道建協 第23 回 舗装技術に関する懸賞論文

製造施工部門

優秀賞

コンクリート舗装の寒冷期施工における硬化促進剤の施工性改善効果
大成ロテック㈱建設事業本部 技術部〃〃〃㈱フローリック〃

１

はじめに

コンクリート舗装の表面仕上げは、フィニッ

北信越支社 新潟工事事務所
技術本部 技術部
技術本部 東日本技術センター

越川五島
小原上本飯島喜孝
泰宏
賢司
洋友貴

２ コ ンクリート舗装の寒冷期施工の課題と解決案

シャによる荒仕上げ、縦型仕上げ機による平坦仕

コンクリート舗装の寒冷期施工では、低温が原上げおよび粗面仕上げの順で行うのが一般的であ因となるコンクリートの凝結遅延に伴う不具合事る。最終手順となる粗面仕上げは、平坦仕上げ後例が多く見られる。凝結遅延により表面のブリーに人力にて行う作業であり、表面の水光りが消えディングが収束しない状況下で水光りが消失するた後、ホウキなどを用いて横断方向に比較的浅い前に粗面仕上げ作業を行うと、粗面を形成するホ溝を設け、粗面を構築するものである 1）。しかしウキ目の凸部が潰れて丸くなるなどの仕上げ不良ながら、冬期施工のような外気温の低い状況下にが生じてしまい、コンクリート舗装の路面機能がは水光りの消失が遅く、作業開始のタイミングな低下する。空港エプロン舗装工事などの施工時間どが適正に確保できにくいなどの理由により、良に制限のある工事では、路面機能の確保に重要と好な粗面を得ることが困難となる事例が経験的になる良好な粗面を仕上げるために、凝結による水多い。

光りの消失に要する時間を加味し、日施工量を減

本文は、冬期施工における粗面仕上げの施工性らして粗面作業を行う。また、時間的な制約のなを改善するために硬化促進剤の応用に着目し実施い工事では、日施工量を減ずることなく水光りがした、室内実験による硬化促進剤の施工性改善効消失するまで待機し粗面作業を行う。前者は日施果（粗面仕上げ作業時期の短縮および粗面仕上げ工量減少に伴う施工日数の増加、後者は施工時間の状況など）に関する検討結果、およびその結果の長時間化による長時間労働などの課題が生ずる。

を基に実施した新潟県柏崎市内の道路舗装工事でそれら課題を解決する対策案の一つとして、コの検証結果を取りまとめたものである。

ンクリート舗装において特に水和反応による硬化促進が必要な場合に使用することがある硬化促進剤の応用による施工性改善効果（作業開始時期の道路建設5／987

早期化、粗面性状の改善）を検討することとした。
なお、本検討に使用した硬化促進剤は、㈱フロー3－3

実験結果（１）コンシステンシー

リック社製の「フローリック AFP- 2 」、主成分はコンシステンシー測定結果を図－ 1 に示す。図亜硝酸化合物で減水性を有していない。通常、フより、全配合ともに練落し時のスランプは目標値

ローリック AFP- 2 は、低温下における硬化促進作を満足するものであった。また、全配合のスラン用による初期凍害防止、養生方法の簡素化によるプが時間の経過とともに小さくなり、硬化促進剤作業効率の向上を実現する混和剤で、標準使用量の添加量が多いほどスランプの減少が大きい傾向

はセメント 100 kg 当たり 2 ～ 5 L である。

を示した（No. ②＞③＞④）。
No.①

No.②

3060

No.③

No.④３ 作 業開始時期の早期化に関する検討 2）
3－1

実験概要

スランプ（cm）

5432

本実験では、作業開始時期の定量的な評価指標1として、打設したコンクリートのブリーディング00量を用いた。評価は寒冷期施工を想定した 5 ℃環境下で硬化促進剤を使用したコンクリートと、通常期として設定した 20 ℃環境下の通常配合のコ

90120150経過時間（分）図－ 1

コンシステンシー測定結果（２）ブリーディング量

ンクリートの経過時間に伴うブリーディング量のブリーディング試験結果を図－ 2 に示す。図よ変化を測定し行った。ブリーディング量の測定は、り、基準となる 20 ℃環境下の No. ①（硬化促進剤ブリーディング試験（JIS A 1123）に準拠した。ななし）は、ブリーディングが収束した最終のブリーお、各配合のスランプの経時変化も測定した。

ディング量が 0 . 10 cm 3 /cm 2 であった。これに対3－2

して、5 ℃環境下におけるブリーディング量は、コンクリートの配合

表－ 1 に示すとおり、20 ℃環境下では、硬化促硬化促進剤を使用していない No. ②が 0 . 14 cm 3 /進剤を使用しない No. ①の配合とし、5 ℃環境下で

cm 2、No. ③（ 硬 化 促 進 剤 2 L）が 0 . 03 cm 3 /cm 2、はセメント 100 kg 当たり 0、2、4 L の硬化促進剤を

No. ④（硬化促進剤 4 L）が 0 . 01 cm 3 /cm 2 であった。

使用する No. ②～④の配合とした。ブリーディン

No.①

グ量の測定では、20 ℃環境下の No. ①を基準とし、面仕上げの作業開始時期を比較し評価した。
表－ 1

実験配合

単位量（kg/m3）

硬 化配合
促進剤No.
（L）※

水W

セメントC

S1S2粗骨材
G①150333

79711

1046

20℃

14732780716

1053

5℃

②0③2④4細骨材

実験環境※ 硬化促進剤は、セメント 100kg 当たりの容量【備考】
・練落し時の目標値：スランプ =2.5 ± 1.0cm、空気量 =4.5 ± 1.5％
・水セメント比：45％（一定）・細骨材率：43.5％（一定）88

ブリーディング量（cm3/cm2）

各配合のブリーディング量の経時変化により、粗

No.②

No.③

No.④

0.16
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
060 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660
経過時間（分）図－ 2

ブリーディング試験結果

環境温度が低く、硬化促進剤を使用していない
No. ②は単位水量が 3 kg/m 3 少ないにもかかわらず、No. ①と比較してブリーディングの収束が遅く、道路建設5／9

最終的にはブリーディング量が 1 . 4 倍となった。ま● 冷期の低温時施工を模した 5 ℃環境下におい
寒た、硬化促進剤を添加した No. ③および④のブリーて、硬化促進剤を使用しない場合、20 ℃環境下ディング量は No. ①の 30 ％以下であった。と比較してブリーディング量が収束するまで 2

ブリーディング測定状況を写真－ 1 に示す。

倍以上の時間を要し、かつブリーディング量が1 . 4 倍になった。
●

5 ℃環境下において硬化促進剤を使用した場
合、通常の使用方法に準拠した使用量では、ブリーディングの収束、すなわち作業時間の早期化の可能性は見い出せたが、ブリーディング量が極端に少なくなった。

●

 化促進剤による施工性改善効果を得るため
硬には、5 ℃環境下のブリーディング量が 20 ℃環境下と同程度になる硬化促進剤の添加量が適写真－ 1

正と考えると、セメント 100 kg 当たり 0 . 5 L 前

ブリーディング測定状況後が妥当であると推定した。

（３）硬化促進剤の添加量の決定
前述（2）の試験結果によると、硬化促進剤の標準使用量を参考に設定した添加量、セメント100 kg 当たり 2 L、もしくは 4 L では、顕著な硬化促進によりブリーディング量が極端に少ない傾向

４ 適
 正な粗面の構築時間に関する検討
4－1

実験概要が見られた。そのため、低温時施工を想定した 5 ℃コンクリートに硬化促進剤を添加することで、環境下で 20 ℃環境下と同程度のブリーディングブリーディングの収束時間や量を抑制する効果が量となる硬化促進剤の添加量を、図－ 3 に示す硬期待できることを前述の実験結果で示した。本実化促進剤の添加量とブリーディング量の関係より

験では、前述の実験で推定した硬化促進剤の添加決定した。20 ℃環境下と同程度のブリーディング量（セメント 100 kg 当たり 0 . 5 L）の妥当性を検証量となる硬化促進剤添加量は、セメント 100 kg 当するため、適切な粗面を構築できるまでの時間にたり 0 . 45 L 前後と推定した。

ついての確認を行った。確認では、コンシステン
シー測定（テーブルフロー試験、空気量測定）およブリーディング量（cm3/cm2）

0.160.14

び F 型ゴム硬度計を用いた表面モルタル硬さの測0.12

定結果により、平坦仕上げから粗面仕上げまでの20℃環境下のブリーディング量0.10

時間を測定し、硬化促進剤による仕上げ作業開始

0.08

y = 0.1301e -0.66x
R² = 0.9907

0.060.04までの時間短縮効果を検討した。
また、検討には表－1 に示すコンクリートの配0.020.00

012345

硬化促進剤の添加量（L）
図－ 3合から粗骨材を抜いたセメントモルタルを用いた。
本実験にセメントモルタルを適用した理由は、粗硬化促進剤添加量とブリーディング量の関係

面の状態は表面モルタル厚さに影響を受けるため、作業開始時期の早期化に関する検討のまとめ

実験では表面モルタル厚さを一定にする必要があ

粗面仕上げ作業の早期化に関する検討においるが、コンクリートでは、表面モルタルの厚さを一3－4て、以下の知見を得た。
道路建設

5／9定にすることが困難であると考えたためである。

894－24－4

セメントモルタルの配合

各配合を表－ 2 に示す。20 ℃環境下で硬化促

実験結果（１）コンシステンシーの測定進剤を使用しない配合を No. ⑤とし、5 ℃環境下テーブルフロー試験結果を図－4に、試験状況をで硬化促進剤を使用しない配合 No. ⑥とセメント写真－ 2に示す。図より、15 打フロー値はすべての100 kg 当たり 0 . 5 L の硬化促進剤を使用した配合

配合において時間の経過とともに小さくなる傾向

No. ⑦の 3 水準の配合で実験を行った。セメントを示した。15 打フロー値では、環境温度や硬化促モルタルの適正な粗面構築時間は 20 ℃環境下の進剤の添加量による差は見られなかった。また、空No. ⑤を基準とし、各配合の粗面構築時間を表面気量はすべての配合で 2 ％以下であった。これはエモルタル硬さと目視で評価した。

ントラップトエアと考えられるため、本実験に用い

硬 化配合促進剤
No.
（L）※⑤⑥⑦0.0たセメントモルタルは、ほぼ空気量 0 ％と考える。

セメントモルタルの配合単位量（kg/m3）

水W

セメントC

細骨材
S1S2粗骨材
G20℃
2736071411257

0.5－5℃※ 硬化促進剤は、セメント 100kg 当たりの容量【備考】
・水セメント比：45％（一定）4－3No.⑤

実験
環境

実験手順

実験は、各環境温度下で練落し直後のセメントモルタルのコンシステンシーを測定後、型枠（180No.⑥No.⑦300
250

15打フロー値（mm）

表－ 2200
150
1005000246810経過時間（時間）図－ 4テーブルフロー試験結果

写真－ 2テーブルフロー試験状況× 90 × 3 cm）に打設し行った。
コンシステンシーの測定では、5 ℃環境下でセメント 100 kg 当たり 0 . 5 L の硬化促進剤を使用した No. ⑦と 20 ℃環境下の通常配合 No. ⑤のフロー値の経時変化を比較すること、5 ℃環境下での硬化促進剤の有無によるフロー値の相違を確認することを目的に行った。測定間隔は、練落し 2 時間後から 1 時間間隔で行った。
一般的に粗面仕上げの指標は、熟練した作業員（２）粗面仕上げの作業性の作業経験と目視などによるもので、まだ固まらF 型ゴム硬度計を用いた仕上げ面の表面モルタないコンクリートの数値指標はない。粗面仕上げ

ル硬さ測定結果を図－ 5 に、測定状況を写真－ 3は表面モルタルの硬さが溝の深さなどの出来映えに示す。図に示す緑色のハッチは、粗面仕上げのに影響するため、スポンジやフェルトなどの硬さ作業性が良好であった表面モルタルの硬さ範囲をを測る F 型ゴム硬度計を用いた表面モルタル硬示しており、50 ～ 60 の範囲で良好な粗面仕上げさを適正な作業開始時期を評価する数値指標とし面となった。表面モルタル硬さがこの範囲よりもた。粗面仕上げもコンシステンシーの測定と同様

低い場合は粗面の凸部が潰れて丸くなり、高い場に、練落し 2 時間後から 1 時間間隔で位置を変え合は粗面のホウキ目の凹凸部が浅くなった。

ながら実施した。

良好な粗面仕上げ状態が得られる時間、すなわち、表面モルタル硬さが 50 ～ 60 の範囲となる

90

道路建設

5／9

時間は、20 ℃環境下での通常配合 No. ⑤は練落し4 時間前後であり、5 ℃環境下で硬化促進剤を使

５ 実路での効果検証

用しない No. ⑥は 6 . 5 時間前後、5 ℃環境下で硬室内実験で得られた結果の実装での効果を確認

化促進剤をセメント 100 kg 当たり 0 . 5 L 添加したするため、冬期施工を予定していた国土交通省 北No. ⑦は 4 時間前後となり、20 ℃環境下の通常配合

陸地方整備局 長岡国道事務所発注の「国道 8 号柏と同程度であった。

崎トンネル舗装その 1 工事」において、硬化促進

表面モルタル硬さ

No.⑤1009080706050403020100No.⑥剤を使用した舗装コンクリートの施工性改善効果

No.⑦を確認した。表－ 3 に工事概要を示す。
表－ 3012345678

国道 8 号柏崎トンネル舗装その１工事

工事場所

柏崎市剣野町地先～柏崎市米山台西地先

工期

令和 3 年 5 月 10 日～令和 4 年 3 月 18 日

規模コンクリート舗装（775m、5,800㎡、t=280mm）
山岳トンネル：555m、開削トンネル：220m

9経過時間（時間）
図－ 5

工事概要

工事名称

仕上げ面の表面モルタル硬さ測定結果

5－1

検証の概要

実装による効果の検証は、対象工事における寒冷期の施工となる打設完了1日前および完了日（2021年 12 月22日および 23日）の 2日間で実施した。
なお、1日目は硬化促進剤添加の有無による施工性改善効果を確認するため、予定打設量の半分程度の生コンに硬化促進剤をセメント100 kg 当たり0 . 5 L 添加した。2日目は打設する生コンすべてに硬化促進剤をセメント100 kg 当たり0 . 5 L 添加した。

写真－ 3

表面モルタル硬さ測定状況

4 － 5 適正な粗面の構築時間に関する検討のまとめ
適正な粗面の構築時間に関する検討において、以下の知見を得た。
●●●

確認項目は、①硬化促進剤を使用することによるコンシステンシーの変動を確認するための現着生コンの性状確認（スランプ、空気量、温度）、②硬化促進剤の有無によるブリーディング量の確認、③硬化促進剤の有無による表面モルタル硬さ

1 5 打フロー値では、環境温度や硬化促進剤の添の経時変化と粗面仕上げ時期の確認、④硬化促進加量による差は見られなかった。

剤の強度への影響確認の 4 項目とした。

 型ゴム硬度計による最適な粗面仕上げ時期のF

5－2

生コンの配合選定は可能であり、表面モルタル硬さが 50 ～硬化促進剤を使用しないベース配合および硬化60 の範囲で良好な粗面仕上げ面を得ることが促進剤を添加した検証用の配合（以下、検証配合）できた。

を表－ 4 に示す。検証配合は、ベース配合に硬化 冷期の低温時施工において硬化促進剤をセ
寒促進剤をセメント 100 kg 当たり 0 . 5 L 添加したもメント 100 kg 当たり 0 . 5 L 添加することで、粗のである。検証配合の生コンに添加する硬化促進

面仕上げの開始時間は温度が通常期の通常配剤は、生コンがミキサから積込みホッパーに放出合と同程度となり、硬化促進剤を使用しない場されると同時に所定量をホッパー内に投入し、ア合と比較して 2 . 5 時間前後短縮できる。

ジテータトラック運搬中（30 分程度）に撹拌混合

道路建設

5／991

するとともに、現場での排出時にさらに高速撹拌

光りの状況には差異があるものの、硬化促進剤をすることで十分な混合を行った。

使用することでコンクリート表面の水光りが消え

表－ 4
硬 化
配合 促進剤
名称 添加量（L）※

配合（W/C=41％、s/a=39％）

るまでの時間の短縮が期待でき、粗面仕上げ作業単位量（kg/m3）へ移行する時間の短縮が可能であると考える。写水W

セメント 細骨材
CS2505軟 化
AE 促進剤
減水剤 （L）
4020 C ×％

粗骨材 G

ベース
配 合

0137334726826354

1.00

検 証
配 合

0.5137334726826354

1.01.67

5－3

検証結果

真－ 4 に硬化促進剤の有無による施工中のブリーディング水の状態を示す。

（１）コンシステンシーの変動確認
コンシステンシーの測定結果を表－ 5 に示す。

写真－ 4

施工中のブリーディング水の状態

硬化促進剤の有無に関わらず、全測定値は規格値（３）表面モルタル硬さの経時変化と粗面仕上げ時期を満足し、硬化促進剤を使用することによる変動

F 型ゴム硬度計を用いた表面モルタル硬さの経時変化と粗面仕上げ時期の検証結果を表－ 6 に、も認められなかった。
表－ 5項目硬化促進剤

検証配合の粗面状態を写真－ 5 に示す。表に示す

コンシステンシー測定結果

12 月 22 日

12 月 23 日

AMAM

PM

添加 無添加添加

ように、敷きならし～粗面仕上げまでの経過時間

備考

PM0.5L/C=100kg

スランプ （cm） 4.0

4.5

4.0

3.0

4.0 ± 1.5cm

空気量（％） 3.7

3.8

3.53.64.5 ± 1.5％

Co 温度

（℃）

131412135 ～ 35℃

外気温（℃）

51049－が同程度の場合（155 ～ 160 分）、硬化促進剤の有無によって、表面モルタル硬さが異なり、検証配合は敷きならし後、155 分程度で表面モルタル硬さが 50 程度となり、良好な粗面を構築することができ、ベース配合は敷きならし後、160 分が経過した時点でモルタル硬さが 35 程度であり、粗面を形（２）ブリーディング量の確認成するホウキ目の凸部が潰れて丸くなった。ベー

ブリーディング量の試験結果を図－ 6 に示す。

ス配合は、検証配合よりも 85 分遅い 240 分経過後

図に示すように、検証配合はブリーディング水がにモルタル硬さが 54 となり、適正な粗面を構築す発生せず、ベース配合はブリーディング水が生じることができた。

た。実現場ではコンクリート表面の状況に対する風の影響などにより、ブリーディング発生量や水検証配合

ベース配合

表－ 6
作業工程

ブリーディング量（cm3/cm2）

0306090

経過時間（分）図－ 692

ブリーディング量試験結果

120150

経過 表面
粗面時間 モルタ状態（分） ル硬さ

スプレッダ

敷 き
10：00
ならし0－－時刻

時刻

経過 表面
粗面時間 モルタ状態（分） ル硬さ

13：00

0－－

締固め 10：50

50－

－

14：15

75－

－

荒仕上 11：30

90－

－

14：25

85－－

平 坦
11：45
仕上げ機
仕上げ

10540－

15：00

12025－

人力
表 面
12：00
フロート 仕上げ

12045－

15：10

13030－

155

50

最適 15：40

16035

粗面
潰れ－－－

240

54

最適

フィニッシャ

0.00

ベース配合

作業
項目

0.03

0.01

検証配合

機械など

0.04

0.02

粗面仕上げ時期の検証結果

人力粗 面 12：35
ホウキ目 仕上げ－17：00

道路建設

5／9

粗面仕上げ作業への移行時間が 90 分程度短縮でき、作業効率が向上した。
●

 化促進剤を使用することによる強度への影
硬響はない。
5－5

課題

寒冷期の低温時施工において硬化促進剤の有効性は確認できたが、課題として生コンへの添加方法（製造方法）が挙げられる。当該工事では、生コ
写真－ 5ンの運搬方法をダンプトラックからアジテータト

検証配合の粗面の状態ラックに変更することができ、運搬中および排出（５）硬化促進剤の強度への影響

時に硬化促進剤の撹拌混合が可能であったが、ダ硬化促進剤の強度への影響を確認するため、材ンプトラックでの運搬の場合には、生コン工場に齢 28 日の曲げ強度試験を実施した。結果を表－ 7

おいてミキサ内へ硬化促進剤を投入する必要があに示す。表より、検証配合とベース配合の強度にる。しかしながら、生コン工場での特殊な添加剤差異はなく、硬化促進剤を使用することによる強の使用は基本的に難しいことが多い。

度への影響は見られないことが分かる。また、各配合とも設計強度を満足した。
表－ 7
打設日

12月22日
12月23日5－4６ お わ り に

曲げ強度試験結果
曲げ強度σ28（N/mm2）

配合

123平均

AM 検証

5.385.805.685.62

PM ベース5.925.926.396.08AM

5.80

5.72

5.74

5.75

6.19

6.27

6.18

6.21

PM

検証

備考

寒冷期の低温時施工におけるコンクリート舗装の施工性改善を目的に硬化促進剤の適用について室内実験を行い、その結果を基に実工事におけるσ28 ≧ 4.5

実路における検証結果のまとめ

室内実験の結果に基づき、施工性改善を目的に検証を行った。その結果、硬化促進剤をセメント
100 kg 当たり 0 . 5 L 添加することで、粗面仕上げ作業が通常期と同程度の時間で遅滞することなく良好な粗面構築ができ、今回の検証では 90 分程度の時間短縮による施工性改善効果が得られた。

硬化促進剤を添加した舗装コンクリートを舗装工

コンクリート舗装において、粗面仕上げ作業の事にて実装し、効果の検証を実施した結果、以下開始時期を早期化することが、仕上げ作業およびの知見が得られた。

その後の後期養生作業など、作業員の長時間労働●●

 ンシステンシーは、硬化促進剤の有無によるコの抑制による現場での働き方改革の一助となれば違いは見られなかった。

幸いである。

 内実験結果に基づき、硬化促進剤をセメント室

100 kg 当たり 0 . 5 L 添加することで、外気温が低い（4 ～ 10 ℃）寒冷期であってもブリーディングによる水光りが抑制され、生コン打設から

道路建設

5／9

【参考文献】
1 ）舗装施工便覧：（公社）日本道路協会：平成 18 年 2 月
2 ）越川他：冬期施工におけるコンクリート舗装の施工性改善に関する一考察、土木学会第 77 回年次学術講演会 Ⅴ- 88、2022
年9月

93