道建協 第23 回 舗装技術に関する懸賞論文

研究開発部門

佳作

床版防水性能を有する樹脂防水一体型
アスファルト舗装の開発
東亜道路工業㈱ 技術研究所  

〃  〃（国研）土木研究所

１

はじめに

麻上
設楽
平戸
川上淳平
直柔
利明
篤史

は特殊な機械を用いる工法では、汎用性が低いこ

広域な道路ネットワークを形成するうえで、橋と、規制時間が長くなること、あるいは外気温など梁は要所に設置されている。これらの橋梁を延命の環境条件に大きく影響を受けやすいなどの課題化するための補修工事による交通規制は非常にがある。また、グースは混合物内部への滞水を極大きな経済損失となるばかりか、通行止めなどと力少なくし、かつ混合物と床版の界面での空隙がなった場合には地域を孤立させることにもなりえ少ないことから、優れた防水性能を期待できるが、る。これらのことから、更なる長期供用を見据え特殊な施工機械が必要である点、さらに重交通路た長寿命化に資する技術に注目が高まっている。

線となる橋面舗装に要求される耐流動性が一般的

特に、橋梁の床版は交通荷重の影響を受け、そこなアスファルト混合物よりも低い点が懸念される。に水が介在することで疲労耐久性が著しく低下す

上述した課題を鑑みて、汎用性の高い施工機械ること 、さらに修繕を繰り返すほど機能回復が困を用いて、グースと同程度まで混合物自体の防水難となり補修サイクルが短くなることが報告されて性能を高め、さらにポリマー改質アスファルトをおり 2）、補修サイクルをできるだけ延ばすことが求用いた混合物の耐流動性や、はく離抵抗性を備えめられる。そのため、床版上に設ける床版防水層とる全く新しい床版防水工法として、樹脂防水一体その上の舗装には、交通荷重の衝撃作用から保護型アスファルト舗装（以下、開発工法）を開発した。

する耐久性能と確実な防水性能が要求される。

本報では、開発工法の性能と実橋における施工実1）

近年では、道路橋床版における防水機能の確実績について述べる。

性を高めるため、床版防水材料の複層化や瀝青材以外の反応系樹脂といった高性能な材料の使用が図られている 3）、4）。
さらに、防水機能を有するグースアスファルト

２ 脂防水一体型アスファルト
樹舗装の概要舗装（以下、グース）の適用範囲の拡大が検討され開発工法では、接着と防水の役割を兼ねた植物ている 。しかしながら、複雑化された材料あるい系熱可塑性樹脂（以下、接着防水材）を床版に塗布

5）

道路建設 5 ／ 1181し、密粒度アスファルト混合物（13）（以下、密粒を充填することで床版防水機能を有する舗装とな（13））を基層として舗設する。開発工法は、接着る。これによりグースと同様に混合物による防水防水材を多量（設計量 2 . 0 kg/m ）に塗布すること層を形成し、弱点となりやすい界面での滞水を抑を特長とする。この接着防水材の融点は 80 ℃程制することを期待したものである。

2度であり、基層舗設時に混合物と接触すると容易に溶融し、混合物下面の空隙を充填するとともに混合物へ浸透する。接着防水材が混合物自体に浸開発工法の舗装構成

３透・充填することで防水性能を付与するように材

表－ 1 に材料構成を、図－ 3 に開発工法の舗装料設計したものである（図－ 1）。施工は一般的な断面を示す。開発工法は、目的に応じて使用する施工機械で実施可能である。図－ 2 に本工法を含バインダや混合物を変更することが可能となる。

む床版防水工法の防水概念図を示す。

また、開発工法はコンクリート床版でも鋼床版でも適用可能とするように、接着防水層はどちらのUV ライト照射部材においても高い接着性を示す。
表－ 1

接着防水材
浸透部分

基層用混合物に浸透した接着防水材の状況

一般的な防水工法

グースアスファルト
舗装防水層

図－ 1

※

接着防水材（蛍光部分）が、混合物下面の空隙を充填、基層用混合物に浸透

項

基層

基層
コンクリート床版

防水層
図－ 2

滞留水
各床版防水工法の防水概念図

一般的な床版防水工法は、シートや塗膜防水材が床版と混合物の界面に存在するため、雨水は防水層の直上に滞留しやすいことになる。この場合に防水層と混合物の接着が不十分であると、アスファルトのはく離などの不具合の原因になること硅ることから、アスファルト混合物の舗設時における防水層の損傷や、滞水の影響による付着切れに

容

5 号硅砂
0.75 kg/m2

砂

熱可塑性植物樹脂
2.0 ～ 3.0 kg/m2

コンクリート床版
鋼

床表層版

密粒度（改質Ⅲ型 -W）
密粒度（高たわみ性改質アスファルト）
目的：グース代替
高剛性 SMA（特殊バインダ）
目的：鋼床版補強
要求性能に応じて選定※床版の種類あるいは不陸に合わせて調整③接着防水材：2.0kg/m②5号硅砂
：0.75kg/m2①プライマー：0.25～0.4kg/m2

コンクリート床版
図－ 3が報告されている 6）。また、これらの防水材は厚みが 1 ～ 3 mm 程度と薄く、防水層のみで止水す

内エポキシ系プライマー（2 液反応硬化型）
プライマー
0.25 ～ 0.40 kg/m2

接着防水材

樹脂防水一体型
アスファルト舗装

開発工法の材料構成

目

鋼床版

開発工法の舗装断面４

開発工法の使用材料

4－1

接着防水層よる損傷が報告されている 7）。一方、混合物中の床版と混合物の接着を確実にするため、温度に空隙が極めて少ないグースでは、混合物中を雨水より強度が低下せず、鋼材にもコンクリート床版が浸透しないため、界面に滞水させにくいと考えにも接着性能が高く、さらにブリスタリングを抑られる。

制できるエポキシ系プライマーを選定した。5 号

開発工法は、床版に塗布した接着防水材が混合

硅砂はプライマーと接着防水層の間のせん断抵抗物に浸透し、床版との界面付近に生じやすい空隙性を高めている。プライマーの上に塗布する接着82

道路建設 5 ／ 11

防水材は、植物由来の熱可塑性樹脂である。プライマーの塗布量は、床版の種類および不陸の状態に応じて調整する。
表－ 2 に接着防水材と一般的な塗膜アスファル
ト防水材の代表的な物理性状、表－ 3 に開発工法における防水層の道路橋床版防水便覧に準じた基本照査試験結果を示す。いずれの項目も防水層としての基本照査試験の基準値を満足する。接着防水材は 60 ℃程度まで塗布面に粘着性を示さない。
写真－ 2

写真－ 1 にコンクリート版に防水層を構築し、ホイールトラッキング試験により走行させた状況

4－2

接着防水材上での舗設状況

基層用アスファルト混合物を示す。一般的な塗膜アスファルト防水材では、基層に用いる混合物の種類は施工性を考慮して試験温度 60 ℃で走行を繰り返すうちに試験輪に密粒度混合物とし、床版の種類に応じてポリマー付着するが、接着防水材では、試験輪を繰り返し改質アスファルトも選択可能である。

走行させても変形は見られるが、試験輪に付着しコンクリート床版には、耐水性と耐流動性に優ていないことが分かる。このことから、多量に塗れたポリマー改質アスファルトⅢ型 -W（以下、改布した接着防水材は施工機械の走行に対し影響を質Ⅲ型 -W）、鋼床版には、たわみ追従性に優れた受けにくいと判断できる（写真－ 2）。

特殊なポリマー改質アスファルト（以下、高たわ

表－ 2項

アスファルト
防水材

接着防水材

鋼床版の疲労対策を目的とした場合には、基層用

1.033

0.95

混合物に剛性の高い高剛性砕石マスチックアス℃

110.080.0mPa・s

1,500600

ファルト混合物（高剛性 SMA）を用いる 8）。表－目

密度（15℃）

g/cm3

軟化点
180℃粘度

み性改質アスファルト）をそれぞれ標準とする。

防水材の基本物性表－ 3

基本照査試験結果

試験項目

試験
温度

防水性試験 Ⅱ

23℃

ひび割れ追従性 Ⅱ-10℃

漏水無-10℃ 1.6 MPa 1.4 MPa

1.2 MPa 以上

23℃ 1.0 MPa 1.4 MPa

0.6 MPa 以上

1.7 MPa 1.2 MPa

0.8 MPa 以上1.3 mm

0.5 mm 以上

23℃
23℃

2.3 mm表－ 4

漏水がないこと
0.3 mm 以上

せん断試験－インダを使用した際の混合物の代表性状を示す。
品質規格

0.4 mm-10℃

水浸引張接着試験

コンクリート床版

1.21 MPa 0.89 MPa 0.15 MPa 以上
1.3 mm

2.3 mm

1.0 mm 以上

88.00%

86.00%

水浸前の 50％以上
混合物性状

3%NaCl
異常なし 異常なし
耐薬品 水溶液23℃
異常がないこと性試験 飽和Ca（OH）
2
異常なし 異常なし
水溶液

バインダおよび混合物の代表性状
改質Ⅲ型 -W

高たわみ性
改質アスファルト

70.0 以上

75.0 以上

cm

30 以上

50 以上

N・m

16 以上

－5 以下

試験項目
バインダ性状引張接着試験

鋼床版

4 に使用するバインダおよび開発工法に各々のバ軟化点℃

伸度（15℃）
タフネス（25℃）

粗骨材のはく離面積率%5 以下

フラース脆化点℃-12 以下-25 以下針入度（25℃）

1/10mm

40 以上

100 以上動的安定度（60℃） 回 /mm 3,000 回以上
曲げ破断ひずみ（-10℃） ×10-3
はく離面積率※%1,500 回以上

6.0 以上8.0 以上00※水浸ホイールトラッキング試験

一般に、防水層は混合物の性状である耐流動性や、たわみ追従性に影響を与えることが知られて（左から、温度測定状況、接着防水材、塗膜防水材）いるが、開発工法では、いずれのバインダを使用

写真－ 1

した場合も、動的安定度 1, 500 回 /mm 以上を有し防水層上のホイールトラッキング走行試験

道路建設 5 ／ 1183

ている。また、基層混合物に高たわみ性アスファ（空隙率の算出）、（2）透水係数を把握することでルトを用いた場合、曲げ破断ひずみは、グースと混合物としての防水性能を評価した。供試体は、同程度の値を有している。さらに、はく離抵抗性

JIS A 5371 に準拠したコンクリート平板を模擬床を高めたポリマー改質アスファルトを用いてお版として、防水層を設置後、20 ℃で養生し、その上り、耐水性にも優れている。

から混合物を打設して作製した。また、接着防水材の塗布量による影響を考慮し、塗布量を 1 .0、2 .0、3 . 0 kg/m 2 と変化させた。さらに空隙を目視観察

 面舗装用基層混合物として橋の性能評価することを目的とし、非破壊で内部を観察できる

上述したように開発工法は、個々に用いるバイ試験における供試体作製フローを図－ 4 に示す。

５

産業用 CT スキャンに着目し、撮影を行った。各ンダと混合物に浸透・充填させた接着防水材を組み合わせることにより性能を発揮する。ここでは、樹脂を浸透させた混合物の空隙率を踏まえた防水性能および耐水性能に着目してそれぞれ試験を行い、塗膜アスファルト防水、グースと比較検証した結果について述べる。表－ 5 に評価に使用した供試体の材料の構成を、表－ 6 に基層用混合物（密粒（13）、グース）の容積特性をそれぞれ示す。混図－ 4

合物の舗装厚は 40 mm とした。
表－ 5項

目工
混法
合防水

No.2

No.3

防水材の浸透した混合物の空隙率は、混合物の開発工法

塗膜アスファルト防水

グース

かさ密度と最大密度を測定することで算出した。

グース

開発工法と塗膜アスファルト防水の供試体は、コ

密粒（13）
改質Ⅲ型 -W

舗設温度材

改質Ⅲ型 -W

硬質アスファルト

5.1%

5.1%

8.3%

ンクリート平板と防水層の界面で切断し、切断面

165℃

165℃

240℃に残存したコンクリートを研掃により除去したの接着防水材
2.0kg/m2

アスファルト防水材
1.2kg/m24 号硅砂
1.0kg/m2

なし

溶剤系
0.4L/m2

溶剤系
0.4L/m2

エポキシ樹脂0.4kg/m2
プライマー
5 号硅砂
0.75kg/m2
表－ 6項（１）混合物の空隙充填効果

供試体構成

No.1

物

バインダ

目

混合物の容積特性
密粒（13）

グース

g/cm3

2.369

2.360

空隙率%

4.5

2.0

飽和度%

72.2

90.0

5－1

防水性能の評価

かさ密度

供試体作製フロー

ち、混合物を上層、下層に分割した。グースは、分割せずに試験に用いた。各層のかさ密度と最大密度は、舗装調査・試験法便覧に準拠して測定し、式（1）に従って空隙率を算出した。
空隙率（%）= f 1－

かさ密度
p ×100 …………… 式（1）
最大密度

図－ 5 に空隙率の算出結果を示す。比較対象であるグースは空隙率が全層通して 2 % 程度であった。上層の結果に着目すると、接着防水材の塗布

道路橋床版防水便覧における防水性能の評価で量が 2 . 0 kg/m 2 を超えた時点で空隙率の低下が観は、防水機能を付与した混合物を適切に評価する測され、3 . 0 kg/m 2 では 3 . 2 % にまで低下した。塗ことは難しいと判断し、開発工法における接着防膜アスファルト防水では上層が 4 . 5 % であり、防水材が浸透した混合物に対し、（1）空隙充填効果水層なしの場合と同程度であった。下層に着目す

84

道路建設 5 ／ 11

ると、開発工法は 1 . 0 kg/m 2 以上でグースと同等10 - 7 cm/s を下回った。また、上部 30 mm では接着の 2 % 程度、2 . 0 kg/m 2 以上で 1 % 程度まで低下す

防水材の塗布量に関わらず不透水であった。

ることを確認した。また、塗布量 2 . 0 kg/m 以上

以上より、塗布量 1 . 0 kg/m 2 以上で、混合物底では、顕著な空隙率の低下は確認されなかった。

面から 10 mm 以上内部に浸透し、不透水層を形成

26

上層

下層

空 隙 率（%）

5していると考えられる。

全層
アスファルト防水材（上層）43

アスファルト防水材（下層）2

混合物内部の空隙を可視化するために、供試体を産業用 CT スキャン（撮影装置：日本ベーカーヒューズ㈱製 phoenix v¦tome¦x m 300、ボクセル
サイズ：67. 3μm、解析ソフト：ボリュームグラ

グースフィックス㈱ VGSTUDIO MAX）を用いて撮影

10（３）CT スキャンによる内部観察

012
接着防水材の塗布量（kg/m2）

図－ 53した。また、接着防水材は熱可塑性樹脂であるため、舗設温度によって混合物への浸透量が変化することが考えられる。このことを考慮して、開発

接着防水材の塗布量と空隙率の関係（２）透水係数の評価

工法と塗膜アスファルト防水の供試体は通常温度

供試体は、直径 100 mm のコアを切り出した後、舗設条件（床版 20 ℃、混合物 165 ℃）に加え、冬季混合物表面から 20 mm または 30 mm の部分を分の施工を想定した低温舗設条件（床版 5 ℃、混合物割して上部のみを使用した。試験は舗装調査・試150 ℃）でも供試体を作製した。

験法便覧に準拠して透水圧力 0 . 5 MPa で実施し、各供試体の CT スキャンによる撮影結果および撮影した断面位置の模式図を図－ 7 に示す。ここ透水係数を算出した。
図－ 6 に透水係数の結果を示す。グースではでは、コンクリート平板面から 10 mm の位置を上供試体の厚みに関わらず不透水であった。また、方から撮影した断面と、中心軸を通り側方から撮塗膜アスファルト防水における透水係数は、上部影した断面を示す。なお、供試体内部に生じた空20 mm では 1 . 9 × 10 - 5 cm/s、上部 30 mm では 2 . 2隙は、画像では黒色で表示される。

× 10 cm/s であり、透水が確認された。一方、開開発工法では、側方断面をみると、低温、通常発工法では上部 20 mm の結果に着目すると、接温度舗設ともに、混合物表面の近傍にのみ空隙が着 防 水 材 の 塗 布 量 が 1 . 0 kg/m の と き は、防 水観測され、床版上面から混合物の中心部には空隙層がない場合と同様であったが、2 . 0 kg/m からが見られなかった。上方断面においても空隙は観低下し、3 . 0 kg/m で不透水の目安である 1 . 0 ×測されなかった。

-72221.E-02

上部 30mm

透水係数（15℃）（cm/s）

1.E-03

一方、塗膜アスファルト防水では、低温舗設条

上部 20mm件において、いずれの断面においても混合物の中心部に連続空隙が観測された。グースの場合は、アスファルト防水材（上部20mm）

1.E-04
1.E-05連続空隙はなく、混合物全体に気泡状の独立空隙が観測された。以上より開発工法は、締固め度が

1.E-06
1.E-07
1.E-08
1.E-09低下し、空隙率が高くなりやすい低温舗設条件でアスファルト防水材（上部30mm）あっても、接着防水材が床版から 10 mm 以上混合物内部に浸透し、空隙を充填していると考えられ

0

図－ 6

12
接着防水材の塗布量（kg/m2）

接着防水材の塗布量と透水係数の関係

道路建設 5 ／ 113る。この結果は先述した空隙充填効果や透水係数の評価と矛盾しない。

85

図－ 75－2CT スキャン撮影結果

耐水性能

防水材

改質Ⅱ型

改質Ⅲ型-W

1,152回/mm
0.03MPa（60℃）

2,780回/mm
0.02MPa（60℃）

1,181回/mm
0.09MPa（60℃）

3,800回/mm
0.10MPa（60℃）

橋面舗装ではアスファルト舗装内に長期滞水しやすくなるため、ポットホールやアスファルト混合物のはく離が発生し、劣化が進行するケースがアスファルト
防水材

報告されている 9）。本現象の主な要因として舗装下面に存在する空隙への浸水による影響、舗装と床版の接着性能、混合物自体の耐流動性やはく離

動的安定度
せん断強度抵抗性などが考えられるが、明確な関係は明らかとなっていない 6）、9）。そこで開発工法の耐水性能を評価するため、水浸ホイールトラッキング試験

接着防水材機を利用した耐水性試験を実施した。
表－ 7 に試験条件を示す。供試体はコンクリー
ト平板上に打設し、さらにひび割れを再現した目

動的安定度
せん断強度

図－ 8

地を設置した。比較として、塗膜アスファルト防試験後の供試体表面水についても同様に試験を行った。また、混合物た場合、試験後でも端部からのはく離は確認がで自体の耐流動性やはく離抵抗性の影響を確認する

きるものの混合物自体の破壊には至らず、砂利化ために、バインダにポリマー改質アスファルトⅡは起こらなかった。また、改質Ⅲ型 -W の場合は、型を使用した場合についても試験を実施した。

試験後もアスコンのはく離はみられず健全な状態

表－ 7項

目

水浸ホイールトラッキング試験条件
内容を維持していた。これらのことから、砂利化の進行は混合物の動的安定度よりも 60 ℃における防試験温度

60℃

試験時間

6h

水材の接着強度特性による影響が大きいと考えら

位

供試体上部 1cm まで浸水

目地状況

深さ 40mm（右写真参照）

れる。以上より、高温時の接着強度が高い開発工

水図－ 8 に試験後の供試体表面および各混合物の法は、高温においても混合物とコンクリート床版を確実につなぎとめていると考えられる。

動的安定度と、60 ℃における混合物とコンクリート面のせん断強度を示す。塗膜アスファルト防水を用いた供試体ではバインダの種類に関わらず混６

開発工法の施工実績とコスト合物が砂利化し、コンクリート平板が露出した。

表－ 8 にこれまでの施工実績を、図－ 9 にグース

開発工法の供試体では、バインダを改質Ⅱ型としの施工単価を基準とした各工法の単価比率を示す。

86

道路建設 5 ／ 11

供用期間が最長でも 2 年程度と短いため耐久性の検証には十分ではないが、開発工法を適用した

７

ま と め路線のいくつかについては追跡調査を実施してお開発工法のまとめを以下に示す。

り、現時点において大きな損傷は認められない 。

・ 一般的な施工機械を用いてグースと同様に混開発工法はグースよりもコストは高くなるが、合物による防水層を形成し、弱点となりやす特殊施工機械を使用しないため汎用性が高い。図

い界面での滞水を抑制することが期待できる－ 10 に示すように、従来の塗膜アスファルト防工法を開発した。

10）

水とほぼ同様の工程で施工が可能である。このこ・ 開発工法を用いることで、基層下部 20 mm のとから、大規模から小規模の補修工事に柔軟に対空隙率を 1 % 程度まで低下させることが可能応可能である。となる。このことから、床版と舗装界面の空表－ 8年月日

床版の種類

2020/9隙から進行する損傷に対し有効となる工法を施工実績見い出した。

目的面積m2鋼床版 阿武隈大橋

床版補強

5,197

設温度が低下した場合においても混合物に

2021/7

鋼床版 福岡高速 5 号線

グース代替

299

10 mm 以上浸透し、空隙を充填していること

2021/9鋼床版 ハルニレ橋

鋼床版補強

299を確認した。

2021/10 鋼床版 東京外環自動車道 幸魂大橋

鋼床版補強

120

2022/10 鋼床版 山本跨線橋

グース代替

680

橋梁名

対グース比・開 発工法により、コンクリート版と混合物界面の接着性能が低いことで生じるはく離や砂利化に対する抵抗性を向上させることを確認した。

2.52【参考文献】

1.5
10.50・ C T スキャンによる観察から、開発工法は舗塗膜防水

グース

図－ 9

鋼床版
鋼床版
Co床版
（高たわみ性）（高剛性）（Ⅲ型-W）

コスト比較（対グース比）

図－ 10

道路建設 5 ／ 11

施工工程1 ）松井：移動荷重を受ける道路橋 RC 床版の疲労強度と水の影
響について、コンクリート工学年次論文報告集 Vol.9、No.2、pp.627 -632、1987 .
2 ）国 土交通省 HP：実効的なメンテナンスサイクルの確立に向けて
https://www.mlit.go.jp/common/001258711 .pdf
3 ）高 橋茂樹 : 高速道路における床版防水の取り組みと今後の方
針、防水ジャーナル、No.571、pp.60 -64、2019 .
4 ）蒲ほか：コンクリート床版の高浸透型防水材料の開発、舗装
Vol.50、No.8、pp.16 -21、2015 .
5 ）田中ほか：床版防水性能を有する橋面舗装の開発、土木学会
論文集 E1（舗装工学）、Vol.72、No.3 .pp.69 -75、2016 .
6 ）加 藤ほか : 橋梁コンクリート床版防水工の高度化に対応したレベリング層用混合物の検討、道路建設、Vol.739、No.7、pp.64 -70、2013 .
7 ）野 村ほか：道路橋における鉄筋コンクリート床版の防水工に関する研究（その 2 ）、生産研究、Vol.53、3、pp.58 -61、2001 .38 ）佐 々木ほか：高剛性アスファルト混合物による鋼床版補強工法の開発、第 21 回舗装技術に関する懸賞論文集、pp.1 -8、2019 .
9 ）阿部忠行、峰岸順一：耐はく離性を向上したアスファルトの橋面舗装への適用、道路建設 Vol.511、pp.57 -61、1990 .8
10 ）麻上ほか：阿武隈大橋における鋼床版補強用アスファルト混合物の施工事例、第 34 回日本道路会議、No. 3140、2021 .11 .

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