2021 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Strategic Design and Maintenance Technology for 100 Year Serviceable Concrete Pavements

Research Project

Project/Area Number	20H02226
Research Institution	Ishikawa National College of Technology
Principal Investigator	西澤辰男石川工業高等専門学校, 環境都市工学科, 客員研究員 (00143876)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小梁川雅東京農業大学, 地域環境科学部, 教授 (00175340) 竹内康東京農業大学, 地域環境科学部, 教授 (90271329) 藪雅行国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 上席研究員 (30391626) 高橋茂樹株式会社高速道路総合技術研究所, 道路研究部舗装研究室, 研究担当部長 (60796259) 津田誠石川工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (60818566)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	コンクリート舗装 / 円形走行路試験 / 長期耐久性 / 構造評価 / 路床レジリエントモジュラス / 電磁波レーダ
Outline of Annual Research Achievements	本年度では，コンクリート舗装の長期的な荷重支持性能を評価するために，土木研究所円形走行路に建設した試験舗装に49kN換算輪数520万輪を走行させたFWD試験結果を用いて構造評価を行った．その結果，49kN換算輪数520万輪の時点で，中央部での劣化はほとんど進行していないが，ひび割れ部での劣化の進行は非常に早いと推定された．目地部での劣化の進行は，ひび割れ部に比べて緩慢であるが，300万輪を超えると目地の荷重伝達は失われ空洞の発生も推定された．路床のレジリエントモジュラス(Mr)は，コンクリート舗装の長期耐久性に大きな影響を及ぼす．そこで，舗装の理論的構造設計において適切な路床剛性評価を行えるようにすることを目的とし，現場において迅速に測定可能な小型FWD試験結果から，多層弾性理論を用いてMrの算出に用いる材料定数の推定方法について検討を行った．その結果，多層弾性理論による順解析より計算着目点が設定できること，計算着目点における載荷時の応力状態からMrの回帰式を用いて材料定数を求められることがわかった．また，過去のMr試験結果を用いた算定結果より，路床面からの計算着目点の深さと路床の弾性係数は1次関数で近似できることがわかった．翌年度に予定しているコンクリート版の1部開削調査に先立ち，ダウエルバーの破損状況を電磁波レーダにより調べることとした．調査方法は，横目地に沿って電磁波レーダを這わせてコンクリート版の断面の反射画像を記録する．このような調査を1つの横目地について，目地の両側および直上で行う．両側のダウエルバーは健全であるので，その反射画像と劣化が進んでいると考えられる直上の反射画像をAIに学習させ，目地直下のダウエルバーの劣化状況を判定させた．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 49kN換算輪数で500万輪以上を受けたコンクリート舗装の劣化プロセスを，FWD試験結果の逆解析から明らかにできたことは重要な成果といえる．しかしながら，コロナ感染症による移動制限のために，円形走行路でのコンクリート版の開削調査が実施できなかったため，FWDの逆解析結果を検証できなかった．また，予定していた連続鉄筋鉄筋コンクリート舗装(CRCP)の調査も同様の理由で実施することができなかった．このようなことからやや遅れていると評価した．
Strategy for Future Research Activity	来年度早々に円形走行路コンクリート舗装の開削調査を計画し，実施する．また既存CRCPの開削調査に立ち会い，縦ひび割れやパンチアウトなどの破壊現象を調査する．さらにこれまでに実施したCRCPの横ひび割れ発生のシミュレーション結果を再検討し，CRCPの長期耐久性向上に関する検討を行う．