(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層部に舗装面が形成され、路床の一部を凍上抑制層とした路盤構造であって、該凍上抑制層の材料としてガラスカレットのみを用いて形成し、該凍上抑制層の体積に対して該ガラスカレットの転圧前・敷均し時の体積量を１１０パーセント〜１２０パーセントの範囲内とするとともに、敷均し時における該ガラスカレットの転圧回数を５回以下とし、該ガラスカレットの圧密減量の割合が１４〜１８パーセントの性状を備えていることを特徴とする凍上抑制層を有する路盤構造。
【請求項２】
前記凍上抑制層の熱伝導率は、０．４（Ｗ／ｍＫ）であることを特徴とする請求項１に記載の凍上抑制層を有する路盤構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路盤構造に関し、特に寒冷地における舗装道路の路盤材料として、ガラスカレットを凍上抑制層に用いた路盤構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、舗装道路における路盤の構造は、最下層に路床、その上方側に下層路盤を設け、表層部にはアスファルト舗装を施している。図１７は、舗装道路の路盤の構造を概略的に示す断面図であるが、同図に示されるように、寒冷地では冬期間の外気温が低いため冷気が路床部分１００に侵入し、路床部分１００を構成する土に霜柱を発生させ、いわゆる凍上現象が生じる。凍上現象が発生すると、下層路盤１０２を持ち上げ、結果的に、アスファルト混合物からなる舗装面１０４に、ひび割れなどの損傷を及ぼし、損傷部分に車両が通行することで、さらに損傷が進み路面に大きな不陸を生じさせるという悪循環となる。
【０００３】
一般に、凍上による路面の損傷を防止するには置換工法、遮水工法、断熱工法等の各種の対策が存在する。従来における断熱工法の一例としては、特許第4685534号公報（特許文献１）に記載されている凍上防止構造、遮水工法としては特開平11-247119号公報（特許文献２）記載の発明が公知である。
図１８は、置換工法によって凍上抑制層が形成された場合の路盤の構造を示す概略断面図である。図１８に示されるように、路床部分１００を掘り込んで、その一部を凍上抑制材料と置換し、路床部分１００と下層路盤１０２との間に、凍上抑制層１０６を設けている。置換工法は、路床部分１００における土の一部を、凍上しにくい材料で置換して凍上抑制層を構築する工法であり、この置換材料としては細かい粒子を多く混入しない砂や、切込砕石、切込砂利、火山灰などの材料が使用されている。
【０００４】
また、断熱工法及び置換工法を混合した工法の一例として、特開2007-132066号公報（特許文献３）記載の発明が存在する。同公報記載の発明は、所定の圧縮強さを有し、且つ熱伝導率が一定値以下の断熱性ブロックを利用して、凍上抑制層に断熱性ブロックを敷設する工法である。同発明によれば、施工効率の向上、締固めによる破損を防止することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4685534号公報
【特許文献２】特開平11-247119号公報
【特許文献３】特開2007-132066号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の「凍上防止構造」に関する発明は、防湿シートや合成樹脂発泡体を断熱材として使用していることから路盤の構造が複雑化するとともに、適用可能な道路が限定されるという課題があった。また、特許文献２記載の発明は有機系球状発泡体やベントナイトなどを凍上抑制用の断熱材として用い、これによって熱伝導率を所定値以下としているが、断熱材の材料としては特殊であり、一般的な道路に適用するのはコスト高を招くという課題が依然としてある。
【０００７】
さらに、前述した特許文献３記載の「路盤の断熱工法」の場合、凍上抑制層を形成するに際し、多くの断熱性ブロックが必要であり、自動車用道路に適用するには設置コストの上昇をもたらすという課題があった。同文献では断熱性ブロックの一例として、木材ブロックが挙げられているが、木材の場合、水分を吸収しやすいこと、腐朽などの課題があり、凍上抑制層の材料としては不適なことが予測される。
【０００８】
本発明は、このような諸事情に対処するために提案されたものであって、寒冷地における道路の凍上対策として行われる凍上抑制層につき、施工性、耐久性並びに凍上抑制性に優れ、環境負荷が少なく低廉なコストで施工可能な路盤構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、表層部に舗装面が形成され、路床の一部を凍上抑制層とした路盤構造であって、該凍上抑制層の材料としてガラスカレットのみを用いて形成し、該凍上抑制層の体積に対して該ガラスカレットの転圧前・敷均し時の体積量を１１０パーセント〜１２０パーセントの範囲内とするとともに、敷均し時における該ガラスカレットの転圧回数を５回以下とし、該ガラスカレットの圧密減量の割合が１４〜１８パーセントの性状を備えていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記１項において、前記凍上抑制層の熱伝導率は、０．４（Ｗ／ｍＫ）であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
上述のように、各請求項記載の発明によれば、ガラスカレットを凍上抑制層の材料として用いた場合に、施工のし易さ、路盤の材料としての耐久性など、各種の試験にて基準値以上の特性を有することが裏付けられた。また、環境負荷や再利用という観点からもガラスカレットを凍上抑制層の材料として用いる優位性が明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る凍上抑制層を有する路盤構造について試験施工を行ったガラスカレット工区、並びに隣接する比較工区を示す平面図である。
【図２】同じく、本発明の一実施形態に係る凍上抑制層を有する路盤構造の断面を概略的に示す説明図である。
【図３】砕石を用いて形成された従来の凍上抑制層を備えた比較工区の路盤の構造を示した説明図である。
【図４】ガラスカレット工区と比較工区における施工時の転圧による沈下量を比較して示すグラフである。
【図５】試験施工を行った旭川市の施工現場の気温の変動を示すグラフである。
【図６】試験施工区間における舗装の温度について、表面付近のアスファルト混合物層における温度を示した図である。
【図７】同じく、試験施工区間における深さ５３ｃｍの凍上抑制層における温度を示した図である。
【図８】同じく、試験施工区間における深さ８３ｃｍの路床における温度を示した図である。
【図９】ガラスカレット工区と比較工区の凍結深さ、並びに平成２３年度冬季間の凍上量をメチレンブルー凍結深度計で測定した際の調査結果を示した図である。
【図１０】同じく、ガラスカレット工区と比較工区における施工直後（通常期）、並びに一冬経過時の融解期における縦断方向の平坦性を示した図である。
【図１１】同じく、ガラスカレット工区と比較工区において、施工時に実施した凍上抑制層上面における現場ＣＢＲ試験を行った際の試験結果を示した図である。
【図１２】同じく、ガラスカレット工区と比較工区において、施工直後および融解期にＦＷＤ試験を行った際の測定結果を示した図である。
【図１３】ガラスカレットによって形成した凍上抑制層に関し、圧密沈下量の測定を行った試験工区の説明図である。
【図１４】表３の結果をグラフ化した図である。
【図１５】表４の結果をグラフ化した図である。
【図１６】ガラスカレットについて、突き固め後の乾燥密度（縦軸）と、含水比（横軸）との関係を示したグラフである。
【図１７】一般的な舗装道路の路盤の構造を概略的に示す断面図である。
【図１８】従来における置換工法によって凍上抑制層が形成された場合の路盤の構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る凍上抑制層を有する路盤構造の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は試験施工を行ったガラスカレット工区、隣接する比較工区を示す平面図、図２は本発明の一実施形態に係る路盤構造の断面を概略的に示す説明図で、北海道旭川市にて、ガラスカレットを凍上抑制層の材料として試験施工を行ったガラスカレット工区の路盤の構造を示している。また、図３は砕石を用いて形成された従来の凍上抑制層を備えた比較工区の路盤の構造を示した説明図である。図１に示されるように、試験施工箇所では、ガラスカレット工区１と比較工区５０とを、長さ１４ｍ、１５ｍとなるように設け、路面の変動を様々なデータとして把握し、ガラスカレットの凍上抑制層への適用を検討した。
【００１６】
まず、ガラスカレット工区１における路盤構造は、図２に示されるように、路床土１０、凍上抑制層１２、下層路盤１４，上層路盤１６、表層部１８の各層によって構成されている。路床土１０の上側にはガラスカレットによって形成された凍上抑制層１２が深さＴ＝４７ｃｍの寸法で設けられ、凍上対策として行われる凍上抑制層１２の材料には、ガラスカレットのみを用いて構成している。
【００１７】
ビンを破砕することによって製造されるガラスカレットの利用率は、平成元年度以降年々増加し、平成１９年度には９５．６％となり、資源有効利用促進法における平成２２年度までの目標９１％に達している。凍上抑制層１２の上方には、４０ｍｍ級砕石からなる下層路盤１４が深さＴ＝２５ｃｍの寸法で形成されている。下層路盤１４は、道路上を通過する車輌の荷重を分散する役割を持つ重要な層であり、用いられる材料には、すりへり減量など一定以上の品質が求められる。さらに、その上方には上層路盤１６、表層部１８がアスファルトを主材料として形成されている。一方、図３に示される従来の比較工区５０の凍上抑制層２０では８０ｍｍ級砕石を用いている。
【００１８】
（室内土質試験）
試験施工に先立ち、ガラスカレットについて室内土質および骨材試験を実施し、凍上抑制層に一般的に用いられる８０ｍｍ級切込砕石との材料物性を比較し、以下の結果を得た。
【表１】
0005550158.tif 000002
【００１９】
ガラスカレットを、舗装の凍上抑制層に適用する場合、最も重要となる性質は冬期の低温に対して凍上しないことである。凍上試験の結果、ガラスカレットの凍上率は０．３％で凍結様式はコンクリート状であり、ガラスカレットは凍上しないことがわかる。これに付随して、凍上性の目安である微粒分量試験結果を行った。凍上抑制層に一般的に用いられる８０ｍｍ級切込砕石は１４．３％（基準：１５％以下）なのに対して、ガラスカレットは０．７％と非常に小さい。ここで、微粒分量試験とは０．０７５ｍｍの篩を通過する微粉末の全質量に対する割合を示し、ＪＩＳに規定された試験のことである。
【００２０】
吸水率も８０ｍｍ切込砕石が２．３３％なのに対して０．１９％と低いため、凍上に対しては有利な試験結果となっている。材料そのものの耐久性を表す粗骨材のすり減り試験結果では、８０ｍｍ級切込砕石が２１．６％なのに対してガラスカレットは２６．０％と多少高い値を示した。アスファルト舗装構造において、下層路盤におけるすり減りの規格値は４５％であるが、凍上抑制層は路床とみなすことから、すり減りなどの規格値はない。
【００２１】
次に、材料の支持力を表すＣＢＲ値であるが、８０ｍｍ級切込砕石が１５３．６％なのに対して２７．２％と比較的小さいが、設計ＣＢＲの上限は２０であり凍上抑制層材料としての支持力は確保されている。ここで、ＣＢＲとは、路盤材料に直径５．０ｃｍのピストンを２．５ｍｍ又は５．０ｍｍ貫入させたときの荷重を、標準荷重に対しパーセント表示した値である。
また、凍結融解作用を与えた後のＣＢＲ保存率は、８０ｍｍ切込砕石が５８．３％なのに対して８２．０％と高く、８０ｍｍ級切込砕石と比較した場合に、ガラスカレットは凍結融解に対する支持力低下を起こしにくい材料といえる。
【００２２】
（溶出試験）
ガラスカレットについて溶出試験を実施し、環境に悪影響を及ぼす物質が溶出しないか否か分析を行った。以下の表２に示されるように、今回の分析において、環境上問題となる計量値は測定されなかった。
【表２】
0005550158.tif 000003
【００２３】
（試験施工）
ガラスカレットの試験施工において、転圧機械と密度の関係を把握するため、転圧1回当たりの沈下量を測定した。具体的には振動ローラによる転圧を図１に示される測線Ｎｏ．１，Ｎｏ．２に沿って行った。ガラスカレット工区と比較工区では、ローラの転圧方法が異なることから単純な比較はできないが、ガラスカレットは８０ｍｍ級の砕石と比較して粒度が細かく比較的均一であるため、図４（ａ）に示されるように、転圧回数が６回程度で沈下が収束する。また、沈下量も３〜４ｃｍ程度となっている。
一方、８０ｍｍ級の砕石を用いた比較工区では、図４（ｂ）に示されるように、タイヤローラを用いた転圧において、転圧回数が８回程度で沈下が収束し、沈下量も４〜７ｃｍ程度となった。このことから、ガラスカレットは、従来の８０ｍｍ級の砕石と比較して所定の密度を得られやすく、より均一な施工が可能と考えられる。
【００２４】
前述のように構成したガラスカレット工区１、比較工区５０について各種の試験を行った。試験の内容、結果について以下に示す。
（試験施工現場の気温、路盤内部の温度）
平成２２年１１月２４日から、翌年３月３１日まで、試験施工を行った旭川市の施工現場の気温の変動を図５に示す。凍結指数では今冬期の温度状況は概ね平年並みであるが、気温の最低値は１月２８日においてマイナス１５°Ｃを観測しており、試験施工位置が寒冷な状況であることがわかる。
【００２５】
試験施工区間における舗装の温度について、表面付近のアスファルト混合物層、深さ５３ｃｍの凍上抑制層、深さ８３ｃｍの路床の温度について、それぞれ図６〜８に示す。  図６に示されるように、アスファルト混合物層の温度は、ガラスカレット工区１と比較工区５０においてほとんど差は無く、舗装表面の雰囲気温度は両者とも同一と考えられる。図７に示されるように、凍上抑制層における深さ５３ｃｍの内部温度は、ガラスカレット工区１と比較工区５０で差があり、ガラスカレット工区１の方が比較工区５０に対して、２．５°Ｃ程度高い値で推移している。また、図８に示されるように、深さ８３ｃｍの路床の温度も凍上抑制層と同様な傾向を示しており、比較工区５０の路床の温度がマイナスとなる期間は１９日間であるのに対して、ガラスカレット区１では０日であった。これらの結果からガラスカレットによる凍上抑制層は、断熱性・保温性を備えていることを意味しており、凍上抑制材料として優れた性質を有していると理解される。
【００２６】
（凍結深さ、凍上量）
凍結深さ、凍上量につき、メチレンブルー凍結深度計で測定した、ガラスカレット工区１と比較工区５０の凍結深さ、並びに平成２３年度冬季の凍上量の調査結果を図９Ａ〜９Ｃに示す。図９Ａに示される位置にて、凍結深度計による凍結深さの測定を、それぞれの工区にて行った。図９Ｂに示されるように、８０ｍｍ級の砕石を凍上抑制層に用いた比較工区５０より、ガラスカレットを凍上抑制層に用いたガラスカレット工区１における凍結深さが小さい結果となった。ガラスカレット工区１は、８０ｍｍ級の砕石を凍上抑制層に用いた比較工区５０より、その差が−９〜−１１ｃｍとなり、凍結深さが小さくなっている。
【００２７】
凍上量は、図９Ａに示されるように、ＳＰ３．９〜ＳＰ３４．９の７測線あたり５箇所で測定を行い、そのうち、最大の凍上量の推移を図９Ｃに示した。同図に示されるように、８０ｍ級の砕石を凍上抑制層に用いた比較工区より、ガラスカレットを凍上抑制層に用いたガラスカレット工区の凍上量は明らかに小さく、比較工区の期間を通した最大凍上量が２ｃｍ以上であるのに対して、ガラスカレット工区では０．５ｃｍ程度となっている。これは、比較工区では路床まで凍結が進入していたのに対し、ガラスカレット工区は路床が凍結しなかったためであり、値は計測誤差で凍上そのものは発生しなかったものと考えられる。
【００２８】
（平坦性）
次に、施工直後（通常期）、並びに一冬経過時の融解期における縦断方向の平坦性について、図１０に示す。同図に示されるように、ガラスカレット工区の平坦性は、比較工区より大きいが、これは測定延長が１４ｍと極端に短いためと考えられる。ガラスカレット工区の施工直後における上り下りを平均した平坦性は２．４ｍｍであり、融解期における値は２．００ｍｍと、大きな変化は無いことが分かる。このことから、ガラスカレットを凍上抑制層に使用しても路面の平坦性に大きな影響を与えないことがわかる。
【００２９】
（現場ＣＢＲ試験）
施工時に実施した凍上抑制層上面における現場ＣＢＲ試験の結果を図１１に示す。ガラスカレットを凍上抑制層に用いた工区での現場ＣＢＲ試験の結果は、比較工区におけるＣＢＲ試験の結果よりも小さい。この傾向は、前述した表１における室内でのＣＢＲ試験の結果と同様である。
一方、現場密度試験による凍上抑制層の締固め度は、ＣＢＲ値とは逆にガラスカレット工区が比較工区より高い値を示し、締固めが容易であることを示している。
【００３０】
（ＦＷＤ試験）
ＦＷＤ（Ｆａｌｌｉｎｇ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｄｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ〜重錘落下式たわみ測定装置）試験は、舗装反力の支持力を調査する非破壊試験であり、図１２（ａ）に示される位置で、施工直後および融解期に試験を行い、支持力の変動を測定した。
試験結果は図１２（ｂ）に示されるように、重錘直下の沈下量を測定した結果、ガラスカレット工区１の施工直後における撓みは、８１３μｍであり、融解期の８２１μｍとなった値と比較した場合に、僅かな変動しか無いことが分かる。このことから、ガラスカレットを凍上抑制層に使用しても融解期の支持力低下は発生しないことが明らかとなった。
【００３１】
以上のように、５ｍｍ以下のガラスカレットを、道路の凍上抑制層材料として使用した場合に、以下の知見が得られた。
（１）ガラスカレットの施工性
ガラスカレットの振動ローラによる転圧において、転圧回数が６回程度で沈下が収束し、沈下量は３〜４ｃｍ程度となった。一方、凍上抑制層として８０ｍｍ級の砕石を用いた場合、タイヤローラによる転圧において、転圧回数が８回程度で沈下が収束し、沈下量は４〜７ｃｍ程度であった。このことから、ガラスカレットは、従来の８０ｍｍ級の砕石と比較して所定の密度を得られやすく、より均一な施工が可能と考えられる。
【００３２】
（２）ガラスカレットの力学的性質
ガラスカレットの凍上率は０．３％で凍結様式はコンクリート状であり、ガラスカレット自体は材料的に凍上しない。また、凍上性の目安である微粒分量試験結果や吸水率も８０ｍｍ級切込砕石と比較して、凍上に対して有利な試験結果となった。  
材料の支持力を表すＣＢＲ値は、８０ｍｍ級切込砕石と比較すれば値は小さいが、設計ＣＢＲの上限値は満足している。
一方、凍結融解作用を与えた後のＣＢＲ保存率は、８２．０％と高く、一般的に用いられる８０ｍｍ級切込砕石と比較して、ガラスカレットは凍結融解に対する支持力低下を起こしにくい材料である。
【００３３】
（３）ガラスカレットの科学的性質
ガラスカレットについて溶出試験を実施し、環境に悪影響を及ぼす物質が溶出しないか分析を行った結果、環境上問題となる計量値は測定されなかった。
【００３４】
（４）凍結深さ
ガラスカレットを凍上抑制層に用いた断面の凍結深さは、８０ｍｍ級の砕石を凍上抑制層に用いた断面の凍結深さより小さい結果となっており、その差は８０ｍｍ級の砕石を凍上抑制層に用いた場合より−９〜１１ｃｍとなった。
【００３５】
（５）凍上量
今年度の気象条件において、ガラスカレットを凍上抑制層に用いた断面の凍上量は80mm級の砕石を凍上抑制層に用いた断面より小さかった。これは、比較工区では路床まで凍結が進入していたのに対して、ガラスカレット工区は路床が凍結しなかったためである。
【００３６】
（６）支持力
施工時に実施した、ガラスカレットを凍上抑制層に用いた断面のＣＢＲ値は、比較工区におけるＣＢＲ値よりも小さく、この傾向は室内試験におけるＣＢＲ試験結果と同様である。しかし、ガラスカレット工区の施工直後におけるＤ０たわみと、融解期における値はほとんど変化が無いことから、ガラスカレットを凍上抑制層に使用しても融解期の支持力低下は発生しない。
【００３７】
（７）熱伝導率
ガラスカレットによって形成された凍上抑制層の熱伝導率は、計算によれば、０．４（Ｗ／ｍＫ）あるのに対し、８０ｍｍ級の砕石の凍上抑制層は０．７（Ｗ／ｍＫ）と、ガラスカレットの場合は小さく、熱を伝えにくい性質を有することが確認された。このことは、冷気の路盤への侵入を抑え、凍上に対し有効に作用することから、ガラスカレットによる凍上抑制層は耐凍上性に優れた性質を有することを示している。
【００３８】
（８）圧密量試験
次に、圧密量試験の結果を示す。
図１３はガラスカレットによって形成した凍上抑制層に関し、圧密沈下量の測定を行った試験工区の説明図である。
試験工区でのガラス敷均しは人力及びバックホウを併用し、転圧は振動ローラ４ｔ（起振時５．０ｔ）を使用した。そして、転圧１回毎にＣ通り１〜４の４点にて、ガラスカレットによって形成された１層目、２層目の転圧回数毎の圧密量を測定した。試験工区の面積は３．００ｍ×９．００ｍ＝２７．０ｍ2、対象試験範囲は２．２５ｍ×６．０ｍ＝１３．５ｍ2である。
その結果を以下の表に示す。
【表３】
0005550158.tif 000004

【表４】
0005550158.tif 000005

【００３９】
図１４は表３の結果をグラフ化したもの、図１５は表４の結果をグラフ化したものである。図１４に示されるように、１層目及び２層目ともに転圧回数４回を超えると概ね転圧が収束し始めている。
転圧後の締固め度は、ＪＩＳ  Ａ１２１４現場密度試験（砂置換）で管理するが、ガラスカレットは砂と材料物性が近いことから、球体落下試験が有効な管理方法と考えられる。１層目につき球体落下試験を行ったところ、転圧回数１回で９．２ｃｍ、転圧回数２回で９．０８ｃｍ、転圧回数４回で８．１８ｃｍ、転圧回数６回目で７．７３ｃｍの結果となり、砂（シルト分２％未満）の規格値であるＤ＝９．７ｃｍ以下を転圧回数１回目からクリアしている。これらの結果より、ガラスカレットによって形成された凍上抑制層は前述した図４と同様、従来の砕石を使用した場合に比較し、転圧回数が少なくて済み、施工効率に優れていることが分かった。
【００４０】
次に、転圧前・転圧後の容積の変化量を圧密試験の結果より考察する。表５，６は、１層目、２層目の沈下収束時点での圧密量を示す。
【表５】
0005550158.tif 000006

【表６】
0005550158.tif 000007

【００４１】
上記表５及び６の圧密試験結果から、敷均し容積（転圧前容積）・転圧後容積の変化量、変化率を計算すると以下の通りとなる。
・１層目
敷均し容積（転圧前容積）＝０．２１６８（平均厚）×１３．５０（面積）＝２．９２６８ｍ3
転圧後容積＝０．０３２１（平均圧密量）×１３．５０（面積）＝０．４３３３５ｍ3
減容積率は（０．４３３３５／２．９２６８）×１００=１４．８１％
・２層目
敷均し容積（転圧前容積）＝０．２１２５（平均厚）×１３．５０（面積）＝２．８６８７５ｍ3
転圧後容積＝０．０３６（平均圧密量）×１３．５０（面積）＝０．４８６ｍ3
減容積率は（０．４８６／２．８６８７５）×１００=１６．９４％
【００４２】
以上のことから、ガラスカレットにおける転圧後の圧密減量は１４〜１８％程度と考察される。従って、転圧前・敷均し時に必要なガラスカレットの容積としては、余裕を見て、１１０パーセント〜１２５パーセント、より好ましくは１１２パーセント〜１２０パーセントの範囲とすることが好ましい。
一方、砕石における圧密減量は２７パーセント前後であり、施行現場では余裕を見て１３５％前後の容積となるように砕石を用意した上で、施工現場に搬入し、敷き均しを行う必要がある。これらのことは、砕石に比較してガラスカレットでは凍上抑制層を施工する上で、必要な容積量を大幅に減量でき、且つ転圧回数が少なくて済むことを意味し、施工現場までの運搬に際しても輸送回数の低減に繋がるなど、材料面、施工面からの経済性向上に資する。
【００４３】
また、転圧回数が少なくて済むということは、カレット自体の強度が高く、抑制層内部での安定性が砕石よりも優れ、転圧回数を多く必要とする砕石よりも内部崩壊が少ないことを裏付けている。このため、抑制層内部における空気の保持量を多くでき、結果として熱伝導率を低くすることができるので、ガラスカレットは凍上抑制材料として適した性質を備えている。
【００４４】
（水の影響の比較）
図１６はガラスカレットについて、突き固め後の乾燥密度（縦軸）と、含水比（横軸）との関係を示したグラフである。
ガラスカレットの吸水率は０．２１％前後、砂は２．２０パーセント前後である。ガラスカレットは元々水を吸収しにくいが、凍上抑制に大きな影響を及ぼす最大乾燥密度、含水比、最適含水比について、ガラスカレット、８０〜０ｍｍ級切込砕石、路床土のそれぞれの数値を以下に示す。また、図１６の乾燥密度―含水比曲線から密度差を算出した。
【００４５】
ガラスカレット：        最大乾燥密度    １．６４（ｇ／ｃｍ３）
含水比          １．９〜８．８％
最適含水比      ３．２％
密度差          ０．０５（ｇ／ｃｍ３）
８０〜０ｍｍ級切込砕石：最大乾燥密度    ２．０４３（ｇ／ｃｍ３）
含水比          ３．４〜９．１％
最適含水比      ７．８％
密度差          ０．２７７（ｇ／ｃｍ３）
路床土：                最大乾燥密度    １．７９９（ｇ／ｃｍ３）
含水比          １２．２〜１９．４％
最適含水比      １６．５％
密度差          ０．１１４（ｇ／ｃｍ３）
【００４６】
施工現場での含水比管理は、施工条件、気象条件、保管・運搬条件等が異なることから、常時、一定値に管理することは困難を伴う。しかし、前述したようにガラスカレットは吸水率が低く、含水比の大小に拘わらず最も密度差が少ない。つまり、図１８のグラフにも示されるように、含水比が変化してもガラスカレットの乾燥密度差は小さい。つまり、ガラスカレットは切込砕石や路床土と比較し、水の影響が少ない材料といえるが、この点はガラスカレットは材料の粒径幅が小さく粒度が均等なため、個々の材料の密度差が小さいことが要因と考えられる。
【００４７】
また、凍上抑制層に使用するガラスカレットの含水比は、図１６のグラフ、各種の実験から、０．５〜１５．０パーセント、より好ましくは１．５〜９．０パーセントの範囲内が凍上抑制層の材料として適している。
一方、８０〜０ｍｍ級切込砕石では、好ましくは５〜９パーセントの範囲内に管理する必要があり、ガラスカレットと比較し、要求される含水比の範囲が狭いため管理が煩雑であった。これに対し、ガラスカレットは適する含水比の幅が広いため、施工現場のみならず、保管場所等においても含水比管理を容易且つ的確に行うことができるメリットがあり、結果的に施工効率の向上に繋がる。特に、切込砕石の含水比の下限値は、５パーセント前後とガラスカレットと比較して高いため、施工時に散水しつつ転圧を行う必要があったが、ガラスカレットでは、その必要性を大幅に減ずることができることから、施工性並びに経済性の向上に寄与する。
【００４８】
本実施形態によれば、ガラスカレットを凍上抑制層に用いた路盤構造にて、その断面の凍結深さは、８０ｍｍ級の砕石を凍上抑制層に用いた従来の路盤構造の凍結深さより小さい結果となった。つまり、ガラスカレットを利用した凍上抑制層は、凍上の抑制性に優れることは勿論、転圧回数が少なくて済むため施工し易く、且つ再利用可能なことから環境負荷の低減にも寄与する。
【００４９】
なお、本実施形態では、基本的に粒度５ｍｍ以下のガラスカレットを利用しているが、粒度５ｍｍを超えると、カレットの形状が扁平となって割れ易くなるなど、路面から伝わる繰り返し荷重により、耐久性に悪影響を及ぼすことなどを考慮したものである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、凍上に対し、従来の砕石の場合よりも優れた抑制効果を得ることが可能となった。また、平坦性や支持力に関しても基準値以上の値を確保することができ、凍上抑制層の材料として、ガラスカレットを使用することの優位性を証明することができ、環境負荷の低減を図ることが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１      ガラスカレット工区
１０    路床土
１２    凍上抑制層
１４    下層路盤
１６    上層路盤
１８    表層
５０    ガラスカレット工区
１００  路床
１０２  下層路盤
１０３  霜柱
１０４  舗装面
１０６  凍上抑制層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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