品質管理が可能であると考え

圧密非排水条件で実施した一面せん断試験の鉛直応た。そこで、衝撃加速度試験機のランマーの落下高さ

力を200kN/m としたときの最大せん断応力を求めた。

40cm、形状を半として、写真－1に示すように簡易に試験は16試料で行い、その中で粘性土と砂質土の例を

衝撃加速度を測定できる試験機を開発した。この試験

図－6に示す。

機について、当時の谷村昌史主任研究員の提案に基づ

2

100

0

1.4

2.5
2

100

1.3

1.5
1

1.2

ρd
qu

1.1
10

15

τ
I

0.5
0

20
25
含水比 w(%)

30

300
200
100
0

35

300

200

100

ρd
qu

1.6

100

1.4

0
10

15

200
ρd
τ
qu

100
0

1.2

18

35

最大せん断応力 τ（kN/m2）

1.4

一軸圧縮強さ qu(kN/m2)

乾燥密度 ρd(g/m3)

300

図－7

30

締固め曲線と強度、衝撃加速度（文献6)に加筆修正）

1.5

50
100
衝撃加速度I(G)

25

b.砂質土

400

0

20

含水比 w(%)

1.6

1.3

200

1.5

a.粘性土
図－6

τ
I

衝撃加速度I(G)

200

3

400

乾燥密度 ρd(g/cm3)

300

200
3.5

1.5

最大せん断応力 τ(kN/m2)

100

400

500

4

一軸圧縮強さ qu(kN/m2）

200

500

4.5

衝撃加速度I(G)300

最大せん断応力 τ(kN/m2)

一軸圧縮強さ qu(kN/m2）

400

1.6

乾燥密度ρ d(g/cm3)

600

500

150

 適含水比よりも湿潤側の含水比での衝撃加速度
最と乾燥密度、強度の関係（粘性土）

写真－1

衝撃加速度試験機

寒地土木研究所月報№806

2020年６月

き、1995年12月に特許（登録特許第1995981号）を取－9に示す。含水比を一定とした個々の試料では、衝得し、以降この試験機を用いた研究を行ってきた。ま撃加速度と乾燥密度は相関性の高い比例関係となった、試験機は、寒地土木研究所の実験施設（試験・測た。このことから、衝撃加速度より乾燥密度の推定が定機器）のひとつとして短期間に限り貸し出しされて可能であることがわかった。乾燥密度は土粒子密度のいる 。なお、民間では北海道以外を含め、35台以上影響を受けることから、この影響を受けない締固め度

保有している。

と衝撃加速度の関係を求めた。すべての試料をまとめ9)て同一の関係であれば、室内試験により、乾燥密度の３．３

衝撃加速度による盛土の品質管理方法の適用

３．３．１

推定は不要である。全体をまとめて衝撃加速度と締固

締固め曲線において明確な最大乾燥密度

め度の関係を図－10に示す。全体をまとめるとばらつが得られる材料

きが大きく、衝撃加速度から締固め度を推定すること

盛土の品質管理は、施工後の盛土の乾燥密度を測定はできなかった。したがって、盛土の品質管理では、

して締固め度を求め、規格値以上であることを確認す

個々の試料について基準の締固め度を満足する衝撃加るものである。施工は自然含水比で行うことから、北速度を求めることとした。
具体的には、15cmモールド、突き固め試験の2.5kg

固め度を変えて衝撃加速度と乾燥密度の関係を求めランマーを使用し、自然含水比状態の試料について、た。図－8は、突き固め試験のランマーの落下回数と突き固め回数を一層あたり10、25、40、55回として3

衝撃加速度および乾燥密度の関係を示した例である。

層突き固めを行い、各突き固め回数で衝撃加速度と密突き固め試験のランマーの落下回数を多くすると乾燥度を測定し、衝撃加速度と乾燥密度との関係を求める

密度および衝撃加速度は大きくなっている。そこで、（図－11）。突き固め試験で得られた最大乾燥密度の基

この関係から衝撃加速度と乾燥密度の関係を求め、図

準値(締固め度90%)に相当する衝撃加速度を基準値と

120

1.7

105

1.6

90

1.5

75

ρd

1.1
1.0

締固め度 Dc(%)

1.8

衝撃加速度I(G)乾燥密度ρd(g/cm3)

海道内の107の試料についてそれぞれ自然含水比で締

I

0.9
0.8
礫質土
砂質土
シルト質土
粘性土

0.7

1.4

60
0

20

40

60

80

0.6
0

ランマーの落下回数(回)

図－8

50

100

150

衝撃加速度I(G) き固め試験のランマーの落下回数と衝撃加速度
突および乾燥密度（文献10)に加筆修正）

図－10

衝撃加速度と締固め度（文献10)に加筆修正）

1.7
1.6

乾燥密度

乾燥密度

乾燥密度ρd(g/cm3)

1.8

締固め度の基準値

1.5

55回
40回
25回
10回

衝撃加速度の
基準値

1.4
60
図－9

80
100
120
衝撃加速度I(G)140

衝撃加速度と乾燥密度（文献10)に加筆修正）

寒地土木研究所月報№806

2020年６月

含水比

図－11

衝撃加速度

 固め曲線において明確な最大乾燥密度が得られ締る材料の品質管理基準値1)19する。現場で計測した衝撃加速度と基準値との比較に

12より現場の品質を管理する。

10

北海道の101箇所の盛土現場において、あらかじめ際の盛土現場で測定した衝撃加速度から乾燥密度を推定した。また、同じ盛土現場で砂置換により乾燥密度を測定した。衝撃加速度より推定した密度と砂置換法

8
D値(cm)

室内試験より衝撃加速度と乾燥密度の関係を求め、実

6.3cm
6
4

により求めた密度の関係を図－12に示す。衝撃加速度2から推定した密度と砂置換により求めた密度はほぼ等0

しく、この方法によることの妥当性が確認された。
1995年頃、この方法は北海道開発局道路河川工事仕様書盛土の品質管理法として掲載された。また、2010年発行道路土工盛土工指針12)、2012年発行地盤工学会

63G
0

50

100
衝撃加速度I(G)

150

200

図－13 室室内試験における衝撃加速度とD 値の関係（文図－13
内試験における衝撃加速度とD値の関係（文献16)に加筆修正）
献 16)に加筆修正）

2.5

2.0

2

1.5

4

6

8

10

転圧回数(回)

図－14

転圧回数と衝撃加速度の関係1)

1.0

0.5
0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

衝撃加速度より推定した乾燥密度ρ d(g/cm3)

図－12

衝撃加速度の基準値

衝撃加速度I(G)

砂置換法による乾燥密度ρ d(g/cm3)

土の締固め13)にも紹介されている。

 撃加速度より推定した密度と砂置換法により求衝めた密度（文献11)に加筆修正）

その後、明確な最大乾燥密度を得ることができない
火山灰土についてD値を満足しても衝撃加速度が63Gを満足していない事例が発生したので、実態に合う管理方法について検討した。その結果、図－14に示すよ
うに、現場において転圧回数を変えて衝撃加速度を求
め、衝撃加速度が一定値となる値を目標値とする盛土

３．３．２

締固め曲線において明確な最大乾燥密度


の品質管理方法が北海道開発局道路河川工事仕様書にが得られない材料

2014年頃掲載された。

北海道の火山灰の中には、締固め曲線が平坦で明確

３．３．３

固化材により改良した材料による盛土

な最大乾燥密度が存在しないものがある 。このよう

北海道開発局の道路盛土工事では、軟弱であるためな材料に対しては、盛土の品質管理で締固め度管理を盛土材として使用できない材料を有効利用する方法と適用することはできない。北海道開発局では、明確なして、セメントや生石灰などの固化材により改良する

最大乾燥密度を得ることができない材料について盛土方法が多く用いられている。これは、含水比を低下さを施工した場合、球体落下試験によるD値により管理せる方法が安価ではあるが、積雪寒冷地である北海道している。これは、このような材料であっても締固め

では、工事期間が限られてしまうこと、曝気乾燥を行エネルギーを大きくすることにより、乾燥密度が大きうのに適した気象条件の期間が限られてしまうことな

くなっていくことから、締固め度の程度を強度で評価

ど、制限があることによるものである。固化材によるする方法である 。そこで、衝撃加速度とD値の関係

改良は、対象土に固化材を混合することにより土砂中を求め、図－13に示す。D値の基準値である6.3cmにの水分と固化材が反応し強度発現することを利用した対応する衝撃加速度がほぼ63Gであったことから、こものである。実際の工事では、対象土を含水調整してれを基準値とした。

固化改良することが現実的でないことから、固化材で

14)

15)

20

寒地土木研究所月報№806

2020年６月

改良した材料（以降固化改良土と称する）による締固

一軸圧縮強さに相関性があると考え、その関係を求め

め曲線を求めても実際の盛土とは条件が異なっておた（図－16）。衝撃加速度と一軸圧縮強さは相関性がり、締固め度による品質管理を適用することは実用的高く、衝撃加速度から一軸圧縮強さを推定できる。土ではない。このような材料は、密度管理ではなく盛土質や固化材の種類により衝撃加速度と一軸圧縮強さをの施工性や安定性を確保できるような強度 により管同じ関係式で表すことができれば、基準値がひとつと理することが適している。固化改良土による盛土につなるので室内試験が不要となる。

17)

いては、トラフィカビリティの確保と、法勾配、高さ

様々な試料について、セメントおよびセメント系固などの盛土の形状、粘着力やせん断抵抗角などの盛土化材による固化改良土の衝撃加速度と一軸圧縮強さののせん断強さから求める安全率を確保できる強度の両関係をまとめて図－17に示す。全体をまとめても衝撃方を満足することが目標となる。固化改良土のせん断

加速度と一軸圧縮強さは良好な相関関係にある。し

抵抗角は0であり、粘着力で評価することから、固化

かし、固化改良土の一軸圧縮強さを150kN/m2とすれ土の目標強度の設定を一軸圧縮強さに対して行うことば19)、このときの衝撃加速度は50から60Gの範囲となとした。

り、安全側の配合では、固化材量が多くなり不経済な北海道内の31箇所の現場で発生した軟弱な材料につ設計となる場合がある。このため、固化改良土によるいて、固化材混合量を変えた固化改良土について衝撃

盛土について、材料ごとに室内試験を行い、目標とな

加速度と一軸圧縮強さを測定した。その一例を図－15

る衝撃加速度を決めることとした。

に示す。固化材混合量が多くなると一軸圧縮強さおよ

具体的には、固化材混合量を4種類程度変えて一軸

び衝撃加速度は大きくなった。そこで、衝撃加速度と圧縮強さと衝撃加速度との関係を求め（図－18）、現

600

500
400

100

300
200

50

100
0
50
100
固化材混合量(kg/m3 )

500
400
300
200
100

0

150

固化材混合量と一軸圧縮強さ、衝撃加速度の関係

150kN/m2

0

0
0

図－15

一軸圧縮強さ qu(kN/m2)

150
一軸圧縮強さ衝撃加速度
衝撃加速度I(G)

一軸圧縮強さqu(kN/m2)

600

図－17

25
50
75
100
衝撃加速度I(G)125 メントおよびセメント系固化材により改良した
セ
材料の衝撃加速度と一軸圧縮強さの関係（文献18)に加筆修正）

500
400(kN/m2)300

一軸圧縮強さqu

一軸圧縮強さqu(kN/m2)

600

200
100

目標一軸圧縮強さ

0
0

25

50

75

100

125

目標衝撃加速度

衝撃加速度I(G)図－16衝撃加速度と一軸圧縮強さの関係（文献18)に加衝撃加速度と一軸圧縮強さの関係（文献 18)
図－16
筆修正）
に加筆修正）
寒地土木研究所月報№806

2020年６月

現場の衝撃加速度Ｉ(G)図－18

目標衝撃加速度の求め方1)21

場の目標標衝撃加速度を決定する。現場で測定した衝４．衝撃加速度による盛土の品質管理のこれから撃加速度と目標衝撃加速度との比較により盛土の品質を管理する。

４．１

小規模埋め戻し土工の品質管理への適用

北海道の固化改良土による盛土現場9箇所において、供用中の道路に設置、埋設されている電信柱やガス

衝撃加速度とボーリングにより採取した供試体の一軸

管、上下水道などの構造物が老朽化や基準改変のため圧縮強さを測定した。あらかじめ室内試験で求めた衝に更新されるとき、掘削、埋め戻しの小規模な土工が撃加速度と一軸圧縮強さの関係に現場の一軸圧縮強さ必要となる。このような工事であっても締固め度管理を当てはめて現場の衝撃加速度を推定した。現場と室を行わなければならないが、供用中の箇所では、掘削、内試験より推定した衝撃加速度を図－19に示す。現場

埋め戻しの作業時間が限られていること、作業規模がと室内の衝撃加速度はほぼ一致しており、この品質管小さいため、土質試験や密度測定のための砂置換を実理方法の妥当性が示された。衝撃加速度による固化改施するための十分な時間の確保が困難となる。このよ

良土の品質管理方法は、北海道開発局においては、様々

うな場合、写真確認による施工管理を行っているが、な講習会で周知されており、1997年頃から固化改良土

施工後時間経過にともない施工箇所が沈下する場合がの現場で広く用いられてきた。

ある。このような事象について2012年、北海道開発局
道路滝川事務所山崎達哉所長（旧北海道開発局開発土木研究所土質基礎研究室出身）より、小規模土工の品

現場の一軸圧縮強さより推定した
衝撃加速度I(G)120

質管理として衝撃加速度試験による方法が適用できるのではとの提案があった。

100

そこで、小規模土工の品質管理方法として、室内試

80

験をしないで、短時間に品質を確認できる方法として、

60

掘削前と埋め戻し後の衝撃加速度を測定し、埋め戻し

40

後の衝撃加速度が掘削前以上であれば十分な締固め度であると考えた。10箇所について掘削前と埋め戻し後

20の衝撃加速度を測定し、図－20に示す。多くのデータ
では埋め戻し後の衝撃加速度が掘削前と同程度か小さ

0
0

図－19

20
40
60
80 100
現場の衝撃加速度I(G)120 場の衝撃加速度と現場の一軸圧縮強さより推定
現した衝撃加速度（文献20)に加筆修正）

くなる傾向があった。施工数か月後における目視調査
では、地山掘削埋め戻しで一部沈下が見られた。沈下した箇所は、他の箇所に比べて、埋め戻し後の衝撃加速度が掘削前より約55%低かった。今後さらにデータを増やしてこの方法を適用できるようにしたい。

固化改良土による盛土の品質管理方法は、2013年「北海道における不良土対策マニュアル」の改定時に掲載
するとともに、同年の北海道開発局道路工事仕様書に埋め戻し後の衝撃加速度I(G)掲載された。
この頃から土研ショーケースや国土交通省地方整備局などで衝撃加速度試験による盛土品質管理方法をPRする機会が増え、国土交通省をはじめとする各機関で施工される盛土の品質管理として使用したいという要望があり、対応しているが、まだ、北海道以外では基準値として採用されていない状態である。
なお、2014年2月に ｢衝撃加速度による盛土の品質

22

路盤
地山（埋め戻し後沈下あり）
地山

100

50
1:1
0
0

管理方法｣ としてNETIS登録 (HK-130011-A)され、その後2017年にVR、2020年にVEとして登録された。

150

50

100

150

掘削前の衝撃加速度I(G)図－20 削前と埋め戻し後の衝撃加速度（文献21)に加筆
掘修正）

寒地土木研究所月報№806

2020年６月

４．２

固化材により改良した材料の路床への適用22)

度を路床の品質管理に適用できると考えられる。

2017年度から、つくば中央研究所施工技術チーム、

これを確認するため、室内試験の結果に現場で測定先端技術チーム、舗装チーム、寒地土木研究所寒地地した、衝撃加速度とCBRの関係を合わせて図－22に示盤チームとの共同で、「路床及び路体の締固め状態をす。室内と現場の衝撃加速度とCBRの関係はほぼ等考慮した道路舗装の設計・施工に関する研究」が始ましく、改良土による盛土に対して衝撃加速度による品った。寒地地盤チームは、固化改良した路床の品質管質管理の妥当性が確認できた。北海道開発局では、路理に関する研究を分担した。

床のCBRが12%以上あれば、路盤の厚さを最小とする

北海道開発局では、固化改良土による路床の品質管ことができるとされている23)。そこで、全試料をまと理として、2002年には、現場CBR試験を行うこととな

めてCBRが12%程度の範囲で衝撃加速度とCBRの関係っている。CBR試験は路床の支持力を求めるものであを図－23に示す。衝撃加速度とCBRは相関性が高い

り、大がかりな試験装置が必要である。一方、衝撃加

ものの全体をまとめるとある程度の範囲でばらつきが速度試験機は軽量な試験機であり、盛土を対象としたあることから、固化改良土による路床については、路比較的低強度な固化改良土の一軸圧縮強さと衝撃加速体と同様に材料ごとに目標値を定める方法が適切と考とは相関性が高い。衝撃加速度により路床のCBRをえる。今後データを増やして確認したい。

推定できれば、簡易に効率的に品質管理ができる。そまた、原位置での路床の支持力を直接評価する方法

こで、固化改良土による路床の品質管理として衝撃加のひとつである小型FWD試験による地盤反力係数K30速度の適用性を検討した。図－21に改良土の衝撃加速について衝撃加速度との関係を求め、図－24に示す。

度とCBRの関係を示す。供試体の養生条件にかかわこの図より、衝撃加速度とK30は相関性があり、衝撃

らず、衝撃加速度が大きくなるとCBRは大きくなり、

加速度からK30の推定が可能である。今後データを増

衝撃加速度からCBRの推定が可能である。衝撃加速

やして適用性を検討したい。

40

25
気中養生
水浸養生

30

CBR (%)CBR (%)

20

室内
現場

15
10

20
10

5

0

0
0

20

40

60

80

0

100

50

衝撃加速度I(G)

衝撃加速度I(G)

図－21

固化改良土の衝撃加速度とCBR

図－22

現場と室内の衝撃加速度とCBRの関係

500
小型FWD 地盤反力係数
K30(MN/m3)

30

20

CBR (%)

150

100

10
気中

水浸

0
0

50

100

150

生石灰
400

高炉B種セメント

300
200
100
0
0

衝撃加速度I(G)図－23
寒地土木研究所月報

衝撃加速度からCBRの推定№806

2020年６月

図－24

20

40
60
衝撃加速度I(G)80

100

現場の衝撃加速度と地盤反力係数



23

４．３

密度は異なっていた。そこで、締固め度でまとめたも路盤への適用路盤を施工したときの品質は締固め度により管理しのを図－27に示す。締固め度が同じであっても衝撃加ている。これは、締固め度が規格値を満足していれば、速度は広い範囲であり、すべての材料をまとめて衝撃

路盤に必要な強度であるCBR を得られているものと加速度から締固め度を推定することはできない。以上判断する品質管理方法である。しかし、砂置換法は結より路盤の品質管理を衝撃加速度で行う場合は、路体、果の判明までに時間を要することから、各方面におい路床と同様に試料ごとに衝撃加速度と乾燥密度の関係て簡易な方法による路盤の品質管理方法が検討されてを求めて現場で確認しなければならない。

。寒地地盤チームでは、衝撃加速度による盛次に、室内と現場の衝撃加速度と乾燥密度の関係を

土の品質管理方法を検討してきており、この管理方法求めた。室内と現場の関係がほぼ一致した場合もあっ

を路盤材料に適用することも検討した。路盤材料につたが、13箇所のうち8箇所で図－28に示すように砂置いて室内試験により衝撃加速度と乾燥密度の関係を求換で求めた乾燥密度が室内試験で推定した乾燥密度よめた。その例を図－25に示す。路盤材料で衝撃加速度

りも大きくなった。現場では十分品質を満足していてと乾燥密度は相関性の高い比例関係が見られる。北海

も、室内試験の結果から現場の乾燥密度を推定すると道内で採取した15種類の路盤材でこの関係を調べてま

乾燥密度は小さくなり、締固め度を満足しない結果ととめたものを図－26に示す。すべての試料で衝撃加速なる。このため、路盤材料に対しては、現在の機械を度が大きくなると乾燥密度も大きくなり、路盤材料にそのまま使用して衝撃加速度により品質管理を行うこおいても衝撃加速度と乾燥密度は相関性の高い比例関とは困難である。

いる24) 25)係にある。すべてで衝撃加速度に対する乾燥密度の傾

衝撃加速度と乾燥密度の関係が、室内と現場で合致

きはほぼ同じであるが、同じ衝撃加速度に対して乾燥しない要因のひとつとして、礫質土の衝撃加速度が大

2.5

1.8

乾燥密度ρd(g/cm3)

乾燥密度ρd(g/cm3)

1.9

1.7
1.6
1.5
75

100

125

2.3
2.1
1.9
1.7
1.5

150

0

50

衝撃加速度I(G)図－25

室内における路盤材料の衝撃加速度と乾燥密度（文献26)に加筆修正）

図－26

乾燥密度ρd(g/m3)

締固め度Dc (%)

250

 内における路盤材料の衝撃加速度と乾燥密度
室(15試料)（文献27)に加筆修正）

100

80

2.4
2.2
2.0

締固め度93%

1.8

室内試験
現場試験

60
0

50

100

150

200

250

1.6
100

衝撃加速度I(G)

24

200

2.6

120

図－27

100
150
衝撃加速度I(G)室内における路盤材料の衝撃加速度と締固め度（文献27)に加筆修正）

図－28

150
200
衝撃加速度I(G)250

現場と室内の比較（文献27)に加筆修正）
寒地土木研究所月報№806

2020年６月

きなばらつきを生じるためと考えた。これは、室内試

土の締固め度の予測（第1報）、土質工学会北海道

験では、試料面が平坦でないために衝撃加速度試験機

支部技術報告集、第26号、1986.

のランマーを自由落下させたとき、衝撃加速度が礫の

6） 後藤彰、能登繁幸：衝撃加速度による土の締固め

方向・強度の影響を受けるためである。そこで、機械度の予測、土木試験所月報、第412号、1987.

工学を専門とする山田充研究員、久慈直之研究員、樋7） 後藤彰、能登繁幸：衝撃加速度による土の締固め

口侯太郎研究員らは、ランマー落下時に測定対象（試度の予測の可能性について、昭和62年度北海道開料）との衝突面を平準化することにより室内試験時に発局技術研究発表会、1988.

おける衝撃加速度のばらつきを軽減できると考えた。
その方法として試料には面で接触し、かつランマーが8） 日本工業規格：突固めによる土の締固め試験方法
JIS A 1210、2009.

硬い物体に直接衝突しない構造とするため、衝突部分

9） 寒地土木研究所施設貸付http://www.ceri.go.jp/

は比較的柔らかいゴムを用い、試料に接する側は鋼板

contents/facilities/con_faci01/index03.html

を用いた2層構造とし、比較的簡易に脱可能な形状と10）能登繁幸、後藤彰、佐藤厚子：衝撃加速度を用いした試験機の改良を試みている 。

た土の締固め管理について、第24回土質工学研究28）

このような試験機改良は、2014年度からの「道路土発表会、1989.

工と舗装の一体型設計に関する研究」、2017年度から

11）佐藤厚子：衝撃加速度による盛土の品質管理方法の「路床及び路体の締固め状態を考慮した道路舗装のについて、開発土木研究所月報、第481号、1993.

設計・施工に関する研究」により、衝撃加速度試験機

12）公益社団法人日本道路協会：道路土工－盛土工指による品質管理の対象が路盤へ拡大したことが大きい。今後は衝撃加速度による品質管理方法が路盤材にも適用できることが期待される。

針（平成22年度版）、p.309、2010.
13）公益社団法人地盤工学会：地盤工学・実務シリー
ズ30土の締固め、p.218、2012.
14）火山灰質土の工学的分類委員会：北海道火山灰土の性質と利用、p.56、2010.

５．おわりに

15）北海道開発局土木試験所：火山灰土の締固め特性
衝撃加速度は、北海道開発局の河川土工、海岸土工、道路土工（路体、路床）などの盛土の品質管理とに関する試験調査（第1報）関係地における道路築造に関する試験調査報告書、1969.

して使用されている。現在、小規模土工の掘削、埋め

16）佐藤厚子、能登繁幸、下条晃裕：北海道における戻し工事、固化材で改良した材料による路床工事、路火山灰盛土の締固め管理について、火山灰に関す盤の品質管理方法として適用するための研究を行ってる研究討論会、1992.

おり、今後これらの実用化を図りたい。

17）地盤工学会：土の締固めと管理－土質基礎工学ライブラリー32－､ p.71、1988.

謝辞：本技術資料をまとめるにあたり、国土交通省北18）佐藤厚子、西川純一、野並光昭、金城徳一：衝撃

海道開発局の関係各位より、試料採取や関係資料の提加速度による安定処理土の品質管理方法につい供についてご協力をいただきました。ここに記して感て、第30回土質工学研究発表会、1995.

謝の意を表します。

19）土木研究所寒地土木研究所：北海道における不良
土対策マニュアル、2013.
20）佐藤厚子、西川純一：衝撃加速度による安定処理

参考文献

土の品質管理方法、セメント系安定処理土に関す
1） 北海道開発局：道路河川工事仕様書

付表、2020.

2） 公益社団法人地盤工学会：地盤調査の方法と解説、pp.557-578、2013.
3） 公益社団法人地盤工学会：地盤調査の方法と解説、pp.592-604、2013.
4） 国土交通省：TS･GNSSを用いた盛土の締固め、

21）久慈直之、山梨高裕、佐藤厚子：衝撃加速度を用いた小規模な掘削埋め戻し土工の品質管理方法の検討、第32回日本道路会議、2017.
22）久慈直之、畠山乃、佐藤厚子：セメント改良土の室内試験における衝撃加速度とＣＢＲの関係について、寒地土木研究所月報、第797号、2019.

2019.
5） 能登繁幸、遠藤宜世、後藤彰：衝撃加速度による
寒地土木研究所月報

るシンポジウム、1996.

№806

2020年６月

23）国土交通省北海道開発局：道路設計要領、2019.
2524）関根悦夫、村田修、阿部長門、丸山暉彦：FWD27）久慈直之、山梨高裕、佐藤厚子：衝撃加速度試験

による鉄道盛土の締固め管理に関する研究、第1装置を用いた路盤での品質管理について、寒地土

回舗装工学講演会講演論文集、1996.

木研究所月報、第774号、2017.

25）近畿地方整備局 近畿技術事務所：簡易支持力測定器利用手引き、2005.

28）樋口侯太朗、畠山乃、佐藤厚子、久慈直之：衝撃
加速度を用いた路盤の品質管理方法の検討につい26）佐藤厚子、山梨高広、久慈直之、川端伸一郎：路て～測定値のバラツキを軽減する方法について

盤の品質管理への衝撃加速度の適用性に関する試～、地盤工学会北海道支部技術報告集、第60号、

験、地盤工学会北海道支部技術報告集、第58号、

2020.

2018.

26

佐藤 厚子
SATO Atsuko

畠山 乃
HATAKEYAMA Osamu

寒地土木研究所
寒地基礎技術研究グループ
寒地地盤チーム（地域景観チーム兼務）
主任研究員
博士（工学）
技術士（建設・総合技術監理）

寒地土木研究所
寒地基礎技術研究グループ
寒地地盤チーム
上席研究員

寒地土木研究所月報№806

2020年６月