道路工事で盛土をすると、品質管理のためにさまざまな試験が必要です。
品質管理基準を開いてみると、
- 土の締固め試験
- CBR試験
- 現場密度の測定
- プルーフローリング
など、聞き慣れない試験が並んでいます。
しかも試験区分を見ると「必須」と「その他」に分かれています。
「必須なのは分かったけど、なんでこの試験をするの？」
「『その他』はやらなくてもいいの？どんなときにやる必要があるの？」
初めて道路土工を担当すると、このあたりが分かりにくいところです。
この記事では、道路土工の品質管理について、試験で何をしているのか、なぜその試験が必要なのかを中心に解説します。
※この記事は国土交通省「品質管理基準及び規格値（案）」をもとに道路土工の基本的な考え方を解説しています。実際の工事では、その工事に適用される設計図書や仕様書、施工管理基準等を確認してください。
なぜ道路土工ではいろいろな品質管理試験が必要なの？
道路の盛土なんて、土を運んできて、ある程度ローラーで締め固めれば終わりじゃん。そう思っていませんか？
品質管理をしないと、例えば、こんな問題が考えられます。
この持ってきた土、水分が多いけどちゃんと締まるの？
ローラーで何回か転圧したけど、これほんとに十分締まってるの？
路床まで完成したけど、一部ここだけちょっと軟らかくない？
こうした状態のまま上に舗装をつくってしまうと、道路を支える土台として十分な性能を発揮できない可能性があります。
そこで道路土工に必須の品質管理では、材料となる土の性質や、実際に施工した盛土の状態などを試験によって確認します。
国土交通省の品質管理基準では、道路土工について次の4項目が「必須」に区分されています。
| 必須試験・測定 | 簡単にいうと何を見る？ |
|---|---|
| 土の締固め試験 | その土がどこまで締まるのか目安を調べる |
| 現場密度の測定 | 実際につくった盛土が十分締まっているか |
| CBR試験（路床） | 路床が道路を支えられるか確認する |
| プルーフローリング | 路床全体に弱いところがないか確認する |
4つとも道路土工の品質を確認するものですが、見ているものがそれぞれ違います。
ここから一つずつ見ていきましょう。
土の締固め試験｜その土がどこまで締まるのか目安を調べる
当然ではありますが、現場によって盛土に使用する土砂はそれぞれ異なります。
そこで必要になるのが、「この土なら、ここまで締まる」という基準になる値です。
まず、盛土に使う土砂を採取して、試験室で土の締固め試験を行います。
水分量を変えながら土を締め固めていくと、
「このくらいの水分のときが一番締まりやすい」：
「この土は試験ではここまで密に締まった」
ということが分かります。
ここで求めるのが、最適含水比と最大乾燥密度です。
決められた方法で水分量を変えながら土を締め固めたとき、最もギュッと詰まった状態が『最大乾燥密度』、そのときの水分量が『最適含水比』となります。
この試験で得られた数値を参考に、現場の盛土が十分に締め固められているかを確認していきます。
土の締固め試験は、現場で「ちゃんと締まった」と判断するためのお手本をつくる試験と考えると分かりやすいでしょう。
現場密度の測定｜実際の盛土が締まったか確認する
土の締固め試験で「お手本」をつくったら、次は実際につくった盛土を確認します。
そこで行うのが現場密度の測定です。
ローラーで何回も転圧したし、見た感じもしっかり締まってますよ？
たしかに、きれいに転圧された盛土を見ると十分に締まっているように見えます。
しかし、見た目だけでは土がどのくらい締まったのか分かりません。
そこで施工した盛土の密度を実際に現場で調べる必要があります。
現場密度では何を調べるの？
考え方は、先ほど説明した土の締固め試験とセットにすると簡単です。
土の締固め試験
→ 試験室で「この土はどこまで締まる？」を調べる
現場密度の測定
→ 現場で「実際にはどこまで締まった？」を調べる
そして、この2つを比較します。
例えば、土の締固め試験で求めた最大乾燥密度を「100」と考えたとき、現場の乾燥密度がそれに対してどのくらいになっているのかを見るイメージです。
この割合を締固め度といいます。
国交省の品質管理基準では、砂置換法などによる現場密度の測定について、締固め度の規格値は次のように整理されています。
- 路体：90％以上
- 路床：95％以上
つまり、最大乾燥密度を「試験室でつくった100％のお手本」と考えると、路体ならその90％以上、路床なら95％以上の締固め状態が求められるというイメージです。
※締固め方法や適用する管理基準によって規格値・管理方法が異なる場合があるため、実際の工事では適用される品質管理基準や設計図書を確認してください。
現場の締固め状態を確認する方法は3つ
道路土工では、実際につくった盛土がきちんと締め固められているか確認する必要があります。
その管理方法は、大きく次の3つに分けて考えると分かりやすいです。
① 砂置換法・突砂法で現場密度を測る
② RI計器を使って現場密度を測る
③ TS・GNSSを使って転圧回数で管理する
①と②は、施工した盛土の密度を実際に測る方法です。
一方、③のTS・GNSSは考え方が少し違い、最初の試験施工で必要な転圧回数を決めたうえで、本施工では「決めた回数だけ転圧できたか」を面的に管理します。
それぞれ見てみましょう。
① 砂置換法・突砂法｜現場の土を掘って密度を測る
まずは、施工した盛土の土を実際に掘って密度を測る方法です。
使用する方法は、土に含まれる粒の大きさによって変わります。
最大粒径53mm以下 → 砂置換法
最大粒径53mmを超える → 突砂法
砂置換法では、施工した盛土に穴を掘り、取り出した土の質量を測ります。
そして、掘った穴に密度の分かっている砂を入れて、
「この穴の体積はどのくらいだったのか？」
を求めます。
土の質量と穴の体積などが分かれば、実際に施工した盛土の乾燥密度を求めることができます。
突砂法も、考え方は似ています。
大きな礫などを含み、砂置換法を適用しにくい材料について、掘り出した材料と穴の容積から現場密度を求めます。
いつ測るの？
盛土を施工している途中で測定します。
盛土は一気に完成高さまで土を盛るのではなく、
土を敷く → 締め固める → 次の土を敷く → また締め固める
と層を重ねながら施工します。
その施工途中で現場密度を測り、必要な締固め度を満たしているか確認します。
どのくらいの頻度で測るの？
道路土工の品質管理基準では、通常の現場密度測定について次の頻度が示されています。
路体
1,000m³につき1回。
ただし、5,000m³未満の工事では、1工事当たり3回以上測定します。
路床・構造物取付け部
500m³につき1回。
ただし、1,500m³未満の工事では、1工事当たり3回以上測定します。
また、1回の試験につき3孔を測定します。
つまり、盛土の完成後にまとめて測るのではなく、施工しながら一定量ごとに締固め状態を確認していくイメージです。
② RI計器｜専用の機械で密度を測る
もう一つ、実際の密度を測る方法がRI計器を使った締固め管理です。
RI計器は、放射線を利用して土の密度や含水量を測定する専用の機器です。
砂置換法では、
穴を掘る → 土を採取する → 穴の体積を調べる
という作業が必要でした。
RI計器では専用の計器を使って測定するため、多くの測定点で締固め状態を確認できるという特徴があります。
いつ測るの？
こちらも、基本的には盛土の施工中です。
各層を施工しながら測定し、締固め状態を確認していきます。
どのくらいの頻度で測るの？
RI計器による管理では、砂置換法と同じ「○m³につき1回」ではなく、施工面積を基準に管理します。
1日の1層当たりの施工面積を基準として、1,500m²を1つの管理単位とするのが標準です。
1日の施工面積が2,000m²以上になる場合は、2つ以上の管理単位に分けます。
1管理単位当たりの測定点数の目安は、
500m²未満 → 5点
500m²以上1,000m²未満 → 10点
1,000m²以上2,000m²未満 → 15点
です。
砂置換法などが「盛土○m³につき測定」という管理なのに対して、RI計器では1日に施工した1層の面積を基準に、複数の場所を測定すると考えると違いが分かりやすいでしょう。
③ TS・GNSS｜最初に密度を確認して、その後は転圧回数で管理する
TS・GNSSを使った締固め管理は、①と②とは考え方が大きく違います。
簡単にいうと、
「最初に何回転圧すれば必要な密度になるか確認して、本施工では転圧回数で管理する方法」
です。
いきなり、「このローラーなら6回くらい走ればいいだろう」と決めるわけではありません。
まず、本施工の前に試験施工を行います。
実際に使用する盛土材料と締固め機械を使って、
2回転圧したとき
↓
4回転圧したとき
↓
6回転圧したとき
というように、転圧回数を変えながら締まり具合を確認します。
このとき現場密度を測定して、
「この土を、この厚さで敷いて、この機械で○回転圧すれば、必要な締固め度になる」
という施工条件を決めます。
例えば試験施工の結果、6回転圧すれば必要な締固め度になると確認できたとします。
そこから本施工に入ります。
本施工ではTSやGNSSを使って締固め機械の位置を把握し、
「どこを走ったのか」「その場所を何回転圧したのか」を記録します。
施工範囲を細かな区画に分けて、すべての場所で必要な回数を転圧できているか確認するイメージです。
流れをまとめると、
① 試験施工をする
↓
② 転圧回数を変えながら、現場密度などを確認する
↓
③ 必要な締固め度になる転圧回数を決める
↓
④ 本施工を開始する
↓
⑤ TS・GNSSで施工範囲全体の転圧回数を管理する
となります。
TS・GNSSでは現場密度をどのくらい測るの？
ここがTS・GNSSによる管理の大きな特徴です。
試験施工では、締固め回数と締固め度の関係を確認するために現場密度を測定します。
その結果から必要な転圧回数を決めます。
そして本施工では、試験施工で決めた条件どおりに施工できていれば、現場密度試験は原則として省略します。
代わりに、
盛土材料が試験施工と同じような土質か
含水比が適切な範囲にあるか
試験施工で決めたまき出し厚になっているか
施工範囲全体を必要な回数だけ転圧できているか
を確認しながら施工します。
そのためTS・GNSSによる管理には、
「500m³につき1回、現場密度を測る」
といった本施工中の測定頻度はありません。
本施工では、TS・GNSSによって施工範囲全面の締固め回数を管理するからです。
ただし、決められた施工条件から外れた場合などには、現場密度試験による確認が必要になることがあります。
3つの違いを整理すると
| 管理方法 | 何で確認する？ | いつ？ | 頻度・管理単位 |
|---|---|---|---|
| 砂置換法・突砂法 | 実際の現場密度 | 盛土施工中 | 路体1,000m³につき1回、路床等500m³につき1回など |
| RI計器 | 実際の現場密度 | 盛土施工中 | 1日の1層当たりの施工面積を基準に複数点測定 |
| TS・GNSS | 転圧回数 | 試験施工＋本施工 | 試験施工で必要回数を決定し、本施工では施工範囲全面を回数管理 |
一番大きな違いは、
「完成した土の密度を測って確認するのか」
それとも、
「必要な密度になる施工方法を最初に確認して、その施工を確実に行ったことを管理するのか」
というところです。
CBR試験｜路床が道路を支えられるか確認する
道路の一番上にはアスファルト舗装がありますが、その下には路盤があり、さらにその下には路床があります。
車が道路を走ると、その重さは舗装や路盤を通して路床にも伝わります。
そのため路床には、道路を下から支えるための十分な強さが必要です。
そこで行うのがCBR試験です。
CBRとは「California Bearing Ratio」の略で、路床などの支持力を評価するための指標でアメリカ・カリフォルニア州で舗装厚を決めるために考案された試験です。
CBR試験では何を調べるの？
CBR試験は、簡単にいうと、
「この土は、路床としてどのくらい道路を支える力があるの？」を調べる試験です。
ここでいう「道路を支える力」を、専門的には支持力といいます。
例えば同じように見える土でも、荷重を受けたときの強さは同じとは限りません。
路床に使う土が十分な支持力を持っているか確認するため、CBRという数値を使って評価します。
CBR試験はどんな試験？
道路土工の品質管理で行うCBR試験では、路床に使用する土を採取して試験室などで試験します。
採取した土から決められた方法で供試体をつくり、水に浸すなど所定の手順を経て試験を行います。
その供試体に、円柱状のピストンをゆっくり押し込んでいきます。
イメージとしては、
「この土に棒をグーッと押し込もうとしたら、どのくらい抵抗する？」
を見るような試験です。
押し込むために必要だった荷重を、基準となる荷重と比較して求めるのがCBRです。
CBRは％で表され、一般的には数値が大きいほど、荷重に対する抵抗が大きい土と考えることができます。
なぜ土の締固め試験だけではダメなの？
土の締固め試験もやったのに、なんでまたCBR試験が必要なんですか？」
ここは2つの試験で確認しているものが違います。
土の締固め試験では、
「この土は、どのくらいの水分のときに、どのように締まるのか」 を調べました。
CBR試験では、
「この土は、路床としてどのくらい道路を支えられるのか」 を調べます。
つまり、
土の締固め試験
→ 土の「締まり方」を調べる
CBR試験
→ 路床としての「支える力」を調べる
という違いです。
しっかり締め固めることも大切ですが、道路の下で使う以上、路床として必要な支持力を持っているかも確認する必要があるというわけです。
CBR試験はいつ行う？
道路土工の品質管理基準では、CBR試験（路床）は**施工前の材料の品質を確認する「必須試験」**に区分されています。
基本的には、当初および土質が変化したときに実施します。
盛土を施工するたびに毎回行う試験ではありません。
最初に路床に使用する土を調べておき、途中で使用する土の性質が変わった場合には、あらためて確認するイメージです。
※路床が岩砕の場合など、品質管理基準上の除外条件があります。実際の工事では適用する品質管理基準や設計図書を確認してください。
CBR試験を一言で覚えるなら
道路の断面を上から見ると、
舗装
↓
路盤
↓
路床
と重なっています。
CBR試験で確認しているのは、その一番下で道路を支える路床の材料です。
難しく考えず、
「この土、路床としてちゃんと道路を支えられる？」を確認する試験
と覚えておくと分かりやすいでしょう。
CBRには「設計CBR」「修正CBR」など似た言葉もあります。
違いについては「CBRとは？」で詳しく解説しています。
プルーフローリング｜路床全体に弱いところがないか確認する
土の締固め試験やCBR試験で使用する土砂に問題ないことを確認し、現場密度の測定で盛土が必要な締固め状態になっていることを確認しました。
では、これで路床の品質確認は終わりでしょうか。
現場密度もOKだったし、もう舗装していいんじゃないですか？
道路土工では、もう一つ必須となっている確認があります。
それがプルーフローリングです。
プルーフローリングって何をするの？
プルーフローリングは、簡単にいうと、
「仕上がった路床の上に重い車両を走らせて、弱いところがないか実際に荷重をかけて確認する試験」
です。
路床の上にローラやトラックなどの荷重車を走らせ、その後ろから路床の状態を観察します。
見るのは、荷重車が通ったときの路床の動きです。
例えば、
「ここだけ大きく沈んでいる」
「タイヤが通ると、この部分だけ大きくたわむ」
といった、周囲とは違う動きをする場所がないか確認します。
つまり、機械で路床全体の変形量を何mmと測定していく試験ではありません。
実際に荷重をかけ、そのときの路床の変形を目視で観察して、不良箇所を探す
というのが基本的な考え方です。
現場密度を測ったのに、なぜプルーフローリングも必要なの？
現場密度の測定では、決められた頻度で測定した場所の締固め状態を確認します。
例えば砂置換法なら、実際に測定した場所について、
「ここは必要な締固め度を満たしている」と数値で確認できます。
しかし、長い道路の路床すべての場所で穴を掘って密度を測定するわけではありません。
測定した場所が合格していても、測定していない場所に局所的に弱い部分が残っている可能性があります。
そこで行うのがプルーフローリングです。
路床の全幅・全区間に荷重車を走らせて、局所的に大きく変形する場所がないか確認します。
整理すると、
現場密度の測定
→ 決められた場所で、締固め状態を「数値」で確認する
プルーフローリング
→ 路床全体に荷重をかけて、弱い場所がないか「目視」で確認する
という違いがあります。
現場密度は「点」で確認、プルーフローリングは「面」で確認
と考えると分かりやすいでしょう。
プルーフローリングはいつ・どのくらい行う？
国土交通省の品質管理基準では、プルーフローリングは路床仕上げ後に実施します。
頻度は、全幅・全区間です。
つまり、何mにつき1回という試験ではありません。
仕上がった路床について、荷重車が全体を通るように走行させて確認します。
ただし、現道打換工事や仮設用道路維持工事は除かれています。
どんな車両を走らせるの？
プルーフローリングでは、施工時に使用した転圧機械と同等以上の締固め効果を持つローラやトラックなどを荷重車として使用します。
目的は、もう一度路床を締め固めることではありません。
荷重をかけたときに、路床がどんな動きをするかを見ることです。
しっかりした路床なら大きな変形は起こりにくいですが、弱い部分があれば、荷重車が通ったときに周囲とは違った変形が現れることがあります。
そのような場所を見つけるのがプルーフローリングです。
「目視だけで大丈夫なの？」と思ったら
プルーフローリングでは、基本的に荷重車が通ったときの路床の変形を目視で観察します。
では、
「ここ、ちょっとたわんでいる気がするけど、実際どのくらい変形しているの？」
と詳しく確認したい場合はどうするのでしょうか。
そこで出てくるのが、たわみ量の測定です。
国土交通省の道路土工の品質管理基準では、「その他」の試験として、ベンケルマンビームによるたわみ量の測定が示されています。
ベンケルマンビームは、荷重車を使って、路床などが荷重によってどのくらいたわむのかを数値として測定するための器具です。
品質管理基準では、プルーフローリングで不良箇所が見つかった場合に実施することとされています。
これは、品質管理基準にある**「必須」と「その他」の関係が分かりやすい例**でもあります。
プルーフローリングを一言で覚えるなら
プルーフローリングは、
「舗装をつくる前に、仕上がった路床全体に実際に荷重をかけて、弱い場所が隠れていないか探す試験」です。
現場密度が規格値を満たしていても、それだけで路床全体を確認したことにはなりません。
だから道路土工では、
現場密度の測定で、締固め状態を点で確認する
↓
プルーフローリングで、路床全体を面で確認する
という2つの確認を行います。
そしてプルーフローリングで不良箇所が見つかった場合には、必要に応じてたわみ量などを詳しく確認します。
「なぜ現場密度を測ったあとに、さらにプルーフローリングをするの？」
と疑問に思ったら、「点だけでは分からない弱い場所を、路床全体から探すため」
と覚えておくと分かりやすいでしょう。
まとめ｜道路土工の必須試験は「何を確認しているか」で覚えよう
道路土工の品質管理では、次の4つが「必須」に区分されています。
| 必須試験・測定 | 何を確認する？ |
|---|---|
| 土の締固め試験 | 盛土に使う土がどのように締まるのか |
| CBR試験（路床） | 路床に使う土が道路を支える材料としてどのくらいの支持力を持つのか |
| 現場密度の測定 | 実際につくった盛土が必要な状態まで締め固められているか |
| プルーフローリング | 仕上がった路床全体に弱い場所がないか |
試験名だけを見ると難しそうですが、それぞれ確認していることは違います。
盛土に使う土を調べる
↓
土の締固め試験
路床に使う土の支持力を調べる
↓
CBR試験
実際につくった盛土の締固め状態を確認する
↓
現場密度の測定
最後に路床全体に弱い場所がないか確認する
↓
プルーフローリング
特に、土の締固め試験と現場密度の測定はセットで考えると分かりやすくなります。
試験室で盛土に使う土の締固め特性を調べ、その結果を基準として、実際につくった盛土の締固め状態を確認します。
さらに路床まで仕上がったら、プルーフローリングで全幅・全区間を確認します。
「必須だから試験する」と覚えるより、「この試験で何を確認しているのか」を理解する。
そうすると、道路土工の品質管理がぐっと分かりやすくなります。
※試験方法、規格値、試験基準、適用条件等は工事によって異なる場合があります。実際の工事では、その工事に適用される設計図書、共通仕様書、施工管理基準等を確認してください。
関連記事
道路土工や品質管理について、もう少し詳しく知りたい方はこちらも参考にしてください。
CBRとは？CBR試験・設計CBR・修正CBRの違いを初心者向けに解説
今回紹介したCBR試験をもう少し詳しく知りたい方はこちら。
CBRとは何を表す数値なのか、CBR試験・設計CBR・修正CBR・現場CBRの違いなどを初心者向けに解説しています。
盛土とは？路体・路床の違いと巻き出し厚を初心者向けに解説
今回の記事に出てきた**「盛土」「路体」「路床」**がよく分からない方はこちら。
盛土をどのように施工するのか、路体と路床は何が違うのかを初心者向けに解説しています。
道路土工の「掘削」もあわせて知っておこう
道路土工では盛土だけでなく、地山を掘る**「掘削」**もよく出てきます。
オープン掘削と片切掘削の違いや、積算上どのように区分されるのかを解説しています。
出典
この記事は、国土交通省が公表している土木工事の施工管理基準等を参考に作成しています。
国土交通省｜土木工事共通仕様書・施工管理基準等
道路土工の「土の締固め試験」「CBR試験」「現場密度の測定」「プルーフローリング」の試験方法、規格値、試験基準等を確認できます。
国土交通省｜TS・GNSSを用いた盛土の締固め管理
TS・GNSSを用いて盛土の締固め回数を管理する場合の考え方や、試験施工、本施工での管理方法などを確認する際に参照しています。
公益社団法人 日本道路協会｜舗装調査・試験法便覧
道路土工の品質管理基準で、プルーフローリングなどの試験方法として参照されている「舗装調査・試験法便覧」の発行元です。
コメント