JP5067307B2 - Road deformation prevention structure and road deformation prevention method - Google Patents
Road deformation prevention structure and road deformation prevention methodInfo
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Description
本発明は、地震等による液状化現象の発生が予測される軟弱地盤上に設けられた道路の変状を防止する変状防止構造及び変状防止方法に関するものである。 The present invention relates to a deformation preventing structure and a deformation preventing method for preventing the deformation of a road provided on soft ground where occurrence of a liquefaction phenomenon due to an earthquake or the like is predicted.
地震発生時に液状化する可能性がある軟弱地盤上に道路を構築する場合には、液状化現象に伴う道路変状を防止するために、軟弱地盤の一部を良質材で置換する置換構造が用いられている。 When building roads on soft ground that may liquefy in the event of an earthquake, a replacement structure that replaces part of the soft ground with high-quality materials is used to prevent road deformation due to liquefaction. It is used.
例えば、特許文献１には、軟弱地盤をすべてコンクリートに置換する構造が開示されている。この構造は、道路を構築する位置の下方の軟弱地盤を所定の深さまで除去して形成された空洞の底盤に止水層を設け、その止水層の上に構築された軽量コンクリートからなる基礎部と、基礎部の上に構築された舗装とからなり、道路の下方の軟弱地盤の液状化を完全に防止するものである。
しかしながら、特許文献１に記載の置換構造では、次のような問題点があった。
（１）軟弱地盤を大量に掘削するので、掘削作業に多大な時間と手間がかかる。
（２）掘削した部分をすべてコンクリートに置換するので、大量のコンクリートが必要となり、コストがかかる。
（３）地震により地盤が液状化しても、その地盤上の道路を人や車が通行可能であればよく、軟弱地盤をコンクリートに置換して液状化を完全に防止する構造はオーバースペックである。
However, the substitution structure described in Patent Document 1 has the following problems.
(1) Since a large amount of soft ground is excavated, the excavation work takes a lot of time and labor.
(2) Since all excavated parts are replaced with concrete, a large amount of concrete is required, which is costly.
(3) Even if the ground liquefies due to an earthquake, it is only necessary that people and vehicles can pass through the road on the ground, and the structure that completely prevents liquefaction by replacing the soft ground with concrete is over-spec. .
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、地震により地盤が液状化しても、その地盤上の道路は凸状で人や車が通行する機能を確保可能な道路の変状防止構造及びその施工方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and even if the ground is liquefied due to an earthquake, the road on the ground is convex and it is possible to ensure the function of passing people and cars. It is an object of the present invention to provide a simple road deformation prevention structure and its construction method.
前記目的を達成するため、本発明の道路の変状防止構造は、軟弱地盤上に設けられ、路面の中央から路肩側に向かって排水のための下り勾配を有する道路の変状防止構造であって、前記道路を構築する位置の周囲の地盤よりも密度の小さい道路部が、前記道路の下方の幅方向中央部に設けられ、前記地盤の密度以上となる路肩部が、前記道路の下方に、前記道路部の幅方向両側を挟むように設けられ、前記道路部及び前記路肩部を貫通するようにジオグリッドが埋設されてなることを特徴とする（第１の発明）。 In order to achieve the above object, the road deformation prevention structure of the present invention is a road deformation prevention structure provided on soft ground and having a downward slope for drainage from the center of the road surface toward the shoulder side. A road portion having a lower density than the ground around the position where the road is constructed is provided in a central portion in the width direction below the road, and a shoulder portion having a density equal to or higher than the density of the ground is provided below the road. The geogrid is provided so as to sandwich both sides of the road portion in the width direction, and penetrates the road portion and the road shoulder portion (first invention).
本発明による道路の変状防止構造によれば、道路を構築する位置の周囲の地盤よりも密度の小さい道路部が、道路の下方の幅方向中央部に設けられ、地盤の密度以上となる路肩部が、道路部の両側を挟むように設けられているため、地震によって液状化現象が生じると、密度の大きい路肩部の土砂が密度の小さい道路部側にこの道路部を圧縮するように移動し、道路の中央部を上方に押し上げるので、路面の中央から路肩側に下り勾配を有する状態を維持することができる。 According to the road deformation preventing structure according to the present invention, the road portion having a lower density than the ground around the position where the road is constructed is provided in the central portion in the width direction below the road, and the road shoulder is equal to or higher than the density of the ground. Because the part is provided so as to sandwich both sides of the road part, when a liquefaction phenomenon occurs due to an earthquake, the sediment on the road shoulder part with a high density moves to compress the road part to the road part side with a low density And since the center part of a road is pushed up upwards, the state which has a downward slope from the center of a road surface to the road shoulder side can be maintained.
また、道路の下方の路肩付近には、周囲の地盤の密度以上の路肩部が設けられているので、液状化現象が生じても、周囲から路肩部への土砂の流入が防止され、路肩部の隆起を防止できる。 In addition, the road shoulder near the lower shoulder of the road is provided with a road shoulder that exceeds the density of the surrounding ground, so even if liquefaction occurs, the inflow of earth and sand from the surroundings to the road shoulder is prevented. Can be prevented.
さらに、道路部内及び路肩部内にジオグリッドが埋設されているので、道路部内及び路肩部内の土砂等が周囲の地盤内へ流出することを防止できる。 Furthermore, since the geogrid is embedded in the road portion and the road shoulder portion, it is possible to prevent the earth and sand in the road portion and the road shoulder portion from flowing out into the surrounding ground.
また、ジオグリッドが設置されているので、平常時には、道路を通行する車等の荷重を分散し、道路部及び路肩部の不等沈下を防止することができる。 In addition, since the geogrid is installed, it is possible to disperse the load of vehicles traveling on the road during normal times and prevent uneven settlement of the road portion and the shoulder portion.
本発明において、前記道路部は、前記地盤よりも密度の小さい軽量材からなることとしてもよい。
本発明による道路の変状防止構造によれば、道路部は、地盤よりも密度の小さい軽量材からなるので、敷設時の施工作業が容易となる。
In the present invention, the road portion may be made of a lightweight material having a density lower than that of the ground.
According to the road deformation preventing structure according to the present invention, the road portion is made of a lightweight material having a density lower than that of the ground, so that the construction work at the time of laying is facilitated.
本発明において、前記道路部は、前記地盤よりも密度の小さい軽量材と、前記地盤の掘り起しや掘削等により生じた現地発生土とを含むこととしてもよい。
本発明による道路の変状防止構造によれば、地盤の掘削等により発生した現地発生土を利用するので、土砂の処分費を削減することができる。また、現地発生土を利用すると軽量材の使用量を少なくできるので、材料費を削減することができる。
In this invention, the said road part is good also as including the light weight material with a density smaller than the said ground, and the locally generated soil produced by the excavation of the said ground, excavation, etc.
According to the road deformation prevention structure according to the present invention, since the locally generated soil generated by excavation of the ground or the like is used, the disposal cost of earth and sand can be reduced. In addition, the use of locally generated soil can reduce the amount of lightweight materials used, thus reducing material costs.
本発明において、前記路肩部は、前記地盤の掘り起しや掘削等により生じた現地発生土からなることとしてもよい。
本発明による道路の変状防止構造によれば、現地発生土を利用するので、土砂の処分費を削減することができる。
In the present invention, the road shoulder portion may be made of locally generated soil generated by excavating or excavating the ground.
According to the road deformation prevention structure according to the present invention, since the locally generated soil is used, the disposal cost of earth and sand can be reduced.
本発明において、前記路肩部は、前記地盤の掘り起しや掘削等により生じた現地発生土と、時間の経過とともに硬化する硬化材とを含むこととしてもよい。
本発明による道路の変状防止構造によれば、現地発生土を使用するため、硬化材の使用量を少なくすることができる。
In this invention, the said road shoulder part is good also as including the locally generated soil produced by the excavation of the said ground, excavation, etc., and the hardening material hardened | cured with progress of time.
According to the road deformation prevention structure according to the present invention, since the locally generated soil is used, the amount of the hardener used can be reduced.
本発明の道路の変状防止方法は、軟弱地盤上に設けられ、路面の中央から路肩側に向かって排水のための下り勾配を有する道路の変状防止方法において、前記道路を構築する予定位置の道路幅方向中央部に、その周囲の地盤よりも密度の小さい道路部を形成する道路部敷設工程と、前記道路部を挟むように前記道路部の幅方向両側に、前記地盤の密度以上の路肩部を敷設する路肩部敷設工程と、前記道路部内及び前記路肩部内にジオグリッドを敷設するジオグリッド敷設工程とを備えることを特徴とする。 The road deformation prevention method according to the present invention is a road deformation prevention method provided on a soft ground and having a downward slope for drainage from the center of the road toward the shoulder of the road. A road portion laying step for forming a road portion having a lower density than the surrounding ground at the center in the width direction of the road, and on the both sides in the width direction of the road portion so as to sandwich the road portion, the density of the ground or more A road shoulder portion laying step for laying a road shoulder portion and a geogrid laying step for laying a geogrid in the road portion and in the road shoulder portion are provided.
本発明の道路の変状防止構造を用いることにより、地震により地盤が液状化しても、道路は凸状で人や車が通行する機能を確保することができる。 By using the road deformation prevention structure of the present invention, even if the ground is liquefied due to an earthquake, the road is convex and a function of allowing people and cars to pass can be secured.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る道路１の変状防止構造Ｓを示す図であり、図２は、図１の道路１の拡大図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing a deformation prevention structure S of a road 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the road 1 of FIG.
図１及び図２に示すように、道路１の変状防止構造Ｓは、周囲の地盤２よりも密度の小さい道路部３が、道路１の下方の幅方向中央部に設けられ、地盤２の密度以上となる路肩部５が、道路１の下方に、道路部３の両側に設けられ、さらに、道路部３内及び路肩部５内を貫通するようにジオグリッド６が埋設されてなるものである。
そして、道路部３の全幅及び路肩部５の一部を覆うように道路１が構築されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the deformation prevention structure S of the road 1 has a road portion 3 having a density lower than that of the surrounding ground 2 provided at the center in the width direction below the road 1. A road shoulder 5 having a density equal to or higher than that of the road 1 is provided on both sides of the road 3 below the road 1, and a geogrid 6 is embedded so as to penetrate the road 3 and the road shoulder 5. is there.
The road 1 is constructed so as to cover the entire width of the road portion 3 and a part of the shoulder portion 5.
変状防止構造Ｓは、地盤２の最上層の砂質盛土層８内に設けられており、その砂質盛土層８の下には第一の砂質土層９、粘性土層１０、第二の砂質土層１１等が存在している。この地盤２は、地下水の水位が砂質盛土層８内に有るため、地震による液状化現象の発生が予測される。なお、本実施形態においては、地盤２を構成する各地層８、９、１０、１１の密度を１７．０〜１９．０ｋＮ／ｍ３であるものとするが、この値に限定されるものではない。 The deformation prevention structure S is provided in the sandy embankment layer 8 of the uppermost layer of the ground 2. Under the sandy embankment layer 8, the first sandy soil layer 9, the viscous soil layer 10, the first A second sandy soil layer 11 is present. Since this ground 2 has a groundwater level in the sandy embankment layer 8, the occurrence of a liquefaction phenomenon due to an earthquake is predicted. In the present embodiment, the density of the various layers 8, 9, 10, and 11 constituting the ground 2 is 17.0 to 19.0 kN / m 3, but is not limited to this value. Absent.
道路１は、雨水等が下部に浸透するのを防止するための表層１３と、所定の粒度範囲に粒径の揃えられた砕石やスラグが敷設される上層路盤１４と、粒径の揃えられていない砕石やスラグが敷設される切込砕石層１５とからなる。 The road 1 has a surface layer 13 for preventing rainwater and the like from penetrating into the lower portion, an upper roadbed 14 in which crushed stones and slag having a uniform particle size in a predetermined particle size range are laid, and a particle size. It consists of a cut crushed stone layer 15 on which there is no crushed stone or slag.
表層１３は、道路１の中心部分から道路１脇に設けられている排水路１２に向かって、例えば、２％の下り勾配を有しているので、液状化現象により地盤２上に吹き出した水や雨水等は、表層１３上に溜まることなく排水路１２に排出される。 Since the surface layer 13 has a downward slope of 2%, for example, from the central portion of the road 1 toward the drainage channel 12 provided on the side of the road 1, the water blown out on the ground 2 due to the liquefaction phenomenon. The rainwater and the like are discharged to the drainage channel 12 without accumulating on the surface layer 13.
道路部３は、砂質盛土層８よりも小さい密度の軽量材からなる。本実施形態においては、軽量材として、密度が１１．０〜１５．０ｋＮ／ｍ３のクリンカアッシュを用いた。しかし、これに限定するものではなく、砂質盛土層８の密度よりも小さいもので有ればよく、例えば、水砕スラグ（１２〜１３．５ｋＮ／ｍ３）、火山灰土（１２〜１４ｋＮ／ｍ３）を用いてもよい。 The road portion 3 is made of a lightweight material having a density smaller than that of the sandy embankment layer 8. In the present embodiment, a clinker ash having a density of 11.0 to 15.0 kN / m 3 is used as the lightweight material. However, the present invention is not limited to this, and it may be smaller than the density of the sandy embankment layer 8. For example, granulated slag (12 to 13.5 kN / m 3 ), volcanic ash soil (12 to 14 kN / m 3 ) may be used.
路肩部５は、道路１を構築する際に地盤２の掘り起し等により生じた現地発生土と、セメントとを混合した混合土からなり、その混合土の密度は、地盤２の密度と同程度の１７．０〜１９．０ｋＮ／ｍ３になるように調整されている。 The road shoulder 5 is composed of mixed soil obtained by mixing locally generated soil generated by excavating the ground 2 when the road 1 is constructed and cement, and the density of the mixed soil is the same as the density of the ground 2. It is adjusted to be about 17.0 to 19.0 kN / m 3 .
道路部３内及び路肩部５内には、シート状のジオグリッド６（例えば、アデム：商品名、前田工繊株式会社製）が所定の間隔で積層するように複数枚敷設されている。 A plurality of sheet-like geogrids 6 (for example, adem: trade name, manufactured by Maeda Kosen Co., Ltd.) are laid in the road portion 3 and the road shoulder portion 5 so as to be stacked at a predetermined interval.
次に、道路部３の両側に路肩部５を設けた効果について検討した結果を説明する。
まず、本実施形態との対比のため、砂質盛土層８に道路部３や路肩部５を設けること無く、砂質盛土層８に道路１を構築した場合、及び砂質盛土層８に埋戻材からなる層を設け、その上に道路１を構築した場合の液状化による道路１の変状について、複数ケース行った解析について説明する。
Next, the result of examining the effect of providing the shoulder portions 5 on both sides of the road portion 3 will be described.
First, for comparison with the present embodiment, when the road 1 is constructed in the sandy embankment layer 8 without providing the road part 3 and the shoulder part 5 in the sandy embankment layer 8, and in the sandy embankment layer 8 An analysis performed in a plurality of cases will be described for the deformation of the road 1 caused by liquefaction when the road 1 is constructed on a layer made of return material.
図３〜図６は、道路１の変状についての解析ケースＮｏ．１〜Ｎｏ．４の各地盤２を示す図である。また、図７は、解析ケースＮｏ．１〜Ｎｏ．４の解析条件を示す一覧図である。 3 to 6 show analysis case Nos. 1-No. FIG. Also, FIG. 1-No. It is a list figure which shows 4 analysis conditions.
図３に示すように、解析ケースＮｏ．１は、地盤２の砂質盛土層８内に直接、道路１を構築したものである。道路１は、表層１３と切込砕石層１５とから構成し、それぞれの厚さを０．１ｍ、０．５ｍとした。なお、砂質盛土層８の密度、厚さは、それぞれ１９．０ｋＮ／ｍ３、２．０３ｍとした。 As shown in FIG. 1 is a road 1 constructed directly in the sandy embankment layer 8 of the ground 2. The road 1 is composed of a surface layer 13 and a crushed crushed stone layer 15, and the thicknesses thereof are 0.1 m and 0.5 m, respectively. The density and thickness of the sandy embankment layer 8 were 19.0 kN / m 3 and 2.03 m, respectively.
図７に示すように、解析ケースＮｏ．１における道路１の地表から深度１．０ｍまで（０．１ｍ（表層１３）＋０．５ｍ（切込砕石層１５）＋０．４ｍ（砂質盛土層８））を平均した平均密度Ｇ１は（１）式となる。なお、本実施形態においては、各地層８、９、１０、１１の密度を、例えば、１９．０ｋＮ／ｍ３とした。
Ｇ１＝２２．５×０．１＋２０．０×０．５＋１９．０×０．４
＝１９．８５ｋＮ／ｍ３ …（１）
As shown in FIG. The average density G1 averaged from the surface of the road 1 to the depth of 1.0 m (0.1 m (surface layer 13) +0.5 m (cut crushed stone layer 15) +0.4 m (sandy embankment layer 8)) is (1 ). In the present embodiment, the density of the various layers 8, 9, 10, and 11 is set to 19.0 kN / m 3 , for example.
G1 = 22.5 × 0.1 + 20.0 × 0.5 + 19.0 × 0.4
= 19.85 kN / m 3 (1)
（１）式より、道路１の地表から深度１．０ｍまでは、周囲の地盤２よりも密度が大きいことがわかる。これは、道路１を構成する表層１３及び切込砕石層１５の密度が砂質盛土層８よりも大きいため、全体として地盤２の密度よりも大きくなったものである。 From the formula (1), it can be seen that the density from the ground surface of the road 1 to a depth of 1.0 m is higher than that of the surrounding ground 2. This is because the density of the surface layer 13 and the cut crushed stone layer 15 constituting the road 1 is larger than that of the sandy embankment layer 8, so that the density of the ground 2 is increased as a whole.
次に、図４に示すように、解析ケースＮｏ．２は、砂質盛土層８内に埋戻材であるクリンカアッシュからなる層４を設け、その上に道路１を構築したものである。クリンカアッシュからなる層４内には、複数のジオグリッド６を敷設した。また、道路１は、表層１３と上層路盤１４と切込砕石層１５とから構成した。 Next, as shown in FIG. No. 2 is a construction in which a road 1 is constructed on a layer 4 made of clinker ash as a backfill material in a sandy embankment layer 8. A plurality of geogrids 6 were laid in the layer 4 made of clinker ash. The road 1 is composed of a surface layer 13, an upper roadbed 14, and a cut crushed stone layer 15.
図７に示すように、解析ケースＮｏ．２における道路１の地表からクリンカアッシュからなる層４の底面の深度１．０ｍまでを平均した平均密度Ｇ２は（２）式となる。
Ｇ２＝２２．５×０．０５＋２０．０×０．１５＋２０．０×０．５＋
１２．０×０．３＝１７．７２５ｋＮ／ｍ３ …（２）
As shown in FIG. The average density G2 averaged from the ground surface of the road 1 in 2 to the depth of 1.0 m of the bottom surface of the layer 4 made of clinker ash is expressed by equation (2).
G2 = 22.5 × 0.05 + 20.0 × 0.15 + 20.0 × 0.5 +
12.0 × 0.3 = 17.725 kN / m 3 (2)
（２）式より、道路１の地表から深度１．０ｍまでは、周囲の地盤２よりも密度が小さいことがわかる。これは、道路１を構成する表層１３、上層路盤１４及び切込砕石層１５の密度は砂質盛土層８よりも大きいが、クリンカアッシュの密度が他の層の密度よりも著しく小さいため、全体として地盤２の密度よりも小さくなったものである。 From the equation (2), it can be seen that the density from the ground surface of the road 1 to a depth of 1.0 m is smaller than the surrounding ground 2. This is because the density of the surface layer 13, the upper layer base 14 and the cut crushed stone layer 15 constituting the road 1 is larger than that of the sandy embankment layer 8, but the density of clinker ash is significantly smaller than the density of the other layers. As a result, the density of the ground 2 becomes smaller.
また、図５に示すように、解析ケースＮｏ．３は、砂質盛土層８内に埋戻材である現地発生土からなる層１６を設け、その上に道路１を構築したものである。現地発生土からなる層１６内には、複数のジオグリッド６を敷設した。また、道路１は、表層１３と上層路盤１４と切込砕石層１５とから構成し、それぞれの厚さを０．０５ｍ、０．１５ｍ、０．５ｍとした。 Further, as shown in FIG. 3 is a structure in which a road 16 is constructed on a layer 16 made of locally generated soil as a backfill material in a sandy embankment layer 8. A plurality of geogrids 6 were laid in the layer 16 made of locally generated soil. Moreover, the road 1 was comprised from the surface layer 13, the upper-layer roadbed 14, and the cut crushed stone layer 15, and each thickness was 0.05 m, 0.15 m, and 0.5 m.
図７に示すように、解析ケースＮｏ．３における道路１の地表から現地発生土からなる層１６の底面の深度１．０ｍまでを平均した平均密度Ｇ３は（３）式となる。
Ｇ３＝２２．５×０．０５＋２０．０×０．１５＋２０．０×０．５＋
１９．０×０．３＝１９．８２５ｋＮ／ｍ３ …（３）
As shown in FIG. The average density G3 averaged from the ground surface of the road 1 in 3 to the depth of 1.0 m of the bottom surface of the layer 16 made of locally generated soil is expressed by Equation (3).
G3 = 22.5 × 0.05 + 20.0 × 0.15 + 20.0 × 0.5 +
19.0 × 0.3 = 19.825 kN / m 3 (3)
（３）式より、道路１の地表から深度１．０ｍまでは、周囲の地盤２よりも密度が大きいことがわかる。これは、道路１を構成する表層１３、上層路盤１４及び切込砕石層１５の密度が砂質盛土層８よりも大きいため、全体として地盤２の密度よりも大きくなったものである。なお、解析ケースＮｏ．１の密度よりもやや小さくなった。 From the equation (3), it can be seen that the density from the ground surface of the road 1 to the depth of 1.0 m is higher than that of the surrounding ground 2. This is because the density of the surface layer 13, the upper layer roadbed 14, and the cut crushed stone layer 15 constituting the road 1 is higher than that of the sandy embankment layer 8, so that the density of the ground 2 as a whole is increased. The analysis case No. It was slightly smaller than the density of 1.
そして、図６に示すように、解析ケースＮｏ．４は、砂質盛土層８内に現地発生土とクリンカアッシュとを混合した混合土からなる層１７を設け、その上に道路１を構築したものである。この混合土は、現地発生土の密度とクリンカアッシュの密度との平均値である１５．５ｋＮ／ｍ３になるように調合されている。混合土からなる層１７内には、複数のジオグリッド６を敷設した。また、道路１は、表層１３と上層路盤１４と切込砕石層１５とから構成した。 Then, as shown in FIG. 4 is a sandy embankment layer 8 in which a layer 17 made of mixed soil obtained by mixing locally generated soil and clinker ash is provided, and a road 1 is constructed thereon. This mixed soil is blended so as to be 15.5 kN / m 3 which is an average value of the density of the locally generated soil and the density of the clinker ash. A plurality of geogrids 6 were laid in the layer 17 made of mixed soil. The road 1 is composed of a surface layer 13, an upper roadbed 14, and a cut crushed stone layer 15.
図７に示すように、解析ケースＮｏ．４の場合における道路１の地表から混合土からなる層１７の底面の深度１．０ｍまでを平均した平均密度Ｇ４は（４）式となる。
Ｇ４＝２２．５×０．０５＋２０．０×０．１５＋２０．０×０．５＋
（１９．０＋１２．０）／２×０．３＝１８．７７５ｋＮ／ｍ３ …（４）
As shown in FIG. In the case of 4, the average density G4 averaged from the ground surface of the road 1 to the depth of 1.0 m of the bottom surface of the layer 17 made of mixed soil is expressed by equation (4).
G4 = 22.5 × 0.05 + 20.0 × 0.15 + 20.0 × 0.5 +
(19.0 + 12.0) /2×0.3=18.775 kN / m 3 (4)
（４）式より、道路１の地表から深度１．０ｍまでは、周囲の地盤２よりも密度が小さいことがわかる。これは、道路１を構成する表層１３、上層路盤１４及び切込砕石層１５の密度は砂質盛土層８よりも大きいが、混合土の密度が他の層の密度よりも著しく小さいため、全体として地盤２の密度よりも小さくなったものである。なお、解析ケースＮｏ．２の密度よりもやや大きくなった。 From the equation (4), it can be seen that the density from the ground surface of the road 1 to a depth of 1.0 m is smaller than the surrounding ground 2. This is because the density of the surface layer 13, the upper layer base 14 and the cut crushed stone layer 15 constituting the road 1 is larger than that of the sandy embankment layer 8, but the density of the mixed soil is remarkably smaller than the density of the other layers. As a result, the density of the ground 2 becomes smaller. The analysis case No. It was slightly larger than the density of 2.
次に、上述した解析ケースＮｏ．１〜Ｎｏ．４の各地盤２に地震波を作用させた場合の地盤２の変形について検討した結果を示す。
解析ケースＮｏ．１〜Ｎｏ．４の各地盤２に、海溝型地震を想定した地震動で、建設省（現国土交通省）告示第１４６１号の加速度応答スペクトル（図８に示す）の模擬地震動のうち、図９に示すような地震波を作用させた際の二次元有効応力解析を行った。以下、各解析ケースの解析結果について考察する。
図１０〜図１３は、各解析ケースＮｏ．１〜Ｎｏ．４の応力解析によって得られた地震終了時（ｔ＝８１．９２秒）の残留変形を示す図である。また、図１４は、各解析ケースＮｏ．１〜Ｎｏ．４の応力解析によって得られた地震終了時（ｔ＝８１．９２秒）の路面の残留変位を比較した図である。
Next, the above analysis case no. 1-No. The result of having examined the deformation | transformation of the ground 2 at the time of making a seismic wave act on each local ground 2 of 4 is shown.
Analysis case no. 1-No. Among the simulated ground motions of the acceleration response spectrum (shown in FIG. 8) of the Ministry of Construction (currently the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism) Notification No. 1461 in the ground plate 2 of FIG. Two-dimensional effective stress analysis was performed when seismic waves were applied. The analysis results for each analysis case are considered below.
10 to 13 show each analysis case number. 1-No. FIG. 6 is a diagram showing residual deformation at the end of an earthquake (t = 81.92 seconds) obtained by the stress analysis of FIG. In addition, FIG. 1-No. 4 is a diagram comparing the residual displacement of the road surface at the end of the earthquake (t = 81.92 seconds) obtained by the stress analysis of FIG.
＜解析ケースＮｏ．１について＞
図１０に示すように、道路１及びその下方部分を平均した平均密度が周囲の地盤２よりも重いため、地震波によって、道路１下方の土砂が周囲に移動して、路肩部５から排水路１２までの区間の地盤２が隆起した。しかし、路面中央付近では、道路１の重みにより沈下が生じた。
その結果、図１４に示すように、路面中央で約３５ｃｍの沈下が生じ、路肩部５から排水路１２までの区間では約１５ｃｍの隆起が生じ、幅方向の排水勾配２％を確保できなかった。
<Analysis Case No. About 1>
As shown in FIG. 10, the average density of the road 1 and its lower part is heavier than the surrounding ground 2, so that the earth and sand below the road 1 move to the surroundings due to the seismic wave, and the drainage 12 from the road shoulder 5. The ground 2 in the section up to now was raised. However, in the vicinity of the center of the road surface, subsidence occurred due to the weight of road 1.
As a result, as shown in FIG. 14, a subsidence of about 35 cm occurred at the center of the road surface, and an uplift of about 15 cm occurred in the section from the road shoulder 5 to the drainage channel 12, and a drainage gradient of 2% in the width direction could not be secured. .
＜解析ケースＮｏ．２について＞
図１１に示すように、道路１及びその下方部分を平均した平均密度が周囲の地盤２よりも軽いため、地震波によって、道路１の周囲の土砂がクリンカアッシュからなる層４内に入り込んで、クリンカアッシュを押し潰し、道路１全体が隆起した。特に、周囲の土砂が流入した路肩部５から排水路１２までの区間が著しく隆起した。
その結果、図１４に示すように、路面中央で約２ｃｍの隆起が生じ、路肩部５から排水路１２までの区間では約２５ｃｍの隆起が生じ、幅方向の排水勾配２％を確保できなかった。
<Analysis Case No. About 2>
As shown in FIG. 11, the average density of the road 1 and its lower part is lighter than the surrounding ground 2, so that the earth and sand around the road 1 enter the layer 4 made of clinker ash by the seismic wave, and the clinker The ash was crushed and the entire road 1 was raised. In particular, the section from the shoulder portion 5 where the surrounding earth and sand flowed in to the drainage channel 12 was significantly raised.
As a result, as shown in FIG. 14, a bulge of about 2 cm occurred in the center of the road surface, and a bulge of about 25 cm occurred in the section from the road shoulder 5 to the drainage channel 12, and a drainage gradient of 2% in the width direction could not be secured. .
＜解析ケースＮｏ．３について＞
図１２に示すように、道路１及びその下方部分を平均した平均密度が周囲の地盤２よりも重いため、地震波によって、道路１下方の現地発生土が周囲に移動し、路肩部５から排水路１２までの区間が隆起した。しかし、路面中央付近では、道路１の重みにより沈下が生じた。
その結果、図１４に示すように、路面中央で約１７ｃｍの沈下が生じ、路肩部５から排水路１２までの区間では約３ｃｍの隆起が生じ、幅方向の排水勾配２％を確保できなかった。
路肩部５から排水路１２までの区間の隆起は解析ケースＮｏ．１よりも小さくなっている。これはジオグリッド６により、道路１の下方から周囲の地盤２内への土砂の移動が制限されたことが考えられる。したがって、ジオグリッド６の設置は土砂の移動を防止するのに効果的である。
<Analysis Case No. About 3>
As shown in FIG. 12, the average density of the road 1 and its lower part is heavier than the surrounding ground 2, so that the local soil under the road 1 moves to the surroundings due to the seismic wave, and the drainage channel from the shoulder 5 The section up to 12 was raised. However, in the vicinity of the center of the road surface, subsidence occurred due to the weight of road 1.
As a result, as shown in FIG. 14, a settlement of about 17 cm occurred at the center of the road surface, and a bump of about 3 cm occurred in the section from the road shoulder 5 to the drainage channel 12, and a drainage gradient of 2% in the width direction could not be secured. .
The uplift in the section from the shoulder portion 5 to the drainage channel 12 is the analysis case no. It is smaller than 1. This is probably because the geogrid 6 restricted the movement of earth and sand from below the road 1 into the surrounding ground 2. Therefore, the installation of the geogrid 6 is effective in preventing the movement of earth and sand.
＜解析ケースＮｏ．４について＞
図１３に示すように、道路１及びその下方部分を平均した平均密度が周囲の地盤２よりも軽いため、地震波によって、道路１の周囲の土砂が混合土からなる層１７内に入り込んで、路肩部５から排水路１２までの区間が隆起した。しかし、路面中央付近では、道路１の重みにより沈下が生じた。
その結果、図１４に示すように、路面中央で約５ｃｍの沈下が生じ、路肩部５から排水路１２までの区間では約１５ｃｍの隆起が生じ、幅方向の排水勾配２％を確保できなかった。
<Analysis Case No. About 4>
As shown in FIG. 13, since the average density of the road 1 and its lower part is lighter than the surrounding ground 2, the earth and sand around the road 1 enter the layer 17 made of mixed soil by the seismic wave, and the road shoulder The section from part 5 to drainage channel 12 was raised. However, in the vicinity of the center of the road surface, subsidence occurred due to the weight of road 1.
As a result, as shown in FIG. 14, a subsidence of about 5 cm occurred in the center of the road surface, and an uplift of about 15 cm occurred in the section from the road shoulder 5 to the drainage channel 12, and a drainage gradient of 2% in the width direction could not be secured. .
上述した各解析ケースＮｏ．１〜Ｎｏ．４までの解析結果より、密度が小さい層と密度が大きい層とが接する部分では、液状化によって、密度が大きい層内の土砂が小さい層内へ移動することがわかる。そして、密度差が大きい場合に、土砂は大量に移動し、その土砂は小さい密度の層内の土砂を押し潰すので、小さい層の表面が隆起する。一方、密度差が小さい場合に、土砂は少量だけ移動するので、小さい密度の層はあまり隆起しない。そして、土砂が移動した後の密度が大きい層は、土砂が少なくなり沈下する。 Each analysis case no. 1-No. From the analysis results up to 4, it can be seen that in the portion where the low density layer and the high density layer are in contact with each other, liquefaction causes the earth and sand in the high density layer to move into the small layer. When the density difference is large, the earth and sand move in a large amount, and the earth and sand crushes the earth and sand in the low density layer, so that the surface of the small layer rises. On the other hand, when the density difference is small, the earth and sand move only a small amount, so that the layer with a small density does not rise much. And the layer where the density after the earth and sand moves is large, the earth and sand become less and sinks.
そこで、本実施形態では、図１５に示すように、道路１下方の中央部が沈下しないように、道路１下の中央部に密度の小さいクリンカアッシュからなる道路部３を構築するとともに、この両脇に地盤２と同じ密度の現地発生土からなる路肩部５を構築し、液状化によって、現地発生土が道路部３内に移動して道路１中央部の沈下を抑制する効果を期待した。また、同時に、路肩部５には、周囲から道路１下方へ大量の土砂が流入することを防止する効果を期待した。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 15, a road portion 3 made of clinker ash having a low density is constructed in the central portion below the road 1 so that the central portion below the road 1 does not sink. A road shoulder portion 5 made of locally generated soil having the same density as the ground 2 was constructed on the side, and by liquefaction, the locally generated soil moved into the road portion 3 and expected to suppress the settlement of the central portion of the road 1. At the same time, the road shoulder 5 was expected to have an effect of preventing a large amount of earth and sand from flowing from the surroundings to the lower side of the road 1.
本実施形態に対応する解析ケースとして、道路１の幅を１３ｍとし、道路１を構成する表層１３、上層路盤１４、切込砕石層１５の厚さをそれぞれ０．０５ｍ、０．１５ｍ、０．５ｍとした。また、道路部３の幅、厚さをそれぞれ７．８ｍ、１．０ｍとし、路肩部５の幅、厚さをそれぞれ２．６ｍ、１．０ｍとする解析ケースＮｏ．５を設定した。 As an analysis case corresponding to this embodiment, the width of the road 1 is 13 m, and the thicknesses of the surface layer 13, the upper roadbed 14, and the cut crushed stone layer 15 constituting the road 1 are 0.05 m, 0.15 m, 0. It was 5 m. In addition, the analysis case No. 1 in which the width and thickness of the road portion 3 are 7.8 m and 1.0 m, respectively, and the width and thickness of the road shoulder portion 5 are 2.6 m and 1.0 m, respectively. 5 was set.
図１６は、解析ケースＮｏ．５の解析条件を示す図である。
図１５及び図１６に示すように、解析ケースＮｏ．５は、道路１下方の中央部にクリンカアッシュからなる道路部３を設け、その両側に現地発生土からなる路肩部５を敷設したものである。また、道路部３及び路肩部５内には、複数のジオグリッド６を敷設した。
FIG. FIG.
As shown in FIG. 15 and FIG. Reference numeral 5 denotes a road portion 3 made of clinker ash in a central portion below the road 1 and a road shoulder portion 5 made of locally generated soil on both sides thereof. A plurality of geogrids 6 were laid in the road portion 3 and the road shoulder portion 5.
解析ケースＮｏ．５の場合における道路１の地表から深度１．０ｍまでの道路１全体の平均密度Ｇ５は（５）式となる。
Ｇ５＝２２．５×０．０５＋２０．０×０．１５＋２０．０×０．５＋
１２．０×０．３×（３．９／６．５）＋１９．０×０．３×
（１−（３．９／６．５））＝１８．５６５ｋＮ／ｍ３ …（５）
Analysis case no. In the case of 5, the average density G5 of the entire road 1 from the ground surface of the road 1 to a depth of 1.0 m is expressed by equation (5).
G5 = 22.5 × 0.05 + 20.0 × 0.15 + 20.0 × 0.5 +
12.0 × 0.3 × (3.9 / 6.5) + 19.0 × 0.3 ×
(1- (3.9 / 6.5)) = 18.565 kN / m 3 (5)
（５）式より、道路１の地表から深度１．０ｍまでの道路１全体の密度は、周囲の地盤２よりも平均すると小さいことがわかる。これは、路肩部５の地表から深度１．０ｍまでの密度は、地盤２の密度よりも大きいが、道路部３の地表から深度１．０ｍまでの密度は、地盤２の密度よりも著しく小さいので、路肩部５と道路部３との平均密度Ｇ５は、地盤２の密度よりも小さくなった。 From the equation (5), it can be seen that the density of the entire road 1 from the ground surface of the road 1 to a depth of 1.0 m is smaller than the surrounding ground 2 on average. This is because the density from the ground surface of the road shoulder 5 to the depth of 1.0 m is larger than the density of the ground 2, but the density from the ground surface of the road part 3 to the depth of 1.0 m is significantly smaller than the density of the ground 2. Therefore, the average density G5 between the road shoulder portion 5 and the road portion 3 is smaller than the density of the ground 2.
そして、解析ケースＮｏ．５の地盤２に、上述した地震波を作用させた際の応力解析を行った。以下に、この結果を示す。
図１７は、解析ケースＮｏ．５の応力解析によって得られた地震終了時（ｔ＝８１．９２秒）の残留変形を示す図である。また、図１８は、解析ケースＮｏ．５の応力解析によって得られた地震終了時（ｔ＝８１．９２秒）の路面の残留変位を追記した図である。
図１７に示すように、道路１の下方の道路部３は、路肩部５から土砂が流入し、道路部３は隆起した。また、周囲からの土砂が路肩部５内に流入したが少量で、路肩部５から排水路１２までの区間はわずかに隆起した。
さらに、路肩部５の土砂が周囲へ移動している様子は見られない。
And analysis case no. 5 was subjected to stress analysis when the above-mentioned seismic wave was applied to the ground 2. The results are shown below.
FIG. 5 is a diagram showing residual deformation at the end of the earthquake (t = 81.92 seconds) obtained by the stress analysis of FIG. 18 shows an analysis case No. 5 is a diagram in which the residual displacement of the road surface at the time of the end of the earthquake (t = 81.92 seconds) obtained by the stress analysis of No. 5 is added.
As shown in FIG. 17, in the road portion 3 below the road 1, earth and sand flowed from the shoulder portion 5, and the road portion 3 was raised. Moreover, the earth and sand from the surroundings flowed into the road shoulder 5, but the amount from the road shoulder 5 to the drainage channel 12 slightly increased.
Furthermore, the state where the earth and sand of the shoulder portion 5 is moving to the surroundings is not seen.
その結果、図１８に示すように、路面中央で約２ｃｍの隆起が生じ、路肩部５から排水路１２までの間では約５ｃｍの隆起が生じたが、幅方向の排水勾配２％を概ね確保できた。
したがって、道路１の下方に道路部３及び路肩部５を設けた構造は、残留沈下がほとんど生じず、排水勾配２％を概ね確保できることがわかった。
また、ジオグリッド６の敷設により、道路１の下方から周囲への土の移動を抑制できることがわかった。
As a result, as shown in FIG. 18, a bulge of about 2 cm occurred at the center of the road surface, and a bulge of about 5 cm occurred from the shoulder portion 5 to the drainage channel 12, but a drainage gradient of 2% in the width direction was generally secured. did it.
Therefore, it was found that the structure in which the road portion 3 and the shoulder portion 5 are provided below the road 1 hardly causes any residual settlement and can generally ensure a drainage gradient of 2%.
In addition, it was found that the earth grid 6 can suppress the movement of the soil from below the road 1 to the surroundings.
以上説明したように、本実施形態によれば、砂質盛土よりも密度の小さい道路部３が、道路１の下方中央部に設けられ、地盤２の密度以上となる路肩部５が、道路部３の両側を挟むように設けられているため、地震によって液状化が生じると、密度の大きい路肩部５の土砂が密度の小さい道路部３側にこの道路部３を圧縮するように移動し、道路１の中央部を上方に押し上げるので、中央部から幅方向に下り勾配を有する状態を維持することができる。 As described above, according to the present embodiment, the road portion 3 having a density lower than that of the sandy embankment is provided in the lower center portion of the road 1, and the road shoulder portion 5 having a density equal to or higher than the density of the ground 2 is the road portion. 3 is provided so that both sides of the road 3 are sandwiched, so that when liquefaction occurs due to an earthquake, the earth and sand of the shoulder portion 5 having a high density moves so as to compress the road portion 3 to the road portion 3 side having a low density, Since the center part of the road 1 is pushed upward, it is possible to maintain a state having a downward slope in the width direction from the center part.
また、道路１の下方の路肩付近には、周囲の地盤２の密度以上の路肩部５を設けているので、液状化が生じても、周囲から路肩部５への土砂の流入が防止され、路肩部５の隆起を防止できる。
さらに、道路部３及び路肩部５内にジオグリッド６が設置されているので、道路部３及び路肩部５内の土砂等が周囲の地盤２内へ流出することを防止できる。
また、道路部３には、密度の小さい軽量材を敷設するので、施工作業が容易である。
そして、路肩部５には、現地発生土を利用するので、土砂の処分費を削減することができる。
Moreover, since the road shoulder portion 5 having a density equal to or higher than the density of the surrounding ground 2 is provided near the shoulder under the road 1, even if liquefaction occurs, inflow of earth and sand from the surroundings to the road shoulder portion 5 is prevented. Raising of the shoulder portion 5 can be prevented.
Furthermore, since the geogrid 6 is installed in the road part 3 and the road shoulder part 5, the earth and sand in the road part 3 and the road shoulder part 5 can be prevented from flowing out into the surrounding ground 2.
Further, since a light material with a low density is laid on the road portion 3, the construction work is easy.
And since the locally generated soil is used for the road shoulder 5, the disposal cost of earth and sand can be reduced.
なお、本実施形態においては、道路部３に軽量材を敷設する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、密度が地盤２よりも小さければよく、例えば、軽量材と、現地発生土と、時間の経過とともに硬化する硬化材と、気泡とを混合した気泡混合軽量土（５〜１２ｋＮ／ｍ３）を用いたり、軽量材と、現地発生土と、固化材と、発泡ビーズとを混合した発泡ビーズ混合軽量土（８〜１６ｋＮ／ｍ３）を用いてもよい。 In addition, in this embodiment, although the case where a lightweight material was laid in the road part 3 was demonstrated, it is not limited to this, A density should just be smaller than the ground 2, for example, a lightweight material and local generation | occurrence | production Use light-weight mixed light soil (5-12 kN / m 3 ), which is a mixture of soil, hardened material that hardens over time, and air bubbles, light-weight material, locally generated soil, solidified material, and foam beads. You may use the light weight soil (8-16 kN / m < 3 >) mixed with the foam bead which mixed.
なお、本実施形態においては、路肩部５に、地盤２の密度と同じ密度の混合土を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、地盤２の密度以上であればよい。 In addition, in this embodiment, although the case where the mixed soil of the density same as the density of the ground 2 was used for the road shoulder part 5 was demonstrated, it is not limited to this, What is necessary is just the density of the ground 2 or more.
また、本実施形態においては、路肩部５に現地発生土のみを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、現地発生土とセメントとを含む混合土を用いてもよい。 Moreover, in this embodiment, although the case where only locally generated soil was used for the road shoulder part 5 was demonstrated, it is not limited to this, You may use the mixed soil containing locally generated soil and cement.
なお、本実施形態においては、道路部３、路肩部５の幅をそれぞれ７．８ｍ、２．６ｍとした場合について説明したが、これらの値に限定されるものではなく、適宜設計等により変更する。 In the present embodiment, the case where the width of the road portion 3 and the shoulder portion 5 is set to 7.8 m and 2.6 m, respectively, has been described. To do.
１ 道路
２ 地盤
３ 道路部
４ クリンカアッシュからなる層
５ 路肩部
６ ジオグリッド
８ 砂質盛土層
９ 第一の砂質土層
１０ 粘性土層
１１ 第二の砂質土層
１２ 排水路
１３ 表層
１４ 上層路盤
１５ 切込砕石層
１６ 現地発生土からなる層
１７ 混合土からなる層
Ｓ 変状防止構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Road 2 Ground 3 Road part 4 Layer consisting of clinker ash 5 Road shoulder 6 Geogrid 8 Sandy embankment layer 9 First sandy soil layer 10 Cohesive soil layer 11 Second sandy soil layer 12 Drainage channel 13 Surface layer 14 Upper layer roadbed 15 Cut crushed stone layer 16 Layer made of locally generated soil 17 Layer made of mixed soil S Deformation prevention structure
Claims (6)
前記道路を構築する位置の周囲の地盤よりも密度の小さい道路部が、前記道路の下方の幅方向中央部に設けられ、
前記地盤の密度以上となる路肩部が、前記道路の下方に、前記道路部の幅方向両側を挟むように設けられ、
前記道路部及び前記路肩部を貫通するようにジオグリッドが埋設されてなることを特徴とする道路の変状防止構造。 A structure for preventing deformation of a road, which is provided on soft ground and has a downward slope for drainage from the center of the road surface toward the shoulder side of the road,
A road part having a lower density than the ground around the position where the road is constructed is provided at the center in the width direction below the road,
The road shoulder that is equal to or higher than the density of the ground is provided below the road so as to sandwich both sides in the width direction of the road.
A road deformation prevention structure, wherein a geogrid is embedded so as to penetrate the road portion and the shoulder portion.
前記地盤よりも密度の小さい軽量材からなることを特徴とする請求項１に記載の道路の変状防止構造。 The road part is
The road deformation prevention structure according to claim 1, wherein the road is made of a lightweight material having a density lower than that of the ground.
前記地盤よりも密度の小さい軽量材と、前記地盤の掘り起しや掘削等により生じた現地発生土とを含むことを特徴とする請求項１に記載の道路の変状防止構造。 The road part is
The road deformation prevention structure according to claim 1, comprising: a lightweight material having a density lower than that of the ground; and a locally generated soil generated by digging or excavating the ground.
前記地盤の掘り起しや掘削等により生じた現地発生土からなることを特徴とする請求項１に記載の道路の変状防止構造。 The road shoulder is
2. The road deformation prevention structure according to claim 1, wherein the structure is made of locally generated soil generated by excavation or excavation of the ground.
前記地盤の掘り起しや掘削等により生じた現地発生土と、時間の経過とともに硬化する硬化材とを含むことを特徴とする請求項１に記載の道路の変状防止構造。 The road shoulder is
The road deformation prevention structure according to claim 1, comprising a locally generated soil generated by digging up or excavating the ground, and a hardener that hardens over time.
前記道路を構築する予定位置の道路幅方向中央部に、その周囲の地盤よりも密度の小さい道路部を形成する道路部敷設工程と、
前記道路部を挟むように前記道路部の幅方向両側に、前記地盤の密度以上の路肩部を敷設する路肩部敷設工程と、
前記道路部内及び前記路肩部内にジオグリッドを敷設するジオグリッド敷設工程とを備えることを特徴とする道路の変状防止方法。 In the road deformation prevention method provided on the soft ground and having a downward slope for drainage from the center of the road surface toward the shoulder side,
A road part laying step for forming a road part having a lower density than the surrounding ground at the center part in the road width direction of the planned position for constructing the road;
A road shoulder portion laying step of laying a road shoulder portion having a density equal to or higher than the density of the ground on both sides in the width direction of the road portion so as to sandwich the road portion,
And a geogrid laying step of laying a geogrid in the road portion and in the shoulder portion of the road.
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