農道舗装の構造設計に必要な変位計の開発と舗装材の力学的挙動の解明

本研究は,農道舗装の構造設計法に必要な舗装材の力学的挙動を解明することを目的とした.構造設計法とは舗装を半無限軸対称多層弾性体とみなし,輪荷重によって舗装体に生じる応力・ひずみや変位をいわゆるバ-ミスター法で計算することを基本としている.この計算は無限積分を行うもので,舗装各層の厚さの他に各層のヤング係数とポアソン比の値を与える必要がある.そこで筆者は,有限領域に拘束された軸対称多層弾性体を,無限級数とフーリエ・ベッセル展開を用いて解析できることを見出した.そして,寸法が異なる2つの円筒に同じ条件で土を締固め,それに平板載荷試験を行えば,そのときの荷重と変位の関係を理論解から計算されたグラフに当てはめることによって土のヤング係数とポアソン比の算定が可能であることを示した.数種類の土を円筒に締固め,油圧サーボ方式による繰返し平板載荷試験を行ったが,この試験は室内でしか行えない.そこで,屋外でも手軽に平板載荷試験ができるハンディタイプのフォーリングウエイトディフレクトメータ(HFWD)をこの科研費で購入した.この装置は,重錘の落下による瞬間最大荷重と瞬間最大変位を測定するもので,最大荷重は5kNである.この装置を用いて,まず円筒に締固められた土に対して繰返し載荷とHFWDによる平板載荷試験を行ってそれらによる荷重と変位の関係からヤング係数とポアソン比を算定し,両方法による値を比較した.さらに,簡易舗装の路床と路盤および表層の上でHFWDによる平板載荷試験を行い,それによる荷重と変位の関係を理論解に当てはめて,舗装各層のヤング係数を逆算によって求めることを試みた.従来は,繰返し平板載荷試験での変位と荷重は動的な目盛りを読み取ってきた.この方法は測定の精度と労力および載荷速度の設定などに問題がある.これらを改善する装置を開発することを今後の研究で計画している.

本研究は,農道舗装の構造設計法に必要な舗装材の力学的挙動を解明することを目的とした.構造設計法とは舗装を半無限軸対称多層弾性体とみなし,輪荷重によって舗装体に生じる応力・ひずみや変位をいわゆるバ-ミスター法で計算することを基本としている.この計算は無限積分を行うもので,舗装各層の厚さの他に各層のヤング係数とポアソン比の値を与える必要がある.そこで筆者は,有限領域に拘束された軸対称多層弾性体を,無限級数とフーリエ・ベッセル展開を用いて解析できることを見出した.そして,寸法が異なる2つの円筒に同じ条件で土を締固め,それに平板載荷試験を行えば,そのときの荷重と変位の関係を理論解から計算されたグラフに当てはめることによって土のヤング係数とポアソン比の算定が可能であることを示した.数種類の土を円筒に締固め,油圧サーボ方式による繰返し平板載荷試験を行ったが,この試験は室内でしか行えない.そこで,屋外でも手軽に平板載荷試験ができるハンディタイプのフォーリングウエイトディフレクトメータ(HFWD)をこの科研費で購入した.この装置は,重錘の落下による瞬間最大荷重と瞬間最大変位を測定するもので,最大荷重は5kNである.この装置を用いて,まず円筒に締固められた土に対して繰返し載荷とHFWDによる平板載荷試験を行ってそれらによる荷重と変位の関係からヤング係数とポアソン比を算定し,両方法による値を比較した.さらに,簡易舗装の路床と路盤および表層の上でHFWDによる平板載荷試験を行い,それによる荷重と変位の関係を理論解に当てはめて,舗装各層のヤング係数を逆算によって求めることを試みた.従来は,繰返し平板載荷試験での変位と荷重は動的な目盛りを読み取ってきた.この方法は測定の精度と労力および載荷速度の設定などに問題がある.これらを改善する装置を開発することを今後の研究で計画している.