大粒径アスファルト混合物の最適アスファルト量に関する研究

1．はじめに交通工学研究室

東指導教員

丸山大輔
暉彦

2．本研究の目的

わが国は，近年交通量の増大や車両の大型本研究では，これまで検討してきた骨材配化により道路舗装の早期損傷が顕在化して合に適する OAC を決定することで，大粒径おり，道路ストックの増加と相まって維持修アスファルト混合物の新たな配合設計を提繕のための費用が道路予算を圧迫している．

案することにある．また，決定した配合設計

そのため，これまでよりも更に長期間供用でによる大粒径アスファルト混合物を用いてきる舗装の開発が求められている．重交通路

混合物性状を評価し，実舗装に用いるアスフ線のアスファルト舗装においては，塑性流動ァルト混合物としての検証を行う．

によるわだち掘れを原因とする修繕延長が大半を占めているのが実状である．長期間供3．供試体作製用が可能な舗装の開発としては，改質アスフ研究を進めるにおいて，大粒径アスファルァルトの適用や，良質な骨材の使用が挙げら

ト混合物の供試体を作製した．試験に用いるれる．しかし，これらの方法はコストの増加

供試体は昨年度の研究によって決定した骨に繋がる．そこで，コストの増加を抑制しつ材配合を用いた．アスファルト量に関しては，つ，耐流動性を重視し，骨材の良好な噛合わ3.0〜4.2%を 0.3%刻みで混入量を変化させせで外力に抵抗する大粒径アスファルト混ることで 5 種類の供試体を作製した．また，合物を用いる検討が行われている．しかし，本研究の配合による供試体の混合物性状を既往の研究成果では耐流動性を満足に得ら評価するため，比較の対象として NAPA 推れているとはいえず，配合設計方法は確立し奨の ASTM 配合（米国材料試験協会規格）ていないのが現状である．

においても供試体を作製した．本研究の配合

このような状況下，一昨年度から最大粒径および ASTM 配合を表‑1 に示す．

30mm の骨材を用いた大粒径アスファルト

これらの供試体は，内径 150mm の円筒型混合物の配合設計法について検討を行ってモールドを用いて，ジャイレトリーコンパクいる．昨年度までの研究において，粗骨材配タにより作製した．締固め時の条件は，圧縮合の検討と細骨材配合の検討を個別に行い，力 600kPa，混合温度 175℃，締固め温度

それぞれの配合方法において骨材が良好な150℃，旋回数 100 回とした．

骨格構造を形成するように配慮し，骨材配合を決定した 1),2)．しかしながら，最適アスファルト量（以下，OAC）に関しては十分な検討がなされていなかった．

表‑1
骨材

4.3 骨材間隙率による OAC の選定

骨材の配合割合

骨材間隙率をアスファルト量別に作製した配合割合(%)
本研究の配合ASTM 配合供試体より測定した．その結果を図‑2 に示

4号

53.523.0

す．骨材間隙率の曲線は，アスファルト量が5号−10.53.5%で頂点とする凹型のグラフを描いた．

6号

−20.5

一般に過剰なアスファルトの混入は，骨材粒7号

27.615.0

子間の摩擦の減少を引き起こして変形に対粗砂−19.0

する抵抗性が小さくなるため，少ないアスフ

細砂10.77.0

ァルト量を選定すべきである．また，密度と石粉

8.25.0

同様， ASTM 配合による供試体において骨材間隙率の測定を行い，この値以下となる骨4．OAC の検討
4.1 OAC の選定方法
OAC を検討するにあたり，マーシャル安定度試験，ホイールトラッキング試験，静的材間隙率を有するアスファルト量を選定し，その範囲を OAC の選定に用いた．
4.4 マーシャル安定度による OAC の選定

曲げ試験を行い，密度，空隙率，マーシャルマーシャル安定度試験を行うことにより，安定度，動的安定度，曲げ強度を測定した．

マーシャル安定度を得た．本研究の配合およ

これらの値を指標として，本研究におけるび ASTM 配合によるマーシャル安定度の結OAC の決定に用いた．各指標において OAC果を図‑3 に示す．本研究の配合によるマーを選定するためのアスファルト量の許容範

シャル安定度は，ASTM 配合によるマーシ囲を定め，全ての指標において満足するアスャル安定度を大きく上回った．このことは，ファルト量（共通範囲）を選定した．

マーシャル安定度において混合物を比較したとき，本研究の配合が ASTM 配合よりも4.2 密度による OAC の選定

高温時の安定性に優れていることを示して作製した供試体より密度を測定した．そのいる．アスファルト量別に作製した混合物に結果を図‑1 に示す．アスファルト量別の密おいて， ASTM 配合以上のマーシャル安定度による曲線は，アスファルト量 3.7%を頂度を有するアスファルト量を選定し，その範点とする凸型のグラフを描いた．密度のみに囲を OAC の選定に用いた．

関していえば，曲げ引張り強度などを考慮した場合，密度が大きい方が望ましい．また，ASTM 配合により作製した混合物においても同様の測定を行った．これより得た密度を4.5 曲げ強度による OAC の選定
静的曲げ試験を行うことにより，曲げ強度を得た．本研究の配合および ASTM 配合に本研究の配合に用いる OAC の選定基準とし， よる曲げ強度の結果を図‑4 に示す．一般的に，曲げ強度はアスファルトの混入量に依存この値以上となる密度を有するアスファルト量を選択した．

するといわれており，アスファルト量の増加に伴い，曲げ強度が増加するものと考えられている．これは，曲げ引張りに対する抵抗性

2.500● 本研究の配合がアスファルトによるためである．しかしな◆ ASTM配合

3

密度 (g/cm )2.490

がら，本試験の結果において，曲線はアスフ
ァルト量 3.6%付近を頂点とする凸型のグラ

2.480

2.470

2.460

フを描いている．アスファルト量 3.6%以上

2.450
2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.56.0アスファルト量 (%)

において曲げ強度が低下する理由として，ア3.3〜4.1%

スファルトが過剰に混入されていることが図‑1挙げられ，骨材が配置される部分にアスファ13.0

せが悪化し，混合物の曲げ強度が低下したも12.5
骨材間隙率 (%)

ルトが入り込むことで骨材同士の噛み合わ密度−As 量の関係のと考えられる．アスファルト量別に作製し12.011.5● 本研究の配合

11.0◆ ASTM配合

た混合物において， ASTM 配合以上の曲げ

10.5
2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.56.0アスファルト量 (%)

強度を有するアスファルト量を選定し，その範囲を OAC の選定に用いた．

3.0〜4.0%

図‑2

骨材間隙率−As 量の関係

45

● 本研究の配合
マーシャル安定度 （ｋＮ）

4.6 動的安定度による OAC の選定
ホイールトラッキング試験を行うことにより，動的安定度を得た．本研究の配合およ40◆ ASTM配合

35302520

び ASTM 配合による動的安定度の結果を図2.53.0

図‑32◆ ASTM配合

9694929088
2.5344.555.563.3〜4.0%

えられる．したがって，耐流動性に優れた大図‑4

粒径アスファルト混合物の作製において，ア5000た．

3.5

アスファルト量 (%)

安定度が大きく変化する点が存在すると考

曲げ強度−As 量の関係
● 本研究の配合

4000
動的安定度 (回/mm)

用いる範囲はアスファルト量 3.9%以下とし6.0● 本研究の配合98

た．このことから， 3.9%〜4.2%の間に動的ると考えられる．これより，OAC の選定に5.5

マーシャル安定度−As 量の関係であったが，3.9%〜4.2%では大きく減少しスファルト量の許容範囲の上限がここに在

5.0

100

曲げ強度(kg/cm )3.9%においては動的安定度の減少は徐々に

4.5

3.0〜4.3%量の増加に伴って動的安定度が減少する傾向が見られた．アスファルト量が 3.0%〜

4.0

アスファルト量 （%）‑5 に示す．アスファルト量別にホイールトラッキング試験を行った結果，アスファルト

3.5◆ ASTM配合

3000

2000

1000

02.53.0

3.54.04.55.05.56.0アスファルト量 (%)

〜3.9%

図‑5

動的安定度−As 量の関係

5.2 ホイールトラッキング試験

4.7 OAC の決定
図‑6 において，各試験により求めたアスホイールトラッキング試験より得た動的ファルト量をまとめ，共通範囲を示した．ア

安定度を図‑7 に示す．その結果，本研究のスファルト量 3.0〜3.9%の範囲において，全配合は ASTM 配合を大きく上回る動的安定ての指標を満足する結果となった．

度を得た．
5000

動的安定度 (回/mm)

4000

曲げ強度
動的安定度
マーシャル安定度3894

3000

2000

1000

骨材間隙率5340密度

本研究の配合ASTM配合（NAPA推奨の配合設計）

3.3〜3.9

共通範囲

2.5

3.0

3.54.04.55.0図‑6

図‑75.5

アスファルト量 (%)

共通範囲

更に，このアスファルト量の範囲において，混合物におけるひび割れおよび老化につい

5.3 静的曲げ試験試験
静的曲げ試験より得た曲げ強度を図‑8 に示す．その結果，本研究の配合は ASTM 配合と同等の曲げ強度を得た．て検討する．混合物に加えるアスファルト量を高め，また老化の進行を抑制できることから，アスファルト量は多い方が望ましいとい

100.0
80.0
2

曲げ強度 (kg/cm )を多くすることで，ひび割れに対する抵抗性

60.0

本研究の配合ASTM配合（NAPA推奨の配合設計）

0.0

図‑8

るアスファルト量，3.9%を選定することととした．

94.5

20.0

〜3.9%のアスファルト量において最大とな

究の配合設計に用いる最適アスファルト量

95.1
40.0

える．この 2 点を考慮に加え，共通範囲 3.0した．よって，アスファルト量 3.9%を本研

動的安定度の比較

曲げ強度の比較

6. まとめ
本研究の配合設計に用いる最適アスファルト量を 3.9%と決定した．また，混合物の性状評価より，本研究において耐流動性に優

5. 大粒径アスファルト混合物の性状評価れる大粒径アスファルト混合物の配合設計

5.1 性状評価方法を決定することができたといえる．

決定した最適アスファルト量を用いて，大粒径アスファルト混合物の作製し，混合物性参考文献状の評価を行った．また，ASTM 配合によ1) 笠原祐介：ジャイレトリーコンパクタを用いた大粒径アスファルト混合物の配合設計に関する検討，長岡技術科学大学建設工学専攻
修士論文集，2003.3
2) 川口淳史：大粒径アスファルト混合物における細骨分の配合割合に関する検討，長岡技術科学大学建設工学専攻修士論文集，2004.3

る大粒径アスファルト混合物おいても同様の試験を行い，本研究の配合と比較検討を行った．