大粒径アスファルト混合物における細骨材分の配合割合に関する検討

１．はじめに交通工学研究室

川口淳史

指導教官

高橋修

4･6号

ASTM

1200

わが国は，近年交通量の増大や大型車交通量の4･7号間供用させる舗装（長期供用舗装）の開発が求め動的安定度︵回られている．そして，重交通路線におけるアスフ︶
/mm

1000

増加から道路舗装の損傷が顕在化し，道路ストックの増大と相まって維持修繕のための費用が増大している．そのため，今までよりもさらに長期

800
600
400

ァルト舗装の補修は，流動によるわだち掘れを原因とする修繕延長が大半を占めているのが実状である．そこで，骨材の良好な噛合わせで外力に抵抗する大粒径アスファルト混合物を用いて，耐流動性を重視した耐久性の高い混合物配合の検200
0OAC

図-1

OAC+0.3%

OAC+0.6%

配合別の動的安定度結果１）討がなされている．しかし，既存の研究成果は十分とは言えず，その方法は確立していないのが状２．検討内容

況であり，今後も研究が必要である．

２．１ 配合の検討方法

このような状況下，笠原は最大粒径 30mm の本検討では笠原が行った研究を遵守して試験骨材を用いた大粒径アスファルト混合物の配を行う．笠原が決定した粗骨材の配合割合は変化

１）

合設計法について検討した ．粗骨材配合と細させず，その骨格構造を崩さない細骨材の配合を骨材配合を個別に行い，それぞれの配合方法にジャイレトリーコンパクタによる締固めによっおいて骨材が良好な骨格構造を形成するようて決定する．具体的には，粗骨材の隙間は４号とに配慮し，４号と７号骨材を使用した配合，お７号砕石の配合では７号の隙間が，４号と６号砕よび４号と６号骨材を使用した配合を決定し石の配合では６号の隙間が一番小さいと考えらた．その結果，図−１に示すように既存のれるのでその６号，あるいは７号よりも粒径の大ASTM 配合のものよりも耐流動性に優れたアきい細骨材から順番に加えていき，充填率が高くスファルト混合物の配合を決定した．しかしななる組合せを細骨材の配合とする．ここで充填率

がら，細骨材については不十分な点が多く，更とは見掛け上の供試体に対する実際の骨材の体なる検討が必要である．

積比である．この時，粗骨材の全体に占める割合

本検討の目的は，笠原が検討を行った大粒径アとの関係を見て，その割合が小さい場合は骨格構スファルト混合物の配合を基に，不十分であった造が崩れているものとして，その配合は採用しな細骨材の粒度，また用いる細骨材料の組み合わせいものとする．

について検討し，大粒径アスファルト混合物の配合設計より明確にするころである．

また，既往の研究成果にも書かれてあるように砕砂は耐流動に優れているとされている２）．今回ふるい分け試験を行った際に粗砂と砕砂の粒度曲線がほぼ同じであった．そのため，粒度曲線の同じ粗砂と砕砂はどちらか一つしか使用せず，その一つは耐流動に優れる砕砂を使用する．また，

モールドはφ10mm を使用し，目標高さは 6cm，ぼ同じ値であることが分かる．

圧縮力は 600kPa，旋回数は 10 回，乾燥状態，室以上のことから，砕砂は７号の骨格構造を崩す温で行う．

ため加えない方が良いと判断される．また，細砂２．２ 配合の検討結果の割合も砕砂を加えないほうがその割合が多く

図-2 は７号以下の細骨材配合のための充填率なり，それにより最も粒径の小さい石粉の割合がと全体骨材に占める７号割合の関係を表したも多くなっている．このことより，７号以下に入れのである．７号，砕砂，細砂，石粉の組合せとる細骨材は細砂と石粉が最適であることが分か

７号，細砂，石粉の組合せの２パターンを示してる．

いる．砕砂を入れた後の細砂は，全体に占める７82.0

充 填 率号骨材の割合を減少させているにもかかわら78.0ず，充填率はさほど上昇していない．このことか

74.0

ら７号，砕砂以下の細砂は空隙に入らず，骨格構

70.0

造を崩している恐れがあるものと考えられる．

66.0（％）
62.082.0

充 填 率58.0
100.078.0

図-470.0
66.0（％）
62.0

90.0

80.0

70.0

７号

砕砂

細砂

石粉

60.0

50.0

40.0

30.0

７号割合（％）

図-280.0

70.0

砕砂

細砂

石粉

60.0

50.0

40.0

30.0

6 号割合（％）

74.0

58.0
100.0

90.0

７号

６号以下の細骨材配合の充填率曲線

次に図-4 に６号以下の細骨材配合のための充填率と全体骨材に占める６号割合の関係を示す．
砕砂を加えた後の細砂は，全体に占める６号割合を減少させているにもかかわらず，充填率は７号以下の細骨材配合の充填率曲線上昇していない．先述の７号骨材の場合と同様に，６号骨材以下の細砂は６号骨材の骨格構造を崩100%

石粉

石粉

同様に６号の骨格構造を崩している可能性があ

80%

骨材割合

細砂しているといえる．また，６号以下の砕砂も先と細砂60%るので，砕砂を入れずに細砂を加えたパターンも試してみた．その結果，砕砂を入れた場合とほぼ砕砂40%

７号同様な曲線となった．このことから，６号以下に加える砕砂は６号の隙間に十分に入っているこ

20%

７号0%とが分かる．以上のことより，６号以下の細骨材は砕砂と石粉が最適であることが分かる．以上の

図-3全体に占める各骨材の割合

結果をまとめ，決定した骨材配合と笠原が使用した骨材配合の比較を表-1 に，粒度曲線の比較を図

これを確認するため，図-3 に各骨材の全体に占める割合についてまとめる．この図を見ると，砕砂を加えた方の７号・砕砂を合わせた割合と砕砂を加えていない方の７号の割合を比較するとほ-5 にそれぞれ示す．

決定した骨材配合の比較回とした．そして供試体の密度を測定し，空隙率，昨年度

今年度

４号

50.753.3

７号

26.0

粗砂

表−１

昨年度

今年度

飽和度，骨材間隙率を計算し，最適アスファルト

４号

41.5

40.8量の決定を行った．図-6，図-7 には測定した密度

27.6

６号

28.6

28.1とアスファルト量の関係の図を示す．以上の結果

7.6

−

砕砂

−

21.1

を踏まえて決定した最適アスファルト量と笠原

細砂

6.6

11.0

粗砂

9.7

−

が適用したアスファルト量との比較を表-2 に示

石粉

9.1

8.0

細砂

8.5−

す．

石粉

11.6

9.9

2.500
2.496

密度100.0
昨年度４･７通過質量百分率80.0

今年度４･７2.488(g/cm3)

昨年度４･６60.0

2.484

今年度４･６40.0

2.492

2.4802.476

20.0

3.6（％）

0.0
0.01

3.9

4.2

4.5

4.8

４･６号配合アスファルト量 (%)

0.1

110

図-7100アスファルトと密度の関係

ふるい目 (mm)

図-5

表-2

粒度曲線の比較

２．３ 最適アスファルト量の決定
アスファルト舗装要綱が示す配合設計の手順

最適アスファルト量の笠原との比較
４･７配合

４･６配合

笠原の最適アスファルト量

3.9％

4.5％

本検討最適アスファルト量

3.6％

4.2％に準拠して，0.3％きざみでアスファルト量を変えた混合物を作製する．作製にはジャイレトリーコ

３．混合物性状試験

ンパクタを用いて直径 15cm のモールドを使用．

決定したそれぞれの配合について耐流動性を

締固め時の条件は圧縮力 600kPa，混合温度は評価するホイールトラッキング試験を行った．供

175℃，締固め温度は 150℃とし，旋回数は 100

試体はミキサーで混合した後，ローラーコンパ密度(g/cm3)

2.495

クタによって作製した．通常のホイールトラッ

2.490

キング試験の供試体サイズは，長さ×幅×厚さ

2.485＝300×300×50mm である．しかし，最大骨2.480

材粒径に対する供試体厚さが 50mm では小さ2.475

いため既往の研究では一層の厚さを最大粒径2.470の 2〜2.5 倍ほどに設定している３）．そこで，本2.465

検討においても供試体サイズの厚さを変更し，2.460

長さ×幅×厚さ＝300×300×100(mm)とした．
また，型枠に締め固める際，２層に分けて行い

2.455
3.1

図-6

3.4

3.7

4.0

4.3

４･７号配合アスファルト量 (%)

鉄板の上からバイブレータを用いて簡単な締アスファルトと密度の関係固めを行った後にローラーコンパクタによる締固めを行った．締固めを行った際，アスファ

4．まとめ

ルトが多いように感じられたため，最適アスフ

ここでは，耐流動性に着目した耐久性の高い混ァルト量から引いたものの作製も行った．図‑8

合物配合の開発を目的とし，大粒径アスファルトに笠原の配合と比較した動的安定度の結果を混合物の検討を行った．骨材割合については笠原示す．の細骨材の配合割合と比較して本検討の配合は，

4500

OAC(笠原）4000

OAC(本検討）

3500
3000
2500

４号骨材と７号骨材の配合では全体に占める細骨材量が減少し，0.075mm を通過する石粉の割合が僅かではあるが減少した．また，４号骨材とOAC-0.3%

６号骨材の配合では，全体に占める細骨材量はほOAC-0.6％

ぼ同じであったが，石粉の割合が減少し，全体に占める粒径の大きい細骨材の割合が上昇した．し2000

かし，ASTM 粒度や SUPREPAVE の粒度と比較

1500

すると粗骨材の割合は確かに多いが 0.075mm 以

1000

下を通過する割合が多いという結果となった．
最適アスファルト量については笠原の最適ア

500
0スファルト量と比較して，どちらの配合において４号･７号配合

図-8４号･６号配合

ASTM 配合

動的安定度の比較

も 0.3％のアスファルトの減少となった．
また，本検討で配合した大粒径アスファルト混合物について，ホイールトラッキング試験を実施

試験の結果，本検討で配合された大粒径アスし，耐流動性についての評価を行ったところ，本ファルト混合物のほうが ASTM 粒度のそのも検討の配合は ASTM 配合，笠原の配合より良好のに比べ高い値を示している上に，笠原の配合な性状を示し，耐流動性に優れた大粒径アスファと比較し，倍以上の値を示している．また，４ルト混合物であることが確認された．このことか

号骨材と７号骨材の配合は４号骨材と６号骨材

ら，アスファルトの改質に頼らずとも配合面でのの笠原の配合との差より大きい．これは，笠原の工夫で耐流動性に優れたアスファルト混合物を配合割合と比較した際に，４号骨材と７号骨材に作製できたといえる．

おいては本検討の方が粗骨材の割合が増え，細骨材量が減少したため，より粗骨材の骨格構造を強【参考文献】化する配合になったためであると考えられる．し１）笠原祐介：ジャイレトリーコンパクタを用いかし，４号骨材と６号骨材の配合においては細骨た大粒径アスファルト混合物の配合設計に関す材の使用骨材は変わったものの全体に占める粗る検討，長岡技術科学大学大学院工学研究科修士

骨材量，細骨材量はほぼ笠原の配合と同程度であ論文，2003

ることから，動的安定度の増加が４号骨材と７号

２）小林正利他：アスファルト混合物特性におけ骨材の配合に比べ低かったと考えられる．

る細骨材形状の効果，第１回舗装工学講演会講演

以上より，本検討で配合した配合の方が耐流動論文集，1996.12.

性に優れたアスファルト混合物といえる．また，

３）山名良，芦達十郎，原田秀賢：大粒径舗装

本検討で細骨材の配合割合を検討したことは有の試験的施工，舗装，pp31〜36(1993)

効であったことが証明され，４･７号骨材の配合においてはその影響が大きかったことが言える．