JP2001055561A - 凍結抑制機能を付与した摩耗性混合物および舗装工法と舗装体 - Google Patents

凍結抑制機能を付与した摩耗性混合物および舗装工法と舗装体

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宝 大河内
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浩二 後藤
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悟 堀口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリカサンドアスファルト混合物またはこれ
と同等の機能を有する舗装用混合物に凍結抑制機能を付
与した舗装用混合物と、該混合物を使用することによる
凍結抑制機能を付与した摩耗性舗装工法および舗装体に
関する。 【解決手段】 シリカサンドアスファルト混合物または
これと同等の機能を有する摩耗性舗装用混合物に、塩化
物およびこれと同等の凍結抑制機能を有する化合物を主
成分とする凍結抑制剤を２重量部以上添加することを特
徴とする舗装用混合物。および、該舗装用混合物を舗装
体表層上に摩耗層として用いることを特徴とする凍結抑
制舗装工法と凍結抑制舗装体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリカサンドアス
ファルト混合物およびこれと同等の機能を有する舗装用
混合物に凍結抑制機能を付与した舗装用混合物と、該混
合物を使用することによる凍結抑制機能を付与した摩耗
性舗装工法および舗装体に関する。
【０００２】
【従来の技術】冬期の降雪や路面凍結に対する対策は、
車輌の走行安全性を確保するために非常に重要な問題と
なっており、この具体的な対策としては、機械による除
雪、凍結防止剤散布、ロードヒーティング、散水による
消雪などの対策がとられることが多いが、舗装に凍結抑
制機能を付与した、いわゆる凍結抑制舗装もすでに試み
られている。
【０００３】凍結抑制舗装には、アスファルト混合物に
混入する添加材の種類からゴム弾性系のものと、塩化物
等凍結抑制機能を有した化合物系（以下、単に凍結抑制
剤という）のものに大別できる。
【０００４】ゴム弾性系のものは、ゴムチップなどを添
加もしくは散布した舗装体の積雪層・凍結層上を通過す
る車輌の荷重とゴムの弾性による反発力により、物理的
に積雪層・凍結層を破壊するものである。当然、車輌が
走行して始めて効果が発揮されるため積雪・凍結の予防
とはならず、また、交通量の少ない道路や時間帯では効
果が十分発揮できないことになる。
【０００５】一方、凍結抑制剤は、アスファルト混合物
中に混入した凍結抑制剤中に含まれる塩化物またはそれ
と同等の機能を有する化合物を舗装体表面に溶出せし
め、それらの水溶液の凝固点降下を利用し、除雪・凍結
抑制を行うものである。このため、積雪や凍結の予防と
なり、通行車輌の多少に係らず除雪・凍結抑制の効果が
発揮されるものである。
【０００６】ここで、該舗装体における塩化物等化合物
の溶出の機構は、混合物中の塩化物等が融雪水などの作
用を受け、浸透圧や毛細管現象で溶出するケースと、舗
装の摩耗によって塩化物等が表出するケースが考えられ
る。しかし、このような除雪・凍結抑制が必要とされる
寒冷地では、タイヤチェーン使用に対し耐摩耗性を向上
させた高耐久舗装とすることが必要であり、このため、
舗装体中に凍結抑制剤を添加しても、塩化物等の溶出量
が少なくなり、本来の目的とする凍結抑制効果が減少し
その持続性も低下する。これに対し、凍結抑制効果を上
げるために混合物の空隙率を大きくしたり、凍結抑制剤
の添加量を増加させるなどの方法が考えられるが、これ
は舗装の耐久性を損ない、打ち替えなど大規模な補修回
数の増加などコスト面のみならず、走行車輌の安全性を
著しく低下させるという問題が発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の凍結
抑制剤による凍結抑制舗装が抱えていた問題点であると
ころの、走行安全性を確保したうえでの凍結抑制効果の
向上、その持続性の改善という課題を解決しようとする
ものである。同時に、維持修繕の簡易化を図るものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題に対し鋭意研究を重ねた結果、シリカサンドアスフ
ァルト混合物またはこれと同等の機能を有する摩耗性舗
装用混合物に塩化物およびこれと同等の凍結抑制機能を
有する化合物を主成分とする凍結抑制剤を添加すること
で、凍結抑制効果の向上および持続性の改善が図られ、
同時にシリカサンドアスファルト混合物が本来有してい
る滑り止めの機能を活用することにより、走行車輌の安
全性が確保できることを見出し、本発明の完成に至っ
た。
【０００９】また、該混合物を舗装体表層上に摩耗層と
して用いる凍結抑制舗装工法とすることより、維持修繕
の簡易化と舗装体のライフサイクルの延長を図ることが
できる。以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】ここに、凍結抑制剤とは、塩化カルシウム
や塩化ナトリウム等塩化物やこれら塩化物と同等の凍結
抑制機能を有する化合物を主成分とした原塩や、塩化物
等を各種の処方により加工し製造されたものをいう。さ
らに後者に属するものの例を挙げるならば、（Ａ）塩化
カルシウムの表面を亜麻仁油でコーティングした粒状の
もの、（Ｂ）火成岩粉末等に塩化ナトリウム等の塩化物
等を吸着させた粉末状のもの、（Ｃ）塩化物等を特殊セ
メントに混入して水和硬化後破砕して礫状あるいは粒状
としたもの、等を用いることができる。望ましくはシリ
カサンドアスファルト混合物中のフィラー分に置き換え
て使える（Ｂ）タイプのものがよい。
【００１１】ここで、凍結抑制剤の添加量は、シリカサ
ンドアスファルト混合物およびこれと同等の機能を有す
る舗装用混合物１００重量部に対して２重量部以上、よ
り望ましくは、４〜１０重量部の範囲にあるのがよい。
つまり、この配合量がこの範囲未満の場合には凍結抑制
効果が不充分であり、またこの範囲を超える配合量の場
合には、混合物の耐久性が損なわれ、経済的にも著しく
不利なものとなる。
【００１２】ここに、シリカサンドアスファルト混合物
とは、シリカサンドを主に用いたアスファルト混合物
で、これを用いた舗装は、優れたすべり抵抗性とともに
その持続性を提供するものであり、これにより走行車輌
の安全性を長期間確保できるものである。
【００１３】その配合は、一般的にはシリカサンド１０
０重量部、フィラー０〜２０重量部、アスファルト１〜
１５重量部を含んでなる混合物であるが、凍結抑制剤の
混入を考慮して、望ましくはシリカサンド１００重量
部、フィラー５〜１５重量部、アスファルト７〜１２重
量部よりなるものがよい。また、該シリカサンドアスフ
ァルト混合物の粒度範囲は、表−１に示すものでよい
が、その舗装厚や耐流動性等を考慮して１３〜５ｍｍ程
度の粗骨材を用いることもできる。
【００１４】
【表−１】
【００１５】ここにいうシリカサンドとは、見掛け密度
２．５〜２．７ｇ／ｃｍ３、吸水率２％以下、モース硬
度７の物性を有した天然の硅砂をいうが、この物性に準
じた品質の天然および人工の材料を用いることもできる
し、天然および人工の材料を硅砂に混入し、前記物性に
準じる品質としたものを用いることもできる。
【００１６】ここに、シリカサンドアスファルト混合物
に使用するバインダーは設計条件により、針入度グレー
ドの異なる各種ストレートアスファルト、セミブローン
アスファルト、改質Ｉ型アスファルト、改質ＩＩ型アス
ファルト、その他の各種改質アスファルト、各種脱色ア
スファルト、さらにはエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、
シリカ系樹脂、ウレタン系樹脂等の樹脂、及び、これら
とアスファルトとの混合バインダーとしてもよい。
【００１７】また、該混合物に使用するフィラーは、一
般的に用いられる石灰岩やその他の岩石を粉砕した石粉
の他に、該混合物の物性を著しく損なうものでなけれ
ば、その性状を把握したうえで用いることができる。
【００１８】ここに、本発明の凍結抑制工法であるが、
既設または新設のアスファルト舗装体表層の上に、摩耗
層として前記凍結抑制剤を添加したシリカサンドアスフ
ァルト混合物をオーバーレイする。施工厚さは０〜２０
ｍｍの薄層で行えばよい。これにより、補修は該摩耗層
のみの切削オーバーレイ等で対応すればよく、舗装体の
ライフサイクルは向上することとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明をさ
らに詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。これらの例中の部および％は特に断りが
ない限り重量基準である。なお、物性測定方法は以下の
通りである。
【００２０】（１）安定度 （２）フロー値 （３）残留安定度 以上３項目は、日本道路協会編の「舗装試験法便覧」に
記載される「マーシャル安定度試験方法」により測定し
た。
【００２１】（４）空隙率 アスファルト混合物の空隙率は、前記「舗装試験法便
覧」に記載される「締め固めたアスファルト混合物の密
度試験方法」によった。
【００２２】（５）摩耗量 アスファルト混合物の摩耗量は、前記「舗装試験法便
覧」に記載される「ラベリング試験方法」により測定し
た。
【００２３】（６）塩化物濃度 下記実施例中に示すそれぞれの方法で供試体より溶出さ
せた塩化物の濃度は、塩化物濃度測定器「ソルメート−
１００型」（朝日ライフサイエンス（株）製）で測定し
た。
【００２４】
【実施例１】シリカサンドアスファルト混合物に凍結抑
制剤を添加し、「マーシャル安定度試験方法」により各
物性値を測定した。使用したアスファルトはストレート
アスファルト６０〜８０、凍結抑制剤はフィラーに置換
え使用する粉末状のものと細骨材に置換え使用する粒状
のものを用いた。また、凍結抑制剤の添加量は、骨材重
量比で０〜９．８％とした。各混合物の配合とマーシャ
ル物性値、およびシリカサンドアスファルト混合物のマ
ーシャル安定度試験の基準値を表−２に示す。なお、同
表には比較として、密粒度アスファルト混合物（１３
Ｆ）の結果を併記した。
【００２５】
【表−２】
【００２６】マーシャル物性値の内、残留安定度は、ア
スファルト混合物の耐水性や剥離抵抗性を評価する指標
であり、水の影響を受けやすいアスファルト混合物で
は、水浸養生時間４８時間の残留安定度が７５％以上を
目標値とする。ここで、凍結抑制剤を添加したシリカサ
ンドアスファルト混合物の残留安定度は、凍結抑制剤の
添加量の増加にしたがって低下する傾向がみられるが、
粉末状凍結抑制剤では添加量が９．８％の時で７６％程
度となり、目標値を満足する。また、耐摩耗性に優れる
密粒度アスファルト混合物（１３Ｆ）と比較しても遜色
ないものとなっている。一方、粒状の凍結抑制剤の使用
は、シリカサンドアスファルト混合物に関する限り、物
性的に低下したものとなった。
【００２７】
【実施例２】シリカサンドアスファルト混合物と密粒度
アスファルト混合物（１３Ｆ）の２種類の混合物につい
て、凍結抑制剤添加の有無と使用バインダーの種類を変
えた供試体を作成した。各混合物の配合を表−３に、こ
れらを用い作製した供試体のラベリング試験結果を、図
−１に示す。なお、以下の実施例は全て粉末状の凍結抑
制剤を用いた。
【００２８】
【表−３】
【００２９】
【図−１】
【００３０】図−１に示したように、各混合物とも凍結
抑制剤を添加すると摩耗量がやや増加する。ここで、凍
結抑制剤を添加した混合物の摩耗量を比較すると、シリ
カサンドアスファルト混合物（曲線２）が７．０ｃｍ２
程度に対して、密粒度アスファルト混合物（曲線５）は
０．６ｃｍ２程度となっており、両者の差は１０倍にも
なっており、シリカサンドアスファルト混合物の場合に
は、ラベリング作用を受けることで、より効果的に内部
の塩化物を溶出させることが可能である。
【００３１】シリカサンドアスファルト混合物に改質Ｉ
Ｉアスファルトを使用した場合（曲線３）には、摩耗量
は４．５ｃｍ２程度となり、ストレートアスファルト使
用のもののおよそ７割程度に低下させることができる。
このように、シリカサンドアスファルト混合物の摩耗量
は使用するバインダーや、あるいは骨材配合等によって
も調整することが可能である。
【００３２】
【実施例３】前記、表−３に示した混合物の内、凍結抑
制剤を添加したシリカサンドアスファルト混合物Ｎｏ．
および密粒度アスファルト混合物Ｎｏ．のマーシャ
ル供試体を用いて塩化物の溶出試験を実施した。
【００３３】上記マーシャル供試体表面を、チェーンラ
ベリングを受けたことを想定して、表面から２ｍｍ程度
削った供試体を用意した。次にこの供試体の表面に、単
位面積当たりの水量が一定となるよう蒸留水を張り、経
過時間ごとに塩化物濃度を測定し、これより単位面積当
たりの塩化物溶出量（塩化ナトリウム換算）を算出し
た。試験結果を図−２に示す。
【００３４】
【図−２】
【００３５】図−２に示すように、各混合物は、表面が
フレッシュであれば当初に６〜７ｇ／ｍ２程度の塩化ナ
トリウムの溶出があり、その後、時間の経過とともに増
加し、２５０時間経過時点では、シリカサンドアスファ
ルト混合物（曲線６）が３０ｇ／ｍ２、密粒度アスファ
ルト混合物（１３Ｆ）（曲線７）が２０ｇ／ｍ２とな
る。仮に、この間の降雨が１ｍｍと仮定すると、塩化物
水溶液の濃度は前者が３％、後者が２％となる。
【００３６】ここで、塩化ナトリウム水溶液の濃度と凝
固点の関係を調べてみると、図−３に示す関係があるこ
とが判った。これより前記各混合物の凝固点を推定する
と、前者が約−３℃、後者が約−２℃で、両者の差は一
見僅かだが、日本の風土では路面の凍結回避のうえで大
きな隔たりがある。
【００３７】
【図−３】
【００３８】また、シリカサンドアスファルト混合物
（曲線６）からの塩化物溶出量は経過時間につれて増加
する傾向を示すのに対し、密粒度アスファルト混合物
（１３Ｆ）（曲線７）では収束する傾向を示す。後者で
は路面の摩耗が少ないため、多量の降雨で路面が洗われ
た場合には、凍結抑制効果が低下する可能性がある。
【００３９】
【実施例４】ラベリング作用により摩耗、剥脱したアス
ファルト混合物からの塩化物溶出量を推定するため、前
記表−３に示した混合物の内、凍結抑制剤を添加したシ
リカサンドアスファルト混合物Ｎｏ．および、密粒度
アスファルト混合物Ｎｏ．を製造後、締固めを行わず
に徐々に放冷し、ほぐした状態の試料を作成した。次
に、この試料の内の所定量を採取して重量を測り、一定
量の蒸留水中に浸漬し、経過時間と混合物１００ｇあた
りの塩化物溶出量を測定した。測定結果を図−４に示
す。
【００４０】
【図−４】
【００４１】図−４には、混合物中に含まれる塩化物量
の理論値（直線１１、破線で示す）を示したが、シリカ
サンドアスファルト混合物（曲線９）の場合には、浸漬
直後にすでに理論値の１／２程度の塩化物の溶出があ
り、比較的短時間で溶出が完了するのに対し、密粒度ア
スファルト混合物（１３Ｆ）（曲線１０）の場合には、
理論値の半分以下の溶出にとどまっている。以上の結果
より、シリカサンドアスファルト混合物は、ラベリング
作用を受けて剥脱した混合物からも比較的効率よく塩化
物が溶出し、凍結抑制効果を発揮できるといえる。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、凍結抑制剤をシリカサン
ドアスファルト混合物に添加することで、塩化物等化合
物が速やかに溶出し、凍結抑制効果の向上を図ることが
できる。また、該混合物を舗装体の摩耗層として用いる
ことで、摩耗を受けた表面から常に新鮮な塩化物等が溶
出し、安定した凍結抑制効果の持続することができる。
さらに、シリカサンドアスファルト混合物が有している
滑り止め効果により走行車輌の安全性が確保され、また
維持修繕においては、大規模な修繕は不要であり、摩耗
層の切削オーバーレイで対応すればよく、舗装体のライ
フサイクルを長くすることが可能で、経済的にも効果の
ある舗装とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラベリング試験による試験時間と摩耗量の関係
を示す図である。
【図２】摩耗を受けた供試体表面からの塩化物溶出量を
測定したときの経過時間と塩化物溶出量の関係を示す図
である。
【図３】塩化物濃度と凝固点の関係を示す図である。
【図４】ほぐしたアスファルト混合物を水中に浸漬した
時の経過時間と塩化物溶出量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 凍結抑制剤を添加していないシリカサンドアス
ファルト混合物（ストレートアスファルト使用）の物性
を示す曲線 ２，６，９ 凍結抑制剤を添加したシリカサンドアスフ
ァルト混合物（ストレートアスファルト使用）の物性を
示す曲線 ３ 凍結抑制剤を添加したシリカサンドアスファル
ト混合物（改質ＩＩ型アスファルト使用）の物性を示す
曲線 ４ 凍結抑制剤を添加していない密粒度アスファル
ト混合物（１３Ｆ）の物性を示す曲線 ５，７，１０ 凍結抑制剤を添加した密粒度アスファル
ト混合物（１３Ｆ）の物性を示す曲線 ８ 塩化物濃度と凝固点の関係を示す曲線 １１ 混合物中に含まれる塩化物量の理論値を示す直
線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D051 AA08 AE05 AF01 AG01 AH03 4H020 AA01 AA02 AB01 4J002 AG001 BG001 CD001 CK001 CP001 DD056 DD066 DM007 FB086 FB296 FD017 GL02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリカサンドアスファルト混合物および
    これと同等の機能を有する摩耗性舗装用混合物１００重
    量部に対し、塩化物およびこれと同等の凍結抑制機能を
    有する化合物を主成分とする凍結抑制剤を２重量部以上
    添加することを特徴とする舗装用混合物。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の舗装用混合物を舗装体表
    層上に摩耗層として用いることを特徴とする凍結抑制舗
    装工法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の舗装工法で構築されたこ
    とを特徴とする凍結抑制舗装体。
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