改質バインダを用いたグースアスファルト混合物の開発
日本道路(株)技術研究所○桃田 大晃同徳光 克也

国立研究開発法人 土木研究所

寺田剛

1. はじめに
橋梁床版上の基層へ適用する舗装は、不透水性、たわみ追従性および耐久性が求められ、鋼床版では一般にグースアスファルト混合物（以下、グース混合物）が用いられる。グース混合物は使用バインダとして、石油アスファルト 20～40 にトリニダッドレイクアスファルト（以下、TLA）を添加した硬質アスファルトを用いており、流動性に富み、流し込みによる施工が可能で転圧不要な混合物である。しかし、天然アスファルトである TLA は、将来的に安定供給の面で問題が生じる可能性があり、また、TLA 特有の臭気や煙により、周辺環境に影響を及ぼすおそれがある。加えて、大型車交通量の多い橋梁部、交差点の前後における渋滞等で車両が静止・徐行を繰り返す場合など過酷な条件に晒されるとわだち掘れの問題などが散見されている。こうした課題に加えて、橋梁部は代替路線の確保が困難であることから、補修サイクルを長期化する必要に迫られている。
本研究では、これらの課題に対応するため、平成 28 年度から国立研究開発法人土木研究所と共同研究により、新たなグース用改質バインダを開発し、TLA を用いないグース混合物の検討を行った。
室内検討で、開発した改質バインダを用いたグース混合物（以下、開発グース混合物）の配合および性能を評価した。この結果をもとにプラントでの製造、クッカ車による混合性、施工性を確認するとともに、混合物の性能および供用性の評価を行うために土木研究所構内にある走行実験場で試験施工を行った。本文は、それらの検討結果について報告する。

表－1

開発バインダの性状

項目

2. 開発した改質バインダ
本検討では、特殊な改質剤を添加したバ開発品

標準的性状

針入度（25℃）

1/10mm3420～40

針入度（60℃）

1/10mm178

100～200102

80.0以上軟化点℃

インダを開発（以下、開発バインダ）した。

伸度（15℃）cm

8130以上

開発バインダの性状を表－1、グース混合物

薄膜加熱質量変化率%

-0.06

0.6以下

薄膜加熱後の針入度残留率%

88.2

65以上

引火点℃

337

260以上

mPa・ｓ298―の材料構成を図－1 に示す。
開発バインダは、アスファルトタンクに粘度（180℃）

貯蔵または、アスファルトローリー直結で供給できることから、

開発グース混合物

通常のアスファルト混合物と同じ方法での製造が可能であり、特骨別な作業や設備を必要としない。施工においては、従来のグース混合物と同様の施工が可能であり、また、クッカ車排出温度を従

開発
バインダ

材

従来グース混合物

来の 240℃から 30～60℃低減でき、製造・施工時の臭気・煙を大骨きく低減することができる。
図－1

材

ストアス
TLA
20/40

グース混合物の材料構成

3. 室内検討
3.1 配合開発グース混合物の性能を確認するために、表－2、表－3 に示す配合および粒度で室内において 2種類の開発グース混合物を作製した。配合②は、配合①に特殊添加剤を加えたもので、施工時での流動性の向上を目的とした。

表－2

開発グース混合物の配合割合

表－3

配合比（%）
混合物名称

粗骨材

ふるい目（mm）

細骨材

As量計

石粉

特殊添加剤

26.9無し10026.90.37（As量の5%）100.37

合成粒度
合成粒度 粒度範囲
100

100

13.2

98.8

95～1004.75

72.4

65～85

2.3651.5

45～620.6

42.4

35～500.3

35.1

28～42

値は、リュエル流動性・貫入量については、舗装施工便覧を参考とした。

0.1528.925～34

動的安定度は従来のグース混合物の基準値（300 回/mm）の 2 倍以上

0.075

22.6

20～27

配合①
配合②7.47.47号

細砂

25.0

24.5

16.225.024.516.2

通過百分率（%）

19.06号

3.2 室内評価項目
室内検討における評価項目、評価方法、目標値を表－4 に示す。目標とし、動的安定度と同様、曲げ破断ひずみは、本州四国連絡高速道路(株)の目標値を参考とした。
表－4室内評価項目

評価項目

評価方法

評価値

目標値

施工時の流動性

リュエル流動性試験

リュエル流動性

3～20秒（15秒）

耐流動性

WT試験

動的安定度

高温時の安定性

貫入試験

貫入量

たわみ追従性

曲げ試験

曲げ破断ひずみ

600回/mm以上
1～6mm
8×10 -3以上

3.3 室内評価結果
評価結果の一覧を表－5 に示す。
施工時の流動性を評価するためリュエル流動性試験を行い、配合①は 200℃で 16.9 秒、配合②は185℃で 16.6 秒（200℃換算値で 8.9 秒）で、ともに目標値を満足している。配合②では特殊添加剤を加えたことで、排出温度が低くても十分な流動性を確保できることが確認できた。また、動的安定度も目標値を大きく上回る結果であった。
表－5試験値

試験項目
リュエル流動性（200℃換算値）
動的安定度
貫入量
曲げ破断ひずみ

室内評価結果一覧
目標値

配合①

配合②秒

16.98.9

3～20回/mm
mm×10 -3829
1.44
10.44

1,541
0.77
9.22

600 以上1～68 以上

4. 試験施工

4.1 試験施工概要
グース混合物は一般的に鋼床版上に適用されるが、既設舗装

試験施工後

既設表層

50mm

表層 60mm（密粒度As混合物改質Ⅱ型）

既設基層

50mm

開発グース混合物 40mm

今回の試験施工はコンクリート版上で施工を行った。
土木研究所構内にある走行実験場にて、施工面積75 ㎡の切削オーバーレイ（t=10cm）で、切削後に既設コンクリート版既設コンクリート版既設のコンクリート版の下地処理、接着剤を塗布した後、基層として開発グース混合物を、表層に密粒

図－2 舗装断面図
度 As 混合物（改質Ⅱ型）を施工した。舗装断面図を図－2 に示す。また、開発グース混合物の施工状
況を写真－1、仕上がり面を写真－2 に示す。

写真－1 施工状況
4.2 混合物製造条件

写真－2

仕上がり面

製造条件を表－6 に示す。室内試験の結果より、配合①ではクッカ車目標排出温度を 210℃に設定したが、配合②では温度を下げても流動性を確保できることから、配合①よりも更に低い 185℃を目標とした。また、目標クッキング時間は 1 時間とした。
表－6
混合物名称

製造条件

アスファルトプラント
目標
出荷温度
クッキング時間

クッカ車
目標排出温度配合①製造量備考

210℃
170℃～180℃

特殊添加剤無し

1時間

5t

配合②

特殊添加剤有り

185℃

4.3 評価項目
評価は、室内評価項目（表－4）に加えて、表－7 に示す項目についても実施した。
表－7
評価項目
臭気性
付着強度
透気・防水性

追加評価項目評価方法
臭気試験器
直接引張試験
透気試験
加圧透水試験

目標値―1.0MPa以上――4.4 試験施工結果

表－8

リュエル流動性試験の結果を表－8 に示す。リ

リュエル流動性試験結果
リュエル流動性

混合物名称

混合物温度
（℃）

実測値
（秒）

200℃換算値（秒）満足する値となった。配合②では室内同様、クッ

配合①2114.77.5

カ車排出温度を 185℃としたが、十分な流動性を配合②

18516.08.5

ュエル流動性は、配合①,②ともに目標値を十分に確保することができた。

表－9試験値表－9 に、その他の試験結果を示す。
動的安定度は配合①で 1,820 回/mm、配合②で 1,660 回/mm と目標値を大きく上回る値となり、きわめて良好な耐流動性を有することが確認できた。曲げ破断

試験施工結果一覧

試験項目
動的安定度

目標値
配合①

配合②回/mm

1,820

1,660

600 以上mm

0.790.61

1～6×10 -316.214.78.0 以上

MPa

貫入量
曲げ破断ひずみ
直接引張試験

ひずみは、配合①,②ともに目標値を満足透気試験（現場）し、良好なたわみ追従性を有しているこ

加圧透水試験（室内）

2.06

1.71

1.0 以上-16㎡00―cm/s

00―×10とがわかった。直接引張試験では配合①,②ともに目標値を満足し、コンクリート版と十分に付着していることが確認できた。透気・透水試験を現場と室内（切り取りコア）で実施したところ、現場・室内ともに良好な結果が得られ、防水性能は十分機能していることを確認した。

臭気測定結果を表－10 に示す。開発グース混

表－10合物では現場（3 箇所）と室内で評価を行い、比較対象として、従来の TLA を用いたグース

現場混合物で室内において比較した。
臭気レベルが、従来のグース混合物では 456室内だったのに対して、開発グース混合物では現

臭気測定結果測定条件
クッカ車 積込前
クッカ車 積込後AF 施工時クッキング後クッキング後混合物種類
臭気レベル
118121
開発グース
混合物
143165
従来のグース456
混合物

場・室内ともに 110～170 程度と従来の 40%以下であり、臭気を大幅に低減できることがわかった。

5. 追跡調査
追跡調査として、荷重走行車通過後の路面形状変化を MRP で測定した。測定は施工直後、荷重走行車が 49kN 換算輪数で 10,000、40,000 輪走行後に実施し、結果を図－3、表－11 に示す。
40,000 輪走行後まで、大きな変化は見られず、良好な状態を保持している。また、目視観察の結果、懸念されたブリスタリングによる変形やひび割れもみられない。今後も引き

図－3続き追跡調査を実施する予定である。
表－11 MRP 横断形状測定結果
混合物名称
わだち
掘れ量
（mm）

測定箇所

配合①配合②

走行輪数

横断形状変化（回）

010,000

40,000OWP0.0（5.3）

0.7（6.0）

0.7（6.0）IWP

0.0（4.3）

0.0（4.3）

0.6（3.7）

OWP

0.0（7.0）

0.7（7.7）

1.0（6.0）IWP

0.0（1.3）

2.4（3.7）

0.7（2.0）

6. まとめ室内試験および試験施工の結果より、開発バインダを使用したグース混合物は、良好な施工性、たわみ追従性を有し、耐流動性についてはきわめて優れていることが確認できた。防水性能についても良好な結果が得られ、コンクリート版との付着も問題ないことから、防水層としての役割を十分に果たすことができると考えられる。追跡調査においても、49kN 換算輪数で 40,000 輪走行後の現状ではほとんど変形は見られず、供用性についても良好である。
クッキング温度は 200℃（特殊添加剤を用いた場合は 185℃）程度で製造および施工が可能であり、TLA を用いた従来のグース混合物のクッキング温度（約 240℃）を大幅に低下させることができるため、CO2 排出量低減や作業員への負担軽減等が期待できる。また、TLA を使用しないことでグース混合物特有の臭気・煙が発生せず、周辺環境への影響も少ない。加えて、将来的な安定供給の面での問題も解消することができる。
今後は、引き続き追跡調査を行っていくとともに、実用化につなげていく予定である。
【参考文献】
立花徳啓、徳光克也、寺田剛他：未利用アスファルト材料を用いたグースアスファルト混合物の開発、第 32 回日本道路会議（2017.11）