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STUDY ON STIFFNESS EVALUATION OF SUBGRADE AND SUBBASE USING HANDY-FWD DEVICE
Nagaoka University of Technology Graduate Student, Yoshio TATSUMI Associate Professor, Osamu TAKAHASHI Professor, Teruhiko MARUYAMA
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はじめに 道路舗装における路床･路盤の支持力評価方法として平板載荷試験、現場CBR試験が行われている。 反力となる大掛りな機材が必要 欠点
測定および準備に時間がかかる 欠点 簡便かつ迅速で、十分な精度を有する試験方法 小型FWD開発
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小型FWD 重錘 衝撃緩和用ゴムバッファ 載荷板
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小型FWDの問題点 測定結果に影響 重錘落下高さ ゴムバッファ 明確化されていない データ処理方法 解析手法
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本研究の目的1 重錘落下高さ ゴムバッファ 依存しない値を提案 地盤の強度評価法の提案
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本研究の目的2 小型FWDの荷重と変位の時系列データを使用 路床のシミュレーション
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試験箇所1 A B C 2500 マサ土 M-40 単位：(mm) 200
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試験箇所2 緩衝マット 200 2500 900 450 A B 50 140 砂質土 マサ土
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試験条件1 重錘の質量 5kg ゴムバッファ 硬度65 ，60° 載荷板直径 100mm，200ｍｍ 落下高さ 100～350mm
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試験条件2（緩衝マット有り） 重錘の質量 5kg ゴムバッファ 硬度65 載荷板直径 200mm，300ｍｍ 落下高さ 100～250mm
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ゴムバッファの硬度と時間積の関係 65 150 14.5 0.5 60 14.4 300 20.0 0.7 20.3 450 24.7 0.8 ゴムバッファ 落下高さ 荷重時間積 変位時間積 硬度 （mm） （N･s） （μm･s） 24.8 0.8
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時間積比と落下高さの関係 荷重時間積/変位時間積 落下高さ 硬度65° 硬度60° （mm） （N/μm） 150 29 300 450
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試験結果 R2=0.82
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路床のシミュレーション D E M
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個別要素法 1971年：カンドールにより提案 不連続体 ⇒ 衝撃問題等に使用
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2500 A B C マサ土 単位：(mm) 200
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路床の解析モデル（DEM) 粒子の直径：10mm 粒子の合計：5000 荷重 2500 200 単位：（mm）
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荷重
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Voigtモデル a)法線方向 b)接線方向
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解析に使用した物性値 重力加速度 (m/s2) 時間 (s) 5.0×10-7 密度 (kg/m3) 1,400 摩擦係数 0.6
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荷重のSin波形
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路床のシミュレーション結果
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解析により推定した路床の物性値 落下高さ (mm) 100 150 200 250 2.5×106 2.6×106 2.7×106
法線方向のバネ定数 (N/m) 2.5×106 2.6×106 2.7×106 法線方向のダッシュポット(N･s/m) 4.0×102 接線方向のバネ定数(N/m) 8.0×106 接線方向のダッシュポット (N･s/m) 8.0×104
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路床の解析モデルの検討 DEMにより作成した路床、路盤の解析モデル 適切か否かの検討
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路床および路盤表面に静的荷重を入力 荷重と変位のグラフを作成 比較 平板載荷試験の荷重と変位
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路床の物性値 重力加速度 (m/s2) 時間間隔 (s) 5.0×10-7 路床の密度(kg/m3) 1,400 摩擦係数 0.6
時間間隔 (s) 5.0×10-7 路床の密度(kg/m3) 1,400 摩擦係数 0.6 法線方向のバネ定数 (N/m) 2.5×106 法線方向のダッシュポット (N･s/m) 2.0×102 接線方向のバネ定数 (N/m) 8.0×106 接線方向のダッシュポット (N･s/m) 8.0×104
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静的荷重の入力例 静的荷重：任意の値 （今回は6，9,12,15kNを使用）
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荷重と変位の関係（路床）
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まとめ ・小型FWDの荷重と変位の時系列データから新たな強度評価法を提案した ・DEM解析を用いることによりかなり実際に近い解析ができた。
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