第48巻

第218号

平成17年10月発行

特集
特集にあたって力学的−経験的舗装設計指針−生まれ変わったAASHTO舗装設計指針−

笠 原

篤

１

土木学会舗装工学委員会舗装設計小委員会

２＜アスファルト舗装技術研究グループ・第50回報告＞
峰 岸 順 一 ４８

第15回 IRF世界道路会議参加報告井真 宏・岩 岡 宏 美・高 馬 克 治・中 村

健 ４９

環境に関する各国の研究動向（第３回E&E会議より）
鎌 田 義 秋・小 柴 朋 広・鈴 木 秀 夫
千 原 正 規・矢 野 辰 明 ５１
＜統計資料＞石油アスファルト需給統計資料
６３

有限責任中間法人 日本アスファルト協会

第84回

アスファルトゼミナール開催のご案内
有限責任中間法人

拝啓日本アスファルト協会

時下ますますご清栄のこととお慶び申し上げます。

当協会主催の「アスファルトゼミナール」を下記要領にて開催致します。
皆様、お誘い合わせの上ご参加下さいます様申し上げます。
敬

具

記
１．主

催

有限責任中間法人 日本アスファルト協会

２．協

賛

社団法人 日本アスファルト乳剤協会、日本改質アスファルト協会

３．後援

国土交通省、社団法人 日本道路建設業協会

４．開 催 月 日

平成19年２月15日（木）〜２月16日（金）５．開 催 場 所

メルパルク広島
広島県広島市中区基町６−36 1082−222−8501（代）〒730-0011
６．内容

裏面「プログラム」参照

７．申 込 方 法

平成19年１月20日までに、下記ホームページより、申し込みフォームを使用してお申し込み下さい。
http://www.askyo.jp/zemi2007
折返し（７日以内）E-mailにて参加受講書をお送りいたします。

８．申込問合せキュービシステム株式会社

アスゼミ担当溝手（みぞて）まで

103−5256−0051
９．内容問合せコスモ石油株式会社コスモアスファルトカンパニー
保 康一郎・今井 優喜まで

参
10．

加

費

企画部

103−3551−8018（代）

無料

参加人数
11．

300名（締切日以前でも定員になり次第締め切らせていただきます。）

そ12．

当日申込受付はできませんので、必ず上記方法でお申し込み下さい。

の

他

佐渡汽船

N

開催日時
平成19年２月15日（木）〜２月16日（金）

朱鷺メッセ
朱鷺メッセ

開催場所

柳

メルパルク広島

都
大〒730-0011

橋

広島県広島市中区基町６−36

1082−222−8501（代）

万

日通倉庫

代
橋

ローソン

信
濃

スター
ホテル

川

ダイエー

■会場案内図
ホテル新潟●

ＪＲ広島駅から路面電車で15分●

ＪＲ広島駅からバスで10分

新潟郵便局

広電宮島口行・江波行「紙屋町西」停留所下車
新潟駅前
←東京

万代口

JR信越本線

９番のりば「広島バスセンター」停留所下車

JR新潟駅
●

山陽自動車道

広島インターより車で約30分

プログラム−舗装の維持管理の新しい方向−
第１日目

平成19年２月15日（木）13：10〜17：40
（敬称略）

１．挨拶

13：10〜13：15
有限責任中間法人 日本アスファルト協会
ゼミナール委員長

熊

本

正

義

２．トキの野生復帰を目指して

13：15〜13：20

有限責任中間法人 日本アスファルト協会
アスファルト舗装技術委員長

矢

野

善

章

３．舗装管理目標の考え方

13：20〜14：40

独立行政法人 日本高速道路保有・債務返済機構
（休憩

菊

川

滋

14：40〜14：50）

４．荒廃する日本としない為の道路管理

14：50〜16：10

国土交通省道路局国道・防災課

道路保全企画官

（休憩

茅

野

牧

夫

16：10〜16：20）

５．（タイトル未定）

16：20〜17：40

国土交通省大臣官房・技術調査課

第２日目

平成19年２月16日（金）建設技術調査官

笹

森

秀

樹

９：30〜12：50

６．平成19年度道路予算
国土交通省道路局

９：30〜10：30
道路経済調査室長
（休憩

深

澤

淳

志

10：30〜10：40）

７．アスファルト乳剤協会による維持修繕工法の動向
社団法人 日本アスファルト乳剤協会（休憩

10：40〜11：40

技術委員

伊

藤

亮

11：40〜11：50）

８．（タイトル未定）
日本改質アスファルト協会

11：50〜12：50
事務局長

深

代

勝

弘

（※講師は都合で変更になる場合があります）

特集

特 集 に あ た っ て笠
北海道工業大学

原篤

社会基盤工学科教授

工博

AASHTO舗装設計法は，1950年代に実施されたである。基本は力学的な解析に基づいて，舗装の破AASHO道路試験の結果に基づき，当時の最新のコ損を予測することである。すなわち，ソフトウエア

ンピュータと統計解析技術を駆使して作られた設計の実態は舗装破損予測ツールといえる。破損予測モ法である。実際のトレーラの走行によって観測されデルはかなり精緻なものであり，いささか理想的すた破壊形態から，舗装構造と交通荷重の関係を見出ぎると思われる部分も多いが，とにかく理屈を追いした。このように現場の経験に基づいた設計法を経求める思想は一貫している。従来の設計法では，パ

験的設計法といい，AASHTO舗装設計法はその代フォーマンスを予測する式が１つだけだったが，こ表格である。この設計法は，わが国を含む世界の舗の設計法では数多くの理論式がでてくる。ソフト

装設計法に大きな影響を与えた。AASHTO設計法

ウェアなので式自体を計算する必要はないが，式のは，その後いくつかの改訂作業が行われたが，基本計算に必要な多くの入力を適切に行うためには，基的な設計思想は不変であった。ところが，昨今の舗本的な理論を理解しておくことが必要である。その装技術の進展に対して，このような経験的設計法のためのヘルプ機能があるが，これがまた1,000ペー

欠点が顕著となってきた。すなわち，限られた交通

ジ以上と膨大である。このような複雑な設計法を現荷重と限られた気象条件（イリノイ州オタワ，シカ

場に普及させるには相当な努力が必要であろう。実

ゴの西南西130d）の結果に基づいているため，当際，普及教育活動は，研究プロジェクトにおいても時予想できなかった交通量や，舗装材料，舗装構造

最も重要視されている部分である。

に適用することが困難になってきたのである。

具体的な内容はともかくとして，このような思い

そこで，AASHTOでは，舗装設計法を全面的に切った設計法の改良に取り組むアメリカの姿勢には見直すことにした。この作業は，NCHRP１-37A

敬服する。そこには，舗装技術者のリーダーシップ「Development of the 2002 Guide for the Design ofと広いビジョンが感じられる。連邦政府や州政府のNew and Rehabilitated Pavement Structures:

機関は全体的な研究計画を策定して国民に対する説

Phase 2」という研究プロジェクトとして実施され明を行い，必要な資金を確保した。民間のコンサルた。それは，設計法の開発，運用，普及活動を含めタントや施工会社はスタッフや労力を供給し，それ６年間，総額650万ドルの大型研究プロジェクトでらの協力の下で大学は理論的な研究を精力的に行っある。当初2002年に公開の予定であったが，設計思た。M-E pdgはこのような産学官の連携の成果であ想が根本的に変わったことと，ソフトウエアの形でり，アメリカの舗装技術の懐の深さを見せ付けた格公開されることになっていたため開発作業が遅れ，好である。この研究プロジェクトによって，多くの2004年にようやく公開されることになった。正式名

若手の舗装の技術者や研究者が育ち，彼らが現在の称はM-E Pavement Design Guide：（M-E pdg）で舗装研究の中心になっている。このことによって，あり，AASHTOと2002は名称から外れている。

アメリカの舗装技術が次世代にうまく継承されたと本特集は，このM-E pdgのエッセンスをアスファ
ルト舗装に関連する部分を抜き出して紹介するものいえるだろう。この設計思想が，わが国の舗装設計
法の「道しるべ」ともなることを期待したい。

である。本文をお読みいただければお分かりになる

なお，この特集は土木学会舗装工学委員会舗装設と思うが，経験的設計法から力学的設計法に大きく

計小委員会の活動内容の一部である。原稿執筆作業舵をとって姿を現した設計法の内容は驚くべきものを行っていただいた委員に幸甚の謝意を表する。

Vol. 48 No. 218（2005年）

1

特集

力学的−経験的舗装設計指針−生まれ変わったAASHTO舗装設計指針−
土木学会舗装工学委員会舗装設計小委員会
第１章 序論1. 1 背景
経験的舗装設計法の代表であるAASHTO Pavement

y気象，交通，材料条件の詳細なデータベースをバ
ンドルし，破損予測を行うためのソフトウェアとして配布されていること。

Design Guide（DG）は，1950年代に実施された大規設計の流れを図−１に示す。第１段階では，地盤，

模なAASHO道路試験結果に基づいたもので，信頼性

気象，交通条件から破損予測に必要な諸量を求めるとおよび供用性指数といった概念を導入した画期的な設ともに，舗装断面（設計案）を仮定する。また信頼性計法であった。この設計法は，アメリカ合衆国の80％もここで決定する。第２段階では，舗装断面の設計条

以上の州で採用されているばかりでなく，わが国や世件のもとでのパフォーマンスを予測し，照査する。第界の舗装設計法にも大きな影響を及ぼしている。しか３段階では，LCC解析や施工条件などの技術的検討にしながら，限られた条件下の試験結果に基づいて外挿

よって，最適断面を決定する。

によって求められた設計式は，近年の交通事情にはそぐわないこと，新しい舗装材料に対応できないことな

交通条件

地盤条件

気象条件

材料条件

どが問題となっていた。そこでAASHTOは，1998年

入力に産学官の共同作業チームを結成し，DGの大幅改定作業に着手した。以来７年，北米の優秀な人材と莫大解析
設計案の修正設計案

な資金を投じて実施された改訂作業の結果，2004年にMechanistic-Empirical Pavement Design Guide（以下，M-E pdg）として公開された。経験的設計法から力学舗装解析モデル
No的設計法に大幅にシフトしたその内容は先進的であり，

設計基準を
満足してい
るか？

再びアメリカ合衆国のみならず，世界の舗装技術に大

Yes

損傷累積

舗装破損モデル

きな影響を及ぼすことは間違いない。
1. 2 特徴

施工性

設計代替案

ライフサイクル解析
最終設計案の選定

M-E pdgで新しくなったのは，以下のような点であ
最終設計案

る。
qAASHO道路試験に基づいた経験的設計法から，

図−１ 設計の流れ

理論解析による挙動モデルをLTPPでキャリブ
レーションし，それに基づいた力学的経験的設計法にシフトしたこと。
w多層弾性解析やFEM解析などの構造解析と逐次的破損予測を組み合わせたこと。
e入力データの信頼度を考慮した階層入力という考え方を導入したこと。
r等価換算軸数の考え方を放棄し，軸重分布や走行
位置分布を直接考慮するようにしたこと。
t気象条件から設計に必要な入力条件を準備する統合気象予測モデルとして整備したこと。
2

この設計法の要は，舗装のパフォーマンス予測を，構造解析に基づいた破損モデルによって行っている点であり，力学的設計法にシフトしたといわれる所以である。破損モデルは，設計期間における舗装の力学的な応答を時系列で求め，その結果に基づいて舗装の破損を予測していく。このような解析法を逐次的破損損
傷解析（Incremental Distress & Damage Accumulation）と呼んでいる。このために気象条件から解析に必要な
舗装体内の温度，湿度，材料特性の逐次的な変化を求めるソフトウエアを開発した。
ASPHALT

破損予測モデルの信頼性については，長期観測舗装（Enhanced Integrated Climate Model：EICM）と呼ば区間Long Term Pavement Performance（LTPP）などれるこのモデルでは、現場の位置情報から気象データの現場データに基づいてキャリブレーションによってベースを使ってその地点の気象を予測し，舗装の設計検証すると同時に，他のいろいろな条件にも対応でき

期間中における舗装構造あるいは路床内での温度と水るような柔軟性も確保した。この部分に経験的設計法

分の変化を，気象データから時間単位で予測することの考え方が残っている。このようなことからDGは，力ができる。

学的経験的設計法（Mechanistic Empirical Method：

1. 3. 4 材料条件

M-E）と呼ばれている。
1. 3 設計条件の評価
1. 3. 1 階層入力
設計で必要な条件を入力する際に，階層入力という設計に必要な材料条件に関する入力としては，以下のようなものが必要である。
q舗装の構造応答の計算に必要な材料特性
w破損・遷移作用に対する付加的材料の入力考え方が導入された。すなわち，計画の重要度に応じ

e気候条件モデルに必要とされる付加的材料の入力て設計入力を３つのレベルに分類する：

舗装の応答を予測する構造解析に必要な材料特性に

qレベル１：最も高い精度，すなわち最も低い誤差

ついては，SHRP（Strategic Highway Researchを伴う入力である。このレベルは，早期破損が重Project）計画などの最新の材料研究の成果に基づいて大な結果をもたらすような重交通で重要な道路にいる。たとえば，アスファルト混合物の温度−荷重速適用される。入力データは，室内試験や現場での度依存性を表現するために，アスファルト混合物の複試験の結果に基づく。このレベルでの入力データ

素弾性係数のマスターカーブを用いる。また，粒状材を得るためには多くの時間と費用を必要とする。

料については，拘束圧による非線形性を考慮したレジ

wレベル２：中程度の精度，すなわち中程度の誤差

リエント係数値を採用している。

を伴う入力であり，従来のDGにおける典型的な

1. 4 パフォーマンス予測と照査

入力値に相当する。レベル１の入力値を得るため

1. 4. 1 舗装のパフォーマンス

の時間や予算に余裕がない場合に適用する。入力

M-E pdgが対象とする舗装のパフォーマンスは，ア

値は，DGの中で用意されているデータベースに

スファルト舗装においては，わだち掘れ，疲労ひび割

基づいて決定する。

れ（底面および表面），低温ひび割れ，コンクリート

eレベル３：もっとも低い精度の入力値となる。こ

舗装においては，疲労ひび割れ（底面および表面），のレベルは，早期破損がそれほど深刻な結果をも目地段差，角かけ，パンチアウトである。また，すべたらさない道路舗装に適用される。その地域の平ての舗装において供用性の指標としてIRIが採用され均的な値あるいは，アメリカ合衆国全体の平均値ている。これらの破損形態および供用性の，設計期間である既定値を用いる。

にわたる時間的な変化を予測する。設計期間にわたる

1. 3. 2 荷重条件

交通量変動やEICMモデルによって予測された気象の

M-E pdgは，等価換算軸数の考え方を放棄した。そ変動，それに伴う舗装材料特性の変化を，時系列で逐のかわりに，交通荷重条件としてFHWAの車種分類

次予測していく。その結果，図−２に示すような破損に基づき，それらの軸重分布，走行速度，走行位置分の経時変化すなわちパフォーマンスカーブが得られる。

布などを非常に詳細に入力することが必要である。レ
ベル１では，これらのデータをWIMによって求める破壊確率（α）としているが，一方でレベル３入力の既定値のためのデータベースが装備されている。
1. 3. 3 気象条件
舗装の応答は，温度や湿度あるいは水分量，地下水

破壊
ひび割れ度

信頼性 R の予測

平均
ひび割れ度
信頼性
R=（１−α）

位などによって変化する。このような変化を推測するために，M-E pdgでは，舗装体内温度，湿度を時間単位で予測し，それらの変化による舗装材料の特性値の変化まで推測するモデルを開発した。統合気象モデル
Vol. 48 No. 218（2005年）

平均値に基づいた予測（α =50％）
初期ひび割れ度

図−２ ひび割れ予測曲線3

さらにこのパフォーマンスカーブは，図−３に示すよな値をインプットする。そのあと計算を実行すると，うに与えられた信頼性に対応したものが出力される。

設計条件の下で，想定した舗装断面のパフォーマンス

1. 4. 2 キャリブレーション

曲線が出力され，設計基準を満足するかどうかの判定

構造解析によって得られる舗装の力学的な応答と舗を行う。基本的にこのソフトウエアは，舗装のパ装の破損指標の関係をキャリブレーションによって求フォーマンス予測を行うものであり，最適断面の決定

め，その結果に基づいてパフォーマンス予測モデルがはユーザに委ねられている。

開発された。たとえば疲労ひび割れの場合，疲労解析

このソフトウェアのヘルプとして，1,000ページ以上

によって計算される疲労度と舗装のひび割れ度の関係に及ぶ膨大な文書が付属している。その構成は以下のを，LTPPなどのデータから求めている。その結果のとおりである。ソフトウエアを使いこなして実際の設１部が図−４である。また，わだち掘れ予測式もキャ計を行うためには，これらの文書を理解することが必

リブレーションされている（図−５）。このような要である。さらに，ソフトウエアには付属していない

キャリブレーションによって，解析結果と現場の状況

が，さまざまなバックデータが付録として公開されてを対応づけるとともに，モデル自体の精度を知ることいる。これらは，この設計法の改訂のための基礎資料ができる。このような過程を踏むことで信頼性ごとのとなる。

パフォーマンスカーブの予測が可能になるのである。

第１編

Introduction

第１章 Background, Scope, and overview

1. 5 全体の構成
M-E pdgはソフトウエアとして供給される。ソフト

第２編

Design Input

ウエアを起動すると図−６のような画面が現れる。交

第１章 Subgrade/Foundation Design Inputs

通，気象，構造，材料に関する多くの入力項目に適切

第２章 Material Characterization50

βBase=1.0, βSubgrade=1.0
Predicted Rutting（in）

JPCP cracking, percent

0.6

Reliability
99.9

45
40
35

99

30

95
90

25
20
15

0.4

0.2

50

10
5

0.0
0.0

0
50

0

100

150

200

250

300

350

図−３ 信頼性に基づいたひび割れ予測

0.6

0.6
βBase=2.75, βSubgrade=0.315

10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

Predicted Rutting（in）

Longitudinal Cracking（ft/mile）

0.2
0.4
Measured Rutting（in）（a）キャリブレーション前

Age, months

Se=1242.25
Se/Sy=0.977

-4

-2

0

log Damage（％）

図−４ 疲労度とひび割れ率2

4

Loop 3Loop 4Loop 5Loop 6Equality LineAC
Base+SB
SG
Total

0.4

0.2

0.0
0.0
-6

4

Loop 3Loop 4Loop 5Loop 6Equality LineAC
Base+SB
SG
Total

0.2
0.4
Measured Rutting（in）

0.6（b）キャリブレーション後
図−５ わだち掘れ予測式のキャリブレーション
ASPHALT図−６ 起動画面と入力画面
第３章 Environmetal Effects
第４章 Traffic
第５章 Evaluation of Existing Pavements for
第３編

第２章 路床，地盤
本章では新しい舗装の設計に対し，路床あるいは地盤の設計パラメータを決定するための手順とガイドラ

Rehabilitation

インを提供しており，舗装地盤の特性化，地盤調査，

Design Analysis

室内試験，地盤改良と強度増加の４つから構成されて第１章 Drainage

いる。

第２章 Shoulders

2. 1 舗装地盤の特性化

第３章 Design of New and Reconstructed Flexible
Pavement
第４章 Design of New and Reconstructed Rigid
Pavements

設計の手順として，既設舗装に適用するのか新設舗装に適用するのかに関わらず，地盤や路床は何らかの形で特性化される。特性化とは，舗装の設計に必要な
層弾性係数（レジリエント係数あるいはヤング係数の第５章 Rehabilitation Strategies近似値）を求めるプロセスのことを言う。特性化する

第６章 AC Rehabilitation

ための基本的な入力データは，アスファルト舗装でも第７章 PCC Rehabilitation Design

コンクリート舗装でも同じである。既定値を使っても第４編

Low Volume Roads

第１章 Low Volume Road Design

よいが，その場合設計コストは小さくなるかわりに舗装構造の過大設計のリスクは増える。
路床あるいは地盤を特性化するために以下の手段が

付録
付録A Glossary of Terms
付録B

Pavement Strategy Selection

付録C

Life Cycle Cost Analysis Guidelines

付録D User's Guideある。
q乱されない試料もしくは，再構成された試料での室内試験
w類似の路床材料を持つ既存舗装の非破壊試験- Design Guide Software and Design

eコーン貫入試験

Examplesrこれまでの経験

1. 6 まとめM-E pdgはアメリカ合衆国の舗装研究の集大成である。DGは経験的設計法として優れたものであったが，弾性係数を得るために以下のような基本的な手法がある。
q繰返しレジリエント係数試験。AASHTO T307

それに満足することなく理想の設計法を追求し実現し「路床／路盤材料のレジリエント係数」ていく姿勢と，それを支える制度は見習うべきである。

wNDTデータの解析あるいは逆解析。ASTM D4694

DGの改訂作業の中で多くの若い研究者が育ち，優れ「重錐落下衝撃荷重装置によるたわみ」およびた舗装技術が次世代へ継承されていく。このことが設D4695「一般的な舗装面たわみ測定」，ASTM

計法を策定していく最大の意義といえる。

D5858「多層弾性理論を使った舗装材料の弾性係

Vol. 48 No. 218（2005年）

5

qAASHTO T223，粘性土のベーンせん断試験

数を計算するためのガイド」

wAASHTO T296，粘性土の非圧密非排水圧縮強度

e他の材料物理量との相関関係のための三軸圧縮試験法

2. 2 路床土の室内試験使用される土あるいは地盤の土の代表試料で行われる室内試験プログラムの範囲は，設計の重要性あるいは土の状態によって異なる。舗装の設計に必要な室内

表−１ 舗装設計のための最低限必要な室内試験
深い切土

高い盛土

験
現場の土壌の強度を測定するためのもう１つの試験は，動的円錐貫入試験（DCP）である。

試験および解析が表−１に示されている。

室内試験の種類

eAASHTO T297，粘性土の圧密非排水三軸圧縮試

現地盤

水分量および乾燥密度
アッターベルグ限界

h 繰返しレジリエント係数試験
舗装設計において路床土を特性化するために，各々の主要な土層について，繰返し載荷によるレジリエン
ト係数試験が行われる。この試験は，AASHTO T307

粒度分布

またはNCHRP 1-28A「土と粒状材料の共通試験法」

膨張・伸縮量の最新版に従う。供試体の状況や荷重条件は，舗装建

透水率

設後の状態を反映させなければならない。

圧密
せん断および圧縮強度
レジリエント係数j 特別な試験
有機含有量と炭酸塩含有量のような，特別な土壌特性を決定しなければならないことがある。どのような2. 2. 1 室内試験の種類試験が必要となるかは，主として必要な情報の量と種

a 分類試験

類によるので，一般的なルールはない。

主な地盤の土を分類するために，最低限以下の試験が実施される。

2. 2. 2 地盤の現位置レジリエント係数の選定
現位置でのレジリエント係数を室内の繰返し三軸圧

qAASHTO T87，乱された土の試料調整方法

縮試験から決定するためには，水平および鉛直応力を

wAASHTO T88，ふるい分け試験

算定し，そこに静止土圧を加算する。以下のような段

eAASHTO T89，液性限界試験

階的な手順を踏む：s 収縮−膨張試験
路床土の膨張または収縮が問題となる場合，試験は現場で予想される繰返し荷重をできるだけ忠実に再現しなければならない。収縮による体積変化を決定するための試験は，体積あるいは線収縮係数試験である。
AASHTO T92「土壌の収縮係数」，AASHTO T258
「膨張性土壌の決定」が使われる。
d 透水性試験
舗装の地盤としては，室内透水性試験はほとんど実施されない。透水係数の値が必要なときは，地盤の代表的な供試体で試験を実施する。試験はAASHTO
T215（粒状土の透水試験（定水位））に従う。
f 圧密試験
沈下が重要な要因であり，沈下量が相関関係から算q静止土圧係数k0を算定する。粘性土では，静止土
圧係数は通常ポアソン比μの関数と考えられる：
k0 =

μ
１−μ

式a

非粘性土の場合，静止土圧係数は，せん断抵抗
角φの関数となる：
k 0 =１−sinφ式s転圧された土や過圧密土の場合，静止土圧係数は上記の式で得られた値よりも大きい。
w室内試験で試験された地盤を含む仮定された舗装構造に対する厚さや弾性係数を仮定する。
eレジリエント係数を決定する地点における鉛直応
力σzを計算する。
σz = σl＋p 0

式d定できないときは，地盤の代表的な供試体圧密試験をここに，実施する。これらの試験は，AASHTO T216「土の一σl ＝多層弾性理論によって計算された荷重によ

次元圧密特性」に従う。
g せん断と支持力試験
以下に，土層の強度特性を測定する用いることができる試験を示す。
6る鉛直応力
p 0 ＝その上の層の自重による鉛直応力n−1∑

n ＋ （Dγ）ip 0 =（Dγ）

式f

i =1

ASPHALT

れる：

ここに，
D ＝層の厚さ

q膨張性の層が薄い場合には，土の置き換えを行う。

γ ＝層の密度w縁部の路床の水分の消失を防ぐために，舗装の幅

i ＝上の層の番号。レジリエント係数を計算す

e膨張性の路床粘土の上の部分をかきほぐして安定る層がnになる。
rレジリエント係数を決定する深さにおける要素の処理し，再転圧する。
r過圧密の土を切り出す場合，表面下の土を完全に全水平応力σ3を計算する。
σ3 = σx, y + k（p00）

を広くする。

式g

ここに，σx, y＝多層弾性理論によって計算される荷重による水平応力
t構成則を用いて全鉛直および水平応力に対するレ
ジリエント係数を計算する。

取り除き，舗装を建設する前に膨張させる。
tそのままにしておく場合には，最適含水比以上で締め固める。
2. 3. 3 表面下の水粒状路盤や路床へ水が浸入すると，それらの強度やレジリエント係数は低下する。水分の流れの季節変動y仮定したレジリエント係数と上の値を比較する。

は，膨張性の土の体積変化を引き起こす。切土の部分

もし，計算された応力が室内試験で測定されたレでは地下水が特に重要である。飽和した土や表面下のジリエント係数の５％以内の値となれば，その値水に遭遇した場合，地盤や路床の特性を改善するためがレジリエント係数として採用される。

に以下の処置が取られる：

2. 3 特殊な地盤条件の特定とその対策

q表面付近の場合，締め固め技術を用いて，水分の良好な長期パフォーマンスを確保するためには，路多い土を強化する。

床土の適切な処理が重要である。M-E pdgでは，凍上

w土の置き換えを行う。

や土の膨張による縦断凹凸の対処方法ではなく，そのe適当な土によって盛土して路床の高さを上げる。

ような問題の発生自体を最小にする方法を与える。こr以下の条件があれば，ドレーンを使う：

こでは，軟弱で圧縮性の土，膨張性の土，地下水の流・地下水面が高い。

れあるいは飽和した土および凍上しやすい土の問題を・細粒分が多く，シルト質の土で，飽和すると軟取り上げる。
2. 3. 1 圧縮性の土
破壊しやすく圧縮性の高い土は，大きな沈下や変形を化する。
・切土すると，下の層から水がにじみ出る。
2. 3. 4 凍上性の土もたらし，舗装に悪影響を及ぼす。現在の路床が締め固

凍上現象は，縦断凹凸，ひび割れ，水の滞留，支持め基準を満足しない場合，以下の方法が考えられる：力の低下をもたらす。凍上を起こしやすい土に遭遇しq圧縮性の層が薄い場合，適切な含水比を持った土に置き換えて締め固める。
w別の適切な盛土材料で置き換える。AASHTO
T180に従う。
e表面から動的締め固めを行う。
r特に飽和している場合には，水平あるいは鉛直ドレーンで排水する。
t圧縮性の土の層が厚い場合には,舗装建設の前に余盛りして圧密させ，建設時に取り去る。
2. 3. 2 膨張性の土た場合，改善するために以下の処置が考えられる：
q基本的に凍上を起こしにくい土（F3とF4のグループ）で置き換える。
w路床条件の突然の変化を無くするために，凍上のしやすい孤立している部分を排除する。
e凍上しやすい土のグループF1，F2およびF3に対しては，融解期の路床強度の減少を考慮して舗装構造を強化しておく。
r次の３つのプロセスの１つによって土の細粒分の影響を排除して安定化する。１）セメントのよう膨張性の土は季節ごとの含水比の変化によって体積なもので物理的化学的な方法で固定化させる。２）

変化を起こす。AASHTO T258では膨張する疑いのあ

水分移動をブロックして，凍結面への水分の量をる土の条件が示されている。路床の水分が大きく変動減らす。３）土の水分の凍結点を変える。

する場所で膨張性の土に遭遇した場合，膨張性の土の体積変化を最小限にとどめるために以下の処置が取らVol. 48 No. 218（2005年）

2. 4 路床改良および強化問題のある路床の適切な処置は，舗装全体の良好な7

長期的パフォーマンスを確保するために非常に重要で

2. 4. 5 土のカプセル化ある。路床上面の土の組成，含水比および密度の均一

膜材料による土のカプセル化（MESL）は，不透水にすることが重要である。路床の改良あるいは強化にの膜で土を覆うことによって土の水分量を最適なレベは，安定処理，厚い粒状路盤，排水，不織布およびカルに保つ方法である。設計期間にわたって，最適含水

プセル化などの方法がある。

比におけるレジリエント係数が保たれる。道路の維持

2. 4. 1 安定処理

管理や他の施設の設置で掘り返すような場合にはこの方法を使えない。

安定処理は以下の２つの理由で実施される：
q軟弱土を乾燥させ締め固めを容易にするための建設足場とする。安定処理された土は舗装の設計において構造層とはみなされない。土の改良とも呼第３章 材料本章では，M-E pdgで必要とされている材料特性について記述している。そこにはSHRPにおける材料研ばれる。
w軟弱土の強化や塑性や圧縮性の高い土の体積変化

究の最新の成果が反映されている。その内容は先進的を防ぐ。この場合，安定処理された土は，設計にかつ詳細であり，舗装関係者にとってはM-E pdgの中

おいて路床の強化としてみなされる。

で最も興味深い部分である。ここでは，材料特性の考安定処理には，石灰，セメントおよびアスファルト

え方と枠組みを簡単に述べ，アスファルト材料の部分が使われる。粘性土の改良には，液体の石灰が広く使についてはやや詳しく述べる。

用されている。安定処理によって土の強度は増加する

3. 1 材料入力の枠組み

ので，これによって路床土のレジリエント係数が高く材料特性の入力と本設計の他部分との相互関係はなり，舗装厚を薄くできる。

図−７に示すとおりで，材料特性モデル，気候条件モ

2. 4. 2 厚い粒状層

デル，交通条件モデル，構造モデル，および供用性予厚い粒状路盤とは，18インチ以上の厚さを持つ路盤

測の各部分における相互関係が表されている。M-Eのことである。厚い粒状路盤には，荷重支持力の増加，pdgに必要となる材料特性に関する入力は，以下のサ

凍上対策，排水の改善などいくつかの利点がある。粒ブカテゴリーに分類される。

状材料の強度やスティフネスは，CBRやレジリエント

q舗装の構造応答の計算に必要な材料特性係数で評価される。

w破損・損傷過程に関連する付加的材料の入力

2. 4. 3 表面下排水e気候条件モデルに必要とされる付加的材料の入力

路床強化における表面下排水の役割は，次の３つで第１カテゴリーは，輪荷重が作用したときに舗装内部の応力，ひずみ，変位の状況を推定するために必要ある：
q地下水面の高さを低くする。

となる材料特性である。第２のカテゴリーは，破損やw舗装の下の横方向の水の流れを断ち切る。

平たん性のモデルに直接取り込まれる材料に関するすe舗装表面から進入する水を排除する。

べての入力である。第３のカテゴリーは，舗装断面の温度と含水の状況を定めるための気候モデルに取り込

2. 4. 4 不織布
不織布は土の条件を改良する地盤材料の一種である。

む材料関係の入力である。

これらは工場で製作されたポリエ
チレン材料で，人工物の一部として土あるいは舗装と接する

交通モデル（ASTM D 4439）。最も一般的な入力データ使用法は，盛土や地盤の強化，水の流れの遮断，排水の改良などである。不織布には，ジオテキスタ

環境影響モデル（EICM）

初期応答
モデル

破損モデル

パフォーマンス
予測モデル

イル，ジオグリッド，ジオメンブ
レンなどがある。これらを組み合
わせて，ジオコンポジットとして使用することがある。
8

材料特性化モデル

図−７ 材料特性モデルとM-E pdgにおける位置づけ
ASPHALT表−２. 主要材料の区分

3. 1. 1 考慮すべき材料因子a 時間依存性
多くの材料特性には時間に依存した変動があるので，M-E pdgでこのような変動を考慮することは重要である。一般的に，舗装材料の特性は化学的および物理的作用，気候の影響によって時間的に絶えず変化しているため，これらを設計で考慮しなければならない。
s 時間・温度の影響
アスファルト材料は温度と載荷速度に非常に敏感である。アスファルトは粘弾性−塑性材料であるため，高温あるいは長時間載荷（例えば車両の低速走行）においては，アスファルト混合物のスティフネス（弾性係数）は粒状材料のそれに近くなる。これとは逆に，低温あるいは高速載荷では，アスファルト混合物は弾性に近くなり，スティフネスはPCCの値と同程度になる。M-E pdgでは，時間・温度換算則に基づく

アスファルト系材料
非安定処理粒状路盤材・下層路盤材
加熱アスファルト混合物（HMA） 粒状上層路盤材・下層路盤材―密粒度
砂質下層路盤材
中央プラント混合
常温再生アスコン（骨材として使用）
現位置リサイクル
再生骨材（かきほぐし含む）
SMA
現位置粉砕材
加熱アスファルト混合物―開粒度
常温再生アスコン舗装材（加熱アス
加熱アスファルト混合物―細粒度
ファルト混合物に上層路盤材・下層
常温アスファルト混合物
路盤材を加えたもの）
中央プラント混合
路床土
現位置リサイクル
砂利を含んだ土（A-1；A-2）
砂質土
PCC材料
ゆるい砂（A-3）
無クラック版
密な砂（A-3）
クラック版
シルト質の砂（A-2-4；A-2-5）
ひび割れ／シート
粘土質の砂（A-2-6；A-2-7）
破砕／シート
シルト質土（A-4；A-5）
ラバー化材料
粘土
化学的安定処理材料
低塑性土（A-6）
セメント処理骨材
乾燥・硬質
ソイルセメント
湿質固結
石灰セメントフライアッシュ
飽和・軟質
石灰フライアッシュ高塑性土（A-7）
石灰安定処理土
乾燥・硬質
開粒度セメント処理骨材
湿質固結
飽和・軟質
ベッドロック
固結，高密，連続破砕，風化したもの

アスファルトのマスターカーブを使って，このような設計期間に予想される温度や車両速度のアス

最も複雑な材料区分は「アスファルト系材料」であ

ファルト混合物の性状に及ぼす影響を考慮している。

る。なぜならば，これらの材料の応答や挙動は，温度，d 非線形挙動

載荷時間，配合，製造方法，および損傷の程度（新規

弾性係数の値が材料の応力状態に依存している場合と補修後）によってかなりの影響を受けるからである。

は，そのような非線形性を考慮する。多くの材料は応

土質系材料の主な材料特性であるスティフネスは，力レベルがかなり高くなるとこのような挙動を呈する

応力状態（非線形性）と現場の含水比に多大な影響をが，M-E pdgでは粒状路盤材と路床材料だけは応力状受ける。一般的に，粒径の大きい材料は拘束圧が高く態にかかわらず非線形材料と考えている。入力は階層なるとスティフネスも大きくなる。これとは対照的に，構造になっているので，設計法ではこの影響を考慮し粘土質材料では偏差応力や八面体応力が増加するとスて最高レベルのM-E解析を行っている。舗装の粒状材

ティフネスが減少する傾向にある。土質系材料のどち料に対して非線形スティフネスを使用する非線形解析

らの区分も応力に依存（非線形性）しているが，応力が求められる場合，アスファルト舗装の応答（応力，レベルが高くなるとそれぞれ逆の挙動を呈する。

ひずみ，変位の値）計算には有限要素法を用いる必要

永久変形（繰返しせん断変位）は，比較的弱い材料がある。アスファルト舗装の粒状材料に非線形性を考の層や保護されていない層において重要である。このえなくてもよい場合は，線形多層弾性解析で応答を求区分の材料は高い非線形性を呈することから，現時点

める。

の最新逆解析手法では室内試験で得られるような非線

3. 1. 2 材料区分

形定数を現位置で正確に推定することができない。しアスファルト舗装やコンクリート舗装では，種々のたがって，実際の荷重が設計のM-E解析時のものと比

種類と品質の材料が組み合わされて使われる。M-E解較してどうなのかを確認するために，NDT調査にお析と舗装構造の評価に必要となる特性に基づいて，本いては細心の注意を払う必要がある。

設計ガイドに適用できるような材料の分類法が開発さ

ベッドロックの区分も重要である。舗装の近くに存れた。この分類法は表−２に示すとおりであり，アス

在している場合，正しい応力，ひずみ，変位を推定す

ファルト系材料，PCC材料，化学的安定処理材料，非るために，設計者はその大きなスティフネスの影響を

安定処理粒状材料，路床土，およびベッドロックの６考慮しておく必要がある。特に，逆解析が修繕の解析

つの主要材料に区分されている。

に用いられる場合には重要である。

Vol. 48 No. 218（2005年）

9

3. 2. 1 新設あるいは打換え設計への層スティフネス

3. 1. 3 階層的入力手法の概念
本設計ガイドにおける材料入力値の選定・決定手順

アスファルト系材料のスティフネスは，時間−温度には，階層的（レベル）概念が導入されている。簡単に依存する動的弾性係数（E*）で表される。新規およで最も実用的な階層的入力の概念は，舗装設計に払わ

び補修設計のE*を得るための，各種の階層的入力レベれる工学的努力がそのプロジェクトの相対的な重要性，

ルに対するその概要を表−３に示す。

規模，コストと調和しているべきである，という考え

a 動的弾性係数推定の概要方に基づいている。レベル１は，現在最も実用的な作

アスファルト混合物のスティフネスは，温度，載荷業であり，すなわち包括的な室内試験あるいは現場試

速度，経過時間，およびバインダースティフネス，骨験が含まれている。これとは対照的に，レベル３では

材配合，バインダー量，空隙率などの材料特性の関数

わずかな試験あるいは全く試験なしで経験に基づいてであることが知られている。温度と載荷速度の影響を最も妥当な入力値を推定することを設計者に求めてい考慮するために，すべての解析レベルでのアスファル

る。レベル２の入力では，室内あるいは現場で測定しト混合物のスティフネスは，標準温度が70,［19℃］

た別の材料特性からその相関関係によって入力値を推のマスターカーブから決定する。

定している。

s マスターカーブとシフトファクター

3. 2 アスファルト系材料の入力値

マスターカーブは時間−温度換算則に基づいて作成

アスファルト系材料の区分についての議論は以下のされる。まず基準とする標準温度を選定し（ここでは分類に落ち着いた（表−２参照）。これらの材料は舗

70,［19℃］），それから種々のデータを時間軸につい装の表層，上層路盤，下層路盤に使用される。

て移動して一本の滑らかな曲線を得る。このように時q加熱アスファルト混合物−密粒度間に基づいて作成したスティフネスのマスターカーブ

・中央プラント混合

は，材料の時間依存性を表現している。マスターカー

・現位置リサイクル

ブ作成のための各温度のシフト量は，その材料の温度

w加熱アスファルト混合物−開粒度

依存性を表現している。したがって，載荷速度と温度

e加熱アスファルト混合物−細粒度の影響を完全に表現するためにはマスターカーブとシ

r再生アスファルト混合物

フトファクターの両方が必要とされる。このような作

t再生加熱混合物（中央プラント混合）

業で作成されたマスターカーブの一例とそのときのシy再生常温混合物（中央プラント混合あるいは粒度

フトファクターを図−８に示す。

調整）
表−３ 各階層的入力レベルにおける新設および補修設計のアスファルト動的弾性係数
材料区分 レベル

ア
ス
フ
ァ
ル
ト
系
材
料

10

動的弾性係数を得る手順

１

その混合物に適する載荷周波数，温度でE*（動的弾性係数）の室内試験を実施する（NCHRP 1-28A）。
推奨バインダー（AASHTO T315）に対して，ある温度域，ω＝1.59Hz（10rag/s）で複素せん断スティフネス（G*）
および位相角（σ）試験を実施する。
バインダーの試験データから，混合・締固め温度に対するA−VTSiを推定する。
エージングを含め，その時間−温度依存性を正しく表すアスコンのマスターカーブを作成する。

２

E*の室内試験は不要。
E*の予測式を使用する。
推奨バインダー（AASHTO T315）に対して，ある温度域，ω＝1.59Hz（10rag/s）でG*−σ試験を実施する。
軟化点，絶対粘度および動粘度，あるいはブルックフィールド粘度計などの通常のアスファルト試験データからそのバインダーの粘度かスティフネスを推定する。
混合・締固め温度に対するAi−VTSiを推定する。
エージングを含め，その時間−温度依存性を正しく表すアスコンのマスターカーブを作成する。

３

E*の室内試験は不要。
E*の予測式を使用する。
バインダーのPG，粘度，あるいは針入度に基づく本設計ガイドのソフトが提供している，一般的なAi-VTSi値を使用する。
エージングを含め，その時間−温度依存性を正しく表すアスコンのマスターカーブを作成する。

ASPHALT

log
（tr）
= log
（t）
− log
［（
a T）
］
Reference Temperature 70,
1.5E+7

E＊ psi

式jb

ここに，
-16,
40,
70,
37.86,
100,
Master Curve

1.5E+6

tr ：標準温度での載荷時間t：所与の温度での載荷時間（a T）：時間関数のシフトファクター
T ：所与の温度したがって，任意の温度の，任意の載荷時間より式

1.5E+5jを用いて，標準温度での載荷時間が計算される。そ1.5E+4
-6

-4

-2

0

2

4

して，この標準温度での載荷時間を式hに代入して，

6

適切なスティフネスが求められる。

Log Reduced Frequency（Hz）

マスターカーブとそれに付随するシフトファクター（a）マスターカーブ

は，NCHRP 1-28Aの動的弾性係数試験かAASHTO
T320のせん断試験「Determining Shear Strain and6

Stiffness of Asphalt Mixtures Using the Superpave

4
log a（T）

Shear Test（SST）」のどちらかによる試験結果をシ
2

フトすることにより求められる。この方法はレベル１0の解析で用いられる。式hと式j，および実試験デー-2タを使用して非線形最適化が必要となる。レベル２と-4

レベル３の解析では，式kに示す推定式からマスター
カーブが直接得られる。材料の規格あるいは混合物の

-6
-4

32

68

104

140

Temperature, ,Volumetric Design等の情報からこの式を用いて，ある温度，載荷速度，エージング状態におけるアスコンの動的弾性係数を推定することができる。

（b）シフトファクター

2
log E* = 3.750063＋0.02932ρ200−0.001767（ρ200）

図−８ マスターカーブとシフトファクターの概要（−0.002841ρ4−0.058097Va−0.802208
動的弾性係数のマスターカーブは下記の式hのS字関数で表される。
log（E*）=δ＋α
1＋eβ+γ（log t ）
r

式h

ここに，

Vbeff
Vbeff ＋Va）

3.871977−0.0021ρ4＋0.003958ρ38−0.000017（ρ38）＋0.005470ρ34
1＋e（−0.603313−0.313351 log（ f ）−0.393532 log（η））
2

＋

式k
ここに，
E* ：動的弾性係数，psi

E*：動的弾性係数η ：バインダー粘度，106 Poisetr：標準温度時の載荷時間

f ：載荷周波数，Hzδ，α：係数；与えられたデータに対して，δはE*の最小値を，δ+αはE*の最大値を表す。

Va ：空隙率，％Vbeff ：有効バインダー量，体積％

β，γ：S字関数の形状を表すパラメータρ34 ：3/4インチ［19.0a］ふるい残留質量％係数δ，αは骨材粒度，バインダー量，空隙率に依ρ38 ：3/8インチ［9.5a］ふるい残留質量％存している。係数β，γはアスファルトバインダーのρ4 ：No.４［4.75a］ふるい残留質量％

性状とδ，αの値によって決まる。S字関数が標準温ρ200 ：No.200［0.075a］ふるい通過質量％度におけるスティフネスの時間依存性を表し，シフト式kは式hのS字関数で表すこともできる。式lは，ファクターがスティフネスの時間依存性を表している。

式kの動的弾性係数を式hのマスターカーブの形で書一般的シフトファクターは式jで表される。

き直したものである。

tr =

t
（
a T）

Vol. 48 No. 218（2005年）

式ja

α
log
（E*）
＝δ＋1＋eβ＋γlog t

r

式l

11

w表面エージングモデル

ここに，：動的弾性係数e空隙調整モデルtr：標準温度時の載荷時間

r粘度−深さモデル

δ：E*の最小値

オリジナル混合，敷均しモデルは，混合および締固δ+α ：E*の最大値

め時の短期エージングを表現する。次に，表面エージ

β，γ：S字関数の形状を表すパラメータ

ングモデルは，混合，敷均し時の粘度を使用してある

E*

期間の舗装表面におけるバインダー粘度を推定する。

式kと式lから以下の関係が導出される。

そして，必要ならば，表面エージングモデルによる表

δ= 3.750063＋0.02932ρ200−0.001767（ρ200）
2

Vbeff
Vbeff＋Va

面粘度は，空隙率調整モデルを使って調整される。最α= 3.871977−0.0021ρ4＋0.003958ρ38−0.000017ρ382

決定される。総合エージングシステムの出力は，その（−0.002841ρ4−0.058097Va−0.802208）

後に，深さに基づく粘度が粘度−深さモデルによって舗装における任意時間，任意深さのバインダー粘度の＋0.005470ρ34

推定値である。総合エージングシステムはM-E pdgのβ=−.603313−.393532 log（ηT ）r

ソフトウェアの主要部分である。

log
（tr）
= log
（t）
−c
（log
（η）
−log
（ηT ）
）
r

短期エージングに対する総合エージングシステムは

γ= 0.313351
c = 1.255882

式¡0d バインダー粘度式¡2で表される。式中のcode値は，混合，敷均し粘度（RTFO）の二重対数とオリジナル粘度の二重対数の所定の温度におけるアスファルトバインダーの粘度は，上記の動的弾性係数式やシフトファクターにおい比をとった硬化率（HR）と関連がある。表−４にcodeの推奨値をまとめる。

て重要な入力パラメータである。劣化していない所与

log log（ηt = 0）
= a0＋a1 log log（ηorig）の温度におけるバインダー粘度は，式¡1に示すASTM

a0 = 0.054405＋0.004085×codeの粘度温度関係から求められる。

a1 = 0.972035＋0.010886×code

log logη = A＋VTS log TR

式¡1

ここに，

式¡2

ここに，
ηt = 0 ：粘度，cP

η ：粘度，cP

ηorig ：オリジナル粘度，cP

TR ：温度（単位は蘭氏）

code ：硬化率（標準が０）A ：回帰式の切片
表−４ codeの推奨値

VTS ：回帰式の傾き

硬化率の予想値

code値

良

い

HR≦1.030−1標

準1.030＜HR≦1.075

０

of Asphalt Binder Using Dynamic Shear Rheometer悪い1.075＜HR≦1.100

１

（DSR）
」に基づいて実施した動的せん断粘度計試験のかなり悪い

HR＞1.100２

階層的入力のレベル１においては，式¡1中 のAとVTSはAASHTO T315の「Determining the Rheological

混合，敷均しの硬化抵抗性

データから推定できる。また一方で，全ての入力レベ
ルにおいて，AとVTSは粘度を含む，軟化点，針入度

表面の状態による供用中粘度のエージングモデルはなどの一連の既往バインダー試験から得ることができ

式¡3で表される。このモデルは双曲線関数で表され，る。

環境の影響を長期エージングで考慮している。すなわf エージングの影響

ち，パラメータA中の平均年間気温で環境条件を考慮

動的弾性係数に及ぼすエージングの影響は，総合
エージングシステムを使うことによって考慮している。
このシステムは，長期供用による老化と同じように，している。
log log（ηaged）=

log log（ηt = 0）
＋At
1＋Bt

式¡3

混合，締固めの際に生じる粘度の変化をスティフネス

ここに，で表現する。総合エージングシステムは次の４つのモ

A =−0.00416＋1.41213（C）＋（C）log（Maat）

デルで構成されている。
qオリジナル混合，敷均しモデル
12＋（D）loglog（ηt = 0）
B = 0.197725＋0.0683841 log（C）
ASPHALT2
C = 10^（274.4946−193.831 log（TR）＋33.9366 log（TR）
2
D =−14.5521＋10.47662 log（TR）−1.88161 log（TR）

3. 3 その他の材料
ここまでのアスファルト材料についての記述でわかηaged ：老化後の粘度，cP

るように，M-E pdgに必要なアスファルト材料のス

ηt = 0 ：混合，敷均し時粘度，cP

ティフネスの値を具体的に決定する方法が示されていMaat ：平均年間気温，,る。その中で一貫しているのは，構造解析に必要な材

TR ：温度（単位は蘭氏）

料の力学的特性を，仮定した材料モデルの構成則に従っていかに定量化するかという命題である。基本的

：時間，月

t

空隙調整ファクターは，表面エージングモデルの粘には室内試験によって必要なパラメータを求めなけれ度に対して空隙の影響を考慮する。式¡4は老化粘度にばならないが，それができないときのために，これま空隙を考慮するものである。空隙調整ファクターFv は，での研究成果に基づいた値の与え方も示されている。

式¡5で与えられるある時間の空隙率から求められる。

アスファルト材料に特徴的な，温度時間依存性，老化

そして，ある時間の空隙率は式¡6を使って初期空隙率などの影響も定量的に示されている。特に，配合からから推定される。

アスファルト混合物のスティフネスを評価する式は非log log（ηaged）'= Fv log log（ηaged）

式¡4

常に有用である。このような式を開発するためには多くの実験が計画的に行われたことは容易に想像できる。

1＋1.0367×10 （VA）
（t）
1＋6.1798×10−4（t）
−4

Fv =

式¡5

1 + 4.24×10 （t）（Maat）＋1.169×10−4ことが重要であり，それには材料実験の積み重ねが必要であることを再認識させられる。これ以降では，そ−2
VAorig＋0.011（t）

VA =舗装の設計においては材料を的確に特性化するというt＋2 式¡6（ ）−3

れぞれの入力レベルに応じたアスファルト材料に関する具体的な値の入力方法が詳細に述べられている。

ηorig, 77

これと同様の内容が，コンクリート材料および粒状

ここに，材料さらには土質材料についても記述されている。記

VAorig ：初期空隙率

載内容の密度の濃さと詳細さには驚くばかりである。

t

：時間，月
第４章 環境の影響

Maat ：平均年間気温，,
ηorig ：温度77,［25℃］のオリジナル粘度，MPoise

環境的な条件はアスファルトおよびコンクリートの最終的に，深さモデルが，表面エージングモデルお両方の舗装のパフォーマンスに著しく影響する。外的よび混合，敷均し時粘度による老化粘度と深さで表さな要因には，降水量，気温，凍結融解のサイクルおよれる。この粘度と深さの関係は式¡7のようになる。

び地下水位がある。一方，内的要因としては，舗装材

η（4＋E）t−E（ηt = 0（
）1−4z）
4（1＋Ez）

料の水分や凍結融解によるダメージの受けやすさ，舗ηt,z =

式¡7装の排水性能，内部への水の浸透しやすさがあり，外的要因と互いに影響し合う。

ここに，ηt, z ：時間tで深さzの老化粘度，MPoise

第１章でも述べたとおり，M-E pdgにおいては，気ηt ：表面の老化粘度，MPoise

象条件から設計に必要な入力条件を準備する統合気象z ：深さ，インチ

予測モデルを開発するとともに，設計法の中に組み入E = 23.83e

れている。本章では，統合気象モデル（EICM）の概（−0.0308 Maat）

Maat：平均年間気温，,要を紹介した後，EICMモデルに必要な入力データのマスターカーブとシフトファクターのところで記し

設定方法について述べ，併せて当該モデルを用いた弾

たが，温度とエージングの影響を考慮したシフトファ

性係数修正係数Eenvと舗装内部の温度と水分の分布

クターを得るために，式l（log trの項）に老化粘度の求め方についても簡単に言及する。

が使われる。これらのシフトファクターとマスター

4. 1 EICMの概要

カーブをオリジナル混合物に使用することにより，任4. 1. 1 EICMの構成

意の深さ，エージング，温度，載荷速度の動的弾性係数が求められる。
Vol. 48 No. 218（2005年）

EICMでは，舗装の設計期間中における舗装構造あるいは路床内での温度と水分の変化が考慮される。
13

EICMは１次元の熱水分フロープログラムであり，数象：路床）

年間にわたる供用期間中の気象条件下における舗装とr凍結がMRに及ぼす影響（対象：路床，粒状路盤）

路床材料の特性の変化をシミュレートするものである。

t凍結状態から融解・復元した際のMRへの影響（対EICMは，以下の主要な３つのパーツで構成されてい象：路床，粒状路盤）
y舗装応答およびダメージ計算におけるMRの時間的る：・イリノイ大学で開発された気象−材料−構造モデな変動の利用（舗装全体）
u瀝青材料における，時間の関数としての温度変化

ル（CMSモデル）・米 国 の C R R E L で 開 発 さ れ た 凍 上 融 解 モ デ ルの影響（アスファルト混合物層）
d EICMにより決定される項目（対象：コンクリー（CRRRELモデル）
・テキサス大学で開発された浸透と排水のモデル

ト舗装）
iコンクリート版と基層の毎日・毎時の温度変化（IDモデル）
4. 1. 2 EICMの舗装設計法（M-E pdg）への組み込み（コンクリート版の温度勾配，目地の開き，アス

EICMのソフトウェアはM-E pdgのソフトウェアに

ファルト混合物層の弾性係数の評価に利用）組み込まれ，完全にリンクしながら必要な計算をすべ

o非線形温度勾配の線形勾配への変換（コンクリーて行う。ユーザ入力は，M-E pdgのソフトウェアを通ト版のそりと温度応力の算定に利用）!0月毎の有効線形温度勾配の出現確率（コンクリー

じて行われる。入力データの処理結果は，材料，構造
的応答およびパフォーマンス予測の３つのパートで利ト版のそり）

用される。このように気象条件は設計のあらゆる段階!1選定した地域における凍結指数と凍結融解サイクで考慮され，舗装設計の精度を高めることに役立つ。

ル数（路床MRの変化，コンクリート版の凍結融解

4. 1. 3 EICMの役割

による破壊）!2月平均相対湿度（月単位のコンクリート版のそり舗装の設計処理全体におけるEICMの役割は，粒状路盤のレジリエント係数の評価など，次に示す12のタ

変形の評価に利用）

スクをこなすことである。なお，各タスクの位置付け

4. 1. 4 EICMの主な出力を舗装種別等によって整理したものを表−５に示す。

EICMの出力データには，他のソフトウェアで用いa マニュアル利用者が決定する項目

られることのない出力データ（内部出力）と，構造計

q初期状態における粒状材料のMR（最適含水比，最算など他のソフトウェアにおける入力データとなる出力データ（外部出力）の２種類がある。

大乾燥密度）（対象：粒状路盤）

a EICMの内部出力（他のプログラムで利用されな

s EICMにより決定される項目（対象：アスファル

い出力）

ト舗装とコンクリート舗装）

qθw：含水比（容積比）と温度（利用者の入力にw水分量の変化および季節変動（初期状態から平衡状態へ）（対象：路床，粒状路盤）

基づいた，各ノードにおける時系列データ）

e水分量の変化が初期状態のM Rに及ぼす影響（対wS：飽和度（＝θw／θsat（飽和時の含水比））表−５ EICMで扱うタスクの位置付け
タスクの番号
主原因

水 分

温 度

部 位
路床

we

we

水→MRの変化

粒状路盤

qw

qw

同上

アスコン層

−

−

滞水→長期的には，はく離

コンクリート版−!2

相対湿度（温度）→そり

路床

rt

rt!1

凍結融解（水分）→MRの変化

粒状路盤

rt

rt

同上

アスコン層

u

i

温度→弾性係数の変化

コンクリート版−

io!0!1

温度（勾配）→そり，目地の開き

yy

MRの経時変化→舗装応答，ダメージ

時 間 舗装全体

14

タスクの内容（原因→結果）アスファルト セメントコン
クリート舗装舗装

ASPHALTeSopt：最適含水比における飽和度，Sequit：平衡状態

w既設舗装の施工完了の年月（アスファルト，コン

における飽和度→非凍結時における粒状路盤材のクリート舗装のオーバーレイの場合に必要）

修正係数FUr温度→各ノードにおける凍結の判定，凍結時における修正係数FF
tRR：回復比（凍結時とそれに続く融解時の比），
RF：回復時の減少係数→回復時の修正係数FRs EICMの外部出力（他のプログラムで利用される
出力）
qFenv：FR，FUから計算される粒状路盤MRの修正係
数→多層弾性・FEM解析へ
wアスファルト混合物層の深さ方向の中央におけるe舗装施工の年月（新設および補修の両方で必要。
アスファルト混合物のスチフネス予測，コンク
リートのゼロ応力温度の評価のための情報）
r交通開放の年月（施工後いつ交通開放されたか？）
t舗装のタイプ（新設・補修の区分，アスファル
ト・コンクリートの舗装種別）
4. 2. 2 天候関連のデータ増加するダメージの蓄積の解析に求められる気象解析を貫徹するため，M-E pdgでは次の５つの天候関連パラメータが時間毎に必要である。

温度：１ヶ月または２週間ピッチで，平均，標準

q１時間毎の気温偏差などを算出→疲労，わだち解析へ

w１時間毎の降水量

eアスファルト混合物層：表面および深さ方向１インチ毎の温度（時間毎）→温度クラック
r粒状路盤の平均含水比（容積比）→粒状路盤の永久変形解析へe１時間毎の風速
r１時間毎の日射率（雲で覆われたことを定義するのに利用）
t１時間毎の相対湿度

tコンクリート版の１時間毎の温度→目地有りコン

M-E pdgのアプローチにおいては，天候関連情報は

クリート舗装：ひび割れ，損傷モデルへ，連続鉄

プロジェクト現場の近くの気象台から得られる。全米筋コンクリート舗装：パンチアウト解析へに60から66ヶ月分のデータを所有している気象台がy凍結融解サイクル数と凍結指数→目地有りコンク
リート舗装の供用性予測へ
u月毎の相対湿度→コンクリート版の水分勾配の算定へ
4. 2 EICMに必要なインプット−温度と水分の状態をモデル化するために舗装設計に必要なEICMからの出力を得るためには，800近くある。その他の気象台ではそれほど多くのデータは持っていないが，設計には少なくとも24ヶ月分の気象データが必要である。
4. 2. 3 地下水位
地下水位は，年間平均値もしくは四季毎の平均値とする。レベル１では，設計に先立ち，ボーリングを行って確認する。レベル３の情報ソースは，National

かなりの量の入力データが必要である。M-E pdgを柔Resource Conservation Serviceによるレポートである。

軟に運用するために，階層レベル（１，２，３）が設

この情報は，舗装の基盤の水分状態を判断するためのけられている。気候モデルのための入力は大きく，次ものであり，できる限り正確に収集する必要がある。

のようなカテゴリに分類される。これらの情報は，プ

4. 2. 4 排水と路面の特性

ログラムを利用するうえで重要となることから，割愛

a 路面の短波長の吸光率せずにできる限り詳述する。

この入力は，アスファルト舗装，コンクリート舗装

q一般情報の両方に関係する。層表面の短波吸光率は，配合，色w天候関連の情報

およびテクスチャで決まる。この値は，直接舗装に吸e地下水関連の情報収される太陽エネルギの量と関係する。一般に，明るr排水と路面特性

く反射する路面は短波吸光率が低い。

t舗装構造と材料
4. 2. 1 一般情報
当該カテゴリにおいては，次の入力が気象モデルと特に関係する。
q路盤／路床の施工完了の年月（新設舗装の場合に必要）
Vol. 48 No. 218（2005年）

ちなみに，レベル毎の対応は以下のとおりである：
qレベル１：試験室で測定することが望ましい。
wレベル２：適用しない。
eレベル３：既定値を使う。
（日焼けした舗装（グレイ）：0.80〜0.90，新設舗装（黒）：0.90〜0.98，古いコンクリート層：0.70〜0.90）
15s （雨水の）浸透
このパラメータは，舗装の設計期間中に舗装内部にf 締固められた粒状材料の特性
q容積関連パラメータの決定

水が浸透する可能性を定義するものである。M-E pdg

このカテゴリで注目されるパラメータは，最大乾の中では，なし，軽度（降水量の10％が浸透），中度燥密度（γdmax），比重（Gs），最適含水比（ωopt）で（降水量の50％が浸透），重度（100％が浸透）の４段ある。これらのパラメータが既知ならば，計算に階に分かれており，この値に基づいて，EICMでは最よって初期飽和度Sopt，最適含水比（容積比）θopt，

上部の粒状層の水分量を算出する。各段階を選択する

飽和含水比（容積比）θsatが求められる。このようにあたっては以下の点に留意する：

な計算は，M-E pdgソフトウェアおよびEICMの内

q軽度：路肩に十分なシールが施されている場合など。路肩排水が用いられている場合もこれを採用する。
w中度：あらゆる種類の路肩，PCCの補修，古くひび割れた舗装上でのアスファルトオーバーレイ
e重度：新設，更新時の舗装には適用しない。
d 排水距離結果的に生じる排水距離をいう。具体的には，舗装の横断あるいは縦断方向の合成勾配にそって測定され部出力の一部分として行われる。
w飽和度，最適含水比，飽和時の含水比の評価
これらの値はγdmax，ωoptおよびGsからEICMの内部において計算される。
e平衡含水比補修時に必要な情報であり，新設時には不要である。パラメータは，現場から試料を採取して直接実験により求めるのが望ましい。
r飽和時の動水伝導率る距離。舗装の最も高い位置から排水口までの距離と飽和時の動水伝導率ksatは，締め固められた粒状して測定される。EICMの中では，初期湿潤状態にあ材料の一過性の水分分布を決定したり，排水特性をる粒状の上層あるいは下層路盤から水が抜けるまでの計算するために必要である。

時間を計算するのに用いられる。

t乾燥時の温度伝導性と乾燥時の熱容量

f 路面の横断方向の勾配
横断方向の路面勾配は上記のとおり上下層路盤から

EICMは，土の最新の水分量にしたがって温度伝導率（K）および熱容量（Q）の初期値を自動的に水が抜ける時間を計算するために必要である。

調整する。

4. 2. 5 舗装構造・材料の入力

y土と水に関する特性曲線（SWCC）のパラメータa 層厚

SWCCは，与えられた土の水分量とサクションのEICMでは，温度や水分の分布をより正確に求める関係を定義する指標である。マニュアルにはSWCC

ため，層をいくつかに分割する。ユーザが処理を行うを決定するための各種パラメータの求め方も示され必要はなく，プログラムが自動的に実施する。
s 瀝青系材料の特性
アスファルト舗装やオーバーレイの設計にはいくつかの瀝青材料にかかわる特性値が必要であるが，舗装システムにおける熱の流れを制御するものとしてEICMでは，次のパラメータが必要である。

ている。
4. 3 EICMによる計算−MRを修正するための複合環
境影響修正係数Fenv
4. 3. 1 Fenvと設計の関連性
M-E pdgの中で粒状路盤材料のレジリエント係数は，以下のファクタに基づき，あらゆる場所と時間においq路面の短波吸光率て計算される。

w温度伝導率：Kq応力状態

e熱および温度容量：Q

w水分／密度のばらつき

d PCC材料の特性

e凍結／融解の影響

PCCにおいても，瀝青系材料と同様，温度伝導率，応力状態による特性の変化はレベル１の入力の場合

熱容量，路面短波吸光率がEICMによる温度と水分のにのみ考慮されるが，ＭRへの水分と温度の影響はい評価に必要である。新設PCC，既設PCC上のアスファ

ずれのレベルに関しても環境影響修正係数Fenvとしてルトオーバーレイ，既設アスファルト舗装上のPCC

取り込まれる。あらゆる場所ならびに時間のMRは式

オーバーレイ時に用いられるPCC材料の特性を評価す¡8で表現される。

るための推奨方法がマニュアル中に示されている。
16

MR = Fenv ･ MRopt

式¡8
ASPHALTここに，MRoptは，最適含水比，最大乾燥密度状態に

s CRRELモデル

おいて様々な大きさの応力が作用したときのMRであM-E pdgで使用される二つ目のモデルはCRRELモる。式¡8から明らかなとおり，応力による変動と気象デルであり，凍結と融解浸透の深さを予測するために条件による変動は独立に扱われている。

利用される。

4. 3. 2 環境調整因子，Fenvの計算

4. 4. 1 CMSモデルの境界条件−熱流束境界条件

ある時間，ある位置におけるレジリエント係数MR

舗装体内温度は表面の大気条件によって支配される。

は合成環境調整因子Fenvと最適状態のレジリエント係

気温を測定するのは簡単であるが，気温と舗装路面温

数MRoptの積で求められる（式¡8参照）。

度の間には，直接相関がない。舗装温度を推定するた

Fenvの推定法は，３つのケースと２つのレベルにおいて記述されている。
a ３つのケース
q凍結した状態：凍結材料−FF（凍結した材料の因子）
w融解中の状態：凍結が起きる前の状態である融解
材料−FR（融解材料の因子）
e凍結していない／十分に融解した／ノーマルな状

めに，CMSモデルで用いられたエネルギーバランスは
次のように表される。
Qi−Qr＋Qa−Qe±Qc±Qh±Qg＝0

式¡9

ここで
Qi ＝入って来る短波放射
Qr ＝反射した短波放射
Qa ＝入って来る長波放射
Qe ＝出ていく長波放射

態：凍結していない，あるいは十分に融解した材

Qc ＝対流熱伝達料−FU（凍結していない材料の因子）

Qh ＝蒸散，凝縮，蒸発，および昇華の効果

s ２つのレベルq各ノーダルポイントにおける場合：EICMにおいて，舗装構造は，水分，吸水，温度がある時間tにおいて計算されるノードの配列によって特性づ

Qg ＝地面で吸収されたエネルギー
式™0における熱の移動は図−９のように表される。
表面での正味の全波長の放射はQnである。
Qn＝Qs−Ql

式™0

けられる。
w各層（基層，路盤，路床）に対する場合：凍結している，融解中，および凍結していない材料は一Short-Wave
Radiation fromSpace

つの層の中に共存することができることに注意が必要。合成調整因子の計算は，ある層の材料がすべて同じ状態（凍結していない，あるいは融解中）の時に有効である。

Reflection
from Clouds
Absorbed

4. 4 EICMによる計算−舗装システムにおける温度のEffective Outgoing
Long-Wave
Radiation

決定
Clouds

EICMの主要な構成パーツであるEICMのCMSとCRRELモデルでは主として温度計算が行われる。本
節では，両モデルについて解説する。

DiffuseScattering
Reflection
from Ground, Qr

a CMSモデル
CMSモデルはイリノイ大学で開発され，舗装シス

Qi

テムに基づく凍結と温度分布を決定するための一次元
Convection, Qc

Long-Wave
Back, Qa
Radiation
Long-Wave Outgoing
Radiation, Qe

有限差分の熱伝達モデルである。モデルは潜熱の放射，対流，伝導，および効果を考慮し，蒸散，凝縮，蒸発，および昇華は考慮していない。また，降水量と水分浸透によって引き起こされる熱流束は無視される。モデ

Qg

ルへの入力は，舗装材料の熱容量，舗装材料の熱伝導率，舗装路面吸収能と放射率，気温，風速，日射などである。
Vol. 48 No. 218（2005年）

図−９ 日当たりのよい日における舗装路面と大気間
の熱の移動
17

深さにおける温度が必要である。

ここでs コンクリート舗装分析のための温度データ

Qs ＝正味の短波放射

コンクリート舗装設計における温度データは，

Ql ＝正味の長波放射
Qs＝Qi−Qr

式™1

JPCPでの欠陥や疲労ひび割れなどを予測するために

Ql＝Qa−Qe

式™2使用される。さらに，凍結融解サイクル数，年平均降

なお，解析に係わる代表的な要因とその扱いは以下

水量および年平均凍結指数などのパラメータは，様々のとおりである。
q風速
熱伝達係数の計算で必要となる。
w日射

なJPCPやCRCPの構造的破損モデルにおける温度情報から計算される。温度データの他の用途としては，
JPCPのジョイント開き−閉じモデルとCRCPのひびわ
れ幅モデルがある。

EICMのデータを完成するために最寄りの測候所の日射データが使用される。

第５章 交通e気温

5. 1 交通条件の設定

測候所データは最高と最低の気温だけが記録され交通データは，舗装の設計には最も重要な入力項目ているが，EICMの計算には時間毎のデータが必要である。入力すべき交通データは，アスファルト舗装である。

およびコンクリート舗装で共通である。舗装の設計でr降雨必要な典型的な交通関連データは以下のようなもので降水量と浸透量から舗装内に生じる熱流束は，表面熱流束境界条件を定式化する際には考慮されていない。また，それをエネルギー収支に取り入れる方法も検討されていない。
4. 4. 2 温度分布プロフィール
舗装システムにおいてアップデートされた温度デーある。
q基本となる年大型車交通量（設計計算の基本として用いる年）
w車両の走行速度
e大型車交通の方向ごとおよび車線ごとの分担率
r車両（大型車）の車種分類ごとの相対頻度分布

タは，舗装路面での対流と放射の計算に使用される。

t軸重相対頻度分布a アスファルト舗装解析のための温度データ

y軸および車輪配置

M-E pdgにおいて，舗装が凍結融解を受ける場合，

uタイヤの特性と空気圧

凍結／融解の期間として１カ月を基本とするが，舗装

i大型車の走行位置相対頻度分布

材料特性における迅速な対応のためには15日間（半月）o大型車交通量の増加率まで変更できる。
EICMは0.1時間（６分毎）の比較的短い時間ステッ
プで温度を計算する。ある月（または，半月）におけるこの温度は正規分布をする。
温度はアスファルト舗装解析を行うために，２つの形式で出力される。１つはわだち掘れと疲労の解析において，また，もう一つは温度ダメージで用いられる。
qわだち掘れ／疲労温度データ
路面温度と0.25インチにおける温度は，表面でのM-E pdgでは，ESAL（等価換算軸）数を入力する必要はない。交通データの収集方法としては以下のよ
うな手段がある。
qWeigh-In-Motion（WIM）：設置式軸重計
wAutomatic Vehicle Classification（AVC）：自動
車両感知計
eVehicle Counts（VC）：車両計数計
本章では，設計に必要な交通入力データ，およびそれらの既定値が示されている。ただし，ここでは，

疲労（表面からのひび割れ）を推定するのに用いらデータの概要のみ示す。

れる。表面と0.5インチでの疲労ひずみは，表面から

5. 2 交通特性の階層的概念のひび割れを推定するために熱的ひずみと重ねられ

qレベル１：過去から将来にわたる交通特性に関する。

る非常に正確な情報がある場合。舗装設計を行う

w熱破損温度データ

路線において過去の交通量や交通荷重分布などの熱破損解析は１時間ごとの温度データを必要とす

すべてのデータが蓄積されており，将来についてる。表面，0.5インチ，およびアスファルト層中の全もかなりの精度でその特性が予測できる。あるい

18

ASPHALTは似たような交通事情の路線の詳細なデータが援

軸種別ごとの軸重相対頻度分布や大型車種別ごと用できる場合。

の分布に変化はない。

wレベル２：過去から将来にわたる交通特性に関す

5. 5 交通を特性化するために必要な入力

るある程度正確な情報がある場合。舗装設計を行

具体的には以下のような入力項目がある。

う路線の交通特性について，その州や地域の特性

q基本となる年の交通量に関する情報を援用できる。たとえばFHWAのw交通量調整係数
・月別調整係数

交通観測指針2001版などを用いる。
eレベル３：過去から将来にわたる交通特性に関する正確な情報が不十分な場合。十分な交通データ

・車両別分布・時間別大型車分布がなく，一般的な既存値を用いる。たとえば，一・交通増加率

般的な平均日大型車交通量か大型車の割合のデー

e軸重分布係数タしかない場合やおおよその推定値を用いる場合。

r一般的な交通入力

レベル１や２は，交通量が多く破損して補修する場

・軸数や大型車台数

合にユーザに対する影響の大きい道路の設計に用いる。

・軸の配置1

5. 3 交通特性に関するデータの要素と取得

・ホイールベース

舗装の設計に必要な交通荷重や交通量およびその取これらの入力について，各入力レベルごとにまとめ得方法は，レベルごとに表−６のようにまとめられる。

ると以下のようになる。

5. 4 交通特性化の仮定

5. 5. 1 基本となる年の交通量

M-E pdgにおいて，交通を特性化するために用いらa ２方向年平均日大型車交通量（AADTT）：クラス４から13の大型車の日交通量

れる仮定は以下のようなものである。
q政治的，経済的な変化がなければ，それぞれの大qレベル１：その現場において測定されたWIM，型車に対する軸種別ごとの軸重相対頻度分布の年

AVC，VCのデータあるいは将来の交通量に調整

毎の変化はない。ただし，大型車種別ごとの変化

されたもの。過去３年間のデータの平均を用いる。

はありうる。

またこの３年間の増加率から将来交通量を予測す

w同じ季節内であれば，それぞれの大型車に対するる。

表−６ ３つの階層入力に必要な交通データ
データ要素／車両

入力レベル
１

２

大型車方向係数

その現場のWIMあるいはAVC

その地域のWIMあるいはAVC

国のWIMあるいはAVC

大型車車線係数

その現場のWIMあるいはAVC

その地域のWIMあるいはAVC

国のWIMあるいはAVC

大型車クラスあたりの軸
その現場のWIMあるいはAVC
タイプごとの軸数

その地域のWIMあるいはAVC

国のWIMあるいはAVC

階層レベルは適用しない

大型車交通 軸および車輪間隔
および時間 タイヤ圧の因子

３

階層レベルは適用しない

大型車伸び率

階層レベルは適用しない

車両走行速度

階層レベルは適用しない
階層レベルは適用しない

大型車走行位置分布
大型車月別分布

その現場のWIMあるいはAVC

その地域のWIMあるいはAVC

国のWIMあるいはAVC

大型車時間別分布

その現場のWIMあるいはAVC

その地域のWIMあるいはAVC

国のWIMあるいはAVC

基準年のAADTあるいは
AADTT

階層レベルは適用しない

基準年の大型車クラスご
その現場のWIMあるいはAVC
大型車分布 との分布

その地域のWIMあるいはAVC

国のWIMあるいはAVC

および量に 大型車クラスごとの軸重
その現場のWIMあるいはAVC
関する変数 分布

その地域のWIMあるいはAVC

国のWIMあるいはAVC

舗装設計のための大型車
分類

階層レベルは適用しない

大型車混入率

階層レベルは適用しない

Vol. 48 No. 218（2005年）

19

wレベル２：州や地域で取得したWIM，AVC，VCのデータあるいは将来の交通量に調整されたもの。
eレベル３：AADTから推計されたもの。あるいはその地方の経験値。

∑
i=1

ここに，

s 車線分担率：全体の交通量に対する当該車線の交通量の割合。

MAFi = i月の月別調整係数
AMDTTi = i月の月平均日大型車交通量

１方向あたりの大型車率：方向別分布係数（DDF）は方向ごとの大型車交通量の比率である。
qレベル１：その現場におけるWIM，AVC，VCによるデータ。

MAFiの合計は12である。既定値はあらゆる種別に対して1.0である。
q車両別分布：表−７に示す車種ごとの交通量の割合。

wレベル２：その州あるいは地域におけるWIM，

w時間分布係数（HDF）：時間ごとのAADTTの割合。
e交通量増加率（GR）：増加なし，線形増加およ

AVC，VCによるデータ。
eレベル３：平均的な値あるいは，経験値。55％d

AMDTTi
MAFi = 12×12
AMDTTi

車線別大型車率：車線ごとの大型車交通量の割合

（LDF）
。

び指数増加の３種類がある。
5. 5. 3 軸重分布係数
クラス４からクラス13までの軸配置ごとにWIMにqレベル１：その現場におけるWIM，AVC，VCによって定める：q単軸：3,000lbから40,000lbまで1,000lb間隔

よるデータ。
wレベル２：その州あるいは地域におけるWIM，
AVC，VCによるデータ。

wタンデム軸（２軸）：6,000lbから80,000lbまで
2,000lb間隔

eレベル３：平均的な値あるいは，経験値。
・片側１車線道路：LDF=1.00

eトライデム軸（３軸）からクワド軸（４軸）：12,000lbから102,000lbまで3,000lb間隔

・片側２車線道路：LDF=0.90

5. 5. 4 一般的な交通関係の入力

・片側３車線道路：LDF=0.60

すべてのデータはレベル１〜レベル３の原則に従う。

・片側４車線道路：LDF=0.45

q平均走行位置：端のレーンマークから車輪の外側

f 車両走行速度：TRB, Highway Capacity Manual,
AASHTO A Policy on Geometric Design ofHighway and Streets（Green Book）による。

までの距離。既定値は18inch。
w走行位置分布：既定値はガウス分布で標準偏差は10inch。
eレーン幅：既定値は12ft。

5. 5. 2 交通量調整
交通量の月ごとの変動を考慮する。その際の月別調

r大型車種別ごとの軸数：既定値。
t軸の配置：メーカのカタログやデータベースを参整係数（MAF）は以下のように表される。

表−７ FHWAの車種分類（クラス）
定 義

分 類
１ Motorcycles

すべての２輪あるいは３輪のモーターバイク

２ Passengers Cars

すべてのセダン，クーぺおよびステーションワゴンなどの乗用車

3

乗用車以外の，２軸，４輪の自動車。
ピックアップトラック，キャンパー，モーターハウス，救急車，ミニバスなど。

Other Two-Axle, Four-Tire Single Unit Vehicles

４ Busesバス

５ Two-Axle, Six-Tire, Single -Unit Trucks

単一の車体で，２軸，６輪のトラック

６ Three-Axle Single-Unit Trucks

単一の車体で，３軸のトラック

７ Four or More Axle Single-Unit Trucks

単一の車体で，４軸以上のトラック

８ Four or Fewer Axle Single-Trailer Trucks

４軸以下の牽引型トラック。

９ Five-Axle Single-Trailer Trucks

５軸の牽引型トラック。

10 Six or More Axle Single-Trailer Trucks

６軸以上の牽引型トラック。

11 Five or fewer Axle Multi-Trailer Trucks

５軸以下の複数車両の牽引型トラック。

12 Six-Axle Multi-Trailer Trucks

６軸の複数車両の牽引型トラック。

13 Seven or More Axle Multi-Trailer Trucks

７軸以上の複数車両の牽引型トラック。

20

ASPHALT照すること。
表面の不連続面から

yホイールベース：メーカのカタログやデータベースを参照すること。典型的な例としては，短，中，長に対して12，15，18ftである。

側面から

uタイヤの形状と空気圧：空気圧の既定値は120psi

背面からの
浸み出し

蒸発による
水分移動

毛管現象

である。
5. 6 入力手順

地下水の上昇入力されたデータは，M-E pdgのソフトウエアに

地下水よって処理される。その結果として出力されるものは，各時間あるいは各月ごと，それぞれの輪重および走行位置ごとの，単軸数，タンデム軸数，トライデム軸数，

図−10 舗装体内の水分のいろいろな源

クワッド軸数，大型車トラクター数（コンクリート舗
装の表面ひび割れ解析に必要）である。

おり，この影響は設計式に排水係数として考慮されて具体的な手順は以下のとおり：いる。排水係数は排水層を設けることによって増加す

q時間増分を決める。

るようになっている。

w基本となる年のAADTTを決める。

M-E pdgでは，粒状材料や路床材料のスティフネス

e基本となる年の大型車種別相対分布を決める。

に及ぼす水分の影響を，降雨や温度の要因，地下水のrそれぞれの軸種別および大型車種別に対する軸重変動，材料の特性などと直接関連させて考慮している。

分布を決める。

さらに水分の影響は，コンクリート舗装のエロージョ

t交通量増加関数を決める。

ンや，粒状材料や路床材料の凍結融解作用にも関連さ

y解析期間にわたる軸数を，それぞれの時間増分にせている。従来のDGと異なり，排水係数のような形

対して，軸重，軸種別ごとに算定する。
u軸配置や車輪荷重の詳細を指定する。
5. 7 現場におけるAVCおよびWIMデータ取得のための交通サンプリング計画

でなく，EICMによって予測された気象から，直接各層の剛性や強度を予測する。逐次的破損損傷解析によって，このような予測が可能となり，排水の効果を明示的に取り扱っている。

正確な交通予測を行うためには，実際の交通を計測

ただし，排水の影響は，キャリブレーションに用いすることが望ましい。ここではAVCやWIMよる交通た現場データの範囲に限られているので，排水の利益

流計測の一般的なガイドラインが記述されている。

を明確にするためには，さらに調査研究が必要である。
6. 2 排水処理に対する一般的な考慮点

第６章 排水および路肩
6. 1 排水の必要性
舗装内の過度な水分が重交通に対する舗装の耐久性を著しく損なうことは，現在では良く知られた事実である。凍結温度以下でも舗装の耐久性に影響する。
図−10のように，路床及び舗装の水分はいろいろなところからやってくる。高い地下水からのサクション
や蒸発，側溝などからの流れ，表面排水の浸入などで排水設計の目的は，舗装の路盤，路床やその他の水分に敏感な材料が，水の高い飽和状態となることを防ぐことにある。HMAやPCCも含めることが多い。対策としては，次の４つのアプローチをとる：
q舗装構造に浸入する水分を防ぐ。
w水分に影響されない材料を用いる。
e水分に起因するダメージを最小限にする舗装構造とする。

ある。ある研究によれば，40％の雨水が舗装に浸入す

r舗装構造に浸入した水分をなるべく早く排除する。

ると言われている。

いかなるアプローチも，単独では重交通下で水分の過剰な水分による問題は次の３つに分類される：影響を完全になくすことはできない。したがって，いq長い間飽和することによる舗装や路床の軟化

くつかの方法を組み合わせる必要がある。

w水分との相互作用による材料の分離

6. 2. 1 水分の浸入の防止

e水分の飽和による層間の分離
1986年のDGにおいても水分の重要性は認識されてVol. 48 No. 218（2005年）

概念的には，舗装への水の浸入を防ぐことが最善の方法である。しかしながら，舗装にはいろいろな場所
21

から水が浸入してくるので，完全にそれらを遮断することは不可能である。とはいえ，それらを最小にする
ことは可能である。具体的な手段としては以下のようなものがある。
q排水勾配―表面排水6. 3. 4 タイプ2b：側方排水パイプとポーラスコンク
リート路肩を持つ水に強い路盤
この設計を図−14に示す。タイプ2aと違う点は，
側方排水パイプの埋め戻しの部分にポーラスコンク
リートを用いている点で，コストは高くなる。

w目地やひび割れでのシール
6. 2. 2 水分に影響されない材料の使用
水分に影響されない材料は，水分の影響を減らすか遅らせるだけであり，完全にその影響を排除することはできない。
q貧配合コンクリート路盤（LCB），セメント安定
処理路盤（CTB）
wアスファルト安定処理
e細粒分を制限した粒状路盤（砕石路盤）

路肩

舗装
透水路盤
不透水層
路床

10年確率
水位

150a

盛土

縦方向の
３％勾配
排水ドレーン
排水パイプ
ヘッドウォール

排水溝

図−11 側方排水を設置した透水路盤

6. 2. 3 水分によるダメージを最小にするための設計
耐水分抵抗性を持った材料を用いる以外にも対策がある。HMA舗装については以下のような設計が考えられる：
q路肩まで含めて同じ表層とする。
w路床と安定処理路盤の間に粒状路盤を施工する。

舗装

路肩

盛土
織布系の
不透水層

透水路盤
不透水層
路床

排水溝

図−12 排水設備を持たない透水路盤

e舗装の下に適切な排水溝を設置する。
6. 2. 4 表面下排水（subsurface drainage）による自由な水分の排除

路肩

舗装

次の３つの排水システムが考えられる：表面排水，地下水の排水，路盤排水。
6. 3 路盤排水の種類
種類としては，縦断方向の側方排水に開粒の排水層を設置することから密粒路盤を側面に出すだけのもの

エロージョンしない上層路盤

路床

排水パイプ

法について述べる。
盤

不透水性の
ふた

粒状下層路盤など，さまざまなものがある。よく用いられている方
6. 3. 1 タイプ1a：側方排水パイプを設置した透水路

透水性材料
を用いた埋
め戻し

ジオテキスタイル

図−13 側方排水パイプを持つ水に強い路盤

この方法は，図−11に示すように，透水路盤層，不透水層，側方排水パイプ，排水口，ヘッドウォール，

舗装

路肩

側溝やストームドレーンからなる。
6. 3. 2 タイプ1b：排水施設を持たない透水路盤
この設計は，図−12に示されるように，透水路盤が側面に出ており，路盤の水は直接排水溝に流される。
この排水システムは縦断方向の勾配が無いときに用いられる。

エロージョンしない
上層路盤

ポーラス
コンクリート

粒状下層路盤路床

6. 3. 3 タイプ2a：側方パイプを持つ水に強い路盤路盤がLCBのように水に強い路盤の場合には，縦断方向の側方排水パイプを設置するとよい。図−13のよ
うに開粒の埋め戻し土でパイプを覆う。
22

排水パイプ
ジオテキスタイル

図−14 ポーラスコンクリート路肩を持つ水に強い路盤
ASPHALT6. 3. 5 タイプ3：側面が外に出ている密粒度の粒状すことによって縁部応力やたわみを減少させ，危険な縁部の片落ちを防ぐ。レーンマークから２ft程度広く

路盤
この設計は，DGABの側面が外に出ており，直接排することが勧められる。その場合凹凸のついたレーン

水溝につながっている。

マークが望ましい。

6. 4 路盤排水の設計

6. 6 路肩の構造設計

以下のような段階を経て設計を行う。これによって，
M-E pdgによる構造的破損を評価する際に，排水システムの利点を活かしたを用意することができる。

ここではアスファルト路肩のみ説明する。
6. 6. 1 交通荷重
路肩舗装の厚さは，そこに作用するであろう交通荷第１段階：排水システムのニーズ

重の大きさや頻度に基づいて決定されなければならな

第２段階：排水システムの代替案の選択い。しかしその予測には大きな変動が伴う。トラック

通常あるいは高強度HMA舗装の進入，維持修繕時の車道としての使用，路肩の車線

フルデプスHMA舗装への組み込みなどは，路肩舗装のパフォーマンスに大目地付き無筋コンクリート舗装

きく影響する。夜間の大型トラックの駐車による静止

連続鉄筋コンクリート舗装

荷重も考慮しなくてはならない。過去の同様の路肩の第３段階：水理設計
透水路盤の水理設計
不透水層の設計
側方排水設計
第４段階：排水設備を持つ舗装断面の決定

パフォーマンスを考慮して設計すべきである。
6. 6. 2 一般的に考慮すべきこと
q路肩は，維持管理を容易にするために，車線と同じ材料で建設する。
w幹線道路においては，路盤の種類や厚さは車線と第５段階：構造解析の実行

同様とする。コンクリート路肩の場合，水が縦目

さらに，すでにある排水設備の維持管理をどのよう地に溜まらないように勾配をつけることが大切でに実施するかについてのガイドラインも与えられていある。材料が異なる場所は支持力が変化するためる。

に問題が生ずる場合が多い。路盤材料は，適当に

6. 5 路肩の幾何構造

日に曝して水はけを良くしておく。凍上しやすい

広く舗装された路肩は，停車する車両を車線から分離する領域であり，交通量の多い道路には欠かせない施設である。すべての州際道路には，外側では幅10ft，

場所では，その対策を講じておく。
e排水能力が小さい200番ふるい６％以上の粒状路
盤はさけるべきである。

内側では幅４ftの舗装された路肩が義務づけられていr大型車交通量の多い郊外の高速道路においては，る。路肩では，全天候性で十分な構造を有していなく

路肩は本車線と同じ荷重支持力をもった舗装構造てはならない。交通量の少ない道路では，草地の路肩にしておく。これによって，建設が経済的になり，が許されている。

水の滞留を防ぐ。また維持作業時や緊急時に一時駐車帯としての機能のほかに，車線舗装に対する縦的な車線として使用できる。

方向の支持を与え，作業場所や平面曲線の視距にもな

t路肩に停車するトラックの数を設計において考慮る。路肩の幅は，２ftから幹線道路の12ftまである。

すべきである。このような停車は夜間のインター

推奨幅は「道路および街路の構造設計」に記載されてチェンジのランプに多く，このような荷重を考慮いる。

していない路肩に深刻な損傷をもたらす。アス

路肩は車線と同一平面内にあり，適切な排水勾配を有する。アスファルトおよびコンクリートで舗装された路肩の横断勾配は２〜６％，砂利の場合は４〜６％，
草地の場合は８％である。推奨勾配は「道路および街路の構造設計」に記載されている。

ファルト材料が路肩に用いられているときには，停止荷重を速度の遅い荷重に近似する。
6. 6. 3 アスファルト路肩
q本線と同じ舗装をしない場合，縁部荷重を軽減するために，本線の舗装を広げることを考えるべき車線と同様に舗装されていることが望ましいが，舗である。１ft程度広げることでも効果がある。

装していない場合，車線の幅を広くすることが勧めら

w郊外の高速道路や幹線道路以外では，本線より薄れる。広くなった車線は，荷重走行位置を縁部から離い舗装の路肩でも許される。路肩の舗装の厚さはVol. 48 No. 218（2005年）

23

LCCの評価と同じ条件化での過去の経験に基づく

y層材料と路床土の性質べきである。

u交通量と荷重i気候

e重交通道路には，プラント混合のアスファルト混oその他の因子（例えば，ユーティリティ，クリア

合物を用いることが勧められる。表面処理のみでランス等）

は荷重を支えきれず，かなりの維持作業が必要に

ここでは，舗装評価に用いる手順と，既設舗装の状なる。

態を評価し，推奨できる修繕の選択肢を設計するため
第７章 補修のための既設舗装の評価に必要な入力データの種類について述べる。
7. 2 評価のための準備

M-E pdgでは，既設舗装についてプロジェクトレベ

7. 2. 1 評価項目

ルの評価，データ収集の手引き，総合的状態評価と問題点の提示の仕方について詳細な説明がある。舗装を総合的な舗装の状態を評価し，問題点を説明できる

維持管理の意思決定の手順として，１）修繕のためのようにするためには，次のような項目が考えられる。

既設舗装の評価，２）補修代替案の作成，３）ライフq構造的適性（荷重に関連）

サイクルコストの分析，があり，本章はその中の既設

w機能的適性（ユーザに関連）舗装の評価の位置づけにある。

e路盤排水機能

既設舗装を評価するに当たり，a）必要なデータとr材料の耐久性その収集の仕方，b）評価する項目，c）各項目を評価

t路肩の状態するのに必要なデータ，d）各評価項目について損傷

y過去に実施された補修管理作業の範囲の種類とレベル，を求めている。その結果を用いて総uプロジェクト内部における舗装の状態あるいはパフォーマンスのばらつき

合的に評価することと，問題点がある場合について，

iその他の制約（例えば，橋下と横方向のクリアラ

その問題の程度と問題が発生した原因についても明らかになり，最後にデータ分析し，明らかになったこと

ンスおよび交通規制）に基づき，作成する報告書に盛り込む内容について説7. 3 データ収集の手引き明している。

7. 3. 1 データの分類
図−15は収集した色々な種類のデータの時系列を示

7. 1 はじめに修繕を実施するまでのプロセスは，第１段階で，必している。舗装評価の前に収集されたデータは，デー

要なデータを収集，分析する。第２段階で，修繕の選

タの種類にかかわらず履歴データである。目視調査，択肢を立案し，予備設計を行う。第３段階で，費用分

非破壊および破壊試験のような舗装評価時に収集され析を行い、且つ色々な制約条件を考慮して最適な修繕たデータはベンチマークデータとして区別する。また，設計を決定する。ライフサイクルコストを考慮した信履歴データは，インベントリデータとモニタリング

頼できる費用効果の高い修繕プロジェクトを立案するデータで構成されている。これらのデータの質は舗装ために，既設舗装から重要なデータを如何に収集し詳の評価に大きく影響する。

細に分析するかが必要である。そのようなデータは，次のように分類されている。
q車線の舗装の状態（例えば，損傷，平たん性，路面摩擦，たわみ等）
w路肩の状態e維持管理作業の履歴

設計，
建設段階

供用開始

目録作成
・設計上の特徴
・原位置特性・建設パラメータ

供用中舗装

モニタリングデータ
・目視による損傷（マニュアルあるいは自動）・NDT（たわみ，プロ
ファイル，GPR）
・交通

舗装評価

補修段階

ベンチマークデータ
・設計上の特徴
・原位置特性・建設パラメータ

r舗装設計上の特徴（例えば，層厚，路肩の種類，目地間隔，車
線幅等）
t幾何設計上の特性
24

履歴データ

図−15 データ獲得の流れ
ASPHALT

８に整理した。これらのデータを用いて対象プロジェ

7. 3. 2 総合状態評価に必要なデータ
使用するデータは，その情報源と信頼度によりレベクトを類似した区間に分類する。分類法は理想的方法

ル１からレベル３まで３段階に分類されている。舗装とたわみの累積差法などがある。理想的方法とは，１）の評価項目ごとに対応する因子とデータレベルを表−

舗装の種類，２）建設履歴の違い（補修と主要な維持管

表−８ 舗装評価のための入力レベルの定義
因 子

項目

荷重に関連する損傷

データのレベル１

２

３

プロジェクト全体の50〜100％ プロジェクト全体の10〜50％を プロジェクト全体の車上からの
を目視調査
目視調査
調査

非破壊試験（NDT：たわみ試
験）
構
造
的
適
性

機
能
的
評
価

履歴データの利用あるいはプロ
プロジェクトに沿って500ft以下 プロジェクトに沿って500ft以上
ジェクトに添って選択した場所の間隔でNDTを実施の間隔でNDTを実施
で限定的にNDTを実施
非破壊試験（プロファイル試
験）
非破壊試験（GPR試験）

破壊試験（コア採取，DCP）

履歴データを用いるかプロジェ
プロジェクトに沿って2000ft以 プロジェクトに沿って2000ft以
クトに沿って限定的にコアを採下の間隔でコアを採取上の間隔でコアを採取
取維持管理データ

履歴データと目視調査

履歴データ

履歴データ

非破壊試験（プロファイル試 プロジェクト全体にわたり試験 プロジェクト内の選択した区間 履歴データを使用する（舗装維を実施する
で試験を実施する験）−IRI
持管理データ）
非破壊試験（摩擦試験）−FN

プロジェクト全体にわたり試験 プロジェクト内の選択した区間 履歴データを使用する（舗装維を実施する
で試験を実施する
持管理データ）M-E pdgの気候の部分を参照

気候データ
水分に関連する損傷

プロジェクト全体を，100％排 プロジェクトのサンプル区間の プロジェクト全体の車上からの水調査を実施100％排水調査を実施
調査

水分による損傷加速の兆候

プロジェクト全体を，100％排 プロジェクトのサンプル区間の プロジェクト全体の車上からの水調査を実施100％排水調査を実施
調査

路盤排水施設の状態

プロジェクト全体を，100％排 プロジェクトのサンプル区間の プロジェクト全体の車上からの水調査を実施100％排水調査を実施
調査

表面排水施設の状態

プロジェクト全体を，100％排 プロジェクトのサンプル区間の プロジェクト全体の車上からの水調査を実施100％排水調査を実施
調査

材
料
耐
久
性

耐久性に関連する表層の損傷

プロジェクト全体を，100％排 プロジェクトのサンプル区間の プロジェクト全体の車上からの水調査を実施100％排水調査を実施
調査

路
肩表面状態（損傷と目地）

プ
ロ
ジ
ェ
ク
ト
内
の
変
動

変動してそうな範囲とその範 プロジェクト全体を100％調査※
囲の状態を明らかにする

その他

交通容量と幾何形状

プロジェクト全体を100％目視 プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の車上からのプル区間の100％目視調査
調査
調査

迂回路が存在？

プロジェクト全体を100％目視 プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の車上からのプル区間の100％目視調査
調査
調査

交通規制せずに建設可能？

プロジェクト全体を100％目視 プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の車上からのプル区間の100％目視調査
調査
調査

オフピーク時に建設可能か？

プロジェクト全体を100％目視 プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の車上からのプル区間の100％目視調査
調査
調査

橋下のクリアランスの問題

プロジェクト全体の中にあるす プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の中にある橋
プル区間の100％目視調査の車上からの調査
べての橋を100％目視調査

横方向の障害の有無

プロジェクト全体を100％目視 プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の車上からのプル区間の100％目視調査
調査
調査

公共施設の問題

プロジェクト全体を100％目視 プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の車上からのプル区間の100％目視調査
調査
調査

路
盤
排
水

制
約

履歴データの利用あるいはプロ
路盤の状態（侵食あるいはス プロジェクトに沿って50ftごと プロジェクトに沿って500ftごとジェクトに沿って限定的に試験に試験を実施トリッピング）あるいは汚染 に試験を実施
を実施
プロジェクト全体を100％目視 プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の車上からの調査
プル区間の100％目視調査
調査

プロジェクト内で選択したサン プロジェクト全体の車上からのプル区間の100％目視調査
調査※関連するすべての調査（例えば，目視，排水等）。レベル１，２は典型的にベンチマークデータであり，レベル３は完璧な調査から得られたベンチマークデータと履歴データの限られた形式からなっている。

Vol. 48 No. 218（2005年）

25

理を含む），３）舗装断面の違い（層材料の種類と厚さ），であり，指標であると広く考えられている。路面の平４）路床の種類と支持性能の違い，５）過去および将たん性は，また車両の走行費用や安全性にも大きく影

来の交通量の違い，６）平たん性や破損レベルのよう響する。平たん性は路面の偏差を定量化する指標である。

な舗装状態の違い，などを考慮して図−16のように対平たん性は乗心地あるいはラフネスとも呼ばれてい象プロジェクトを分割して解析区間を選定する。評価る。舗装の測定したプロファイルを定量化する指標とは舗装状態における車線ごとの変動を含む必要がある。

して，プロファイルインデックス（PI），メイのラフ

7. 3. 3 破損調査

ネスインデックス，インターナショナルラフネスイン
デックス（IRI）などいくつかの指標がある。

実行可能な補修選択肢の決定に必要となる重要なイ

7. 3. 5 路面摩擦

ンプットは舗装の状態である。目視調査で損傷の種類，
損傷程度と損傷量を把握する必要がある。特定の状態

舗装の表面摩擦は，舗装上の自動車のタイヤが滑動において人力による調査，自動化された調査，記録写するのに対して抵抗する力の尺度になるので，高速道

真，そして低空航空写真などすべて用いて，舗装の状路での自動車の安全性の指標と考えられている。摩擦態を決定するのに必要なデータを経済的に収集する。

抵抗は，タイヤが回転を妨げられ舗装表面に沿って滑長期的展望から経済的に維持管理していくためには，動するとき，発生する力である。摩擦抵抗は，しばし徹底的に調査することが重要である。

ば舗装の特性と考えられているが，実際は舗装表面特性と自動車のタイヤの両方の特性である。

目視調査の収集法として，古くから手動調査が用いられてきたが，現在特別仕様の計測車を用いた自動調

多くの道路局で異なる試験法を用いて摩擦抵抗を測査に移行する過程にある。表−９にアスファルト舗装

定し，報告がなされている。これらの中で最も良く用に関して破損の種類と原因を整理した。

いられる摩擦抵抗は，摩擦係数（μ），スキッドナン

7. 3. 4 平たん性測定／データ

バー（SN），フリクションナンバー（FN），英国ペン
ドラムナンバー（BPN）とインターナショナルフリク

舗装の平たん性は，道路ユーザに最も明らかなパラ

ションインデックス（IFI）がある。

メータであるので，舗装パフォーマンスの重要な尺度

Project Length
Factors
R（Rigid）

Pavement TypeConstruction History

OL（Overlay）

PCC/GB

１

Final Units

１

２

２

AC/ATB

Soil Type（ST2）Traffic Level（T1）Overlay Traffic

OR（Original）

AC/PATB

Soil Type（ST1）

Subgrade

区間番号

REC（Reconstruction）

PCC/AC/ATB

Cross Section

F（Flexible）

３

３

Traffic Level（T2）

４

５

４

６

５

６

Pavement type

Rigid

Rigid

Rigid

Flexible

Flexible

Flexible

工事歴

Overlay

Reconstruction

Reconstruction

Reconstruction

Reconstruction

Original

Cross section

PCC/AC/ATB

PCC/GB

PCC/GB

AC/PATB

AC/PATB

AC/ATB

Subgrade

ST1

ST1

ST2

ST2

ST2

ST2

Traffic

TL1

TL1

TL1

TL1

TL2

TL2

図−16 区間分割の理想的な方法
26

ASPHALT表−９ アスファルト舗装とコンポジット舗装の損傷の一般的分類
一般的損傷

主な原因

損傷の種類※１，２，３
荷重

疲労ひび割れ

縦方向ひび割れ（わだち） 荷重
ひび割れ

表面の変形
表面の欠陥
その他の損傷パッチングとポットホール

リフレクションクラック

荷重，材料，気候，建設

横断方向ひび割れ

材料，気候

ブロックひび割れ

材料，気候，建設

わだち掘れ

荷重，材料

ショビング

荷重

ラベリング

材料，気候，建設

ブリーヂング

材料，気候，建設

車線と路肩の段差

材料，気候，建設

ポンピング

荷重，材料，気候，建設

パッチの悪化荷重，材料，気候，建設

ポットホール

荷重※１．リストにある損傷の種類の程度は，気候条件が厳しく，排水が悪いため，悪化が起こりやすい典型的な条件であることに注意しよう。
※２．リストにあるほとんどの損傷は平たん性と表面のすべり抵抗で特徴づける舗装の機能に影響する。
※３．リフレクションクラックやわだち掘れのような損傷は原因がたくさんある。

7. 3. 6 排水調査
排水調査は，ポンピング，D-クラッキング，目地劣化，段差，隅角部破損のような舗装構造内部の水分にである。どのデータ収集過程でもいくつかの特に重要なパラメータがある。それらは次のようなパラメータである。

より発生，または加速するような水分に関連する損傷

q原位置材料特性（例えば，弾性係数，強度）を明らかにすることを意図している。さらに，排水調w層厚査は，また特異な霜柱と春先の解氷を含む凍結とそのe層材料の種類

後の融解による舗装の損傷が明らかになる。

r一般的状態と材料の耐久性を調べるためコアの試

7. 3. 7 非破壊試験

験

舗装の評価のため数種類のNDTシステムを利用で破壊試験において重要なことは，採取したコア試料

きる。これらのシステムや方法は試験装置で計測できの強度試験を行うことと層の厚さと材料の種類を決定

る舗装の特性により分類できる。

あるいは確認することである。

q舗装構造の応答−たわみ試験（FWD）
w層厚と舗装欠陥の検出−地盤探査レーダ試験

7. 4 総合的状態評価と問題定義
本節では舗装の総合的状態を評価し，その重要な問（GPR）

題点を明らかにするための指針を示している。

e材料の弾性応答と材料の欠陥検出−表面波試験

7. 4. 1 構造的適性（SASW），インパクトエコー（I-E）試験，インパルス応答（I-R）試験

舗装の構造的適性は，現在の構造的適性と将来の構造適性がある。現在の構造的適性とは舗装劣化の現在

FWD，SASW，I-E，I-R試験は，静止して計測するのレベルと担当機関が構造的破壊と見なしている劣化

ため交通規制が必要となるのが欠点である。これに対レベルのとの差で判断する。構造的破壊のレベルに達してGPRは高速で走行しながら計測できる。最も広くしていない舗装は，構造的に適していると考えること用いられているたわみ試験装置は衝撃荷重装置（例えができる。将来の構造的適性とは，その舗装が予測さば，FWD）である。

れる交通荷重に耐える余力があることを意味している。

7. 3. 8 破壊試験

目視調査から損傷の種類と損傷のレベルと現時点の歴史的に破壊試験と非破壊試験は組み合わせて舗装

アスファルト舗装の構造的適性を表−10から判断できの強度とパフォーマンスを評価（既設舗装の状態評価）

る。また，舗装を構成する各層の弾性係数あるいはレするために用いられてきた。特定のプロジェクトに関ジリエント係数はおおよその範囲が決められているのしデータ収集の範囲を決定し，不必要な情報の収集をで，非破壊試験の結果がこの範囲の値を下回れば何か避けて費用を最小限に止めることはエンジニアの責任問題があることを示唆している。

Vol. 48 No. 218（2005年）

27

表−10 現在のアスファルト舗装の構造的適性を評価するための損傷の種類とレベル
損傷の種類
疲労ひび割れ，わだち付近の百分率

わだちの縦方向ひび割れ，ft/mi

リフレクションクラック，ひび割れ幅，in

横断方向ひび割れ，間隔，ft

わだち掘れ，両わだちでの平均深さ，in
ショビング，わだち付近の百
分率

道路の分類

損傷レベル区分
不 適

やや不適

適 切

高速道路

＞20

5〜20

＜5

主要道路

＞45

10〜45

＜10

地方道路

＞45

10〜45

＜10

高速道路

＞1060

265〜1060

＜265

主要道路

＞2650

530〜2650

＜530

地方道路

＞2650

530〜2650

＜530

高速道路

＞0.5

0.25〜0.5

＜0.25

主要道路

＞0.75

0.5〜0.75

＜0.5

地方道路

＞0.75

0.5〜0.75

＜0.5

高速道路

＜100

100〜200

＞200

主要道路

＜60

60 〜120

＞120

地方道路

＜60

60 〜120

＞120

高速道路

＞0.4

0.25〜0.4

＜0.25

主要道路

＞0.6

0.35〜0.6

＜0.35

地方道路

＞0.8

0.4 〜0.8

＜0.4

高速道路

＞10

1〜10

None

主要道路

＞20

10〜20

＜10

地方道路

＞45

20〜45

＜20

7. 4. 2 機能的適性
機能的適性の主要な尺度は平たん性とすべり抵抗である。本章の最初で述べたように平たん性は乗り心地や走行可能性と同意である。M-E pdgではIRIを舗装

あるいはNo.200のふるいを通過する材料が多く含まれているとき，舗装の下層や中間層で水分が閉じ込められたため起こる。
wラベリング−閉め固めが十分でないため，寒くての平たん性指標として用いている。

湿度の高い環境で建設されたため，汚れた骨材を

7. 4. 3 適切な排水性使用したため，不適切なアスファルトセメント

ここで述べる排水性能とは外的要因と内的要因の機

ドライ ミックスとの配合，あるいは建設時AC能がある。外的排水要因とは，舗装への水分供給を調ミックスの温度を上げすぎたためにより起こる

節する，周囲の気候的条件である。年降水量の多い地

AC材の分離。

域，集中豪雨の降る地域，季節によりかなりの降雨のeブリーヂング−配合でアスファルト量が多すぎ，ある地域，凍結-融解のある地域は一般に排水に対し空隙が少なかったり，プライムコートやタックて特別な配慮が必要である。内的排水因子は，舗装シ

コートの量が多すぎることにより起こる。

ステムの水分作用に影響する道路の設計特性である。
排水特性が原因の損傷は，舗装表面の損傷や既存排r非拘束の上層路盤や下層路盤が路床からの細粒土が混入しているとき。

水施設にある欠陥で確認できる。既設舗装の設計と建舗装材料の耐久性は目視調査とコア採取から得られ設記録を収集し，評価することに加えて，排水の適切る情報を用いて評価できる。表−11は，観察された耐な評価は目視による損傷調査と排水調査を行い，それ久性に関連する損傷の種類とレベルに基づき，材料のぞれの結果を詳細に分析する。

耐久性が注意を喚起すべき問題があるかどうかを判断

7. 4. 4 材料の耐久性する指針を示している。

材料の耐久性問題は舗装材料と周辺環境との間で起7. 4. 5 維持管理への適用

こる有害な化学的あるいは物理的作用の結果である。

目視調査と地域の維持管理者との討議により，過去

アスファルト舗装に発生する問題とその原因は以下の舗装の維持管理が限界を超えているかどうかを決定の通りである：

するのに必要な情報を得られる。

q舗装のショビング（膨張），ブリーヂング，わだ

３種類の高速道路クラスに関して，舗装構造条件がち掘れで確認できる水分による損傷（剥離）−ア

どの維持管理レベルがやや不適や不適に低下すると思スファルト混合物の空隙率が高く密度が低いとき，

われるかについてのM-E pdgの提案が示されている。

28

ASPHALT表−11 アスファルト舗装およびコンポジット舗装の材料の耐久性を評価するために推奨される損傷と種類とレベル
耐久性に関連する損傷

損傷レベル区分

道路の分類

ラベリング，全面積の百分率

わだち掘れ，両わだちでの平均深さ，aショビング，両わだち面積の百分率
ブロックひび割れ，ひび割れ
幅，aブリージング，両わだち面積
の百分率

不 適

やや不適

適 切

高速道路

粗骨材の消失−細骨材の消失

主要道路

＞50

10〜50

＜10

地方道路

＞100

45〜100

＜45

高速道路

＞10

6〜10

＜6

主要道路

＞13

9〜13

＜9

地方道路

＞20

10〜20

＜10

高速道路

＞10

1〜10

なし

主要道路

＞20

10〜20

＜10

地方道路

＞45

20〜45

＜20

高速道路

見かけられる

−

なし

主要道路

＞6

−

＜6

地方道路

＞6

−

＜6

高速道路

＞10

5〜10

＜5

主要道路

＞25

10〜25

＜10

地方道路

＞50

20〜50

＜20

すべて

分離あるいはストリッピン
グのため大部分のコアの採取が不可能，路肩へ細粒土のパンピングが観察される

分離あるいはストリッピン
グのため採取ができないコアがある.路肩へ細粒土のパンピングが観察されるコアはほとんどすべて健全な状態である。舗装の下からの細粒土のパンピングは見当たらないストリッピング（安定処理された路盤／下層路盤）
粒状材路盤の汚染

すべて

7. 4. 6 路肩の適性
既設路肩の設計および状態は舗装の総合的評価を行

路床細粒土が粒状上層路盤／下層路盤に混入

第８章 アスファルト舗装の設計
8. 1 はじめにうとき考慮されるべきである。なぜなら，計画された

M-E pdgに示されている設計法は，深さ方向に材料

補修は，路肩を構成する材料（AC，PCC，粒状）のの品質が低下する一般的層構造のものと，安定処理層

種類と存在する損傷の種類に依存しているからである。

間に未処理の粒状層があるサンドウィッチ構造，フル

路肩の適性を評価するのに必要な状態の情報には，少デプスなど，全てのアスファルト舗装に対応している。

なくとも，目視損傷調査のデータを含んでいるべきでまた，この設計法は，一般的な密粒度加熱アスファル

ある。NDTデータがあると，路肩が将来トラック荷ト（HMA）混合物を用いた舗装を設計する際に最も重の作用を受けることが予測されるとき，特に有益で適合するものであるが，砕石マスチックアスファルト

ある。

（SMA）混合物，ポリマーで改質されたアスファルト

7. 4. 7 プロジェクト内の変動（PMA）混合物，リサイクル材を含んだアスファルト

プロジェクト内のばらつきの形には下記のようなものがある。
qプロジェクト全体にわたる状態のばらつき
w状態に関する車線と車線の間のばらつき（車線間でトラック交通量の典型的な違いのための貴重な観察）
e交差点やインターチェンジで起こるばらつき（低速走行するトラックによる）
r橋の前後付近で起こるばらつき（沈下，プッシン
グ，過剰な目地開口幅による）（RAP）混合物にも適用可能である。
8. 2 設計の手順
設計手順の概略は図−17に示す通りで，データ入力，解析，計画の選定からなる。
8. 2. 1 データ入力
データ入力では，設計対象地における地盤支持力，
アスファルトコンクリートや他の舗装構成材料の特性，
交通荷重，気象，舗装構成，設計・施工特性などの数値データを入力する。なお，このM-E pdgで示されている設計方法は，ウェブページ上からダウンロードで

t切土，盛土区間のばらつき

きる設計プログラムの使用を前提としており，入力す異なる状態の区間を線引きし，その結果を広範囲のべきデータ群はかなり詳細な項目に分かれている。ま設計および建設データと比較することにより，ばらつ

た，設計期間内おける舗装のパフォーマンス規定値

きの原因を明らかにすることができる。

（許容値）を設定し，その規定値に対して要求する信Vol. 48 No. 218（2005年）

29

交通条件

地盤条件

気象条件

材料条件
入力
解析

設計案の修正設計案

f 低温クラックアスファルト混合物の極端な収縮によって横断方向に一定間隔で発生するひび割れで，一般的な許容値はオーダーで1,000ft/mile程度。
g 永久変形（わだち掘れ）
表層から路床までの全層の永久変形の総和として求舗装解析モデルNo

められるもので，一般的な許容値は0.3〜0.5inch程度。

設計基準を
満足してい
るか？

損傷累積

舗装破損モデルh 平たん性
平たん性の評価指標として，国際ラフネス指数

Yes（IRI）が用いられる。IRIはa〜gの破損形態の進行
施工性

設計代替案

ライフサイクル解析に伴って増加することになる。一般的にIRIの初期値
は50〜100inch/mileで，終局の値（設計期間の終了時）

最終設計案の選定
最終設計案

は150〜250inch/mileの範囲となる。
何れの予測値も個別に信頼性の検討を行うが，レベ

図−17 たわみ性舗装の設計手順の全体図

ルの設定は任意である。例えば，信頼性90％というのは，設計者が100の設計を行った場合，そのうち90のプ

頼性のレベルを選択する。具体的には，わだち掘れ，

ロジェクトでの予測値が限界値を超えないことを意味

疲労ひび割れ，低温ひび割れ，平たん性に対する許容している。なお，この設計ガイドで示されているa〜

可能な信頼性を選択する。更に，設計期間全体を通しhのパフォーマンスモデルは，フィールドデータによて必要となる交通条件，材料条件および気象条件の季るキャリブレーションが行われている。そのため，パ

節変動も入力する。

フォーマンスモデルの予測値の信頼性は50％となる。

データ入力に際して，設計者はプロジェクトの重要

また，a〜hの予測値は各々のパフォーマンス基準

度，入力データの得やすさなどから，入力データのレを満たすのは勿論であるが，最終的に平たん性がパベルを選定することになる。入力データレベルは，レフォーマンス基準を満たさなかった場合には，設計条

ベル１〜レベル３の３段階になっており，レベル１は件を修正し，その基準を満たすまでa〜hの解析を繰

プロジェクトサイトでの試験・調査結果，レベル２はり返す必要がある。

統計データ，レベル３は地域毎の既定値を用いること

8. 2. 3 応答解析方法になる。つまり，入力データの質は次のようになる。
8. 2. 2 解析の概要

わだち掘れや疲労ひび割れを予測するためには，交通荷重や環境要因の変化に伴う舗装の応答を求める必

解析には，破損形態の予測と平たん性の予測の２つ要がある。M-E pdgでは，舗装の応答解析に多層弾性の段階がある。破損形態予測には次の５項目があり，理論（Multi Layer Elastic Theory：MLET）の解析プ

これらの破損形態が進行した場合には平たん性に影響

ログラム「JULEA」と有限要素法による解析プログを及ぼすため，破損形態の解析の後に平たん性の検討

ラム「DSC2D」を用いる。なお，「JULEA」は線形弾が行われることになる。

性問題のみに利用し，「DSC2D」は非線形弾性問題を

a 底面の疲労ひび割れ解くために利用する。

車輪通過位置の亀甲状ひび割れ（Alligator crack）

応答解析を行う際に必要となる入力パラメータには，によって明らかになるひび割れで，一般的な許容値は，層厚，各季節における深さ方向の温度分布，各季節に車線の面積に対して25〜50％程度。

おける深さ方向の水分分布，弾性特性値，非線形特性

s 表面の疲労ひび割れ

値，荷重スペクトル（車両タイプと荷重の頻度），タ

車輪走行位置の縁部に発生する縦ひび割れで，一般

イヤの接地圧分布と接地面積，などがある。なお，深的な許容値は1,000ft/mile以下。

さ方向の温度分布および水分分布はEICMによって算d 化学的安定処理層の疲労ひび割れ出される。EICMによる１カ月間あるいは半月間の温a，sの疲労ひび割れを増長するもので，一般的な度解析結果は図−18に示すように正規分布となり，設設計損傷指数（Design Damage Index）は25％程度。

計に際しては20％毎に５段階の頻度分布に区切り，こ30

ASPHALTれをサブシーズンと称している。
解析にあたっては，舗装各層を幾つかの分割層に分ける。特筆すべき点は，表層の上部0.5インチ分が劣化

f（x）
20％

を受け，弾性係数（E*）が増加するとしている点であ20％る。JULEAあるいはDSC2Dでの深さ方向の解析ポイ

20％

20％

ントは次のようになっている。

20％

y=−1.2816
y=0
y=1.2816y=−0.5244 y=0.5244

疲労解析
図−18 ある解析期間における温度分布

q舗装表面（z=０）
w舗装表面から0.5インチ下方（z=0.5）
eアスファルト層，安定処理層下面
わだち掘れ解析q舗装構成層あるいは分割層の中間点
w路床表面
e路床表面から６インチ下方
また，解析では車輪通過位置分布を考慮し，図−19に示すように走行位置が変化したときの計算着目点のダメージを算出し，最もクリティカルな箇所を求めることになっている。なお，図−19では水平方向に５つの計算着目点を設定しているが，実際には11の着目点について計算を行う。
8. 2. 4 計画の選定
計画の選定は，疲労ひび割れ，わだち掘れ，平たん
性に関して，これらの項目の規定値を満足する舗装構造のうち，ライフサイクルコストが適正なものを選択することとなる。
8. 3 永久変形（わだち掘れ）の予測手法
永久変形（わだち掘れ）量は，式™3に示すように表層から路床までの全層の永久変形の総和として求められるものであるが，これが適応し得る範囲は図−20に示すとおりであり，塑性流動はこの限りではない。し図−19 車両走行位置分布を考慮した疲労解析

かし，実際にはHMA層のわだち掘れはHMA層上方の３〜５インチの範囲内で生じるものであるので，舗装に携わる技術者はこのことを認識しておく必要がある。
わだち掘れを引き起こすので，十分な締固め管理が必要になる。さらに，路床のわだち掘れが大きくなる場
合は，石灰やセメントによる安定処理や路床表面の排水を促すようにすれば良い。
わだち掘れを予測するための計算着目点は，１）各層（路盤層を数層に分割した場合には各分割層）の中Permanent Strain εp

また，HMA層および路盤層の締固め不足は，過度なPrimary

Secondary

Tertiary

Flow Point
予測モデルの適用範囲

心，２）路床表面，３）路床表面から６インチ下方である。

Load Repetitions
nsublayers

RD =∑ε ･ hipi

式™3

図−20 典型的な舗装材料の永久変形特性i= 1Vol. 48 No. 218（2005年）

31

ここに，
RD

p = 10

C0
β
1−
（109）

9

：分割層iの全塑性ひずみ：分割層iの厚さ

hi

a1 ･ E rb1
a9 ･ E rb9（［：舗装の永久変形量nsublayers：分割した層数
εpi

C0 = In）］［（ ） ］

アスファルト混合物層の永久変形は式™4により求めることができる。

1
β

Er
2555

WC = 51.712

8. 3. 1 アスファルト混合物の永久変形

式£0c

1
0.64

式£0d

−0.3586*GWT 0.1192

式£0e

ここに，
δa ：粒状路盤層の永久変形量（in）εp= βr1 ･ a1 ･ T a β ･ N a β
εr
2

r2

3

式™4

r3

βGB ：粒状路盤のキャリブレーション・ファクタ（=1.673）（=1.35）βSG ：路床のキャリブレーション・ファクタ

ここに，
εp ：繰返し載荷N回での累積塑性ひずみ（in/in）

εr ：回復ひずみ（in/in）

εr ：アスファルト混合物の回復ひずみ（配合割合，

εv ：平均回復ひずみ（in/in）

温度，載荷時間の関数）（in/in）

h ：層厚（in）

N ：繰返し載荷回数

WC ：含水比（％）

T ：温度（,）

Er ：レジリエントモジュラス（psi）

ai ：非線形回帰係数

GWT ：地下水位の深さ（ft）

βri：Field Calibration Factor

a1 = 0.15，b1 = 0.0，a9 = 20.0，b9 = 0.0

上式は，NCHRP 9-19： Superpave Models では

Tseng and Lyttonによると，路床材料の永久変形は

次のようになる。

式£1によって求められる。

εp= 10−3.15552 T 1.734 N 0.39937
εr

式™5

また， National Field Calibrated Model では，βr1= 0.509，βr2 = 0.9，βr3 = 1.2となり，以下の式が得ら

ε（p z）=（εp, z = 0）･ e−k ･ z
εp（z）：深さzでの鉛直方向の塑性ひずみ

εp, z =０ ：路床上面（z=０）での鉛直方向の塑性ひ

れている。

ずみ

εp
= k1 ･ 10−3.4488 T 1.5606 N 0.479244
εr

式™6

k1 =
（C1＋C2 ･ depth）･0.328196 depth

式™7aC1 =−0.1039 ･ h ac2 ＋2.4868 ･ hac−17.342

式™7bC2 = 0.0172 ･ h ac2 −1.7331 ･ hac＋27.428

式™7c

ここに，
hac ：アスファルト層の厚さ

z：路床上面からの深さk：回帰式によって得られる材料定数

また，式£2より次式が得られるので，これによって
z=０，z=６インチの塑性ひずみを求める。
ε0
εr

（ ）

εp =

( )･ε

−

･e

p β
n

式£2

V

式£1から６インチ下方の塑性ひずみを求めると，depth：計算ポイント（分割層の中心）までの深さ
8. 3. 2 粒状路盤・路床の永久変形

ε（p 6）=εp, z = 6 =εp, z = 0･e−6k式£3であるので，両辺の自然対数をとると，定数kは次

粒状路盤および路床の永久変形推定式を式™8，™9に示す。

のように求めることができる。
Inεp, z = 6 = Inεp, z = 0−6k

ε0−･ e ( n ) εV ･ h
εr
p β

（ ）
（ ） ()

δ（
a N）
=βGB

式™8

p β

ε0
−
･ e n εV ･ hεr式™9logβ=−0.61119−0.017638 ･ WC

式£0a

a N）
=βSG
δ（

ε0
e（p）β･ a1 ･ E rb1＋e（p/10 ）β･ a9 ･ E rb9
=
εr
2

（ ）

log

式£1

ここに，

9

式£0b

εp, z = 0
1
1=
In∴k = （Inεp, z = 0−Inεp, z = 6）εp, z = 6
6
6

（ ）

式£4

殆どの場合，lnεp, z =６＜ lnεp, z =０であるが，場合によってはこれが逆転するため，k=0.000001を限界値として定めることで逆転時の問題をクリアしている。
また，式£1より求まる永久変形増分を路床表面から
ベッドロックまで（０〜hbedrock）積分すると，式£5の通り路床の永久変形量が求まる。

32

ASPHALThbedrockδ=∫ ε（z）･ dz =εp, z = 0p0∫

るため，HMA層を２層に分けて疲労抵抗を検討する

hbedrock0e−k ･ z ･ dz
式£5（=εp, z = 0 ･

1−ek−khbedrock）ためである。
8. 4. 1 疲労損傷解析
疲労損傷は，式£8に示すMiner則にしたがって算出
される。

ここに，

T

δ ：路床の永久変形量（in）

D=

hbedrock ：路床面からベッドロックまでの深さ（feet）
これらの予測モデルを用いた解析結果と実測結果の関係は図−21に示すとおりである。

ni

∑N
i= 1

式£8

i

ここに，
D ：疲労損傷

Predicted Total Rutting（in）

T ：区間数
1.2

ni ：区間iでの輪荷重の繰返し数

R2=0.399
N=387
Se=0.121
SSe=6.915

1
0.8

Ni ：niに対応した許容繰返し数
許容繰返し数Niとは，あるレベルの輪荷重が作用したとき，その輪荷重によって疲労破壊が生じる繰返し

0.6

回数のことであり，一般的には式£9に示す引張ひずみ0.4とアスファルト混合物のスティフネスの関数で表わさ
0.20

れる破壊規準式から求める。
0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Nf = C ･ k1 ･Average Measured Total Rutting（in）
Predicted vs Measured Total Rutting

Equality Line

図−21 全わだち掘れ量の予測値と実測値の関係

1
εt

k2

k3

1
E

（ ）（ ）

1.2

式£9

ここに，
Nf ：疲労ひび割れに至る繰返し回数
εt ：Critical Locationでの引張ひずみ

8. 3. 3 信頼性

E

任意の信頼性レベルのわだち掘れ量は以下の式で求めることができる。
RD_P =（√＋：スティフネス

k1〜k3 ：室内実験により得られる材料定数C：室内試験結果と現場での実現象を調整するための定数∑i （RDi）

式£6）

SeRDAC2＋SeRDGB2＋SeRDSG2 ･ Zp

いる。なお，hacはアスファルト層の厚さ（in.）であSeRDAC = 0.1587 RDAC 0.4579

式£7a

SeRDGB = 0.1169 RDGB式£7b0.5303SeRDSG = 0.1724 RDSG 0.5516

M-E pdgでは，底面ひび割れ，表面ひび割れの両モードの疲労ひび割れに対応した式¢0〜¢1を提案して

式£7c

ここに，
RD_P ：信頼性レベルPのわだち掘れ量（inch）
RDi ：平均入力値に基づいたわだち掘れ量の計算る。

ZP ：標準正規偏差（片側分布）
8. 4 アスファルト混合物層の疲労解析
疲労解析を行うための計算着目点は，１）舗装表面，

1
E

1.281

式¢0

・底面ひび割れ1
k1' =結果（信頼性50％に相当，inch）
SeRDi ：わだち掘れ量の標準誤差

1 3.9492ε1（ ）（ ）

Nf = 0.00432 ･ k1' ･ C ･

0.003602
0.000398＋
1＋e（11.02−3.49 ･ hac）

式¢1a・表面ひび割れ
1
k1' =
0.01＋

12.0

式¢1b

1＋e

（15.676−2.8186 ･ hac）

２）舗装表面から0.5インチ下，３）アスファルト混合

なお，式£9〜¢1によって求めた疲労損傷度Dと実際物層下面である。なお，１），２）は舗装の表面ひびのひび割れ発生状況との関係は，式¢2によって求める

割れの解析に必要な項目であるが，これは舗装表面かことができ，設計者がひび割れ発生状況を予測できる

ら0.5インチ分が劣化により硬化（弾性係数が増加）すようになっている。

Vol. 48 No. 218（2005年）

33

式¢2は米国内24州に設置された82のLTPP対象区間
での測定結果から求めたもので，図−22，図−23に示
すように，式¢2aは441個，式¢2bは408個の測定データが対象となっている。また，図−22，図−23からわかるように，疲労損傷度D = 1.0すなわちlog D（％）=

FC_P =（FCi＋SeFCi ･ Zp）

式¢3

／
／

12
SeFCbottom = 0.5＋ （1＋e1.308−2.949*logD）
SeFCtop = 200＋

式¢4a

2300
（1＋e1.072−2.1654*logD）

式¢4b2.0のときに，FCbottom = 50％，FCtop = 5280ft/mile = １

ここに，

mile/mileとなっている。

FC_P ：信頼性レベルPでのひび割れ予測値（％ or（（FCtop =

）（ ）

6000
1
･
1＋e（C ･ C '＋C ･ C ' ･ log （D*100）
60

式¢2a

1000
（
･ 10.56）
1＋e（7.0−3.5 ･ log （D*100）

式¢2bFCbottom =

1

1

2

10

2

10

）

ここに，

述のFCbottom or FCtop，％ or ft/mile）
SeFCi ：ひび割れFCiの標準誤差
Zp：平均値からのずれ（標準正規偏差，stan-

FCbottom ：車 線 内 に 占 め る 底 面 ひ び 割 れ の 割 合

dard normal deviate）（Alligator crackの面積割合，％）

8. 5 化学的安定処理（CSM）層の疲労解析
CSM層（Chemically Treated Base：CTB）の疲労：疲労損傷度D

C1〜C2'：係数（C1 = 1.0，C1' =−2*C2，C2 =1.0，C2'

することは難しい。CSM層の疲労ひび割れに関してはFCtop ：表面ひび割れの長さ（ft/mile）
Alligator Cracking（% of Total Lane Area）

ひび割れはCSM層下面から発生し，舗装表面から直接的に観察することはできないため，これを正確に把握−2.856=−2.40874−39.748*（１+hac））

以下のような条件が考えられる。
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

qHMA層直下にCSM層がある場合は，CSM層の疲
労ひび割れがHMA層に伝達し，舗装表面にひび割れが発生する。
wHMA層とCSM層の間に粒状層がある場合には，CSM層の疲労ひび割れがHMA層に及ぼす影響は無視し得る。
eCSM層の疲労損傷度は増加するため，CSM層の
-4

-3

-2

-1
0
1
log Damage（％）

2

弾性係数（ECSM）は低下し，HMA層の引張ひ3ずみが増大するため，結果としてHMA層の亀甲状ひび割れを促進することになる。

図−22 底面ひび割れと疲労損傷の関係
Longitudinal Cracking（ft/mile）

ft/mile）
FCi ：50％の信頼性を有するひび割れ予測値（前

10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

CSM材料の疲労挙動のモデルは幾つかあるが，M-E
pdgでは次の式を用いている。

Se=1242.25
Se/Sy=0.977

0.972 ･βc1−
log CTB_Damage =0.0825 ･βc2

式¢5

ここに，
CTB_Damage：CSM層の疲労損傷度（D = n / Nf）

-6

-4

-2
0
log Damage（％）

2

4

Nf

：CSM層の許容繰返し数σt：最大の交通荷重によってCSM層の下面に生じる引張応力※（psi），MR：
CSMの28日曲げ強度（psi）

図−23 表面ひび割れと疲労損傷の関係
βc1，βc2
8. 4. 2 信頼性
任意の信頼性レベルの疲労ひび割れ量は以下の式で求めることができる。
34

σt
MR

：現場調査に基づくキャリブレーショ
ンファクタ※：荷重作用位置，荷重の種類を変化させてクリ
ティカルなものを求める。
ASPHALTCSM層の疲労解析は，２〜４週間を一区切りとし

β1 ：現場キャリブレーションによって決定されて実施する。そのため，次の解析期間では，上述の通りCSM層の疲労損傷の増加に伴う層弾性係数（ECSM）の低下を考慮しなければならない。次の解析期間の層
弾性係数は以下の式によって求める。
ECSM（t）= ECSM（min）＋

N（z）：（z）に対する標準正規分布
σ ：舗装のひび割れ深さの対数の標準偏差
C

ECSM（max）−ECSM（min）
式¢6
1＋e（−4 + 14*D）：ひび割れ深さhac ：アスファルト舗装の層厚ある冷却サイクルによるひび割れ伝播の数は，ひび割れ伝播のParis則を用いて予測する。

ここに，

ΔC = AΔKn：CSMの疲労損傷度（10進法）

D

る回帰係数

式¢9

ECSM（t） ：疲労損傷度DでのCSM層弾性係数（psi）

ここに，

ECSM（max）：疲労損傷を受けていない状態でのCSM

ΔC ：冷却サイクルによるひび割れ深さの変化

層弾性係数の最大値（psi）

ΔK ：冷却サイクルによる応力強度要素の変化

ECSM（min）：全層破壊後のCSM層弾性係数の最小値

A，n ：アスファルト混合物の破断パラメータ
各パラメータは，アスファルト混合物のクリープコ（psi）
CSM層の疲労損傷度とCSM層のひび割れとを関連

14区間のカナダSHRP（C-SHRP），そして５区間の付ける経験式として以下の式がある。
C=

1000
1＋e 1−D

ンプライアンスから求められ，22区間のSHRP GPS，式¢7

MnROADで観察された低温ひび割れデータによってキャリブレーションされた。
8. 6. 2 低温ひび割れに対する構造的な応答モデル

ここに，
C：500フィートの舗装区間におけるCMS層のひび

加熱アスファルト混合物層の温度ひび割れの大きさを予測するには多くの要因が影響する。層厚のように，

割れ長さ
D：CSMの疲労損傷度（10進法）

ほとんどのパラメータは，設計期間を通して一定であ

また，現時点ではキャリブレーションファクタを決る一方で，季節や舗装の供用年数によって変化するも定し得るデータが無いことから，βc1=βc2=1.0を用いのがある。正確に温度解析結果を得るには，明らかにている。

異なる応力を生じるすべてのケースについて個別に評

8. 6 低温ひび割れ

価する必要があるが，M-E pdgでは，いくつかの仮定

M-E pdgに記載されている低温ひび割れモデルは，以前SHRP A-005で開発された方法を改良したものでを行って解析している。
8. 6. 3 低温ひび割れ予測手法
低温ひび割れは，以下のステップに沿って予測する。

ある。
オリジナルの低温ひび割れモデル（TCMODEL）とa 入力データの収集

ソフトウェアから，１）Superpave間接引張試験（IDT）

アスファルト混合物の間接引張モードの特性を用いからの生データをアスファルト混合物の粘弾性特性へる。解析レベルによって１または３温度条件（０℃，

変換する解析的技術の改良，２）更新された解析手法−10℃，−20℃）で試験を行う。全解析レベルで−と新しい現場データを反映したTCMODELの再キャリ

10℃における引張強度を求める。試験時間，アスファ

ブレーション，３）TCMODELアプローチの包括的なルト層厚そして温度収縮係数なども必要である。

説明書の作成，といった大規模な更新が行われた。

s クリープコンプライアンスのマスターカーブ開発
MASTERというデータ解析プログラムを用いて，

8. 6. 1 低温ひび割れモデル
舗装に発生が予想される横断ひび割れの数は，ひび

時間〜温度シフトファクタ（a T）を求め，Pronyと

割れ深さとひび割れ量（ひび割れ頻度）の関係から予Powerモデルフォームを使って統計的にクリープコン

測する。

プライアンスモデルにフィットさせ，クリープコンプ（

Cf =β1 * N

log C / hac
σ

）

ここに，
Cf ：発生した温度ひび割れの数
Vol. 48 No. 218（2005年）

式¢8

ライアンスマスターカーブを求める。
d 温度応力の予測
粘弾性変換理論を用いてコンプライアンスD（t）とアスファルト混合物の緩和モジュラスErを関係づける。
35

EICMモデルから得る温度データとこのパラメータか

IRI：IRIの予測値（m/d）

ら，アスファルト層内の任意の深さ，任意の時刻の温IRI0：IRIの初期値（m/d）

SF：サイトファクター（式∞0b参照）

度を予測することができる。
f 低温ひび割れ長さの成長計算

e age / 20−1 ：時間項（ageの単位は年）

応力強さ係数Kと混合物のクリープコンプライアン

COVRD ：わだち掘れ深さの変動係数（20％と仮定）

スと強度から得られる破断パラメータAとnを求め，（TCL）
T：横断方向の全ひび割れ長さ（m/d）

Paris則に基づいた破断メカニズムを用いてひび割れ（FC）T：車輪通過位置の疲労ひび割れ（％）

長の成長を計算する。

（BC）
T：ブロックひび割れ率（％）

g 温度ひび割れ長さの計算（LCSNWP）
MH ：車輪通過位置外側の縦ひび割れのシー

ひび割れ度（延長500フィートの舗装に発生した温度横断ひび割れの長さ）は，ひび割れ深さの確率分布とHMA層厚に対するひび割れ深さ比とひび割れ率の間の関係から予測する。
LTPPデータベースから22のGPS区間，カナダCSHRPから14区間，イリノイ州Peoriaの１区間，そしリング長さ（m/d）（RSD（）P075＋1）
（PI）
2*104

（

SF =

）

（

）

ここに，

てミネソタDOTからMnROADの５区間のデータを用

RSD ：月間降雨量の標準偏差（a）

いて，低温ひび割れモデルのキャリブレーションを実P075 ：0.075aふるいの通過質量百分率施した。キャリブレーションは，設計期間内の実際のPI ：土の塑性指数

舗装の温度履歴データと履歴データの平均に基づいた

FI ：年平均凍結指数（℃-days）

予測温度について評価することで行った。

P02 ：0.02aふるいの通過質量百分率

8. 6. 4 低温ひび割れを減少させるための設計の修正

式∞0b

In
（FI＋1）（P02＋1）［In（Rm＋1）］＋
10

Rm ：年平均降雨量（a）

低温ひび割れに関係する最も重要な要素は，混合物

この予測式を検証するのに用いられたデータ数はのスティフネスである。予測した温度ひび割れを減少

353個で，r2=0.620である。また，求められたIRIの信させるためには，混合物のスティフネスを小さくする

頼性は次式によって求められる。

ことによって設計を修正し，それを繰り返す必要があIRI_P = IRI＋STDIRI ･ ZPる。一般に，通常用いているよりも小さいPGグレー

IRI_P≦100%

ドを使用することで最も効果的に行うことができる。
もう一つ重要な要素は，アスファルト層厚である。

式∞1

ここに，
IRI_P ：信頼性レベルPでのIRI予測値（m/d）

温度ひび割れの予測モデルで用いられている力学モデ

IRI ：50％の信頼性を有するIRI予測値（m/d）

ルに基づくと，舗装厚が厚いほどひび割れが長くなり，

STDIRI ：IRIの標準誤差

深さ方向へ伝播していく。

Zp ：平均値からのずれ（標準正規偏差，stan-

8. 7 平たん性

dard normal deviate）

平たん性の予測モデルはHMAが敷設されている路

また，IRIの標準偏差は，次式で求められるIRIの分

盤条件（未処理，アスファルト安定処理，化学的安定

散の平方根を計算すれば求めることができる。（全て処理）によって異なっている。なお，予測モデルの項の項目は独立変数として扱う）

目には表面ひび割れ長さの解析結果は直接的に反映さ

Var［IRI］= Var［IRI0］

れておらず，「縦ひび割れのシーリング長さ」として

2＋（0.0367 ･ e age / 20−0.0367）
Var［SF］

入力するようになっていることに注意する必要がある。

＋1.05625×10−5 Var［
（FC）T］

8. 7. 1 未処理の粒状路盤上にある場合＋1.67445×10−5 Var［COVRD］［（

IRI = IRI0＋0.0463 SF e

age
20

）］

−1 ＋0.00119（TCL）
T＋0.1834（COVRD）＋0.00384（FC）T＋0.00736（BC）
T＋0.00115（LCSNWP）
MH
ここに，
36

＋1.1236×10

−6

式∞0a

式∞2

Var［
（TCL）
T］

＋4.9562×10−5 Var［
（BC）T］
＋2.4336×10−6 Var［（LCSNWP）
MH］
＋Se2
ここに，
Var
［］：分散を表わす記号
ASPHALT２
Se2 ：モデル全体の誤差の分散=0.15（m/d）

既設舗装の評価

8. 7. 2 アスファルト安定処理路盤上にある場合
IRI = IRI0＋0.0099947（age）＋0.0005183（FI）

補修戦略の選択1
T＋18.36＋0.9694（P）
H＋0.00235（FC）
（TCS）
H

［ ］

式∞3
構造・供用性解析

ここに，
（TCS）
H ：大きく開いた横断ひび割れの開きの平均値

補修戦略の決定（m，低温ひび割れモデルから求めるもの）
図−24 補修の設計の流れ（P）
H ：全車線面積に対するひび割れのパッチ面積率（％）
この予測式を検証するのに用いられたデータ数は評価については「第７章 評価」を参照するものとし，428個で，r =0.499である。また，求められたIRIの信以下では，補修戦略の選択・決定，および設計の解析

頼性は式∞1に よって求められ，同式中に用いられるについて述べる。

STDIRIは次式で求められるIRIの分散の平方根を計算す

9. 1 実行可能な補修戦略の選択・決定

2

れば求めることができる。

実行可能な補修戦略は，舗装の破損を特定してそれ

Var［IRI］= Var［IRI0］を補修し，再発防止や損傷を最小限にとどめるのに有＋3.047×10−5 Var［（FC）T］

効である。ここでは，既設のアスファルト舗装，コン

2

［

＋

］

−33.59
Var［
（TCS）
H］
2
H＋1）
（
（TCS）

式∞4

いて示す。
アスファルト舗装には，粒状路盤上の加熱アスファ＋S＋0.90802 Var［PH］

2e

ルト（HMA）舗装，安定処理路盤上のHMA舗装およ8. 7. 3 CSM路盤（CTB）上にある場合

びフルデプスHMA舗装が含まれる。コンクリート舗

IRI = IRI0＋0.00732（FC）
T＋0.07647（SDRD)＋0.0001449（TCL）
T＋0.00842
（BC）
T

式∞5

装には，目地ありポルトランドセメントコンクリート（PCC）舗装，目地あり鉄筋コンクリート舗装（JRCP）＋0.0002115（LCSNWP）
MH
SDRD = 0.665＋0.2126（RD）

クリート舗装およびコンポジット舗装の補修戦略につ

式∞6および連続鉄筋コンクリート舗装（CRCP）が含まれここに，る。また，既設舗装には，PCC上のHMA舗装，HMA

SDRD ：わだち掘れ深さの標準偏差（a）

舗装上のPCC，PCC上のPCCのようなコンポジット舗

RD ：平均わだち掘れ深さ（a）

装も含まれる。

この予測式を検証するのに用いられたデータ数は50

9. 1. 1 主要な補修戦略の概要

個で，r2=0.830である。また，求められたIRIの信頼性

補修戦略とは，補修のタイプ，補修量を明確にし，は式∞1によって求められ，同式中に用いられるSTDIRI

いつ補修すべきかというものであり，予想されるパは次式で求められるIRIの分散の平方根を計算すればフォーマンスとコストを十分に検討する必要がある。

求めることができる。

補修戦略には，以下の観点が求められる。

Var［IRI］= Var［IRI0］q構造的な条件（FC）T］＋5.358×10−5 Var［w機能的な条件＋5.848×10−3

Var［SDRD］＋2.0996×10−8 Var［
（TCL）
T］
＋7.0896×10−5e路盤排水条件
式∞7

Var［
（BC）
T］

＋4.473×10−8 Var［（LCSNWP）
MH］＋Se2

r材料の耐久性の条件
t路肩の状態
主要な補修戦略には，次のようなものがある。
q拡幅車線を要しない改築

第９章 補修w拡幅車線を要する改築

本章では，プロジェクトレベルでの実行可能な補修

e構造的オーバーレイ

戦略を決定するための方法について述べる。補修に関r非構造的オーバーレイ

する設計の流れは図−24のようになるが，既設舗装のtオーバーレイを伴わない補修

Vol. 48 No. 218（2005年）

37

a 拡幅車線を要する（要しない）改築
改築は，既存のアスファルト舗装，コンクリート舗
装およびコンポジット舗装に適用される。アスファル

排水管や排水口を，あるいは路肩の路盤に透水しやすい良質な材料を設置することである。
w路肩の修繕

ト舗装では，疲労ひび割れやわだち掘れ，はく離のよ

アスファルト舗装の路肩は，ひび割れや舗装端部

うな問題を抱えている道路等に適しおり，コンクリーにすき間が生じた場合に修繕が必要である。コンク

ト舗装では，ひび割れが多い舗装や路盤に問題がある

リート舗装の路肩においては，ひび割れや路肩舗装

場合，Dクラックが発生している舗装等に適している。

目地にポンピングの兆候が認められた場合に修繕が

s 構造的オーバーレイによる補修
構造的オーバーレイは，舗装を修復するために様々な措置を行うものであり，以下のように分類される。
qHMAによるオーバーレイ

必要となる。
9. 1. 2 既設舗装等の再生利用舗装構築に適用可能な廃棄物や副産物に関する知識を深めるために，FHWAの舗装構築における廃棄物

・既設のアスファルト舗装上

および副産物のユーザ・ガイドライン等が作られてい・既設のコンクリート舗装上またはコンポジット

る。それらには，回収されたHMACやPCCの再利用，舗装上（健全なPCCスラブ上）・破砕された（Rubblizing，Crack/Break andSeat）コンクリート舗装上
w既設PCC上のPCCによるオーバーレイ（付着／非付着型PCCオーバーレイ）
e既設HMACあるいはコンポジット舗装上のPCCによるオーバーレイd 非構造的オーバーレイによる補修

安定処理した材料やフライアッシュのような産業廃棄物について十分な情報が示されている。例えば，舗装関係から回収された材料を使用する場合の適用性を判定するための技術的評価に必要な条件，環境問題や経済的考慮等が示されており，既に舗装の各層に，廃棄物や副産物が再利用されている。
9. 1. 3 可能な戦略の選定方法与えられた舗装の状態に基づいて，実行可能な補修

非構造的オーバーレイは，既設のアスファルト舗装

戦略を構築するために必要な特定の措置を決定する場

あるいはコンクリート舗装の乗り心地や路面摩擦を改

合には，考慮すべき解析と技術者の判断が求められる。

善するために施され，それによって既設舗装の縦断の実行可能な補修戦略を展開するためには，図−25に示

小さな凸凹を修正し劣化等を抑制できる。一般に３in.

されたステップを用いる。

以下の厚さで施工され，既設舗装の交通荷重が少なく

a ステップ１〜４：既設舗装の状態・損傷原因の特

構造的に十分で，材料の耐久性の問題が影響しない場

定・明確化，および制約の特定合にのみ有効である。

舗装補修措置の選択プロセスのステップ１〜４では，

f オーバーレイを伴わない補修
オーバーレイを伴わない補修方法には，以下のようなものがある。舗装の状態によって，どの処理を使用

ステップ１ 既設舗装の状態の特定
ステップ２ 損傷原因の特定するべきかを選択するかが求められ，適切な計画，施工およびタイミングが重要となる。

ステップ３ 既設舗装の問題の明確化

qアスファルト舗装：パッチング，ポットホール補
修，クラックシール，チップシールの敷設，マイ
クロサーフェシング，コールドミリング

ステップ４ 制約の特定
ステップ５ 主要な補修戦略と補修措置の選択

wコンクリート舗装：スラブの安定化，全層打ち換
え，部分打ち換え，ダウエルバーの改良，縦横のひび割れや目地のステッチ，ダイヤモンド切削，ステップ６ 可能な補修戦略の予備設計の作成
ステップ７ 可能な補修戦略のライフサイクルコスト分析

目地やひび割れの再シール
g その他の補修

ステップ８ 補修に影響を及ぼす非貨幣的要因の決定

q路盤排水の修繕／改良
路盤排水の改良は，アスファルト舗装とコンク
リート舗装の両方に適用でき，既設舗装構造の中に
38

ステップ９ 好ましい補修戦略の決定

図−25 実行可能な補修戦略を決定するためのステップ
ASPHALT

既設舗装の総合的なコンディションの評価および全体

り込みのような方法）あるいは判定マトリックス等に的な問題の特定を行う。これらは，様々な調査や試験

よって検討した後に，重み付けされた道路管理者の方から得られた情報を基に，評価区間が良好か否かを評

針と基準の採用により算出できる。

価するものである。不適切な状態に達する前に舗装のh ステップ９：好ましい補修戦略の決定

補修を計画し，設計・施工することが大切である。

好ましい補修戦略は，最も適切に破損の原因を評価

s ステップ５：主要な補修戦略と補修措置の選択しており，すべての制約を満足している期間は，既存

ステップ５では，潜在的な補修戦略を識別する。ス

の劣化の修復と再発防止の両方に効果的である。一般

テップ５の最初のタスクは，舗装の劣化問題を解決すに，与えられたプロジェクトの好ましい補修戦略は，るために適用可能な措置の様々な組み合わせの識別で

以下のようでなければならない。

ある。措置の各組み合わせは，与えられた補修戦略とq費用対効果に優れることして定義される。次に，候補となる戦略はプロジェク

w既設舗装の特定の問題を解決すること

トの制約を受け，その制約に適合するものが実行可能

e将来の問題を防ぐこと

な補修戦略となる。

rプロジェクトにおける既存のすべての制約に取り

d ステップ６：可能な補修戦略の予備設計の作成

組むことこのステップでは，ステップ５で特定された可能な

ただし，様々な制約（例えば，利用可能な資金）に戦略のために予備設計を検討する。実行可能な補修戦

よってネットワークレベルでの最適化が優先され，各略は，その舗装の将来の予測交通量と気候の結果に大プロジェクトの最適化を制限することもあり得るので，きく影響される。また，補修戦略の予想寿命と信頼性

好ましい戦略が必ずしも最適とは言えない。

の正確な評価も，設計の一部として，パフォーマンス

9. 2 設計解析
ここでは，既設アスファルト舗装を加熱アスファルモデルあるいは過去の経験を用いて決定される。
f ステップ７：可能な補修戦略のライフサイクルコ

ト混合物（Hot-Mix Asphalt：HMA）により補修する

スト分析（LCCA）

場合を中心に記述する。ただし，9. 2. 1，9. 2. 2では，

ライフサイクルコスト分析（LCCA）は，供用期限

既設舗装がコンクリート舗装，コンポジット舗装の場が終了するまでに必要となる補修戦略のすべてのコス合も含む。

トを積み上げて算出するものであり，以下のように分

9. 2. 1 補修設計プロセス
既設舗装は，一般的なアスファルト舗装，厚い類できる。
q管理者コスト：初期補修コスト，将来の維持修繕

HMA層を有するアスファルト舗装，フルデプス舗装，
安定処理層を有する半剛性舗装，コンポジット舗装，コスト，将来の処分価値
w利用者コスト：交通遅延コスト，車両運転コスト，

コンクリート舗装であるが，解析上は，図−26に示す
ように，HMAが表層にある舗装，分割されたコンク

事故不快コストg ステップ８：補修に影響を及ぼす非貨幣的要因のリート舗装，健全なコンクリート舗装の３種類になる。

決定
補修戦略のライフサイクルコ
ストは，異なる設計戦略を総合

既設舗装

コンポジット舗装

コンクリート
舗装

アスファルト
舗装

的に評価するために考慮すべき要素の一つにすぎない。考慮すべき他の要素としては，施工中の交通規制・作業員の安全，潜在的な基盤や気候の問題などが

切削
既設舗装の
前処理

分割
鉄筋切断
小片化

全厚補修
版打換え

切削
路上再生
部分または
全厚補修

あるが，これらの要因は，貨幣に換算することは困難であるが評価の過程では考慮する必要が

オーバーレイ
コンクリート舗装上の解析
オーバーレイ

分割された
コンクリート舗装上のオーバーレイアスファルト舗装上のオーバーレイある。これは，一般的な方法（同じコストの異なる戦略の絞Vol. 48 No. 218（2005年）

図−26 アスファルトオーバーレイのプロセス
39３種類のオーバーレイの解析では，次のような破損を予測する。
・荷重要因のHMA層の疲労（表面発生と底面発生の両方）
・荷重要因の化学的安定処理層の疲労用いて決定する。
h 排水ならびに表面特性
j 舗装構造−オーバーレイ層，既設舗装，排水ならびに表面特性
アスファルトオーバーレイの設計は繰返し計算に・HMA層の永久変形

よって行われる。すなわち，まず試設計を行って解析

・粒状材層の永久変形をし，その構造が必要となる性能を満足しないならば，・HMAの表層の温度疲労修正を施して再び解析するというように，性能を満足

これに加えて，コンクリート舗装のオーバーレイでする構造が得られるまで繰返し計算を行うということ

はコンクリート版の損傷を，３種類のオーバーレイでになる。

はコンクリート舗装のリフレクションクラックや解析できるオーバーレイ層は４層までであり，HMA層のひび割れも考慮する。そして，これらの破（HMAは３層まで，他の材料は１層），既設舗装と損に基づいてIRIを算定する。

オーバーレイ層を併せて14層までである（既設舗装の9. 2. 2 補修設計の入力因子

HMA舗装は１層）。複数のHMA層が使用できること

HMAによる補修設計に使用する入力因子は，次のは，HMAとして異なった材料を使用できるという利ように分類される。

点がある。

a 一般事項9. 2. 3 既設アスファルト舗装上のアスファルトオー

プロジェクト，設計期間，既設舗装の設計時期，
オーバーレイの予定時期，交通開放予定時期，既設舗

バーレイ
HMAによるオーバーレイは，既設舗装がアスファ

装構造

ルト舗装もしくは半剛性舗装の場合に適した方法であs 現場／プロジェクト名称

る。ただし，既設舗装が撤去をしなければならないほd 解析パラメータ

どの状態な場合には使用できない。

破損の種類とその性能規準は任意に選ぶことが可能である。

a 下層の排水状態
排水機能はオーバーレイ前に検討する必要がある。

q初期平たん性

特に水分による損傷を受けている場合には重要である。

w破損／性能規準

s オーバーレイの前処理性能を表す指標は次のとおりであり，その規準は信オーバーレイの前処理は，既設舗装の破壊状態の評

頼度に応じた破損もしくは平たん性の最大値で示され価，平たん性の改良，均一な支持基盤を作るために必る。設計時には，これから，必要に応じて一つ，二つ要となる。前処理を行う範囲は経験と工学的判断の両もしくは全てを選べばいい。その際には，室内試験・方によって決めなければならないが，オーバーレイ後，

現地計測から地域・州ごとの標準値といった，三つの

１，２年の性能に影響するようなものについては補修レベルのものから一つ選ぶ。

すべきである。

・わだち掘れ前処理の方法としては，亀甲状ひび割れに対する・HMA層の縦ひび割れまたは表面ひび割れ

オーバーレイの前処理，縦ひび割れに対するオーバー

・オーバーレイ層，既設HMA層，化学的安定処理

レイの前処理，横ひび割れに対するオーバーレイの前層の亀甲状ひび割れまたは底面ひび割れ

処理，わだち掘れに対するオーバーレイの前処理，切・既設JPCPの目地等による横ひび割れ

削，路上再生といったものがある。

・既設CRCPのパンチアウト

d 性能規準・平たん性
f 交通
交通データは，１〜４軸の車種ごとに適切な区分を設けて，荷重の分布を定める。
g 環境
環境としては，舗装と路床の温度と水分をEICMを
40

性能の指標は，わだち掘れ，亀甲状ひび割れ，縦ひび割れ，横ひび割れ，平たん性である。
f 設計信頼性
設計入力値として平均値が用いられると，予測される性能指標は信頼度50％のものである。必要に応じて，高い信頼性レベルでのものも得られる。
ASPHALTg 既設舗装の評価

損傷のない変形係数についてはレベル１と同じ方法

HMAによるオーバーレイの設計において肝要な因により求められ，初期損傷度と損傷のある変形係数

子は既設舗装の構造評価である。変形係数ならびに既について詳細な舗装表面性状で調査に基づいて求め

設アスファルト舗装舗装の初期値を決定するための方られる。レベル３の場合試験は必要としない。

法を記述する。

w初期永久ひずみ

１）路床ならびに粒状材路盤
q弾性特性

オーバーレイ前のアスファルト混合層の永久ひず
みの推定は重要な入力因子である。レベルによらず，路床，粒状材路盤の場合，各層の変形係数と現時

入力はわだち掘れとなる。レベル１の場合は舗装の点での永久変形がオーバーレイの解析に必要である。

掘削により得られた値であるし，レベル２，３の場

レベル１の方法としては非破壊試験結果を逆解析することにより得られる弾性係数が，レベル２では変合は設計者が入力する値である。
h 試設計

形係数と簡易試験による材料特性との間の相関関係

オーバーレイ構造の試案は，既設舗装の状態，将来が，レベル３の場合は土質分類に基づいた表が用いの交通状況，事前処理を考慮に入れて選択する。そのられる。

場合の厚さは経験に基づいて決定する。

w初期永久ひずみ

j 破損予測オーバーレイ前に粒状材層に累積される永久ひず
みは解析時の重要な入力因子である。この入力値はオーバーレイの構造設計と解析を考える場合，以下の破損に注目する必要がある。

レベルによらず，各層のわだち掘れ量になる。レベq縦ひび割れル１の場合，これは掘削調査によって推定されるのw亀甲状ひび割れに対し，レベル２と３では設計者が入力する。

e温度ひび割れ

２）安定処理材

rHMA層のわだち掘れ

安定処理層においては，その変形係数と疲労によ

t粒状材層のわだち掘れる損傷が重要な入力因子になる。設計においては，

y安定処理層の変形係数の低下

オーバーレイ前の損傷とそれ以後の交通による損傷

u安定処理層の疲労ひび割れ

がこの変形係数に反映されなければならない。変形iリフレクションクラック

係数は損傷の関数として表され，初期値から低下しオーバーレイ構造の解析にあたっては，オーバーレていく。なお，この初期値は材料品質の関数であり，イ層における破損の発生箇所と既設舗装の破損発生箇

一軸圧縮強度から推定される。

所を考える必要がある。前者の場合は，オーバーレイ

レベル１では現時点での損傷レベルにおける変形層の構成として４種類が考えられ，それぞれに対して係数と初期変形係数が，レベル２，３では初期変形

表−12に示す発生箇所が想定できる。後者の場合は以係数と損傷度が必要とされる。

下のような発生箇所が想定される。また，これらの破

３）アスファルトコンクリート

損はIRIを予測する際にも使用される。

既設アスファルト混合物層は１層として扱われる

q亀甲状ひび割れので，前処理の影響を十分反映させる必要がある。

wHMA層のわだち掘れ

解析においては３種類の入力因子，すなわち，変形

e粒状材層のわだち掘れ

係数，現時点における疲労損傷度，現時点における永久ひずみが必要である。
q変形係数ならびに疲労損傷

r安定処理層の変形係数の低下
k 試設計の性能評価と設計の修正
性能評価は予想される破損と設計者入力による規準

アスファルト混合物層の変形係数は温度，載荷速との比較によって行われる。これらの規準値を超える

度，材齢による変化を考慮できるマスターカーブにことのないように繰返し計算により舗装構造を決定す

よって表される。レベル１の場合には損傷のないとる。この試案を修正するための方針は，新設ならびにきのマスターカーブ作成用の現場コアに加えて，初打換え舗装に対するものが使用できる。

期損傷度と損傷のあるときのマスターカーブ作成用

オーバーレイが舗装の破損に及ぼす影響は，亀甲状の非破壊試験の逆解析が必要である。レベル２では，ひび割れとわだち掘れに対しては大きいものの，横ひVol. 48 No. 218（2005年）

41

表−12 オーバーレイ層における破損発生箇所
ケース１

ケース２

ケース３

ケース４

破 損

全てHMA

最下層に粒状材

中間に粒状材

最下層に安定処理

縦ひび割れ

HMA最上層HMA最上層HMA最上層HMA最上層
HMA最下層

亀甲状ひび割れHMA最下層

HMA最下層

HMA最下層HMA粒状材直上層

温度ひび割れ

HMA最上層HMA最上層HMA最上層HMA最上層HMA層のわだち掘れ

HMA全層

HMA全層

HMA全層

HMA全層

粒状材層のわだち掘れ

なし

粒状材層

粒状材層

なし

安定処理層の変形係数の低下

なし

なし

なし

安定処理層

安定処理層の疲労ひび割れ

なし

なし

なし

安定処理層

リフレクションクラック

HMA最上層HMA最上層HMA最上層HMA最上層び割れ，IRIに対しては小さい。図−27にはわだち掘

この場合の設計条件は以下のとおりである。

れの場合を示す。この場合の設計条件は以下のとおり

q建設場所：米国中西部

である。

w交通量：1800万台（トラック）q建設場所：米国中西部
w交通量：1800万台（トラック）e既設舗装：HMA−7.5インチ，粒状材−12インチ，e既設舗装：HMA−５インチ，セメント安定処理−４インチ，路床（A-6）
r設計期間：20年

路床（A-1-b）
r設計期間：20年

第10章 プログラム

既設舗装の状態がオーバーレイ後の破損に及ぼす影

10. 1 概要

響は，亀甲状ひび割れに対して非常に大きい（図−28）。

M-E pdgのプログラムは，インターネット上で2004
年７月に公開された。
本設計法は以下のURLからダウンロードして，プログラムをインストールすることができる。
http://www.trb.org/mepdg/home.htm
設計法プログラムは56MBに圧縮されている。気候
データはアメリカの各州ごとに準備されているので，必要な州の圧縮ファイルをダウンロードする必要がある。マニュアルはPDFファイルとしてホームページからダウンロードできるが，現在は印刷不可となってい図−27 オーバーレイ厚がわだち掘れ量に及ぼす影響る。印刷可能なPDFファイルは設計法のプログラムを
インストールすると，ハードディスク上にヘルプファ
イルのディレクトリが自動的に作成され，そこに保存される。そのファイルを利用するとよい。
M-E pdgのホームページの画面を図−29に示す。設計法プログラム（ソフトウェア）をダウンロードする
ときは，画面中央の Software をクリックする。さらに，図−30は Guide をクリックしたときのマニュ
アルの選択画面を示したものである。
インストールした後のプログラムの操作手順を簡単に紹介する。詳細な手順は付録Dの「User's Guide」

図−28 既設舗装が亀甲状ひび割れに及ぼす影響42であるPDFファイル形式のマニュアルを参照のこと。
ASPHALTなお，設計法プログラムはパソコンを常時インター
ネット接続した状態にしておかないと，稼動しないことに注意する必要がある。
インストールした後の画面は，図−31に示すように，
画面中央から左側にプロジェクトの情報，入力条件（交通量，気候，舗装構成），結果（入力条件の要約，
出力結果の要約）の領域があり，画面右側上部にプログラムを動かしたときの進捗状況を示す領域がある。
画面上の各項目の左側に四角のアイコンが付けられており，未入力のときは赤色に，一部入力しているときは黄色に，完全に入力を済ませたときは緑色になり，解析の進捗状況を確認できるように配慮されている。
10. 2 新設アスファルト舗装の設計
新設アスファルト舗装の設計に必要な入力条件は，

図−29 ホームページの画面

第１章から第９章で述べたように膨大な項目がある。
ここでは，プログラムの画面構成にしたがって，一般
情報，交通量条件，気候条件，材料条件に分け，入力条件の一部を表−13に示してみた。

表−13 入力条件の一部
一般情報
設計期間
路盤／路床の施工年月
舗装の施工年月
交通開放年月設計のタイプ一
般条
件

供用性の基準初期のIRI
終期のIRI
表面ひび割れ（縦断クラック）
底面ひび割れ（疲労クラック）
温度ひび割れ（横断クラック）
化学安定処理層の疲労ひび割れ
永久変形量（ACのみ）
永久変形量（合計）

交通量調整係数
月別調整係数車両別分布
時間別車両分布
交 交通量増加率
通量
条 軸荷重分布係数
件
一般交通量入力条件
軸／大型車の数
軸配置
車輪間隔
気
象
条
件

気候
経度
緯度
高度
地下水位

Vol. 48 No. 218（2005年）

アスファルト混合物
一般
材料のタイプ層厚
有効バインダ量
空隙率
単位体積重量
ポアソン比
熱的特性
熱伝導率
熱容量
粒度
19.5aふるい残留量
9.5aふるい残留量♯４ふるい残留量♯200ふるい通過量
バインダ
種類
材
料
条 粒状材，路床材
件
種類
層厚
強度特性
レベル
解析のタイプ
ポアソン比
拘束圧係数
弾性係数
ICM入力条件
塑性指数♯４ふるい残留量♯200ふるい通過量
D60
最大乾燥密度
比重
飽和水圧伝導率
最適含水比
飽和度

図−30 マニュアルの選択画面

図−31 メイン画面
43

入力条件をすべて設定し，プログラムを動かして計

予測値等の比較），各破損の月別累積予測値の要約，算が終了すると，自動的にMicrosoftのExcelが立ち上

設計期間中の各破損の予測値とグラフがある。表−14

がり，計算結果がすべて出力される。主な出力結果とに信頼性の要約の出力例を，表−15に月別累積予測値

して，入力条件の要約，信頼性の要約（目標基準値との要約の出力例の一部を示す。

表−14 信頼性の要約の出力例（新設アスファルト舗装）
Project: AC Conventional Example. dgp Reliability Summary
Performance Criteria

Distress
TargetReliablity
TargetTerminal IRI（in/mi）

179.5

AC Surface Down Cracking（Long. Cracking）（ft/500）

5000

AC Bottom Up Cracking（Alligator Craking）（％）
AC Thermal Fracture（Transverse Cracking）（ft/mi）

Distress
Predicted

Reliability
Predicted

Acceptable

95

265.7

0.04

Fail

95

10600

1.25

Fail

25

95

99

0

Fail

1000

95

344

100

Pass

Chemically Stabilized Layer（Fatigue Fracture）

25

95

Permanent Deformation（AC Only）
（in）

0.2

95

0.12

90.19

Fail

Permanent Deformation（Total Pavement）
（in）

0.5

95

0.72

3.86

Fail

N/A

表−15 月別累積予測値の要約の出力例の一部
Predicted distress: Project AC Conventional Example. dgp
Pavement
age

Month

Logitudinal
Cracking（ft/mi）

Alligator
Cracking（％）

Subtotal
Transverse
Cracking AC Rutting（in）（ft/mi）

Total
Rutting（in）

IRI atIRI
Heavy Trucks
Reliability（in/mi） （cumulative）（in/mi）

mo

yr

1

0.08

October

7010

0

0

0.006

0.221

75.1

20545

115.642

0.17

November

8270

0.0004

0

0.006

0.246

75.7

41091

116.213

0.25

December

8760

0.0013

0

0.006

0.261

76.2

61636

116.714

0.33

January8810

0.0014

0

0.006

0.267

76.4

82181

116.9550.42

February

9120

0.0057

0

0.007

0.299

77.1

102727117.64

6

0.5

March

9500

0.016

0

0.008

0.317

77.8

123272118.37

7

0.58

April

9820

0.0304

0

0.009

0.331

78.4

143817118.99

8

0.67

May

10000

0.0466

0

0.011

0.341

79

164363119.52

9

0.75

June

10100

0.0596

0

0.014

0.352

79.4

184908119.95

10

0.83

July

10200

0.0707

0

0.018

0.363

79.8

205453120.3311

0.92

August

10300

0.087

0

0.02

0.371

80.2

225998120.7312

1

September

10300

0.109

0

0.021

0.377

80.6

246544121.1913

1.08

October

10400

0.146

0

0.022

0.381

81.2

267911121.7114

1.17

November

10400

0.201

0

0.022

0.384

81.8

289278122.3215

1.25

December

10400

0.262

0

0.022

0.386

82.3

310645122.8716

1.33

January

10400

0.347

0

0.022

0.389

82.9

332012123.4717

1.42

February

10400

0.466

0

0.022

0.392

83.6

353379124.12

18

1.5

March

10400

0.582

0

0.023

0.395

84.1

374747

124.7

19

1.58

April

10400

0.748

0

0.023

0.4

84.8

396114125.38

20

1.67

May

10400

0.86

0

0.025

0.406

85.3

417481125.87

21

1.75

June

10500

0.952

0

0.027

0.412

85.7

438848126.28

22

1.83

July

10500

1.03

0

0.03

0.418

86.1

460215

126.6723

1.92

August

10500

1.11

0

0.032

0.424

86.5

481582127.0724

2

September

10500

1.22

0

0.033

0.428

87

502949127.5125

2.08

October

10500

1.43

0

0.033

0.431

87.5

525171128.0726

2.17

November

10500

1.68

0

0.034

0.433

88.1

547393128.6827

2.25

December

10500

1.86

0

0.034

0.434

88.6

569615129.1528

2.33

January

10500

2

0.6

0.034

0.436

89

591836129.5829

2.42

February

10500

2.44

0.6

0.034

0.442

89.7

614058

130.3

30

2.5

March

10500

2.85

0.6

0.034

0.445

90.4

636280130.9644

ASPHALT表−14の設計例によれば，各破損の予測値は横断方
向クラックを除いて，目標とした基準値を上回ってしまい，設定した舗装は設計期間中に破損することにな
る。
10. 3 感度分析
K. D. Herboldの「Flexible Pavement Design−The
Mechanistic-Empirical Way」１）に書かれている感度分
析の概念図の一部を紹介する。図−32に加熱アスファ
ルト混合物の厚さの影響を，図−33にクラック発生に対する気候のちがいによる影響を，図−34に車両の速度の影響を示した。
アイオワ州立大学の技術レポート２）では，設計法プ
ログラムの設計入力条件を調査した感度分析の影響の

図−32 加熱アスファルト混合物の厚さの影響１）程度をまとめている。アスファルト舗装の感度分析の概要を表−16に示す。
表から，アリゲータクラックは路盤の強度，路盤の厚さ，交通量（AADT）に大きく影響を受け，わだち
掘れ（全層）は交通量（AADT），路盤の厚さと種類，
表層材料のポアソン比，気候に大きく影響を受けることがわかる。
10. 4 設計例
ここでは，設計条件を変化させたときの破損の数値を比較するため，M-E pdg のプログラムを実際に動かして設計を試みた。主な入力条件は以下のように仮定した。
・プログラムでは気候の入力条件がアメリカ全土に

図−33 クラック発生に対する気候の影響１）限定されているので，わが国の気候条件を考慮できない。そこで，代表地としてカリフォルニア州のSAN FRANCISCOを選定した。
・交通量のデータはAADT（年平均日交通量）を除き，デフォルトのままとした。
・交通量はAADTを100，1,000とした。
・表層（アスコン層），上層路盤（粒調材），下層路盤（粒状材），路床の４層構造とした。
・路床のCBRは３，６とした。
・設計期間は10年とした。
・その他，不明な設定項目はデフォルトの数値のままとした。

図−34 車両の速度の影響１）

10. 4. 1 舗装厚さと設計CBRを変化
表−17は舗装厚さ（表層と路盤の厚さ）と路床の設きく減少するが，表層のわだち掘れは若干減少す

計CBRを変化させたときの設計期間終了時の破損値をる。一方，ひび割れは表層の厚さが10bの場合に示したものである。得られた結果をまとめると次のよ

大きくなる傾向がみられた。

うになる。
・表層の厚さを厚くすると，全層のわだち掘れは大Vol. 48 No. 218（2005年）

・路盤の厚さを厚くすると，縦断方向ひび割れおよ
び疲労ひび割れは小さくなり，全層のわだち掘れ45

表−16 感度分析の概要２）
入力条件
一般情報 ACC層の厚さ

クラック

わだち掘れ

縦断方向

アリゲータ

横断方向

ACC表層

ACC路盤

路盤

路床

計

平たん性

C

E

E

E

E

E

E

E/D

最大粒径

C

E

E

E/D

E

E

E

E/D

E

ACCの

ASのグレード

A

E

A

D/C

E

E

E

D/C

D/C

混合物

Vbe/Va/VMA

B

E

B/A

D

E

E

E

D

D/C

特性

単位体積重量

D/C

E

E

E/D

E

E

E

E/D

E

ポアソン比

D/C

E

E

C

E

E

E

C

E

ACCの

熱伝導率

C

E

D

E/D

E

E

E

E

E

熱特性

熱容量

B

E

E

D/C

E

E

E

D/C

D

タイヤ空気圧

B

E

E

D

E

E

E

D

E

AADT

B

D/C

E

A

C

E

E

A

E

交通量分布

B

E

E

D

E

E

E

D

E

速度

B

E

E

C/B

E/D

E

E

C/B

E

走行位置分布

D/C

E

E

E

E

E

E

E/D

E

場所のちがい

B

E

A

C

E/D

E

E/D

C

C

層厚

C/B

C/B

E

B

E/D

E

E/D

B

D

Mr

D/C

A

E/D

B

D/C

E/D

E/D

B

B/C

層厚

D/C

E

E

E

E

E

E/D

E

E

Mr

E

E

E

E

E

E

E

E

E

路床

Mr

A

D

E

E

E

E

E/D

E/D

E/D

他

骨材の熱係数

E

E

E

E

E

E

E

E

E

交通量

気候
路盤
下層路盤

E

凡例 A：Extreme sensitivity B：Very sensitive C：sensitive D：Low sensitivity E：Insensitive
ACC：アスファルト混合物 AS：アスファルト Mr：レジリエント係数

表−17 舗装厚さと設計CBRを変えたときの設計例
アスコン

5

10

15

5

10

15

5

10

15

5

10

15

粒調材

10

10

10

15

15

15

10

10

10

15

15

15

粒状材

10

10

10

20

20

20

10

10

10

20

20

20

路床CBR

（％）

3

3

3

3

3

3

6

6

6

6

6

6

交通量

AADT

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

Longitudial Cracking（ft/mi）

0.09

0.1

0.03

0.04

0.02

0.4

0.16

0.47

0.89

0.09

0.10

0.74

Alligator Cracking

（％）

0.4

2.3

0.4

0.2

1.5

0.3

0.3

1.9

0.3

0.2

1.4

0.3

Transverse Cracking（ft/mi）

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Subtotal AC Rutting

（in）

0.10

0.09

0.05

0.1

0.08

0.05

0.11

0.09

0.05

0.11

0.08

0.05

（in）

0.72

0.56

0.42

0.63

0.49

0.38

0.57

0.44

0.33

0.52

0.40

0.30

（in/mi）

82.4

82.5

81.5

82.2

82.1

81.5

82.3

82.3

81.5

82.2

82.1

81.4

舗装構成
（b）

Total Rutting
IRI

も小さくなる。
・設計CBRを大きくすると，疲労ひび割れは若干小
さくなり，全層のわだち掘れも小さくなる。表層のわだち掘れは変化がみられない。
・IRIはいずれの場合も変化がみられない。
10. 4. 2 交通量を変化
表−18は交通量を変化させたときの設計期間終了時の破損値を示したものである。得られた結果をまとめると次のようになる。
・交通量を減らすと，すべての破損の数値が小さくなる。
46

・交通量を減らすとIRIは減少する。
10. 4. 3 気候を変化（場所を変化）
表−19は気候条件を変化させたときの設計期間終了
時の破損値を示したものである。
・カリフォルニア州のSan FranciscoとLos Angels
では破損の数値にほとんど影響を与えないが，
ChicagoやAlaskaのような寒冷地では低温ひび割れが発生し，IRIの数値も大きくなる。
・温暖地としてMiamiを選定したが，わだち掘れは大きくならず，New Yorkと同程度のわだち掘れとなっている。
ASPHALT表−18 交通量を変えたときの設計例
アスコン

5

10

15

5

10

15

5

10

15

5

10

15

粒調材

10

10

10

15

15

15

10

10

10

15

15

15

粒状材

10

10

10

20

20

20

10

10

10

20

20

20

路床CBR

（％）

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

交通量

AADT

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

100

100

100

100

100

100

Longitudial Cracking（ft/mi）

0.1

0.1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Alligator Cracking

（％）

0.4

2.4

0.4

0.2

1.5

0.3

0

0.1

0

0

0.1

0

Transverse Cracking（ft/mi）

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Subtotal AC Rutting

（in）

0.1

0.09

0.05

0.1

0.08

0.05

0.03

0.03

0.02

0.03

0.03

0.02

（in）

0.72

0.56

0.42

0.63

0.49

0.38

0.44

0.34

0.26

0.38

0.30

0.23

（in/mi）

82.4

82.5

81.5

82.2

82.1

81.5

81.4

81.4

81.3

81.4

81.4

81.3

舗装構成
（b）

Total Rutting
IRI

表−19 気候条件を変えたときの設計例

10. 5 まとめ本章はM-E pdgのプログラムの概要，入力条件およ

舗装構成

アスコン

10

10

10

10

10

10

粒調材

10

10

10

10

10

10

粒状材

10

10

10

10

10

10

3

3

3

3

3

3

びプログラムを稼働させたときの設計例について述べ（b）

たものである。特に，設計例は限られた条件のもとで

路床CBR

（％）

の結果を紹介したものであるため，条件を広範囲に設

交通量

AADT 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000

定して再計算する必要がある。紙面の都合で説明不足

場所

SF

NY

MI

CH

LA

AK

が否めないため，M-E pdgの付録等を参照していただ

Longitudial
Cracking（ft/mi） 0.1

0.17

0.32

0.14

0.19

0.09

Alligator
Cracking

（％）

2.3

3.1

5.2

2.6

3.2

1.6

Transverse（ft/mi）
Cracking

0

0

0

2112

0

2110

Subtotal AC
Rutting

（in）

0.09

0.20

0.23

0.13

0.13

0.07

Total
Rutting

（in）

0.56

0.69

0.74

0.61

0.62

0.56

（in/mi） 82.5

105.5

93.1

135.2

83.8

131.3

きたい。
―― 参考文献 ――
１）http://bridge.ecn.purdue.edu/˜spave/Technical
Info/Pavement Design Guide/3. Flexible Module.pdf
２）B. Coree, H. Ceylan and D. Harrington; Implementing
the Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide:

IRI

Implementation Plan, IHRB Project TR-509, Iowa

SF ：San Francisco
LA：Los Angels

CH：Chicago
MI ：Miami

NY：New York
AK：Alaska

State University, 2005.5

執筆者一覧（五十音順）
氏 名
桂 7道路保全技術センター

所 属

執筆章

舗装研究部

（第８章）

金井 利浩 鹿島道路1

管理本部企画部企画課長代理（第４章）

坂本 康文 独立行政法人土木研究所

基礎道路技術研究グループ（舗装）

（第９章）
（第３章）

遠藤

高橋

修 長岡技術科学大学

環境・建設系助教授

竹内康 東京農業大学

地域環境科学部生産環境工学科助教授

西澤 辰男 石川工業高等専門学校

環境都市工学科教授（第８章）（第１〜３，５〜６章）

野村 敏明 ニチレキ1

経営企画部長（第４章）

八谷 好高 国土交通省

国土技術政策総合研究所空港研究部空港新技術研究官（第９章）

姫野 賢治 中央大学

理工学部土木工学科教授（第８章）

松井 邦人 東京電機大学

理工学部建設環境工学科教授（第７章）

吉村 啓之 前田道路1

技術研究所副所長（第10章）

Vol. 48 No. 218（2005年）

47

アスファルト舗装技術研究グループ・第50回報告

第15回 IRF世界道路会議参加報告＆環境に関する各国の研究動向（第３回E＆E会議より）

今回の前半は，アスファルト舗装技術研究グループ

たヨーロッパの国際会議（E＆E会議）の論文の中かが初めて海外へ情報発信した第15回IRF世界道路会議

ら環境に関する論文を抽出して紹介します。現在ヨーの参加報告です。日本の舗装技術の現状を海外へ紹介

ロッパで，舗装に関連したどのような環境問題が着目することを目的としてメンバー４人が，本年６月にタされているかが理解できます。我が国も各種環境問題

イのバンコクで発表した内容です。次回以降に会議のに舗装から取り組んでいるところですので参考となる

発表論文（全206編）を紹介していく予定です。

と考えています。
（研究グループ代表幹事：峰岸順一）

後半は，2004年にオーストリアウイーンで開催されアスファルト舗装技術研究グループ名簿
峰岸順一 東京都土木技術研究所技術部舗装研究室
────────────────────────
阿部長門 東亜道路工業1技術部
井 真宏 西日本地研1

佐々木厳 独立行政法人土木研究所
材料地盤研究グループ新材料チーム

市岡孝夫 前田道路1技術研究所

佐藤雅規 ジオサーチ1

岩岡宏美 世紀東急工業1技術研究所

鈴木 徹 大林道路1技術研究所

岩塚浩二 1パスコ道路センター

鈴木秀夫 昭和シェル石油1

打田幸平 日進化成1事業本部

高橋茂樹 東日本高速道路1千葉管理事務所

江向俊文 前田道路1技術研究所

高橋光彦 大成ロテック1技術研究所

樫野 誠 東亜道路工業1技術研究所

千原正規 日本道路1技術研究所

鎌田 修 独立行政法人土木研究所

塚越智浩 常盤工業1技術研究所

基礎道路技術研究舗装チーム
鎌田義秋 ニチレキ1道路エンジニアリング部

中村 健 長岡技術科学大学環境・建設系
長谷川淳也 日本道路1鎌田孝行 常盤工業1技術研究所

林 信也 鹿島道路1技術研究所

金井利浩 鹿島道路1企画部

増山幸衛 世紀東急工業1技術部技術一課

加納孝志 大成ロテック1技術研究所

焼山明生 日進化成1技術研究所

岸田正憲 1パスコ道路センター

山脇宏成 1ガイアートクマガイ技術研究所

高馬克治 ニチレキ1技術研究所

矢野辰明 鹿島道路1技術研究所

小柴朋広 世紀東急工業1技術研究所

保本敏伸 ニチレキ1技術研究所

小関裕二 大林道路1技術研究所

森嶋洋幸 前田道路1技術本部技術研究所
計35名

48

ASPHALTアスファルト舗装技術研究グループ

第50回報告第15回 IRF世界道路会議参加報告
井

真

宏*

岩

岡

宏

美**

１．はじめに第15回IRF（International Road Federation）世界道

高

馬

克

治***

中

村

健****

当初の予定から２ヶ月後，採用決定の連絡を頂いた。また，論文と共に発表者名と顔写真および経歴

路会議が2005年６月14日から18日までの５日間，タイ

等紹介を提出するよう指示があった。

のバンコクで開催された。

t論文提出：平成16年10月31日

バンコク大会のテーマは，「21世紀における道路の管理と運用」であり，世界各国から厳選された多くの論文が寄せられ，活発な議論が展開された。

論文を４ページにまとめて提出した。
y写真等提出：平成17年１月31日
平成16年10月23日に発生した新潟県中越地震によアスファルト舗装技術研究グループでは，海外へのり，発表者と一時的に連絡が取れない状態になって情報発信を目標に，日本における近年の研究動向や技

しまったため，写真等の提出が出来ない状態であっ術体系を調査しており，これらをまとめた論文（「R&D

た。幸い発表者は無事であったのだが，この旨を主by PPP in Pavement Technology Development in Japan」

催者へ相談したところ丁重な返事を頂き，写真等の邦題「日本における舗装技術の変遷−官民協力による提出期限を３ヶ月先に延期して頂いた。

技術開発−」）が採用され，本大会で発表する場を得る

u参加申込：平成17年３月16日

ことが出来た。今回は，発表に至るまでの経緯と発表の様子，またバンコク市内の舗装の状況等を紹介する。

発表者および聴講者の参加申込をした。
i発表時間等の連絡：平成17年５月
主催者より発表セッションの開催時間およびプレ

２．会議参加までの経緯
論文を発表するには，まず論文概要を提出し，これ

ゼンテーション用資料の提出について連絡を頂いた。
o会議開催：平成17年６月14〜18日が審査されて採用か否かが決定される。採用となった
場合のみ論文が提出できるという仕組みである。また，会議の聴講は，申込をすれば誰でも可能である。
筆者らの，会議参加に至るまでの経緯は次のとおり

３．会議
会議はバンコク国際貿易展示センター（BITEC）にて開催され，開会式，展示会，全体会議，テクニカルである。
qIRF世界道路会議の情報を得る：平成16年５月初旬
IRFホームページ，雑誌等より情報を得た。
w論文概要提出：平成16年５月末
論文概要を１ページ程度にまとめて提出した。
e採用発表予定日：平成16年６月30日
この日は，何の情報も得られなかった。
r採用決定の連絡：平成16年８月30日
採用発表予定日の５日後，主催者より概要の応募数が多い為，発表が遅れるとの連絡を頂いた。国際会議では，このようなことは頻繁にあるようである。

写真−１ 展示会場* い まさひろ 西日本地研1技術開発室*** こうま かつじ ニチレキ1研究開発センター** いわおか ひろみ 世紀東急工業1技術研究所**** なかむら たけし 長岡技術科学大学環境・建設系

Vol. 48 No. 218（2005年）

49

セッション，閉会式，テクニカルビジット等から構成

４．バンコクの道路写真紹介
バンコク市内の道路の様子を紹介する。

されていた。
3. 1 全体会議
全体会議では，７つのテーマについて講演がおこな
われた。この７つの会議では，同時通訳にて日本語での聴講が可能であった。
3. 2 ワーキングセッション
今回はマスタープラン，アセットマネジメント，リサイクルといった約30の分野，37のセッションに分かれて論文発表と意見交換がおこなわれた。
一般的なセッションがおこなわれた会議室は100名程度が聴講できる広さで，発表は進行役より発表者の経歴等が紹介された後，プレゼンテーション，質疑応
答という流れで進められた。１時間30分のセッション

写真−３ バンコク市内の道路

では発表者が４名程度，２時間30分のセッションでは市内の車道は，主に密粒度混合物や砕石マスチック

発表者が６〜８名にて構成されていた。各発表者の発のようなアスファルト分の多い目の詰まった舗装，コ

表時刻と発表時間は厳密には決められておらず，セッ

ンクリート舗装が多く見られた。市内に開粒度混合物

ションの持ち時間を発表者達が共有する形態で進めらは見当たらなかったが，バンコク大学にて独自の現場れた。発表時間は意見交換等の状況により調整され，透水量試験機を開発する等の研究はおこなわれている。

一つの論文につき20分〜30分程度であった。
筆者らの論文は構造設計セッションに割り振られ，発表は長岡技術科学大学の中村が担当した。

路面には，気温や交通量が厳しいにも関わらず，目をひくような大きなわだちは発生していなかった。
市内の歩道には，インターロッキングブロック舗装
や，タイル舗装が多く見られた。陥没やひび割れ箇所が多くあり，補修作業中の場所もあった。

写真−２ 発表風景
3. 3 展示会場併設の展示場において，世界各国の道路技術に

写真−４ バンコク市内の歩道

関する展示がおこなわれた。国別ブースの他，WIRTGENやCOLASなどの会社別ブースがあり，景観舗装

５．おわりにを施してあるものや実験の実演，道路設置物の実物展

筆者らは国際会議への参加経験が少なく，国内会議

示等，工夫を凝らした展示に多くの技術者が集まってとの違いに戸惑うことが多々あった。関係者の皆様のいた。

多大なる御尽力のもと，無事に発表を終えることが出

3. 4 テクニカルビジット

来たことに感謝を申し上げます。

技術視察として７つの現場見学コースが設けられており，どれかひとつに参加することができた。
50

また今後，国際会議へ参加される方々に，参考のひとつとして読んでいただければ幸いです。
ASPHALTアスファルト舗装技術研究グループ

第50回報告環境に関する各国の研究動向（第３回E＆E会議より）
鎌
千

田
原

義
正

秋*
規****

小 柴 朋 広**矢 野 辰 明*****

鈴

木

秀

夫***

はじめに
Eurasphalt & Eurobitume Congress（以下，E＆E

表−１ テクニカルセッション（第３回E&E会議）

会議）
は，
欧州アスファルト舗装協会（EAPA：European

テクニカルセッション

テーマ

論文数

Asphalt Pavement Association）と欧州アスファルト

セッション１

適用・革新的解決策

36

セッション２

常温・中温化・リサイクル

30

セッション３

添加材・アスファルト特性

25

が共同で主催する国際会議である。E&E会議は，４年セッション４安全・環境

29

毎に開催されており，1996年に第１回フランスストラ

セッション５

老化・耐久性・低温性状

31

スブール大会，2000年に第２回スペインバロセロナ大セッション６

耐流動・高温特性

26

セッション７

配合設計・特性33

セッション８

性状予測・基準，指標

19

協会（Eurobitume：European Bitumen Association）

会，2004年に第３回オーストリアウィーン大会が開催された。
第３回E&E会議は，2004年５月12日〜14日に開催さ

表−２ セッション４の分類（第３回E&E会議）

れ，アスファルト材料メーカー・施工会社・コンサル

分類

タンツ・大学などの道路および舗装関係者ら55カ国か

廃棄物・再生８ら850人が参加し，総数229編の最新の研究成果等が紹

騒音・すべり８（３・５）

介（写真−１参照）された。

論文数

タール・ヒューム・再生

６

常温・中温化（環境関連）

４

大気・温室効果

２

燃料効率

１

セッション４では，「廃棄物の再生利用」，「路面特性と騒音・すべり抵抗性の関係」，「タール・ヒュームに対する安全対策」，「常温・中温化」に関する論文が多く，これらが欧州での環境に対する主要な課題であるといえる。
本報告は，第３回E&E会議（2004）のセッション４
写真−１ 第３回E&E会議開催の状況（http://www.eecongress.org/default̲2004.htm参考）
また，本会議はテーマ毎に８つのテクニカルセッの論文29編の概要と，その中から地球環境問題に関する代表的な論文を分類別に選定し，詳細にまとめたものである。

ション（表−１）に分類されている。
セッション４では，各国の安全・環境への取り組みや動向等を紹介している。表−２に，セッション４の各論文を分類別に示す。

１．セッション４の論文概要
セッション４の全29編について，以下にその概要を紹介する。

* かまだ よしあき ニチレキ1道路エンジニアリング部**** ちはら まさのり 日本道路1技術研究所** こしば ともひろ 世紀東急工業1技術研究所***** やの たつあき 鹿島道路1技術研究所*** すずき ひでお 昭和シェル石油1技術商品部

Vol. 48 No. 218（2005年）

51

(1)著者名(2)原文題名(3)和文題名(4)論文概要

注）右上のNo.は論文番号(1) A. C. A. De Jonghe, W. Van den bergh, J. Verheyen（ベルギー）「No.009」(2) THE USE OF REDUCED ROOFING FELT WASTE AND RECLAIMED ASPHALT PAVEMENT AS A WARMMIXED AGED-BITUMEN BOUND BASE （aB3） FOR ROADS(3) 屋根用フェルト廃棄物と再生アスファルト舗装の加熱混合型劣化アスファルト路盤材（aB3）としての再生利用(4)

1997年にアスファルト舗装とグースアスファルトへの再生屋根用フェルトの研究を行い，1998年は，屋根用フェル
トと再生アスファルト合材の劣化アスファルト路盤材へ再生利用する研究を行った。また2001年には，アスファルトの混合と舗装設計法プログラムの研究がされ，試験結果（ホイール，マーシャル，ITT，疲労抵抗，耐支持力），経済性，環境への影響をバランスよく判断し，劣化アスファルトの路盤材への適用が判定できるようになった。

(1) M. D'APUZZO, B. FESTA（イタリア）「No.037」(2) THE EVALUATION OF THE EVOLUTION OF ROAD SURFACE FRICTION- A CASE STUDY IN NAPLES'
DISTRICT(3) 道路表面摩擦の評価 −ナポリ地区における研究事例−(4)

路面摩擦力予測により，維持作業をいつ何処で行うかを知ることで，より安全な摩擦レベルに回復できる。これらは劣化に関わる各要素に影響され，特に大型車交通量と紫外線での摩擦力減少の評価は重要である。このため，ナポリで高性能改質アスファルト舗装と従来アスファルト舗装で交通量，紫外線，摩擦力，テクスチャの測定を約２年間実施した。２つの等価破損評価基準で早い時期に摩擦力低下モデルを表すことができた。

(1) J. CARSWELL（イギリス）「No.043」(2) THE USE OF RECYCLED MATERIALS IN ASPHALT APPLICATIONS(3) アスファルト舗装の施工における再生材料の活用(4)

廃棄物の道路舗装への活用として，アスファルト混合物中の含有物が再生可能であるかが，多くの材料で調査されている。アスファルト製造業者は，健康と環境への負荷，路面性状の低下，過度の費用などに該当する材料を使用するべきではない。環境問題に積極的な姿勢を取ることは，作業上の技術，プロセスでの評価に関わるものである。同
様に他製造物の使用や提供をする場合でも適性を評価するために慎重な調査が必要である。当論文はアスファルト舗
装の建設での将来の問題を追求し，廃棄物と再生利用の方針と実施を見直すものである。

(1) E. BEUVING（オランダ）T. DE JONGHE（ベルギー）D. GOOS（ベルギー）「No.068」

T. LINDAHL（スウェーデン）A. STAWIARSKI（ベルギー）(2) FUEL EFFICIENCY OF ROAD PAVEMENTS(3) 道路舗装の燃料効率(4)エネルギー消費は，交通量に依存し，２〜５％が道路施工，維持作業で使用される。したがって，種々の舗装路面による燃料消費の影響を知ることは重要である。燃費は，舗装種の違いでは重要ではなく，良好な表面特性であることが重要である。最適な道路維持は，燃費と温室ガス放出を制限することが必要である。環境保護（温室ガス放出），
省エネ，交通騒音および安全性と快適性を確保すること等，広く考えることが必要である。

(1) S. VANSTEENKISTE A. VERHASSELT（ベルギー）「No.082」(2) THE DEVELOPMENT OF FIELD METHODS FOR A RAPID AND SENSITIVE SCREENING OF TAR IN
RECYCLED ASPHALT PAVEMENT(3) 再生アスファルト舗装におけるタールの迅速かつ正確な現場測定法の開発(4)

道路施工，アスファルト製造，再生設備でタールを含むRAP（再生アスファルト舗装）を確認するため迅速，高感度，高精度の検知手段が必要である。当調査は，加熱と常温の再生，廃棄処理を適切かつ容易にするために行った。
試料の多環芳香族炭化水素類（PAHs）は，溶剤抽出か真空昇華法で採取し，汚染溶液からの芳香族炭化水素分離は，UVスペクトル測定もしくは蛍光測定で行った。UVスペクトル分析は，石炭誘導体の効果を評価し，最大吸収診断に
より定量化できた。

(1) N. ABE, A. INOUE（日本）「No.088」(2) UTILIZATION OF AUTOMOBILE SHREDDER-DUST IN COLD-TEMPERATURE PAVEING METHODS

52

ASPHALT(3) 常温舗装技術における車の破砕ダストの利用(4)

廃棄車両の約30％は部品として再利用し，50％は原料として再利用される。車の20％は破砕ダストとして残る。破
砕ダストの粒径は調整可能である。この破砕ダストは150℃以上で溶けるためアスファルト舗装やチッピング材には使用できない。このため，破砕ダストはマイクロサーフェシング，他常温舗装への利用が考えられた。破砕ダストは重量で25％，容積で約50％をマイクロサーフェシング材料として利用可能であることが分かった。

(1) Ripke, O（ドイツ）「No.092」(2) REDUCING TRAFFIC NOISE BY OPTIMISING HOT-MIX ASPHALT SURFACE COURSES(3) 表層加熱アスファルト混合物の最適化による交通騒音の低減(4)

排水性舗装や他の加熱アスファルト混合物（HMA）による表層は，騒音を低減する可能性がある。排水性舗装は騒音低減に効果があるが，バインダーの劣化と空隙詰まりが引き起こす持続性の低さという問題が未だある。SMAの
表面は音響特性的に好都合であることが証明されているが，現在のところ，最高の音響特性を有しているというわけではない。しかしながら，本設計法により，改善の可能性があることが分かった。

(1) M. Hugener, P. Mattrel, L. Emmenegger（スイス）「No.119」(2) EMISSION MEASUREMENTS FROM TAR-CONTAINING BINDERS(3) タールを含有したバインダーの室内放出量測定方法(4)

タールを含んだバインダーはスイスのいくつかの地域で1990年まで大量に使用された。再利用された高いPAH含有量のアスファルトは処分されなければならない。本研究計画は，PAHを含有したタールバインダーとヒュームの関連性を評価するために始められた。研究室での予備実験結果では，PAH放出量はバインダーのタール含有量に一次線形的に依存しており，温度においては指数関数の相関関係の可能性があることが分かった。

(1) Reinhold Rühl（ドイツ）「No.123」(2) THE GERMAN BITUMEN FORUM-CO-OPERATION IN PARTNERSHIP(3) ドイツの瀝青材料に関する共同討論会(4)瀝青材料からのヒュームとエアロゾルの健康への危険性の可能性は，ここ数年の議論の主題である。なぜなら，「タール」と「瀝青材料」という言葉の使用についての区別がしばしば不明確となっているためである。瀝青材料に関する共同討論会は，合理化された討論において加熱瀝青材料からのヒュームとエアロゾルの分類と限界値を設定するきっかけとなった。本報告では，瀝青材料に関する共同討論会の取組みと，いくつかの重要な研究成果について述べている。

(1) P. A. Landa, T. Kneepkens, J. Th. v. d. Zwan（ベルギー）「No.140」(1) LOW TEMPERATURE-ASPHALT, A PRODUCTION PRO-CESS WITH THE POSSIBILITY TO PRODUCE AND
PAVE HOT MIX ASPHALT AT TEMPERATURES BELOW 100℃ OR 212,(3) 低温アスファルト（アスファルト温度が100℃または212<以下で製造・舗装する工程で作られた加熱アスファルト混合物）(4)

本装置は，連続的に稼動する常温再生プラントにおいて利用できる発泡システムである。バッチ式パグミルミキ
サー内の高温で埃の立つ環境には，噴射孔と付属物の稼動における保護と安全のため，より強固な設計が必要である。
最初の発泡装置は実験室において，配合設計と性能に関する研究が実施され，プラントで製造されたアスファルトによりいくつかの試験走行路が作られ，実際の性能について検討を行った。

(1) Bolk, Ir. H. J. N. A., van Meeteren, Ir. C. M. A., and van der Zwan, Ir. J. Th.（オランダ）「No.147」(2) Thermal conversion of tar-containing asphalt combined with the asphalt production prosess: Results of the demonstration project(3) タール含有アスファルト混合物の熱転換：その実機試験結果(4)

本処理法は人体に有害なPAHs等を含むタールを特殊な熱変換を使って完全に除去するというものである。アスファルト合材製造過程に熱変換機を組み合わせるという全く新しい方法である。この処理法によってタールは特殊な反応を経て燃焼工程で完全に除去される。更にその過程で発生したエネルギーはアスファルト合材製造過程で効果的に利用され，残留した不純物の少ない骨材はアスファルト混合物骨材として再利用される。

Vol. 48 No. 218（2005年）

53

(1) M. M. Jacobs and J. J. Fafie （オランダ）「No.157」(2) Improvement of the early life skid resistance of stone mastic asphalt by gritting or sanding(3) 骨材散布または砂散布による砕石マスチックアスファルト（SMA）の初期すべり抵抗性の改善(4)

SMAは変形に対する高い抵抗性と騒音低減効果を有するため，オランダでは一般的なアスファルト合材であるが，研磨されたSMAの摩擦レベルが規格に適合しなくなるという問題を生じた。細かく砕かれた骨材または砕砂でSMAを研磨する施工がいくつかの工区で行われた。その結果，初期の摩擦レベルは十分に増大し，また，骨材散布はSMA
層の安定度に悪い影響を及ぼさず，音響特性も変わらないことが分かった。

(1) S. DreeBen, R. Ciupe and J. Harders （ドイツ）「No.185」(2) Rapid high throughput screening test of polycyclic aromatic hydrocarbons contained in reclaimed asphalt and bitumen(3) リサイクル合材及びビチュメン中に含まれる多環芳香族炭化水素（PAH）の迅速高処理スクリーニング試験(4)

土や埋め立てられるアスファルト合材，並びに，ビチューメンのPAHによる汚染の程度を即時フィードバックするための迅速高処理スクリーニング試験が開発された。この試験方法は現場スクリーニング又は，適切な校正をすることによってPAHの全量を定量化することができる。本方法は，ポリマーの細片を希釈されたサンプル中に浸漬することによるものである。

(1) A. A. Mohamed, R. Muniandy and M. O. hamzah（マレーシア）「No.194」(2) Texture depth determination for stone mastic asphalt （SMA）(3) 砕石マスチックアスファルト（SMA）の表面状態の深さ測定(4)

本論文は，タイヤの舗装面への接触に寄与する路面状態の深さについて記述したものである。実際の現場における挙動をシミュレートし，その結果，骨材のかど張り状態，粗骨材，アスファルト量，空隙率及び密度の５つの因子は，SMAの表面状態深さに影響を与えることを明らかにした。

(1) Lorthar Druschner and Frank Stephan（ドイツ）「No.197」(2) Porous asphalt −A contribution to skid-resistance(3) 排水性舗装 −すべり抵抗性への寄与(4)

排水性舗装のすべり抵抗性の評価方法として，本検討ではWehner/Schulze（PWS）試験方法並びに，SRM（すべり摩擦係数測定装置）とSCRIM（横すべり摩擦抵抗測定車）が適用された。本研究の結果，排水性舗装は長期間に渡って相当なすべり抵抗性を示すことが分かった。しかしながら，このためには少なくともPolished Stone Value（PSV）55の高い摩耗抵抗性を持つ砂利を使用する必要がある。

(1) Lothar Druschner（ドイツ）「No.198」(2) LOW TEMPERATURE ASPHALT-EXPERIENCE IN ROLLED ASPHALT(3) 中温化アスファルト（ロールドアスファルトでの実験）(4)

バインダーにパラフィンを添加材として加えることは温度を低減するのに適した方法の一つである。パラフィンは元のバインダーの粘度を低下させ，製造温度および施工温度を30℃低減することができる。これは，高い締固め度を得ることにもつながる。しかも温度低減効果だけでなく，バインダーのスティフネスも増加させ，重交通道路用に適したバインダーとなる。

(1) Jean-Francois GAL-Michel Ballie（フランス）「No.216」(2) NEW KEROSENE RESISTANT BITUMEN MIXES WITHOUT COAL TAR BY PRODUCTS(3) コールタールを使用しない新しい耐油性混合物(4)

耐油性混合物は，一般的にコールタールバインダーにPVC（塩化ビニル樹脂）を添加し製造されている。これらのバインダーは石油等に対して優れた抵抗力を持つ。しかしながら，コールタールは高い中毒性を持ち，発ガン性物質を含んでいる。COLAS社が行った研究によって新しい耐油性混合物が開発された。これは樹脂を含んでおり，PVC
入りのコールタールバインダーを使用した混合物と同等の耐油性能を持つ。

(1) Michel CHAPPAT, Julien BILAL（フランス）「No.221」(2) ECOLOGICAL PAVEMENT LIFE CYCLE ANALYSIS OF STANDARD PAVEMENT STRUCTURES

54

ASPHALT(3) 環境にやさしい舗装を標準的な舗装構造として使用したときのライフサイクルの分析(4)

本報では舗装構造の違いによる，地球温暖化と資源消費量への影響について述べる。薄層舗装，改質アスファルト，
常温舗装，路上再生工法，セメントコンクリートについて，環境負荷とライフサイクルに関して検討を行った。その結果，環境にやさしい舗装として常温舗装と再生工法が有望であることがわかった。

(1) E. SANTAGATA, M. BASSANI（イタリア）「No.225」(2) ASSESSING THE EFFECTS OF REFUSE DERIVED PLASTICS USED AS ADDITIVES IN BITUMINOUS MIXTURES(3) 廃プラスチックを添加材としてアスファルト混合物に利用した場合の効果の評価(4)

廃プラスチックをアスファルト混合物に添加材として用いた場合の効果について室内評価を行った。２種類の低密度ポリエチレン（LDPE）について検討した。混合物の評価はマーシャル安定度試験，間接引張試験，繰返し間接引張試験によって行った。その結果，最適な廃プラスチックの種類と添加量を決定することができた。

(1) G. D. AIREY, A. C. COLLOP, N. H. THOM, S. E. ZOOROB（イギリス）「No.248」(2) USE OF STEEL SLAG AND RECYCLED GLASS IN BITUMINOUS MIXTURES(3) アスファルト混合物への鉄鋼スラグとリサイクルガラスの使用(4)

本報は，鉄鋼スラグ，高炉スラグ，およびリサイクルガラスを使用したアスファルト混合物について，力学的特性の把握を行った。力学的特性の把握として，ノッティンガムアスファルトテスタ（NAT）を使用して評価を行った。
その結果，各副産物を混入したアスファルト混合物の力学的特性の変化を把握することができた。また，各副産物を混入したアスファルト混合物の適用範囲について検討を行った。

(1) W. D. H. WOODWARD, J. H. JELLIE, A. R. WOODSIDE（イギリス：北アイルランド）「No.255」(2) THE EARLY LIFE SAFETY OF HIGH STONE SURFACINGS(3) 骨材の配合率が高い舗装の初期の安全性(4)

本報では，高いPSV値を有する骨材（PSV 65）と針入度100のポリマー改質バインダーを使用した14aのSMA混合物を適用した路面の３年間のすべり抵抗を観測した結果を報告する。すべり抵抗は複雑に様々な要因が影響し，要因として混合物特性，交通量および車種，作用する応力，および環境条件などがあり，これらによってアスファルト舗
装の寿命にさまざまな段階があることが確認できた。

(1) W. D. H. WOODWARD, A. R. WOODSIDE, J. H. JELLIE, D. R. ALLEN（イギリス）「No.257」(2) THE USE OF GULLY WASTE IN THE MANUFACTURE OF ASPHALT MATERIALS(3) アスファルト舗装材料としての下水汚泥の使用(4)

イギリスでは，新骨材の使用と廃棄物の埋め立て処分には税金が課されるため，リサイクル技術の研究・開発が盛んである。本報は，アスファルト舗装材料としての下水汚泥の適用性を検討したものである。下水汚泥をホットロー
ルドアスファルトの細骨材として使用し，アスファルト舗装材料への適用性について評価を行った。その結果，細骨材として利用することが可能であることが実証できた。

(1) Paul Phillips, Graeme Richards （イギリス）「No.272」(2) THE USE OF MIXED POLYMER WASTE PRODUCTS TO PRODUCE PAVING GRADE ASPHALT(3) アスファルト舗装におけるポリマー廃材の利用(4)

イギリスでは，効率的に再利用することができないプラスチック廃棄物であるMPWPの再生利用が問題となっている。本報では，MPWPとチャイナクレー廃材を特殊な工程を経て結合させたプラスチック骨材を製造し，この骨材で粗骨材量の10％を代替したアスファルト混合物を作製した。室内試験の結果，良好な混合物性状が得られ，試験施工
において高い耐久性とすべり抵抗性を確認することができた。

(1) BROSSEAUD, ANFOSSO LEDEE（フランス）「No.291」(2) SURFACE PAVEMENTS WITH LOW ROLLING NOISE LEVEL AND HIGH ADHERENCE: EVALUATION OF
THE FRENCH RESEARCHES, DEVELOPMENT OF THE PRODUCTS.
(3) 舗装路面におけるタイヤの低回転時の騒音レベルと高い付着性について(4)

公共調査研究所と民間企業は，路面騒音低減のために新たな舗装の開発を行っている。これらの研究開発は，双方Vol. 48 No. 218（2005年）

55

が協力することで，舗装業界として路面騒音の基礎的な段階として位置づけられる。騒音を発生する主要因について調査することで，騒音測定の概要や騒音に関する詳細なデータベースを作り上げた。
(1) M. PASETTO, N. BALDO（イタリア）「No.298」(2) CATALOGUING POAD PAVEMENTS ON THE BASIS OF THE ACOUSTIC PERFORMANCE OF THE SURFACINGS(3) 舗装路面の騒音低減効果に関する規格の作成(4)

舗装路面において，健全状態と劣化している状態についての騒音低減効果についての報告である。タイヤが回転する際に発生する騒音の周波数は，選定された舗装の材料面だけでなく，平たん性等についても要素として考慮する必要がある。これらは主に都市部でのオーバーレイによる排水性舗装に関するもので，路面標識による音響効果もまた研究により確認されている。この規格の作成は，路面騒音に影響する舗装の劣化状態を段階的に把握する上で明確に役に立つものである。

(1) Jean-Pierre ANTOINE, Jerome MARCILLOUX（フランス）「No.315」(2) ROAD, AGROCHEMISTRY AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT(3) 道路に関する農業化学と継続的発展(4)植物性フラックスは，農業の派生物である菜種メチルエステル（RME）である。大気温度の上昇に関連する温室効
果ガスについて，石油フラックスとRMEのライフサイクルにおけるSOx等の排出量を比較し，RMEの有効性を確認した。さらに，揮発性有機化合物（VOC）排出量等も測定し，RMEの有効性を確認している。石油フラックスとRME間のコスト差は，ほとんどなく，RMEの価格は，石油の価格よりも安定している。さらにRMEの引火点は石油よりも高いため，安全面で良好である。

(1) R. VAN WIJK（オランダ）「No.324」(2) THE ENVIRONMENTAL MANAGEMENT ACT, ENERGY EFFIENCY IN THE DUTCH ASPHALT INDUSTRY(3) オランダのアスファルト産業界のエネルギー効率に関する環境管理行動(4)

温室効果ガスの排出を減らすため，民間と省庁との間で長期共同研究（LTA）の契約を締結した。LTA-1は，1990
年〜2000年の期間で実施し， LTA-2は，2001年〜2012年の12年間の期間で実施している最中である。LTA-2では，アスファルトプラントにECS（エネルギーケアシステム）を有していることを要件にした。ECSとは，エネルギー効率の改善を実現するための主要なシステムのことである。

(1) W. Barthel（ドイツ） J. -P. Marchand（フランス） M. von Devivere（ドイツ）「No.354」(2) WARM ASPHALT MIXES BY ADDING A SYNTHETIC ZEOLITE(3) 合成ゼオライト添加による中温化アスファルト混合物(4)

加熱アスファルト混合物の製造および施工温度低減の意味するところは，エネルギー消費量削減である。さらに，ヒュームの削減により，環境への影響が改善される。アスファルトを注入すると同時に，予熱した砂および石の混合物内に，aspha-min剤を添加することによって水蒸気が発生しフォームド効果を与え，混合物のワーカビリティが高まる。

(1) Agnès JULLIEN, Anne VENTURA, Pierre MONERON, Michel SCHEMIDT, David. GAILLARD（フランス）「No.368」(2) LIFE CYCLE INVENTORY OF RECLAIMED ASPHALT PAVEMENT(3) 再生アスファルト舗装（RAP）のライフサイクル記録(4)

2001年，フランスの重交通道路において選定された舗装が破砕され，再生アスファルト舗装（RAP）として試験施工が行われた。再生材混入率は０，10，20，30％と変化させている。この試験施工の目的は，再生材の最適混入率を決定するために行われ，４工区はそれぞれ摩耗層と基層から構成されている。

56

ASPHALT２．
「廃棄物の再生」に関する論文

このMPWPは一般廃棄物や自動車廃棄物から入手

アスファルト舗装におけるポリマー廃材の利用（No.272）

できる。
プラスチック廃材は以下のような工程を経て再生骨材に加工される。製造工程の概略図を図−１に示す。

2. 1 概要
イギリスでは，他のプラスチック製品中から効率的に再利用することができない合成ポリマープラスチッ

スチーム

ク廃材（Mixed Polymer Waste Plastic：以下MPWP）
を大量に発生している。現在，巨額の費用をかけてこ
れらの材料を焼却するか，埋め立て地に送っている。

パグフィルター

一方，チャイナクレー廃材のような細骨材の廃棄物
も，採石場での生産，保管場所，再生利用方法においバーナー
燃料て問題となっている。

プラスチック 高温の空気
破砕機

ホットオイルシステム

コンベヤー

加熱，結合，圧縮，および破砕という工程を経て，

ホッパー

燃料

これら２つの材料はプラスチック骨材として結合する
フィラー
ホッパー

ことができる。

ドライヤー

フィラー輸送用コンベヤー

本文では，アスファルト混合物の粗骨材容量の10％

加熱ミキサー
製品をプラスチック骨材に代替することにより，良好な混合物の試験結果が得られたことが報告されている。

図−１ プラスチック骨材の製造工程

2. 2 プラスチック廃材の発生
イギリス政府の行った調査によると，表−３に示す

q回収

ように，プラスチック廃材は他の主要な工業廃棄物よ最も安価なプラスチック廃材はパッケージ等に使りも非常に多い結果となった。また，表−４に示すよ

われる一般廃棄物である。また，自動車工業においうに，現在，プラスチック廃材の再生利用は非常に少ては，破砕した自動車の一部がプラスチック廃材とない。

して利用される。
w破砕
表−３ イギリスの主要な廃材の総量

プラスチック廃材は工場において最大粒径が50a

廃材トン数（百万ｔ）

以下のチップやリボン状に破砕される。破砕工程に

ガラス

2.15

よって，廃材のかさは減少し，混合に適した状態と

ゴム

0.40

古紙

0.40

プラスチック3.00

なる。
e細骨材廃材MPWPに５a以下の細骨材を合成すると，充填

表−４ プラスチック廃材の利用に関する調査
利用法

発生元

計

商業／工業

一般

埋立てとエネルギー利用

0.912

2.458

3.370

再生

0.496

0.012

0.508

2.470

3.878

計

1.408

材のような働きをするため，物理的な強度が得られる。チャイナクレーや鋳物砂等から発生するさまざ
まな細骨材が適用可能である。

（2001年，単位：百万ｔ）

rプラスチックと細骨材の合成
MPWPと細骨材を150℃〜180℃に加熱し，パグミ
ルミキサーによって混合する。プラスチックは溶解
し，細骨材と結合する。溶解した物質は型に流し込

2. 3 プラスチック廃材の処理
人工骨材の製造において最も有効なプラスチック廃材として選定されたものはMPWPである。シングルポ

まれ，冷却した後に強固だが密度の低い物質となる。
2. 4 プラスチック骨材の性状
a 粒度

リマーは値段が高いことと，合成ポリマーは他のプラ

実用性の面から，骨材は楕円形で，最大粒径50aにスチック製品よりも再生骨材の製造に適している特性

固めてから破砕した。表−５に一般的な骨材の粒度分があるためである。

布を示す。

Vol. 48 No. 218（2005年）

57

s 製造

s 物理的性質

本混合物は，プラスチックが骨材ホッパーに直接投選定した細骨材とMPWPの混合比は，30：70，60：
40，70：30である。密度，吸水量，摩耗等の試験を行入可能な，バッチ式プラントで製造された。

い，一般的な骨材と比較した。各骨材の物理的性質を

d 施工

表−６に示す。

MIX AとMIX Bについて試験施工を行った。

プラスチック骨材は一般的な骨材に対し，すりへり

MIX Aは粘着性が高く，敷均しが困難であった。

率や摩擦抵抗性が同等であったが，密度が低く，耐衝MIX Bは問題なく敷均すことができた。プラスチッ

撃性が低いことが分かった。

クがやや溶けている状態であったため，転圧作業は従2. 5 プラスチック骨材を用いたアスファルト 混合物

来のSMAよりも容易であった。しかしながら，高い
キメ深さを得るためには，いくらか表面を均し，修正

の製造
a 配合

する必要がある。
2. 6 結論

プラスチック骨材は道路用砕石に適した物理的特性

プラスチック骨材はプラスチック廃材と細骨材や廃をいくつか持っているため，アスファルト混合物に適材から発生するフィラーを合成することによって製造用できると考えられた。

される。

筆者らは，SMAに似た混合物を検討し，名称を「PLASMATEX」とした。検討を行った本混合物の配この骨材は以下のような活用が期待される。

合を表−７に示す。

・廃棄物となるプラスチックやフィラーの処分・コストの削減

表−５ プラスチック骨材の粒度分布
BS410ふるい目（a） 通過百分率（％）
28

100

20

93

14

79

10

64

５

表−７ PLASMATEXの配合
種 類

配合率（％）

品 質

MIX A

MIX B

10

36

ナントリディア圏谷産ダスト70％
プラスチック骨材
MPWP（20〜５a）30％

10

粗骨材

14aバードンヒル産

63.5

64.7

細骨材

チャイナクレー廃材50％
ナントリディア圏谷産ダスト50％

12

14

フィラー

クロイドン産再生フィラー（MIX A）
グリニッジ産再生フィラー（MIX B）

８

5.3

バインダー

BP 40/60 Pen（MIX A）
BP 100/150 Pen（MIX B）

6.2

5.7

0.3

0.3

２

15

1.18

10

0.600

７

0.425

６

0.300

４

0.150

３

0.075

１

繊維

−

表−６ 主骨材とプラスチック骨材の物理的性状
骨 材

試験項目

70％ナントリ
ナントリディ ディア圏谷産
トレント砂利ダスト
ア圏谷産骨材30％MPWP

30％自然砂70％MPWP

コーンウォー
ル産花崗岩

70％チャイナ 60％チャイナ
クレー廃材
クレー廃材
30％MPWP
40％MPWP
プラスチック骨材 プラスチック骨材

主骨材

プラスチック骨材

主骨材

プラスチック骨材

主骨材

骨材すりへり試験（AAV）※１

11

1.6

1.0

2.0

3.0

1.8

骨材研磨試験（PSV）※２

71

60

37-46

55

53

62

61

骨材衝撃試験（AIV）（乾燥）※３

23

１

14

１

20

１

１

1.7

10％Fines（湿潤）（kN）※４

140

−

320

1170

230

−

−

乾燥密度（t/k）
表乾密度（t/k）
みかけ密度（t/k）

2.63
2.64
2.72

1.57
1.62
1.65

2.56
2.59
2.65

−
−
1.14

2.61
2.63
2.68

1.60
1.67
1.72

1.52
1.55
1.57

吸水率（％）

1.1

2.9

1.3

−

1.2

4.2

2.1

マイクロドバル試験（MDE）

43

２

−

−

−

２

３

偏平／粗面

不規則／
蜂の巣状

不規則／平滑

不規則／
蜂の巣状

偏平／粗面

不規則／
蜂の巣状

不規則／
蜂の巣状

粒子形状/表面粗さ（BS812）※１ Aggregate Abrasion Value BS 812 Pt 113 1990
※３ Aggregate Impact Values BS 812 Pt 112 1990

58

※２ Polished Stone Value BS 812 Pt 114 1990
※４ 10％ Fines Aggregate Crushing Test BS 812 Pt 111 1990

ASPHALT・安価な細骨材の活用

大変均一な構造および品質である。天然ゼオライトと・一般的な骨材の代替品としての活用

合成ゼオライトとでは，水分を保持する能力が異なり，

a プラスチック骨材の特性
骨材としては試験値にややばらつきが多くなった。

また水分を解放する挙動も異なる。アスファルト混合物混合温度の低減目的のために，特殊ゼオライト

これは，プラスチック骨材の特性が，骨材よりもプラ

asph-min が開発された。

スチックそのものの特性に大きく左右されるためと考d 中温化アスファルト混合物の製造えられる。

この中温化技術は，既存の混合方法に改良を必要とプラスチック廃材と細骨材の配合比は，試験結果かしない。アスファルト混合プラントのタイプによりら70：30か60：40（=細骨材：廃材）が最も適している。

（ バ ッ チ 式 ま た は ド ラ ム ミ キ サ ー ）， 混 合 温 度 は ，s アスファルト混合物

130℃から145℃までをとることができる。これは，約

プラスチック骨材はアスファルト混合物に適してい

30℃の混合温度低減が可能であることを意味する。

ると考えられる。プラスチック骨材は，アスファルト

この添加剤は，大きな袋または特殊サイロで現在貯を補うことで，転圧作業，粘着力，スティフネスなど

蔵されている。添加剤の投入は特殊装置を通して行わを改善する。

れる。繊維添加と同様な手順で投入可能である。重要

今後はすべり抵抗性等，より多くの試験を行い，データを蓄積し，工法を確立する。

なことは，ゼオライトの添加は混合を遅らせないことである。
f ゼオライトの性状およびその作用

３．
「中温化」に関する論文

aspha-minの特別な構造は，固体結晶水を分子間隙

合成ゼオライト添加による中温化アスファルト混に貯蔵する能力をつくることである。aspha-minを添

合物（No.354）

加することによって水蒸気が発生し，フォームド効果

3. 1 環境問題の様相によって施工性が改善する。重要なことは，いくつか

1995年では全世界でのCO2発生量は，約230億ｔで，ドイツではそのうち，約９億ｔである。

の段階でアスファルト混合物に水分を解放していることである。約100℃に徐冷されるまで，混合物の締固CO2排出量削減のEU目標値は1990年から2010年まで

め性状を観察した。混合物のワーカビリティは，温度15％と定義されている。ドイツにおける政府目標値は変動なしに増加した。さらに混合工程においてバイン

1990年ベースの削減率25％で，既に2005年に達成してダーの分離はおこらず，これはバインダー骨材間接着いる。

が良好であることを示した。

3. 2 試験g 排出量の削減

a 中温化アスファルト混合物

混合温度を30℃から35℃低減すれば，エネルギー消加熱アスファルト混合物の製造および施工温度低減

費量は30％削減される。いくつかの試験結果から，加は，エネルギー消費量削減という環境問題へ貢献でき熱アスファルト混合物年間製造量6,500万ｔでは，CO2るといわれている。さらに，ヒュームの削減により，排出量は40万ｔの削減となる。製造の低温化は，環境への影響改善ができるといわれている。フランス

ヒュームおよび大気浮遊物質の排出量削減も意味する。

およびドイツでは，加熱アスファルト混合物における製造温度低減が26℃であれば，ヒューム排出量削減は

製造温度は，150℃から250℃である。グースアスファ

75％となる。

ルトでは，250℃を用いる。
これより後で述べる工法原理は，混合物に添加剤を0.3％加えて，製造および敷均し温度を約30℃低減可能とするものである。
s ゼオライトゼオライトは，結晶水ケイ酸アルミニウムである。

プラント製造現場での測定値は，混合温度が175℃から140℃に減少したとき，実際にヒューム排出量削減が90％を超える結果となった。
臭気の評価においても有効な結果が見られた。測定
値から，ゼオライトを添加し製造温度を低下したすべてのケースにおいて，臭気単位（GE's）数の低下が見

ゼオライトは，自然環境内に存在し，人工的にも生産られた。

されている。

h ワーカビリティおよび供用性能

合成ゼオライトの性状は，主な性質である粒状性がVol. 48 No. 218（2005年）

アスファルト混合物は，ゼオライトを使用すれば製59

造温度を低減でき，従来のアスファルト混合物製造とイト添加中温化アスファルト混合物が従来型加熱アス同様に取り扱うことができる。同じアスファルト混合

ファルト混合物と遜色ないことを示す。さらに，中温

物の同一温度における比較試験を実施した。ゼオライ

化アスファルト混合物は，製造時における加熱が抑え

ト添加剤aspha-minの温度低減効果を示すためにフラることができるため，酸化劣化を減少させることが期

ンスの混合物タイプ：（BBSG）0/10にaspha-minの添待できる。

加有り無しで評価した。この混合物は，基層用として

3. 3 結論

５bで敷均された。混合物の製造温度を170℃およびaspha-minの添加は，特別な問題を起こさず，貯蔵

140℃とし，転圧方法を２方法（即時および放置後）性（または取扱い容易さ）の点でも制限はなかった。
ゼオライトの添加は混合時間を延長させないので，実施した。
下記の試験工区が施工された

出荷能力は従来型加熱アスファルト混合物の場合と変q混合温度170℃ゼオライトなし（以下，q）

わらなかった。

w混合温度140℃ゼオライトあり（以下，w）

混合温度を約30℃低下させることにより，エネル

e混合温度140℃ゼオライトなし（以下，e）

ギー消費量を削減させた。エネルギー消費量の削減は，使用混合プラントはバッチ式プラントである。このCO2の大気中への排出量削減につながる。ヒュームおアスファルト混合物の温度測定点は，出荷時点，現場

よび臭気の排出低下と組み合わせれば，環境問題改善到着時点（運搬時間約１時間），フィニッシャーのになる。さらに，低温度になるとアスファルト混合プ

ホッパー内，フィニッシャーのスクリュー部，およびラントの減耗および破損度合いは低下する。また，混

フィニッシャーのスクリード部である。結果を表−８

合温度の低下が使用アスファルトの酸化劣化反応を遅に示す。

らせ，混合物の寿命を伸ばすことになる。
施工時の外気温は，約30℃から氷点近くまでさがる。

表−８ 試験施工結果
製造方法 転圧方法

厚さ
（b）

空隙
（％）

５b換算 弾性係数
（MPa）
空隙

q

即時

6.1

6.7

6.0

11000

w

即時

4.8

5.3

6.6

12400

e

即時

6.0

8.5

9.2

10400

これらすべての温度条件下で，従来どおりの混合と製造をしたアスファルト混合物と比較したが有意な差は得られなかった。ゼオライトを添加すると，混合物の単価は増加するが，燃料消費量の削減，プラントの減耗および破損の減少によりコスト削減ができる。さらゼオライトありの製造に関して，特に問題は無かっに費用対効果の算出は，作業環境改善のみ対象とする

た。製造方法wは，仕様範囲内の空隙率（5.3％）を許のではなく，ヒューム，臭気およびCO2の大気中への容するが，qでは6.7％であった。弾性係数測定による排出量削減も対象としている。これらすべての因子を

力学性状は変動しなかった。

アスファルト混合物の製造および舗装業界に取り入れることが重要であり，それが道路建設においてアス

16000

ファルト混合物の継続的な使用に貢献できるであろう。

弾性係数（Mpa）

14000
12000

４．
「大気・温室効果」に関する論文

10000
8000

道路に関する農業化学と継続的発展（No.315）

6000

2000年E&Eバルセロナ大会で，石油（または炭素）

4000
2000
0
0.0

フラックスの代替えとして，植物油メチルエステル
2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

空隙率（％）

図−２ 空隙率（％）と弾性係数（Mpa）（VOME）を利用した新世代の無水アスファルトバイ
ンダが紹介された。以来，代替えの方法は，瀝青混合物の貯蔵から乳剤にまで広がった。これらの各プロ
ジェクトは，環境負荷を抑制する考えに基づき行った

j 性状についてのまとめものである。なお，石油または炭素フラックスとは地

ゼオライト試験工区の第１回施工から，３年が経過

表面における単位時間，単位面積で輸送（交換）されした。第１回目の範囲では表面性状に有意な変化は見る物質やエネルギーなどの量のことであり，ここではられず，変形もみられなかった。中温化またはゼオラ

石油の炭素放出・吸収による移動量のことである。

60

ASPHALT

4. 1 エネルギーへの影響

目的は，qスプレイヤー散布での揮発性有機化合物

再生可能と非再生可能エネルギーの結果を表−９に（揮発性有機物）減少w現場での作業環境改善e引火まとめた。

点以上での製造と貯蔵の安全性向上である。植物油（菜種）メチルエステル（以下RME）は，蒸気または

表−９ 再生可能と非再生可能エネルギーの結果

揮発性有機物を発生しないことから，引火点以上でのRME

危険性を抑制する。農学的に石油（または炭素）フラックスは，環境に対して影響をおよぼすといわれ，化石燃料

再生可能エネルギー（GJ/T）

155−

非再生可能エネルギー（GJ/T）

55

190

合計（GJ/T）

210

190

RMEの優位性を実際にフィールドで確認する必要がある。

RMEは，石油フラックスより再生可能エネルギー

ライフサイクル分析により，水への揮発性有機物排は155GJ/Tと大きく，また非再生可能エネルギーは石出，エネルギーや温室効果が解明できる。

油フラックスより5.5倍少ない量である。

また，自動車エンジンでRMEと化石燃料の燃焼性

4. 2 温室効果の影響について比較したがほとんど差はなかった。しかし，
RMEを道路に適用した際の燃焼性は全くなかったこ

大気汚染に関する最初の研究は，温室効果に寄与すとは注目すべきことである。そこで，エネルギー効率

る気体の排出についてである。温室効果を示す８種類と温室効果について評価を行った。ライフサイクルのの気体（SOx・CO2・NOx・CH4・NMHC・NH3）の各段階を図−３に示す。

排出を石油フラックスとRMEについて比較した。各

図−３は，石油フラックスに関する有害性と産出に気体の集中的な排出は，温室効果に悪影響をおよぼす

ついて示したものである。また，欧州連合共同農業政

ことは明らかである。図−４に石油フラックスと策を勘案することは重要である。この政策は，休閑地

RMEの二酸化炭素の排出について示す。

の開発で植物の生産性を制限するものである。RME

石油フラックスは，１ｔ当たり30gの二酸化炭素をは，これらの休閑地で生成される。

放出するのに対し，RMEは１ｔ当たり130o吸収する。
したがって，RMEは大気中の二酸化

インプット

アウトプット

エステル
有害物の
産出

化石燃料
菜種

有害物質の
産出

がある。
空気

休閑地

油分抽出
ヘキサン

粉砕

は95％のCO2を貯蔵する。このような

水

気体効果から，RMEは道路利用でもCO 2

油粕
輸送

処理
メタノール

また，光合成によるCO2吸収の効果は重要である。光合成により，RME

輸送
製品のエ
ネルギー

炭素排出量を大きく減少させる効果の排出が抑制されることになる。
4. 3 揮発性有機物（VOC）の影響

精製

エステル化

他の蒸留液

グリセリン
輸送

輸送

使用

使用

固体

VOC排出は，特に都市部でオゾン汚染の原因となる場合がある。RMEの気化は，オゾン汚染を抑制するのに非常に有効な方法である。これら

CO2 相当量

15000010000050000
0-50000-100000-150000

菜種

石油フラックス

図−４ 石油フラックスとRMEの二酸化炭素排出の比較（＋方向は吸収，−方向は放出を示す）
Vol. 48 No. 218（2005年）の結果を図−５に示す。
排出量（g/T フラックス）

排出量（g/T フラックス）

図−３ 石油フラックスとRMEのライフサイクルの比較

VOC

120
100
80
60
40
20
0

菜種

石油フラックス

図−５ 石油フラックスとRMEのVOC排出量の比較（＋方向は排出を示す）
61

なお，揮発性有機物とは，揮発性が非常に高い有機
地表では大気中に拡散するが，地下水に残留することから，水道などの汚染物質として重要視されている。
4. 4 水への影響
水への影響を確認するために，主に４種の測定（図−６）を行った。化学酸素要求量（COD）の問題

COD
排出量（g/T フラックス）

化合物であり，トリクロロエチレン・農薬などがある。

0

菜種

石油フラックス

-1000
-2000
-3000

と同様，水に含まれる有機物質は，動物と植物にとっ（BOD）も比較している。さらに，富栄養化現象への効果（植物中の窒素，リン，微量元素などのような栄養分増加の抑制）は，石油フラックスよりかなり優位である。
なお，懸濁物とは水中に存在している懸濁粒子であBOD
排出量（g/T フラックス）て高い危険性がある。また，生物学的酸素要求量0

菜種

石油フラックス

-2
-4
-6
-8

る。化学酸素要求量（COD）とは，水中の有機物など
懸濁物

素の量に換算したものであり，有機物のおおよその目安として用いられる。また生物化学酸素量（BOD）とは，水中の汚染物質（有機物）が好気性バクテリアなどの微生物により，無機化あるいはガス化（酸化分解）
される際に消費される酸素量のことであり，数値が大排出量（g/T フラックス）

を酸化剤で酸化するときに消費される酸化剤の量を酸
0

菜種

石油フラックス

-50
-100
-150

きくなると水質が汚れていることを意味する。また溶存物質とは，水中に溶解する物質の量であり，水質汚
RMEは，CODは高いがBODと溶存物質は低い。また，富栄養化への効果も石油フラックスよりかなり有効である。
4. 5 結論
ライフサイクル分析により，環境について比較を行った。RMEは，石油フラックスより非再生可能エ
ネルギーの消費を大きく減少できる。また，VOCの排出と温室効果に有効である。また，ライフサイクル分

溶存物質
排出量（g/T フラックス）

濁状況を図る指標である。

0

菜種

石油フラックス-5000-10000-15000

図−６ 水中に溶解する石油フラックスとRMEの浮遊物質COD，BODの比較（−方向は溶出が多い）

析は環境維持開発または環境発案政策のみを評価する
ものではなく，道路施工の現場作業で，ヒューム減少などの労働条件改善の報告もある。経済的観点では，おわりに近年，環境問題として「地球温暖化」「廃棄物の増

石油と植物性フラックスのコストの差は小さい。しか大」「有害化学物質による大気汚染」「エネルギー問題」

し，RMEの価格は，石油より安定である。また引火「作業環境問題」等さまざまな問題が指摘される中，点は，揮発性有機物を含むものより180℃と高いこと

我々は常にそれらを意識し，積極的に取り組んでいかから，より安全な製造が可能である。「社会活動」のなければならない。このような環境問題は，我が国だ観点から，RMEはより一定レベルで管理がしやすく，けではなく世界的規模で取り組むべき課題といえよう。

販路も一定である。これらの理由からRMEは，無水

最後に，第３回E&E会議（2004）の環境に関する各

アスファルトまたは乳剤への利用ができる。それをバ国の論文を紹介したが，我々は今後もこれらの研究成イオフラックスと呼び，アッピア近郊での環境的観点

果や適用事例等を一情報として集約し，環境問題につによる積極的な施工がその実例である。

いてさらに対策を検討し，実施していく必要がある。

62

ASPHALT

＜統計資料＞

１．石油アスファルト需給実績（総括表）（単位：千ｔ）

項 目
年 度
15 年 度

供

給

期初在庫

生 産

需

対前年
輸入
度比（％）
（104.8） 0

合 計
5,719

要

販 売
対前年
輸出
（内需） 度比（％）
3,891 （ 87.0） 282

小 計

期末在庫

合 計
4,435

226

5,492

4,173

262

16． ７月243

506（129.7）

0

749

267

（ 93.7） 31

299

259

558

８月

259

448

（108.4）

0

707

279

（ 98.5） 32

311

268

579

９月

268

436

（105.5）

0

704

295

（ 93.1） 20

315

244

559

７〜９月

243

1,390

（114.2）

0

1,632

842

（ 95.0） 83

926

244

1,169

10月

244

480

（ 96.7）

0

724

323

（ 88.2） 18

341

242

583

11月

242

463

（ 95.9）

0

705

376

（107.1） 11

387

206

593

12月

206

591

（105.3）

0

797

363

（ 94.8） 14

377

250

627
1,354

10〜12月244

1,534（ 99.6）

0

1,777

1,061

（ 96.5） 43

1,104

250

17． １月250

456（109.7）

0

707

266

（100.9） 26

292

244

547

２月

255

508

（ 92.7）

0

763

315

（ 87.4） 18

333

264

597

３月

264

674

（ 99.4）

0

938

485

（ 93.6） 25

510

250

760

１〜３月

250

1,638

（ 99.8）

0

1,888

1,066

（ 93.3） 69

1,135

250

1,385

16 年 度

262

5,671（103.3）

1

5,934

3,693

（ 94.9） 299

3,993

250

4,243

17． ４月250

392（ 94.7）

0

642

238

（103.6） 31

269

266

535

５月

266

327

（ 97.9）

0

592

218

（103.0） 35

253

265

518

６月

265

383

（105.8）

0

648

233

（ 82.5） 39

272

265

536

４〜６月

250

1,102

（ 99.2）

0

1,352

689

（ 95.2） 105

794

265

1,059

２．石油アスファルト内需実績（品種別明細）（単位：千ｔ）
項 目

内

需

量

対 前 年 度 比

ブローン
ストレート・アスファルト
ブローン
アスファ 合 計
アスファ 合 計計
道路用 工業用 燃焼用
計
ルト
ルト
3,739
152
3,891
97.0
59.1
58.5
86.9
88.8
87.0

ストレート・アスファルト
年 度

道路用 工業用 燃焼用

15 年 度

3,079

112

548

16． ７月

195

7

54

257

11

267

86.2

84.1

142.0

93.9

88.8

93.7

８月

200

8

60

268

11

279

90.3

90.3

143.3

98.5

97.1

98.5

９月

239

10

32

280

15

295

92.9

100.3

86.3

92.3

109.9

93.1

７〜９月

634

25

146

805

41

842

89.9

91.8

125.1

94.8

99.3

95.0

10月

244

11

55

310

13

323

83.2

97.9

121.0

88.6

79.9

88.2

11月

291

14

55

361

15

376

106.8

137.6

102.0

107.0

109.3

107.1

12月

286

12

50

349

14

363

93.0

139.0

94.8

94.4

106.6

94.8

10〜12月

821

38

161

1,020

41

1,061

94.0

123.3

105.1

96.5

97.5

96.5

17． １月

191

11

50

252

13

266

98.6

116.0

110.3

101.3

92.9

100.9

２月

241

12

51

304

11

315

83.1

97.1

111.5

87.3

88.5

87.4

３月

411

14

47

473

12

485

90.9

110.6

113.9

93.3

104.9

93.6

１〜３月

843

37

149

1,029

37

1,066

90.1

107.2

111.8

93.2

95.1

93.3

16 年 度

2,863

119

561

3,543

150

3,693

93.0

106.0

102.3

94.8

99.0

94.9

17． ４月

162

9

55

227

10

238

89.1

125.1

187.1

103.6

103.3

103.6

５月

146

7

54

208

10

218

89.5

140.7

167.7

103.4

95.5

103.0

６月

165

8

45

218

15

233

75.0

126.8

105.8

81.2

108.9

82.5

４〜６月

473

25

155

653

36

689

83.7

129.9

148.0

94.8

103.1

95.2

〔注〕
（1）内需量合計は、石油連盟発行「石油資料月報」より引用。
（2）道路用ストレート・アスファルト＝内需量合計−（ブローンアスファルト＋燃焼用アスファルト＋工業用スト
レート・アスファルト）

Vol. 48 No. 218（2005 年）

63有限責任中間法人 日本アスファルト協会会員
社

名

住

所

電

話

［メーカー］

出 光 興 産 株 式 会 社（100-8321）千代田区丸の内3−1−103（3213）3134

コ ス モ 石 油 株 式 会 社（105-8528）港区芝浦1−1−103（3798）3874

三共油化工業株式会社（103-0025）中央区日本橋茅場町1−7−703（5847）2611

株 式 会 社 ジャパンエナジー（105-8407）港区虎ノ門2−10−103（5573）6000

昭和シェル石油株式会社（135-8074）港区台場2−3−203（5531）5765

新 日 本 石 油 株 式 会 社（105-8412）港区西新橋1−3−1203（3502）9122

株 式 会 社 男 鹿 興 業 社（010-0511）男鹿市船川港船川字海岸通り1-18-20185（23）3293

カ社（980-0803）仙台市青葉区国分町3−1−18022（264）6111

朝 日 産 業 株 式 会 社（103-0025）中央区日本橋茅場町2−7−903（3669）7878

株カ（106-0032）港区六本木4−11−403（5772）1505

伊藤忠エネクス株式会社（153-8655）目黒区目黒1−24−12

03（5436）8211

エムシー・エネルギー株式会社（100-0011）千代田区内幸町1−3−303（5251）0961（104-0032）中央区八丁堀3−3−503（3551）8011

関東礦油エネルギー株式会社（107-0051）港区元赤坂1−1−803（5474）8511

竹 中 産 業 株 式 会 社（101-0044）千代田区鍛冶町1−5−503（3251）0185

中 西 瀝 青 株 式 会 社（103-0028）中央区八重洲1−2−103（3272）3471

株 式 会 社 南 部 商 会（108-0073）港区三田3−13−16

03（5419）9861

日 東 商 事 株 式 会 社（170-0002）豊島区巣鴨4−22−23

03（3915）7151

丸紅エネルギー株式会社（101-8322）千代田区神田駿河台2−203（3293）4171

ユ ニ 石 油 株 式 会 社（107-0051）港区元赤坂1−7−803（3796）6616

鈴与商事株式会社清水支店（424-8703）清水市入船町11−10543（54）3322

松 村 物 産 株 式 会 社（920-0031）金沢市広岡2−1−270762（21）6121［ディーラー］
●

東北

メ

イ

●

関東

式

会

株

社

式

ア

会

ス

コスモ石油販売株式会社
コスモアスファルトカンパニー

●

64

中部

ASPHALT

有限責任中間法人 日本アスファルト協会会員
社

名●

近 畿・中 国

住

所

電

話

出光アスファルト株式会社（531-0071）大阪市北区中津6−3−1106（6442）0031

三 徳 商 事 株 式 会 社（532-0033）大阪市淀川区新高4−1−306（6394）1551

昭 和 瀝 青 工 業 株 式 会 社（670-0935）姫路市北条口4−260792（26）2611

千 代 田 瀝 青 株 式 会 社（530-0044）大阪市北区東天満2−10−1706（6358）5531

富（756-8501）小野田市稲荷町10−230836（81）1111

株 式 会 社 松 宮 物 産（522-0021）彦根市幸町320749（23）1608

横 田 瀝 青 興 業 株 式 会 社（672-8057）姫路市飾磨区細江995

0792（33）0555

今 別 府 産 業 株 式 会 社（890-0072）鹿児島市新栄町15−70992（56）4111

三 協 商 事 株 式 会 社（770-0941）徳島市万代町5−80886（53）5131

西 岡 商 事 株 式 会 社（764-0002）仲多度郡多度津町家中3−10877（33）1001

平和石油株式会社高松支店（760-0017）高松市番町5−6−260878（31）7255

士

●

商

株

式

会

社

四国・九州

編集顧問
多 田 宏 行

委 員 長
安 崎
裕
神 谷 恵 三栗谷川 裕造小 島 逸 平:編集委員
中 村 俊 行服 部
潤
大 坪 義 治姫 野 賢 治田 井 文 夫山 本 秦 幹塚 越徹
溝 渕優野村 健一郎峰 岸 順 一森久保 道生吉 村 啓 之アスファルト 第218号
平成17年10月発行
有限責任中間法人 日本アスファルト協会
105-8412 東京都港区西新橋1−3−12
新日本石油株式会社 エネルギー・ソリューション１部内
問い合わせ先・昭和シェル石油株式会社 中央研究所
TEL 046-285-0829
・新日本石油株式会社
エネルギー・ソリューション１部
TEL 03-3502-9134

森久保 道生塚越

徹

印刷所 キュービシステム株式会社
104-0061 東京都中央区銀座1−21−7
GNビル4F TEL 03-3538-3171（代）Vol.48 No.218
Published byVol. 48 No. 218（2005 年）

APRIL 2005

65