ホイールトラッキング試験の精度向上に関する調査
1. はじめに
写真-1 ホイールトラッキング試験機の例
ホイールトラッキング試験は、アスファルト混合物の耐流動性評価のために多く実施されており、重要な試験の一つである。しかしながら、高い動的安定度の混合物の測定には精度、バラツキなどの問題があることが以前から指摘されている。
そこで、TPTでは高い動的安定度の混合物の測定精度の向上と測定値のバラツキの低減を目的として検討を行った。
2. 使用試験装置の概要
ホイールトラッキング試験機は、供試体の上を試験輪が前後に往復しながら走行するもので、試験輪走行中の供試体の変形量と試験開始からの時間を自動記録することができる。なお、供試体および試験機全体は恒温室に収容される。
図-1 ホイールトラッキング試験機の構造(クランク方式)
3. 供試体作製方法の概要
300×300×50mmの型枠にアスファルト混合物を充填し、所定の温度にてローラコンパクタを用いて転圧する。
4. 調査の概要
年度ごとの検討内容
- 平成11年度
- 試験温度の変更、試験時間の延長、走行速度の変更、輪荷重の増大による精度向上
- 平成12年度
- 供試体作製方法の影響
- 試験機の機差の影響
- データ処理方法の影響
- 平成13年度
- データ処理方法の検討
- 試験方法の検討
- 試験機の改良
- 型枠への供試体セット方法の影響
- 供試体作製方法（案）の検討
- 平成14年度
- 考案した改良試験法の精度の確認
- 試験機を校正するための標準供試体等についての検討
調査により得られた結果
- 平成11年度
- 試験温度の変更では精度向上にはならない（他の試験条件の変更は困難で、効果があまり期待できないことから実施せず）。
- 平成12年度
- 供試体は、予備転圧の方法、ローラコンパクタの種類によって締固め度に差が生じると考えられた。
- 供試体の中央部と周辺部に密度差があり、これが試験結果のDSに影響を及ぼすと考えられた。（図-2）
- チェーン駆動方式のDS値の補正係数1.5は、DS 2,000回/mm程度までとし、これを超える場合には補正値は不要と考えられた。
- 試験のバラツキは、低いDSの場合には作製方法のバラツキの占める割合が大きく、高いDSの場合には試験機のバラツキの占める割合が大きくなった。
- DSをY=aXb回帰式より算出すると変動係数は小さくなった。
図-2 ホイールトラッキング供試体の密度差
- 平成13年度
- データ処理については、回帰式の使用によるバラツキ抑制が期待できた。
- 試験方法は、1供試体2回走行、供試体の裏側での試験などは、良好な結果が得られず、1供試体1回走行を表側で行うのが最も良かった。
- 試験機は、変位量の測定点を増やすことで精度向上がみられ、測定範囲は型枠の影響を受けないように供試体中心から±50mm程度とするのが良かった。
- 供試体作製後、型枠からはずし試験型枠にセットし直す方法にした場合、変動係数が小さかった。
- 供試体の作製方法としては、型枠の準備方法や材料の準備方法、ロス率の設定、予備転圧方法など、細かい設定を行うことで精度向上が図られた。
- ローラコンパクタの種類、混合物の違いにより変動係数が異なることが分かった。
- 平成14年度
- 「ホイールトラッキング供試体作製方法（案）」を作成し、供試体作製方法を統一した結果、①改質密粒における試験結果の変動係数が小さくなり、全体の変動係数は10～15％内にすることができた、②ポーラスアスファルトにおける試験結果では必ずしも変動係数は小さくならなかったが、15％程度にすることができた。
- 各会社内での試験結果のバラツキと各会社間でのバラツキのどちらが大きいかを見た結果、変動係数に与えた影響の割合は、供試体作製方法を統一することにより、各会社間で80～85％から70～75％と10％程度小さくなった。
- 変位の測定箇所についての検討では、改質密粒、ポーラスアスファルト共に供試体の５ヶ所で測定した場合は変動係数が小さくなり、従来法の１ヶ所だけと比べて精度を向上することができた。（図-3）
図-3 変位の測定箇所
4. 研究成果の反映先
本研究の成果は日本道路協会『舗装性能評価法』（平成18年1月）および『舗装調査・試験法便覧』（平成19年6月）に反映されている。