舗装体の弾性係数の逆解析における解の唯一性に関する研究
Uniqueness of Backcalculated Layer Moduli of Pavement Structure
亀山 修一 Shuich KAMEYAMA 長岡技術科学大学 〒940ー21 新潟県長岡市上富岡1603-1
姫野 賢治 Kenji HIMENO 北海道大学工学部土木工学科 〒060 札幌市北区北14条西8丁目
丸山 暉彦 Teruhiko MARUYAMA 長岡技術科学大学 〒940ー21 新潟県長岡市上富岡1603-1
笠原 篤 Atsushi KASAHARA 北海道工業大学 〒006 札幌市手稲区前田7条15丁目
【抄録】FWD(Falling Weight Deflectometer) によって舗装の支持力を評価する場合,測定された舗装表面のたわみから舗装構成層の弾性係数を推定することが必要であり,解析方法としては逆解析が用いられるため,一般的な逆問題と同様,逆解析によって得られる解の唯一性が問題となっている.本研究では,ある厚さ,ポアソン比,弾性係数を持つ3層構造をもった舗装を仮定し,多層弾性理論によって計算される表面たわみと,基準とした舗装の各層の弾性係数を適当に変動させたときに生じる表面たわみとの平均平方誤差(RMS)を解析することにより,舗装体の弾性係数の逆解析における解の唯一性の検討を行った.極小値を与える弾性係数を初期値として逆解析を行った場合,RMSの停留点が得られた.この停留点はRMSの最少値ではない極小値を与えていることから,逆解析によって得られる解は唯一解ではないと考えられる.また,仮に真値以外の解が求まった場合,舗装の寿命予測にどのような影響が生じるかについても検討した.
<Abstract>Uniquiemess of backcalculated layer moduli of a pavement is discussed. A standard model is assumed as a three-layer pavement with proper thickness, Poisson*s ratio and moduli of each layer, and the surface deflection basinof the standard model is calculated using the multi layer elastic theory. Each layer modulus is changed widely, keeping the thiclmess and Poisson*s ratio constant. Surface deflection basins are calculated by multi layer elastic theory. Root Mean Square Error (RMS) of deflection basins, which is employed as the evaluation function in the backcalculation, are calculated as the deviations between the standard model and the other models. Is is found that there are other combinations of layer moduli which yield local minimum RMS value than the minimum one at the standard model. When backcalculation is started from an initial seed moduli which yields RMS local minimum value, an RMS stationary point is obtained. The combination of layer moduli at this point yields not the minimum value but the local minimum value. The allowable number of load repetitions for the local minimum combination are calculated in terms of fatigue life of the asphalt mixture layer and the subgrade.
【キーワード】FWD,逆解析,平均平方誤差,等RMS面,極小値,停留点,唯一性
<Keywords>FWD, Backcalculation, RMS(Root Mean Square Error), Constant RMS Value Surface, Local minimum Value, Stationary Point, Uniqueness