技報第 26 号

2013

高速道路本線上のポーラスコンクリート舗装の配合検討
阪神高速道路(株)建設事業本部大阪建設部設計課 高 田 佳 彦
建設事業本部大阪建設部設計課 中 山 栄 作
建設事業本部大阪建設部設計課 佐々木 一 則………………………………………………………………………………
要

旨

現在新設工事中である阪神高速道路淀川左岸線では，トンネル坑口から最初のカーブまでは，路面の雨水の滞水を排除し，スリップを防止する目的でポーラスコンクリート(POC)舗装を採用した．POC 舗装は，大型車交通量が多い高速道路の本線部における実績がなく，重交通に対しての十分な耐久性とカーブ区間での路面のすべり抵抗性等が要求される．本研究では，W/B および粗骨材種類などを変化させて詳細な配合検討を行い，強度，耐久性，ひび割れ，骨材の飛散抵抗，滑り抵抗など要求される性能を検証し，構造詳細を検討した．
キーワード:ポ―ラスコンクリート舗装，コンクリート舗装，空隙率，すべり抵抗，配合設計

はじめに一方，その線形は図-1 に示すとおり，西行き･東行きともにトンネル入口近傍の縦断勾配は

淀川左岸線（１期）の正蓮寺川トンネルは，約5.0%であり，明かり部からトンネル内への雨水流

3.6kmの開削トンネル構造である．当該路線は，入や走行車両による雨水の引き込みが予想される．

重交通路線で高い大型車混入率が予想されており， さらに，島屋側のトンネル坑口からの進入後，その路面舗装は，長期にわたり十分な耐久性が要

R=157m の急カーブがＳ字で連続する平面線形と求される．トンネル部の舗装仕様は，照明も含めなっている．そこで，雨水の引き込みを抑制し，た建設時および更新時の経済比較の結果，コンク

路面の滞水を排除し，スリップを防止するポーラ

リート舗装が優位であったため，走行性と耐久性

スコンクリート(以下，POC)舗装をトンネル坑口が期待できる連続鉄筋コンクリート舗装（以下，から最初のカーブまで採用した．POC 舗装は，排CRCPという）を基本としている．

水性アスファルト舗装と同様排水機能を有するが，

No200

No240

No100

No90

No
22
0

10

No80

N o1

ポーラスコンクリート舗装（POC舗装）

No230

No190

No180

No160

No150

No170

20

北港JCT

0

No 1

N

島屋側坑口

0

25

No140

海 老江JCT
1
o2

No

No130

開削トンネル区間の舗装構成（着色部）

大開側坑口

連続鉄筋コンクリート舗装（CRCP）

掘割区 間

掘割区 間

縦断勾配
平面線形
測

点

図-1 淀川左岸線開削トンネル区間の平面・縦断線形と舗装構成
1

長期耐久性が期待でき，交通荷重による空隙つぶ⑤施工性を考慮した詳細配合の設定

れやタイヤの据え切り作用による骨材飛散に対す

この内，粗骨材は，POC の強度，滑り抵抗，骨る抵抗性に優れていると言われている．この POC

材飛散，耐摩耗などに，W/B は強度，乾燥収縮を舗装は，我が国では国道などの主要な幹線道路や含むひび割れなどに与える影響が大きい．そこで，

NEXCO 管理の料金所等に実績がある．しかしなが①W/B の決定，②粗骨材の選定を中心に詳述する．

2

ら，大型車が多い重交通路線で，10,000m を超える大規模な施工は世界的にも初めてのことである． 2-2 水結合材比
淀川左岸線で使用する POC 舗装は，車道用として検討する水結合材比（W/B）は，過去の実績をの十分な強度と耐久性に加えて長期にわたる路面

もとに 25％と 22.5％とした．その際，目標空隙のすべり抵抗も要求される．そこで，詳細な配合率は 17％とした．

検討を行い，強度，耐久性，ひび割れ，骨材の飛2-3 検討対象の粗骨材の種類と特性

散抵抗，滑り抵抗など要求される性能を検証し，予備検討を得て，工事に安定供給可能な 3 種類

構造詳細を検討した．

の粗骨材を候補として選定した．道路用砕石とし１．POC 舗装の構造概要て実績のある広島県産硬質砂岩および和歌山県産
硬質砂岩，土木工事用砕石として使用されている

POC 舗装の断面は，図-2 に示すように POC 層と兵庫県産石英安産岩である．各粗骨材の性状を表

普通コンクリート（以下，NC という）層の複合-1 に示す．事前の予備検討で粗骨材の最大寸法構造を採用しており，その層厚はコンクリート舗（以下，Gmax という）は 13mm もしくは 15mm を装厚として t=250mm を確保する．後述する構造検採用した．比較評価のために，広島県産硬質砂岩

討により，POC 層 t=75mm，NC 層 t=175mm を採用

のみ Gmax が 20mm も試験対象とした．いずれの粗している．なお，POC 版内には雨水が浸透するこ骨材もロサンゼルスすり減り試験の結果，すり減とから，通常のコンクリート舗装に使われる鉄筋， り減量が 10〜11％程度ですり減り抵抗性が高い．
鉄網，ダウエルバー等は設けず，目地部での荷重

モース硬度はいずれも 5.5〜6.5 と，比較用とし伝達は下層コンクリート版である NC 舗装にて受て実施した石灰岩の 2.5 に対して極め高く，硬度け持たせる 1)．

が高くすり減り抵抗が小さいと推察できる．

ポーラスコンクリート舗装：t=75mm
普通コンクリート舗装：t=175mm
セメント安定処理：t=150mm

表-1 粗骨材の性状

路床調整層 RC-30：t=250mm

岩種

硬質
砂岩

硬質
砂岩

石英
安山岩

産地

広島県
呉市

和歌山県
橋本市

姫路市
家島町

6号

1505

(開削トンネル底版)

図-2 POC 舗装標準断面と表面の状態

サイズ種別

２．粗骨材選定に着目した配合検討

2.73

2.68

2.62

吸水率（％）

0.50
0.1

0.56
0.1

0.51
0.04

0.74
0.00

0.0
57.5

0.0
58.4

1.8
56.9

0.0
57.5

-

11.3

無害
11.5

無害
10.4

-

5.5

5.5

6.5

実積率（％）
アルカリシリカ反応

POC の配合検討は，以下の手順で実施する．

すり減り減量（％）
モース硬度①水結合材比（W/B）の選定

6号

2.73

粘土・粘土塊（％）
軟石量（％）

2-1 検討項目と要求性能

5号

3
表乾密度（g/cm )無害②粗骨材の選定
2-4 検討配合③細骨材の選定

POC の配合は，目標空隙率 17％において VC 振④目標空隙率の設定
2

動締固め法によるコンシステンシー試験方法 1）

3-2 コンクリート舗装の曲げ試験で 100±5％となるよう決定した．表-2 に配合を

曲げ試験は，JIS A 1106 に準拠して 400×100

示す．セメントは普通ポルトランドセメントを使

×100mm の供試体を作成し実施した．POC 層と NC用した．細骨材は，佐賀県唐津産海砂 50％と高層の付着が十分にとれていれば，輪荷重で POC 層

炉スラグ細骨材 50％から構成される混合砂と兵に発生する応力は圧縮側であるため，通常のコン

庫県姫路市家島町産の砕砂を 4:6 で混合して粗粒

クリート舗装に比べて設計曲げ強度を低減できる率を 2.93 とした砂を使用した．ポ―ラスコンク

可能性はあるが，より一層の安全性と耐久性を確

リート用混和材は，これまで使用実績の多い無機保するため，これまでの車道での使用実績も踏ま系を使用した．W/B=22.5%の配合では，フレッシ

え，要求性能は材齢 28 日で曲げ強度 4.5N/mm2 にュ性状を得るために高性能 AE 減水剤を添加した． 設定した．
曲げ試験結果を図-3 に示す．材齢 28 日ですべて 要 求 性 能 の 4.5N/mm2 以 上 を 確 保 し た ．

表-2 粗骨材検討を目的とした POC 配合一覧表
使用粗骨材
広島県産硬質砂岩
広島県産硬質砂岩(Gmax20mm)

W/B 空隙率 Vs/Vm Vm/Vg(%) (%) (%) (%) W C

25.0

和歌山県産硬質砂岩

17.0

兵庫県産石英安山岩
広島県産硬質砂岩

3Ad
単位量(kg/m )P S1 S2 G1 G2 (C×%)

24.0

51.5 94 355 20 73 106 1490 0

0

26.0

44.0 82 308 20 71 103 627 944

0

26.0

52.0 92 348 20 79 116 1463 0

0

20.0

48.5 95 360 20 58 85 1464 0

0

28.0

54.0 86 358 25 88 128 1466 00.35和歌山県産硬質砂岩 22.5

28.0

55.0 87 362 25 89 129 1435 00.075

兵庫県産石英安山岩

24.0

50.0 86 359 25 71 104 1450 00.20

W/B=22.5%ではすべて，W/B=25%では広島県産硬質砂岩以外では 5.0N/mm2 以上となった．
兵庫県産石英安山
岩5.10

和歌山県産硬質砂
岩

5.19

5.96

4.78

広島県産硬質砂岩※P；無機系混和材，Ad；高性能AE減水剤

３．粗骨材選定に着目した試験とその結果

5.44
W/B=25%広島県産硬質砂岩（Gmax20mm)

4.94

0

3-1 試験項目と要求性能

基準値；
4.5N/mm2以上

5.77

2

4

W/B=22.5%68

曲げ強度（N/mm2)

試験項目と要求性能の一覧を表-3 に示す．す図-3 曲げ試験結果

べり抵抗性については，これまでの実績でGmax13mm の POC 舗装は高いすべり抵抗性が持続

3-3 カンタブロ試験

1)

することが確認されている ．本研究では，高速骨材飛散抵抗の評価を行うため，カンタブロ試

道路上の供用後を想定したすべり抵抗性の確認を

験は，舗装調査・試験法便覧 B0102)に準拠して実目的に，回転ラベリング試験，ASTM 摩耗試験に施した．供試体寸法は，φ100×63.5mm である．

よる DF テスタ測定を実施した．

その試験結果を図-4 に示す．骨材飛散量（損

要 求性 能とし て，曲 げ強 度は 材齢 28 日で失率）は，全ての骨材で要求性能の 20%以上を満

2

4.5N/mm ，カンタブロ試験は損失率 20％以下，足している．Gmax20mm の損失率は大きく，これ

定水位透水試験は透水係数 0.01cm/s 以上，乾燥は粗骨材の体積に対するモルタル量が少なくなり，収縮試験は 6 か月で 800μ以下を目標に設定した． 衝撃に対する結合力が低下すること，粗骨材の粒表-3 試験項目とその方法
調査項目

試験方法

強度

曲げ試験

骨材飛散抵抗性
透水性

カンタブロ試験
定水位透水試験

乾燥収縮特性

乾燥収縮試験

摩耗性
すべり抵抗性

径が大きいために一つの粗骨材の飛散に対する損要求性能
4.5N/mm2以上
損失率20%以下

失率への影響が大きいためと考えられる．W/B が

透水係数0.01cm/s以上
800 以下も小さかった．W/B が 25%と 22.5%では，大きな25%においては和歌山県産硬質砂岩の損失量が最差は見られなかった．

ASTM 摩耗試験

回転ラべリング試験

3

12.1

和歌山県産硬質
砂岩

15.5

基準値；
20％以下

14.0
15.7

広島県産硬質砂岩

W/B=25%

19.4
0

5

-100

0

100

200

300

400

-200

16.0
17.1

広島県産硬質砂岩（Gmax20mm)

保存期間（日）0

長さ変化率（×10-6）兵庫県産石英安
山岩

W/B=22.5%

10
15
20
25
カンタブロ試験損失率（％)

-300
-400
-500
-600
-700
-800

図-4 カンタブロ試験結果

-900
-1000

広島県産硬質砂岩_25%
広島県産硬質砂岩_25%_Gmax20㎜
和歌山県産硬質砂岩_25%
石英安山岩_25%
広島県産硬質砂岩_22.5%
和歌山県産硬質砂岩_22.5%
石英安山岩_22.5%

図-6 乾燥収縮試験長さ変化率測定結果

3-4 定水位透水試験
定水位透水試験は，JCI-SP03-1 ポーラスコン
ク リ ー ト の 透 水 試 験 方 法 3) に 準 拠 し φ 100 ×

3-6 ASTM 摩耗試験
ASTM 摩耗試験は，ASTM C 7795）で定められて

h100mm の供試体で実施した透水試験結果を図-5 に示す．すべての試験体

おり図-7 に示す試験機で，120 分間研磨材（鉄粉）

で基準値とした 0.01cm/s を大きく上回った．

により研磨させ，その後 60 分間浸水させて摩耗ヘッドのみで研磨させる．耐摩耗性は ASTM C

兵庫県産石英
安山岩

0.180
0.197

和歌山県産硬質砂岩

779 に準拠し摩耗量を計測し評価した．比較評価

基準値；
0.01cm/s以上のため，ポーラスアスファルト混合物(Gmax=130.214㎜)（以下，PAs という）
，密粒度アスファルト混

0.148

広島県産硬質
砂岩

0.167
0.164

合物（以下，DAs という）も実施した．

W/B=25%

ASTM 摩耗試験の摩耗量測定結果を図-8 に示す．

W/B=22.5%

鉄粉での研磨後では，摩耗量はほぼ 1 ㎜と小さい
0

0.1
0.2
透水係数（cm/s)

0.3

レベルであるが，W/B=25%の和歌山県産硬質砂岩
が最も小さく，W/B=25%の兵庫県産硬質砂岩が最図-5 透水試験結果も大きく，PAs と DAs はその中間であった．W/Bの差による摩耗量の影響は明確に表れなかった．

3-5 乾燥収縮試験
乾燥収縮試験は，JIS A 1129 に準拠して 400

ASTM 摩耗試験で摩耗後，DF テスタによって動摩×100×100mm の供試体で実施した．供試体作製

擦係数を計測した結果を図-9 に示す．鉄粉での7 日まで水中養生し，材齢 7 日目で基長をとり，研磨後は，骨材表面が粗く削られ摩擦係数が上が20℃，60%RH の室内で保存して長さ変化率を計測

る．その後の水浸状態での研磨後は，表面を観察した．乾燥収縮は，コンクリート標準示方書 4）

すると骨材に被覆しているモルタルがはがれ骨材

による保存期間 6 か月の 800〜1200μの下限値が露出している．ASTM 摩耗試験終了後，和歌山

800μ以下を目安とした．1 年間経過の長さ変化

県産硬質砂岩 W/B25%の動摩擦係数が最も高く，率を図-6 に示す．半年を過ぎると収束する傾向

アスファルト混合物の DAs や PAs より高かった．

にあり，W/C より粗骨材の影響が支配的で，兵庫和歌山県産硬質砂岩は摩耗量も低かったことから，

県産石英安山岩が 500〜600μと高いが，他の硬他の試験体より表面の凹凸が持続しテクスチャー質砂岩は 300〜400μと，目安である 800μを大幅が確保されていたからと考えられる．

に下回っており，乾燥収縮に起因するひび割れ発
生のリスクは極めて小さいと考えられる．

4

153rpm（約 28km/h に相当），試験温度は室温の300mm

5℃〜15℃の範囲であった．常時散水した条件で300mm

280rpm

50mm

12rpm

実施した．第 1 回目は W/B=25%の POC および粗骨摩耗 部分

材に広島県産硬質砂岩を使用した PAs（ポーラス

摩 耗ヘッ ドアスファルト混合物(Gmax13mm)，第 2 回目は

供 試 体

W/B=22.5%の POC および PAs，粗骨材に広島県産

図-7 ASTM 摩耗試験概要

硬質砂岩を使用した DAs(Gmax13mm)で実施した．
回転ラベリング試験による BPN 測定結果を図-

磨耗量(mm)

鉄粉研磨60分後

鉄粉研磨120分後

鉄粉研磨後 水浸研磨60分後

1.2

11，100 万回走行後の供試体の写真の一例を写真

1.0-1 に示す．回転数が増加するにつれて BPN が下

0.8
0.6

がり，同図(a)の W/B=25%では 100 万回で 40 前後

0.4となる．ここでも和歌山県産硬質砂岩は BPN が最0.2

も高く，PAs および同図(b)の DAs より優位であ

0.0
①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

った．また，POC において同図(b)の W/B=22.5%よ

⑨

配合番号

使用粗骨材
広島県産硬質砂岩W/B=25%
広島県産硬質砂岩W/B=25%(Gmax20mm)
和歌山県産硬質砂岩W/B=25%
兵庫県産石英安山岩W/B=25%
広島県産硬質砂岩W/B=22.5%
和歌山県産硬質砂岩W/B=22.5%
兵庫県産石英安山岩W/B=22.5%
PAs （ポ ラスアスファルト混合物）
DAｓ（密粒度アスファルト混合物）

り同図(a)の BPN が全体的に高かった．これは，

図-8 ASTM 摩耗試験による摩耗量測定結果

材が露出している状態であった．また，長期の散

配合番号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
0.7

く，テクスチャーが確保されやすいと考えられる．
100 万回走行終了後の各試験体の表面を観察す
ると，モルタル被膜が一部を残してはがれ，粗骨

広島県産硬質砂岩
W/B=25%

水状態で同一箇所を集中的に磨いたため表面にぬ和歌山県産硬質砂岩
W/B=25%

0.6

めりが生じており，摩擦抵抗が失われ BPN が低下

兵庫県産石英安山岩
W/B=25%0.5

動摩擦係数 ( ')W/B=25%の配合は W/B=22.5 に対して粗骨材量が多したと推察できる．実路面では，このようなぬめ

広島県産硬質砂岩
W/B=22.5%

0.4

りは確認されていない．これは，実路面では乾燥

和歌山県産硬質砂岩
W/B=22.5%

0.3とウェットの繰返し下において，タイヤの回転抵

兵庫県産石英安山岩
W/B=22.5%

0.2

PAs

抗作用により研磨されるからである．そこで，乾DAs

燥時の研磨を想定し試験体表面をワイヤーブラシ

0.1
鉄粉摩耗

0.0
初期値

60分後

水摩耗

120分 後試験時期で研磨した後，BPN を測定した．その結果を図-

広島県産硬質砂岩（ Gmax20mm）
W/B=25%12 に示す．同図では，散水せず乾燥状態で実施+60分後した BPN 試験（ドライ），および，散水後表面を

図-9 ASTM 摩耗試験の動摩擦係数測定結果拭き取った状態での BPN 試験（拭き取り）の結果も併記している．研磨後の BPN は 50 以上で，拭

3-7 回転ラベリング試験
長期供用後のすべり抵抗性を評価することを目き取りでは 60 以上となっている．和歌山産硬質

的に，回転ラベリング試験を行い各フェーズです

砂岩は BPN が高くなっている．この結果が，粗骨べり抵抗値として BPN を測定した．この試験は，材が露出している長期供用後の実路面の滑り抵抗

舗装調査・試験法便覧 B002，ラベリング試験方評価に近いと推察される．

法 2）に基づき実施した．試験機と供試体寸法を次に，アスファルト舗装と比較考察を行う．写真-2 に 9 年供用した車道の POC 舗装と PAs 舗装

図-10 に示す．
タイヤはノーマルタイヤを使用し，輪荷重はの写真を示す．これより POC 舗装は実道ではモル2

タル被膜がはがれて粗骨材が露出するとともに空1.6N （ 接 地 圧 ； 0.4N/mm ）， テ ー ブ ル 回 転 数
5

113

120

隙の目詰りが見られる．PAs 舗装ではそれに加え

98

100

て空隙がつぶれる傾向がみられ，回転ラべリング

80

BPN

試験では再現できなかった現象である．これは，
PAs は骨材のすり減りに加えて，高温時にアスファルト剛性が低下し，タイヤによるニーディング

40

作用の影響を受け骨材が動き空隙が潰れるととも

20に表面が揃い平滑になり，テクスチャーが失われ098
研磨前 BPN

46

5251

65 63
55
47

研磨前 ドライ63

研磨前 拭き取り

5455
41

39

46

研磨後 BPN
研磨後 ドライ研磨後 拭き取り

広島県産
硬質砂岩

たと考えられる．よって，試験より実路面の方が

98

74
62

60

109
98

和歌山県産 兵庫県産
硬質砂岩 石英安山岩

Paｓ
PAs

図-12 ワイヤーブラシ研磨前後の BPN(W/B=25%)

滑り抵抗が低下する要因を有している．一方，
POC 舗装は温度依存性がなく PAs 舗装に対して，将来に渡りすべり抵抗を確保できると考えられる．
さらに，本試験の終了時の和歌山産硬質砂岩の
BPN は，DAs より高かったことから，密粒アスフ
ァルト舗装と比べても長期の滑り抵抗は遜色ない(a)POC（和歌山県産硬質砂岩）と推察される．

(b)PAs

写真-1 回転ラベリング試験終了後の供試体写真(a)POC図-10 回転ラベリング試験機の概要(b)PAs

写真-2 9 年供用後の実路面の写真
3-8 粗骨材および W/B 選定検討結果とまとめ粗骨材は，曲げ強度，乾燥収縮，すべり抵抗に優れた和歌山県産硬質砂岩を選定した．W/B は，乾燥収縮に大差がなくすべり抵抗に優れ骨材表面水の変動が小さく施工実績がある 25%を選定した．

４．詳細配合試験と空隙率の検討(a) W/B=25%

4-1 目的と配合
空隙率は POC の排水能力や強度特性に大きく影響を及ぼす．一般には空隙率が小さいと排水能力が低下するが，強度やすり減り抵抗は高くなる．
そこで，前章で検討した空隙率 17%に対して，15%を候補として検討し，その配合を表-4 に示す．
(b) W/B=22.5%

また，今回採用の POC 舗装は，NC 層との複合構

図-11 回転ラベリングと BPN 測定結果造となっている．この接合面の付着材は，無収縮6モルタルを 1.0 ㎜以上の厚さで NC 層上に塗布し， 2 倍の 0.60N/mm2 を繰返し応力とした．試験結果
付着（引張）強度は 1.0N/㎜ 2 を要求している．

は，表-6 のとおり 200 万回の繰返し載荷後，損そこで，接合面の強度や疲労耐久性は極めて重要

傷および破壊は生じなかった．

であり，検証を行った．
荷重載荷

ポ ー ラ スコン クリ ー ト（ h= 25 mm )表-4 空隙率検討を目的とした POC の配合

付着材

3

配合No.
1
2

空隙率 W/B Vs/Vm Vm/Vg
単位量(kg/m )(%) (%) (%)(%) W C P S1 S2 G
17.0
26.0 52.0 92 348 20 79 116 1463
25.0
15.0
27.0 56.5 98 372 20 89 130 1456

下 地 コン クリー ト(h= 50 m m)
Φ ＝ 10 0m m

図-13 直接引張試験の概念図

4-2 曲げ試験および定水位透水試験
3 章に示した方法により曲げ試験を行った結果，その強度は配合 No.1 が 5.02N/mm2，配合 No.2 が5.86N/mm2 で空隙率 15%が高強度であった．同様に透水係数は，配合 No.1 は 0.240cm/s，配合
No.2 は 0.132cm/s と，空隙率が小さいと透水係数は低下するが，要求値の 0.01cm/s に対して十分な余裕がある．

図-14 せん断試験の概要図

4-3 付着特性試験

表-5 直接引張試験とせん断試験の結果
直接引張試験

付着部の強度特性を確認するため，付着材を介

せん断試験

引張強度 平均引張強要求 せん断強度 平均せん断強 要求
配合No
破壊モード
（N/mm2） 度（N/mm2）
性能 （N/mm2） 度（N/mm2） 性能した NC 層と POC 層との複合体について直接引張

1（空隙
率17%)

試験で引張強度を，せん断試験でせん断強度を求
めた．

2（空隙
率15%)

直接引張試験の概要図を図-13 に示す．供試体は，300×300mm の型枠に NC 層を構築し，その上

1.87
1.12
2.57
1.73
1.7
1.95

1.85

付着面 1.0N/
2

1.79

mm
付着面 以上
NC層

2.46
5.67
5.63
4.59
5.84
6.23

4.59
5.55

引張
強度
以上

に，付着材を塗布して t=50 ㎜の POC を打ち継ぎ，
母材破壊を防ぐためその厚さを 25mm に整形した．
せん断試験の概要図を図-14 に示す．供試体は直接引張試験と同様に作製し，POC 厚は 50mm のまま試験を実施する．試験結果は，表-5 に示す．
いずれも要求性能を満足している．
4-4 水浸引張疲労試験

写真-3 水浸引張疲労試験の実施状況

付着構造の疲労耐久性の確認を目的に水浸引張疲労試験を実施した．その状況を写真-3 に示す．

表-6 水浸引張疲労試験終了後の破壊の有無

付着面を水浸状態とし，応力制御で 10Hz の正弦配合No

波載荷を与え，200 万回まで載荷する．供試体寸1（空隙率17%)

法は直接引張試験と同様とする．予め解析で算出

2（空隙率15%)

2

した最大作用引張応力は 0.30N/mm 程度で，その7

水浸引張疲労試験200万回後損傷および破壊せず
損傷および破壊せず
損傷および破壊せず
損傷および破壊せず
損傷および破壊せず
損傷および破壊せず

1.0N/mm2 に対して安全率 3 を考慮し許容値を4-5 空隙率検討結果
空隙率 15%の POC は，17%より強度が高く，排0.33N/mm2 とした．同図より，許容値を満足する

水性能も遜色なく，付着部の引張強度や疲労耐久

POC 層の厚さは 75mm 以上であるため．同値を採性も満足していることから，この配合を採用した． 用した（NC 層；175mm）．

５．POC 層の最適厚さの検討

表-7 FEM 解析モデルにおける各層の性状
厚さ(mm)

弾性係数 ポアソ
2（N/㎜ ) ン比
50,70,75,80,100
30,0000.2
200,180,175,170,150 30,000
0.2

各層材料

POC 舗装における POC 層の厚さは，これまでの

表層
基層

50〜100mm の実績があるが，その算出根拠は明確にされていない．POC 舗装は POC 層と NC 層を接POC
NC

路盤 セメント安定処理
路床
再生粒状材

合部で一体化している．接合部には，温度応力と乾燥収縮によって発生する引張応力および輪荷重

150

2,000

0.35

600

300

0.35

面対象

によるせん断応力が作用し，それらに対し接合材
面対象の引張の発生応力が高くなる．そこで，最適な目地

Y

5 ,0 0 0の付着強度で抵抗する．POC 層が薄いほど接合部

X

POC 層厚さを算出するため，線形弾性 FEM 解析で
POC の厚さを変化させ，その時の作用応力の影響

10,0005,000を検討した．解析における POC 舗装の厚さは 50，
70，75，80，100mm の 5 パターンとした．表-7 に

図-15 モデル化した舗装の平面概要図

FEM 解析モデルにおける各層の性状を示す．POC
400μ収縮層の弾性係数は，実験により求めた値を用いた．
モデル化した舗装の平面概要図を図-15 に示す．

400μ収縮ポラコン

1/4 モデルで 2 枚の版をモデル化した．車両走行
下地コン

方向（ｘ軸方向）の版長は 10m として，目地を設

0.5℃/cm

置した．直角方向（ｙ軸方向）の版長は施工箇所
によって変化するが，温度応力解析において安全

図-16 乾燥収縮と版内温度差の入力モデル側となるようにこちらも面対象で 10m とした
温度解析における版内温度差は，POC 舗装が坑0.40

口部の施工されることから，通常明かり部で設定

100mm

80mm

75mm

70mm

50mm
発生鉛直引張応力（N/mm2)

する最大の水準である 0.5℃/cm とした．乾燥収
縮は，図-6 より材齢 1 年で最大 400μ程度ある．
実際の乾燥収縮はクリープを伴って緩やかに進行するためひずみは緩和されるとともの弾性係数は小さくなるが，安全側として弾性係数は表-7 の

厚さ
(mm)
100
80
75
70
50

0.35

0.33N/㎜ 2
0.30

最大値

まま，NC 層と POC 層のひずみ差は 400μとした．
図-16 にこれらのモデル図を示す．

0.25
0FEM 解析の結果を分析すると，せん断応力より

5

10

15

ｘ方向距離（m）

引張応力が許容値に対して厳しいので，引張応力

図-17 接合部における車線方向の引張応力分布に着目し，接合部に発生する引張応力の分布を図-17 に示す．接合部の引張強度は，付着強度の
82(N/mm )
0.29
0.31
0.32
0.34
0.39

まとめ

に優れた和歌山県産硬質砂岩を選定した．
W/B は，乾燥収縮に大差がなくすべり抵抗に優れる 25%を，空隙率は 15%を選定した．

POC 舗装の採用を目的とした実験および検討結(5) POC 舗装の POC 層の厚さは，接合面の引張強果について，以下に得られた結論をまとめる．

度を満足する 75 ㎜を採用した．

(1) 配合試験において，曲げ強度，透水係数，カンタブロ試験は，粗骨材や W/B にかかわらず

これら検討結果を踏まえ，平成 25 年 3 月に要求性能を満足した．乾燥収縮は，粗骨材がPOC 舗装の施工を行なった．急カーブで横断勾配支配的で W/B にかかわらず，硬質砂岩は 300の厳しい複雑な線形での施工となったが，品質管〜400μと小さく，ひび割れ発生のリスクは理に最新の注意を払い無事に施工を完了した．
本研究を実施するにあたって，阪神高速道路舗

極めて小さい．

装技術委員会委員長である神戸大学吉田准教授は(2) ASTM 摩耗試験後の DF テスタによる動摩擦係数では，和歌山県産硬質砂岩は 0.45 程度とじめ委員の方々に多大な助言を賜りました．また，

DAs，PAs より高かった．

鹿島世紀東急 JV および住友大阪セメント㈱には施工および試験実施等で多大なご支援をいただき(3) 回転ラベリング試験における BPN は，W/B でました．ここに感謝の意を表します．

は 25%の方が滑り抵抗が高かった．この時，粗骨材の比較では、和歌山県産硬質砂岩の

参考文献

BPN が最も高く，DAs，Pas を上回っており，

1)

アスファルト舗装より POC 舗装が長期のすべり抵抗で優位であった．PAs の実路面は，高2）

温時のアスファルトの剛性低下時に骨材の表3）面が揃いテクスチャーが失われ，実験で得ら4）れた結果より滑り抵抗が低下する恐れがある

5）ことを考慮すると，POC 舗装は PAs よりすべり抵抗が大幅に期待できると推察できる．

（社）セメント協会；車道用ポーラスコンクリート
舗装設計施工技術資料，2007.
（社）日本道路協会；舗装調査・試験法便覧〔第 2分冊〕， 2007.
（社）日本コンクリート工学協会； JCI 基準集（1977〜2002 年度版）
，2004.
（社）土木学会；コンクリート標準示方書【設計編】，2007.
ASTM；C779/C779M-Standard Test Method for
Abrasion Resistance of Horizontal Concrete
Surfaces，2010.

(4) 粗骨材は，曲げ強度，乾燥収縮，すべり抵抗

STUDY OF MIX PROPORTIONS AND QUALITY CONTROL OF POROUS CONCRETE
PAVEMENT ON URBAN EXPRESSWAYS
Yoshihiko TAKADA, Eisaku NAKAYAMA and Kazunori SASAKI
Porous concrete (POC) pavement has been selected for the portals of the Shorenjigawa tunnel on the
Yodogawa Sagan Route of the Hanshin Expressway, for the purpose of improving surface rainwaterdrainage and preventing car accidents. This was the first application of POC pavement in the world
to an expressway with a heavy truck traffic volume, and it was necessary to ensure sufficientperformance under heavy traffic load, including durability and surface skid resistance at curves. The
authors carried out a comparative study on mix proportions at different water-binder ratios withvarious types of coarse aggregate, and investigated strength, durability, crack behavior, aggregate
fretting resistance, skid resistance and other performance characteristics to determine the structure
details. It was found that the major dominant factor for strength and durability of POC pavement
was the mix proportions, while the surface skid resistance was found to be influenced more by thetype of aggregate rather than by the other factors.

9

高田 佳彦

建設事業本部大阪建設部設計課
Yoshihiko Takada

中山 栄作

建設事業本部大阪建設部設計課
Eisaku Nakayama

10

佐々木 一則建設事業本部大阪建設部設計課
Kazunori Sasaki