(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の凹部が形成された円盤状の底型枠の前記凹部に、リング状の拘束板と、リング状の外型枠と、外型枠止めリングと、を設け、
前記拘束板の上側に円盤状の内側押え板を設け、
前記外型枠の上側にリング状の外型枠押え板を設け、
前記拘束板と前記外型枠との間にリング状に被試験材料を装填し、
前記被試験材料の上にリング状の締固めリングを設け、
この締固めリングを振動締固め装置で振動させて締固めることを特徴とする供試体作製装置。
【請求項２】
前記凹部が形成された円盤状の底型枠の前記拘束板が配置される位置に穴を設けることを特徴とする請求項１記載の供試体作製装置。
【請求項３】
前記被試験材料は、アスファルト混合物、アスファルト単体、又はコンクリートであることを特徴とする請求項１記載の供試体作製装置。
【請求項４】
リング状の凹部が形成された円盤状の底型枠の前記凹部に、リング状の拘束板と、リング状の外型枠と、外型枠止めリングと、を設け、
前記拘束板の上側に円盤状の内側押え板を設け、
前記外型枠の上側にリング状の外型枠押え板を設け、
前記拘束板と前記外型枠との間にリング状に被試験材料を装填し、
前記被試験材料の上にリング状の締固めリングを設け、
この締固めリングを回転させつつ振動締固め装置で振動させて締固めることを特徴とする供試体作製方法。
【請求項５】
前記凹部が形成された円盤状の底型枠の前記拘束板が配置される位置に穴が設けられ、
この穴に部材を押し込んで前記拘束板を押し出し、前記拘束板と一体化した前記被試験材料を得ることを特徴とする請求項４記載の供試体作製方法。
【請求項６】
前記被試験材料は、アスファルト混合物、アスファルト単体、又はコンクリートであることを特徴とする請求項４記載の供試体作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アスファルト混合物等の低温ひび割れ抵抗性試験のための供試体作製装置及び供試体作製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルトを単体、あるいはバインダとして固結させた材料（以降、アスファルト混合物と記載する。）又はコンクリート材料は、温度低下に伴って収縮する性質を有する。地盤・既設の建造物・内部の埋設物等に拘束されて自由に収縮することが抑圧され、材料内部に発生した応力が、許容値を超えた場合には、材料にひび割れが発生する。
【０００３】
特に、寒冷地の道路舗装、遮水壁タイプのダム、水路等においては、アスファルト単体あるいはアスファルト混合物を用いた材料の低温ひび割れが問題になっている。
【０００４】
低温ひび割れ抵抗性を、精度良く効率的に評価する試験方法として、リング状の拘束試験体を用いた低温ひび割れ抵抗性試験がある。流動性のあるアスファルト単体材料の低温ひび割れ抵抗性試験用の拘束供試体は、円環状の拘束体の外側に、アスファルトをリング状に打設し、拘束体と材料とを一体化させて作製している。
【０００５】
アスファルト混合物の場合は、試験用供試体を作製する場合、円筒状の供試体に錘を落下させて締固める方法や、平板状の供試体をローラ締固め機で締固め後、所定の寸法に切断する方法を用いていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、アスファルト混合物材料の場合、アスファルト混合物の流動性が小さいために、リング状供試体をうまく作製できなかった。また、棒状の細い幅の供試体を作製する際、錘落下やローラでは均一な密度に締固めることが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、流動性の小さい材料の低温ひび割れ抵抗性試験用供試体を、均一な密度で作製する作製装置及び方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために第1の発明は、リング状の凹部が形成された円盤状の底型枠の前記凹部に、リング状の拘束板と、リング状の外型枠と、外型枠止めリングと、を設け、前記拘束板の上側に円盤状の内側押え板を設け、前記外型枠の上側にリング状の外型枠押え板を設け、前記拘束板と前記外型枠との間にリング状に被試験材料を装填し、前記被試験材料の上にリング状の締固めリングを設け、この締固めリングを振動締固め装置で振動させて締固めることを特徴とする供試体作製装置である。
【００１０】
第２の発明は、リング状の凹部が形成された円盤状の底型枠の前記凹部に、リング状の拘束板と、リング状の外型枠と、外型枠止めリングと、を設け、前記拘束板の上側に円盤状の内側押え板を設け、前記外型枠の上側にリング状の外型枠押え板を設け、前記拘束板と前記外型枠との間にリング状に被試験材料を装填し、前記被試験材料の上にリング状の締固めリングを設け、この締固めリングを回転させつつ振動締固め装置で振動させて締固めることを特徴とする供試体作製方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の装置を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るリング状供試体作製装置１の構成図、図２はその横断面図を示す。また、図３はリング状供試体３を示す図である。
【００１３】
底型枠１００は、円盤状形状であり、内側に凹部１３８が同心円状に設けられる。底型枠の外周凸部１３６には、固定用ボルト穴１１２が複数個（図１では４ヶ所）、内部凸部１４０には、固定用ボルト穴１１４が複数個（図１では２ヶ所）設けられる。凹部１３８内には、リング状供試体３を底型枠から脱枠するための脱枠用ボルト穴１１６が複数個（図１では４ヶ所）設けられる。脱枠用ボルト穴１１６は、拘束板１０４を配置する位置にあり、貫通した穴である。この脱枠用ボルト穴１１６にボルトを差し込み、拘束板１０４を押し出すようにして、リング状供試体３を取り外す。
【００１４】
外型枠止めＬ型リング１０２は、断面がＬ型であり、外型枠１０４の外側を固定するための一体型リングであり、底型枠１００の外周凸部１３６と、凹部１３８両方に噛ませて配置する。
【００１５】
外型枠１０４は、リング状の金物であり、前記外枠止めＬ型リング１０２に接して、底型枠１００の凹部１３８内に配置する。外型枠１０４は、リング状供試体３から容易に取り外しできるように数ピースから形成し、例えば本実施例では、外型枠１０４は３ピースから成る。
【００１６】
拘束板１０６もリング状形状であり、底型枠１００の内側凸部１４０に接し、凹部１３８内の最内周側に配置する。図３に示すリング状供試体３は、この拘束板１０６外側に被試験材料（アスファルト混合物２００）を打設したものである。製作工程において、脱枠用ボルト穴１１６から差し込まれたボルトが、拘束板１０６の底部１１８（図１では４ヶ所）を押し出すことで、底型枠１００から、リング状供試体３を取り外すことができる。
【００１７】
外側押え板１０８は、ドーナツ形状の平面板であり、底型枠１００の凹部１３８との間に、外型枠１０４を上下から挟んで固定する。外側押え板１０８上には、複数個の固定用ボルト穴１２０（図１では４ヶ所）を有し、ナット１２４、１２８、ボルト１２６により、底型枠１００の固定用ボルト穴１１２との間で結合し固定する。図１では、外型枠１０４を固定するための外側押え板１０８と底型枠１００との結合に、４ヶ所のボルト結合を用いた場合を示している。
【００１８】
内側押え板１１０は、円形平面板であり、底型枠１００の凹部１３８との間に、拘束板１０６を上下から挟んで固定する。内側押え板１１０上には、複数個の固定用ボルト穴１２２（図１では２ヶ所）を有し、ナット１３０、１３４、ボルト１３２により、底型枠１００の固定用ボルト穴１１４との間で結合し固定する。図１では、拘束板１０６を固定するための内側押え板１１０と底型枠１００との結合に、２ヶ所のボルト結合を用いた場合を示している。
【００１９】
さて、本実施例において、アスファルト混合物２００は、拘束体１０６と、外型枠１０４との間に打ち込まれる。そして、図２に示すように、表面を水平にした後、アスファルト混合物２００の上に、リング状の締固めリング２０４を載せる。さらに振動締固め装置２０６を用いて、円周方向に締固めリング２０４に回転を与えながらアスファルト混合物２００を締固めていき、所望の密度のリング状供試体３を得る。尚、振動締固め装置２０６としては、タンパ等を用いる。
【００２０】
前記振動締固め装置２０６の稼働時に、前記締固めリング２０４が、拘束板１０６や外型枠１０４との隙間を保って回転するように、締固めリング２０４の寸法を設定する。
【００２１】
次に、この装置を用いて、リング状供試体３を作製する方法について図１、図２を用いて説明する。
【００２２】
ここで、実験に使用したアスファルト混合物は、粗骨材の最大粒径を１３ｍｍ  、アスファルト添加量を８．２％とした密粒度アスファルト混合物である（図４）。
【００２３】
まず、底型枠１００の外周凸部１３６と凹部１３８に、外型枠止めＬ型リング１０２をはめ込み、その内側に接して外型枠１０４を設置する。さらに底型枠１００の内部凸部１１４の外周に接した凹部１３８の最も内側部分に、拘束板１０６を設置する。
【００２４】
次に、外型枠１０４の上方を外側押え板１０８で押さえ、ボルト１２６とナット１２４、１２８とで、外側押え板１０８と底型枠１００とを複数ヶ所（図１では４ヶ所）で結合し、外型枠１０４が振動によりずれないように固定する。
【００２５】
同様に、拘束板１０６の上方を内側押え板１１０で押さえ、ボルト１３２とナット１３０、１３４とで、内側押え板１１０と底型枠１００とを複数ヶ所（図１では２ヶ所）で結合し、拘束板１０６が振動によりずれないように固定する。
【００２６】
アスファルト混合物が、締固め後に所定の高さになった時の密度が目標値になるように、挿入するアスファルト混合物の重量を測定する。そして所定量のアスファルト混合物を、拘束板１０６と外型枠１０４との間のリング状の隙間に打ち込む。
【００２７】
アスファルト混合物２００の表面を水平に均した後、締固めリング２０４を、アスファルト混合物２００の上に載せる。本実験で用いた、締固めリング２０４は、拘束板１０６と外型枠１０４との間隔がそれぞれ０．５ｍｍとなるものを使用する。この間隔が小さすぎると、振動締固めの際に締固めリング２０４が回転しなくなり、十分なこねりを伴った締固めができなくなるからである。
【００２８】
締固めリング２０４の上に振動締固め装置２０６を載せ、締固めリング２０４を回転させるようにしてアスファルト混合物２００の上表面を締固める。
【００２９】
アスファルト混合物２００が常温になるまで冷ました後、内側押え板１１０、外側押え板１０８、外型枠止めＬ型リング１０２、外型枠１０４を取り外す。
【００３０】
次に、底型枠１００の脱枠用ボルト穴１１６（図１では４ヶ所）にボルト等の部材をねじ込み、拘束板１０６の底部１１８（図１では４ヶ所）を押し出すようにして、底型枠１００を取り外す。このようにして拘束板１０６と一体化したアスファルト混合物のリング状供試体３を作製する。
【００３１】
以上のような工程で作製したアスファルト混合物のリング状供試体３は、低温ひび割れ抵抗性試験に用いられ、低温状態になったときに拘束板１０６とアスファルト混合物２００との収縮率の違いで発生するひび割れを検知するなどを目的とした試験体となる。
【００３２】
さて、上記本実施の形態で作製したリング状供試体３のアスファルト混合物２００の空隙率・密度が均一であったかどうかを確認した。まず、リング状供試体３から拘束板１０６をはずし、リング状アスファルト混合物２００を上下に２等分し、さらに上下各々のリングを８等分し、合計１６分割したアスファルト混合物片を作製した。
【００３３】
この混合物片の空隙率・密度の測定を行い、供試体内部での締固め度合いのばらつきを調査した。図５は空隙率・密度の測定結果を示す。下部に比べて上部の方が空隙率が小さくなっている部位が認められるものの、空隙率はほぼ全ての混合物片で２％以下になっていることが分かり、十分に締固められていることが確認された。
【００３４】
この装置は、従来は困難であったアスファルト混合物のような流動性の小さい材料でのリング状供試体を作製することを可能にした。また、所定の密度以上で均一に締固めてリング状供試体を作製することができ、アスファルト混合物の低温ひび割れ抵抗性試験の実施を可能にした。
【００３５】
次に第２の実施の形態の装置と方法について、図６と図７により説明する。図６は、棒状供試体５を製作する装置を分解して示した図、図７は、棒状供試体５を製作する装置を示す図である。
【００３６】
棒状供試体５を作製する工程は、まず底型枠３０８に設けられた穴３３８と、長辺外枠３００，３０２に設けられた穴３３６，３３７に、ボルト３３４を挿入し、ナット３３２で止める（図６では底型枠３０８と長辺外枠３００，３０２とを６ヶ所の穴で止めている。）。次に底型枠３０８に設けられた穴３３０と短辺外枠３０４に設けられた穴３２８にボルト３２６を挿入し、ナット３２４で止める。底型枠３０８と短辺外枠３０６も、同様にして、穴にボルトを挿入し、ナットで止める（図６では底型枠と３０８と短辺外枠３０４，３０８とを４ヶ所の穴で止めている）。また短辺外枠３０４に設けられた穴３２０と長辺外枠３００に設けられた穴３２２にボルト３１８を挿入しナット３１６で止める。同様に短辺外枠３０４に設けられた穴３２１と長辺外枠３０２に設けられた穴３２３にボルト３４０を挿入しナット３４２で止める。短辺外枠３０６についても同様にして、長辺外枠３００，３０２との間をボルトとナットで止める（図６では長辺外枠３００，３０２と短辺外枠３０４，３０８とを計８ヶ所の穴で止めている。）。
【００３７】
そして、底型枠３０８、長辺外枠３００，３０２、短辺外枠３０４，３０６とで、上部が開いた箱型の容器３１５が形成される。
【００３８】
次に底型枠３０８上に拘束板３１０を配置し、その上にアスファルト混合物３１２を打ち込む。
【００３９】
アスファルト混合物３１２の上表面を平らに均して、締固め板３１４を載せ、さらに振動締固め装置を用いて前記締固め板３１４を直線状にアスファルト混合物３１２上を往復させて締固める。
【００４０】
アスファルト混合物３１２を締固め、常温に冷やした後、長辺外枠３００，３０２、短辺外枠３０４，３０６、そして底型枠３０８を取り外して、棒状供試体５を得る。
【００４１】
尚、低温ひび割れ試験中に拘束板３１０とアスファルト混合物３１２との境界で滑ると拘束できなくなるので、棒状供試体５に用いる拘束板３１０の表面（アスファルト混合物３１２との境界）には凹凸を付けておく。
【００４２】
図８に示す拘束板３１０は、上面凸部４０５が複数個設けられる。図９に示す拘束板３１０ａでは、上面に波状の凹凸部４０６が設けられている。
【００４３】
この装置は、アスファルト混合物のような流動性の小さい材料での棒状供試体を作製することを可能にした。また、所定の密度以上で均一に締固めて棒状供試体を作製することができ、アスファルト混合物の低温ひび割れ抵抗性試験の実施を可能にした。
【００４４】
尚、本発明は、アスファルト混合物に限らず、アスファルト単体、コンクリート等の材料からなる供試体作製にも応用できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、流動性の小さい材料の低温ひび割れ抵抗性試験用供試体を、均一な密度で作製する作製装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るリング状供試体作製装置１の構成図
【図２】リング状供試体作製装置１の横断面図
【図３】リング状供試体３を示す図
【図４】アスファルト混合物の配合を示す図
【図５】リング状供試体アスファルト混合物の空隙率・密度測定結果を示す図
【図６】棒状供試体５作製装置の構成図
【図７】棒状供試体作製装置を示す図
【図８】棒状供試体の拘束板３１０を示す図
【図９】棒状供試体の拘束板３１０ａを示す図
【符号の説明】
１・・・リング状供試体作製装置
３・・・リング状供試体
５・・・棒状供試体
１００・・・底型枠
１０２・・・外型枠止めＬ型リング
１０４・・・外型枠
１０６，３１０，３１０ａ・・・拘束板
１０８・・・外側押え板
１１０・・・内側押え板
１１６・・・脱枠用ボルト穴
１２６，１３２・・・ボルト
１１２，１１４，１２０，１２２・・・固定用ボルト穴
２００，３１２・・・アスファルト混合物（被試験材料）
２０４・・・締固めリング
２０６・・・振動締固め装置
３１５・・・箱型の容器
３００，３０２・・・長辺外枠
３０４，３０６・・・短辺外枠
３０８・・・底型枠
３１８，３２６，３３４・・・ボルト
【図１】
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【図２】
0003598247.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003598247.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003598247.tif 000008
【図８】
0003598247.tif 000009
【図９】
0003598247.tif 000010