路上路盤再生工法の合理化に向けた一検討

１．まえがき㈱NIPPO コーポレーション

技術開発部 相田 尚（同）技術開発部 片岡 直之

（同）

工務部

梶原 覚

２．路上路盤再生工法における施工上の課題

道路舗装の維持修繕は概ね一定の期間ごとに実施され路上路盤再生工法は、路上で既設のアスファルト舗装ているが、これは交通荷重と気象作用により道路舗装のを破砕し、同時にセメント等の安定材と既設路盤材料と１）持つ性能が低下するからである 。維持修繕時に発生すを混合して締め固めて高強度の路盤を造る工法である。

るアスファルトコンクリート塊においてはその再資源化

当該工法には表－1 に示す 3 つの方式があり、路上破等率は 99％に達し 、極めて高いリサイクルを実現して砕混合機やモータグレーダ，ローラ類の他、施工断面にいる。舗装の再生利用技術のひとつである路上路盤再生

よっては路面切削機や積込み機械など数多くの大型機械工法は、既設舗装材を混合して再利用するリユース技術が必要となる。当該工法においては、写真－1 に示すよであるが、既設舗装材の搬出量が少なく加熱処理をしな

うに狭隘な地方道での採用が少なくなく、施工機械の削いことから見ても、環境保全，建設コスト縮減といった減がひとつの課題となっている。また、固結した路盤の観点から、有効な工法の一つであることは明らかである。

破砕混合や安定材の効率的な散布方法など、施工合理化

２）

路上路盤再生工法は、実用化された昭和 50 年代半ばに向けての課題は多い。

以降地方自治体を中心に広く普及し、年間約 200～350
万 m2、累積で約 5,400 万 m2 超が施工されている３）。現在、路上路盤再生工法では、セメント等の安定材の他に乳剤やアスファルトといった瀝青材を加えることが主流となってきている。さらに、一度再生された路盤材をもう一度再利用する路上路盤再々生工法も増加傾向にある。
近年ではこういった市場の変化に対応すべく、高性能な路上破砕混合機が開発されてきているが、現場における作業工程あるいは機械編成はほとんど変わっていないのが現状である。

写真－１ 狭隘な地方道での工事例

以上のことから、施工機械の削減に主眼をおいた効率・経済性の改善策を検討し、ベルトコンベアによる破３．施工機械削減による効果

砕材の積込み装置を搭載した路上破砕混合機を開発・実路上破砕混合機に積込み機能を付加することで、積込用化した。以下に、その概要を示す。

み機械を削減できるだけでなく、施工工程数の削減も可能なことは容易に想定できる。つまり、表－１における1

表－１ 適用断面毎の施工機械編成例(a) 既設舗装をそのまま安定処理する場合(b) 事前処理を行ってから安定処理する場合

新規アスファルト混合物層

新規アスファルト混合物層

既設アスファルト混合物層

既設アスファルト混合物層(c) 既設の粒状路盤のみを安定処理する場合
既設アスファルト混合物層掘削等→再資源化施設

適用断面例

路上再生路盤

事前処理（予備破砕）

既設粒状路盤

路上再生路盤

路上再生路盤既設粒状路盤既設粒状路盤既設粒状路盤既設粒状路盤既設粒状路盤
路路

床

床路

路

床

床路

既設粒状路盤

床路

床路

床路

床注）

工
程

破砕混合→

すき取り［フケ分］（路面高調整の場合）

予備破砕

路上破砕混合機→積込み機、運搬車

路面切削機または路上破砕混合機→

すき取り［新規舗装厚分］→

混合

既設アスファルト混合物層撤去

→

混合

路上破砕
混合機

路面切削機または積込み機、運搬車→路上破砕混合機注）機
械→ 積込み機、運搬車 →注）整形転圧および安定材散布は省略(a)および(b)においては、破砕と同時に余剰分をすき取るいて検討した。施工幅員、断面等の条件は、表－2 に示ことで１工程削減することができ１日当たりの施工量がすとおり。

増大し、その結果コスト削減につながる。また、(c)においては路面切削機が不要となり、これもコスト削減とな（２）作業能力の設定る。

１）予備破砕能力

そこで、積込み機能を具備した路上破砕混合機を想定

施工条件によって異なるが、当社施工実績より施工し、前述の課題のうち、施工機械の削減により期待され速度を 6m/min とした。

る効果を試算した。

２）すき取り能力（バックホウ）
バックホウの 1 時間当たりのすき取り量 Q（m3/h）

３－１ 試算条件

は、式(1)４）より求めることができる。既設舗装 5cm（１）適用範囲を破砕した場合のすき取り厚は概ね 10cm となること

前述した路上路盤再生工法の 3 つの方式のうち、表－から、1 時間当たりのすき取り量は、25.7 m3 となる。

1 の(b)において予備破砕と同時に破砕材のすき取りが可能な積込み機能付き路上破砕混合機（以下「開発機」と

Q=3600×q×f×E/Cmいう）を適用し、従来工法に比べ施工機械１台（積込みq：1 サイクル当たり掘削量（地山土量）(m3)機械）と１工程を削減するケース（図－1，2 参照）につ

q=平積標準バケット容積×0.98=0.45×0.98=0.44
f：土量換算係数（地山土量＝１）

表－２ 適用範囲の条件
施 工 幅 員既設舗装厚
現 場 条 件使 用 機 械・・・・・・・・式(1)E：作業効率3.5m（一定）5cm
良好（障害物等なし）
路上破砕混合機（混合幅2.0m）（従来工法）（従来工法）
バックホウ（0.45m3級）
積込み機能付き路上破砕混合機（開発機）（混合幅2.15m）※他、整形転圧機械は同じ

すき取り深さ tcm とする
t≦5cm→0.5 , 5cm＜t≦10cm→0.65 , 10＜t→0.8
Cm：サイクルタイム（秒）標準は 30 秒であるが、すき取り作業が多いため40 秒とする

A SPH AL T

予 備 破砕

すき 取り

仮整形・ 仮転圧

安定材散布

瀝青材添加、 混合整 形・ 転 圧

図－１ 従来機による機械編成例
AS P H AL T

予備破砕 ・ すき取り

仮整形・ 仮転圧

安定材散布

瀝青材添加、 混合

図－２ 開発機による機械編成例

2整 形・ 転 圧

T’’：すき取り時間（min）

３）すき取り能力（開発機）

T’ (min) = (L×2) / v + L / v’ ・・・・・・・式(4)開発機のすき取り能力は、バックホウより十分大きくする必要があることや、想定される大きさの機械にL：施工延長（m）搭載可能なベルトコンベア等の能力から、1 時間当たv：施工速度（m/min）

りのすき取り量を 60m3 と設定した。

v’：後退速度（m/min）= 10（一定）
T’’ (min) = S×( t / 100 ) / ( Q / 60 ) ・・・・式(5)すき取り量は式(2)より求まることから、すき取り厚10cm の場合の施工速度は 4.7m/min となる。

S：施工面積（m2）t：すき取り厚（cm）Q：バックホウの作業能力（m3 / h）

Q=60×w×v×t/100 ・・・・・・・・・・式(2)Q：すき取り量(m3/h)
w：混合幅（m）

開発機工法

v：施工速度（m/min）T = ( L×2 ) / v’’ + L / v’’’ ・・・・・・・・・式(6)t：すき取り厚(cm)

T：予備破砕・すき取り時間（min）
L：施工延長（m）
v’’：施工速度（m/min）４）混合能力路上破砕混合機（混合幅 2.0m）の 1 時間当たりのv’’’：後退速度（m/min）= 10（一定）

施工量は、文献 5)より 200m2 とした。
５）整形転圧能力

試算した結果を図－3 に示す。開発機工法は、従来工一般的な維持修繕工事における 1 日当たりの施工量

法に比べて約 60 分の短縮、率にして約 40%の短縮とな

は 800m2 であり５）、1 日の実働時間（7 時間）に占めることがわかる。

る整形転圧の割合は 1/3 程度であることから、1 時間当たりの施工量は 343m2 とした。

従来工法

予備破砕

開発機工法

３－２ 効果の試算

予備破砕・すき取り

010 20時間（分）（１）施工時間の比較
施工面積 500m2（施工延長 143m，施工幅員 3.5m）

すき取り30405060708090100110120130140150160

図－３ 予備破砕、すき取り工程のタイムテーブルのケースにおいて、従来機編成による施工（図－1 参照、以下「従来工法」という）と開発機編成による施工（図（２）日施工量の比較－2 参照、以下「開発機工法」という）との施工に要す

1 日当たりの作業時間を 8 時間とした場合のタイムテる時間を試算した。ただし、混合以降の工程は同様のたーブルは、図－4 のように表すことができる。開発機工

め、予備破砕およびすき取りに要する時間を対象とした。

法では、予備破砕・すき取りの時間を短縮できることよ

従来工法における予備破砕およびすき取りに要するり、日当たり施工量は増加することとなる。

時間は、式(3)～(5)により求めた。ここで、予備破砕とす

そこで、このタイムテーブルに適合する 1 日当たりのき取りは、ある程度の時間差を採ることで並行作業が可最大施工量を試算した。その結果を表－3 に示す。従来能なため、予備破砕開始から 30 分後にすき取りを開始

工法では 550m2 であるのに対し、開発機工法では 648m2するものとした。となり、98m2 日施工量が増加することとなる。

また、開発機工法における施工時間は、式(6)により求

なお、開発機工法において、予備破砕・すき取りと混めた。

合との間に機械等の準備として 15 分余裕をみている。

従来工法

従来
準備 予備破砕工法

T=T’+T’’ （30min≦T’の場合：T’=30）・・・・式(3)

すき取り

開発機
準備 予備破砕・すき取り工法

T：予備破砕およびすき取り時間（min）

012混合整形転圧

混合3

整形転圧
456

養生
7時間（時間）T’：予備破砕時間（min）

図－４ １日（８時間）のタイムテーブル

3養生

8また、すき取りを行う際の高さ制御にはモータグレー

表－３ 各工程の施工時間と日施工量
施工時間 （分）準備 予備破砕・すき取り
従来工法

30158

開発機
工法

309715

混合

整形転圧 養生

施工面積

ダに代わる精度と省熟練化とを追求し、その結果、自動（㎡）コントローラにて対応することとした。これにより、路盤材の整形作業のみにも使用することが可能となる。

165

9630550

194

113

30648

（２）マルチロータシステムの開発+98

破砕作業と任意厚さのすき取り作業を同時に行う機構
は、従前にはなかったため新たに開発した（以下当該機同様の方法ですき取り厚毎に試算した日施工量は表構を「マルチロータシステム」という）。マルチロータ－4 のようになり、従来工法に比べ日施工量が約 15%増システムの概念図を図－5 に示す。すき取り作業時には、加することがわかる。

ロータカバーリアプレートを垂直に閉じ、リアゲートの高さを調整することによってすき取り厚を任意に制御できるようになっている。また、混合時には、リアプレー

表－４ すき取り厚毎の日施工量増加分
すき取り厚 従来工法 開発機工法
22率(%)
（cm）
（m ）
（m ）
面積（m2）
562371895
15105506489817155155887314

トを開き、材料を後方へ排出する機構としている。
以上のような基本仕様、機構を具備し完成した開発機の全景を写真－2 に示す。

（３）試算結果

瀝青材散布ノズル

ベルトコンベアリアプレートリアプレート

以上より、開発機の適用によって、従来工法に比べ日水施工量が増加して施工日数の縮減が可能となり、使用機リアゲート械の削減と併せてよりコスト削減が図れる試算結果を得た。

破砕・すき取り作業時

また、従来工法における実際の現場では、バックホウ

混合作業時

図－５ マルチロータシステム概念図の旋回時に一般交通への十分な配慮が必要であり、さらなる作業効率の低下が予想される。こういった点を考えると、旋回作業のない施工は、安全性の確保に寄与するだけでなく、作業効率の向上も期待できる。
４．積込み機能付き路上破砕混合機
４－１ 開発概要（１）基本仕様開発に着手するに当たり、開発機のコンセプトを「予備破砕と同時に破砕材を任意の厚さですき取ることがで

写真－２ 開発機全景きる路上破砕混合機」とし、基本仕様を表－5 に示すとおりとした。

４－２ 性能確認試験（１）すき取り能力
路盤材のすき取り厚を 5～15cm に変化させ、ダンプ

表－５ 開発機の仕様
最大破砕混合深さ30cmの入替時間も考慮して試験フィールドですき取り能力を最大すき取り厚15cm測定した。測定結果を図－6 に示す。ややバラツキはあ最大コンベア能力

3120m /h

るものの、試算時に想定した時間当たり 60m3 をほぼ確

瀝青材散布装置

乳剤・フォームドAs対応

スキ取り高さ制御

自動コントローラ対応

保できていると言える。

4既設アスコン

すき取り能力(m3/h)

80

既設路盤
アスコン撤去

60

路盤材
すき取り

フォームドAs
安定処理

アスコン
舗設

図－８ 断面構成と施工の流れ
40

通常の機械編成では、路面切削機，バックホウ，モー20051015
すき取り厚(cm)

タグレーダ，タイヤローラおよび路上破砕混合機が必要20となる。しかし、開発機を導入することにより、路面切削機およびバックホウの 2 機を削減でき、施工コストの図－６ すき取り能力確認試験結果低減に貢献した。また、バックホウによる積込み時の旋（２）破砕能力回作業が無くなり、より安全な施工を行うことができた開発機は、再生路盤や鉱滓路盤等の固結路盤も破砕で（写真－3，4）。

きるように小径コニカルビットを装着している。試験フィールドの他、数現場においても問題なく固結路盤の破砕を行っている。
これまでの実績より、一軸圧縮強度 6～9MPa の固結路盤において、作業速度 2～3m/min で施工可能な適用範囲を図－7 に示す。
写真－３ 既設アスコンの撤去状況
破砕実績(qu=6.4～9.3MPa、v=2～3m/min)
25

アスコン厚(㎝)20

適用範囲1510500510152025

写真－４ 既設路盤材のすき取り状況

路盤厚(㎝)

図－７ 可能処理厚さの試験結果

さらに、既設アスコンの撤去および既設路盤のすき取（３）瀝青材混合性能

り作業では、自動高さコントローラを用いることで、そフォームドアスファルトを散布しながら深さ 30cm まの後の整形・仕上げで使用するモータグレーダの作業がで混合したが、破砕粒度，混合性とも概ね良好であった。

大幅に軽減された（写真－5）。

４－３ 適用事例（１）山形県町道での例
山形県内の町道の道路改良工事において開発機を適用した事例を示す。施工断面は図－8 に示すとおりで、既設アスコン（平均 7cm）の撤去後、路盤材を 7～15cmすき取り、フォームドアスファルト安定処理（27cm）施工後、新規アスコンを舗設した。
写真－５ 自動コントローラを使ったすき取り

5（２）長野県町道

また、バックホウ等積込み機械の代替利用もでき、施長野県の町道改良工事では、図－9 のような断面構成工量や安全性の向上に繋げることができる。

で工事が行われた。施工は、既設アスコン（平均 10cm）の撤去後、固結した既設路盤材を予備破砕（20cm）し、今回開発した積込み機能付き路上破砕混合機は、多機路盤材の余剰分を平均 13cm すき取り、フォームドアス能であるが故に生じる細かな不具合点もあるが、現場でファルト安定処理（20cm）の施工（写真－6）後、新規の施工を通じて経済性試算の妥当性を検証していきたアスコンを舗設した。

い。また、通常の破砕混合機とのロータの違いによる破砕粒度等の差異の有無を確認していく予定である。

既設アスコン

６．あとがき既設再生路盤
アスコン撤去

予備破砕

路盤材
すき取りフォームドAs
安定処理

アスコン
舗設

路上路盤再生工法は、主に地方道で実施されるケースが多く、狭隘かつ小規模な工事現場での施工における機図－９ 断面構成と施工の流れ

械経費の占める割合は大きい。一方、現位置で再生利用既設路盤材は過去に路上路盤再生されたもので、一部を行う当該工法は、地球環境への負荷低減といった観点固結した状態であったが、破砕および混合作業は良好でから、今後さらに普及することが予想され、さらに広範あった。また、路盤材のすき取りにおいて、一部バックな適用が求められるものと思われる。

ホウを併用したものの、比較検討した従来工法に比べ日建設業界を取り巻く厳しい環境の中で、施工者として施工量は 10～15%程度増加し、経済性の向上に繋がっ建設コスト縮減に取り組んでいくことは必然であり、更た。に高度化を図っていく所存である。

[参考文献]
１）社団法人日本道路協会：「舗装再生便覧」，平成 16年2月
２）平成 14 年度建設副産物実態調査結果,
http//www.milt.go.jp/kisya/kisya04/01/010225/01.pdf
３）社団法人日本道路建設業協会：「グラフで見る道路建設業」，平成 3 年～平成 15 年
４）
社団法人日本建設機械化協会：「日本建設機械要覧」，

写真－６ セメント・フォームドアスファルト混合状況

平成 16 年 3 月
５．まとめ

５）財団法人建設物価調査会：「平成８年度版土木工事積算基準マニュアル」，平成 8 年 9 月

路上路盤再生工法の効率化について、経済性の試算から施工機械の開発、現場供用まで検証してきた。
以下に、その結果をまとめる。
（１）経済性
適用ケースにもよるが、開発機の導入で１日当たりの施工量は、従来工法に比べ約 15％増加し、施工コストの低減に繋がる。
（２）施工合理化
破砕と同時に任意厚さの破砕材をすき取るという従来にない手法（マルチロータシステム）の開発により、施工機械だけでなく施工工程の削減を可能とし、施工の合理化が図れる。

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