平成26年度

高速道路の積雪寒冷地に適した舗装導入について―導入後の路面性状報告―
東日本高速道路㈱北海道支社技術部技術企画課 ○上杉 隆則
丸山 正
高速道路では、平成１１年より多孔質な高空隙構造の高機能舗装Ⅰ型を採用してきた。北海
道の厳しい冬季の気象条件では、損傷が多発したため、積雪寒冷地に適した表層を平成１７年度より研究開発し、平成２１年には、ネクスコの雪寒地における標準として採用してきた。本報告は施工１０年後の路面性状などの追跡調査を含め、品質改善に向けた取り組みを報告するものである。
キーワード：舗装、維持管理れである。高機能舗装Ⅰ型は１０年弱の補修サイクル。
高機能舗装Ⅱ型の原型である北海道型の試験施工は、平
成２７年に施工後１０年を迎える。
東日本高速道路（株）北海道支社の高速道路は、昭和
高機能舗装Ⅰ型の補修サイクルが特に短く、その損傷４６年１２月に北広島ＩＣ～千歳ＩＣ間と小樽ＩＣ～札幌西ＩＣ間を暫定２車線で４７．２ｋｍを供用してから、 状況を図‐１に示す。主に凍結融解や除雪の影響と考えられる骨材飛散である。
最近の開通の平成２４年１２月の大沼公園ＩＣ～森ＩＣ間９．７ｋｍの供用まで、４６年間で北海道の高速道路は、約７００ｋｍを管理するにいたっている。これを車線あたりの距離にすると約２，１００km・車線。舗装
面積は、約８５０万㎡の高速道路を管理している。そこを日平均交通量約1万台のお客様にご利用いただいている。
本報告は、安全な高速道路をお客様に走行していただ
くため、雪寒地に適した舗装の研究開発と追跡調査の状況を報告するものである。

１．はじめに

２．舗装補修状況
北海道支社管内の舗装遷移として、平成１１年ごろから高機能舗装Ⅰ型が、主流となってきた。それ以前は、密粒舗装が主流であった。その後、平成１５年にハイブリッド舗装がＴＮ内に初採用された後、平成１６年度に土工部でもハイブリット舗装を採用した。平成１７年には、ハイブリット舗装を改良した北海道型の試験施工を実施し、平成１８年からは高機能舗装北海道型を標準採用することとなった。平成２０年８月の当社要領改訂では、高機能舗装北海道型が、高機能舗装Ⅱ型として、北海道を除く地域も設計要領標準の表層用混合物として採用となった。そして、北海道の高速道路の全舗装の８０%が高機能舗装となっている。
合材種別毎に補修サイクルを整理する。密粒舗装がおよそ１５年の補修サイクルで、損傷要因は主にわだち掘

図‐１ 高機能舗装Ⅰ型の損傷状況

３．雪寒地に適した舗装
高機能舗装Ⅰ型の損傷は、早いもので５年ぐらいから顕在化した。高機能舗装北海道型は、このような背景により、ＪＨ試験研究所が開発したハイブリット舗装に着目し、改良を加えることで誕生した。
図‐２、図‐３にハイブリット舗装と高機能舗装Ⅰ型の比較を示す。ハイブリット舗装は、高機能舗装Ⅰ型と同等のキメ深さを持ち、内部は砕石マスチック舗装のような水密性を有している表装用混合物である。従来の高機能舗装Ⅰ型より、骨材飛散抵抗性に優れていた。
ハイブリット舗装には、大きく３点の課題があったた
め、その課題の解決に向けて高機能舗装北海道型を開発

Daihyou Uesgugi, Takanori Uesugi, Tadashi Maruyama

した。

ハイブリッド高機能〔北海道型〕

10090

表面は高機能舗装Ⅰ型と同等のキメ深さ

7060504030通過質量百分率( ％)80

内部は SMAと同等の密実さ

201000.075

0.15

0.3

0.6

2.36

4.75

9.5

13.2

19

ふるい目(㎜)

図－２ ハイブリッド舗装の概念と表面性状

図‐４ 目標粒度の比較
表‐２ 各種施工管理目標(実績)
舗装種別
ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄ舗装
北海道型

出荷温度
混合時間
178±10℃
178±5℃

初期転圧
ﾏｶﾀﾞﾑﾛｰﾗｰ14t
９回
ﾏｶﾀﾞﾑﾛｰﾗｰ10t
4回

二次転圧
―
ﾀｲﾔﾛｰﾗｰ25t
12回以上

仕上転圧
ﾀｲﾔﾛｰﾗｰ15t
３回
ﾀﾝﾃﾞﾑﾛｰﾗｰ4t
適宜

高機能舗装北海道型は、北海道支社独自の混合物であるため、平成１７年に高機能舗装北海道型の試験施工の知見をまとめた配合設計マニュアル・施工マニュアルを１２月に制定し、平成１８年から北海道支社の表装用混
図‐３ ハイブリッド舗装と高機能舗装Ⅰ型の比較合物の標準とした。
課題とは、１つめに「フラッシュしやすい。」２つめ
高機能舗装北海道型は、平成２０年の当社設計要領のに「ダンプ運搬時にダレが発生しやすい。」３つめに改訂により、高機能舗装Ⅱ型として全国で採用される舗「締め固め不足が発生しやすい。」の３点である。
装となった。
１つめの課題は、表‐１、図‐４に示すように、７号
高機能舗装北海道型配合設計マニュアル・施工マニュ
砕石を意図的に配合し４．７５ｍｍふるい通過量を３
アルは、設計要領に整備されてからも高機能舗装Ⅱ型配０％から３５％に変更した。これによりフラッシュの抑合設計マニュアル・施工マニュアルとし、地域性を考慮制を可能とした。
した内容を加え、現在でも採用している。
２つ目の課題は、表‐２に示すように、プラントの目
地域性の考慮として、除雪による骨材飛散を軽減させ標出荷温度幅を±１０℃から±５℃に狭くした。これは、るため、キメ深さを北海道支社では下げている。当社設
ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄ舗装が、混合物温度に敏感な混合物であること計要領でキメ深さ１．２以上となっているところ、０．
がわかったためである。そのほか、アスファルト量を５．
８～１．２を目標とするように記載している。除雪の特８％から５．６％の０．２％の減量を実施することで、に多い旭川地域では、骨材飛散を軽減させるため、キメダレを抑制することができた。
深さを０．９を目指すようにしている。また、比較的除３つ目の課題の締め固め不足については、転厚機種の雪の少ないその他の地域では、骨材飛散を軽減させつつ、影響も考えられたため、表‐２に示すように鉄輪（マカ
キメ深さによる浮き水抑制効果を期待するため１．０～ダムローラー）主体から、タイヤローラー主体の占め固１．２を目指すよう地域によって、使い分けをしているめ回数に変更した。その結果、均一な表面キメ深さを確ところである。
保しつつ、現場締め固め度について、平均９９．７％と高機能舗装Ⅱ型配合設計マニュアル・施工マニュアル
良好な結果となり、内部の密実性も十分に確保できた。
は、品質確保・向上を目的に数回改訂を行ってきた。
ハイブリッド舗装

高機能舗装Ⅰ型

表‐１ 目標粒度の比較

ふるい目(㎜)
ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ舗装
北海道型

19.0
100.0
100.0

13.2
97.5
97.5

9.5-

4.75
30.0
35.0

2.3625.0
25.0

0.6
20.0
20.0

0.3-

0.15-

(％)
0.075
10.0
10.0

４．追跡調査について（１）路面性状追跡調査
高機能舗装北海道型の試験施工は、継続的に追跡調査を実施している。追跡調査の内容や頻度について、わだち掘れ量・すべり摩擦係数・路面のキメ深さの路面性状３項目を施工後を初期値とし、初年度を含め３年間は毎年、その後は隔年で調査している。
わだち掘れの調査結果を図‐５に示す。わだち掘量は、Daihyou Uesgugi, Takanori Uesugi, Tadashi Maruyama

約５ｍｍのまま推移している。

図‐５ わだち掘れ量の経年変化

すべり摩擦係数の調査結果を図‐６に示す。すべり摩擦係数について、初期値は表面のアスファルトにより、若干低い値を示しているが、２年目以降からは、変わらず推移しており、低下は見られない。

図‐８ 軌道部のクラック発生状況（２）事故対策効果
高機能舗装北海道型の湿潤時における事故対策効果を調査した内容を報告する。

図‐６ すべり摩擦係数の経年変化

キメ深さの調査結果を図‐７に示す。初年度から低下が見られるものの、キメ深さの施工目標の０．８は満足されている。

図‐７ キメ深さの経年変化

次に、高機能舗装北海道型及び高機能舗装Ⅱ型の損傷について、図‐８に示すような軌道部に縦断方向の筋上クラックが発生している箇所がある。
クラック発生原因は、軌道部にわだちが発生する時に、舗装表面が引っ張られ、舗装表面が追従できないためにクラックが発生したと考る。抜取りコアを確認した結果、表面のみのクラックであったため、すぐ切削オーバーレイによる補修が必要ないため、経過観察を継続する。

図‐９ 高機能舗装（Ⅰ型と北海道型）の事故率比較

図‐９に高機能舗装Ⅰ型と高機能舗装北海道型の事故率の比較を示す。図‐９の左側と右側の棒グラフは、それぞれ同じ箇所である。左側は高機能舗装Ⅰ型の比較で、平成１６年と平成１９年を比較している。右側は、平成１６年が高機能舗装Ⅰ型で、平成１９年が高機能舗装北海道型である。
若干、高機能舗装北海道型の事故率が低い値を示しており、これまで、高機能舗装Ⅰ型の事故対策の要因は、
図‐１０に示すように、雨水を浸透させる多孔質な高空隙構造により、表面に水膜を出来にくく、すべり抵抗が高いことが、一番大きな理由と考える。
多孔質な高空隙構造を持たない高機能舗装北海道型は、内部が密実な構造で、舗装表面のキメで排水している。
優位な値を示したことは、舗装表面のキメが有効に働いたと考える。
舗装種別

高機能舗装Ⅰ型

高機能舗装北海道型

舗装体内部を通じて排水舗装表面のキメで排水多孔質な高空隙構造

表面にキメ深さを持ち内部は密実

概念図

構造特色

図‐１０ 高機能舗装（Ⅰ型と北海道型）概念図

Daihyou Uesgugi, Takanori Uesugi, Tadashi Maruyama高機能舗装北海道型と高機能舗装Ⅰ型のわだち掘れ・キメ深さの路面性状を図‐１１、図‐１２、で比較する。
わだち掘れ量の経年変化
30

わだち掘れ量（ｍｍ）

補修目標値
20北海道型
Ⅰ型

100
H16H17H18H19H20

調査年度

図‐１１ 北海道型とⅠ型のわだち掘れ量の変化

図‐１１が示すわだち掘れ量では、高機能舗装北海道型および高機能舗装Ⅰ型ともに２５ｍｍが補修目標値に対し、約５ｍｍで推移し、大差ないといえる。
すべり摩擦係数の経年変化

すべり摩擦係数(RSN、80km/h)

0.800.70

北海道型
Ⅰ型

0.60
0.50
0.400.30

補修目標値

0.20
H16H17H18
調査年度

H19H20５．今後に向けて高機能舗装北海道型は来年度で１０年を向かえる。追跡調査結果から、表層混合物としての路面性状の低下が見られず、表面性状として、すぐ補修が必要な状況ではない。今後も継続して調査を実施するとともに、品質確保・向上に向けた取組を行っていきたいと考えている。
高機能舗装Ⅱ型は水密性の高い舗装であるが、従来の締め固め度だけでは、目指すところの不透水層に仕上がっているのか不明であった。今年度より、現場での確認事項ではなかった空隙率を現場でも確認することにした。
なぜならば、不透水層を室内配合時に加圧透水試験で確認している。これと同様に室内配合時に空隙率も確認することになっているためであり、不透水層を得るための条件と考えたからである。今後は現場からの抜き取りコアを加圧透水試験にかけ、不透水層と空隙率の関係を検証しようと考えている。
不透水層に着目している理由は、舗装体内に水が入り込むことによって、舗装が脆弱化すると懸念しているためである。不透水層に着目することで、より耐久性が高い舗装の研究が、出来ると考えています。
最後にネクスコ東日本北海道支社は、積雪寒冷地にあった、長期耐久性に優れ、事故抑制効果が高い高機能舗装Ⅱ型に更新していくことにより、お客様へ安全で安心な高速道路空間を提供したいと考えています。

図‐１２ 北海道型とⅠ型のすべり摩擦の変化

図‐１２が示すすべり摩擦では、補修目標値（μ８０）に対し、高機能舗装Ⅰ型と高機能舗装北海道型ともに、施工後３年経過で０．６であり、すべり摩擦についても、大差ないといえる。
わだち掘れ量とすべり摩擦係数を比較した結果、いずれも同様な路面性状を有していることが、わかった。

Daihyou Uesgugi, Takanori Uesugi, Tadashi Maruyama