21-3-3-04

第57回地盤工学研究発表会

アスファルト廃材を用いた盛土の圧縮要因について
廃棄物

盛土材料

圧縮

土木研究所寒地土木研究所

正会員○大日向 昭彦

土木研究所寒地土木研究所

国際会員

林 宏親

土木研究所寒地土木研究所

国際会員

佐藤 厚子

１．はじめに道路舗装の修繕工事で発生するアスファルト切削材(以下「As 廃材」という)は、法律で再資源化が義務づけられており、再生加熱アスファルト混合物や再生骨材として再利用されている。しかし、北海道の一部地域では As 廃材が余剰となり、新たな受け入れが困難となっている中間処理施設がある。そこで筆者らは、As 廃材の再利用範囲を拡大し、盛土材料として有効利用することを検討している。過年度に行った As 廃材を用いた盛土実験では、気温が上昇する夏期に圧縮沈下が生じる事象が確認され、温度が盛土の圧縮に影響・関与していることが示唆された 1)。本稿では、加熱により As 廃材が細粒化する性質があることを室内試験で確認するとともに実物大の試験盛土内に温度センサーを設置し、盛土内温度と圧縮の関係を分析したので報告する。
２．試験方法２．１

加熱した As 廃材の粒度試験

加熱による As 廃材の粒度変化を調べるため、加熱した As 廃材の粒度試験を行った。試料は北海道内国道の舗装修繕工事で発生したAs 廃材を採取した。まず、試料 1,000g を準備し「土の粒度試験（JISA 1204:2020）」により常温(20℃)での試料の粒度を調べ初期値とした。次に、写真-1 に示すように同試料を 40℃に設定した恒温器に入れ 8 時間加熱した後、再度同試料の粒度試験を行った。引き続き、再度同試料を 60℃に設定して恒温器に入れ 8 時間加熱した後、再度同試料の粒度試験を行い、常温(20℃)の As 廃材・40℃に加熱した As廃材・60℃に加熱した As 廃材の 3 試料の粒度を比較した。
２．２

実物大盛土試験北海道にある当所の試験フィールドに As 廃材等からなる図-1 に示
写真-1

す試験盛土を造成し、盛土内温度と圧縮の関係を調べた。盛土の施工

As 廃材の加熱状況(加熱開始時)

は 1 層の仕上がり厚さが路体では 0.3m、路床では 0.2m になるようにバックホウで敷均した後、盛土の施工管理基準である締固め度 90%以上になるように運転質量 550kg のハンドガイド式振動ローラにより A・C 箇所では 6 回、B・D・E 箇所では 8 回転圧し締固めた。盛土内温度は、舗装上から深さ 62cmの箇所に温度センサーを設置し計測した。盛土 A～E 各箇所の圧縮については、盛土内に設置した沈下板や盛土天端に3 b4c5D
C8.356.40E
A0.30Bd9.90

As廃材（転圧6回） A
As廃材（転圧8回） B・D
As殻※(転圧6回) C
路床材(土砂）(転圧8回) E
路盤材(転圧10回）
アスファルト舗装(表層(密粒度アスコン3cm)、基層(粗粒度アスコン4cm)、上層路盤(アスファルト安定処理5cm))

単位 : m7.45

温度センサー(舗装上から深さ62cm箇所）
沈下板設置箇所(1,2,3,4,5)
ブロック板設置箇所(a,b,c,d)※アスファルト舗装版を最大粒径0.3mm以下に破砕した材料

7.00
転圧
回数

圧縮量の求め方路体A As廃材

6回

沈下板4－沈下板5

路体B As廃材

8回

沈下板4－沈下板1

路体C As殻

6回

沈下板4－沈下板2

路床D As廃材

8回

沈下板1－ブロック板a

路床E 路床材(土砂)8回

沈下板5－ブロック板d

使用材料

図-1 試験盛土の概略図

Compression cause of embankment using asphalt paving waste material.
Akihiko Obinata, Hirochika Hayashi and Atsuko Sato (Civil Engineering Research Institute for Cold Region)© 公益社団法人 地盤工学会

0.90 (路体)21.00 (路床)

1 a

2.80

0.40 (路盤)

温度センサー

0.12 (舗装)設置したブロック板の高さを測量しこれらの差し引きにより圧縮量を求め、圧縮量を施工厚さで除し圧縮率を求めた。

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第57回地盤工学研究発表会

10030

9025

70

20℃

2060

気温(℃)

通過質量百分率(%)

80

50
40

15
1030
205

施工後1年目の夏期(6〜8月)

10020/5/1

00.0010.010.1粒

1径 (mm)10

100

20/5/21

20/6/10

20/6/30

20/7/20

20/8/920/8/29

20/9/18

測定日

常温(20℃）

40℃

盛土内温度

60℃

図-2 加熱した As 廃材の粒度試験結果

気温図-3 盛土内温度の計測結果(2020 年 5～9 月)

施工後1年目の夏期

施工後2年目の夏期1412

圧縮率(%)

1086
420
2019/12/1

2020/3/1

2020/6/1

2020/9/1

2020/12/1

2021/3/1

2021/6/1

2021/9/1

2021/12/1

測定日
路体A(ｱｽﾌｧﾙﾄ廃材・転圧6回）
路床D(ｱｽﾌｧﾙﾄ廃材・転圧8回)

路体B(ｱｽﾌｧﾙﾄ廃材・転圧8回）
路床E(路床材(土砂)・転圧8回)

路体C(ｱｽﾌｧﾙﾄ殻・転圧6回）

図-4 盛土圧縮量の測定結果
３．試験結果と考察
３．１

粒度試験の結果

100

試験結果を図-2 に示す。3 試料の粒径加積曲線を比較すると 40℃した試料は 40℃で加熱した試料よりさらにわずかに上方へ移動しており、わずかではあるが加熱温度が高い試料ほど細粒化が進行した。
これは、加熱により As 廃材粒子内に含まれるアスファルトが軟化し、骨材同士を結合する接着強度が弱まり固結度が低下したため細粒化したものと考えられる。今回の粒度試験での細粒化はごくわずかであったが、別途実施した加熱 As 廃材を締固め作製した供試体の密度等を測定する実験 2)では、締固め作用が加わることで細粒化が促進され、加熱した As 廃材は密度が高まり圧縮することを確認している。
３．２80
通過質量百分率(%)

で加熱した試料は常温(20℃)の試料よりわずかに上方へ、60℃で加熱

9070
60504030
201000.001

0.010.1
粒110径 (mm)
盛土造成時(初期値)

100
圧縮収束後

図-5 盛土造成時の試料と圧縮収束後の試料の粒径加積曲線

盛土試験の結果

図-3 に盛土内温度の計測結果を示す。盛土内温度は昼間に上昇し夜間に下降する気温のような日変動は小さく、季節の変化とともに緩やかに上下に変化する傾向が確認され、6～8 月の夏期は昼夜を問わず概ね 20℃以上の高温を保持することが分かった。図-4 に試験盛土の圧縮量の測定結果を示す。土砂で施工した E 箇所の圧縮率は 1％であったが、As 廃材や As 殻で施工した A～D 箇所の圧縮率はいずれも 10％前後と大きな圧縮が生じた。圧縮の発生時期は、施工後 1 年目の 6～8 月の夏期に集中している。盛土内温度の計測結果から 6～8 月の夏期は盛土内温度が 20℃以上の高温になるた
め、As 廃材が加熱され細粒化しているものと考え圧縮収束後(2020 年 9 月)の試料を採取し、初期値である盛土造成時(2019 年 12 月)に採取した試料の粒度と比較した。図-5 にその結果を示す。圧縮収束後の試料の粒径加積曲線は初期値より上方へ移動しており As 廃材の細粒化が確認された。施工後 2 年目の夏期(2021 年 6～8 月)にも盛土内温度の上昇により同様の現象が起こると思われたが、A～D いずれの箇所においても顕著な圧縮は発生しておらず、As 廃材盛土の圧縮は施工後 1 年目の夏期で収束することが分かった。
４．まとめ
本試験の結果、As 廃材は加熱により細粒化する性質があり、As 廃材盛土は夏期に盛土内温度が上昇し As 廃材の加熱による細粒化が盛土の圧縮を招くことが分かった。しかし、施工後 2 年目の夏期には盛土の圧縮が発生せず、As 廃材盛土の圧縮は施工後 1 年目の夏期で収束することが分かった。今後は、As 廃材盛土の圧縮抑制方法等について検討したい。
参考文献

1) 守田穫人、畠山乃、佐藤厚子：アスファルト廃材を用いた盛土の沈下とアスファルト性状の関係について、

地盤工学会北海道支部技術報告集第 59 号、pp.117-122、2019. 2) 大日向昭彦、林宏親、佐藤厚子：アスファルト廃材を用いた盛土の圧縮と温度の関係について、地盤工学会北海道支部技術報告集第 62 号、pp.45-50、2022.

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