アスファルト再生骨材の歩道路盤への有効利用とその効果に関する一検討
国立研究開発法人 土木研究所 寒地土木研究所 寒地道路保全チーム ○井谷 雅司
同上

上野 千草

同上

丸山 記美雄１．はじめに国際的な資源の有効活用の観点や法制面の整備例えば,1),2)などを背景に，現在，老朽化等により撤去されたアスファルト（以下，「As」と称する）舗装は，主に再生加熱 As 混合物用の骨材（以下，「As 再生骨材」と称する）として再生利用されており，As 再生プラントにて新規骨材，新規 As，再生用添加剤と混合され，新たな As 舗装用材料としてリサイクルされている．
しかしながら，北海道の北部地域では，As 再生プラント数が少ないことや，As 再生骨材の混合率を20％程度 3)と低く設定する必要がある「間接加熱混合式 4)」のプラントが多数を占めることなどから，受入量に対し利用量が少ないことにより余剰に発生材が堆積しており，新たな発生材の受入れが困難となる事例が多数発生している．これらの地域では As 再生骨材の利用が急務であり，再生 As 混合物以外への有効利用が期待されている．これまで，車道部の凍上抑制層への適用性の評価 5)を行ってきたが，さらなる利用促進のため，歩道路盤材としての適用性を試験施工により検証を行っている．これまで供用初期の性状に問題ないことを報告している 6)が，本論文では，供用に伴う支持力特性の変化，及び歩道部の不陸やひび割れを抑制する副次効果について，いくつかの知見が得られたので報告する．

２．試験施工の概要

表-1 試験施工工区の概要と試験項目

As再生骨材の歩道路盤材への適用性を検証す
箇所

R40豊富

るため，試験施工を実施している．試験施工箇所
は，北海道北部の国道40号豊富町上サロベツ地箇所の実道歩道箇所，及び苫小牧にある試験道

Aｓ再生
骨材

切込砕石

Aｓ再生
骨材

切込砕石

Aｓ再生
骨材

切込砕石

延長[m]

1401101001001818

RC-13[As]

C-40

舗装構成
路盤

路構内に設置した試験歩道工区（以下，「苫小牧寒地試験道路」と称する）の３箇所にて効果の検路面性状

る切込砕石40mm級を用いた比較工区を設置
し，強度特性，路面性状，内部温度の測定などを行い適用性の検証を行っている．各試験施工箇

RC-40[As]C-40

RC-40[As]C-40

t=27cm

DCP試験

○

○

○

小型FWD試験○○○(2020より実施)
○

FWD試験

--

横断凹凸（MRP）○○-凍上量（測量）--○

内部温度（熱電対）証を行っている．これらの各試験箇所では，As再生骨材を路盤に用いた工区と一般に使用され歩道用細粒度アスコン
t=3cm

表層

強度特性

苫小牧
寒地試験道路工区名区（以下，「R40豊富」と称する），国道40号幌延町新興地区（以下，「R40幌延」と称する）の２

R40幌延

施工履歴

備考

○
○
2017.10：路盤・表層施 2018.10：路盤施工
工2020.10：表層施工

・拡幅改良区間・供用3年経過○2018.7：路盤施工
2018.7：表層施工
2019.4：表層打換え
2020.11：表層打換え

・新設道路（未共用） ・地震等により表層を2・路盤工事の2年後に 度打換え
表層舗設・高盛土区間※RC-40[As]：As再生骨材40mm級を示す．
※RC-13[As]：As再生骨材13mm級を示す．
※C-40：切込砕石40mm級を示す．

所の詳細について表-1に示す．

３．アスファルト再生路盤の評価
3.1

As再生路盤の支持力特性について

１）DCP試験による推定CBR値の評価
R40 幌延と苫小牧寒地試験道路の試験歩道のAs再生骨材工区の施工直後と２年経過後の推定CBR

（DCP試験結果より換算）の変化を図-1 に示す．
施工直後は，深さ方向にほぼ均等な支持力分布となっており，均質に締固まっていることがわか

R40幌延
RC-40[As]

熱の影響を受け，As再生骨材に含まれる残留As

推定CBR [%]
10150100

苫小牧寒地試験道路
RC-13[As]100
深さ [mm]100
深さ [mm]傾向が見られる．路盤の表面付近は，特に夏場に100050る．供用２年後には，推定CBR値の増加が見られ，特に路盤層の上部において推定CBR値の増加の推定CBR [%]
1010150200

150200
施工直後分による再固化が起きていることなどが推察さ

250

250

２年後

れる．
図-1

As再生路盤の推定CBRの2年間の変化（左：R40幌延，右：苫小牧寒地試験道路）

２）小型FWDによる路盤層の平均弾性係数の評価

As再生路盤の支持力特性を確認するため舗装表面から小型FWD試験を実施した．小型FWDで測定したたわみ量は，逆解析を行い弾性係数の算出を行った．なお，逆解析には静的逆解析ソフト「BALM」
4)を用いた．また，解析時の初期条件は，予備解析により求めた表層，路床の弾性係数の平均値を固定条件（表層：3,000 MPa，路床：70 MPa）とし，路盤の弾性係数の変化に着眼して解析を行った．また，解析に使用したたわみ量は，5月から11月までの間で7月，8月を排除した比較的温度条件が一定となる時期の結果を対象とした．
図-2に小型FWDのたわみ量の逆解析より求め再生路盤の弾性係数は，300MPa程度と切込砕石路盤に比べ高めに推移しており，供用に伴う弾性係数の低下も見られず，支持力特性に問題ないと言える．一方，切込砕石路盤では，供用に伴い弾性係数の低下が確認された．この原因は切込砕石

小型FWD逆解析による路盤層の平均弾性係数 E小型FWD[MPa]

たR40豊富の路盤層の平均弾性係数を示す． As

1000

路盤では，舗装表面の横断方向の不陸が確認（詳

R40豊富
320.1

323.7

278.2

196.0

159.0

284.3

150.0
109.9

100

RC-40[As]C-4010
施工直後

細は，第３章３節 2)で述べる）されており，凍上

供用1年

供用2年

供用3年

図-2 路盤層の平均弾性係数の推移による支持力低下が発生している可能性が示唆される．

凍上に起因する凍結深さの評価を行うため、舗装

温度[℃]-5 -4 -3 -2 -1

路盤

体内部に埋設した熱電対温度計により舗装体内部の試験道路の歩道工区の冬期（2019.2）の深度別の平均温度分布を示す．冬期（２月平均）の内部温度は，
As再生路盤では切込砕石路盤に比べ高い傾向を確認した．このような結果となる理由は，路盤材料の

1

温度[℃]
2

345 -5 -4 -3 -2 -1

路床

C-40-20

RC-40[As]-40-500

路盤

34C-40RC-13[As]-30

路床-40-50-60-70-80-80-90

2/1-2/28の平均温度 -90
苫小牧寒地-100
試験道路-110

熱特性の違いによるものと考えられる．凍結深さは

図-3

As再生骨材を用いた工区では浅くなっていること（左：R40豊富，右：苫小牧寒地試験道路）から，凍上対策として有利に働く可能性がある．

5-20-70-110

2-10-602/1-2/28の平均温度
-100
R40豊富

10-10-30
深さ[cm]

温度の計測を行った．図-3にR40豊富と苫小牧寒地

00

深さ[cm]

3.2 凍結深さ（舗装体内温度）について

2月の舗装内部の平均温度分布

3.3 凍上量について

5１）水準測量による凍上量の評価4実施した．測定は各工区35箇所（縦断７断面×横5

苫小牧寒地試験道路 ２冬期目

断５断面）にて水準測量を行い，その平均値をプロットしている．図-4に施工後１冬期目と２冬期

C-40

RC-13[As]RC-13[As]4
凍上量 [cm]

験道路において水準測量により凍上量の測定を

凍上量 [cm]

冬期間の凍上量を計測するため，苫小牧寒地試

苫小牧寒地試験道路 １冬期目

C-4032321100目の凍上量の推移を示す．As再生骨材工区，切込
図-4 路盤層の違いによる平均凍上量の推移

砕石工区ともに各シーズン約４cm程度，凍上し（左：１冬期目，右：２冬期目）ていることが確認されたが，As再生路盤の方が凍上量がやや抑えられていることがわかる．これは，前述の温度分布の結果から凍結深度が低く抑えられているためと推察される．
２）路面の横断形状測定の評価
MRP（Multi Road Profiler）による路面の横50

断方向のプロファイル測定を行い凍上による路40

45

RC-40[As]
R40豊富

1年後
2年後
3年後

50
4540

1年後
2年後
3年後

C-40
R40豊富

353030252520201515

冬経過後の2019.10および３冬経過後の2020.10

101055に計測を行ったが，As再生路盤では，いずれも大000.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
路肩縁石からの横断距離 [m]
路肩縁石からの横断距離 [m]盤および切込砕石路盤の供用後３年間の横断形状を図-5に示す．施工後１冬経過後の2018.6，２

高さ[mm]

面変状の有無を確認した．R40豊富のAs再生路

きな不陸は確認されず良好な路面性状を示していることを確認した．一方，切込砕石路盤は，凍上の影響と思われる路面の上昇及び不均一な不高さ[mm]35

図-5 路盤層の違いによる横断形状の変化（左：As再生骨材，右：切込砕石）陸が発生していることを確認した．現地においてはいずれの工区も，舗装表面にひび割れは発生していないが，長期的には，As再生骨材の工区がひび割れに対して有利に働くものと推察される．また，As再生路盤は，夏期の熱の影響により含有As分の軟化に伴う沈下が懸念されるが，計測結果からは沈下は確認されていない．
3.4 As再生路盤の表面付近の固化について
写真-1は苫小牧寒地試験道路において，舗設１年後に表層をバックホーで撤去した際の撤去塊の状況である．As再生路盤材が10cm程度の厚さで固化し，表層舗装と一体化していることが観察された．これは，DCP試験において表面付近の推定CBR値が時間経過とともに上昇することと合致しており，時間経過に伴いAs再生路盤の強度増加，表層との一体化が写真-1 表層に付着した固化したAs再生路盤発生することを目視でも確認できた．ただし，苫小牧（舗設１年後）寒地試験道路のAs再生路盤は最大粒径13mmのAs再生骨材を使用しており，最大粒径40mmのAs再生骨材を使用したR40幌延，R40豊富については，今後，確認が必要である．

４．As再生路盤によるひび割れ抑制効果及び防草効果について
積雪寒冷地の歩道舗装は，車道に比べ層厚が薄いことから，凍上ひび割れや低温ひび割れが発生しやすく，そこから植物の種子や根が入り込み雑草が繁茂し，通行や維持管理に大きな支障をきたす事例が発生している（写真-2）．試験施工箇所には，今現在，切込砕石路盤，As再生路盤ともに表面にひび割れは発生しておらず，ひび割れ部からの雑草の繁殖は確認されていない（※R40豊富のみ，路盤材料もしくは路床部に施工前から混入し写真-2 ひび割れから草が生え通行困難な歩道ていたと思われる種子種からの発芽は見られる）．
今回の検討結果から，As再生路盤は切込砕石路盤に比べて，強度が強く緩みにくいこと，凍結深さが浅く抑えられること，不陸が発生しにくいことなど，ひび割れ発生に対して有利に働くであろう結果が得られており，雑草の繁殖を抑えられる可能性が推察される．今後も現地の状況などを観察し，検討を進めていく予定である．

５．まとめ
As再生骨材を歩道路盤に使用した試験施工により得られた結果を以下にまとめる．
１）DCP試験による支持力評価より，As再生路盤は切込砕石と同程度以上の推定CBRを有しており，供用とともに推定CBR値が上昇する傾向を確認した．
２）小型FWD試験による支持力評価より，As再生路盤は切込砕石よりも高い弾性係数を有しており，供用に伴い値が低下しにくい傾向を確認した．
３）舗装内温度の計測により，As再生路盤は切込砕石よりも冬期において舗装内温度が高く分布しており，凍結深さを浅く抑えられる傾向を確認した．
４）凍上量の測定結果より，As再生路盤は切込砕石よりも凍上量を抑えられる傾向を確認した．
５）MRPによる横断プロファイル測定の結果より，As再生路盤は，凍上に起因する不陸が発生していないことを，また目視調査より，路面にひび割れが生じていないことを確認した．
６）これらの結果より，As再生骨材を路盤材に利用することによる歩道舗装の耐久性の向上効果などが期待されるとともに，ひび割れ抑制に伴う防草効果などが期待できる可能性が示唆された．
今後、引き続き追跡調査を行い、長期供用性状およびAs再生骨材を歩道路盤として用いることによる歩道舗装の耐久性向上効果等について検討していく予定である．
＜参考文献＞
1) 資源の有効な利用の促進に関する法律，平成３年法律第48号，1991.4公布（略称：リサイクル法）
2) 建設工事に係る資材の再資源化等に関する法律，平成12年法律第104号，2000.5公布（略称：建設リサイクル法）
3) 北海道開発局：北海道開発局道路設計（令和２年度版），2020.2
4) 日本道路協会：舗装再生便覧（平成22年度版），pp.47，2010.11
5) 金谷元，上野千草，丸山記美雄：アスファルト再生骨材の凍上抑制層材料としての有効利用、第61回北海道開発局技術研究発表会，2018.2
6) 金谷元，上野千草，木村孝司：アスファルト再生骨材の歩道路盤への利用に関する一検討，第60回北海道開発局技術研究発表会，2017.2
7) 黒林功，松井邦人，井上武美，董勤喜：静的逆解析によるアスファルト構造評価診断システムの開発，土木学会第55回年次学術講演会，pp.90-91，2000.9