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令和3年度土木学会全国大会第76回年次学術講演会

路床材料のレジリエントモジュラスに関する一考察
日本道路（株）千葉エンジニアリング（株）
北海道科学大学
北武コンサルタント（株）

正会員 ○池田 茜
正会員
若月 洋朗
正会員
川端 伸一郎正会員
関根 悦夫

表-1 設定及び供試体の乾燥密度と含水比

１．はじめに設定

アスファルト舗装の性能照査型設計方法では，性能照査において応答値を算定する際に多層弾性理論が一般的な構造解析手法として用いられている．多層弾性理論では，様々な設計条件に応じて材料定数（弾性係数やポアソン比）を変化させることで合理的な設計が可能となる

条件

①②③

乾燥密度[g/cm3]
1.940
1.880
1.880

含水比[%]
6.7
12.0
6.7

が，材料定数，特に路床・路盤材料の弾性係数の決定に

条件①
条件②
条件③

は，レジリエントモデュラス（以下，Mr と示す）試験を1000基本とする高度な試験と判断が必要となる．また，Mr 試

供試体
三軸圧縮試験
Mr 試験
乾燥
乾燥
含水比
含水比
密度密度[%][%]
33[g/cm ][g/cm ]
1.960
5.3
1.914
6.5
1.892
11.3
－－
1.888
6.0
1.883
6.6=1.914g/cm3，w = 6.5%
=1.892g/cm3，w = 11.3%
d=1.883g/cm3，w = 6.6%
dd

験が行われない場合には，CBR から換算式を用いてレジMr [MPa]リエントモデュラス試験による弾性係数を推定することがあるが 1)，この換算式には，CBR は単純な貫入試験であるため厳密には土の剛性・強度を表していない等，多くの検討課題が含まれている．
そこで本研究では，路床土の強度・変形特性を検討し，10010アスファルト舗装の性能照査型設計方法の発展に資する

100偏差応力ため，砂質土を用いた Mr 試験，三軸圧縮試験，室内 CBRd[kPa]

図-1 偏差応力 d と Mr の関係試験を実施した．なお，土木学会 舗装工学委員会 材料小委員会は，舗装診断研究会 舗装診断装置検証委員会とg/cm3）とした．含水比は自然含水比 6.7 %と室内 CBR共同で路床材料の剛性評価の検討を行っており，本研究試験時の水浸 4 日後の含水比 12.0 %を設定した．表-1

は，その一環として行ったものである．に設定及び供試体の乾燥密度と含水比を示す．

２．試験概要３．試験結果および考察試験に使用した材料は，文献 2)で用いた材料と同偏差応力 d と Mr との関係を図-1 に示す．Mr は鉛直復じであり，砂質土に分類されるまさ土である．三軸圧

元変位と平均偏差応力の最大値を用いて算出した値であ縮試験（CU）は，「地盤工学会基準 JGS 0522-2020」にる．条件によらず，偏差応力 d の増加に伴い，Mr は増大準拠し，載荷速度は 1.0mm/min，供試体は φ50mm，高することが分かる．乾燥密度が異なる条件①と条件③のさ 100mm である．Mr 試験は，「舗装調査・試験法便Mr を比較した場合，偏差応力によらず，条件③より条件

覧 E016」に準拠し，供試体は φ100mm，高さ 200mm①の方が大きい．そして，含水比が異なる条件②と条件である．拘束圧は三軸圧縮試験，Mr 試験とも 3 条件③を比較すると，条件②より条件③の方が大きい．よっ（41.4kPa，27.6kPa，13.8kPa）設定した．て，本試験で用いたまさ土は，乾燥密度の増大に伴い，供試体は締め固めて作成し，乾燥密度は文献 2)と同様Mr は増加し，含水比の増加に伴い，Mr は減少する傾向に，室内 CBR 試験時の 4.5kg ランマー（67 回/層，3を示した．

33層）での乾燥密度 1.940 g/cm （試験結果 1.941 g/cm ，つぎに，三軸圧縮試験（CU）による軸ひずみ a と主応

キーワード：レジリエントモデュラス，三軸圧縮試験，CBR，偏差応力
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令和3年度土木学会全国大会第76回年次学術講演会

力差 q との関係を図-2 に示す．条件①と条件③を比較す

800
条件① 条件③ると，締固め密度の増加に伴い，主応力差 q の最大値は= 13.8 kPa= 27.6 kPa= 41.4 kPac'c'

主応力差 q [kPa]増大することが分かる．条件①，条件③の と c は，それぞれ，42.4°，51.8 kPa と 45.2°，31.5 kPa である．
図-2 の軸ひずみ a と主応力差 q 関係から求めた接線変600c'400200

形係数 Etan と主応力差 q との関係，Mr と偏差応力 d との関係を図-3 に示す．Mr 試験は偏差応力が 13.8～68.9 kPa0の範囲で，三軸圧縮試験の載荷応力の範囲に比べて，極02めて小さい範囲であるが，Mr 試験の偏差応力の範囲内に46810軸ひずみ

a12 14[%]（Mr，Etan）は，Mr がやや大きいものの，ほぼ同程度の三軸 Mr= 13.8 kPa= 27.6 kPa= 41.4 kPa
c'500c'

載荷の三軸圧縮試験において，軸ひずみの測定を厳密にMr・Etan [MPa]c'行うことにより把握できる可能性が示唆された．
Mr と室内 CBR との関係を図-4 に示す．ここに示す
Mr は拘束圧 27.6 kPa の平均値であり，室内 CBR は Mr

400300200試験供試体の乾燥密度と文献 2)に示されている乾燥密度

100と室内 CBR の関係より得られた線形近似式により算出

0100200300・q[kPa]dした値を用いた．図-4 から，Mr は乾燥密度の増加，含水(a) 条件①：比の低下により増加傾向を示し，室内 CBR は水浸条件の4003d=1.940 g/cm ，500=自然含水比600影響が大きいことが分かる．また今回の試験では，Mr と三軸 Mr

室内 CBR は Mr (MPa)=4.4 室内 CBR(%)の関係にあった．

500

４．まとめ

400= 13.8 kPa= 27.6 kPa= 41.4 kPac'c'

Mr・Etan [MPa]c'

本研究では路床土の強度・変形特性を明らかにすることを目的として，まさ土に対して Mr 試験，三軸圧縮試験

300200を実施し，Mr に与える乾燥密度や含水比の影響を把握で100

き，軸ひずみの測定方法に留意した上で，三軸圧縮試験

0100

によっても Mr と同等の変形係数を把握できる可能性が200300・q[kPa]d400500(b) 条件③： d=1.880 g/cm3， =自然含水比
図-3 主応力差および偏差応力と変形係数（Mr・Etan）の関係と室内 CBR とは比例関係にあることや含水比状態が Mr

600
室内 CBR試 験設定

や室内 CBR に影響を与えることを示していることから，
室内 CBR から Mr を推定する場合には乾燥密度，含水状

た舗装診断研究会 舗装診断装置検証委員会に深謝する

Mr [MPa]

最後に，一斉試験を行うに当たり材料のご提供を頂い条件

含水比①

自然②

自然③

自然

Mr試 験設定
水 浸条件

条件

含水比

4日水浸

①

自然現場密度4日水浸②

CBR４日水浸後含水比

現場密度

現場密度

非 水浸

③

自然現場密度

乾燥密度
4.5kgﾗﾝﾏｰ締固め密度（67回／層，3層）乾燥密度4.5kgﾗﾝﾏｰ締固め密度（67回／層，3層）

Mr 条件①
CBR条件①400

態を十分に考慮することが必要であることがわかった．

Mr 条件③
CBR条件②200Mr 条件③
CBR条件③次第である．

Mr 条件②
CBR条件②【参考文献】
01) 土木学会：舗装標準示方書，pp.333-337，2014．

0202) 川端伸一郎，関根悦夫，山中光一，木幡行宏：CBR のばらつきに関

40

6080

室内CBR [%]

する一斉試験，第 76 回土木学会年次学術講演会，2021．
（投稿中）

図-4 室内 CBR と Mr の関係

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20600レベルである．したがって，Mr と同等の変形係数は単調文献 2)で室内 CBR 供試体のばらつきは大きく，乾燥密度18

図-2 三軸圧縮試験結果（ひずみ速度 1.0 %/min）

おいて，Mr 試験と三軸圧縮試験から得られた変形係数示唆された．また，Mr と室内 CBR との関係については，

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