高耐久性舗装の開発と体系化の検討

日本道路（株）技術研究所 朴希眞
日本道路（株）技術研究所 徳光 克也
日本道路（株）技術研究所 梶谷 明宏などを使用すれば，剥離面積率はほぼ 0%という結果になり，各種混合物の優劣を評価することは困難である．このような背景から，ハンバーグホイールトラッキング試
験（HWT 試験）2)をはじめとした評価方法を用いて，適用条件に応じた高耐久性舗装の選定を行い，実施工において確認し，開発した高耐久性舗装の体系化の検討を行った．

１．はじめに我が国における舗装の維持修繕費が，新設費を上回るようになって久しい．舗装のストックは増加傾向であり，これらを効果的･効率的に維持していくことが必要である．また，近年では，経済活動の活発化に伴う物流量の増大により，重荷重車を使用する工場施設内をはじめ，バス駐停車帯，サービスエリアなどの大型車駐車場において損傷が生じる事例もあり，舗装の「長寿命化」がクローズアップされている．
舗装の長寿命化を目指し，これまで配合面や使用材料の検討がなされ，ポリマー改質アスファルトの開発や半たわみ性舗装の適用などで対応してきたが，適用箇所によっては，早期に損傷する事例も報告されている．そこ
で，筆者らは，舗装の更なる長寿命化を図るため，以下の 2 種類の混合物を新たに開発した．
①ポリエステル樹脂を用いたポリエステルアスファルト混合物（ポリアスコン）②高強度セメントミルクを用いた半たわみ性混合物（高強度半たわみ性混合物）
しかしながら，高耐久性の評価法が確立されていない
現状で，適用箇所の諸条件に応じた最適な舗装の選択方法は，明確になっていない状況にあると思われる．例えば，耐流動性を評価するホイールトラッキング試験（WT試験）の動的安定度（DS）は，6,000（回/mm）以上の場合，「6,000 回/mm 以上」での報告となり 1)，高耐久性混合物の有意性が評価できない．また，水浸抵抗性を評価する水浸 WT 試験についてもポリマー改質アスファルト

２．開発した高耐久性混合物の概要
2.1.ポリアスコン
ポリアスコンは，通常のアスファルト混合物に写真-1のポリエステルを添加したものである．ポリエステルは，茶 褐色で 粉末状 ，物性は108℃で軟化点を持ち，アスフ
写真-1 ポリエステル
ァルト混合物製造時にミキサに投入する．混合温度付近では溶融し，舗設後供用時には硬化し混合物の強度を増加させる熱可塑性樹脂である．
2.2.高強度半たわみ性混合物
高強度半たわみ性混合物は，従来のセメントミルクより水セメント比を大きく低減させて高強度を持たせつつ，交通開放時間の短縮を目的として開発したセメントミル
クを用いたものである．一般的に水セメント比を低減させると流動性が劣るので，充填率が低くなり，強度が小さくなる．開発した高強度セメントミルクは，無機系混和材や高性能減水剤などを配合することにより，従来と同等な充填率を確保し，セメントミルク自体の強度を著しく増大させたものである．

1

3.1.5.耐油性
高速道路の SA・PA および物流センターの貨物駐車場に適用する場合，耐油性は重要なポイントとなるため，
表-5 耐油性試験条件
油浸後のマーシャル供48時間油浸（20℃）後試体を用いた安定度試
養生方法
30分間水浸（60℃）
験で評価した．試験条
試験方法
マーシャル安定度試験
件を表-5 に示す．
３．２．室内試験結果
3.2.1.耐流動性（DS）の試験結果
試験結果を表-6 に示す．各種混合物の DS は，6,000 回/mm 以上の結果となり，報告としては同等の性能と見なされる．したがって，DS による評価結果に有意差は見られない．

３．室内検討3.1.室内検討の概要
室内試験では，耐流動性，耐水性，耐静止荷重性，たわみ性および耐油性について，開発した高耐久性混合物の有意性を評価した．検討対象とした混合物を表-1 に示す．
表-1 検討対象混合物
開発混合物

比較混合物

アスファルト系

・ポリアスコン・ポリマー改質Ⅱ型アスファルト混合物（改質Ⅱ型アスコン）

半たわみ性系

・高強度半たわみ性混合物

・従来半たわみ性混合物

3.1.1.耐流動性（DS）
耐流動性は WT 試験で評価し，試験条件および試験方法は，舗装調査・試験法便覧に準じた．
3.1.2.耐流動性および耐水性
WT 試験による評価に 表-2 試験条件および方法
項目
基 準は前述したように限界が60℃
試験温度あるため，高耐久性舗装の10,000サイクル走行回数性能の有意性が評価でき
AASHTO T324-04
試験方法
る HWT 試験 2)を行った．
養生条件
気中,水中試験条件および方法を表2 に示す．
408.7N
3.1.3.耐静止荷重性
耐静止荷重性の評価は，5cm10cm
曲げクリープ試験で行っ20cmた．試験の概念を図-1 に，30cm
試験条件を表-3に示す．
試
図-1
試験の概念図験方法は，所定の荷重を載荷し，時間ごとに変形量を測定した．

表-6 耐流動性の試験結果
試験温度（℃）

混合物の種類DS（回/mm）

改質Ⅱ型アスコン

報告

6,300

アスファルト系
ポリアスコン

21,00060

従来半たわみ性混合物

21,000高強度半たわみ性混合物

21,000

半たわみ性系

6,000回/mm
以上

3.2.2.耐流動性および耐水性の試験結果
HWT 試験機を用いて，気中養生下で耐流動性，水中養生下で耐水性を評価した．試験結果を図-7 に示す．
アスファルト系の耐流動性では，改質Ⅱ型アスコンよりポリアスコンが著しく小さいわだち掘れ深さとなり，大きな差を示した．半たわみ性系の耐流動性では，高強度半たわみ性混合物は，従来半たわみ性混合物より小さいわだち掘れ深さを示した．また，アスファルト系と半たわみ性系のわだち掘れ深さは，半たわみ性系の方が小さい値となった．以上のことから，耐流動性は各種混合物ごとに明確な差が見ら 10気中8れた．耐水性は，走行回数6ごとのわだち掘れ深さを4測定し，わだち掘れが急激2に進行する点を剥離変曲点として求めた．
剥離変曲00
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
走行回数（サイクル)
点は，改質Ⅱ型アスコン
水中4,463 サイクル，従来半たわみ性混合物5,763サイクルであり，剥離がみられた．また，開発した 2 種類の高耐久性混合物には変曲点がなく，剥離は見られ走行回数（サイクル)なかった．
図-7 HWT の試験結果

表-3 曲げクリープ試験条件

改質Ⅱ型アスコン
ポリアスコン発生応力(MPa)スパンL (cm)

供試体厚さ
h (cm)

供試体幅
b (cm)

載荷荷重 ※
P (N)

試験温度
(℃)

50.520510408.720，60※曲げ強度（想定曲げ強度）の10％に相当する載荷荷重

3.1.4.たわみ性（ひび割れ抵抗性）
たわみ性の評価は曲げ試験で行った．試験条件を表-4に示す．
半たわみ性系-10℃

養生時間

わだち掘れ深さ(mm)

試験温度

高強度半たわみ性混合物

20

表-4 曲げ試験条件
アスファルト系

従来半たわみ性混合物

わだち掘れ深さ(mm)

曲げ強度(MPa)

20℃

改質Ⅱ型アスコン

15

ポリアスコン

従来半たわみ性舗装

高強度半たわみ性混合物

10

5

6時間以上

載荷速度

50mm/min10mm/min

供試体サイズ10cm×5cm×30cm

5cm×5cm×30cm

試験方法

舗装調査・試験法便覧

0NEXCO試験方法C043

03)

2

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000以上のことから，ポリアスコンと高強度半たわみ性混合物は，同程度の優れた耐水性を有しており，有効性が確認できた．
3.2.3.耐静止荷重性の試験結果
曲げクリープ試験の状況を写真-2 に，結果を図-2 に示す．図-2 より，改質Ⅱ型アスコンより開発した高耐久性混合物は，静止荷重による変形抵抗性に優れている結果が得られた．特に，高強度半たわみ性混合物は 6 時間を越え，15 時間以上経過しても破壊せず，きわめて優れた耐静止荷重性を示した．また，ポリアスコンは従来半たわみ性混合物とほぼ同等な性能を有していた．

3.2.5.耐油性の試験結果
油浸後の供試体の状況を写真-3 に，耐油性試験結果を図-3 に示す．ポリアスコンは，改質Ⅱ型アスコンに比べ3.5 倍の油浸マーシャル安定度，1.5 倍の油浸残留安定度を示した．また，従来半たわみ性混合物と高強度半たわみ性混合物はともに，改質Ⅱ型アスコンより著しく高い油浸マーシャル安定度と油浸残留安定度を示しており，優れた耐油性を有していることが確認できた．
アスファルト系
改質Ⅱ型アスコン

半たわみ性系

ポリアスコン

従来半たわみ性

高強度半たわみ性

写真-3 耐油性試験後の供試体
60100.0

100.010090

写真-2 曲げクリープ試験の状況
経過時間（h）
1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.00

変位量（mm）

812

高強度半たわみ性混合物
破壊時間：15ｈ以上

6059.3305024.739.44021.3

203020106.110

ポリアスコン
破壊時間：1ｈ00
改質Ⅱ型アスコン

従来半たわみ性混合物
破壊時間：0.8ｈ

ポリアスコン

従来半たわみ性混合物

高強度半たわみ性混合物

図-3 油浸後のマーシャル安定度および残留安定度
３．３．まとめ
耐流動性および耐水性の試験結果に基づき，各種高耐久性混合物を適用箇所別に示したものが図-4 である．図-4 および耐静止荷重性，ひび割れ抵抗性，耐油性を考慮した上で，重荷重車の走行する道路や物流施設にはポリアスコンを，重荷重車が長時間停車する駐車場や重荷

16改質Ⅱ型アスコン
破壊時間：0.46ｈ20

高図-2 経過時間による変位量3.2.4.たわみ性（ひび割れ抵抗性）の試験結果
曲げ試験結果を表-8 に示す．ポリアスコンは改質Ⅱ型
アスコンと同程度の破断ひずみを示した．また，高強度半たわみ性混合物も従来半たわみ性混合物とほぼ同等な値を示し，NEXCO の基準値を満足した．以上のことか
ら，開発した高耐久性舗装は良好なひび割れ抵抗性を有していると考えられる．

100

重荷重道路
重交通道路・交差点
物流施設等の大型車通行帯・駐車場◎
耐流動性 指数※95

従来半たわみ性混合物

ＳＡ・ＰＡ大型車駐車帯
コンクリート舗装適用箇所
コンクリート

高強度半たわみ性混合物

ポリアスコン90
耐流動対策が必要な道路

表-8 曲げ試験結果

△85
改質Ⅱ型
アスコン

曲げ強度（MPa）

破断ひずみ

改質Ⅱ型アスコン

11.45.1

ポリアスコン

11.54.9

従来半たわみ性混合物

2.77.6

2.5MPa以上※コンクリート舗装を100とした時の指数2)

5.9

3.0×10-3以上

図-4 各種高耐久性舗装の施工箇所による有意差

アスファルト系

半たわみ性系
高強度半たわみ性混合物

3.43（×10 ）低混合物の種類

基準値

8020

低―

△4060

○80

◎

47040

○0.08042.4

油浸残留安定度（％）

油浸マーシャル安定度（ｋN）

50

100

高耐水性 指数※3重の作業車が走行する箇所には高強度半たわみ性舗装が適していると考え，実施工で適用性の評価を行った．

表-10 室内試験結果
マーシャル安定度試験
かさ密度（g/cm3）

空隙率（%）

安定度（kN）

改質Ⅱ型アスコン

2.373

5.1

10.8

7,000

11.7

3.6

ポリアスコン

2.307

5.8

36.5

12,600

8.95

3.7

基準値

－3～64.9以上－－－

４．施工事例
4.1.アスファルト系舗装の施工
アスファルト系の高耐久性舗装を施工し，追跡調査を行った．施工は，重車両の低速走行や静止荷重が頻繁に生じる 7 箇所の物流倉庫で行った．ここでは，施工事例
A と B の 2 例を紹介する．施工は，通常の密粒度アスファルト舗装工と同様な機械編成で行った．
4.1.1.施工事例 A(1)概要
施工箇所の施工前状況
を写真-4 に示す．
施工箇所の概要を以下に示す．
・ 施工箇所：大型車の駐車および走行する物流倉庫
写真-4 施工前の状況
・ 施工時期：2017 年 11 月
・ 施工方法：表層 5cm（5cm 切削オーバーレイ）
・ 施工工区：ポリアスコン工区，改質Ⅱ型アスコン工区・ 評価項目：表-9 に示す．
評価項目

試験方法
・マーシャル安定度試験

耐流動性・ホイールトラッキング試験

たわみ性・曲げ試験

DS
曲げ強度 破断ひずみ（回/mm） （MPa） （×10 -3）(3)追跡調査結果
写真-6 に，供用 1 年後のポリアスコンと改質Ⅱ型アスコンの路面状況を示す．両工区ともにわだち掘れ量は，0mm であり，目視観察によりいずれもひび割れは見られず健全な状態を保持していることが確認できた．
ポリアスコン

改質Ⅱ型アスコン

写真-6 供用 1 年後の路面状況

4.1.2. 施工事例 B(1)概要
施工箇所の施工前状
況を写真-7 に示す．施工箇所の概要を以下に示す．
・ 施工箇所：大型車の写真-7 施工前の状況
駐車および走行する物流倉庫
・ 施工時期：2018 年 4 月
・ 施工方法：表層5cm(10cm 切削オーバーレイ，基層 5cm)・ 施工工区：ポリアスコン工区，改質Ⅱ型アスコン工区・ 評価項目：表-9 と同じ(2) 施工結果
室内試験結果を表-11 に示す．施工事例 A と同様にポリアスコンの混合性や施工性，各種混合物性状は，良好であった．

表-9 試験施工の評価項目
混合物特性

曲げ試験WT試験

配合名(2) 施工結果
ポリアスコンの混合性および施工性は，改質Ⅱ型アスコンと同様であった．施工状況を写真-5 に示す．ポリア
スコンの施工箇所の一部で，人力施工を行ったが，ポリエステルが熱可塑性樹脂であるため，再加熱しての仕上げが可能であった．
室内試験結果を表10 に示す．ポリアスコンは，改質Ⅱ型アスコンより著しく大きい安定度を示し，たわみ性も良好であった．
切取りコアによる締固め度は 99.8%と良写真-5 施工状況好であった．

表-11 室内試験結果
マーシャル安定度試験
配合名

かさ密度

WT試験

曲げ試験

DS（回/mm）

曲げ強度（MPa）

破断ひずみ

14.0

7,000

10.6

3.6

42.4

31,500

10.0

5.4

4.9以上

－－－（g/cm3 ）空隙率（%）

安定度（kN）

改質Ⅱ型アスコン

2.338

3.8

ポリアスコン

2.341

4.0

基準値－3～6（×10-3 ）(3)追跡調査結果
写真-8 に供用 4 ヶ月後（一夏経過）の路面状況を示
4す．わだち掘れ深さは，改質Ⅱ型アスコンでは 8mmであり，ポリアスコンは 0～2mm であった．これより，ポリアスコンは塑性変形抵抗性に優れていること
写真-8 路面状況(改質Ⅱ型)が確認できた．
4.2.半たわみ性系舗装の施工
高強度半たわみ性舗装を施工し，追跡調査を行った．
施工箇所は，大型車や重機が頻繁に走行する工場，大型バス駐車場，高速道路 PA の大型車駐車マスである．
4.2.1.施工事例 C(1)概要
施工箇所の概要を以下に示す．
・ 施工箇所：大型車や重機が走行する工場
・ 施工時期：2016 年 11 月
・ 施工方法：表層 5cm（5cm 切削オーバーレイ）
・ 施工工区：高強度半たわみ性舗装工区，従来半たわみ性舗装工区（早強タイプ）
・ 評価項目：表-12 に示す．

表-13 試験結果

セメントミルク

半たわみ性混合物

セメントミルク

半たわみ性混合物

試験方法
・目視確認

ー

施工性・充填状況の確認（目視）・流動性試験方法（Pロート法）

ー

強度

・セメントミルクの曲げ試験
・セメントミルクの圧縮試験

4×4×16cm（7日養生）

強度・コンクリート曲げ強度試験

10×10×40cm（7日養生）

フロー値（sec）

28.0

10.0

曲げ強度（MPa）

9.1

5.9

圧縮強度（MPa）

55.2

24.8

曲げ強度（MPa）

4.1

2.4

高強度半たわみ性舗装 従来半たわみ性舗装
高強度半たわみ性舗装

従来半たわみ性舗装

既設As舗装写真-10 路面状況(供用2 年) 写真-11 路面状況（接写）4.2.2.施工事例 D(1)概要
写真-12 に大型バス駐車場の施工前の状況を示す．
駐車場は，静止荷重によるわだち掘れやひび割れが発生している箇所であった．
写真-12 施工前の状況
施工箇所の概要を以下に示す．
・ 施工箇所：大型バス駐車場
・ 施工時期：2017 年 11 月
・ 施工方法：表層 4.5cm（4.5cm 切削オーバーレイ）
・ 施工工区：高強度半たわみ性舗装工区(2)施工結果
施工は，気温5℃の寒冷期であったため，保温対策を行った．その結果，交通開放までの養生時間は4 時間であった．
また，所定の充填率が確認され，施工性は良好であった．
(3)追跡調査結果
施行箇所の供用 1 年後の状況を写真-13 に示す．目視観察の結果から，ひび割れやわだち掘れは見られず，健全な状態を保持していることが確認できた．
写真-13 供用 1 年後の状況

備 考

混合状況

従来半たわみ性混合物(3)追跡調査結果
写真-10 および写真-11 に供用 2 年後の路面状況を示す．高強度半たわみ性舗装は，ひび割れやわだち掘れが見られず健全な状態を保持していた．一方，従来半たわみ性舗装は，亀甲状ひび割れが見られ，表面の摩耗も著しく進行していた．

表-12 評価項目
評価項目

高強度半たわみ性混合物(2)施工結果
施工完了後の状況を写真9 に，試験結果を表-13 に示
す．高強度セメントミルクの流動性は，フロー値（P ロート）では従来セメントミルク
写真-9 施工完了状況に比べ大きいものの，従来セメントミルクと同様な浸透性を示し，充填性・施工性は良好であった．高強度セメントミルクの強度と高強度半たわみ性混合物の曲げ強度は，従来半たわみ性混合物に比べ，ともに 2 倍程度を示した．また，気温 15℃での現場強度を確認した上，高強度半たわみ性舗装は 4 時間，従来半たわみ性舗装（早強タイプ）は 12 時間で交通開放した．

54.2.3.施工事例 E(1)概要
写真-14 に高速道路 PA の施工前の状況を示す．施工箇所の概要を以下に示す．
・ 施工箇所：高速道路の PA
写真-14 施工前の状況（大型車駐車マス）・ 施工時期：2018 年 4 月・ 施工方法：表層4cm(14cm 切削オーバーレイ，基層10cm）
・ 施工工区：高強度半たわみ性舗装工区,従来半たわみ性舗装工区（超速硬タイプ）(2)施工結果
施工時は日射が強かったため，セメントミルクの硬化が速かったが，所定の充填率を確保できた．試験結果を
表-14 に示す．セメントミルクの強度と半たわみ性舗装の曲げ強度は，基準値を満足するものであった．また，交通開放までの養生時間は，高強度半たわみ性舗装は 6 時間，従来半たわみ性舗装（超速硬タイプ）は 3 時間であった．
表-14 試験結果（NEXCO 仕様）
高強度半たわみ性混合物
試験値
フロー値（sec）
セメントミルク

半たわみ性混合物

27.1

基準値

20～40*1*1② 高耐久性舗装として開発したポリアスコンと高強度半たわみ性混合物は，従来の混合物と同様な施工性であり，より高耐久性を示す結果が得られた．
③ 開発した高強度半たわみ性混合物は，セメントコンク
リートとほぼ同様な性能を示し，物流倉庫などコンクリート舗装を採用したいが，工事規制の時間的な制約から採用されなかった箇所等への適用性が見出せた．
④ 表-15 に，本検討で得られた成果から，適用性を評価した結果を示す．
表-15 高耐久性舗装の適用性
種

項

耐久性
※

基準値

10.0

9～11

ポリアスコン

13倍

3倍

3倍

1（5.7）

2倍以上（3.1）

2倍以上（2.7）

2倍以上（1.4）
20倍以上

耐静止荷重（h）

12倍以上

2倍程度

たわみ性(×10 )

-3

10.9倍

1.5倍

1.2倍

耐油性（kN）

13.5倍

4倍

6倍以上

評価

△

○

施工
（日当り施工量）

1,500～

1,500～◎◎

2,100～

2,100～

2,000m /日

2,000m /日

2,900m2/日（母体+注入）2,900m2/日（母体+注入）養生時間評価

2h程度

2h程度

8h～24h

4h～8h

◎

◎

△

○

直工費（表層 5cm）

11.8倍程度

1.8倍程度

2倍程度

22施工性

評価

◎○○△

大型車交通量が多い道路

◎

◎

〇

〇

重荷重車の走行路

△

◎

〇

〇

大型車の長時間停車
重荷重車のねじり作業場

△〇〇

◎

72.3

50以上

25.4

15～36

曲げ強度（MPa）

9.15以上*14.4-

曲げ強度（MPa）

3.4

2.5以上

2.7

2.5以上

※ 改質Ⅱ型アスコンを1とした時の値

曲げひずみ（×10-3）

5.9

3.0以上

7.6

3.0以上

６．おわりに適用箇所

高強度
半たわみ性
混合物

耐流動性

圧縮強度（MPa）

従来半たわみ性舗装

半たわみ系
従来
半たわみ性
混合物

耐水性cycle(mm)

経済性※*1 NEXCO特記仕様書

アスファルト系
改質Ⅱ型
アスコン

目

従来半たわみ性混合物
試験値

類

高強度半たわみ性舗装(3)追跡調査結果
写真-15 に施工箇所の供用 8 ヶ月後の路面状況を示す．目視観察の結果，ひび割れやわだち掘れの損傷は見られず，健全な状態を保持していたが， 写真-15 供用 8 ヶ月後の状況
従来半たわみ性舗装（超速硬タイプ）は，表面のセメントミルクが摩耗し，骨材が露出している状況であった．

高耐久性舗装をアスファルト系と半たわみ性系に分けて検討したが，施工性からみると，半たわみ性系は母体アスコンを構築した後，セメントミルクを注入・充填させる 2 工程となり，その後の養生も含め，アスファルト系に比べると劣ることは否めない．一方，アスファルト系は，載荷時間と温度に依存する粘弾性体であることから，静荷重によるクリープ現象を抑制するには限界がある．両者のこうした得失を評価した本検討の成果により，大型車や重荷重車が長時間停車する箇所またはねじれ作業を行う箇所の舗装には高強度半たわみ性舗装を，これらが走行する箇所の舗装にはポリアスコン舗装を適用するなど各種高耐久性舗装の体系化ができたと考えている．

５．まとめ
本検討で得られた成果は以下のとおりである．
① 高耐久性舗装をアスファルト系と半たわみ性系に分けて，HWT 試験を中心に各種の評価を行うことで，これまで明確ではなかった高耐久性の評価を明らかにすることができ，各種混合物の優位性を明確にすることができた．

＜参考文献＞

1) 社団法人 日本道路協会：舗装調査・試験法便覧，平成19 年6 月
2) 朴希眞他： HWT 試験によるアスファルト混合物の評価と適用性，
第 32 回日本道路会議論文集，3P08，平成 29 年 10 月
3) 東日本高速道路株式会社・中日本高速道路株式会社・西日本高速道路
株式会社，NEXCO 試験方法：アスファルト舗装関係試験方法 C0432007-NEXCO 試験法条件，平成 29 年 7 月

6