JP7705589B2 - Pavement structure design method and interlocking block pavement structure - Google Patents
Pavement structure design method and interlocking block pavement structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP7705589B2 JP7705589B2 JP2020190549A JP2020190549A JP7705589B2 JP 7705589 B2 JP7705589 B2 JP 7705589B2 JP 2020190549 A JP2020190549 A JP 2020190549A JP 2020190549 A JP2020190549 A JP 2020190549A JP 7705589 B2 JP7705589 B2 JP 7705589B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pavement
- sand
- interlocking
- elastic modulus
- deflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
Description
特許法第30条第2項適用 令和2年9月10日、株式会社日本港湾コンサルタントArticle 30,
本発明は、重荷重エリアにおけるインターロッキングブロック舗装の舗装構造設計方法およびインターロッキングブロック舗装構造に関する。 The present invention relates to a pavement structure design method for interlocking block pavement in heavy load areas and to an interlocking block pavement structure.
コンテナヤード等の重荷重エリアの舗装の構造設計には、「多層弾性理論」と「疲労解析」とが併用されている。多層弾性理論を用いて設計を行なう場合、最も重要な要因は、ILB(Inter Locking Block)および敷砂の弾性係数の数値設定にある。この設定値が低すぎると舗装に発生する応力やひずみが大きくなって耐用年数が短くなる。一方、この設定値が高すぎると応力やひずみが小さくなり耐用年数が長くなる。日本国内でILB舗装がコンテナヤードで施工された事例の中で、「多層弾性理論」および「疲労解析」が適用された事例は皆無である。 The "multilayer elastic theory" and "fatigue analysis" are used in combination in the structural design of pavements in heavy load areas such as container yards. When using the multilayer elastic theory for design, the most important factor is the numerical setting of the elastic coefficient of the ILB (Inter Locking Block) and the laying sand. If this value is set too low, the stress and strain generated in the pavement will be large, shortening its service life. On the other hand, if this value is set too high, the stress and strain will be small, lengthening its service life. In Japan, there have been no cases where the "multilayer elastic theory" and "fatigue analysis" have been applied to ILB pavements constructed in container yards.
例えば、今から約24年前(1996年)に施工された川崎港コンテナターミナルでは、イギリスの港湾協会が提案する設計法が適用され、また、大阪南港や神戸ポートアイランドでは、損傷の激しい半たわみ性舗装や改質アスファルト層を12cm切削して、100mmのILBと20mmの敷砂で打ち換える方法で施工されている。今後、東京都内のコンテナヤードに100mmのILBが採用されることが予定されていることから、路盤設計の検討が急務となっている。 For example, the Kawasaki Port Container Terminal, which was constructed about 24 years ago (1996), applied a design method proposed by the British Port and Harbour Association, while Osaka Nanko and Kobe Port Island have been constructed by cutting out 12 cm of severely damaged semi-flexible pavement and modified asphalt layers and replacing them with 100 mm of ILB and 20 mm of sand. As it is planned that 100 mm ILB will be adopted in container yards in Tokyo in the future, there is an urgent need to consider roadbed design.
ここで、ILBおよび敷砂の弾性係数に関する研究は、1982年に日本大学の三浦教授が、DCメータを利用してILBおよび敷砂を一つの層として解析した数値が「1648MPa」、ILB単体では「4335MPa」程度であると報告している。その後、北海道工業大学(現北海道科学大学)の笠原教授らは、1989年に牽引式のFWD(Falling Weight Deflectmeter)装置により、施工現場のILB舗装上にて4点のたわみを測定した結果から、ILBおよび敷砂の弾性係数は「98~392MPa」であると報告している。1998年には、東北工業大学の村井教授らによって、車載型FWDを用いた試験結果から、ILB単体の弾性係数が「1960MPa」、敷砂単体の弾性係数が「29MPa」であると報告されている。 In 1982, Professor Miura of Nihon University reported on the elastic modulus of the ILB and bedding sand, reporting that the value obtained by analyzing the ILB and bedding sand as one layer using a DC meter was 1648 MPa, and that the ILB alone was about 4335 MPa. Later, in 1989, Professor Kasahara et al. of Hokkaido Institute of Technology (now Hokkaido University of Science) reported that the elastic modulus of the ILB and bedding sand was 98-392 MPa based on the results of measuring the deflection at four points on the ILB pavement at the construction site using a towed FWD (Falling Weight Deflectmeter) device. In 1998, Professor Murai et al. of Tohoku Institute of Technology reported that the elastic modulus of the ILB alone was 1960 MPa, and that of the bedding sand alone was 29 MPa based on the results of tests using a vehicle-mounted FWD.
特許文献1には、2層弾性理論を用いて構造設計された舗装体の舗装設計時における舗装寿命予測を行うに当たり、2層弾性理論と多層弾性理論による相違点を考慮した上で、当該多層弾性理論を使用した舗装寿命予測方法が提案されている。この技術では、舗装体を上下層に区分し、2層弾性理論に基づき、各層の設計断面を決定し、この決定された各層の層厚と、各層における使用材料に対応した設計用弾性係数とを与えることにより、多層弾性理論に基づき、表層・基層の下面に生じる引張ひずみに起因する舗装寿命と、路床の上面に生じる圧縮ひずみに起因する舗装寿命とを、所与の破壊基準式から算出する。
一般的に、アスファルト舗装における弾性係数の健全値は、「6000MPa」であるとされており、冬季では、「10000MPa」を超えることもある。これらの値と比べると、上述した既往の研究結果の値はあまりに小さいため、これらの値を用いて重荷重エリアの構造設計を行なった場合、路床や路盤の構造強化が必要不可欠となり、コスト高を招いてしまう。 The healthy value of the elastic modulus for asphalt pavement is generally considered to be 6,000 MPa, and in winter it can exceed 10,000 MPa. Compared to these values, the values from the previous research results mentioned above are far too small, so if these values are used to design the structure of heavy load areas, it will be necessary to reinforce the roadbed and subgrade structure, resulting in higher costs.
また、アスファルト舗装や半たわみ性舗装と比べて、重荷重エリアにおけるILB舗装の大きな特徴は、素材がコンクリートであるため、アスファルト舗装のような夏季高温時の流動変形が生じず、また、規則的な多数の目地によりアスファルト舗装等で生じるひび割れも生じ難いことにある。しかしながら、これまでの研究結果では、ILB舗装の特徴を反映した値であると考えることはできない。既往の研究結果の弾性係数が低いのは、舗装診断装置と解析手法にあると考えられる。 Furthermore, compared to asphalt pavements and semi-flexible pavements, a major feature of ILB pavements in heavy load areas is that, because the material is concrete, it does not undergo flow deformation during the high temperatures of summer like asphalt pavements, and the numerous regular joints make it less susceptible to the cracks that occur in asphalt pavements. However, the results of research to date cannot be considered to reflect the characteristics of ILB pavements. The low elastic modulus in previous research results is thought to be due to the pavement diagnostic equipment and analysis methods.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、多層弾性理論および疲労解析を適用し、重荷重エリアにおける良好な路面性状を長期間にわたり維持することができる舗装構造設計方法およびインターロッキングブロック舗装構造を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a pavement structure design method and an interlocking block pavement structure that can maintain good road surface properties in heavy load areas for a long period of time by applying multi-layer elasticity theory and fatigue analysis.
(1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の舗装構造設計方法は、重荷重エリアにおけるインターロッキングブロック舗装の舗装構造設計方法であって、路床、下層路盤、上層路盤、敷砂およびインターロッキングブロックが積層したインターロッキングブロック舗装に対して、たわみ測定を行なって得られた測定結果を用いて、前記上層路盤上に敷設された敷砂、および前記敷砂上に配置されたインターロッキングブロックを一体化したブロック層の弾性係数を算出する工程と、前記敷砂単体の弾性係数および前記敷砂上に配置されたインターロッキングブロック単体の弾性係数をそれぞれ算出する工程と、前記ブロック層の弾性係数、並びに前記敷砂単体の弾性係数および前記インターロッキングブロック単体の弾性係数を、多層弾性理論に適用して、重荷重エリアにおけるインターロッキングブロック舗装のたわみ、応力またはひずみを算出する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures. That is, the pavement structure design method of the present invention is a pavement structure design method for interlocking block pavement in a heavy load area, and is characterized by including at least the steps of: calculating the elastic modulus of the sand laid on the upper roadbed and the block layer integrating the interlocking blocks laid on the sand using the measurement results obtained by performing deflection measurements on an interlocking block pavement consisting of a roadbed, a lower roadbed, an upper roadbed, sand, and interlocking blocks; calculating the elastic modulus of the sand alone and the interlocking block alone laid on the sand; and applying the elastic modulus of the block layer, the elastic modulus of the sand alone, and the elastic modulus of the interlocking block alone to the multilayer elasticity theory to calculate the deflection, stress, or strain of the interlocking block pavement in a heavy load area.
(2)また、本発明の舗装構造設計方法は、前記インターロッキングブロックと前記敷砂との層間すべり、および前記敷砂と前記上層路盤との層間すべりをさらに用いて前記重荷重エリアにおけるインターロッキングブロック舗装のたわみ、応力またはひずみを算出することを特徴とする。 (2) The pavement structure design method of the present invention is also characterized in that it further uses the interlayer slippage between the interlocking blocks and the bedding sand, and the interlayer slippage between the bedding sand and the upper roadbed to calculate the deflection, stress, or strain of the interlocking block pavement in the heavy load area.
(3)また、本発明の舗装構造設計方法は、前記インターロッキングブロック舗装の許容たわみ量をさらに設定することを特徴とする。 (3) The pavement structure design method of the present invention is also characterized by further setting the allowable deflection amount of the interlocking block pavement.
(4)また、本発明のインターロッキングブロック舗装構造は、重荷重エリアにおけるインターロッキングブロック舗装構造であって、上記(1)から(3)のいずれかに記載の舗装構造設計方法を用いて設計され、路床、下層路盤、上層路盤、敷砂およびインターロッキングブロックが積層したことを特徴とする。 (4) The interlocking block pavement structure of the present invention is an interlocking block pavement structure in a heavy load area, designed using the pavement structure design method described in any one of (1) to (3) above, and characterized in that the roadbed, subbase, upper base, bedding sand, and interlocking blocks are layered.
本発明によれば、重荷重エリアにおける良好な路面性状を長期間にわたり維持することが可能となる。また、耐久性に富み、信頼性と安全性の高い舗装構造を実現することが可能となる。さらに、耐久性が向上する結果、ライフサイクルコスト(Life cycle cost:LCC)を手減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to maintain good road surface properties in heavy load areas for a long period of time. It is also possible to realize a pavement structure that is highly durable, reliable, and safe. Furthermore, as a result of the improved durability, it is possible to reduce the life cycle cost (LCC).
[多層弾性理論と疲労解析について]
多層弾性理論とは、舗装を構成する各層の材料を弾性体であると仮定し、図2A~図2Cに示すように、舗装体の任意の点に発生する変位(たわみd)、応力(σr)、ひずみ(εr、εz)を計算する方法である。図2Aは、路床、下層路盤、上層路盤(アスファルト系混合物)、敷砂、ILBの順で構成された舗装体において、舗装に発生するたわみ(d)、ひずみ(εr、εz)の例を示す図であり、図2Bは、路床、下層路盤、上層路盤(セメント系、コンクリート系)、敷砂、ILBの順で構成された舗装体において、舗装に発生するたわみ(d)、応力(σr)、ひずみ(εr)の例を示す図であり、図2Cは、路床、下層路盤、上層路盤(セメント系、コンクリート系)、上層路盤(アスファルト系混合物)、敷砂、ILBの順で構成された舗装体において、舗装に発生するたわみ(d)、応力(σr)、ひずみ(εr、εz)の例を示す図である。一方、疲労解析とは、得られた応力やひずみに対して、図3に示す材料の疲労曲線や疲労破壊規準式を適用することによって、許容載荷輪数を算出するものである。この算出結果から、次式を満足することが必須となる。
(許容載荷輪数)≧(設計交通量)
[弾性係数について]
材料の弾性係数とは、室内試験等で得られる応力をひずみで除して求めることができる。舗装では、この値が大きいほど支持力が高いこととなる。多層弾性理論を適用する場合、最も重要な要因は、舗装構成各層の弾性係数の値である。アスファルト舗装やコンクリート舗装では、既往の研究結果から、路盤、路床を含めて弾性係数の値が提案されている。ILB舗装では、上述したように、既往の研究結果の値が小さいために、これらの値を適用することは不適当である。
[Multilayer elasticity theory and fatigue analysis]
The multilayer elastic theory is a method of calculating the displacement (deflection d), stress (σ r ), and strain (ε r , ε z ) that occur at any point on the pavement, assuming that the material of each layer that makes up the pavement is elastic, as shown in Figures 2A to 2C. FIG. 2A is a diagram showing an example of deflection (d) and strain (εr , εz ) that occurs in a pavement composed of the roadbed, lower roadbed, upper roadbed (cement-based, concrete-based), sand, and ILB, in that order. FIG. 2B is a diagram showing an example of deflection (d), stress (σr), and strain ( εr ) that occurs in a pavement composed of the roadbed, lower roadbed, upper roadbed (cement-based, concrete-based), sand, and ILB, in that order. FIG. 2C is a diagram showing an example of deflection ( d ), stress (σr), and strain (εr, εz ) that occurs in a pavement composed of the roadbed, lower roadbed, upper roadbed (cement-based, concrete-based), upper roadbed (asphalt-based mixture), sand, and ILB , in that order. On the other hand, fatigue analysis involves calculating the allowable number of load cycles by applying the material fatigue curve and fatigue failure criteria shown in Figure 3 to the obtained stress and strain. From the results of this calculation, it is essential to satisfy the following formula:
(Permissible number of loaded wheels) ≧ (Design traffic volume)
[About elastic modulus]
The elastic modulus of a material can be calculated by dividing the stress obtained from indoor tests by the strain. For pavements, the higher this value, the higher the bearing capacity. When applying multi-layer elasticity theory, the most important factor is the value of the elastic modulus of each layer of the pavement. For asphalt and concrete pavements, values of the elastic modulus have been proposed based on previous research results, including the roadbed and subgrade. For ILB pavements, as mentioned above, the values in previous research results are small, so it is inappropriate to apply these values.
新規材料の弾性係数は、FWD(Falling Weight Deflectmeter)などの非破壊試験結果や、室内の繰返し載荷試験等から算出することができる。FWDとは、舗装上に重錘を落下させて衝撃荷重を与え、その時に発生する舗装表面のたわみ形状を測定する装置である。この装置によって測定したたわみ形状から、専用のプログラム(例えば、動的逆解析プログラム:Wave BALM)を用いて舗装構成層の弾性係数を推定することが可能となる。 The elastic modulus of the new material can be calculated from the results of non-destructive tests such as the Falling Weight Deflectmeter (FWD) and repeated load tests conducted indoors. The FWD is a device that drops a weight onto the pavement to apply an impact load and measures the deflection shape of the pavement surface that occurs at that time. From the deflection shape measured by this device, it is possible to estimate the elastic modulus of the pavement constituent layers using a dedicated program (for example, the dynamic back analysis program Wave BALM).
[弾性係数の計測について]
本発明者らは、構造解析に適用するILBおよび敷砂の弾性係数を測定するために、大手道路会社の協力により、2018年9月に大阪南港コンテナヤードのILB舗装において、当時最新の診断装置(車載型FWD)により、ILB舗装上でたわみ測定を行なった。この測定により得られたたわみ量を解析した結果、ILBおよび敷砂を一つの層とした場合の弾性係数は「3000~8000MPa」となり、その平均値は「5100MPa」となった。また、東京農業大学の川名教授らの解析によれば、ILB単体での弾性係数は「5000~12000MPa」となり、その平均値は「8200MPa」となった。また、敷砂単体での弾性係数は「10~50MPa」となり、その平均値は「20MPa」となった。
[Measurement of elastic modulus]
In order to measure the elastic modulus of the ILB and the bedding sand to be applied to the structural analysis, the inventors, with the cooperation of a major road company, performed deflection measurements on the ILB pavement at the Osaka Nanko Container Yard in September 2018 using the latest diagnostic device (vehicle-mounted FWD) at that time. As a result of analyzing the deflection amount obtained by this measurement, the elastic modulus when the ILB and the bedding sand are one layer was "3000 to 8000 MPa", and the average value was "5100 MPa". In addition, according to an analysis by Professor Kawana et al. of Tokyo University of Agriculture, the elastic modulus of the ILB alone was "5000 to 12000 MPa", and the average value was "8200 MPa". In addition, the elastic modulus of the bedding sand alone was "10 to 50 MPa", and the average value was "20 MPa".
本発明では、構造設計に適用する弾性係数について、ILB単体の値および敷砂単体の値と、ILBおよび敷砂を一つの層(以下、「ブロック層」と呼称する。)とした値を用いる。これは、舗装構造によって、たわみ、応力、ひずみが、「ILB単体および敷砂単体」と、「ブロック層」とにおいて、差異のあることを確認したことによる。 In this invention, the elastic modulus applied to the structural design is the value for the ILB alone, the value for the laid sand alone, and the value for the ILB and laid sand combined into one layer (hereafter referred to as the "block layer"). This is because it has been confirmed that there are differences in deflection, stress, and strain between the "ILB alone and laid sand alone" and the "block layer" depending on the pavement structure.
ILB舗装において、敷砂が細粒化して固結すると、ブロックと固結した敷砂との境界面で「層間すべり」が生じて、ブロックの移動や目地砂の消失率が増加して、ブロックの破損も増加する傾向にあることを、柳沼らが論文(吉田、柳沼共著:「荷重車走行実験によるインターロッキングブロック舗装のクッション砂の耐久性評価」:「舗装」2001年4月号pp.26~31)で報告している。従って、ILBと敷砂との層間すべりは、構造解析を行なう上で重要な要因となる。多層弾性理論に適用する層間すべりの値は、一般的に「0~0.99」とされている。「0」の場合はすべりを考慮しないことを意味する。ILB舗装に適用する層間すべりの値については、最大値である「0.99」とする。本実施形態では、層間すべりについては、次のように設定する。アスファルトでは、層間すべりを考慮しないで解析が行なわれ、コンクリート舗装では、コンクリート版と路盤に限りすべりを考慮し、その他の層ではすべりを考慮しないで解析されている。これに対し、ILBと敷砂、敷砂と路盤層の層間すべりについては、考慮する場合と考慮しない場合との両方で解析する。これは、すべりを考慮した方が、たわみ、応力、ひずみ等の値が大きくなり、より安全側に立った設計となることによる。 In ILB pavement, when the bedding sand becomes finer and hardens, "interlayer slippage" occurs at the interface between the blocks and the hardened bedding sand, which increases the movement of blocks and the loss rate of joint sand, and also tends to increase the damage of blocks, as reported by Yanuma et al. in a paper (Yoshida and Yanuma, "Evaluation of the durability of cushion sand in interlocking block pavement by loaded vehicle running experiment": "Pavement" April 2001 issue, pp. 26-31). Therefore, interlayer slippage between the ILB and bedding sand is an important factor in structural analysis. The value of interlayer slippage applied to the multilayer elastic theory is generally "0 to 0.99". "0" means that slippage is not taken into consideration. The value of interlayer slippage applied to ILB pavement is the maximum value of "0.99". In this embodiment, the interlayer slippage is set as follows. For asphalt, analysis is performed without considering interlayer slippage, and for concrete pavement, slippage is considered only between the concrete slab and the roadbed, and analysis is performed without considering slippage for other layers. In contrast, analysis is performed both with and without considering interlayer slippage between the ILB and the laying sand, and between the laying sand and the roadbed layer. This is because taking slippage into consideration results in larger values for deflection, stress, strain, etc., resulting in a safer design.
[ILB舗装上における許容たわみ量の設定]
重荷重エリアでは、輪荷重が大きいため、ILB舗装上に発生するたわみも大きくなる。たわみが大きくなるとブロック同士が競り合って角欠けが生じる。これを防ぐために、許容たわみ量を既往の研究結果を用いて設定する。「畑、柳沼著:インターロッキングブロックの車道舗装への適用:舗装 27-9、1992年」によれば、ブロックの破損率をBとし、たわみ量(mm)をWとし、目地幅をJとしたときに、「B=6.097+3.775W-3.267J」が成立し、ブロックの破損率が3%を超えるとクレームが発生するとされる。また、「柳沼、住岡、切原、播本著:コンテナヤードに試験施工したインターロッキングブロック舗装と半たわみ性舗装の5年間の調査結果:舗装 55-9、2020年」の7頁の記載によれば、5年経過時の破損率は、「半たわみ性舗装(41.4%)>100mmILB舗装(8.3%)>80mmILB舗装(5.5%)」となっている。この破損率は、測定区間内のILBを欠け(軽度と重度)と割れに分類して全数調査し、一方、半たわみ性舗装では、縦横0.5mのます目に区割りするメッシュ方で算出された。図4は、提案式から算出したインターロッキングブロック舗装における目地幅、破損率、たわみ量の相関を示す表である。上記の知見とこの相関性により、許容たわみ量は、交通量に応じて、「1.0mm~4.0mm」に設定することが好ましいとされる。
[Setting the allowable deflection on ILB pavement]
In heavy load areas, the wheel load is high, so the deflection that occurs on the ILB pavement is also large. If the deflection becomes too large, the blocks will compete with each other, causing chipped corners. To prevent this, the allowable deflection is set using the results of previous research. According to "Hata and Yanuma: Application of Interlocking Blocks to Roadway Pavements: Pavement 27-9, 1992," where the block damage rate is B, the deflection amount (mm) is W, and the joint width is J, then "B = 6.097 + 3.775W - 3.267J" holds, and if the block damage rate exceeds 3%, a complaint will occur. In addition, according to the description on page 7 of "Yaninuma, Sumioka, Kirihara, and Harimoto: Five-year survey results of interlocking block pavement and semi-flexible pavement test-constructed in a container yard: Pavement 55-9, 2020", the damage rate after five years is "semi-flexible pavement (41.4%) > 100 mm ILB pavement (8.3%) > 80 mm ILB pavement (5.5%)". This damage rate was calculated by classifying the ILBs in the measurement section into chips (mild and severe) and cracks and investigating all of them, while for semi-flexible pavement, it was calculated using a mesh method that divides the section into squares of 0.5 m in length and width. Figure 4 is a table showing the correlation between joint width, damage rate, and deflection amount in interlocking block pavement calculated from the proposed formula. Based on the above knowledge and this correlation, it is preferable to set the allowable deflection amount to "1.0 mm to 4.0 mm" depending on the traffic volume.
本発明では、重荷重エリアのILB舗装の構造設計は、以下の考え方で実施する。すなわち、多層弾性理論を適用するためには、ILBおよび敷砂を一つの層(ブロック層)とする方法と、ILB単体と敷砂単体とに分離する方法の二つの方法で解析することにより、安全で信頼性のある構造設計が実現する。層間すべりについても、すべりの有無で検討することによって、より安全で信頼性のある構造設計が可能となる。また、ILB舗装上に発生するたわみ量に許容値を設定することによって、ブロックに過度の角欠けが発生することを防止することが可能となる。 In this invention, the structural design of ILB pavement in heavy load areas is carried out based on the following concept. That is, to apply the multilayer elastic theory, a safe and reliable structural design is realized by analyzing the ILB and bedding sand as one layer (block layer) and by separating the ILB and bedding sand alone. A safer and more reliable structural design is also possible by examining interlayer slippage based on whether or not it occurs. In addition, by setting an allowable value for the amount of deflection that occurs on the ILB pavement, it is possible to prevent excessive corner chipping of the blocks.
図1は、本発明の実施形態に係る舗装構造設計方法の手順を示すフローチャートである。まず、車載型FWDでインターロッキングブロック舗装のたわみを測定する(ステップS1)。次に、ステップS1において、たわみ測定を行なって得られた測定結果を用いて、上層路盤上に敷設された敷砂、および敷砂上に配置されたインターロッキングブロックを一体化したブロック層の弾性係数を算出する(ステップS2)。上述したように、ここで算出する弾性係数は、3000~8000MPaであり、平均値は5100MPaである。次に、敷砂単体の弾性係数および敷砂上に配置されたインターロッキングブロック単体の弾性係数をそれぞれ算出する(ステップS3)。インターロッキングブロック単体の弾性係数は、上述したように、5000~12000MPaであり、平均値は8200MPaである。また、敷砂単体の弾性係数は、上述したように、10~50MPaであり、平均値は20MPaである。 Figure 1 is a flow chart showing the procedure of the pavement structure design method according to an embodiment of the present invention. First, the deflection of the interlocking block pavement is measured using a vehicle-mounted FWD (step S1). Next, the elastic modulus of the sand laid on the upper roadbed and the block layer integrated with the interlocking blocks placed on the sand are calculated using the measurement results obtained in step S1 (step S2). As described above, the elastic modulus calculated here is 3000 to 8000 MPa, with an average value of 5100 MPa. Next, the elastic modulus of the sand alone and the elastic modulus of the interlocking block alone placed on the sand are calculated (step S3). As described above, the elastic modulus of the interlocking block alone is 5000 to 12000 MPa, with an average value of 8200 MPa. Also, the elastic modulus of the sand alone is 10 to 50 MPa, with an average value of 20 MPa, as described above.
次に、インターロッキングブロックと敷砂との層間すべり、および敷砂と上層路盤との層間すべりを設定する(ステップS4)。次に、インターロッキングブロック舗装の許容たわみ量をさらに設定する(ステップS5)。ここでは、上述したように、許容たわみ量を、交通量に応じて、1.0mm~4.0mmに設定するものとする。次に、上記ブロック層の弾性係数、並びに敷砂単体の弾性係数およびインターロッキングブロック単体の弾性係数を、多層弾性理論に適用して、重荷重エリアにおけるインターロッキングブロック舗装のたわみ、応力またはひずみを算出する(ステップS6)。最後に、たわみ、応力、ひずみの全ての項目が安全側にあることを確認して(ステップS7)、終了する。 Next, the interlayer slippage between the interlocking blocks and the sand, and between the sand and the upper roadbed are set (step S4). Next, the allowable deflection of the interlocking block pavement is further set (step S5). As described above, the allowable deflection is set to 1.0 mm to 4.0 mm depending on the traffic volume. Next, the elastic modulus of the block layer, the elastic modulus of the sand alone, and the elastic modulus of the interlocking blocks alone are applied to the multilayer elastic theory to calculate the deflection, stress, or strain of the interlocking block pavement in the heavy load area (step S6). Finally, it is confirmed that all the deflection, stress, and strain items are on the safe side (step S7), and the process is terminated.
本実施例によれば、重荷重エリアにおける良好な路面性状を長期間にわたり維持することが可能となる。また、耐久性に富み、信頼性と安全性の高い舗装構造を実現することが可能となる。さらに、耐久性が向上する結果、ライフサイクルコスト(Life cycle cost:LCC)を手減することが可能となる。
According to this embodiment, it is possible to maintain good road surface properties in heavy load areas for a long period of time. It is also possible to realize a pavement structure that is highly durable, reliable, and safe. Furthermore, as a result of the improved durability, it is possible to reduce the life cycle cost (LCC).
Claims (4)
路床、下層路盤、上層路盤、敷砂およびインターロッキングブロックが積層したインターロッキングブロック舗装に対して、たわみ測定を行なって得られた測定結果を用いて、前記上層路盤上に敷設された敷砂、および前記敷砂上に配置されたインターロッキングブロックを一体化したブロック層の弾性係数を算出する工程と、
前記敷砂単体の弾性係数および前記敷砂上に配置されたインターロッキングブロック単体の弾性係数をそれぞれ算出する工程と、
前記ブロック層の弾性係数、並びに前記敷砂単体の弾性係数および前記インターロッキングブロック単体の弾性係数を、多層弾性理論に適用して、重荷重エリアにおけるインターロッキングブロック舗装のたわみ、応力またはひずみを算出する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする舗装構造設計方法。 A pavement structure design method for interlocking block pavement in a heavy load area, comprising:
A step of measuring deflection of an interlocking block pavement in which a roadbed, a lower subgrade, an upper subgrade, bedding sand, and interlocking blocks are layered, and using the measurement results obtained, calculating the elastic modulus of the bedding sand laid on the upper subgrade and the block layer in which the interlocking blocks placed on the bedding sand are integrated;
A step of calculating the elastic modulus of the single layer of the sand and the elastic modulus of the single interlocking block placed on the single layer of the sand;
A pavement structure design method comprising at least a step of applying the elastic modulus of the block layer, the elastic modulus of the laying sand alone, and the elastic modulus of the interlocking blocks alone to multi-layer elasticity theory to calculate the deflection, stress or strain of the interlocking block pavement in the heavy load area.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の舗装構造設計方法を用いて設計され、路床、下層路盤、上層路盤、敷砂およびインターロッキングブロックが積層したことを特徴とするインターロッキングブロック舗装構造。
An interlocking block paving structure in a heavy load area, comprising:
4. An interlocking block pavement structure designed using the pavement structure design method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a roadbed, a subbase, an upper base, sand and interlocking blocks are layered on top of each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020190549A JP7705589B2 (en) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Pavement structure design method and interlocking block pavement structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020190549A JP7705589B2 (en) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Pavement structure design method and interlocking block pavement structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022079373A JP2022079373A (en) | 2022-05-26 |
| JP7705589B2 true JP7705589B2 (en) | 2025-07-10 |
Family
ID=81707595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020190549A Active JP7705589B2 (en) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Pavement structure design method and interlocking block pavement structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7705589B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060013653A1 (en) | 2004-07-19 | 2006-01-19 | Bend Industries, Inc. | Method for installing paving blocks |
| JP2020029731A (en) | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 太平洋プレコン工業株式会社 | Pavement system and construction method |
-
2020
- 2020-11-16 JP JP2020190549A patent/JP7705589B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060013653A1 (en) | 2004-07-19 | 2006-01-19 | Bend Industries, Inc. | Method for installing paving blocks |
| JP2020029731A (en) | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 太平洋プレコン工業株式会社 | Pavement system and construction method |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 逆解析弾性係数におよぼす荷重分布と層間滑りの影響,土木学会論文集,1992年 |
| 重交通用インターロッキングコンクリートブロック舗装の構造解析モデルの開発,土木学会論文集,2017年 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022079373A (en) | 2022-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Svasdisant et al. | Mechanistic analysis of top-down cracks in asphalt pavements | |
| Oh et al. | Experimental evaluation of crack width movement of continuously reinforced concrete pavement under environmental load | |
| JP7705589B2 (en) | Pavement structure design method and interlocking block pavement structure | |
| Kim | Roller-compacted concrete shoulder construction on interstate highway in Georgia | |
| Mohammed | Design and evaluation of two-layer roller compacted concrete | |
| Brown | Experiences of Corps of Engineers in compaction of hot asphalt mixtures | |
| Wu et al. | Roller compacted concrete over soil cement under accelerated loading | |
| Morian et al. | Pennsylvania SPS-6 performance at 10 years: Evaluation of concrete pavement rehabilitation strategies | |
| Metcalf et al. | The first full-scale accelerated pavement test in Louisiana: development and findings | |
| Nikolaides et al. | Determination of asphalt layer thickness above which load-induced strains initiate top-down cracking and the effect of asphalt stiffness variation between wearing course and rest of asphalt layers | |
| Musty et al. | Performance of ultra-thin bituminous overlays | |
| Roesler et al. | Performance of continuously reinforced concrete pavement containing recycled concrete aggregates | |
| Judycki et al. | Structural design and sensitivity analysis of semi-rigid pavement of a motorway | |
| Ji et al. | Evaluation for UTBWC on SR-11 as pavement preservation treatment: A case study | |
| Sargand et al. | Implementation and thickness optimization of perpetual pavements in Ohio. | |
| Gulen et al. | Evaluation of concrete pavement rehabilitation techniques on I-65 in Indiana | |
| Sargand et al. | Forensic study of early failures with unbonded concrete overlays | |
| Zollinger | Roller-compacted concrete pavement:[techbrief] | |
| Maupin | Design and construction of a new asphalt drainage layer. | |
| Muslim et al. | Dielectric-Based Index for Quality Evaluation of HMA Centerline Longitudinal Joint | |
| Lundström et al. | Influence of Pavement Materials on Field Performance: Evaluation of Rutting on Flexible Semi-rigid and Rigid Test Sections after 7 Years of Service | |
| Cable et al. | Evaluation of composite pavement unbonded overlays: phase III. | |
| King et al. | Modified from a manuscript under preparation for submission to a journal 3 | |
| Roesler et al. | Field and Lab Evaluation of Compacted Concrete Pavement Mixtures | |
| Gerber | Characterization of cracks on ultra thin continuously reinforced concrete pavements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20201214 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231110 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240119 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240502 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241003 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241203 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250507 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250530 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250630 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7705589 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |