表面波スペクトル解析(SASW)による舗装構造診断に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650512
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 松井 邦人 東京電機大学, 理工学部, 教授 (70112878)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松枝 富士夫 (株)日本地下調査, 技師長(研究職) ; 上浦 正樹 北海学園大学, 工学部, 教授 (10305899) ; 姫野 賢治 中央大学, 理工学部, 教授 (30156616) ; 小林 利雄 東京電機大学, 理工学部, 講師 (80147470)
• Keywords: 舗装 / 非破壊試験 / レイリー波 / スペクトル解析 / 伝播速度 / 分散曲線 / 打撃法

Research Abstract

本研究の目的は,表面波の伝播特性から舗装構造診断を行うことを目的としている.これは一種の非破壊試験であり,舗装に対する代表的な非破壊試験法としてFWD試験がある.FWD試験は測定した表面たわみから,舗装を構成する各層の厚さを既知としてその弾性係数を推定している.一方,表面波試験は表面を伝播する波の速度が周波数により異なる特性を利用して診断する試験法である.この試験では,舗装を構成する各層の弾性係数だけでなく,その厚さを推定できるといわれている.推定法には簡易法と理論的なインバージョンがある.表面波試験は主に地盤に適用されており,舗装への適用性は必ずしも十分に検討されてはいない.本研究では,過去の成果の適否を確認し,舗装に適する診断法を開発することを目的としている.過去の研究成果を適用する上で明らかになったことは次の通りである.
1.簡易法を用いて舗装を構成する層の厚さを推定することは出来ない.
2.インバージョンに必要な理論的分散曲線を求めることは,舗装の場合困難を極める.
本研究で新たに明らかになったことは以下の通りである.
3.高周波数を発生できたとすると,表層のレイリー波速度を求めることが明らかになった.そのためにはアスファルト層の厚さが10cmのとき約20kHz,5cmのとき約50kHzの周波数が必要である.
4.アスファルト層の厚さは,波長-伝播速度の関係を描くと,波長の比較的短いところで直線部分があり,その傾きと強い相関があることが明らかになった.
5.アスファルト層の厚さが等しく弾性係数が異なるとき,この直線部分の傾きは変らず平行移動がただ起こることが確認できた.

Research Products

• [Publications] 松井邦人(他2名): "表面波を用いた舗装構造診断への理論的アプローチ"舗装工学論文集. 6. (2001)
• [Publications] 松井邦人(他2名): "波動理論を用いた舗装の構造同定"平成13年度土木学会年次講演会概要集. 5. (2001)
• [Publications] 松井邦人(他3名): "表面波試験法によるアスファルト舗装の構造評価"平成13年度土木学会年次講演会概要集. 5. 438-439 (2001)
• [Publications] 上浦正樹(他3名): "PS検層法を用いた砕石路盤の剛性評価に関する研究"舗装工学論文集. 6. 132-137 (2001)
• [Publications] 上浦正樹(他2名): "表面波を用いたアスファルトの弾性係数の推定に関する研究"平成14年度土木学会年北海道支部年次技術研究会概要集. 5. (2003)