含水比が変化した場合の粒状路盤層の支持力に関する基礎的検討
道路研究室
指導教官

長井

丸山暉彦
高橋

1．はじめに健
修について注目し，それらが変化した場合，粒状路盤層はどのような挙動を示すかを検

道路舗装において路盤は，表層，基層を討した．また，粒状体である本試験の測定伝わってきた交通荷重を支え，これを下部結果と，粒状路盤層を弾性体として仮定すの路床へと分散伝達する重要な役割を担っる多層弾性理論から導かれた結果との比較ている．そして，その荷重を路床へ均一にを行った．

伝えるためには一様な支持力をもっていなければならない．このため，路盤は，耐久性に富む材料を用いて，必要な厚さに締め2．研究概要固めなければならない．
現在，道路舗装における路盤施工の際に，粒状路盤層の支持力および荷重分散を調粒状路盤材料の使用が主流となっており，査するために，実際にコンクリートで建設

舗装の構造設計には，粒状体である粒状路された土槽中に路床と路盤を施工した．こ

盤層を弾性体と仮定して考える多層弾性理の土槽の寸法は幅 2.5m，高さ 0.7m，奥行論を用いた設計法が採用されている．本来

き 1.3m である．まず，このコンクリートならば舗装を構成する各層の強度特性を把土槽内に層厚 20cm になるように路床を施握する必要があるが，粒状路盤層について工する．その上に防水効果のあるビニルシは不明な部分が多く，研究事例が少ないのートを敷く．この試験の目的は路盤のみので，あまりよくわかっていないのが現状で含水比を変化させ，路盤の支持力を調査すある．さらに，路盤層の含水比や層厚，路ることである．よって，路床への水の浸入盤材料の最大粒径や粒度分布といったものを防ぐためにビニルシートを使用した．そが粒状路盤層の強度特性に影響を及ぼす要して，その上に今回路盤材料として使用し因として考えられているが，これについてた最大粒径が 40mm である粒度調整砕石をもよくわかっていない．

敷き，プレート転圧機を用いて締固めを行

そこで本研究では，実際に粒状路盤層をった．路盤層の厚さは 35cm，25cm，20cm

作成し，この路盤層に載荷実験を実施するの 3 パターンとし，地盤支持力を求めるた

ことよって，粒状路盤層の荷重特性を知るめに平板載荷試験を行う．層厚 1 パターンために重要な要素である支持力，荷重の分につき含水比を 3〜4 パターン変化させ，路散を測定した．今回は粒状路盤層の強度特盤層表面に測点 A，B，C と 3 点設け，その性に影響を与える因子として含水比と層厚点について試験を行った。なお，A，C 点直下で路盤と路床の間に土圧計を設置した．

で使用する粒度調整砕石を用いて突固め試

これにより，平板載荷試験時に路床へ伝わ験とふるい分け試験を行った．これらの試

る応力を測定した．

験から粒状路盤材料の特性を検討した．な

また，平板載荷試験と同様の測点において小型 FWD（フォーリング・ウェイト・デお，これらの試験は舗装試験法便覧に従って行った．

ィフレクトメター）による測定を行った．

突固め試験によってこの路盤材料の最適

この重鎮落下式の衝撃荷重を路盤に加える含水比および最大乾燥密度を測定した．こことにより，発生たわみとその荷重が測定の試験の結果，本試験で使用する粒度調整できる．本研究ではこの測定結果から路盤砕石の最適含水比は 7.2%であり，そのときの支持力係数を算出し，平板載荷試験のこの最大乾燥密度は 2.29g/cm3 であるというれと比較を行った．さらに，この試験結果ことがわかった．このときの乾燥密度−含から動的解析を行い，路盤および路床の弾水比曲線は図−1 のようになる．

性係数を算出した．この弾性係数からまた，ふるい分け試験によって今回使用ELSA の解析プログラムを用いて載荷時のする粒度分布を調査した．このふるい分け

路床に伝わる応力を導き，これを理論値と試験における粒径加積曲線は図−2 のようし，この理論値と実際の測定結果と比較しになる．

た．なお，平板載荷試験および小型 FWD
2.30

3

乾燥密度 （ｇ/cm ）による測定条件は表−1 のようになる．
表−1

小型
平板
載荷

路盤層厚

5.5%
35cm

D7.2%

2.25
2.20
2.15
2.1008.0%FW

含水比246
含水比 (％）

8105.2%25cm

図−17.0%

乾燥密度−含水比曲線

7.8%

試

6.5%

験20cm

7.7%
8.0%
12.0%

通過質量百分率(％)

試験名

測定条件

10080
6040
2000.013．粒状路盤材料の特性
図−2
平板載荷試験等を行う前に，今回の試験

0.1

110
粒径 (mm）

粒径加積曲線100

4．試験結果
試験より測定した支持力および土圧を含水比，層厚が変化した場合について，それ
2

荷重強さ （kN/m ）ぞれ比較を行った．

400

まず，図−3 や図−4 のように含水比が変化した場合の支持力の比較を行った．路盤
施工時の締固め度の規定の値は 95％である．図−3 のように締固め度が 95％に近い

300
200

w=6.5%
w=7.7%
w=8.0%

1000と，含水比が変化しても支持力には影響が0の締固め度が低い場合は，含水比の増加が0.5

1

締固め度84.7％

沈下量 （×10-3 m）なかった．しかし，図−4 のように路盤層図−41.5増加すると粒状路盤層の支持力は低下した．
次に，路盤層厚が変化した場合の支持力について比較を行うと，図−5 のように路盤層厚が薄くなると，支持力は低下した．
層厚が 20cm の場合は支持力低下がより顕著なものとなった．
そして，図−6 は含水比が変化した場合の路床へ伝わる土圧の比較である．含水比4002

荷重強さ （kN/m ）そして，層厚が 35m と 25cm の場合に比べ，300
200

35cm25cm20cm

1000が変化しても，土圧にはまったく影響を与0えなかった．
図−7 は層厚が変化した場合の土圧の比

図−50.51

沈下量 （×10-3 m）

1.5

層厚が変化した場合の支持力較である．路盤層厚が薄い場合，路盤に載

400

200

300

150

200

w=5.2%
w=7.0%
w=7.8%

100
0
00.5

11.5

土圧 (kPa）

2

荷重強さ （kN/m ）荷された荷重は十分に分散されなかった．

100w=5.2%50

w=7.0%
w=7.8%00

沈下量 （×10-3 ｍ）

図−3

締固め度

92.7％

51015

荷重 （kN）

図−6

含水比が変化した場合の土圧2020012010035cm25cm20cm

500051015

土圧 （ｋPa）

土圧 （kPa）

100150806040

実測値
理論値

200200

荷重 （kN）

図−7102030

荷重 （kN）

図5

層厚が変化した場合の土圧

路床に伝わる応力の実測値と理論値の比較

5．結論
謝辞
以上の試験結果から，含水比が変化した
場合の粒状路盤層の支持力は，路盤施工時今回の研究にあたり，試験器具を提供，の締固め度に依存すると考えられる．よく御指導してくださった轟産業株式会社，株

締め固められた路盤は，施工後に雨水や近式会社東京測器研究所の方々に感謝の意を隣からの流入水が浸入しても，粒状路盤層表します．の支持力には影響を与えない．
また，小型 FWD の測定から得られた結果を用いて，動的逆解析を行い，路盤およ

参考文献

び路床の弾性係数を算出した．この弾性係数から ELSA の解析プログラムを用いて載

1）日本道路協会：舗装試験法便覧

荷時の路床に伝わる応力を導き，これを理

2）日本道路協会：舗装試験法便覧別冊

論値とした．これによると，粒状路盤層を

3）日本道路協会：アスファルト舗装要綱

弾性体として考えた場合，実際のそれと比

4）八谷好高・秋元恵一：高地下水下におけ較すると，約 1/2 になった．このことから，る空港アスファルト舗装の構造設計，土木

やはり，実際の粒状路盤層はあくまで粒状学会論文集，No613，V-42，1999.2

体であり，構造設計時のように弾性体とし

5）福本武明・田崎巧・小国磨：連続粒度をて仮定した場合とは異なる挙動を示すと考もつ道路路盤材の CBR 特性，土木学会論文えられる．

集，No666，Ⅲ-55，2000.12

これらの事柄は，あくまで室内試験の結

6）土木学会：舗装の構造設計と材料のばら果判明したものである．将来は含水比以外つき，舗装工学研究小委員会報告書，1997.6の粒状路盤層に影響を与える因子ついて検討を行い、粒状路盤層の強度特性について明らかにする必要がある．