書式１
平成年月日

公益信託 ＮＥＸＣＯ関係会社高速道路防災対策等に関する支援基金
受託者
三菱ＵＦＪ信託銀行株式会社
宛
研究概要書

研究課題：盛土法面の品質改善に向けた締固め技術と施工・維持管理手法の効率化に関する研究研究代表者： 九州大学工学部 教授 安福規之

共同研究者： 九州大学工学部 助教 石藏良平

同 ：福井大学工学部
同 ：(株)淺川組

准教授

小林

事業本部長

泰三

谷山充

はじめに
近年，想定を超える降雨や地震等の災害外力の増加が懸念される中，道路盛土や河川堤防，宅地盛土等の崩壊が多発している．そのため，盛土構造物の品質・防災機能を向上させることが，重要な技術課題となっている．一般に盛土は，天端の締固め度で管理されるが，法面の健全性を直接的に管理する規定はない．本研究では，盛土法面の締固め度に着目した管理手法の提案に向け，1）改良型 FWD 装置の計測精度の向上の試みと，2)新たな盛土法面の品質管理手法の提案に向けた検討を行った．
25平均μ平均μ295.0178.3
標準偏差σ 標準偏差σ47.975.4

連結状態
分離状態

１．研究の目的測定により管理される．本研究では，RI 装置による密度改良型 FWD 装置）を併用して法面を管理するための実用

15度数測定に加え，開発中の重錘落下式たわみ測定装置（以下，Dc= 90 %傾斜角：0°
計測回数 120回

20

盛土の品質評価については，通常，RI 装置による密度10的な方法の提案に向けて検討を行っている．改良型 FWD5装置の適用に向けた課題のひとつとして，「測定値のばらつき」が挙げられる．本研究では「改良型 FWD 装置の精度向上」と既存の実験データから「乾燥密度020の分布につ80140200260320380

FWD係数kf (MN/m3)

いて RI 装置で得られた測定値と改良型 FWD 装置によって

図1

FWD 係数のヒストグラム(Dc=90%)

予測した測定値の結果の比較」を行った．
150連結状態分離状態

２．改良型 FWD 装置の精度向上の検証
盤に生じる荷重と加速度を測定する．載荷板での最大応力をσmax，最大変位を umax とすると FWD 係数は(1)式で与えられる．
kf = σmax / umax (MN/m3)(1)120
変動係数CV(%)

改良型 FWD 装置は重錘を垂直に落下させ，バネを介して地測定回数60回

90μ = 207.1

60 平均値

μ = 178.3

改良型 FWD 装置について，法面等の斜面において測定した
FWD 係数 kf のばらつきを抑制し，FWD 係数 kf を安定的に求めることを目的に，改良型 FWD 装置を加速度計部とロードセル・重錘部に分離するように改良を行った．本研究では連結状態と分離状態の改良型 FWD 装置について同一条件で室内実験を行い，各改良型 FWD 装置の性能を比較した．改良型 FWD

μ = 371.1

CV =μ = 362.2

μ = 197.230μ = 509.4μ = 295.00μ = 313.901020
傾斜角度θ(°)

図2FWD 係数の変動係数と傾斜角の関係

30装置の性能を比較するために直径 286mm，高さ 330mm のモ25ｍールドに作製した模型地盤を用いた．模型地盤には粒径2mm 以下のまさ土を用い，最適含水比 12.5%に設定して締4.5ｍ固めを行い，試験を実施した．さらに実際に法面で用いることを想定しモールドを 10 度，20 度，30 度，傾けた条件で改1:1.8 grad

良型 FWD 装置による計測を行った．図 1 に水平時，締固め度 Dc=90%の測定結果を示す．分離状態の方が平均値は 100

図 3 現場実験の盛土概要(MN/m3) 程度大きな値を示し，標準偏差は分離状態のほう1.9が 30(MN/m3) 程度小さな値を示した．図 2 に傾斜角ごとの各変動係数CVRI装置
4.2％
ＦＷＤ装置 40.2％

また傾斜角度が増加しても，分離状態では，変動係数の増加は小さく，安定した測定値を得ることができると考えられる．
３．FWD 装置による盛土法面の乾燥密度測定

3

測角度において分離状態の方が変動係数は小さい値となった．

乾燥密度 ρd (g/cm )改良型 FWD 装置による計測値の変動係数を示す．すべての計
1.81.71.6

測定点数 52点

本実験では図 3 に示すような盛土の法面において，「締固（ＦＷＤ係数は各点10回平均）1.5め度が均一になるように締め固めた法面」での測定と，乾燥密度10と FWD 係数 kf の相関性を調べる目的で「段階的に締固め度を変化させた法面」の 2 種類の条件で測定を行った． 前者についてはバックホウで形を整えた現場盛土において法2は段階的に盛土法面を締固め，異なる締固め度での FWD 係

1.81.7図 4 に締固め度が均一な盛土法面における FWD 係数 kf とよる乾燥密度

ＦＷＤ係数は各点10回平均乾燥密度ρd (g/cm 3)

1.9

RI 試験から得られた乾燥密度の測定結果を示す．RI 装置にの変動係数 CV に比べ，FWD 係数 kf の変動係

近似直線

ρd (kf) = 0.0931×ln(ｋf)1.6+1.2404

1.5

数 CV の方が大きな値となり，FWD 係数 kf はばらつく結果とバイアスα
平均値
1.000
標準偏差 0.0517

1.3100

図 5 に締固め度を段階的に変化させた盛土法面で計測した同一地点での RI 装置で計測した乾燥密度と，FWD 係数 kfの関係を示す．図 5 より FWD 係数 kf は乾燥密度を示す．また各測定点が近似直線と正の相関

図 5 乾燥密度と FWD 係数の関係
8るかの指標として，(2) 式のバイアス α を導入した． バイアスの実測値は，FWD 係数 kf を近度数定点ごとに求める．

似直線

6に諸定のFWD 係数 kf を代入して得られた値で除すことにより求まり，測1000

FWD係数kf (MN/m3)

からどの程度外れていα は RI 装置により測定された実測値を近似直線0.489

相関係数1.4なった．

また RI 装置による乾燥密度3

図 4 同一締固め法面の乾燥密度とFWD 係数の関係

面を 4×13 の 52 面に分割し，計測を行った．後者について
数 kf の測定を行った．

100

FWD係数 kf (MN/m )RI装置
平均1.729 (g/cm3)
標準偏差0.0730 (g/cm3)

FWD装置
平均
1.748 (g/cm3)
標準偏差0.0976 (g/cm3)42に代入し得られた値と各測定点におけるバイアスα の積で表すことができる．すなわち RI で測定された個々の乾燥密度は個々の「バイアス α」と近似直線により「FWD係数 kf から算出した値」の 2 変数の積で表すことができると考01.541.661.783

乾燥密度ρd (g/cm )1.9

図 6 乾燥密度の測定結果と FWD 試験による乾燥密度分布予測の比較えられる．またこれらの 2 変数に相関がないとすると次式が成り立つ．

上式のは「乾燥密度 」， は「バイアス α」，ある．または「近似式 ( )より得られた値」の平均値では「乾燥密度 」， は「バイアス α」，()は「近似式( )より得られた値」の標準偏差である．これらの式より，現場盛土で測定した FWD 係数 kf より法面の乾燥密度の平均値，標準偏差を算出し，盛土法面の乾燥密度分布を推測する．図 6 に RI 装置による法面の乾燥密度測定結果と FWD 係数 kf により算出した乾燥密度のの結果を示す．測定平均値は，RI 装置と FWD装置の測定結果に大きな誤差は無く，概ね等しい値となった．また標準偏差は FWD 装置による測定結果の方が約 0.025 (g/cm3) 大きい値となった．この差異の原因として FWD 係数 kf のばらつきが考えられる．図 4 より，本測定での FWD 係数 kf の変動係数 CV は約 40％と非常に大きい値を示しており，盛土法面の乾燥密度をより正確に測定するためには改良型 FWD 装置のばらつきの低減が必要であると考える．
４．まとめ
1）改良型 FWD 装置を分離状態にすることで，FWD 係数 kf の測定値のばらつきを低減でき，改良型FWD 装置の測定精度の向上が見込まれる．
2）FWD 係数 kf と乾燥密度から乾燥密度の相関性を統計的に処理することによって，FWD 係数 kf の計測結果の分布予測を行った．RI 装置による法面の乾燥密度により算出した乾燥密度の測定結果と FWD 係数 kfの平均値はおおむね等しくなったが，標準偏差に関しては FWD による換算値の方が 30%程度大きな値を示した．要因としては，FWD 係数 k f のばらつきが考えられる．
このことから，改良型 FWD 装置の計測精度を向上させる必要がある．次年度は，福岡市今宿にて，現場盛土実験を実施予定である．本研究でこれまで開発している振動ブレーカによる法面締固めの有効性を確認するとともに，計測センサーを分離状態にした改良型 FWD 装置における，計測精度の向上について確認を行う予定である．