JP2012007317A

JP2012007317A - 薄層舗装用アスファルト混合物及びそれを用いた舗装路面の補修方法

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Publication number: JP2012007317A
Application number: JP2010142339A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Komiya; 正俊小宮; Fumihiro Mitamura; 文寛三田村
Original assignee: Nippon Road Co Ltd; Fukui Prefecture
Current assignee: Nippon Road Co Ltd; Fukui Prefecture
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: JP5160595B2

Abstract

【課題】本発明は、既設の舗装路面にそのまま薄層で舗設して十分な強度及び耐久性を有することが可能な薄層舗装用アスファルト混合物及びそれを用いた舗装路面の補修方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】薄層舗装用アスファルト混合物は、骨材として、最大粒径が４．７５ｍｍ〜５ｍｍで粒径２．３６ｍｍにおける通過重量百分率が４５％〜６５％のものを用い、アスファルトとして、軟化点が１００℃〜１２０℃で自己燃焼性を有する高分子系合成樹脂材料の燃焼により生成されたパラフィン系炭化水素を主成分とする改質剤を３重量％〜１０重量％の配合割合でアスファルトに添加して混合した改質アスファルトを用い、改質アスファルトを６重量％〜８重量％の配合割合で添加して骨材とともに加熱混合することにより得られる。
【選択図】なし

Description

本発明は、車道、空港の滑走路、歩道、公園等の舗装路面の補修に用いる薄層舗装用アスファルト混合物及びそれを用いた舗装路面の補修方法に関する。

上述した舗装路面では、従来よりアスファルト混合物を層状に舗設することが行われてきているが、アスファルト混合物を長期間使用していると、繰り返し載荷によるクリープや経年変化によりアスファルトが劣化して固くなることで、ひび割れが生じやすくなる。特に、車道の舗装路面では、大型車両の増加や交通量の増加に伴い舗装路面のクリープや劣化の進行が速くなり、舗装体の損傷や破損の頻度が高くなる傾向にあり、舗装体のこうした損傷や破損を放置しておくと、舗装体が破壊されてしまうおそれがある。舗装体が破壊されると、その修復にはコスト及び時間がかかり、交通の安全が脅かされるようになることから、舗装体が破壊に至る前に舗装路面を補修して維持管理していく必要がある。

舗装路面の補修方法としては、例えば、特許文献１では、舗装路面のひびわれ率等のデータに基づいて、表面処理工法、オーバーレイ工法、打替え工法等の工法選定を行うようにした点が記載されている。また、特許文献２では、既設の瀝青舗装の補修面を加熱して軟化させ、その上面に補修用常温合材を敷き均して、軟化している瀝青舗装と補修用常温合材を混合して敷き均した後転圧整形する補修方法が記載されている。また、特許文献３では、既設アスファルト舗装面上に繊維補強コンクリートを薄層でオーバーレイする補修方法が記載されている。また、特許文献４では、補修対象路面に、骨材及び繊維を含み加熱状態にある改質アスファルト乳剤混合物を敷き均す小規模舗装補修方法が記載されている。

特公平４−１０５２２号公報特公平６−５６００２号公報特開２０００−１７８９１８号公報特開２００３−１０５７１３号公報

舗装路面の補修では、既設の舗装表面を４ｃｍ以上の深さに切削した後新たにアスファルト混合物を同じ厚さで舗設するオーバーレイ工法が一般的である。従来のアスファルト混合物による舗装体では、施工及び耐久性の観点から４ｃｍ以上の厚さで舗設することが必要であるが、既設の舗装表面にそのまま舗設すると段差が生じてしまうため舗設前に必要な深さまで切削しなければならないため、舗設作業にコスト及び時間がかかり、施工性の点で難点がある。

特許文献１では、表面処理工法として２ｃｍ程度の厚さで補修する工法が記載されているが、こうした薄層の舗装体では十分な強度及び耐久性を得ることができないため、交通量の少ない舗装路面に使用されており、汎用性のある補修工法ではない。また、特許文献３では、繊維補強コンクリートを薄層で舗設しているが、アスファルト舗装面との間の密着性に問題があり、十分な強度及び耐久性を得ることが難しい面があり、材料コストの点でも負担が大きい。

特許文献２及び４では、既設の舗装面を加熱して軟化させ新たな補修材を混合して舗設するようにしているが、既設の舗装面を加熱する必要があり、施工性の点で問題がある。

そこで、本発明は、既設の舗装路面にそのまま薄層で舗設して十分な強度及び耐久性を有することが可能な薄層舗装用アスファルト混合物及びそれを用いた舗装路面の補修方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る薄層舗装用アスファルト混合物は、骨材及び改質アスファルトを加熱混合して得られる薄層舗装用アスファルト混合物であって、前記骨材は、最大粒径が４．７５ｍｍ〜５ｍｍで粒径２．３６ｍｍにおける通過重量百分率が４５％〜６５％であり、前記改質アスファルトは、軟化点が１００℃〜１２０℃で自己燃焼性を有する高分子系合成樹脂材料の燃焼により生成されたパラフィン系炭化水素を主成分とする改質剤を３重量％〜１０重量％の配合割合でアスファルトに添加して混合したものであり、前記改質アスファルトを６重量％〜８重量％の配合割合で添加して前記骨材とともに加熱混合することにより得られ、動的安定度が２０００回／ｍｍ以上であることを特徴とする。

本発明に係る舗装路面の補修方法は、上記の薄層舗装用アスファルト混合物を既設のアスファルト舗装路面上に２ｃｍ〜２．５ｃｍの厚さで舗設して補修することを特徴とする。

本発明は、最大粒径が４．７５ｍｍ〜５ｍｍで粒径２．３６ｍｍにおける通過重量百分率が４５％〜６５％である骨材を用いているので、骨材の粒径が小さく容易に薄層に施工することができる。また、軟化点が１００℃〜１２０℃で自己燃焼性を有する高分子系合成樹脂材料の燃焼により生成されたパラフィン系炭化水素を主成分とする改質剤を３重量％〜１０重量％の配合割合でアスファルトに添加して混合した改質アスファルトを用いることで、アスファルト混合物の施工時における流動性が低くなり、薄層に施工しやすくなる。

また、こうした骨材に改質アスファルトを６重量％〜８重量％添加して加熱混合して得られたアスファルト混合物を舗設した場合動的安定度が２０００回／ｍｍ以上の塑性変形抵抗性を有しており、従来のアスファルト混合物に比べて２倍以上の塑性変形抵抗性を有することから、従来舗設していた層厚の半分の厚さの２ｃｍ〜２．５ｃｍに舗設することが可能となる。そのため、従来の補修工法で行われていた既設の舗装路面の切削を行わずにそのまま薄層で舗設しても十分な塑性変形抵抗性を備え、補修個所に交通に支障の生じるような段差が形成されず、従来と同様の補修路面を短時間で舗設することができる。

本発明に係る薄層舗装用アスファルト混合物に用いられる改質アスファルトは、ストレートアスファルト等の未使用のアスファルト又は使用済みアスファルトに軟化剤が添加された再生アスファルトといった従来用いられているアスファルトに、パラフィン系炭化水素を主成分とする改質剤（以下「パラフィン系改質剤」と称する）を混合することで得られる。

パラフィン系改質剤は、軟化点が１００℃〜１２０℃で、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂やポリスチレン樹脂といった自己燃焼性を有する高分子系合成樹脂材料を燃焼させて熱分解することで生成することができる。こうした高分子系合成樹脂材料は、ケーブルの被覆材料として広く利用されていることから、ケーブルの廃棄物を利用して低コストで製造することができる。また、パラフィン系改質剤を製造する場合には、公知の製造方法を用いて行えばよい（例えば、特開２００８−２３９８３８号公報参照）。

パラフィン系改質剤は、改質アスファルト中の配合割合が３重量％〜１０重量％となるように添加すればよい。添加率が３重量％より小さくなると改質アスファルトの粘度が低くなり、舗設した際に十分な強度を得ることができない。また、添加率が１０重量％より大きくなると改質アスファルトの粘度が高くなって骨材との混合処理や舗設の際の取り扱いが困難となる。

骨材は、砕石、砕砂、細砂、石粉を配合して得られる。砕石は、従来用いられている６号砕石（粒径範囲１３ｍｍ〜５ｍｍ）よりも粒径の小さい７号砕石（粒径範囲５ｍｍ〜２．５ｍｍ）を用いるとよい。６号砕石では最大粒径が１３ｍｍとなり、砕石が上下に重なると２５ｍｍを超えるため、薄層に舗設することが困難となる。７号砕石では最大粒径が５ｍｍとなって２ｃｍ程度の薄層に容易に舗設することができる。

また、骨材の粒度分布は、粒径２．３６ｍｍにおける通過重量百分率が４５％〜６５％に設定すればよい。最大粒径が４．７５ｍｍ〜５ｍｍの場合、その約半分の粒径である２．３６ｍｍでの通過重量百分率が４５％より小さくなると、粒径の大きいものが増加して骨材の密度が低下し、舗設時の疲労破壊抵抗性が劣化するようになり、６５％より大きくなると、粒径の小さいものが増加して骨材に混合するアスファルト量が増加し、塑性変形抵抗性が劣化するようになり、舗装後の強度が低下して好ましくない。

アスファルト混合物は、骨材及び改質アスファルトを加熱混合して製造される。改質アスファルトは、アスファルト混合物中の配合割合が６重量％〜８重量％となるように添加すればよい。改質アスファルトの添加率が６重量％より小さいと、改質アスファルトが全体に十分行き渡らず耐久性が不十分となり、８重量％より大きいと、舗設した場合に改質アスファルトが表面に浮き出てアスファルト混合物が不均一となって却って耐久性が低下するようになる。改質アスファルトの配合割合を６重量％〜８重量％に設定することで、後述するように、動的安定度が２０００回／ｍｍ以上の十分な塑性変形抵抗性を備えるようになる。

骨材を改質アスファルトと加熱混合する場合には、従来と同様のアスファルトミキサーを用いて加熱混合すればよい。混合する場合には、アスファルト及びパラフィン系改質剤を加熱混合して十分練り合わせ改質アスファルトを作製した後改質アスファルトに骨材を投入して十分混合し、骨材全体に改質アスファルトが行き渡るようにする。なお、骨材及びアスファルトを加熱混合した後パラフィン系改質剤を添加して十分練り合わせて混合処理するようにしてもよい。

こうした混合処理により得られたアスファルト混合物を用いて舗装路面の補修を行う場合には、まず、補修する路面部分を水等でクリーニングした後、アスファルト混合物を均一な厚さになるように敷き均した後その表面を転圧機等により締固め処理を行う。締固め処理を行う際に処理作業を効率よく行うためにはアスファルト混合物の改質アスファルトの粘度を所定の範囲に保つようにする。

本発明に係るアスファルト混合物を用いて補修する場合には、後述するように、疲労破壊輪数及び塑性変形輪数に関して従来のアスファルト混合物より２倍以上の性能を備えているため、従来よりも半分の厚さで補修しても十分な耐久性を備えている。既設の舗装路面に対して従来の補修では４ｃｍ〜５ｃｍの厚さで舗設することが一般的であることから、本発明に係るアスファルト混合物を用いて既設の舗装路面に対して２ｃｍ〜２．５ｃｍの厚さで補修することで、十分な耐久性を備えた補修を行うことができる。そのため、既設の舗装路面の切削等の作業を省略してそのままアスファルト混合物を舗設することが可能となり、補修作業の簡略化及び補修コストの節減を図ることができる。

（実施例１）
アスファルトは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＫ２２０７）に示す６０〜８０の規格に合致したものを用いた。パラフィン系改質剤は、特開２００８−２３９８３８号公報に記載の製造装置を使用してポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂を混合した廃棄物を燃焼させて熱分解により生成したものを用いた。生成されたパラフィン系改質剤は、軟化点１１１℃、比重０．９４２、粘度７４２ｍＰａ・ｓ、針入度（２５℃；１／１０ｍｍ）２．１であった。

骨材は、以下の割合で配合したものを用いた。
７号砕石４５．０重量％
砕砂３６．０重量％
細砂７．５重量％
石粉１１．５重量％
配合した骨材について、ふるい（ＪＩＳＺ８８０１−１；２０００）を用いて粒度分布を測定したところ、粒径が４．７５ｍｍ及び２．３６ｍｍにおける通過重量百分率がそれぞれ９５．５％及び６０．５％であった。

骨材９３．６重量％、アスファルト６．３３重量％、パラフィン系改質剤０．０７重量％の配合割合でアスファルト混合物を製造した。この場合、アスファルト及びパラフィン系改質剤を混合した改質アスファルト中のパラフィン系改質剤の配合割合は７重量％となり、アスファルト混合物中の改質アスファルトの配合割合は６．４重量％となる。

製造には市販のアスファルトミキサーを用い、まずアスファルトミキサー内に準備したアスファルト及びパラフィン系改質剤を投入して１５０℃〜１６０℃で加熱しながら十分練り合わせて改質アスファルトを作成した。そして、作成した改質アスファルトに骨材を投入して１５０℃で加熱しながら骨材全体に改質アスファルトが行き渡るように十分加熱混合してアスファルト混合物を製造した。

（実施例２）
アスファルト及びパラフィン系改質剤については、実施例１と同様のものを用い、骨材については、以下の割合で配合したものを用いた。
７号砕石５９．０重量％
砕砂２６．０重量％
細砂５．５重量％
石粉９．５重量％
配合した骨材について、ふるい（ＪＩＳＺ８８０１−１；２０００）を用いて粒度分布を測定したところ、粒径が４．７５ｍｍ及び２．３６ｍｍにおける通過重量百分率がそれぞれ９５．１％及び４９．４％であった。

骨材９３．８重量％、アスファルト６．１３重量％、パラフィン系改質剤０．０７重量％の配合割合でアスファルト混合物を製造した。この場合、アスファルト及びパラフィン系改質剤を混合した改質アスファルト中のパラフィン系改質剤の配合割合は７重量％となり、アスファルト混合物中の改質アスファルトの配合割合は６．２重量％となる。そして、実施例１と同様の方法でアスファルト混合物を製造した。

（比較例１）
比較のため従来の舗装に用いられているアスファルト混合物を製造した。実施例１と同様のアスファルトを用い、骨材については、以下の割合で配合したものを用いた。
６号砕石３５．０重量％
７号砕石２７．０重量％
砕砂２２．０重量％
細砂９．０重量％
石粉７．０重量％
配合した骨材について、ふるい（ＪＩＳＺ８８０１−１；２０００）を用いて粒度分布を測定したところ、粒径が４．７５ｍｍ及び２．３６ｍｍにおける通過重量百分率がそれぞれ６３．８％及び４２．３％であった。

骨材９４．１重量％、アスファルト５．９重量％の配合割合でアスファルト混合物を製造した。実施例１と同様のアスファルトミキサーを用い、アスファルトミキサー内に骨材及びアスファルトを投入して１５０℃〜１６０℃で加熱しながら十分練り合わせてアスファルト混合物を製造した。

（アスファルト混合物の特性）
得られたアスファルト混合物について、締固め温度１４０℃でマーシャルオートランマを用いて両面で５０回突き固めて締固め処理を行い、マーシャル安定度試験（社団法人日本道路協会編「舗装調査・試験法便覧」項目Ｂ００１）を実施した。試験結果を表１に示す。なお、表１においてフロー値及びスティフネスの基準値については、粗・密粒度に関する基準値を参考データとして掲記している。

実施例１及び２は、いずれの数値も比較例１とほぼ同じ値となっており、従来と同様の特性を有することがわかる。また、実施例１及び２は、比較例１と同様に基準値を満足しており、十分な実用性を備えたアスファルト混合物であることがわかる。

（アスファルト混合物の性能）
アスファルト混合物の性能指標として、「舗装の構造に関する技術基準（平成１３年６月２９日付け国土交通省都市・地域整備局長、道路局長通達）」に提示された指標である疲労破壊輪数及び塑性変形輪数を用いて検討した。

＜疲労破壊輪数について＞
上記技術基準によれば、疲労破壊輪数は舗装の供試体による繰り返し載荷試験により確認できると考えられるため、試験方法として、アスファルト混合物曲げ疲労試験方法（舗装調査・試験法便覧項目Ｂ０１８Ｔ）を実施した。供試体は、幅４ｃｍ×高さ４ｃｍ×長さ４０ｃｍの直方体に形成し、４００μ及び６００μの２通りのひずみ制御で疲労破壊に至るまでの回数を測定した。試験結果（疲労破壊回数）は以下のとおりである。
実施例１；１２７，４００回（400μ）、１０，５４０回（600μ）
実施例２；８６，４００回（400μ）、７，６４０回（600μ）
比較例１；２７，７００回（400μ）、２，９８０回（600μ）

試験結果をみると、実施例１及び２の疲労破壊回数は、比較例１の疲労破壊回数の２倍の値（５５，４００回（400μ）、５，９６０回（600μ））を上回った。今回の試験では、比較例１は、上記技術基準に示す疲労破壊輪数の基準に適合するものと考えられるため、実施例１及び２の疲労破壊に対する抵抗性が基準の２倍以上の性能があると考えられる。

実施例１及び２では、疲労破壊回数が比較例１の２倍以上であることから、疲労破壊における弾性低下の速度を比較例１の半分以下に抑えられると考えられる。したがって、アスファルト混合物をオーバーレイ工法による補修に用いた場合、実施例１及び２のアスファルト混合物は比較例１のアスファルト混合物の半分の厚さで舗設しても、疲労破壊輪数において同等の性能を満足すると評価できる。

＜塑性変形輪数について＞
塑性変形輪数は、ホイールトラッキング試験方法（舗装調査・試験法便覧項目Ｂ００３）により算出される動的安定度に基づいて評価することができる。試験結果は、以下のとおりである。
実施例１；３，９３８回／ｍｍ
実施例２；１２，６００回／ｍｍ
比較例１；７６８回／ｍｍ

試験結果をみると、実施例１及び２の動的安定度は、いずれも２０００回／ｍｍ以上であり、比較例１の動的安定度の２倍の値（１，５３６回／ｍｍ）を上回った。今回の試験では、比較例１は、上記技術基準に示す塑性変形輪数の基準に適合するものと考えられるため、実施例１及び２の塑性変形に対する抵抗性が基準の２倍以上の性能があると考えられる。

実施例１及び２では、動的安定度が２０００回／ｍｍ以上で比較例１の２倍以上であることから、わだち掘れの進行速度を半分以下に抑えられると考えられる。したがって、アスファルト混合物をオーバーレイ工法による補修に用いた場合、実施例１及び２のアスファルト混合物は比較例１のアスファルト混合物の半分の厚さで舗設しても、塑性変形輪数において同等の性能を満足すると評価できる。

Claims

骨材及び改質アスファルトを加熱混合して得られる薄層舗装用アスファルト混合物であって、前記骨材は、最大粒径が４．７５ｍｍ〜５ｍｍで粒径２．３６ｍｍにおける通過重量百分率が４５％〜６５％であり、前記改質アスファルトは、軟化点が１００℃〜１２０℃で自己燃焼性を有する高分子系合成樹脂材料の燃焼により生成されたパラフィン系炭化水素を主成分とする改質剤を３重量％〜１０重量％の配合割合でアスファルトに添加して混合したものであり、前記改質アスファルトを６重量％〜８重量％の配合割合で添加して前記骨材とともに加熱混合することにより得られ、動的安定度が２０００回／ｍｍ以上であることを特徴とする薄層舗装用アスファルト混合物。
請求項１記載の薄層舗装用アスファルト混合物を既設のアスファルト舗装路面上に２ｃｍ〜２．５ｃｍの厚さで舗設して補修することを特徴とする舗装路面の補修方法。