道建協 第23 回 舗装技術に関する懸賞論文

研究開発部門

優秀賞

プラントミックスタイプのコンクリート床版用グースアスファルト混合物の開発
大林道路㈱ 技術研究所
〃〃〃〃

〃

本店技術部

（国研）土木研究所 舗装チーム

はじめに

１

上地
東本滝井下舘
川上俊孝
崇陵太
鎮
篤史

アスファルト混合物（以下、RC 床版用グース）をコンクリート床版用改質グースアスファルト混プラントミックスタイプで開発した結果を報告す

合物 がさまざまな機関で開発されている。しかる。具体的には、筆者らがこれまで鋼床版用に検し、既報の技術はいずれも専用改質アスファルト討してきたプラントミックスタイプの改質グースを使用したプレミックスタイプの技術であり、プアスファルト混合物（以下、従来改質グース）2）をラントミックスタイプの技術は見受けられない。

コンクリート床版に適用可能とするため、一般的舗装工事ではさまざまな理由により急な工程変には トレードオフの関係となる“施工温度の低更が余儀なくされるが、プレミックスタイプの場減”と“耐流動性の改善”の両方に取り組み、RC合、ローリー車の確保を含めた日程の再設定が難床版用グースの基本配合を見い出した 3）。

1）

しいのに対し、プラントミックスであれば添加材

さらに、開発した RC 床版用グースのバインダ以外の材料はプラントに常備されているため工事性状や防水性能を確認するとともに、試験施工にからの要求に応えやすい。

より施工性や供用性を確認した。

また、改質グースアスファルト混合物の性状はクッキング環境の影響を受けやすく、場合によっては室内クッカ製造品（配合設計）から実機製造品（試験練２ 開発コンセプトり）で動的安定度が低下する。このような事例に対バインダは、特殊な改質アスファルトを使用せし、プラントミックスであれば添加材の追加による品ず、ポリマー改質アスファルトⅡ型をベースアス質の調整が可能であり、合材工場レベルでより幅広ファルトとして、プラントミックス材（以下、ポリく実機製造品の品質を担保できるメリットがある。

マー）で改質することとした。これにより、プレ本報では、大林道路㈱と（国研）土木研究所との「防水性を高めたコンクリート床版用橋面舗装の実用化に関する共同研究」において、水密性が高くかつ耐久性に優れたコンクリート床版用グース
道路建設

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ミックスアスファルトを使用する場合に比べ下記のメリットが期待できる。
●

特 殊な改質アスファルトを使用することによるデリバリー範囲の制約を受けない。

81

●

●

 材工場が工事工程の変更に対応しやすくな合して出荷実績のある材料および骨材配合割合を採る。

用した。

 材工場レベルで品質の調整が可能となり性合状を担保しやすい。
RC 床版用グースの目標性状は、コンクリート床版に施工可能なグースアスファルト混合物として実５ 基本配合の検討
5－1

基本配合の検討手順

績のある NEXCOの BLG（Bridge Levelling Guss

従来改質グースの目標性状は、220 ℃のリュエasphalt）と同等とした。目標性状を表－1に示す。

ル流動性が 15 秒、動的安定度が 600 回/mm 程度で表－ 1ある。今回設定した目標性状を満足するためには、混合物の目標性状

性能指標

試験名
試験方法
目標値
リュエル流動性 舗装調査・試験法
3 ～ 20 秒
施工性試験
便覧 C002（混合物温度 180℃）
塑 性 変 形 ホイールトラッ 舗装調査・試験法
1,000 回 /mm 以上
抵 抗 性 キング試験
便覧 B003

従来改質グースのリュエル流動性を向上（施工温度を低減）し、動的安定度も併せて向上する必要がある。そこで、下記①～④の手順で検討を進めた。なお、検討手順①、②ではより広範囲の高温流動性を一律に比較評価できるよう、“リュエル３ プラントミックス材

流動性が 15 秒となる温度（施工温度）”を評価指標

混合物の開発にあたり、従来改質グースで使用しているポリマーに加えて、新たに 3 種類のポリとして用いた。
（１）室内レベルでの配合検討

マー A ～ C についても適用性を比較評価した。

① 従来改質グースから総バインダ量＊1）およびポ

なお、今回新たに選定したポリマーはクッキングリマー量＊2）を変更し、リュエル流動性と DS時の貯蔵安定性の観点から、従来のポリマーに比の関係が向上する方法を見い出し、仮配合をべて耐熱性に優れたものを選定した。

決定した。
＊1 ）総バインダ量（％）＝（アスファルト＋ポリマー）質量／混合物質量× 100＊2 ）ポリマー量（％）＝ポリマー質量／総バインダ質量× 100

４ 材料および骨材配合割合② 仮配合でプラントミックス材であるポリマー

骨材配合割合を表－ 2 に、合成粒度を図－ 1 にの種類（ポリマー A ～ C）を検討し、従来ポリ示す。骨材配合割合は、過去に従来改質グースとマーよりリュエル流動性と DS の関係が良好

表－ 2なポリマーを選定した。

骨材配合割合骨材配合割合（％）
6 号砕石

7 号砕石

砕砂

細目砂

石粉

23.029.57.512.028.0

合計
100.0100
通過質量百分率（％）

9080とした。
④ 室 内決定配合 2 配合で試験練りを実施し、混合物性状を確認し標準配合を決定した。

60５－２5040

室内レベルでの配合検討（１）仮配合の検討結果

30

仮配合の検討結果を図－ 2 に示す。従来改質

2010グース（総バインダ量 8 . 3 ％、ポリマー量 5 . 0 ％）0.1

1
ふるい目（mm）

図－ 182

リマー量を再検討し、2 配合を室内決定配合（２）実機レベルでの配合検討

合成粒度

70

00.01

③ 決定したポリマーでアスファルト量およびポ合成粒度曲線図

10100

から総バインダ量とポリマー量を共に増やすことで、リュエル流動性と DS の関係が良好になり
道路建設

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動的安定度（回/mm）

2,000

表－ 3
総バインダ量11.1％
ポリマー量10.7％

目標
性状

1,500

配合

1,000
総バインダ量12.1％
ポリマー量11.5％

5000160

170180

総バインダ量8.3％
ポリマー量5.0％

190200210220 230

リュエル流動性が15秒になる温度（℃）
図－ 2

室内決定配合の混合物性状

ポリマー量対 リュエル流動性
総バインダ
動的安定度
バインダ比量（%）（回 /mm）
（℃）
（秒）
内割（%）

配合①11.514.0

18016.21230

配合②12.016.0

1809.11640

5－3

実機レベルでの配合検討（１）試験練り概要
実機製造品の混合物性状から RC 床版用グースの基本配合を決定するため、配合①、②で試験練仮配合の検討結果目標性状に近づくことを見い出した。そこで、次りを実施した。また併せて長時間クッキング時のの検討手順「プラントミックス材の選定」で使用混合物性状への影響も評価した。試験練り概要

する仮配合を総バインダ量 12 . 1 ％、ポリマー量を表－ 4 に示す。本検討では、高温時のリュエル11 . 1 ％とした。

流動性のデータを得るためにクッキング温度は（２）プラントミックス材の選定結果190 ℃とした。

プラントミックス材の選定結果を図－ 3 に示す。従来ポリマーからポリマー A に変更することでリュエル流動性と動的安定度の関係が良好になり、目標性状に近づいた。一方でポリマー B、C
以上の結果より、以降の検討ではプラントミッ

配合名 クッキング温度 積載量配合①配合②190℃

6t

検討項目
クッキング 0.5、1.0、3.0、5.0 時間の混合物性状（２）配合検討結果
リュエル流動性は配合①、②ともに目標性状を満足していた。室内検討と試験練りで比較する

クス材にポリマー A を採用した。
動的安定度（回/mm）

試験練り概要試験練り混合物の性状試験結果を表－5に示す。

は従来ポリマーよりも性状が低下した。と、配合①は向上し、配合②は若干低下しており、2,000
ポリマーC（DS測定不可）

目標性状

1,500

従来ポリマー

1,0000160170180190200ポリマーBいた。室内検討と試験練りで比較すると配合①、210②ともに室内検討と比べて動的安定度が 30 ％程

220 230

プラントミックス材の選定結果（３）室内決定配合と混合物性状
ポリマー A を使用して総バインダ量と特殊添加材量を追加検討し、目標性状最低限の配合（以下、配合①：総バインダ量 11 . 5 ％、ポリマー量14 . 0 ％）と、目標性状を上回る配合（以下、配合②：総バインダ量 12 . 0 ％、ポリマー量 16 . 0 ％）を見い出し、室内決定配合とした。室内決定配合の混合物性状を表－ 3 に示す。配合①、②ともに設定した目標性状を満足していた。
5／9

かった。
かったが、一方で配合②では目標性状を満足してリュエル流動性が15秒になる温度（℃）
図－ 3

室内から実機への性状の変化に傾向は見い出せな
動的安定度は配合①では目標性状を満足できな

ポリマーA

500

道路建設

表－ 4度低下していた。
鋼床版のグースアスファルト混合物の曲げ特性の指標である - 10 ℃の曲げ破断ひずみは、配合①、②ともに当該基準である「 8 × 10 - 3 以上」を満足し表－ 5水準

試験練り混合物の性状試験結果
リュエル流動性
曲げ破断
クッキング動的安定度
ひずみ
時間（ｈ） 温度 流動性 （回 /mm）
（× 10-3）（℃） （秒）配合 試験練り① 室内配合31809.0881218016.3

1,230－

配合 試験練り② 室内配合318011.4

1,11011.2

21809.1

1,64013.9

目標値

－180

3 ～ 20 1,000 以上

9.7－83

ており、橋面舗装としての十分なたわみ追従性を配合②のクッキング時間と動的安定度の関係を図－ 5 に示す。動的安定度は、クッキング時間 0 . 5有していると考えられる。
以上の結果から、RC 床版用グースの基本配合は実機製造品ですべての目標性状を満足する配合～ 5 . 0 h で 1 , 100 回 /mm 程度で推移しており、終始安定していた。
以上の結果より、RC 床版用グースはクッキンによる影響で動的安定度が 30 ％程度低下する傾グ時間の経過に伴う性状の変化はほとんどなく、向が確認されたため、配合設計時にはより高い目

少なくともクッキング時間 1 . 0 h で目標性状を満標値の設定が必要となる可能性がある。本混合物

足することが確認できた。なお、長時間クッキンの室内製造から実機製造による性状の低下についグに対する性状の安定性については耐熱性のポリては、今後も検証を続ける必要がある。

マーを選定した効果が表れたものと考えている。

（３）長時間クッキング時の影響評価
配合②のクッキング時間ごとのリュエル流動性を図－ 4 に示す。リュエル流動性は、クッキン
グ時間 0 . 5 h を除いてクッキング時間 1 . 0 ～ 5 . 0 hで同程度の試験結果となっており、長時間クッキングにおいても高温時の流動性は安定していた。

動的安定度（回/mm）②とした。ただし、製造方法の違い（室内と実機）

2,000
動的安定度

1,700
1,400
1,100
80050001

図－ 5

クッキング時間と動的安定度の関係

クッキング時間 0 . 5 h については、クッキング時間不足の可能性が考えられるが、今回の結果からは判断できなかった。

56６ 開発品のバインダ性状

30
リュエル流動性（秒）234
クッキング時間（ｈ）

配合②25

RC 床版用グースはプラントミックス材を使用し5.0ｈ
3.0ｈ
1.0ｈ
0.5ｈ

2015た混合物である。そこで、上記で決定した基本配合（ポリマー量 16 ％）であらかじめ混ぜたバインダ10（プレミックスバインダ）を作製し、そのバインダ性5状を確認し評価した。バインダの試験項目は既に0165170

175180185190195

測定温度（℃）
図－ 4

クッキング時間ごとのリュエル流動性表－ 6

試験項目

実績のある BLG 用改質アスファルトと同様とした。
試験結果を表－ 6 に示す。参考に BLG 用改質アスファルトの基準値を併記している。試験の結開発品のバインダ性状

試験方法

開発品（RC 床版用グース）
プレミックスバインダ

BLG 用改質アスファルト
基準値

針入度（25℃）

1/10mmJIS K 2207

1820 ～ 40

針入度（60℃）

1/10mmJIS K 2207

79

100 ～ 200
80 以上

軟化点℃

JIS K 2207

110

伸度（15℃）cm

JIS K 2207

測定不能＊ 1）

30 以上

引火点℃

JIS K 2265

344

260 以上薄膜加熱質量変化率％

JIS K 2207

0.04

0.6 以下薄膜加熱針入度残留率％

JIS K 2207

72.2

65 以上

g/cm3

JIS K 2207

1.025

報告

× 10-3MPa

試験便覧 A063T1,424

750 以上MPa

試験便覧 A063T

1180 以下

Pa

試験便覧 A062

17,4365,000 以上

密度（15℃）
曲げ仕事量（-5℃）
曲げスティフネス（-5℃）
G*/sin δ 注 1）

注 1）試験の各種条件は次のとおり 試験温度：60℃、平行円盤直径：25mm、試料厚さ：2 ｍｍ、周波数：1.2rad/s、ひずみ量：1％＊1）バインダの凝集力が高く、試験途中で治具から試料が剥脱するため伸度試験ができなかった。

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防水性試験の結果を表－ 7 に示す。試験の結果、果、ほぼすべての試験項目で BLG 用改質アスファルトの基準値を満足していた。

すべての項目で目標値を満足しており、コンク一方、針入度（25 ℃、60 ℃）は共に基準値よりリート床版に施工するグースアスファルト混合物小さく基準外であった。ただし、針入度（25 ℃、として高い防水性を有していることを確認した。

60 ℃）は、低温脆性や流動変形抵抗性の指標であり、より詳細に評価している曲げ仕事量・スティ

８ 試
 験施工による施工性と供用性の確認

フネスや G*/sin δについては、基準値と比べて高い水準であった。このことから、RC 床版用グースのバインダ性状に問題はなく、針入度（25 ℃、8－160 ℃）の基準値は、開発品のバインダ性状としてあてはまらないものと考えている。

試験施工概要開発した RC 床版用グースの施工性と供用性状を確認するため、土木研究所構内の舗装走行実験

また、伸度（15 ℃）はバインダの改質程度が非場の一部区間に試験施工を実施した。
試験施工の横断断面を図－ 6 に示す。

常に高く、試験途中で治具から試料が剥脱してしまい評価が出来なかった。しかし、これについて5,050440も曲げ仕事量が十分に高い水準であったことから蓋つきバインダ性状として問題はないと考えている。

側溝60 表層（密粒13 改質Ⅱ型）
4050７ 開発品の防水性
田中らの BLG の防水性の評価方法 1）を参考に模擬CO版

170

横断断面

チールショットブラストで研掃処理し、プライイマーには専用の市販品を使用した。

マー、RC 床版用グース、密粒（13）改開発品の防水性開発品（RC 床版用グース）

目標値※ 1）

合否

基本負荷試験

質Ⅱ型を施工する構造である。また、縦断勾配はほとんどなく、横断勾配は引張接着強度（23℃）

2

N/mm

1.20

0.6 以上○7 ％程度であった。

せん断接着強度（23℃）

N/mm20.450.15 以上

○

漏水なし

漏水しないこと○8－2

防水性試験Ⅱ

BLC

施工断面は、模擬コンクリート床版表面をスた。なお、コンクリート版との接着層となるプラ試験項目

基層（RC床版用グース）

図－ 6

し、開発した RC 床版用グースの防水性を確認し

表－ 7

横断勾配7.0％80

温冷繰り返し（-10 ～ 50℃）および輪荷重負荷後の試験

施工性の確認試 験 施 工 状 況 を 写 真 － 1 に 示 す。

（-10℃）

N/mm2

1.92

1.2 以上○

引張接着強度 （23℃）

N/mm2

1.340.6 以上○（50℃）

N/mm20.560.07 以上○

ファルト混合物や BLG と比較しても（-10℃）

N/mm2

1.39

0.8 以上○

せん断接着強度 （23℃）

N/mm2

0.36

0.15 以上○

極端にバインダ量の多い混合物であ（50℃）

N/mm2

ひび割れ開閉負荷※ 2）

0.04

0.01 以上○る。このため、リュエル流動性を管理

漏水なし

漏水しないこと○

しても勾配の水下側に混合物が想定負荷を与えない試験
飽和 Ca（OH）
2

異常なし

異常のないこと○以上にダレたり、材料分離が発生する

3％ NaCl

異常なし

異常のないこと○

3% CaCl 2

異常なし

異常のないこと○

ことが懸念されたが、そのような状況

膨れ抵抗性

異常なし

異常のないこと○はみられず、通常のグースアスファル

はがれ抵抗性異常なし

異常のないこと○

ト混合物と同様の施工性であること

耐薬品性※ 1）目標値はグレードⅡの基準値に準拠※ 2）ひび割れ開閉負荷試験は参考文献 1）の試験方法による

道路建設

RC 床版用グースは通常のグースアス5／9を確認した。

85

また試験施工当日、模擬コンクリート床版の水分量が電気抵抗式水分計で 150 カウント程度、施９ ま と め工時の混合物温度が 180 ～ 190 ℃であったが施工開発した RC 床版用グースは、既存技術にはな中に特段問題となるようなブリスタリングは発生いプラントミックスタイプでありながら、コンクせず、コンクリート床版への施工性も良好であっリート床版に施工するための混合物性状や防水たといえる。

性、施工性、供用性を有していた。通常、プラントミックスタイプには添加材の投入手間が増えるなどのデメリットがあるが、グースアスファルト混合物では既述のようなメリットもあり、プレミックスおよびプラントミックス両方の技術を確立させることで適用工事に合わせた使い分けが可能となる。今後も供用性や防水性を確認していくとともに、プラントミックスならではの適用性に
写真－ 1

8－3

試験施工状況関しても検討していく所存である。

供用性の確認【参考文献】

施工工区内の 4 か所で荷重車（軸重 127 kN）の走1 ）田中敏弘、鎌田修、丸山陽、床版防水性能を有する橋面舗装

行輪数ごとにおける横断形状を測定し、わだち掘の開発、土木学会論文集 E1（舗装工学）、2016、72 巻、3 号、れ量で評価をしている。現在、49 kN 換算輪数 20万輪走行後（一夏経過後）のわだち掘れ量は 4 ～6 mm 程度であり、大きな変形もなく供用性は良好である。

86p. I_69 -I_752 ）菅野善次郎、下舘鎮、今村教雄他、改質グースアスファルト混合物の性状と施工事例、舗装、2016 -03、51（3 ）、14 -183 ）上地俊孝、滝井陵太、下舘鎮 プラントミックスタイプの RC
床版用改質グースアスファルト混合物の開発、土木学会第 77
回年次学術講演会 V08 , 2022

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