加熱混合物による薄層表面処理工法の開発㈱NIPPO コーポレーション

技術開発部 杉本 憲治（同）佐々木 昌平（同）

多賀 健太郎

で締め固めて仕上げるものである。工法の概要を図−1

１．はじめに現在、我が国の国・地方を合わせた長期債務残高は、に示す。本工法は、表面処理工法のうち舗装施工便覧３）

対 GDP(Gross National Product)比 150％超となる見込でいうカーペットコートの施工性、耐久性を改善した工み(平成 18 年度末)である 。この縮減に向け、平成 19法と位置付けることができる。

1)

年度予算においても歳出の抑制・見直しが行われている。
スプレイバー

このような背景のもと、道路分野では投資額減少の継続

スクリュー
スプレッダ

スクリード
施 工方 向だけでなく、本来当該分野へ投資されるべき道路特定財源が一部一般財源化されることとなり、更なるコスト縮減が求められている。
道路舗装においては、舗装の延命化を図ることで修繕As混合物

乳剤散布

費用を削減する予防的維持工法が従来から採用されてい分解水（水蒸気）るが、今後多用されることが期待されている。なかでも施工が簡易で比較的低コストな乳剤系表面処理工法が注
平均厚15mm(最小10㎜)

目されているが、骨材飛散や耐久性の欠如等の課題が指摘されている２)。

小粒径中空隙As混合物

筆者らは、これらの課題を解決すべく開発に取り組み、アスファルト乳剤(PK-4)

耐久性があり、かつ経済性・施工性に優れた加熱混合物による薄層表面処理工法を実用化した。本文では、当該

図−１ 本工法の概要図工法の開発経緯を述べるとともに、材料特性や施工結果

３．工法の開発検討などについて報告する。

３−１ 開発コンセプト
本工法の開発に当たっては、我が国の道路の現状（図２．加熱混合物による薄層表面処理工法の概要−2）を勘案して、適用箇所を大型車交通量のごく少な今回開発した加熱アスファルト混合物（以下、As 混合い道路に絞り、耐久性、経済性、汎用性に重点を置いて物）による薄層表面処理工法（以下、本工法）は、8％開発コンセプトを以下のように定めた。

程度の空隙を有する最大粒径 5mm の密粒系 As 混合物を、乳剤散布装置付アスファルトフィニッシャ（以下、SPAF）で薄層（平均厚 15mm）に敷きならし、ローラ

1準とし、空気圧はそれぞれ 9.8kPa、19.6kPa とした。試177.5579.5245.1

験は、各温度ごとに試験混合物の配合を変えることで空市町村道隙率を変化させ、表面の隆起高さをダイヤルゲージで測77.2定した。その結果を図−4 に示す。これより、空隙率が5.0

都道府県道46.948.9

一般国道

舗装道7％程度以上であればブリスタリングが発生しないこと

簡易舗装道が確認できた。

未舗装道

0.4
5.0

0200

400

600

800

1,000

恒温槽(45℃、60℃)

道路延長(千km)

試験混合物

35 15

隆起高さ

図−２ 道路の種類と道路延長 4)（高速自動車道を除く）（１）耐久性乳剤系の表面処理では骨材の飛散・はく離が多々見ら

コンクリートベースれることから、As 混合物を用いこれと同程度の耐久性を圧縮空気目標とする。

P（２）経済性

バルブ

PI

使用材料を低減し、日施工量を増大することでコストポンプ

圧力計低減を図ることとし、最大粒径 5mm の As 混合物を

図−３ 強制ブリスタリング試験の概要

SPAF にて薄層で舗設する。
（３）汎用性25アスファルト（以下、ストアス）を、タックコートは PK

20
隆起高さ (mm)

バインダは対象道路も加味し、原則としてストレート−4 を、締固め機械は汎用ローラを使用する。
３−２ 混合物の配合検討

SPAF では乳剤の散布と As 混合物の敷きならしとを45℃60℃

15105同時に行うため、密粒系 As 混合物では分解水（水蒸気）0によるブリスタリングが懸念される。開粒系 As 混合物

45678

空隙率 (%)

は連続空隙があるためその懸念はないが、ストアスによる最大粒径 5mm の開粒系 As 混合物では耐久性に難点図−４ 強制ブリスタリング試験結果がある。
そこで、ブリスタリングが発生せず、かつ適度な強度（２）耐久性の評価を有する As 混合物の配合検討を次のようにして行った。

通常の As 混合物と同程度の耐久性を目標としている（１）ブリスタリング発生を抑制する空隙率の検討ことから、評価指標としてマーシャル安定度と動的安定ブリスタリングが生じない As 混合物の空隙率を探る度を採用し、その基準値をそれぞれ 4.9kN、500 回／mmため、以下に示す強制ブリスタリング試験を実施した。とした。バインダはストアスとポリマー改質アスファル

試験は、既往文献 5)を参考に図−3 に示すようにコンクトⅡ型（以下、改質Ⅱ型）の２種類とし、空隙率を変えリートベース（t=35mm）上に、試験混合物（t=15mm）た配合でマーシャル安定度試験と、密粒度混合物を舗設した二層系供試体（300mm×300mm）の中央部（t=35mm）上に、試験混合物（t=15mm）を舗設したの上下層界面に、試験温度に応じた飽和蒸気圧相当の圧二層系供試体（300mm×300mm）でホイールトラッキ縮空気を送り込み、表面が隆起した場合をブリスタリン

ング試験を行った。その結果を図−5、6 に示す。これよグとみなして行った。試験温度は 45℃と 60℃との２水り、期待する耐久性を確保するためには、ストアスでは2

8％以上、改質Ⅱ型では 5％以上の空隙率を確保する必要４．特性の確認があることがわかる。

本工法で表面処理した路面の特性を確認するため、以下の試験を実施した。

マーシャル安定度(kN)

11

４−１ 実物大繰返し載苛試験機による促進試験
供用後の路面の変化を把握するため、密粒度 As 混合9物による舗装上に本工法用 As 混合物を平均厚 15mm で舗設し、写真−1 に示す実物大の繰返し載苛試験機によ

7
ストアス
改質Ⅱ型
基準値

5り促進試験を実施した。表−2 に試験条件を示すが、荷重条件は小型貨物自動車を想定して設定した。58,000 輪まで通過させたが、骨材の飛散やはく離は見られず良好

34567空隙率(%)

89な路面状態が継続した。車輪の通過に伴いモルタル分が上昇しキメが細かくなる（写真−2）ものの、図−7 に示

図−５ マーシャル安定度試験結果

すように十分なすべり抵抗性を有していることが確認できた。

動的安定度(回/mm)

900

ストアス
改質Ⅱ型
基準値

800
700
600
500
400
300
4567空隙率(%)

89

写真−１ 実物大繰返し載苛試験機

図−６ ホイールトラッキング試験結果

表−２ 試験条件（３）基準配合以上より、本工法に用いる As 混合物の基準配合と品質基準は表−1 に示すとおりとした。
表−１ 本工法用 As 混合物の基準配合と品質基準

粒度
範囲通過質量
百分率

1004.75mm

85〜1002.36mm

25〜45300μm

7〜1575μm

4〜8アスファルト量(％)

5〜7

空隙率(％)

7以上

マーシャル安定度(ｋN)

4.9以上

動的安定度(回/mm)

500以上(13.2mm

試験温度

室温（約35℃）

輪荷重

17kN

接地圧0.36MPa%)

試験前

58,000 輪通過後

写真−２ 試験前後の供試体表面のキメ

3すべり抵抗（BPN）

予想される寒冷期対策を検討すべく、敷きならし後の As75混合物の温度変化を測定した。また、ブリスタリングの70発生の有無を目視および横断プロフィルメータで確認し65た。

60550246

通過輪数（万輪）

図−７

すべり抵抗値の変化（振子式スキッドレジスタンステスタによる測定）

４−２ 骨材飛散抵抗性試験
車輪のすえぎりなどによる骨材飛散に対する抵抗性を把握するため、すえぎり試験を実施した。比較のため

写真−３ 試験施工状況

開粒度 As 混合物についても行った。生活道路や駐車場等における普通自動車（車両重量 2t）によるすえぎりを（１）試験施工概要

想定した条件（表−3）で実施した。結果を図−8 に示す。

・施工面積；210 ㎡（延長 60m×幅員 3.5m）

これより、本工法のすえぎり抵抗性は、開粒度 As 混合・処理厚さ；平均 15mm（最小厚 10mm）物と比較し十分優れていることがわかる。

・混合物；小粒径中空隙 As 混合物（最大粒径5mm、ストアス）

表−３ 試験条件

・タックコート；PK-4（散布量 0.3 ／㎡）

試験温度

60℃

・使用機械；SPAF、タンデムローラ（7t）、輪荷重4.9kN

タイヤローラ（20t）

接地圧0.1MPa（２）施工性
施工は通常の舗装と同様の方法で行い、舗設厚さは As混合物敷きならし時に引きずりが生じないよう、最小厚さが 10mm となるように設定して施工した。懸念した引接地軸変位 (mm)8

きずりも起こらず施工性に問題はなかったが、後述のよ（計測限界）

6

うに混合物の温度低下が早いため、初期転圧は敷きなら4開粒度As混合物し後すぐに行う必要があることを確認した。

本工法用As混合物（３）路面性状

2

施工完了後、路面のすべり抵抗を振子式スキッドレジ
スタンステスタおよび DF テスタにて測定した。結果を0101001,000

表−4 に示すが、十分なすべり抵抗性を有していると言10,000

える。

載荷回数 (回)図−８ すえぎり試験結果
表−４ 路面のすべり抵抗値
すべり抵抗（ＢＰＮ）

５．試験施工
本工法の実路での適用箇所を想定し、路面が老化し、

71

μ40 ※

0.54

μ60 ※

0.48

動的摩擦係数一部横断方向に凹凸の見られる構内道路において試験施工を実施した。施工状況を写真−3 に示す。試験では施※μ##は DF テスタによる##(km／時)のときの動的摩擦係数

工性の確認は勿論、薄層ゆえ混合物の急激な温度低下が4施工は、既設路面上に延長 50m（幅員 4m）に渡り、（４）寒冷期対策敷きならし後の As 混合物の表面および下面（既設舗前述の試験施工と同様の材料および施工編成で行った装との界面）の温度を測定した結果を図−9 に示す。施（写真−５）。なお、既設路面の横断形状が図−10 に示工時の外気温は 7℃、既設路面温度は 10℃であったが、すように、横断勾配がセンターだけでなく端部付近でもこのような条件下では敷きならし後３分程度以内に初期変化しており、片側の外側スクリードを調整することで転圧を完了させることが望ましいと言える。また、厳寒対応した。
施工性に問題はなく、施工後の路面性状も表−5 に示期など気象条件のより厳しい場合には、中温化技術の適すように良好な結果が得られた。当該区間の供用期間が用などの対策を講じることが必要と考えられる。

温度(℃)

５ヶ月程度であることや限られた車両のみの供用で交通170

表面温度150

下面温度

量がごく少ないことから、追跡調査は実施していないが、目視観察において路面性状に問題は生じていない。

130
110907050012345

敷きならし後経過時間(分)図−９ 敷きならし後の混合物温度の経時変化
写真−５ 施工状況（５）ブリスタリングの確認
舗設後にブリスタリングが発生するか否かを確認する
平均厚15mm

ため、施工直後、１時間後、２時間後に目視観察したが、側溝発生は見られなかった。また、舗設翌日に写真−4 に示
すように、夏期を想定して路面ヒータにて既設舗装との界面が 60℃超まで加熱して目視観察するとともに、横断既設舗装プロフィルメータで測定し、路面形状を施工直後と比較800したが、変状は見受けられなかった。

1,400
4,000

図−１０ 施工箇所の横断形状

表−５ 路面のすべり抵抗値
すべり抵抗（ＢＰＮ）

73

μ40 ※

0.49

μ60 ※

0.48

動的摩擦係数※μ##は DF テスタによる##(km／時)のときの動的摩擦係数

写真−４ 路面加熱状況
７．まとめ
６．適用事例

道路補修の予算削減への対応策の一つとして、コスト実際の道路への適用に先立ち、構内道路に適用した事パフォーマンスに優れた加熱混合物による薄層表面処理例の概要を紹介する。

工法の開発を行ってきた。今後、実道に適用するに当たり、次のような効果が期待できる。

5

①耐久性

＜参考文献＞As 混合物を使用する工法であり、従来の乳剤系の表面

１）財務省資料処理工法に比べ耐久性が格段に向上し、舗装の延命化に

２）成田：散布式表面処理について、アスファルトつながる。

Vol.41-No.197（1998）②経済性

３） 社団法人日本道路協会：舗装施工便覧（平成 18年版)、平成 18 年 2 月

薄層にすることで使用材料を低減するとともに、SPAF で施工効率を向上させることでコストを大幅に削

４）全国道路利用者会議：道路統計年報 2006 年度版、減することができる。施工規模や施工条件によるが、通平成 18 年 8 月

常のオーバーレイ工法の 50％程度にコストを抑えるこ

５）上島、菅原：ブリスタリング現象に関する一考察、とも可能となる。

第 10 回日本道路会議論文 No.325（1971）③汎用性

SPAF の運転技術に特殊性はあるものの、他には特殊資機材、特殊技術を必要とせず適用地域が限定されない。
④交通規制時間の短縮
タックコート工が省略できることや舗設後の温度低下が早いこと、さらには乳剤混合物のような養生時間が不要なことから交通規制時間を短縮できる。
⑤７号砕石の有効利用
６号砕石を主体とした排水性舗装の需要拡大で生産過多となっている７号砕石を有効活用することができる。
⑥管理の軽減本工法の目的は路面性能の回復であって舗装の構造強化ではないので、出来形管理において厚さ管理は行わず、As 混合物の使用量管理としており管理の軽減が図れる。
８．おわりに本工法は、主に地方自治体等で管理する生活道路や軽交通道路を対象とした、経済的かつ耐久性のある表面処理工法としての利用が期待できる。さらに、既設舗装の延命化による地球環境への負荷低減、すべり抵抗性改善による道路利用者の安全性向上などを図ることもできる。
つまり、少ない建設投資で優れた舗装路面を、地域社会や道路利用者に提供できる工法といえる。
今後さらに少子高齢化が進むと予想され、公共工事不要論さえ論じられる中、いかに社会資本ストックを有効利用し、機能を維持していくかが大きな課題である。施工者として、次世代へ安心安全な社会資本を引き継ぐために、更なる技術開発を進めていく所存である。

6