高機能舗装Ⅰ型の予防保全型補修工法の開発― 非破壊式浸透型補修材散布・注入工 ―西日本高速道路（株）技術本部技術環境部 本松
大原
昭和瀝青工業（株） 技術センター 上坂
足立

はじめに道路法等の一部を改正する法律が平成 25 年 6 月 5 日資朗
基憲憲一
明良の開発コンセプトは、既設の高機能舗装Ⅰ型の打換え等をせずに、路面から浸透型補修材を散布することで舗装に公布され、道路の適正な管理を図るため、予防保全の観点も踏まえて道路の点検を行うべきことが明確化された。これは、道路の劣化が進行してから修繕を行う「事ポンピング

後対応」型ではなく、損傷が軽微なうちに修繕などの対策を講じる「予防保全」型の補修が重要であるとの考えを踏まえたものである 1)。
高機能舗装Ⅰ型の劣化進行の代表例を挙げると、路面

左写真の上層路盤切削面損傷の初期段階の事象でポンピング（写真-1）がある 2)。
ポンピングを放置していると次第にひび割れが顕著になり、その後、路面の局部陥没（写真-2）へと進行する 2)。
この一連の事象は浸透した雨水により、基層や上層路盤がはく離を起こすために生じる 2)ものであり、予防保全

写真-1 ポンピングと上層路盤切削面型の補修としては、舗装内部への雨水浸透を防止することが求められる。しかし、既存の高機能舗装Ⅰ型に適用できる予防保全型補修工法がなく、損傷が顕在化した段階で舗装打換え等の事後対応を行わざるを得ないのが現状である。
本報文は、高機能舗装Ⅰ型の路面損傷の初期段階で効率的かつ効果的に舗装を補修強化する「予防保全型補修工法」として開発した「非破壊式浸透型補修材散布・注入工」について述べるものである。

局部陥没

１．開発コンセプト
非破壊式浸透型補修材散布・注入工（以下、当工法）

写真-2 路面の局部陥没表-1 浸透型補修材の暫定規格構造を維持し延命化を図るものである。そのため、以下に示す性能を有する材料・工法を開発した
（図-1）
。
なお、
浸透型補修材散布工は、車線部に浸透型補修材を散布するものであり、注入工は、車線境界の舗装打継目に浸透項目

ふるい残留分（1.18mm）

高機能舗装Ⅰ型の排水機能を損なうことなく表層部を②接着強化性能（ひび割れ等）

0.3以下

質量％

60以上

針入度

1/10mm

80以下

軟化点

℃

50以上

タフネス

N・m20以上

テナシティ

N・m15以上

曲げ仕事量（-20℃）

kPa

100以上

曲げスティフネス（-20℃）

蒸発残留分

蒸発残留物

浸透し、基層の上面に遮水層を形成し、雨水による基層以深の損傷を抑制する。

3～7
質量％

粒子の電荷型補修材を注入するものである。
①遮水性能

暫定規格

エングラー度（25℃）

陽（+）

MPa

450以下

貯蔵安定度（24hr）

質量％

1.0以下

タイヤ付着率（60℃）※

質量％

2以下

※タイヤ付着率：試験方法はJEAAT-6に準じた。

表層と基層の界面のはく離部分（粒状化した骨材）を再接着し強化するとともに、基層のひび割れや舗装打継目に浸透し再接着強化することにより、舗装構造を維持

ただし、基盤は高機能舗装Ⅰ型のホイールトラッキング供試体とした。

２）分解促進剤
浸透型補修材散布後、速やかに分解硬化してその機能する。

を発揮するとともに、散布後の降雨や道路勾配で流出し③骨材飛散抵抗性能にくいように、浸透型補修材散布後に散布する分解促進

高機能舗装Ⅰ型の骨材に被膜し、骨材と骨材の接着強度を高めることにより骨材飛散を抑制する。

～10）であり、環境負荷のない材料である。
３．散布量の設定

浸透型補修材の散布

当工法のもっとも重要な性能は遮水性である。
そこで、③骨材被膜（飛散抑制）①遮水層の形成

表層（高機能舗装Ⅰ型）
40mm②粒状化した骨材の再接着

基層
60mm

②基層および上層路盤のひび割れに浸透し再接着剤を開発した。これは弱アルカリ性の無機塩水溶液（pH8

上層路盤
80mm～

図-１ 開発コンセプトのイメージ図

加圧透水試験方法 3）（試験条件：側圧 0.2MPa、透水圧0.5MPa）により浸透型補修材の散布量を以下のように設定した。
試験方法としては、高機能舗装Ⅰ型表層（空隙率 20％）4 ㎝厚と基層 1 ㎝厚のマーシャル供試体を作製し、それらを重ねて周囲をテープで止水した。表層上から浸透型補修材を散布し、分解硬化、乾燥させた後、加圧透水試験を実施した。なお、基層厚を 1 ㎝としたのは、現場採取コアの加圧透水試験の場合、基層厚が一定でないため、２．開発材料
１）浸透型補修材厚さ条件を一定にして評価するためである。
目標の透水係数は、基層の透水性を新設時の状態まで開発コンセプトに対応すべく開発した浸透型補修材のに回復させれば舗装の寿命が延命できるという観点から、暫定規格を表-1 に示す。浸透型補修材はカチオン型の改基層用混合物に近い粒度である密粒度アスファルト混合質アスファルト乳剤であり、その性状は、比較的高濃度物と同等の 10-6 ㎝/s オーダー3）をねらいとし、その中間でありながら一般的な浸透用アスファルト乳剤と同程度値の 5×10-6 ㎝/s とした。なお、透水係数は供試体の厚の低粘度（エングラー度）とし、高機能舗装Ⅰ型表層のさが薄くなるほど大きくなる 3）ため、薄層（1 ㎝）の基空隙や下層のひび割れへの浸透性を確保した。また、蒸層用混合物を用いた加圧透水試験で目標透水係数（5×発残留物の曲げ試験特性やタフネス・テナシティをポリ10-6 ㎝/s）が得られれば、新設の密粒度アスファルト混マー改質アスファルト H 型と同等とすることで遮水層合物層と同等の透水性（透水性が非常に低い 3））を有すのたわみ追随性や骨材把握力を確保した。さらに、タイると判断できる。

ヤへ付着しにくい性質（タイヤ付着率）も持たせて、散布箇所外への浸透型補修材の持ち出しを抑制した。

試験結果を図-2 に示す。これより、目標透水係数5×10-6 ㎝/s となる 2.1ℓ/㎡を散布量に設定した。①浸透型補修材散布

1.E-04②分解促進剤散布

4㎝ 高機能舗装Ⅰ型

透水係数（㎝/s）

1㎝ 基層用混合物

1.E-05
5.E-06③完成
1.E-0600.5

11.522.5

3浸透型補修材散布量（ℓ/㎡）

図-2

散布量と透水係数の関係

４．試験施工による性能検証
４－１ 施工概要

写真-3 車線部への散布状況

試験施工は以下に示す場所で実施した。施工対象路線
は供用 8 年経過し、一部ポンピングやひび割れが発生し

２） 舗装打継目の施工ており、補修が必要な状態であった。なお、比較区間と走行車線と追越車線の境界にして浸透型補修材散布区間に隣接して無散布区間を設け位置する舗装打継目の注入作業

た（図-3）。

は、舗装打継目専用の注入機で施工場所：九州自動車道人吉～えびの間 走行車線

浸透型補修材（注入量 0.7ℓ/ｍ）

施工年月：平成 23 年 11 月を注入した。
（写真-4）写真-4 注入状況

勾配：縦断 2.7％、横断 2.0％
舗装構成：表層 4 ㎝、基層 6 ㎝、上層路盤 8 ㎝

４－３ 開発コンセプトに対応する確認試験と結果
１）排水機能への影響（現場透水試験）
現場透水試験の結果

7１） 車線部の施工を図-4 に示す。散布区

6①路面標示等をマスキング後、高機能舗装Ⅰ型路面に、間は無散布区間と比較均一に 2.1ℓ/㎡散布ができるように改造した特殊ディ

すると若干時間を要しストリビュータで浸透型補修材を散布した（写真-3①）。ているが、高機能舗装②路面に散布した浸透型補修材の分解硬化が進み、表Ⅰ型の新設時の規定値

面の色が茶色から黒色へと変化した後、散水車で分（6 秒/400ml）を満足解促進剤を散布し（写真-3②）、施工を完了した（写真しており、排水機能へ-3③）。の影響は小さい。

無散布区間
-10m

規定値：6sec/400ml以内（空隙20％）54324.14.77

1
無散布区間

2散布区間

10

図-4 現場透水試験結果
終点

起点
0400ml流下時間（sec）

４－２ 施工散布・注入区間
201030405060708090

100

無散布区間
110120130140150160170180190200

210220走行車線外側線

施工方向

縦継目

無散布A

散布A

○ ○ ○

○ ○ ○

：散布した車線部：注入した縦継目部

散布B：FWD測定箇所（測点間隔：縦断方向1m、横断方向0.3m、合計56点）○ ：コア採取位置

図-3 試験施工現場の平面略図

無散布B

センターライン２）遮水層の形成（コア目視観察）

修材が高機能舗装Ⅰ型の骨材を接着した効果が表れてい現場切取りコアの遮水層形成状況を写真-5 に示す。高る。なお、高機能舗装Ⅰ型の配合試験基準値のカンタブ

機能舗装Ⅰ型の表面から 3 ㎝程度までは空隙が見られ、ロ損失率は 20％以下であるが、これはマーシャル供試体その下に 1 ㎝程度の厚さで浸透型補修材が遮水層を形成を用いた試験であり、本試験は供用履歴を受けた現場切していることを確認した。

取りコアのため基準値との比較はできない。
9080

最大81.1

損失率（％）

70605063.8
最小53.3
最大44.3403030.5

20最小17.9

100
1
無散布区間

2散布区間

図-6 カンタブロ試験結果
写真-5 散布区間の現場切取りコア
５）表層と基層の接着強化性能（引張試験）
３）遮水性能（加圧透水試験）

現場切取りコアの基層上面か供試体は、現場切取りコアの基層上面から 1 ㎝下方位ら 4 ㎝下方位置でカッター切断

置でカッター切断し、表層（4 ㎝厚）と基層（1 ㎝厚）し、表層（4 ㎝厚）＋基層（4 ㎝を残した状態とした。

厚）とした供試体の引張試験 4）

加圧透水試験結果を図-5 に示す。横軸の破損 Level との結果、写真-6 に示すとおり基は、現場切取りコアのひび割れ状況により区分したもの層混合物内で破壊を起こし、表であり、Level 数値が大きくなるほど破損程度が大きい層と基層の界面ではなかったこことを示している。浸透型補修材を散布すると透水係数とから、表層と基層の接着効果が 1.0×10-6 ㎝/s 以下と無散布区間より 1 オーダー以上が表れていると考えられる。

表層4㎝

基層4㎝

写真-6 引張試験
状況低下しており、遮水層形成の効果が表れている。
６）ひび割れ浸透接着強化性能（コア目視観察）

1.0E-04
散布区間

透水係数 (cm/s)

1.0E-05

無散布区間
Level 0

散布区間平均Level 0無散布区間平均

Level 4

散布区間平均1.0E-06
1.0E-07

ひび割れが生じていた現場切取りコアを輪切りにして切断面を目視観察した。写真-7 に示すとおり、上層路盤の巾の狭いひび割れにも浸透し、接着していた。
同様に、舗装打継目部から採取したコアを写真-8 に示す。浸透型補修材は舗装打継目の下部とその直下のひび1.0E-08

割れに浸透しており、再接着効果が期待できる。

1.0E-090

破損Level1234破損Level

Level 0：ひび割れなし
Level 1：上層路盤のみひび割れ or 基層のみひび割れ
Level 2：上層路盤 ＋ 基層ひび割れ
Level 3：上層路盤 ＋ 基層ひび割れ ＋ 基層横にひび割れ
Level 4：上層路盤 ＋ 基層ひび割れ ＋ 基層横に破壊

表層４cm

Ａ

現場切取りコアから切り出した高機能舗装Ⅰ型のカンタブロ試験（20℃）結果を図-6 に示す。散布箇所の方が無散布箇所に比べて損失率が少ないことから、浸透型補ａ部

基層６cm

図-5 加圧透水試験結果
４）骨材飛散抵抗性能（カンタブロ試験）

Ａ－Ａ’断面Ａ’

上層路盤
８cm
ａ部拡大

浸透型補修材の充填写真-7 ひび割れへの浸透型補修材の浸透状況

追越車線

散布 5 か月後、19 か月後および 32 か月後の FWD た

走行車線ｂ部

表層４cm

ｂ部拡大

わみ測定から得られるアスファルト層の損傷指標 5）（以下、Di）と散布直後の Di との関係を図-7～9 に示す。なお、図-7～9 に示す損傷区分 A はアスファルト層全層、基層６cm

B は表基層、C は表層が損傷していることを示し、Di基層以深の基層以深のひび割れ
クラック

上層路盤８cm

浸透型補修材の充填値で区分されている 5）。
図-7 より、散布直後の時点で Di は損傷区分 B から A

写真-8 舗装打継目への浸透型補修材の浸透状況に分布している。これは構造的に表基層から全層が損傷しているものである。なお、散布区間は無散布区間に比７）舗装構造の延命効果（路面観察・FWD たわみ測定）

べて全層損傷している測点が多いことがわかる。また、

FWD によるたわみ測定の追跡調査を散布直後、散布散布 5 か月後は、散布区間の Di は散布直後からほとん5 か月後、19 か月後および 32 か月後に行った。前述図

ど変化していないが、無散布区間は散布直後の時点の-3 に FWD 測定箇所を示す。各測定箇所の測点は、面的Di が大きいほど大きく上昇している。つまり、無散布区にたわみ量を把握するために格子状に配置した。

間はアスファルト層の損傷が進行しているが、浸透型補

写真-9 に、無散布区間の FWD 測定箇所の 19 か月後および 32 か月後の路面状況を示す。また、写真-10 に散修材を散布することで散布直後の時点のアスファルト層の強度が維持（延命）されていると言える。

布区間の FWD 測定箇所の 32 か月後の路面状況を示す。

次に、図-8 より、散布 19 か月後において、散布区間

無散布区間は追跡調査 5 か月後には IWP にポンピング

は Di が大きい領域で散布直後よりもDi が低下する傾向が発生し、その後局部陥没へと進行して、19 か月後にはを示し、アスファルト層の強度が維持もしくは回復して部分打換え（t＝4 ㎝）が行われ、23 か月後には全面的いる。一方、無散布区間は部分打換えが行われている関に全層打換えられた。一方、散布区間の路面には 32 か係で、Di が 2,200 を超える測点が無くなっているが、散月後までほとんど変化が見られなかった。

布直後の時点よりも Di が大きくなっており、引続き損傷が進行している傾向にある。

局部陥没発生さらに、図-9 より、散布 32 か月後においては散布区（19 か月後）間の Di は 19 か月後からの変化が少なく、引続きアスファルト層の強度を維持している。
次いで、下層路盤以下および路床の強度を表す D90 お
よび D150 の散布直後と散布 32 か月後の関係をそれぞれ図-10 および11 に示す。
散布32 か月後のD90 およびD150

全面打換え

は散布直後からの変化は大きくなく、散布区間、無散布（32 か月後）区間ともに下層路盤と路床の強度は維持されている。
3500

写真-9 無散布区間の路面状況（19、32 か月後）

FWD測点
〇 散布A
△ 散布B
□ 無散布A◇ 無散布B― Y=X

3000

散布5か月後のDi

2500

2000

1500

1000

500

損傷区分Ｃ

00

写真-10

散布区間の路面状況（散布 32 か月後）

500

損傷区分Ｂ
1000

損傷区分Ａ

1500
2000
散布直後のDi

2500

3000

3500

図-7 散布直後と散布 5 カ月後の Di の関係

3500

3000

2500

散布19か月後のDi

以上のように、散布区間は、32 か月後まで路面状態に

FWD測点
〇 散布A
△ 散布B
□ 無散布A● 無散布A（部分打換え直後）◇ 無散布B― Y=X

変状がほとんどなく、FWD たわみ測定によりアスファルト層の損傷の進行が抑制され、舗装構造が延命していることを確認した。これにより、浸透型補修材は、先に2000述べたように、基層上に遮水層を形成するとともに基層

1500

や上層路盤のひび割れに浸透し充填して再接着すること
1000

により、基層以深を雨水から保護する性能を有している500ことが検証できたものと考える。
損傷区分Ｃ00500

損傷区分Ｂ
1000

損傷区分Ａ

1500
2000
散布直後のDi

2500

3000

3500

図-8 散布直後と散布 19 カ月後の Di の関係

当工法は、主な施工機械としてはディストリビュータ

3500
FWD測点
〇 散布A
△ 散布B
□ 無散布A（全面打換えのため未測定）◇ 無散布B
― Y=X

3000

2500

散布32か月後のDi

５．施工コストおよび分解促進剤散布車であり、分解促進剤散布後は直ちに交通開放して規制解除が行える。加えて、1 日の施工面積が切削オーバーレイ等の補修工法より多くできる2000（1 ㎞車線以上）こともあり、表層（t＝4 ㎝）の切削オ

1500

ーバーレイ工の 1/3 程度の施工コストとなる。

1000

６．まとめ
500
損傷区分Ｃ 損傷区分Ｂ

00500

1000

以上のように、当工法を既設の高機能舗装Ⅰ型に施す損傷区分Ａ

1500
2000
散布直後のDi

2500

3000

3500

図-9 散布直後と散布 32 カ月後の Di の関係

散布32か月後のD900.25

ることを裏付ける結果を得た。
したがって、当工法を初期段階の損傷が生じた時点でFWD測点
〇 散布A
△ 散布B
□ 無散布A（全面打換えのため未測定）◇ 無散布B― Y=X

0.30

ことで、雨水の浸透による急激な損傷の進行を抑制でき予防保全型補修工法として適用することで高機能舗装Ⅰ型の LCC の最適化が図れると考えられる。
今後は、様々な現地条件で試験施工を行い、当工法の0.20

適用性並びに耐久性を確認して基準・要領化していく予

0.15

定である。
0.100.05

参考文献

1）国土交通省道路局路政課：「道路法の一部を改正する

0.00
0.00

0.05

0.100.150.20
散布直後のD900.250.30

図-10 散布直後と散布 32 カ月後の D90 の関係
0.14測点〇 散布A△ 散布B□ 無散布A（全面打換えのため未測定）◇ 無散布B― Y=X

0.12

散布32か月後のD1500.1

法律」の概要について，道路，Vol.868，pp29-32，2013.7
2）本松資朗：高速道路のアスファルト舗装の破損事例とそのメカニズムから見たアスファルトへの要望，石油製品討論会，pp78-90，2009.123）（社）日本道路協会：舗装調査・試験法便覧〔第 3 分冊〕，

0.08

B017T，pp〔3〕-153-165，2007.2

0.064）（社）日本アスファルト乳剤協会：アスファルト乳剤，

0.04

JEAAT-5，pp95-99，2012.2

0.025）東，中，西日本高速道路（株）：設計要領 第一集 舗装編，pp139，2012.7

000.020.04

0.060.08
散布直後のD150

0.1

0.120.14

図-11 散布直後と散布 32 カ月後の D150 の関係