JP5363048B2

JP5363048B2 - 路盤内の蓄積ひずみの計測方法

Info

Publication number: JP5363048B2
Application number: JP2008211453A
Authority: JP
Inventors: 淳岡田; 秀樹本田; 和哉薮田; 圭児渡辺; 久宏松永; 千秋吉澤; 悦郎宇田川
Original assignee: JFE Steel Corp; JFE Mineral Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Mineral Co Ltd
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2028-08-20
Also published as: JP2010048595A

Description

本発明は、道路、歩道、駐車場などの路盤に蓄積されたひずみを計測するための方法に関する。

道路や駐車場などの路盤材としては、天然系の材料の他に、コンクリート廃材や鉄鋼スラグなどが用いられている。施工した路盤材に、遊離ＣａＯ、遊離ＭｇＯ、或いはエトリンガイト（3CaO・Al_２O_３・3CaSO_４・32H_２O）鉱物を生成する成分が含まれていると、遊離ＣａＯや遊離ＭｇＯによる水和物の生成、或いはエトリンガイトの生成によって路盤が膨張し、この膨張量が大きい場合には、路盤に隆起、ひび割れ、せん断破壊などのような変状が生じる場合がある。路盤に、このような変状が生じる恐れがあるか否かを評価・予測するためには、路盤内の蓄積ひずみを把握することが有効である。
岩盤などの蓄積ひずみを計測するための方法として、オーバーコアリング式応力開放法が知られている。この方法は、計測すべき箇所をボーリングし、そのボーリング孔にひずみゲージを貼り付け、さらにオーバーコアリングすることで応力を開放し、その際に生じる開放ひずみを計測するものである。

特許文献１には、ドリル軸に対して駆動モータ回転軸が同一軸心上にないコアドリル装置により、オーバーコアリング中においても連続的に計測できるオーバーコアリング式応力開放法が示されている。
また、特許文献２には、計測すべき箇所をボーリングし、そのボーリング孔にレーザー型変位計センサーを挿入して孔の断面形状を計測し、計測した孔の断面形状のひずみ量の変化から、空洞周辺の地盤応力を求める方法が示されており、この方法は、オーバーコアリング式応力開放法におけるひずみゲージの貼り付けとオーバーコアリング作業を省いたものである。
特開２００５−１０１２２号公報特開２００４−１７０２１０号公報

オーバーコアリング式応力開放法は、岩盤やコンクリートなどのような強固なものを適用対象としており、ボーリングした際に、壁面や底面に凹凸を生じることなく、ほぼ均一に施工できることが前提となっている。ボーリングした際に壁面や底面に凹凸が生じるような場合には、ボーリング孔にひずみゲージを貼り付けて開放ひずみを精度良く計測することは困難である。
同様に特許文献２の方法においても、真円状にボーリングした孔が作用応力により楕円形に変形する原理を応用した測定方法を用いているため、ボーリングした壁面や底面に凹凸がある場合には、精度良く計測することは困難である。

本発明が対象とする道路、歩道、駐車場などの路盤は、岩盤やコンクリートに較べて強度が小さく、しかも様々な粒径の砕石が不均一に混ざり合っているため、均一なボーリング孔を開けることは困難であり、ボーリング中に砕石がコアドリルに噛み合って壁面や底面が部分的に崩壊し、凹凸を生じることになる。したがって、オーバーコアリング式応力開放法や特許文献２による方法を適用することは困難である。また、路盤は様々な粒径の砕石が不均一に混ざり合っているため、オーバーコアリング式応力開放法や特許文献２の方法では、局所的な応力の影響を受けやすく、路盤の全体的な性状として蓄積ひずみを精度良く計測することは困難である。

したがって本発明の目的は、道路、歩道、駐車場などの路盤内に蓄積されたひずみを精度良く計測することができる計測方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、以下を要旨とするものである。
［1］上層にアスファルトコンクリート層（Ｂ）が設けられた路盤（Ａ）内に蓄積されたひずみを計測するための方法であって、下記（イ）〜（ホ）の工程を有することを特徴とする路盤内の蓄積ひずみの計測方法。
（イ）計測箇所のアスファルトコンクリート層（Ｂ）を除去して路盤（Ａ）を露出させる。
（ロ）露出した路盤（Ａ）に所定の間隔をおいて１対の測定用ロッド（１a）,（１b）を打ち込み固定するとともに、路盤面から突き出た両測定用ロッド（１a）,（１b）の上部に、両測定用ロッド（１a）,（１b）間の変位量を測定する変位計（２）の両端を固定する。
（ハ）変位計（２）による計測を開始する。
（ニ）１対の測定用ロッド（１a）,（１b）を囲むようにして、アスファルトコンクリート層（Ｂ）およびその下層の路盤（Ａ）を、カッターを用いて全層厚方向で切断し、計測箇所の路盤（Ａ）を切り離すことにより計測箇所の路盤（Ａ）に蓄積されたひずみを開放する。
（ホ）変位計（２）で測定された変位量に基づき開放ひずみを求める。
［2］上記［1］の計測方法において、測定用ロッド（１a）,（１b）がアンカーボルトであることを特徴とする路盤内の蓄積ひずみの計測方法。

本発明の計測方法は、ボーリング孔の側面や底面でひずみを計測する従来方法と異なり、ひずみを開放する位置とひずみの計測位置が異なるため、施工した面の不均一性や施工誤差の影響をほとんど受けない。このため、従来方法では適用が困難である、強度が小さく、様々な粒径の砕石が不均一に混ざり合っている路盤に蓄積されたひずみを精度良く計測することができる。また、本発明の計測方法では、ひずみの計測位置、路盤を切断してひずみを開放する位置、測定長などを任意に設定することができるので、測定長を大きくすることにより、材料や施工のばらつきが大きい不均一な路盤でも、平均化された開放ひずみを計測することができる。

図１（i）〜（iv）は、本発明の計測方法の一実施形態を工程順に示すものである。
図において、Ａは路盤、Ｂはこの路盤の上層に設けられるアスファルトコンクリート層、Ｃは路盤Ａが設けられる路床である。本発明は、このように上層にアスファルトコンクリート層Ｂが設けられた路盤Ａ内の蓄積ひずみを計測するための方法である。
本実施形態では、まず図１（i）に示すように、計測箇所のアスファルトコンクリート層Ｂ_０を、アスファルトカッターなどを用いて所定の範囲で切断・除去し、路盤Ａを露出させる（以上、（イ）の工程）。除去するアスファルトコンクリート層Ｂの広さは任意であるが、一般には、１つの計測点（下記する１対の測定用ロッド１a,１bと変位計２による計測点）当たり、０．１〜２ｍ^２程度が適当である。

次いで、図１（ii）に示すように、露出した路盤Ａに所定の間隔をおいて１対の測定用ロッド１a,１bを打ち込み固定する。この測定用ロッド１a,１bは、路盤Ａ内に打ち込み（貫入）可能で且つその頭部などに変位計を固定できるものであれば、形態や構造に特別な制限はないが、通常は、作業の容易性や路盤に対する測定用ロッドの取付安定性などの観点から、アンカーボルトが用いられる。このアンカーボルトとしては、例えば、心棒打ち込み式アンカーボルト、ケミカルアンカーボルトなど、任意の形式のものを用いることができる。１対の測定用ロッド１a,１bの間隔Ｌは、対象とする路盤Ａの状態に応じて所望の測定精度が得られるよう、使用する変位計の長さに応じて適宜設定される。

打ち込まれた測定用ロッド１a,１bは、頭部が路盤面から突き出ており、図１（iii）に示すように、変位計２を両測定用ロッド１a,１bの頭部間に掛け渡すように配置し、変位計２の両端を両測定用ロッド１a,１bの頭部に各々固定する（以上、（ロ）の工程）。
路盤Ａは様々な粒径の砕石が不均一に混ざり合っているため、平均化した値を得たい場合には変位計２の測定長を大きくすることが望ましく、例えば、測定長３００ｍｍのパイ型変位計を用いることが好ましい。

以上により、路盤Ａに対する測定手段の設置が完了し、次に、変位計２をデータレコーダに接続し、変位の初期値を取って計測を開始する（（ハ）の工程）。計測した変位を測定長で除すことでひずみが得られる。
このような計測を継続した状態で、図１（iv）に示すように、１対の測定用ロッド１a,１bを囲むようにして、アスファルトコンクリート層Ｂとその下層の路盤Ａを、アスファルトカッターなどを用いて全層厚方向で切断３し（路床Ｃに達するまで切断する）、計測箇所の路盤Ａを切り離すことにより計測箇所の路盤Ａに蓄積されたひずみを開放する（（ニ）の工程）。

切断部３の位置は基本的に任意であるが、通常、露出した路盤Ａの外縁の外側５０〜１００ｍｍ程度の位置（図１では５０ｍｍとしてある）を、１対の測定用ロッド１a,１bを囲むようにして四角形状または矩形状などの形状に切断する。また、１対の測定用ロッド１a,１bを囲むようにして、露出した路盤Ａの位置で切断３することもできるが、アスファルトカッターなどで路盤Ａのみを切断した場合、路盤Ａを構成する砕石が飛び散ることがあり、またこのため切断面が不揃いになりやすい傾向がある。このため路盤Ａの切断部３は、アスファルトコンクリート層Ｂが存在する位置とすることが好ましい。
以上のように計測箇所の路盤Ａに蓄積されたひずみが開放された際の変位が変位計２で測定され、この変位に基づき開放ひずみが求められる（（ホ）の工程）。すなわち、図２に示す変位（ひずみ）−時間の関係から開放ひずみが求められる。

図３は、本発明法のより具体的な実施形態を示す平面図である。この例では、測定箇所のアスファルトコンクリート層Ｂ_０を長さ７００ｍｍ×幅２０００ｍｍの範囲で除去し、路盤Ａを露出させてある。そして、この露出した路盤Ａに対して、５００ｍｍピッチで３組の測定用ロッド１a,１bと変位計２が設置されている。各変位計２は測定長が３００ｍｍであり、各々の計測データがデータレコーダに送られる。また、各変位計２は、路盤Ａのひずみ開放のために行うアスファルトカッターによる切断作業の影響を受けないようにするため、露出した路盤Ａの外縁から２００ｍｍ程度離して設置されている。露出した路盤Ａの外縁の外側５０ｍｍの位置が切断部３となる。

本発明法により、図３に示すような３組の測定用ロッド１a,１bと変位計２（計測装置ｘ，ｙ，ｚ）を用いて実路盤の計測を行なった際の変位量の推移を図４に示す。蓄積ひずみを解放した直後からプラス（引張側）の変位が生じており、路盤が伸張していることが判る。この結果から、路盤Ａは圧縮応力を受けていたと判断できる。また、気温が安定する夜間から早朝にかけては、変位量が安定しており、本発明による計測方法により安定した計測結果が得られることが判った。参考値として、１０時間後、２０時間後の開放ひずみを表１に示す。開放ひずみ（％）は、変位量÷測定長×１００により算出することができる。

本発明法の一実施形態を工程順に示す説明図変位計で計測される変位（ひずみ）と時間との関係を示すグラフ本発明法のより具体的な実施形態を示す平面図本発明法により実路盤の計測を行なった際の変位量の推移を示すグラフ

符号の説明

Ａ路盤
Ｂ，Ｂ_０アスファルトコンクリート層
Ｃ路床
１a，１b 測定用ロッド
２変位計
３切断部

Claims

上層にアスファルトコンクリート層（Ｂ）が設けられた路盤（Ａ）内に蓄積されたひずみを計測するための方法であって、下記（イ）〜（ホ）の工程を有することを特徴とする路盤内の蓄積ひずみの計測方法。
（イ）計測箇所のアスファルトコンクリート層（Ｂ）を除去して路盤（Ａ）を露出させる。
（ロ）露出した路盤（Ａ）に所定の間隔をおいて１対の測定用ロッド（１a）,（１b）を打ち込み固定するとともに、路盤面から突き出た両測定用ロッド（１a）,（１b）の上部に、両測定用ロッド（１a）,（１b）間の変位量を測定する変位計（２）の両端を固定する。
（ハ）変位計（２）による計測を開始する。
（ニ）１対の測定用ロッド（１a）,（１b）を囲むようにして、アスファルトコンクリート層（Ｂ）およびその下層の路盤（Ａ）を、カッターを用いて全層厚方向で切断し、計測箇所の路盤（Ａ）を切り離すことにより計測箇所の路盤（Ａ）に蓄積されたひずみを開放する。
（ホ）変位計（２）で測定された変位量に基づき開放ひずみを求める。
測定用ロッド（１a）,（１b）がアンカーボルトであることを特徴とする請求項１に記載の路盤内の蓄積ひずみの計測方法。