コンクリート工学年次論文集，Vol.27，No.1，2005

報告

融雪排水コンクリート舗装版の基礎物性松本

公一*1・浅野文男*2・古川 浩司*3・宮澤 聡*4

要旨：車道や歩道の積雪の防止および路面の凍結を抑制する融雪排水コンクリート舗装版の開発に取り組んでいる。本報告は，道路用単粒度砕石の 6 号砕石または 7 号砕石を使用した
ポーラスコンクリート，および前記のポーラスコンクリートと高流動コンクリートを組み合わせた複合版の凍結融解作用に対する抵抗性を検討したものである。舗装版の設置環境や使用条件を想定した気中凍結気中融解試験を実施した結果，粗骨材の種類にかかわらず高い凍結融解抵抗性を有していることを確認した。一方，ポーラスコンクリートに対して厳しい条件である水中凍結融解試験では 30 サイクル以下で劣化した。
キーワード：排水性舗装，ポーラスコンクリート，高流動コンクリート，凍結融解抵抗性
1. はじめにに排除することはできなかった。

水，空気および植物の根等を自由に通すポー本報告は，粒形が異なる粗骨材を使用したポラスコンクリートは，透排水性，保水性，吸音ーラスコンクリート，および前記のポーラスコ性，緑化，断熱性および水質浄化性等に優れてンクリートと高流動コンクリートを組み合わせいる。これらの特長を有効に活用した構造物のた複合版の凍結融解抵抗性について検討したも適用事例として，雨水流出抑制施設，透排水性のである。

舗装，河川護岸等がある。
著者らは，ポーラスコンクリートの特性のなかでも透排水性および断熱性に着目し，積雪寒冷地の車道や歩道の路面状態を改善する融雪排水コンクリート舗装版の開発（写真－1 参照）に取り組んでいる。本舗装版は，プレキャストコ
ンクリート製品であり，発熱ヒーター（写真－2

写真－1 融雪排水コンクリート舗装版参照）が設置された基層部の高流動コンクリー
トと表層部のポーラスコンクリートで構成された複合版である。路面の温度を適切にコントロールすることで，積雪の防止と路面の凍結を抑制し，融けた水を速やかに排水することが可能となる。
このような機能を有した本舗装版の凍結融解抵抗性を事前に検討したところ，版の隅角部等

写真－2 発熱ヒーター

で部分的に凍結融解作用を受ける可能性を完全*1 住友大阪セメント（株）

セメント・コンクリート研究所*2 住友大阪セメント（株）

名古屋支店

技術センター*3 昭和コンクリート工業（株）

開発部

開発課

*4 昭和コンクリート工業（株）

製造部

生産管理課

(正会員)

工修 (正会員)

博士（工学）-1237-

工修(正会員)(正会員)

表－1 使用材料
材料

ポーラスコンクリート
記号

高流動コンクリート

仕様

記号

仕様

セメント

C

普通ポルトランドセメント，密度 3.15g/cm3

混練水

W

水道水

混和材

－－

細骨材

S1

川砂，密度 2.61g/cm3，FM=2.75

粗骨材

G1

混和剤

Ad1

砕石，Gmax=15mm，密度 2.67g/cm3
3

砕石，Gmax=5mm，密度 2.64g/cm
減水剤，標準形Ⅰ種

E

石灰系膨張材，密度 3.14g/cm3

L

石灰石微粉末，密度 2.71g/cm3

S2

川砂，密度 2.57g/cm3，FM=2.94

G2

川砂利，Gmax=20mm
密度 2.61g/cm3

Ad2減水剤，標準形Ⅰ種

Ad3AE 剤表－2 ポーラスコンクリートの配合
Gmax（mm）
155

空隙率（%）

W/C（％）

2025.0単位量（kg/m3）

Vm/Vg
Vs/Vm（vol.%） （vol.%）
45.0

25.0

W

CS182328

162

G114731456

Ad11.64

表－3 高流動コンクリートの配合
単位量（kg/m3）

Gmax
（mm）

W/C（%）

s/a（%）WCEL

S2G2Ad2Ad3

20

43.8

48.7

175

400

125

25756

799

3.3

1.5

2. 実験概要

×h20cm の円柱型枠に詰め，転圧コンクリート

2.1 使用材料と配合のコンシステンシー評価試験 1）で使用されていポーラスコンクリートおよび高流動コンクリる 4.5kg ランマ（落下高さ 45cm）を用いて締固ートの使用材料を表－1 に示す。ポーラスコンクめ（落下回数 5，10，15，30，45 回），目標とす

リートの粗骨材は，6 号砕石（最大寸法 15mm）る空隙率と供試体の上面と底面に発生するモルおよび 7 号砕石（最大寸法 5mm）の道路用単粒タルの垂れ具合を目視観察することによって行度砕石を使用した。

った。
落下回数と空隙率の関係を図－1 に示す。ポーポーラスコンクリートの配合を表－2，高流動ラスコンクリートの空隙率は，粗骨材の最大寸コンクリートの配合を表－3 に示す。
ポーラスコンクリートの配合は予備実験によ法，Vm/Vg および落下回数の影響によって異なって決定した。すなわち，配合上の空隙率 20%，る。供試体の上面と底面を目視観察した結果（写水セメント比 25%および細骨材モルタル容積比

真－3 参照），透排水機能を損なわないと判断さ（以下，Vs/Vm）25vol.%を固定し，モルタル粗れた Vm/Vg は，6 号砕石を使用したポーラスコ

骨材容積比（以下，Vm/Vg）40，45 および 50vol.%ンクリート（以下，6 号 POC）および 7 号砕石の 3 水準に変化させてポーラスコンクリートのを使用したポーラスコンクリート（以下，7 号コンシステンシーを評価した。評価は，所定質POC）とも 45vol.%の配合であった。

量（0.785L 分）のポーラスコンクリートをφ10-1238-

高流動コンクリートの配合は，スランプフロー65±5cm，空気量 4.5±1.5%を目標値として，30型枠の隅々まで材料分離することなく充てんす

Vm/Vg=40vol.％（6号砕石）
Vm/Vg=45vol.％（6号砕石）
Vm/Vg=50vol.％（6号砕石）ることが可能な配合とした。
2.2 練混ぜ方法

Vm/Vg=40vol.％（7号砕石）
Vm/Vg=45vol.％（7号砕石）
Vm/Vg=50vol.％（7号砕石）

ポーラスコンクリートと高流動コンクリートの練混ぜは，容量 50L の強制練りミキサ（二軸形）を使用し，練り量を 35L とした。練混ぜは，水以外の材料をミキサ内に投入し 30 秒間の空練空隙率（％）

25りを行い，その後混和剤を含んだ所定量の水を2015投入し 90 秒間実施した。

W/B=30％,Vs/Vm=25vol.％固定

102.3 供試体の作製方法
ポーラスコンクリートは，4.5kg ランマ（円柱010203040
落下回数（回）50供試体）と振動タンパ（角柱供試体）を用いて図－1 落下回数と空隙率との関係所定密度（空隙率）に締固めた。高流動コンク
リートの打込みは，円柱および角柱供試体とも
土木学会の高流動コンクリート施工指針 2）に従ランマ打撃回数
45 30 15 10った。

52.4 試験項目

40(1) 圧縮強度
45φ10×h20cm の円柱供試体を用いて JIS A 1108
「コンクリートの圧縮強度試験方法」に従った。
供試体の種類は，6 号 POC，7 号 POC および高50

流動コンクリートの 3 種類とし，材齢 7，28 日

Vm/Vg

写真－3 目視観察（7 号 POC）で実施した。
(2) 曲げ強度40cm10×10×40cm の角柱供試体を用いて JIS A
1106「コンクリートの曲げ強度試験方法」に従った。供試体の種類は，6 号 POC，7 号 POC お

10cm

よび高流動コンクリートの 3 種類とし，材齢 7，１層締めＰＯＣ28 日で実施した。
(3) 透水係数5cm

φ10×h20cm の円柱供試体を用い，JCI の「ポ5cmーラスコンクリートの透水試験方法（案）」に従２層締めＰＯＣ（打継部は掻き解す）った。供試体の種類は，6 号 POC と 7 号 POC の2 種類とし，材齢 1 日で実施した。

5cm(4) 凍結融解抵抗性5cm

ポーラスコンクリートの凍結融解抵抗性を評価する試験方法は確立されていないが，様々な試験方法が提案されている 3）。そこで，路面の凍結抑制が可能であり，排水によって本舗装版に-1239-複合版

図－2 凍結融解試験に用いた供試体の種類

表－4 物性試験結果
材齢 7 日試験項目

材齢 28 日6 号 POC

7 号 POC

高流動 C

6 号 POC

7 号 POC

高流動 C

24.3

22.6

54.7

26.1

26.8

67.5

曲げ強度（N/mm ）

3.24

3.38

6.13

3.75

3.396.98※

0.535

0.273

－－－－

圧縮強度（N/mm2）2

透水係数 （cm/sec）※透水係数は材齢 1 日で実施した結果である。

水が滞留する可能性が少ないことを考慮して，あり，空隙径の大きさの違いによる影響と考え

ゴム容器内に水を入れず，空気中で凍結融解をられる。なお，本舗装版の重要な機能である透4）

繰り返す気中凍結気中融解試験方法 （以下，気排水性については，排水性舗装技術指針（案）中法）に準拠して実施した。なお，比較対象とによる 0.01cm/sec 以上を大きく上回る結果が得

して JIS A 1148「コンクリートの凍結融解試験方られており，十分な性能を有している。

法」に従い，A 法の水中凍結融解試験（以下，3.3 凍結融解抵抗性水中法）についても実施した。

(1) 気中法

凍結融解試験に用いた供試体の種類は 図－ 2に示すとおりであり，1 層で締固めたポーラスコサイクル数と相対動弾性係数との関係を図－

ンクリート供試体（以下，1 層 6 号 POC と 1 層3 に示す。全ての供試体において，相対動弾性係

7 号 POC），2 層で締固めたポーラスコンクリー数の低下は 300 サイクルまで認められなかった。

ト供試体（以下，2 層 6 号 POC と 2 層 7 号 POC），したがって，寒冷地の気象条件によっても異なおよびポーラスコンクリートと高流動コンクリるが，本舗装版の環境条件に近いと想定した気ートの複合版供試体（以下，6 号複合版と 7 号複中法では，高い凍結融解抵抗性を備えていると合版と称す）の計 6 種類とし，10×10×40cm の考えられる。
サイクル数と質量減少率との関係を図－4 に角柱供試体を用いて材齢 28 日で試験を開始した。

示す。300 サイクルの凍結融解作用を受けたポー3. 実験結果と考察

ラスコンクリートの表面は，モルタル層が剥が3.1 強度特性れ骨材が露出するスケーリングが確認された。

物性試験結果を表－4 に示す。同一の空隙率で一方，複合版における高流動コンクリートの表作製されたポーラスコンクリートの圧縮強度と面では，スケーリングやポップアウトが認めら

曲げ強度は，粗骨材の寸法による明確な強度差れなかった。

が認められずほぼ同様の結果であった。

試験終了後の質量減少率は，粗骨材の種類に本舗装版は，表層部のポーラスコンクリートよって異なり，6 号 POC よりも 7 号 POC の方がと基層部の高流動コンクリートで構成された複大きい。この原因は，同一の Vm/Vg で作製され合版である。基層である高流動コンクリートはたポーラスコンクリートは，6 号砕石よりも粒径高い曲げ強度が得られているが，複合版としてが小さい 7 号砕石の方が粗骨材の総表面積が大の一体性や力学的挙動等の確認は今後検討する。

きくなり，粗骨材を包むモルタル層の厚さが薄3.2 透水係数くなったためと考えられる。
(2) 水中法

同一の空隙率で作製されたポーラスコンクリートの透水係数は，7 号 POC よりも 6 号 POC の方が大きい。この結果は既往の報告

3）と同様でサイクル数と相対動弾性係数との関係を図－5 に示す。いずれの供試体を用いても 20～30 サ-1240-

08060

気中凍結気中融解試験
１層６号ＰＯＣ
１層７号ＰＯＣ
２層６号ＰＯＣ
２層７号ＰＯＣ
６号複合版
７号複合版

40
20
0

質量減少率（％）

相対動弾性係数（％）

100060120
180
サイクル数

240

12

図－3 サイクル数と相対動弾性係数

１層６号ＰＯＣ
１層７号ＰＯＣ
２層６号ＰＯＣ
２層７号ＰＯＣ
６号複合版
７号複合版

345300

気中凍結気中融解試験04020
水中凍結融解試験

00

1020
30
サイクル数

300

0
質量減少率（％）

相対動弾性係数（％）

60240との関係（気中法）

１層６号ＰＯＣ
１層７号ＰＯＣ
２層６号ＰＯＣ
２層７号ＰＯＣ
６号複合版
７号複合版

80

120
180
サイクル数

図－4 サイクル数と質量減少率との関係（気中法）
100

60

40

5

図－5 サイクル数と相対動弾性係数

１層６号ＰＯＣ
１層７号ＰＯＣ
２層６号ＰＯＣ
２層７号ＰＯＣ
６号複合版
７号複合版

152050水中凍結融解試験

100102030
サイクル数4050

図－6 サイクル数と質量減少率との関係（水中法）との関係（水中法）

イクルで相対動弾性係数が 60%以下となった。

6 号複合版の質量減少率は 20 サイクルにおいこの結果は既往の報告 3）と同様であり，水中法て急激に大きい値を示している。これは，写真における凍結結融解抵抗性は極めて低いことが－6 に示すように崩壊したためである。その他の再確認された。なお，劣化の進行は同一の空隙

供試体の質量減少率は比較的小さいがポーラス率であっても粗骨材寸法，供試体の種類およびコンクリートの側面部や表面部等にはひび割れ

締固め方法によって若干異なり，7 号 POC よりが発生している（ 写真－ 4， 写真－ 5， 写真－ 7

も 6 号 POC の方が，POC よりも複合版の方が，参照）。これらの原因は，骨材間の粗大な空隙中

2 層 POC よりも 1 層 POC の方が若干はやく劣化の水が凍結する際の膨張圧によってコンクリーする傾向であった。

トに引張破壊が生じたためと考えられる 4）。

サイクル数と質量減少率との関係を図－6，1

また，2 層 POC の供試体は，粗骨材の種類に

層 6 号 POC の劣化状況を写真－4，1 層 7 号 POCかかわらず打継面からひび割れが生じていた。の劣化状況を写真－5，6 号複合版の劣化状況を

このことは，図－2 に示すように打継部である 1

写真－6，7 号複合版の劣化状況を写真－7 に示層目のポーラスコンクリートを掻き解した影響す。と考えられる。一方，打継部を掻き解さずに 2-1241-写真－4 1 層 6 号 POC（30 サイクル）

写真－5 1 層 7 号 POC（30 サイクル）

写真－6 6 号複合版（20 サイクル）

写真－7 7 号複合版（20 サイクル）層でポーラスコンクリートを締固めた場合の影響は，既往の研究5）によれば打継面で劣化する

た，2 層で締固め作製したポーラスコンクリート
は，打継面が弱部となりひび割れが生じた。と報告されている。したがって、両者とも劣化の原因になる可能性が高いためポーラスコンク

参考文献

リートの締固め方法は，1 層詰めの方が望ましい

1) （社）日本道路協会：転圧コンクリート舗装と考えられる。

技術指針（案），pp.67，1990.102) （社）土木学会：コンクリートライブラリー

4. まとめ93 高流動コンクリート施工指針，pp172-176，
1998.7

本実験の範囲において以下のことが明らかと

3) （社）日本コンクリート工学協会：ポーラスなった。
(1)

本舗装版の設置環境や使用条件を想定し気コンクリートの設計・施工法の確立に関する中凍結気中融解試験を実施した結果，粗骨材に 6

研 究 委 員 会 報 告 書 ， pp.8-11 ， pp.71-77 ，号砕石または 7 号砕石を用いたポーラスコンク

pp182-184，2003.5

リートおよび複合版は，300 サイクルにおいても

4) 片平博，河野広隆：ポーラスコンクリートの相対動弾性係数の低下が認められず十分な凍結凍結融解耐久性，土木技術資料，41-11，融解抵抗性を有することが確認された。

pp.66-71，1999(2)

ポーラスコンクリートにとって厳しい条件

5) 玉井元治：まぶしコンクリートの動弾性係数で実施した水中凍結融解試験は，30 サイクル以と凍結融解に対する抵抗性，セメント技術大内で相対動弾性係数が 60%以下となり，供試体会講演集，Vol.43，pp.376-381，1989の崩壊やひび割れによる劣化が確認された。ま-1242-