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全地連「技術フォーラム2011」京都

材料の違いによる配合 CBR 試験の強度特性について
中部土質試験協同組合○小倉 教弘〃加藤 雅也

1 はじめに

表-1

近年、軟弱地盤において、路盤・路床の支持力が低い
場合、固化材を添加した安定処理工法が適用されること

坪田 邦治

久保 裕一

岩田伊藤 康弘暁

対象材料と地盤特性

対象材料

粘土

シルト

砂質土が多くなってきている。これは、掘削残土の処分が困難

土粒子の密度(ρ s)(g/cm3)

2.685

2.678

2.682であることや、良質土への置換工法などと比較して経済

自然含水比

(w n)

(%)

43.5

35.815.8

液性限界

(w L)

(%)

6949.934.5

塑性限界(w P )(%)

32.1

28.419.9

塑性指数(I P )

36.9

21.5

14.6

0.6

1.6

3.56.77.47.47.25.83.2的であることなどの理由によると考えられる。しかし、安定処理は、改良する地盤材料や固化材の種類、配合量の違いによる強度発現に差が生じやすい。このため、現（原材料）平均CBR場に最適な配合量を求めることが困難で、多くの配合試

土懸濁液のpH験を実施した上で、必要とされる強度を得るための配合

強熱減量(L i)(%)(%)

量を決定しているのが現状である。
このことから、本研究では中部地域で一般に得られるセメント B 種、セメント系固化剤（ここでは使用例の多いタフロックを使用）、生石灰の4種類を用いて、安定処理剤の添加量と強度特性の相関の把握を試みた。従来、安定処理土の強度特性は、一軸圧縮試験を用いて評価す

通過質量百分率（%）

三種類の地盤材料に、普通ポルトランドセメント、高炉100
8060
粘土40

シルト20

砂ることが多いが、ここでは舗装設計に適用しやすいように、設計 CBR 試験（以後、CBR と表記）を用いて評価

00.0010.01

礎資料となる結果が得られたので報告する。

0.1110

粒径（mm）を試みた。この結果、今後の配合設計を検討する際の基図-1対象とした原材料の粒径加積曲線2 用いた地盤材料と安定処理土の試験方法⑤CBR 試験：JIS A 1211-2009に準拠し実施した。

(1)使用材料

3 安定処理剤の添加量と含水比の変化状況

本研究に使用した原材料の地盤特性を表-1、粒径加積安定処理土の含水比の変化を図-2に示す。この図から曲線を図-1に示す。各材料の土質は以下の通りである。

以下のような含水比の変化が把握できた。

・粘①粘土については、普通セメント・生石灰の2種類は、含土(愛知県)：含水比がやや低めの砂混り粘土・シルト(愛知県)：含水比がやや低めの砂混じシルト

水比の低下割合が比較的一定である。1%で生石灰の低・砂質土(三重県)：細粒分を含む含水比の低い礫混じり下割合がやや高いものの、ほぼ同様の傾向を示す。また、高炉セメント・セメント系固化剤の2種類は、5%、粘土質砂9%で含水比低下の割合がわずかであるが高くなる。今(2)試験方法
1)①試料調整：JIS A 1211-2009 CBR 試験 に準拠し、37.5mmふるい通過分を使用した。

回用いた粘土については、高炉セメントが若干高いものの、全体としてはほぼ同じ傾向を示すことが判った。

②安定処理土の作製：固化材の添加量は、試料の炉乾燥②シルトについては、普通セメント・高炉セメント・セ質量に対する質量比で1、3、5%とした。また、幅広いメント系固化剤の3種類は、5%まで含水比の低下割合相関関係を得るために、CBR 値≦20%の場合、添加量が緩やかで、ほぼ同様の傾向を示している。一方、生を7～9%まで追加して試験を行った。

石灰については、他の添加剤に比較すると含水比の低③供試体作製方法：JIS A 1211-2009 CBR 試験に準拠し、直径15cm、高さ12.5cm のモールドに、4.5kg ランマー下割合が高く、他の3種類が2.8～3.9%の低下に対して7.6%と約2倍程度低下している。

を用いて、落下高さ45cn として、3層67回で突き固め③砂質土については、普通セメント・高炉セメント・セて作製した。また、添加方法は粉体添加を採用した。

メント系固化剤の3種類は、シルトと同様に5%まで含④養生方法と材令：日本道路協会：舗装試験法便覧に準水比の低下割合が緩やかで、ほぼ同様の傾向を示して拠し、突き固めた供試体は、セメント系固化材は空気いる。他の添加剤に比較すると、生石灰については、中3日水浸4日間、石灰系固化材は空気中6日水浸4日間

含水比の低下割合が高く、他の3種類の約2倍低下して養生した2)。

いる。ただし、その低下割合は1%と変化は小さい。

100

全地連「技術フォーラム2011」京都
4 添加量と CBR 値の関係50示した。この図から各地盤材料について以下のような強度特性が把握できる。
①粘土については、普通セメントの場合、添加量が3%を40含水比（％）

図-3に、安定処理土の CBR 値と添加量の関係について10する強度に達する。生石灰の場合には、配合量3%でも00比較的高い強度が得られることが判った。高炉セメン②シルトについては、普通セメントの場合、粘土に比較

20100れる。高炉セメント・セメント系固化剤では、強度増50③砂質土については、配合量1%でも強度が急激に増加し、安定処理の効果が大きいといえる。その増加傾向

含水比（％）

加は緩やかであるが、粘土に比較すると2～3倍程度のの添加でも CBR≒13%が得られることが判った。

10普通セメント
高炉セメントセメント系固化剤
生石灰

30

すると強度増加が大きく、粘土の2倍程度の強度が得ら強度が得られる。生石灰では、強度発現が著しく、1%468
添加量（％）
原材料：シルト

40含水比（％）

後者の強度が急激に増加することが判った。

250ト・セメント系固化剤については、強度増加の割合がこの2種類は7%までは傾向が近似するが、9%になると普通セメント
高炉セメントセメント系固化剤
生石灰

20超えると強度増加が大きくなり、5%では生石灰に近似

緩やかで、5%添加で CBR 値が10%程度にとどまった。

原材料：粘土30

は、3%までは他の添加材料と同様に、生石灰、普通セ

02468添加量（％）
原材料：砂質土

4010普通セメント
高炉セメントセメント系固化剤
生石灰

30201000

メント、セメント系固化剤・高炉セメントの順となる。

246添加量（％）

図-2

添加量と含水比の関係

なお、5%では普通セメント・セメント系固化剤の強度発現が大きく、次いで生石灰、高炉セメントとなる。

8108105 まとめ60合試験を実施した。この結果、以下のことが判明した。

50①所定の設計 CBR 値を得るためには、原材料の細粒分40が多くなるほど固化剤の添加量を増やす必要がある。
②3材料とも生石灰を使用した方がより少ない添加量でCBR値(%)

今回、3種類の地盤材料と4種類の固化材を適用して配効果的な強度を期待できることが判った。特にシルト

302010060③普通セメントは、今回の地盤材料では比較的少ない添50加量で強度発現を期待できることが判った。ただし、40④高炉セメント・セメント系固化剤の2種類は、今回の地CBR値(%)

灰を採用する場合には、拡散防止の考慮が必要となる。

課題といえる。

150

CBR値(%)

室内配合試験は、可能な範囲で現場の施工条件を反映(二分冊の1)、pp.409-425、2009.

普通セメント高炉セメントセメント系固化剤
生石灰

246810250
200

試験法便覧、p.135-139、1988.

原材料：シルト

10向があることが判った。

（参考文献）1) 地盤工学会：地盤材料試験の方法と解説

6200あり、細粒分が多い粘土の場合は強度発現が遅れる傾などの実験を行い、配合設計の基礎資料を作成したい。

430

加量により、序々に強度の増加割合が高くなる傾向に盤材料における強度特性、またその長期強度や動的特性

20盤材料ではほぼ同様の傾向を示す。この場合には、添して実施することが最も重要と考える。今後、各種の地

普通セメント高炉セメントセメント系固化剤
生石灰

0に生石灰を添加した時に効果が大きい。ただし、生石

この場合には、六価クロムの検出が懸念されることが原材料：粘土

原材料：砂質土
普通セメント高炉セメント砂100

セメント系固化剤50

生石灰002468

添加量（％）

2) 日本道路協会：舗装
図-3

各材料の固化材添加量と CBR 値の関係

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