JP6678019B2 - ポットホールの発生を防止する方法 - Google Patents

Description

本発明は、アスファルト舗装におけるポットホールの発生を防止する方法に関する。

道路のアスファルト舗装は、一般的に、下層の路盤、中層の基層、上層の表層の３層構造からなる。
このような舗装の損傷の一つとして、ポットホールが挙げられる。
このポットホールは、表層を構成するアスファルトを含むアスファルト混合物が、飛散する現象である。

ポットホールが発生すると、舗装表面に陥没穴が形成され、ロードノイズや、振動の発生の他、２輪車などの車輪が取られ、事故を誘発しかねない。
このため、道路維持管理の観点から、ポットホールを予測し、その発生を防止することは非常に重要な業務となる。
このポットホールの発生には、いくつかの原因ある。

まず、原因の１つめは、表層に発生したひび割れや施工目地から、舗装構造の内部に浸水があり、ここに、輪荷重が作用し、表層と基層の層間剥離が発生することによる。
そして、この１つめのポットホールは、この層間剥離が発展し、主として表層が飛散して発生する。

次に、原因の２つめは、舗装構造の下側からひび割れが生じ、舗装構造の下側から、そのひび割れを介して、舗装構造内に浸水があり、その浸水による路盤が泥濘化や、基層以下の舗装構造の脆弱化により、舗装構造内に空隙や、舗装構造全体としての支持力の低下が発生することによる。

舗装構造の基層以深における脆弱化が発生した場合の舗装構造の内部に形成される空隙の一例を、図１に示した。
そして、この２つめのポットホールでは、この空隙や支持力の低下に伴い、舗装構造の全体が飛散して発生する。

また、排水基面となる基層上に滞水が発生し、この滞水が、基層のひび割れや、施工目地から路盤に侵入すると、各層のひび割れの進展と、輪荷重の繰り返しによるポンピング作用に伴って、路盤の細粒分が、表層上に噴出する。
この噴出により、舗装構造内に空隙が生じる。

この空隙は、舗装表面の局所的な沈下となって表れる。
そして、この空隙には、雨水や地下水が滞留する。
この滞水は、表層や基層の脆弱化を助長し、ポットホールを誘発する。
このため、ポットホールの発生の予兆をできるだけ早期に、確実に捉える必要があった。

ところで、道路の舗装には、従来、密粒舗装が採用されていた。
この密粒舗装は、表層の骨材に粒が小さいものを採用し、表層全体としての密度が高い。
この密粒舗装の表層には、ある程度の柔軟性があって、比較的、撓んだり歪んだりし易い。
このため、基層や路盤の脆弱化や、空隙の発生があると、すぐに表層が歪み、表層表面に、轍やくぼみなどの局所的な沈下として現れた。

このように、従来の密粒舗装では、この局所的な沈下は、基層や路盤の状況に応じて徐々に進行するため、密粒舗装では、表面形状の変化の開始からポットホールの発生までの間には、時間的な余裕があり、その表面形状の変化も顕著で、判別が容易だった。

このため、密粒舗装では、例えば、特開２０１５−０４９０８６号公報に記載の方法を用い、表層の表面形状を監視することによって、比較的効果的にポットホールの発生を予測できた。

ところが、近年、密粒舗装に代えて、排水性舗装が標準採用されるようになっている。
この排水性舗装は、表層の骨材の粒が大きく、骨材同士が、その接点で強固に結合されているため、表層が全体として強固でゆがみ難い、という特徴がある。

このため、密粒舗装では、基層や路盤の脆弱化や、空隙の発生があっても、表層が変形し難く、局所的な沈下として出現し難く、出現したとしても、その沈下量はごく僅かで、判別し難い。

その上、密粒舗装の表層は、脆弱化や空隙の発生が相当程度進行しても、その表面形状を大きく変えることなく、平坦性を維持し続けるので、例えば、空隙の領域が拡大し、表装の強度の限界を超えたところで、空隙上に位置する表層が部分的に、突然、抜け落ちたり、飛散したりして、大きく破損する。

このため、排水性舗装においては、従来の密粒舗装で行われるような方法での、表層の表面形状の監視では、ポットホールの発生を予測し、未然に防止することはできない、という問題があった。
また、舗装構造におけるポットホールは、基層と路盤の脆弱性が影響することは既に述べたとおりであり、舗装構造内の滞水が、この脆弱性を助長することもわかっている。

一方、排水性舗装においては、耐用年数の経過後であっても、建設時の舗装が現存している領域では、舗装構造を構成する各層が相互に密着し、滞水が発生したり、基層と路盤の脆弱性が問題となったりすることがないこともわかっている。

これらの知見から、本願発明者らは、排水性舗装のポットホールの発生は、表面上に雨水が滞留するような、微小な局所的な沈下領域を監視できれば、微小な局所的な沈下の出現から、ポットホール発生の予測が可能である、と予想した。
ここで、排水性舗装におけるポットホールの発生について、具体的に説明する。

まず、排水性舗装におけるポットホールの発生時期の確認のため、排水性舗装が施された高速道路の路面を１車線あたり２７ｋｍの範囲で路面状況の測定を実施した。
この測定は、同一範囲を光切断法による形状測定と、カラーラインスキャンカメラを利用し、測定開始から１ヶ月に１回、４ヶ月にわたって合計５回、定期的に実施した。
測定区間内でポットホールが確認できた箇所の可視画像は、図２に示したとおりである。

図２には、ポットホールが発生した箇所の損傷推移が示される。
なお、図２の３ヵ月後、および、４ヵ月後の画像の損傷が認められた範囲は、矩形状に枠で囲み、その下方に、その範囲の拡大画像を示した。
この測定結果から、この測定箇所のポットホールは、徐々に進展して発生するものではなく、２ヵ月後から３ヶ月後の１ヶ月間という短い期間に、突然出現したことが判明する。

既に述べたとおり、従来の密粒舗装の場合、ポットホールの前兆として、路面に亀甲状のひび割れが発生し、その後、降雨などの外的要因が引き金となってポットホールが出現する。
このため、密粒舗装の場合には、路面性状調査におけるひび割れ率が、ポットホールの出現の予測を含む舗装道路の維持管理の指標として極めて有効であった。

しかしながら、図２の画像から、排水性舗装においては、従来のように亀甲状のひび割れが、ポットホールの発生の前兆として出現することはなく、路面のひび割れを道路維持の管理指標として用いることができないことが明らかになった。

特開２０１５−０４９０８６号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、舗装構造の表層の表面に発生する微小な局所的な沈下を早期に発見できるようにし、局所的な沈下の発生を介してポットホールの発生領域を予測し、ポットホールの発生前に、適時に適切な補修工事を実施し、効果的な道路保守ができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１発明にかかるポットホールの発生を防止する方法は、
下層の路盤、中層の基層、および、上層の表層の３層を含む舗装構造からなる排水性舗装において、舗装表面の局所的な不等沈下が、基層以深の劣化の進行によって発生するものとし、局所的な不等沈下が、予め定められた沈下量の値に達するとき、その沈下量が達した領域の舗装構造の補修を含む補修計画が策定されることを特徴とする。

また、本発明の第２発明にかかるポットホールの発生を防止する方法は、第１発明において、
排水性舗装が施された道路から、ポットホールの発生を予測する区間を選定し、決定する区間決定ステップと、
決定された予想区間の諸元整理を実行する諸元整理ステップと、
予想区間の路面の高さ測定を実施する測定ステップと、
得られた高さ情報を解析し、舗装表面に形成された局所的な不等沈下量を算出する沈下量算出ステップと、
得られた局所的な不等沈下量を用い、舗装構造の損傷推移の傾向を分析する傾向分析ステップと、
損傷推移の傾向分析の結果から、成長曲線モデルを作成するモデル作成ステップと、
得られた成長曲線モデルに基づき、局所的な不等沈下量の予測値の算出を実施する予測値算出ステップと、
得られた予測値が、予め定められた数値に達したときに、補修が実施される補修計画が策定される計画策定ステップと
を含むことを特徴とする。

また、本発明の第３発明にかかるポットホールの発生を防止する方法は、第２発明において、
予測値算出ステップが、
成長曲線モデルの分析結果に作用させる説明変数として用いられる分類が、盛土および切土からなる土工分類と、サグ部、および、サグ部以外のその他からなる滞水しやすさによる分類を含むことを特徴とする。

上記の本発明では、排水性舗装の基層以深において発生する劣化を、表層、すなわち、舗装表面に発生する局所的な不等沈下の発生の進行状況から把握できる。
このため、ポットホールの発生を、舗装表面に出現する、局所的な不等沈下の進行状況から、適正に予測することができる。
そして、この予測にしたがって、ポットホールの発生前に、ポットホールの発生を防止する補修計画を策定できるようになる。

このように、本発明では、ポットホールが発生する前に、補修が必要な箇所に適切な補修を施すことができるようになり、効果的な道路保守ができるようになると共に、ポットホールの発生による事故や、ポットホールによる損傷の進行によって大規模で広範囲な補修工事を防止することができるようになる。

排水性舗装の局所沈下部の一例を示すコア画像である。 排水性舗装の損傷推移を示す可視画像である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法に用いられる光切断法の説明図である。 図３を用いて得られた路面の高さ情報を含む解析画像の一例である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法で得られる局所的な不等沈下を明示する処理画像である。 従来のわだち評価の概念図である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法で用いられる局所的な不等沈下量の概念図である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における排水性舗装の破壊形態概念図である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における弾性領域の局所的な不等沈下の推移を示すグラフである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における塑性領域の局所的な不等沈下の推移を示すグラフである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における切土部の局所的な不等沈下の推移を示すグラフである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における盛土部の局所的な不等沈下の推移を示すグラフである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法におけるサグ部以外の局所的な不等沈下の推移を示すグラフである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法におけるサグ部の局所的な不等沈下の推移を示すグラフである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における弾性領域のパス図である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における弾性領域における局所的な不等沈下の状態を示す画像である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における塑性領域のパス図である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における塑性領域における局所的な不等沈下の状態を示す画像である。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における盛土区間のサグ部における成長曲線のモデルである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における盛土区間のサグ部以外における成長曲線のモデルである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における切土区間のサグ部における成長曲線のモデルである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における切土区間のサグ部以外における成長曲線のモデルである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における全土工区間のポットホール予測結果のグラフである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における盛土かつサグ部のポットホール予測結果のグラフである。 本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法の流れを示すフロー図である。

以下、本発明を、図面に基づき説明する。
図３は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法に用いられる光切断法の説明図、図４は、図３を用いて得られた路面の高さ情報を含む解析画像の一例、図５は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法で得られる局所的な不等沈下を明示する処理画像、図６は、従来のわだち評価の概念図、図７は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法で用いられる局所的な不等沈下量の概念図、図８は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における排水性舗装の破壊形態概念図である。

また、図９は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における弾性領域の局所的な不等沈下の推移を示すグラフ、図１０は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における塑性領域の局所的な不等沈下の推移を示すグラフ、図１１は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における切土部の局所的な不等沈下の推移を示すグラフ、図１２は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における盛土部の局所的な不等沈下の推移を示すグラフ、図１３は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法におけるサグ部以外の局所的な不等沈下の推移を示すグラフ、図１４は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法におけるサグ部の局所的な不等沈下の推移を示すグラフ、図１５は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における弾性領域のパス図、図１６は、弾性領域における局所的な不等沈下の状態を示す画像である。

図１７は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における塑性領域のパス図、図１８は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における塑性領域における局所的な不等沈下の状態を示す画像、図１９は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法におけ盛土区間のサグ部における成長曲線のモデル、図２０は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法におけ盛土区間のサグ部以外における成長曲線のモデル、図２１は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における切土区間のサグ部における成長曲線のモデル、図２２は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における切土区間のサグ部以外における成長曲線のモデル、図２３は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における全土工区間のポットホール予測結果のグラフ、図２４は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法における盛土かつサグ部のポットホール予測結果のグラフ、図２５は、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法の流れを示すフロー図である。

本発明は、排水性舗装におけるポットホールの発生を、路面の高さ情報を活用して評価する。
高さ情報は、光切断法を用いて取得する。
光切断法について、図３に基づき、説明する。

図中、１０は光切断撮影装置、１００はスリットレーザ発振器、１００ａはスリットレーザ、１００ｂはマーカー、１０１はエリアカメラ、１０２は車両の進行方向である。
光切断撮影装置１０は、排水性舗装の路面を走行しうる車両に取り付けられる。
光切断撮影１０は、スリットレーザ発振器１００と、エリアカメラ１０１を備える。
スリットレーザ発振器１００は、路面に対して直上からスリットレーザ１００ａを発振する。

このスリットレーザ発振器１００は、路面上に、スリットレーザ１００ａの照射によって形成される線状のマーカー１００ｂが、車両の進行方向に対して直交するよう配置される。
エリアカメラ１０１は、マーカー１００ｂを斜めから撮影しうる位置に設けられる。

エリアカメラ１０１で得られたマーカー１００ｂの画像は、路面が平面であれば直線に映り、凹凸がある場合には、凹凸に応じて歪んで映る。
光切断撮影装置１０では、図示しない制御装置や計算装置を用い、得られたマーカー１００ｂの画像を解析し、その歪み具合から路面の高精度な高さ情報を面的に取得する。

この光切断撮影装置１０を用い、測定ピッチ１．６８ｍｍ、誤差±１ｍｍ以下に設定して得られた路面の高さ情報を含む解析画像は、図４に示したとおりである。
この解析画像は、路面に形成されたわだちを測定した画像の一例である。
この解析画像から、光切断撮影装置１０によって得られた解析画像は、ひび割れの画像化が可能であることがわかる。

上記の解析画像から得られる路面高さを利用し、路面に形成される局所的な不等沈下を明示できる画像処理方法について説明する。
局所的な不等沈下を明示するためには、路面の不陸やわだちの影響を排除する必要がある。
このため、式（１）に示すとおり、路面高さの移動平均を求めて対象ピクセルの路面高さを引算した。

ｇ（ｉ，ｊ）＝出力画像
ｉ，ｊ＝注目領域の座標
Ｎ，Ｍ＝入出力画像の大きさ（画素数）
ｎ＝フィルタサイズ（画素数）

ここで、入力画像：ｆ（ｉ，ｊ）、出力画像：ｇ（ｉ，ｊ）とすると、以下の式が得られる。

ｎ＝３００ｍｍ

図２に示した可視画像の範囲を含み、その可視画像の撮影時期と同一時期の路面高さの情報を用い、式（１）、式（２）に基づき、画像処理を実行した処理画像を図５に示す。
この処理画像には、撮影開始から３ヵ月後の処理画像にポットホールが発生する３ヶ月前には、矩形点線で囲まれた範囲に、局所的な不等沈下が明示されている。

このことは、路面に形成される局所的な不等沈下の領域が、ポットホール発生の先行指標となることを意味する。
なお、図５の４ヵ月後の時点では、ポットホールは応急処置で路面の補修が実施されている。

ここで、改めて、従来の沈下量の把握と、上記の局所的な不等沈下の把握について説明する。
まず、従来の沈下量の把握について説明する。
従来、路面の沈下量は、図６に示すように、測定区間のわだちが全体的に大きい箇所の傾向を把握することには適している。

このようなわだちの全体的な発生傾向は、流動性のある表層を有する密粒度舗装では、可能である。
しかしながら、排水性舗装の表層は、密粒舗装の表層に比べ、耐流動性に優れる混合物であるため、一定区間に渡る全体的なわだちの発生は抑制傾向となる。

このため、わだち量が小さい状況でも、基層や路盤の脆弱化や、滞水によって、限定的に局所的な不等沈下が生じる。
この局所的な不等沈下の発生領域は、ポットホールの発生の危険性が高いことは、既に述べた通りである。
ところが、排水性舗装における不等沈下の発生は、図６に示した従来のわだちの評価方法では把握することができない。

そこで、本発明では、排水性舗装の損傷は、局所的な不等沈下の領域が、路面の走行方向に沿って発生、拡大することに着眼し、この局所的な不等沈下の発生を、ポットホールの先行指標とする。
局所的な不等沈下量の算出方法は、図７に示すように、評価地点のわだち量と、代表わだち量を差分した値を、局所的な相対わだち量として評価するものである。

ここで、代表わだち量とは、評価地点から前後１０ｍの縦断区間におけるわだち量の中央値、具体的には、全長２０ｍの走行路面の、端部から１０ｍの中央部のわだち量と定義する。

なお、図５におけるポットホールの発生箇所における局所的な不等沈下量は、測定開始時には１５ｍｍ程度であったが、３ヵ月後には２５ｍｍを超過した。
このことから、局所的な不等沈下量の増加は、ポットホール発生の危険度、切迫度を示すことが証明された。

ここで、局所的な不等沈下量の成長曲線モデルについて説明する。
まず、排水性舗装の破壊形態について検討する。
図８に、土工区間におけるポットホール発生までの排水性舗装の破壊形態の概念を示す。
図８によると、排水性舗装の共用後、土工部の初期圧密による一次クリープ変化を経て、弾性領域を保持した状態である潜伏期間（二次クリープ）に進展する。

この一次クリープから二次クリープの期間は、基層以深の損傷進行が初期段階であるため、変形量が微小で、この段階の沈下量が路面に沈下として出現しない状態から、貫通ひび割れが亀甲状に生じるまでの期間に相当する。

そして、路面に、亀甲状のクラックが発生した後は、舗装本来の荷重分散機能の低下により、一気に塑性領域に至ることから、加速的に損傷が進行する、と仮定した。

次に、ここでいう成長曲線（潜在曲線）モデルについて、具体的なモデルに基づき、説明する。
成長曲線モデルとは、ある個々のデータについて、時間的要素である経過時間について縦断的データの解析を実行したものを示す。
このモデルは、属性の違いによる個体差について、説明変数で記述することが可能である。

本発明における説明変数のひとつは、観測変数であり、ここでいう観測変数は、局所的な不等沈下量の評価区間を１０ｍとした縦断データであり、損傷の進行や成長を示したものである。
なお、以下で説明するモデルについて、サンプル数は５２箇所とした。
上記の仮定に基づき、初期値である測定開始時点の可視画像を確認した。
確認の結果、亀甲状のひび割れの有無に応じて、沈下領域を弾性体と塑性体の２つの属性に分類すると、変化傾向の違いが確認された。

ここで「弾性体」とは、応力を加えるとひずみが生じるが、除荷すれば元の寸法に戻る性質を持つ固体であって、損壊していない状態の舗装を示し、弾性領域の沈下の推移は図９に示した。
なお、図９以下のグラフには、「局所沈下量」という記載があるが、これは、上記の説明における「局所的な不等沈下量」の記載を省略して表記したものである。
また、「塑性体」とは、力を加えて変形させたとき、永久変形を生じる性質を持つ固体であって、ひび割れが発生して破損した状態の舗装を示し、塑性領域沈下量の推移は図１０に示した。
なお、グラフに表れる変化傾向は、点線矢印として示される。

次に、道路構造の違いに応じた局所的な不等沈下の推移傾向を図１１および図１２に示した。

ここでは、これまでの舗装道路の点検保守の経験から、盛土においてポットホールの発生頻度が高いことが確認されていることを踏まえ、「切土」および「盛土」に分類した。
次に、道路線形の違いに応じた局所的な不等沈下の推移傾向を図１３および図１４に示した。

下り坂から上り坂に変化する部分である「サグ部」では、路面排水が滞りやすく、舗装構造の損傷を助長する要因である水の介在が懸念される。
このため、ここでは、「サグ部以外」および「サグ部」に分類した。

さらに、評価地点前後１０ｍの区間における損傷程度を示す「代表わだち量」が、局所的な不等沈下量の進行性へ及ぼす影響について分析する。
なお、これらの因子以外にも、路線特性や材料特性による相違が考えられるが、サンプルデータが特定区間内であること、因子が多いほど後述する分析が複雑となることから、本実施例においては、上記の属性を説明変数として設定した。

ここで、上記の成長曲線モデルを分析結果を説明する。
成長曲線モデルを分析した結果、弾性領域は一次式、塑性領域は二次式を当てはめたモデルを構築した。
なお、分析に使用したサンプルは、測定時点が個体ごとに揃っていないため、沈下の進行度合いを重視した。

潜在変数である一次式のモデルの「傾き」、「切片」、二次式のモデルの「係数」に対し、時間経過を示す観測変量と、属性とを示す説明変数の関係をパス図として検討する。
ここで、一時式モデルは、ｙ＝ａｘ＋ｂであり、「傾き」がａ、「切片」がｂとなる。

後述のパス図内の単心円は、その変数内の誤差を示し、楕円は潜在変数、矩形枠は既知の観測変数および説明変数、矢印は要因と結果を示す因果関係を示すパス係数を示す。
ここで導き出されるべき予測式は、できる限りシンプルであることが望ましい。
このため、説明変数を、道路構造では盛土とその他（ここでは切土）、サグ部とその他として設定した。

具体的には、モデルでは、説明変数を、盛土・サグ部であれば従属変数への影響があるため「１」、切土・サグ部以外であれば従属変数に影響しないため「０」とした。
まず、弾性領域の一次式のモデルについて説明する。
弾性領域のパス図は、図１５に示すとおりである。

このモデルの適合度検定結果は良好で、カイ二乗分布内の自由度２５における値は４９．２５９、有意な差（１％未満で有意）を示す優位確立は、０．３％であった。
このパス係数から導き出した、弾性領域における一次式を、表１として以下に示す。

ｙ：局所的な不等沈下量（ｍｍ）
ｘ：経過月数（月）
ω：代表わだち量（ｍｍ）

「傾き」については、説明変数である「サグ」、「盛土」、「代表わだち量」の影響を受ける。
このため、盛土区間で、かつ、サグ部区間である重複区間において、局所的な不等沈下の進行が最も早いことが考察できる。
また、図１６に示されるように、弾性領域の路面状況は、微細なひび割れが認められ、高さ画像では局所沈下領域が不明確である。

次に、塑性領域の二次元モデルについて説明する。
塑性領域のパス図は、図１７に示すとおりである。
このモデルの適合度検定結果は良好で、カイ二乗分布内の自由度２７における値は、４７．８８３、有意な差（１％未満で有意）を示す有意確立は０．８％であった。
このパス係数の推定結果から導き出した、塑性領域における二次式を、表２として以下に示す。

ｙ：局所的な不等沈下量（ｍｍ）
ｘ：経過月数（月）
なお、ここでは二次式を式（３）とする

「係数ａ」については説明変数の盛土の永久を受けるが、代表わだち量の影響は受けない。
「係数ｂ」についてはサグの影響を受ける。
弾性領域と同様に、サグ部は、塑性領域でも推移を促進する。
また、図１８に示すように、塑性領域の路面状況には、亀甲状ひび割れの角欠けが確認できる。

次に、局所的な不等沈下の成長曲線について検討する。
弾性領域である一次式と、塑性領域である二次式とを組み合わせることにより、局所的な不等沈下量を予測する成長曲線を導き出すことができる。
一次式の傾きは、代表わだち量の影響を受けることから、実際には、測定区間の測定値を考慮し、代表わだち量０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍの３ケースを設定した。

また、危険度のしきい値として、塑性領域の二次式の係数ｂの値、および、可視画像に基づく確認結果から、亀甲状のひび割れが顕在化する１５ｍｍ以上を「注意領域」、ポットホールが発生した箇所における実績値から２５ｍｍ以上を「要注意領域」とし、一次式から二次式へ推移する磁気は、塑性領域推移する局所的な不等沈下量１５ｍｍに至る直前とした。

上記の条件で試験実施した区間の盛土は脆弱な材料で構成され、下層部の支持力低下が懸念されることから、盛土区間の損傷進行が著しい。
さらに、この区間は、雨水の排水が一般部より困難な状況であるサグ部か、それ以外かによって、局所的な不等沈下の進行が異なることを考慮する必要もある。

以上のことから盛土区間における成長曲線として挙げられる２つのモデルを図１９および図２０に示す。
次に、盛土の場合と同様に、切土区間における成長曲線として挙げられる２つのモデルを図２１および図２２に示す。

上記の図１９から図２２を比較すると、切土区間は、盛土区間に比べ、弾性領域の期間が長く、損傷の進行が、緩やかな傾向を示す。
しかしながら、切土区間において、沈下量が注意領域に達すると、特にサグ部における損傷の進行は、盛土区間のその他一般部と同様の傾向を示すことから、沈下量の推移が緩やかであっても、その監視を怠ることはできないことがわかる。

ここで、路面高さ情報に基づく予防保全対策について検討する。
上記の実施例におけるポットホールの発生領域において、上記の成長曲線に基づき、局所的な不等沈下の進行を予測した。
具体的には、上記の成長曲線を求めた解析区間において、路面性状調査を実施し、新たな指標である局所的な不等沈下量を算出した。
この結果を初期値とし、上記で述べた４つの要因に分類し、各地点の局所的な不等沈下量を算出し、ポットホールの予測を試みた。

なお、このときの試験では、便宜上１地点を１０ｍとした。
上記の検討区間である土工区間２３ｋｍ／車線における予測結果を、図２３に示した。
開始から５ヶ月後の予測結果によると、要注意領域４０箇所／１０ｋｍ、注意領域５４箇所／１０ｋｍとなる。

この検討結果は、危険領域（注意領域以上）の地点ごとに予測量を算出していることから、危険箇所が点在する場合は、パッチングなどの延命処置を実施し、危険箇所が一定区間に集中している場合は、大規模舗装改良を実施する必要がある。
そして、この予測結果は、これらの処置や改良の実施時期、実施周期、補修範囲、および、費用の算定を含む補修計画策定の資料として活用できる。

次に、上記の検討区間のうち、盛土かつサグ部区間３ｋｍ／斜線の予測結果を、図２４に示した。
この場合、部分補修などの維持管理が施されているため、ポットホールの発生に至る危険性は小さい。
しかしながら、損傷の進行（成長）が著しく、沈下量が急激に増加する傾向にあることから、この区間においては、注意領域に至る以前に応急処置を実施することが望まれる。

なお、上記の検討に採用したデータは、１０月から２月の当危機感であること、近隣の路線に比べポットホールの発生頻度が高い区間であることから、上記で提示されたモデルは、安全側の結果を導くものとなっている。
したがって、定期測定を継続することで、季節変動による違いを反映することが推奨される。

また、様々な路線において、成長曲線モデルを用いたポットホール発生の予測を実施する場合には、舗装構成、補修状況、交通量などの、各路線に応じた様々な条件を考慮することが推奨され、このような考慮を行った場合、成長曲線モデルは、路線ごとに異なるものとなる。
また、舗装の損傷を助長する要因分析、および、局所的な不等沈下量が増大する時期を明確にする成長曲線モデルについて検討することも推奨される。

次に、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法の流れを、図２５に基づいて説明する。
なお、以下の各ステップにおいて実行される処理は、上記の各測定、解析、および、処理を組み合わせて用いるものである。

本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法を実施するためには、まず、排水性舗装が施された道路から、ポットホールの発生を予測する区間を選定し、決定する（ステップＳ１０１）。
次に、予測区間の諸元整理を実行する（ステップＳ１０２）。
この諸元整理とは、具体的には、舗装構成、縦断勾配、横断勾配、交通量などを示す。

次に、例えば、光切断撮影装置を具備する、既に公知の路面性状車を用い、路面の高さ測定を実施する（ステップＳ１０３）。
この測定は、定期測定として例えば各月５ヶ月にわたって実施されることが推奨される。
次に、得られた高さ情報を解析し、舗装表面に形成された局所的な不等沈下量を算出する（ステップＳ１０４）。

次に、得られた局所的な不等沈下量を用い、舗装構造の損傷推移の傾向を分析する（ステップＳ１０５）。
この損傷推移の傾向分析は、具体的には、この損傷推移の傾向分析として、測定実施時期ごとの局所沈下量の関係を整理することが挙げられる。
本実施例では、図１３から図１５に示されるように、時間経過と共に局所的な不等沈下量が大きくなる現象が発生し、損傷推移と共に局所的な不等沈下量が大きくなり、損傷が成長することが確認できる。

次に、損傷推移の傾向分析の結果から、成長曲線モデルを作成する（ステップＳ１０６）。
この成長曲線モデルは、ステップＳ１０５で得られた分析結果を、図１６に示される共分散解析を行うことによって作成され、例えば、図１９から図２２に示されたグラフとして表される。

次に、得られた成長曲線モデルに基づき、局所的な不等沈下量の予測値の算出を実施する（ステップＳ１０７）。
この算出は、例えば、〜という式を用いる。

最後に、得られた予測値に基づき、補修計画を策定する（ステップＳ１０８）。
この補修計画は、例えば、成長曲線モデルにおける曲線が、少なくとも〜に達したときに、局所的に〜を行い、さらに、〜という状況になったときに、広範囲で大規模な〜を行うよう計画される。

これにより、補修は、ポットホールの発生を未然に防止するのに十分な期間内、即ち、、ポットホール発生の前兆が出現した時点で実施されるため、上記の予測方法によれば、排水性舗装に特有のポットホールの発生を確実に防止することができる。

このように、本発明にかかるポットホールの発生を防止する方法では、従来の密粒舗装を対象とした路面評価指標では把握することが困難であった、排水性舗装特有の損傷である基層以深の劣化に伴う局所的な不等沈下を適正に評価することが可能になる。
このような排水性舗装の局所的な不等沈下の早期発見は、構成度の高さ情報の取得で可能になる。

そして、本発明では、路面高さ情報を画像処理することによって、ポットホールの発生領域を可視化できるようにする。
さらに、本発明では、排水性舗装特有の損傷である基層以深の劣化に伴う局所的な不等沈下を定量的に評価する指標として、その沈下量、即ち、局所的な不等沈下量を用い、これによって、基層以深の劣化を評価できるようにした。

そして、本発明においては、成長曲線モデルの分析結果から、局所的な不等沈下量への影響度を示すパス係数の高い説明変数として、土工分類（盛土・切土）、滞水しやすさによる分類（サグ部・サグ部以外のその他）とする。
そして、本発明では、排水性舗装の局所的な不等沈下量が、例えば、１５ｍｍを超えると路面上に亀甲状のひび割れが発生し、弾性領域から塑性領域へ推移することを利用し、この推移の時期を〜の判定の指標の一つとし、この推移の発生を劣化損傷の進展期と判断し、威光をポットホール発生予備群と分類し、優先的に補修を行うことにより、突発的な損傷発生のリスクを低減できる。

また、本発明では、排水性舗装の局所的な不等沈下量が、例えば、２５ｍｍを超えると、塑性領域における損傷が加速的に進行することがわかった。
このため、本発明では、局所的な不等沈下量が２５ｍｍを超えたときには、損傷の加速的な進行が予想されるものとして、補修計画に、早急な対応策が組み入れられることになる。

また、本発明では、成長曲線も出るによって、排水性舗装の局所的な不等沈下量に基づき、ポットホールの発生を予測することが可能であるが、局所的な不等沈下量の定期測定による実測値を蓄積することにより、予防保全が必要とされる様々な現場に即した評価指標を設定することも可能である。

１０ 光切断撮影装置
１００ スリットレーザ発信器
１００ａ スリットレーザ
１００ｂ マーカー
１０１ エリアカメラ
１０２ 車両の進行方向

Claims (4)

1. 下層の路盤、中層の基層、および、上層の表層の３層を含む舗装構造からなる排水性舗装において、
   舗装表面の局所的な不等沈下が、基層以深の劣化の進行によって発生するものとし、
   時間経過に対する局所的な不等沈下量を示す成長曲線モデルは、
   当該成長曲線モデルの期間を、沈下量が路面に沈下として出現しない状態から、貫通ひび割れが亀甲状に生じるまでの弾性領域の期間と、路面に、亀甲状のクラックが発生し、舗装本来の荷重分散機能が低下する塑性領域の期間とに分けられ、
   路面の土工分類および滞水しやすさによる分類に応じて、前記弾性領域の期間における経過時間と局所的な不等沈下量との関係式および前記塑性領域の期間における経過時間と局所的な不等沈下量との関係式を異ならせて構築することで、
   作成されるものであり、
   補修対象の路面の局所的な不等沈下量が、当該路面に対応する土工分類および滞水しやすさによる分類の成長曲線モデルにおいて、弾性領域から塑性領域へ推移する予め定められた沈下量の値に達するとき、損傷の加速的な進行が予想されるものとして、その沈下量に達した領域の舗装構造の補修を含む補修計画が策定されるポットホールの発生を防止する方法。
2. 前記土工分類は、盛土および切土からなる分類であり、前記滞水しやすさによる分類は、サグ部、および、サグ部以外のその他からなる滞水しやすさによる分類である請求項１に記載のポットホールの発生を防止する方法。
3. 排水性舗装が施された道路から、ポットホールの発生を予測する区間を選定し、決定する区間決定ステップと、
   決定された予想区間の舗装構成、縦断勾配、横断勾配、交通量などの諸元の整理を実行する諸元整理ステップと、
   予想区間の路面の高さ測定を実施する測定ステップと、
   得られた高さ情報を解析し、舗装表面に形成された局所的な不等沈下量を算出する沈下量算出ステップと、
   得られた局所的な不等沈下量を用い、舗装構造の損傷推移の傾向を分析する傾向分析ステップと、
   損傷推移の傾向分析の結果から、予想区間毎に前記諸元を考慮して、局所的な不等沈下量の成長曲線モデルを作成するモデル作成ステップと、
   得られた成長曲線モデルに基づき、局所的な不等沈下量の予測値の算出を実施する予測値算出ステップと、
   得られた予測値が、予め定められた数値に達したときに、補修が実施される補修計画が策定される計画策定ステップと
   を含む請求項１または２に記載のポットホールの発生を防止する方法。
4. 予測値算出ステップが、
   成長曲線モデルの分析結果に作用させる説明変数として用いられる分類が、盛土および切土からなる土工分類と、サグ部、および、サグ部以外のその他からなる滞水しやすさによる分類である請求項３に記載のポットホールの発生を防止する方法。