舗装の長寿命化に資する HWT による耐水性評価の提案
日本道路（株）技術研究所

○遠藤 桂

同

朴 希眞同児玉 健

1. はじめに
交通荷重の増加、温度、雨水や地下水の影響などにより、舗装には様々な損傷が発生する。舗装の長寿命化のためには、損傷の発生要因別に対応した材料や工法を採用することが重要である。高速道路のようにポーラス系混合物が表層の場合、基層面に雨水が一定時間滞水し、交通荷重が繰返し作用して、基層以下のアスファルトがはく離する例が報告されている 1)。密粒度系混合物の場合でも、ひび割れが発生して雨水が舗装体内部に浸透して、いずれ同様の状態になるため、耐水性の評価は極めて重要である。
アスファルト混合物の耐水性に係る試験と指標には、マーシャル安定度試験の残留安定度、水浸ホイールトラッキング試験による剥離率またははく離率（以下、はく離率）、アスファルト混合物の加圧透水式はく離促進試験による圧裂強度比などがある。
残留安定度と圧裂強度比は、水浸後と非水浸時の試験値の比であり、水浸後の混合物強度よりも水による影響程度を評価する試験指標である。よって、非水浸後の強度があまり大きくない場合、耐水性に優れるのかの判断は難しい。はく離率については、はく離しない場合に 0%という試験結果となるため、現道の状況を鑑みてさらに耐水性が要求される場合などに最適な選択ができない。
筆者らは 2015 年に導入した HWT（Hamburg Wheel Tracking）試験機を用いて、様々なアスファルト混合物を中心に、主に AASHTO T324 に準じた水浸試験を行って耐水性に係る試験結果を報告してきた 2)。本報告
は、試験結果の追加報告であり、長寿命化に資するアスファルト混合物の耐水性を評価できる試験としてのHWT と混合物の耐水性を判定するための目安を提案する。

表- 1

主な試験条件2. 試験条件および試験結果の整理方法

項目条件
主な試験条件は、表- 1 のとおりである。試験温度は、通 試験輪走行速度 50 回/分
直径 203mm 幅 47mm の鉄輪常のホイールトラッキング試験に合わせている。供試体は、 試験輪
705N
載荷荷重
直径 150mm、厚さ 60mm、空隙率 7.0±0.5%の円柱供試体を試験条件
水浸
ジャイレトリコンバクタで作製した一部を切断し、切断面を 試験温度60℃向かい合わせてモールドに収納したものである（写真- 1）。
試験対象は、密粒度アスファルト混合物(13)のバインダを変えたものとした。ポリマー改質アスファルト
は、過去の報告 2)と異なる製品を用いることで、同一種類で製品による差について確認するとともに、特殊バインダを用いたときの試験結果と比較した。
走行試験は、最大で 10,000 往復とし、供試体の変形が激しく試験の継続が困難な場合は途中で打ち切る。試験結果は、走行回数と供試体中央位置の累積変形量との関係として整理し、混合物がはく離を起こすと現れる変曲点があれば、そのときの走行回数を SIP（Stripping Infection Point）とする。HWTによる試験では、混合物の耐流動性が高ければ累積変形量は単純に小さく、耐水性が優れているほど SIP が大きく、そして、耐水性が極めて優れていると SIP が現れず、耐流動性と耐水性をわかりやすく判定できる。
3. 試験結果と考察

写真- 1 モールド内の供試体(1) 一般的なバインダによる試験結果
一般に入手できるストアス 60/80、ポリマー改質アスファルト II 型、III 型、III 型-W および H 型を用いた試験結果を図- 1 に示す 2)。ストアスは一気に変形が進んで試験自体が成り立たない。改質アスファルトは III

型-W を除いて似たような変形曲線を示している。III 型-W はずれも変形量が 4mm を超えたあたりで SIP が出現しており、最大粒形 13mm、供試体厚さ 60mm、試験温度 60℃水浸という条件下では、耐水性を評価できる目安の可能性がある。
(2) 改質アスファルトの製品による試験結果の差

10

累積変形量 (mm)

耐水性が強化されているため III 型より変形は小さいが、い8642

ポリマー改質アスファルト II 型、III 型、III 型-W につい

SIP出現位置

00て、(1)で報告したものと異なる製品で試験を行った結果の例

2000

図- 1

結果となった。II 型と III 型には変形量が約 4mm を超えると(3) 特殊バインダの試験結果
最も耐水性の高い III 型-W と 2 種の特殊バインダ（ポリ累積変形量 (mm)

耐水性を強化していることが再確認された。

II型(既)(既):図-1の結果(追):追加データ

84

III型-W(追)

00

2000

510,000 往復走行時で 12.7mm 未満としている 3)。以上の結果
は 60℃でもこれより良好であり、国内の改質および特殊バ累積変形量 (mm)1.4mm であり、最終変形量 3mm を目安に一般的な改質アスでの走行回数を規定している。最も厳しい規定は温度 50℃、

6000

8000

10000

改質アスファルト製品による差
III型-WPOLYESTER
EPOXY

432
1002000

4000

6000

8000

10000

走行回数 (往復)インダが耐水性に優れていることが確認できる。
4. おわりに

4000

走行回数 (往復)図- 2

じて、HWT による変形量が 12.7mm（=1/2inch）に達するまIII型-W(既)II型(追)

2を示す。10,000 往復走行後の変形は、それぞれ 3.4mm、2.5mm、アメリカのテキサス州では、バインダの PG グレードに応

10000

SIP出現た結果を図- 3 に示す。いずれも SIP は出現せず高い耐水性(4) 海外の規格例との比較

8000

III型(追)III型(既)6エステル樹脂添加、エポキシ樹脂添加）の試験結果を比較しファルトと特殊バインダを耐水性に関して差別化ができる。

6000

HWT 試験結果

10

SIP が観察され、III 型-W では SIP は観察されず最終変形量
III 型は II 型と同等かそれ以下の耐水性であり、III 型-W は4000

走行回数 (往復)を図- 2 に示す。いずれも(1)で用いた製品より耐水性が良いは 4mm 未満である。耐水性の面では製品により差があり、

II型
III型
III型-W
H型
pen60/80

図- 3

特殊バインダの試験結果

HWT による試験は、10,000 往復走行させると 7 時間弱かかる。既存試験ではく離率を得るには、6 時間の走行試験に加えて供試体断面を観察する時間が必要で、圧裂強度比を得るには 4 時間の加圧時間に加えて 1時間の水浸と圧裂試験の時間が必要である。このように、混合物の耐水性を評価するための試験時間は総じて長い。HWT による試験は、試験開始から終了までコンピュータ制御されており、既存の耐水性評価試験より手軽である。これまでの試験条件では、10,000 往復走行で SIP が出現せずに最終変形量が 4mm 以下、さらに耐水性を高める必要がある場合は 3mm 以下が耐水性評価の目安であるといえる。国内で数機関が HWT 試
験機を導入して検討を重ねているようである。国内の実情に見合う試験方法や規格値などを検討する必要があるが、本報告などを参考に HWT 試験機が適切に活用され、舗装の長寿命化につながることを望んでいる。
参考文献
1) 例えば、風戸ら：高速道路舗装の補修設計に関する研究、土木学会舗装工学論文集第 15 巻、pp.73-79、2010 年 12 月
2) 例えば、朴ら：長寿命化に寄与する高耐久性舗装の適用性および供用性に関する検討、舗装 Vol.55 No.5、2020 年 5 月
3) TRB: NCHRP Report 673, ‘A Manual for Design of Hot Mix Asphalt with Commentary’, p.144, 2011 年 3 月