Bailey 骨材パラメータ
骨材パラメータをパラメータを Superpave 配合設計法に配合設計法に適用するための適用するための基礎研究するための基礎研究
交通工学研究室

本間

暖幸指高橋修導 教員

ャル法よりも合理的に配合設計できるこ

1. はじめにとである．

我が国において，マーシャル安定度試
験が実舗装の力学条件に即していない不わが国で Superpave 法を運用する場合合理性や，重交通条件での塑性流動抵抗に問題となるのが，骨材粒度を具体的に性の不足が指摘されている．わが国のマ決定するための要領が規定されていないーシャル法は，運用されてから半世紀以ことである．Superpave 配合設計法の規定上が経過しており，その間に交通荷重のを図
図-1 に示す．

質も量も変化していることから，より合米国，カナダではこれまでの豊富な経理性と耐久性を重視した配合設計上の配験と実績に基づいて設計者の裁量で骨材慮が必要と考えられている．

粒度を決定しているが，わが国の技術者

このような状況下，米国では 90 年代後にはこのような経験や実績がほとんどな

半に Superpave（Superior performing asphalt

いため，何を規範に目標粒度を設定してpavements）と称される配合設計法が開発よいのかわからない．そのため，耐久性され，10 年間で米国，カナダはもとより，の確保を念頭に置いた骨材粒度を選定す

欧州，アジアの先進諸国でも採用され始るためのガイドラインが必要となる．

めている．
Superpave 法は，マーシャル法で指摘

100.0090.00
通 過 重 量 百 分 率 （％ ）されていた欠点を補うべく，実舗装での変形作用とその応答としての供用性を配合設計のプロセスで考慮しており，合理性と信頼性がより高いものとして運用の拡大が進められている．米国では，道路

80.00
70.00
60.00
50.00
40.00
30.00
20.00
上限値

10.00
0.00
0.00

舗装で開発された Superpave 法を空港舗

1.00

2.00

3.00

下限値

4.005.00

ふるい目寸法（ mm ）図-1 Superpave 配合設計法の規定

装にも適用しようと，基準類の整備やガイドラインの策定が進められている．わ
が国でも，Superpave 法を空港舗装に導入

そこで，本研究では，Superpave 法の骨しようとする検討が始められており，わ材粒度選定のプロセスに Bailey 法を適用が国の航空機荷重や気候条件，骨材資源することについて検討した．の実状に基づいた設計仕様，設計基準の整備が進められている．わが国の舗装分野において，Superpave 法に着目するところは，重交通条件に対して塑性流動抵抗性に優れたアスファルト混合物をマーシ

1Superpave 法の設計基準を満足して，十る，もしくは骨格構造を形成するよう分な塑性流動抵抗性を有するアスファルに分級骨材が組み合わされているかト混合物を配合設計するためには，Baileyどうか評価する．骨材粒度のタイプ法の骨材パラメータを如何に設定して骨は％CA LUW の値によって決定する.

材粒度を選定すればよいのか，そのため間隙の基礎的な知見を得ることが本研究の目的である．具体的には，骨材パラメータ拡大（%CA LUW，詳細は後述）を高い塑性流動抵抗性を得るようにするためには，どのような値に設定すればよいか．その他の 3 つの骨材パラメータのうちどれが，骨材間隙の充填理論からの係数または 3 つの骨材パラメータのそれぞれPrimary Control Sieve = NMPS × 0.22

が，どのように最も Superpave 法の設計パ

7

図-2 Bailey 法の考え方

ラメータ，および塑性流動抵抗性に影響しているか．以上より Superpave 法におい③ 分級骨材の組合せを 4 つのパラメータて推奨される各骨材パラメータはどれくで特性化し，それらを制御あるいは推らいの値か知見を得ることを目的とした．

奨値と比較することにより，骨材粒度を設計，評価する．この骨材パラメー

表-1 Superpave 法の設計基準

タを指標にして、分級骨材を組み合わせることができる．

推奨値
空隙率（％）

4%

骨材間隙率

13％以上

Bailey法（％）
飽和度（％）

配合の配合の粒度（粗粒度タイプタイプ）
粗粒度タイプ）NMPS（Nominal Maximum Particle Size）[公称最大骨材粒径]10065％～75％

HalfSieve

NMPS×0.2290

第一制御寸法
第一制御寸法8070

第一制御寸法
第一制御寸法×0.22
寸法

CA= ②
①④＋⑤FAｃ=③＋④＋⑤60

第二制御寸法
第二制御寸法5040

第二制御寸法×0.22
第二制御寸法

2. 研究概要

FAｆ=⑤④＋⑤② 粗骨材

①30

第三制御寸法
寸法第三制御202.1 Bailey 法の特徴

10

① 骨材空間とその間隙に基づいて、骨材⑤④0K JIH

細骨材
GF③EDCB

ふるい目寸法ふるい目寸法(mm)目寸法を組み合わせる. 骨材のかみ合い効果図-3 Bailey 法の制御寸法とに着目している(図図-2)．

骨材パラメータ② 骨 材 粒 度 の タ イ プ （ fine-graded かcourse-graded）に応じて粗骨材の量を規定し，粗骨材あるいは細骨材の粗い部分が相互に接触して骨格構造を形成するように分級骨材を組み合わせ

2A

骨材パラメータ

もわが国の代表的な空港である東京国際・CA LUW：細骨材の荒い部分の割合空港（羽田空港）で採用されているもの

・New CA Ratio：粗骨材の詰まり方と粒を使用した．また，塑性流動抵抗性の評

径分布（0.60～1.00）

価には Asphalt Pavement Analyzer（APA）

・New FAc Ratio ：細骨材の粗い部分の詰試験を実施した．その他，Superpave 法にまり方（0.35～0.50）

関する基準や仕様については，Superpave

・New FAf Ratio： 細骨材の細かい部分の法のデファクトスタンダードになってい詰まり方（0.35～0.50）

る米国 AASHTO の規定に準拠した．

制御寸法

100・ 公称最大骨材粒径：NMPS80
通過重量百分率 (%)（Nominal Maximum Particle Size）
・ 第一制御寸法：PCS（Primary Control Sieve）

604020・ 第二制御寸法：SCS（Secondary Control Sieve）

F3F6F7F8F9F10F11F12F13F14F1500 0.075 0.3 1 0.61 2.362 4.75

23312.5 419.0 4粒 径 (mm)・ 第三制御寸法：TCS

図-4 本研究で配合設計した骨材粒度（Tertiary Control Sieve）
3. 検討方法
検討の方法としては，わが国の典型的な骨材とアスファルトを用意して，4 つの骨材パラメータがパラメトリックに変化するように骨材粒度を数多く設定し，それぞれの粒度について Superpave 法の手続きで配合設計を行う．そして，設計したアスファルト混合物について，設計パラメータの値を整理するとともに塑性流動抵抗性の評価試験を実施し，それらの結果を相対的に比較する．
わが国でも Superpave 法の導入が検討されている空港舗装をケーススタディに，空港舗装に対する Superpave 法の締固め
条 件 ， す な わ ち Superpave Gyratory
Compactor （SGC）の設計旋回数 Ndes を採用することとし，骨材とアスファルト

3

4. 実験結果
4.1

図-5，New CA 比と VMA の結果から，骨材パラメータ（骨材間骨材パラメータとパラメータと VMA（New CA 比を上限値，下限値に設定した場隙率）隙率）の関係

合，VMA（骨材間隙率）がばらついており，VMA（骨材間隙率）も基準値を下回16.0っている．

R = 0.264

VMA（骨材間隙率） （ %)215.014.0

図-6，New FAc 比と VMA（骨材間隙率）

13.0の結果から，New FAc 比を上限値に設定12.0した場合，VMA（骨材間隙率）はばらつ11.0いており，基準値を下回っているものが10.00.50.60.70.80.91.01.1多いことがわかる．推奨値が 0.45 以下にNew CA 比

図-5 New CA 比と VMA の関係設定した場合は，全て基準値を満足している．
図-7，New FAf 比と VMA（骨材間隙率）

16.0の結果から，推奨値の上限値と下限値にR = 0.304

VMA （骨材間隙率） （％）

215.0

設定した場合，ほとんどが基準値を満足14.0していない．

13.012.011.0
10.00.350.400.45
New FA c 比

0.500.55

VMA （骨材間隙率）（％）

図-6 New FAc 比と VMA の関係

16.0

R 2 = 0 .0 63

15.0
14.0
13.0
12.0
11.0
10.00.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

New FA f 比

図-7 New FAf 比と VMA の関係

44.2

骨材パラメータ
骨材 パラメータとわだちパラメータ とわだち掘
とわだち 掘 れ 深

図-8，New CA 比とわだち掘れ深さの結さの関係
さの関係

果から，上限値と下限値においてわだち掘れが 4.00mm を超えており，最もわだち（ mm）6.0
R 2 = 0.131

掘れが深いことがわかる．全体的にわだ5.0

ち掘れ深さは浅く，塑性流動抵抗性は高

わだち掘れ深さ

4.0

い．

3.0

図-9，New FAc 比とわだち掘れ深さの2.0

結果から，1.00.50.60.70.80.91.0

上限値において，わだち掘れが 4.00mm を1.1

New CA 比

図-8 New CA 比とわだち掘れ深さ超えているのがわかる．推奨値が 0.50 以の関係

下の場合はわだち掘れ深さは 3.00mm 程

わだち 掘れ 深さ（ m m）

度と浅く，塑性流動抵抗性は高い．
図-10，NewFAｆ比とわだち掘れ深さの106.0
R 2 = 0.110

5.0

結果から，4.0

推奨値の上限値と下限値において，わだ3.0

ち掘れ深さが 4.00mm を超えており，もっ2.0ともわだち掘れが深いことがわかる．中間値においては，わだち掘れ深さがどれ1.00.350.400.45
New FA c 比

0.500.55

も 3.00mm 程度であり，塑性流動抵抗性は高いことがわかる．

図-9 New FAc 比とわだち掘れ深さの関係

5. まとめ①New CA 比は推奨値の中間値におい

わだち 掘れ深さ

（ mm）

6.0
R 2 = 0.173

5.0て，Superpave 配合設計法の基準値を4.0全て満足しており，塑性流動抵抗性3.0も損なわないことから，中間値を推2.0奨する．
②New FAc 比の推奨値は 0.45 以下が望

1.0
0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

ましい．

New FA f 比③New FAｆ 比は，VMA に比較的影響

図-10 New FAｆ比とわだち掘れ深さの関係は少ない

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