JP2002021013A

JP2002021013A - 舗装構造

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Publication number: JP2002021013A
Application number: JP2001120110A
Authority: JP
Inventors: Takeo Iwata; 武夫岩田; Toshio Saito; 俊夫斉藤; Kenichi Harakawa; 健一原川; Takeshi Kunishima; 武史国島; Kenichi Yoshimura; 賢一吉村; Yoshibumi Fujii; 義文藤井; Shinichiro Ando; 慎一郎安藤
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd; Takenaka Doboku Co Ltd; Takenaka Road Construction Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd; Takenaka Doboku Co Ltd; Takenaka Road Construction Co Ltd
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-01-23
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: JP3703732B2

Abstract

(57)【要約】【課題】舗装面へ入射した電磁波を効率的に吸収し、
舗装面からの反射電磁波による電磁障害を防止する。【解決手段】電波発生源から放射する所定周波数の電
波が舗装構造２０の外表面である舗装面３１へ入射する
と、この電波の少なくとも一部が電磁波吸収層２８内に
混合された炭素繊維３２により熱エネルギに変換されて
吸収される。このとき、全ての電波が電磁波吸収層２８
により吸収されなかった場合には、この吸収されなかっ
た残りの電波は放射波Ｒ_Oとして電磁波吸収層２８内か
ら放射する。このとき、放射波Ｒ_Oの位相は、電磁波吸
収層２８内へ入射する入射波Ｒ_I及び電磁波吸収層２８
の表面により直接的に反射される直接反射波Ｒ_Rの位相
に対して逆位相の関係となる。これにより、放射波Ｒ_O
と入射波Ｒ_I及び直接反射波Ｒ_Rとが合成されて相互に打
ち消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路、駐車場等の
施設における舗装面を構成する舗装構造に係り、特にマ
イクロ波等の電磁波を利用して車両等との間で交信を行
う施設に適した舗装構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】次世代の道路交通システムであるインテ
リジェント道路交通システム（ＩＴＳ）の一環として、
有料道路の自動料金徴収システム（ＥＴＣ）や、道路上
を走行する自動車の走行支援道路システム（ＡＨＳ）の
開発が進んでいる。

【０００３】この自動料金徴収システムは、高速道路等
の有料道路の料金所でも自動車の走行を停止させずに自
動車に搭載された通信装置と料金所に配置された通信装
置との間で電磁波を利用して交信し、有料道路の利用者
に対して通行料金を課金、徴収するためのデータ処理を
行うものである。自動料金徴収システムでは、料金所手
前に配置されたレーダ等の検出手段によって道路上を走
行してきた自動車が検出されると、料金所側の通信装置
から走行中の自動車側へ課金処理を開始するための起動
信号を送信する。これにより、自動車側に搭載された通
信装置は自動車の通行料金を算出するために必要な各種
の情報（入口料金所、車種、契約内容、支払口座等）を
料金所側の通信装置へ送信する。料金所側の自動料金収
受装置は、通信装置を介して自動車側から送られてきた
情報に基づいて通行料金を算出し、有料道路の利用者に
対して通行料を課金、徴収するための処理を実行する。
このとき、必要に応じて、自動料金収受装置は通信装置
を介して通行料金に関する情報を自動車側へ送信する。

【０００４】また走行支援道路システムでは、例えば、
道路における自動車の走行経路に沿って所定の間隔毎に
ビーコンを埋設し、この道路上を走行する自動車に搭載
された走行支援装置のレーダ部がビーコンからの電磁波
信号を検出する。これにより、自動車に搭載された走行
支援装置は、ビーコンからの電磁波信号に基づいて適正
な走行ラインを算出し、この走行ラインに沿って自動車
を走行させるための処理を行う。この走行支援装置によ
る処理としては、例えば、走行レーンからの逸脱の可能
性等をドライバに警告することや、適正な走行ラインに
沿って自動車が走行するように自動操舵することが考え
られている。

【０００５】上記したような自動車の自動料金徴収シス
テムや走行支援道路システムでは、料金所や自動車専用
道路等の施設（インフラストラクチャー）と走行中の自
動車とが比較的高い周波数の電磁波（例えば、１ＧＨｚ
以上のマイクロ波）を利用して情報を通信したり、道路
上における自動車の位置を測定する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の料金所
や道路等の舗装面では、通常、電磁障害に対する対策が
何ら採られていないことから、施設側の通信装置等の電
磁波発生源から自動車へ向けて出射された電磁波の一部
が道路の舗装面により反射し、この反射電磁波により様
々な電磁障害が発生するおそれがある。具体的には、例
えば、料金所側の通信装置側と自動車側の通信装置との
交信が正常に行えなくなったり、自動車の走行支援装置
がビーコンからの電磁波信号を正常に検出できなくなる
などの電磁障害が発生するおそれがある。

【０００７】本発明の目的は、上記事実を考慮して、舗
装面へ入射した電磁波を効率的に吸収し、舗装面からの
反射電磁波による電磁障害を防止できる舗装構造を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の舗装構造は、骨
材、バインダと共に導電性材料及び磁性材料の少なくと
も一方を混合して構成され、表面側から入射した所定周
波数の電磁波の少なくとも一部を吸収可能とされた電磁
波吸収層と、前記電磁波吸収層の裏面へ面するように設
けられ、該電磁波吸収層を透過した電磁波を反射する電
磁波反射層と、を有するものである。

【０００９】上記構成の舗装構造によれば、電磁波発生
源から放射する所定周波数の電磁波が舗装構造の外表面
である舗装面へ入射すると、この電磁波の少なくとも一
部が電磁波吸収層内を伝搬されるに従って、電磁波吸収
層内に混合された導電性材料又は磁性材料により吸収さ
れるが、全ての電磁波が電磁波吸収層により吸収されな
かった場合には、この吸収されなかった残りの電磁波は
電磁波吸収層を透過して電磁波反射層へ入射し、電磁波
反射層により反射されて電磁波吸収層内へ再び入射す
る。これにより、電磁波が電磁波吸収層内の導電性材料
又は磁性材料により再び吸収されて減少する。これによ
っても、全ての電磁波が吸収されないときには、残りの
電磁波は電磁波吸収層の表面から外部へ放射する。

【００１０】このとき、電磁波吸収層の表面から電磁波
反射層までの厚さを入射する電磁波の周波数に対して所
定の関係としておけば、電磁波反射層により反射された
後に電磁波吸収層内から放射される電磁波（放射波）の
位相を、電磁波吸収層内へ入射する電磁波（入射波）及
び電磁波吸収層の表面により直接的に反射される電磁波
（直接反射波）の位相に対して逆位相の関係とすること
ができる。従って、放射波と入射波及び直接反射波とを
合成して相互に打ち消すことができるので、この電磁波
の合成作用によっても舗装面からの反射電磁波を減少さ
せることが可能となる。

【００１１】また、本発明の舗装構造において、電磁波
吸収層を、その厚さ方向に直交する面に沿った平均的な
誘電率が表面側から裏面側へ向かって増大するようにす
れば、電磁波吸収層の表面により直接的に電磁波が反射
されることを効果的に抑制できるので、電磁波吸収層の
表面により直接反射される電磁波（直接反射波）を減少
させ、電磁波吸収層内へ入射する電磁波の比率を増加で
きる。この結果、電磁波吸収層内の導電性材料又は磁性
材料により電磁波を効率的に吸収させることができの
で、舗装面からの反射電磁波を更に効率的に減少できる
ようになる。ここで、例えば、電磁波吸収層の空隙率
を、該電磁波吸収層の表面側から裏面側へ向かって段階
的又は連続的に減少させれば、電磁波吸収層の面方向に
沿った平均的な誘電率を表面側から裏面側へ向かって増
大させることができる。

【００１２】また、電磁波吸収層中の導電性材料及び磁
性材料の混合比率を、電磁波吸収層の表面側から裏面側
へ向かって段階的又は連続的に増加させれば、空隙率を
変化させた場合と同様に、電磁波吸収層の面方向に沿っ
た平均的な誘電率を表面側から裏面側へ向かって増大さ
せることができ、さらに電磁波吸収層の表面付近での電
磁波反射を抑制して電磁波吸収層内で効率的に電磁波を
吸収できるようになる。

【００１３】また、本発明の舗装構造において、電磁波
が透過可能とされた表面保護層を電磁波吸収層の表面を
覆うように設ければ、タイヤ等との接触時の磨耗、剥離
等により電磁波吸収層が経時的に損耗することを防止で
きると共に、電磁波吸収層に経時的に圧縮変形等の変形
が生じることも防止できる。この結果、電磁波吸収層の
厚さが経時的に減少して、電磁波吸収層による電磁波の
吸収能力の低下を防止でき、さらに電磁波吸収層の表面
から電磁波反射層までの厚さが経時的に変化し、放射波
と入射波及び直接反射波との合成による反射電磁波に対
する抑制能力の低下も防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る舗
装構造について図面を参照して説明する。

【００１５】（発明の概要）図１には本発明の実施形態
に係る舗装構造が適用される施設（インフラストラクチ
ャー）の一例として有料道路の自動料金徴収所１０が示
されている。この自動料金徴収所１０には、そのエリア
内における各走行レーン１２の中央付近を横断するよう
にトールゲート１４が設置されており、このトールゲー
ト１４には、複数本（図１では４本）の走行レーン１２
にそれぞれ対応する複数個の自動料金収受装置１６が配
置されている。

【００１６】自動料金収受装置１６は、レーダや赤外線
遮断検出手段等の車両検出装置及び無線通信装置を内蔵
している。レーダを例に説明すると、このレーダは走行
レーン１２におけるトールゲート１４に対して手前側の
所定の検出領域へ車両検出用の電磁波（送信波）を放射
し、車両検出領域内へ走行してきた車両１８により反射
された電磁波（反射波）を検出する。これにより、自動
料金収受装置１６は、トールゲート１４に近づいてくる
車両の存在を検知すると共に、この車両１８の走行レー
ン１２上における位置を判断する。

【００１７】料金自動徴収装置１６は、レーダにより検
知された車両１８が走行レーン１２上における検出領域
の下流側に設定された通信領域に達したことを判断する
と、その無線通信装置から通信用の電磁波信号を通信領
域内の車両１８へ向かって出射する。このとき、通信用
の電磁波信号としては１ＧＨｚ以上（例えば、５．８Ｇ
Ｈｚ帯）のマイクロ波が利用される。

【００１８】一方、車両１８には、無線通信装置を内蔵
した自動料金支払装置（図示省略）が搭載されており、
この自動料金支払装置は、その無線通信装置が自動料金
収受装置１６からの電磁波信号を受信すると、車両１８
の通行料金の算出及び徴収に必要な情報（入口料金所、
車種、契約内容、支払口座等）を自動料金収受装置１６
へ電磁波信号を利用して送信する。この車両１８側から
の電磁波信号を受けた自動料金収受装置１６は、有料道
路上での車両１８の走行距離等に基づき通行料金を算出
すると共に、この通行料金を有料道路の利用者から徴収
するための処理を実行する。

【００１９】上記した自動料金徴収所１０のエリア内で
は、自動料金収受装置１６の無線通信装置からの送信波
が出射される走行レーン１２上の通信領域及びレーダか
らの車両検出用の電磁波が出射される走行レーン１２上
の検出領域における電磁波反射を可能な限り抑制するこ
とが望ましい。

【００２０】すなわち、通信領域及び検出領域内の舗装
面による電磁波反射率が大きいと、各種の電磁障害が生
じる。具体的には、例えば、通信領域内の舗装面による
電磁波反射率が大きいと、自動料金収受装置１６からの
電磁波信号が舗装面により反射され、これが目標とする
車両１８以外の車両（例えば、後続の車両）へ入射して
しまい、自動料金収受装置１６と目標とする車両１８と
の間での正常な無線通信ができなくなったり、また検出
領域内の舗装面による電磁波反射率が大きいと、レーダ
からの送信波が舗装面により反射され、これが目標とす
る車両１８以外の車両に放射してしまい、この車両から
の反射波がノイズとしてレーダに入射して車両の位置検
出精度が低下するなどの電磁障害現象が生じる。

【００２１】自動料金徴収所１０では、上記のような電
磁障害を防止するため、少なくとも通信領域及び検出領
域内の走行レーン１２の舗装構造として本発明の実施形
態に係る舗装構造が採用され、これにより、走行レーン
１２の舗装面からの反射電磁波による電磁障害を抑制し
ている。

【００２２】（第１の実施形態）図２には本発明の第１
の実施形態に係る舗装構造が示されている。この舗装構
造２０では、砂利、砂等が突き固められた路盤（図示省
略）上に加熱アスファルト混合物等からなる基層２２が
設けられると共に、この基層２２の上部層として表層２
４が設けられている。この表層２４は厚さ方向に沿って
機能がそれぞれ異なる複数の層からなる多層構造とさ
れ、基層２２側から舗装面３１へ向かって電磁波反射層
２６、電磁波吸収層２８及び表面保護層３０が順に積層
されている。

【００２３】図１に示される走行レーン１２の舗装面３
１を構成する表面保護層３０は、通常のアスファルト舗
装の場合と同様に、骨材及びアスファルトが混合されて
構成され、その下部層である電磁波吸収層２８の表面２
９を覆っている。ここで、表面保護層３０は、舗装面３
１から電磁波吸収層２８までの電磁波透過を容易にする
ため、その強度を損なわないことを限度に、空隙率が高
くなるような骨材配合とすることが好ましい。但し、表
面保護層３０内への電磁波透過性は、主として表面保護
層３０の舗装面３１付近における誘電率の影響が大き
い。このため、表面保護層３０は、舗装面３１側の誘電
率を十分小さくし、舗装面３１から裏面側へ向かって誘
電率が増加するように構成しても、電磁波反射を減少し
て電磁波吸収層２８へ電磁波を効率的に透過させること
ができる。

【００２４】表層２４の電磁波吸収層２８は、砂、砂利
等からなる骨材及びバインダとしてのアスファルトと共
に、導電性材料としての炭素繊維３２を加熱混合した舗
装材料により構成されている。このとき、電磁波吸収層
２８内へ入射する電磁波（電磁波）の周波数に対応する
所定長さ炭素繊維３２をアスファルト混合物へ混合する
ことにより、電磁波吸収層２８内へ入射した電磁波（電
磁波）を炭素繊維３２により散乱し、この散乱した電磁
波を電磁波吸収層２８内で共振させることが可能にな
る。これにより、電磁波吸収層２８内へ入射した電磁波
を熱エネルギに効率良く変換して減衰できる。

【００２５】ここで、電磁波吸収層２８内に混合された
炭素繊維３２の長さ（＝Ｌ）の最小値及び最大値は、次
の〜ような基準により設定される。

【００２６】電磁波吸収層２８内の炭素繊維３２へ
電磁波が入射したときの抵抗損失を期待するためには、
吸収対象となる電磁波の波長λ（空気中）に対して抵抗
損失体としての炭素繊維３２の長さＬは、Ｌ＝ｎλ／２
（ｎは自然数）となることが好ましい。

【００２７】電磁波は、通過する物質、媒質、抵抗
損失体（この場合は炭素繊維）自体の誘電率等の電気特
性による波長短縮効果により、空気中よりも波長が短く
なる。この点を考慮して、炭素繊維３２の長さＬの最小
値を理論的に計算し、これを実験で確認すると、アスフ
ァルト混合物へ混合する炭素繊維３２の長さＬの最小値
は、Ｌ≧λ／１０とすることで有効な電磁波吸収効果が
得られることが判明した。

【００２８】一方、電磁波吸収層２８に混合される
炭素繊維３２の長さＬの最大値については、次のような
点を考慮する必要がある。

【００２９】炭素繊維３２の長さＬが極端に長いと、炭
素繊維３２同志が絡み合ってしまい、電磁波吸収層２８
内に均一に分散させることが困難となる。

【００３０】また、表層２４は、通常、一回当たりの施
工厚さが３０〜５０ｍｍ程度とされ、１回乃至複数回の
施工を行って設計された厚さとされる。よって、電磁波
吸収層２８内へ混合する炭素繊維３２の長さが一回当た
り施工厚さよりも長いと、電磁波吸収層２８内で炭素繊
維３２が偏在し易くなる。

【００３１】また、炭素繊維３２は、曲げ方向及び剪断
方向の荷重によって破断し易い特性を有している。一
方、道路舗装で使用される骨材の最大寸法は１５ｍｍ以
下の場合が多い。このため、骨材の最大寸法に対して極
端に長い炭素繊維３２は、ミキシング時に破断し易く、
施工後の炭素繊維３２の長さが不安定になる原因とな
る。

【００３２】以上の点を考慮し、炭素繊維３２の長さＬ
の最大値は、安定した電磁波吸収性能を得るために５０
ｍｍ以下とすれば良いことが判明した。これにより、お
およそ電磁波吸収特性が５．８ＧＨｚにおいて−１０〜
−１５ｄＢ（現地実験結果）という良好な結果が得られ
た。

【００３３】次に、電磁波吸収層２８内で最も効率良く
吸収対象となる波長λの電磁波を吸収できる炭素繊維３
２の長さＬの設定方法について説明する。炭素繊維３２
が最も効率良く波長λの電磁波を吸収するのは、炭素繊
維３２の長さが波長λの電磁波に共振する長さとなった
ときである。

【００３４】すなわち、通信、検出又は計測用に用いら
れる波長λの電磁波に対してｎλ／２（ｎは自然数）と
いう演算式により算出される値を炭素繊維３２の長さＬ
とすれば、共振効果により波長λの電磁波を効率的に吸
収できる。但し、表面保護層３０及び電磁波吸収層２８
内を伝搬する電磁波の波長λは、表面保護層３０及び電
磁波吸収層２８の誘電率等の電気特性によって波長が短
縮される。さらに電磁波吸収層２８内では、電磁波が炭
素繊維３２へ入射することによってもその誘電率等の電
気特性により波長が短縮される。

【００３５】従って、電磁波吸収層２８へ混合する炭素
繊維３２の長さＬは、表面保護層３０、電磁波吸収層２
８及び炭素繊維３２により短縮された波長に対応させて
設定する必要がある。このような炭素繊維３２の長さＬ
を設定する場合、例えば、表面保護層３０及び電磁波吸
収層２８を構成するアスファルト混合物の電気特性及び
炭素繊維３２の電気特性から電磁波吸収層２８内での電
磁波の波長を予測する。

【００３６】次に、予測された電磁波の波長から演算さ
れた炭素繊維３２の長さ（演算値）に対して段階的に長
さを変えた複数種類の炭素繊維３２を用意し、これら長
さが異なる炭素繊維３２がそれぞれ混合された電磁波吸
収層２８のサンプルを作成する。そして、これらのサン
プルへ波長λの電磁波を照射して、その吸収特性を測定
する。このとき、吸収特性のピーク効果が得られた炭素
繊維３２の長さを、通信、検出又は計測用に用いられる
波長λの電磁波に対して共振する炭素繊維３２の長さＬ
（目標値）として設定する。このようにして設定された
Ｌ又はそれに近似する長さを有する炭素繊維３２を電磁
波吸収層２８へ混合すれば、波長λの電磁波を電磁波吸
収層２８内で効率的に吸収できる。

【００３７】次に、電磁波吸収層２８内へ混合する炭素
繊維３２の混合量について説明する。電磁波吸収層２８
内への炭素繊維３２の混入量を増やしていくと、電磁波
の反射率が増加して、最終的には電磁波の反射体と見な
せるようになる。実験的には、アスファルトと骨材との
混合比が５：９５（重量比）のアスファルト混合物を用
い、このアスファルト混合物に混合する炭素繊維３２
（長さ５ｍｍ）を骨材の０．５％（重量比）より多く混
合すると、電磁波吸収層２８が電磁波吸収体としてより
も電磁波反射体としての性質を強く示すようになること
が判明した。よって、電磁波吸収層２８を構成するアス
ファルト混合物への炭素繊維３２の混合比は、骨材の
０．５％（重量比）以下とすることが望ましい。

【００３８】表層２４における下部層である電磁波反射
層２６は、炭素や金属等の導電性材料により構成されて
いる。この電磁波反射層２６は、例えば、炭素繊維、金
属繊維等を網状に編んだメッシュ構造体を基層２２上に
敷いて構成される。この際、メッシュ構造体のメッシュ
サイズは、吸収対象とする電磁波の波長に対する２０分
の１以下とすることが好ましい。また電磁波反射層２６
の構造としては、導電性材料をメッシュ構造体としたも
の以外にも、金属薄膜や導電性塗料を基層２２の表面に
設置して電磁波反射層２６としたものや、多量の導電性
材料をアスファルト混合物に混合し、このアスファルト
混合物により基層２２上に電磁波反射層２６を構成した
ものなどが適用可能である。

【００３９】次に、電磁波吸収層２８へ入射する電磁波
の波長λに対応して設定される電磁波吸収層２８の厚さ
について説明する。表層２４の厚さについては道路の仕
様等により予め規格化されていることから、電磁波吸収
層２８の厚さＴについても表層２４の厚さに応じて制限
される。このような制限を考慮せずに、電磁波吸収層２
８の厚さＴを電磁波の強度に対して十分厚くできれば、
電磁波吸収層２８内へ入射した電磁波は、電磁波吸収層
２８の表面から電磁波反射層２６へ達した後、この電磁
波反射層２６により反射して電磁波吸収層２８の表面ま
での伝搬する間に全て吸収される。

【００４０】しかし、電磁波吸収層２８の厚さＴを、常
に電磁波の強度に対して十分厚くすることは現実的では
なく、電磁波吸収層２８の厚さＴを十分厚くできない場
合にも、電磁波吸収層２８へ入射する電磁波を効率的に
吸収、除去する必要がある。このためには、電磁波吸収
層２８の内部から外部へ放射される電磁波（放射波）と
電磁波吸収層２８へ入射する電磁波（入射波）とを合成
し、これらを相互に打ち消すことが有効であり、このよ
うな作用を得るための電磁波吸収層２８の構成を次に説
明する。

【００４１】電磁波吸収層２８へ入射する入射波Ｒ
_Iを、電磁波吸収層２８内からの放射波Ｒ_Oと合成して打
ち消すためには、放射波Ｒ_Oの位相を入射波Ｒ_Iの位相の
逆位相とする必要がある。また電磁波吸収層２８の表面
により直接的に反射される電磁波（直接反射波Ｒ_R）は
入射波Ｒ_Iと同一位相であるので、この直接反射波Ｒ_Rも
放射波Ｒ_Oとの合成により打ち消される。ここで、放射
波Ｒ_Oの位相を入射波Ｒ_I及び直接反射波Ｒ_Rの位相と逆
位相とするためには、電磁波吸収層２８の厚さＴをＴ＝
ｎλ／４（但し、λは入射波Ｒ_Iの波長、ｎは自然数）
とする必要がある。

【００４２】電磁波吸収層２８の厚さＴを上記のように
設定することにより、電磁波吸収層２８内へ入射し、電
磁波反射層２６により反射されて電磁波吸収層２８の表
面から放射される放射波Ｒ_Oの位相が、入射波Ｒ_I及び直
接反射波Ｒ_Rの位相と逆位相となり、放射波Ｒ_Oが電磁波
吸収層２８の表面付近で入射波Ｒ_I及び直接反射波Ｒ _Rと
それぞれ合成されることにより、入射波Ｒ_I及び直接反
射波Ｒ_Rをそれぞれ打ち消すことができる。

【００４３】但し、Ｔ＝ｎλ／４という演算式により設
定される厚さＴは、電磁波吸収層２８の誘電率εが真空
の誘電率ε₀に近似していると仮定した場合のものであ
り、本実施形態のように電磁波吸収層２８の誘電率εが
真空の誘電率ε₀と無視できない程度に異なる場合に
は、電磁波吸収層２８の誘電率εに応じて厚さＴを補正
する必要がある。すなわち、電磁波吸収層２８の実測長
ではなく、誘電率εに応じて変化する電気長Ｔ´をｎλ
／４から算出される値と一致させる必要がある。また、
これを換言すれば、電磁波吸収層２８の厚さが施工上、
制限されてその実測長をｎλ／４と一致できない場合で
も、電磁波吸収層２８の誘電率εを調整することにより
電気長Ｔ´をｎλ／４と一致させることが可能になる。

【００４４】ここで、電磁波吸収層２８へ混合する導電
性材料の混合率を変化させることにより、電磁波吸収層
２８の誘電率εを調整することが可能になる。従って、
炭素繊維３２の混合率を変化させても、電磁波吸収層２
８の誘電率εを調整できるが、炭素繊維３２については
前述したように骨材の０．５％以下とすることが望まし
く、その混合率を大きく変化させることができない。一
定の大きさ（粒径）を有する金属、炭素等の導電性材料
をアスファルト混合物へ混合すると、導電性材料が実質
的に骨材として機能することから、電磁波吸収層２８の
強度等の機械性質が変化するおそれがある。これらの点
を考慮し、本実施形態では、所定粒径の骨材の一部又は
全部に置換し、この骨材と略同径の粒度を有する炭素粒
を置換する骨材と略同量だけ電磁波吸収層２８内へ混合
し、電磁波吸収層２８の誘電率εを目標とする値へ調整
している。

【００４５】また以上説明したように、電磁波吸収層２
８の厚さＴ又はＴ´をｎλ／４から算出される値と一致
させることにより、放射波Ｒ_Oと入射波Ｒ_I及び直接反射
波Ｒ _Rとを互いに逆位相の関係にできるが、このときの
厚さＴ又はＴ´は入射波Ｒ_Iが電磁波吸収層２８の表面
２９へ垂直に入射すると仮定した場合、すなわち電磁波
発生源が無限遠の位置にあると見なせる場合の値であ
る。すなわち、入射波Ｒ_Iの電磁波吸収層２８への入射
角が小さくなる（水平に近づく）に従い、電磁波吸収層
２８の表面から電磁波反射層２６までの入射波Ｒ_Iの伝
搬経路は長くなっていく。このため、電磁波発生源が舗
装面３１と比較的近接している場合には、電磁波発生源
からの舗装面３１に沿った距離に応じて電磁波吸収層２
８の厚さを変化させて、電磁波吸収層２８内における入
射波Ｒ_Iの伝搬経路をｎλ／４から算出される値と一致
させることが望ましい。

【００４６】次に、以上説明した第１の実施形態に係る
舗装構造２０を図１に示される自動料金徴収所１０へ適
用した場合の作用について説明する。図１に示される自
動料金徴収所１０では、自動料金収受装置１６の無線通
信装置による通信領域及びレーダによる検出領域内にお
ける走行レーン１２の舗装構造として、それぞれ図２に
示される舗装構造２０が採用されている。但し、電磁波
発生源としての無線通信装置とレーダとでは、それぞれ
異なる周波数の電磁波を使用していることから、通信領
域と検出領域とは、それぞれ使用される電磁波周波数に
応じて電磁波吸収層２８の厚さが異なっている。また、
自動料金徴収所１０では、電磁波発生源からの舗装面３
１に沿った距離に応じて電磁波吸収層２８の厚さが調整
されている。

【００４７】すなわち、自動料金徴収所１０の通信領域
及び検出領域内の走行レーン１２を舗装構造として舗装
構造２０を採用することにより、自動料金収受装置１６
の電磁波発生源である無線通信装置及びレーダから放射
する所定周波数の電磁波が舗装構造２０の外表面である
舗装面３１へ入射すると、この電磁波の少なくとも一部
が電磁波吸収層２８内を伝搬するに従って、電磁波吸収
層２８内に混合された導電性材料である炭素繊維３２に
より熱エネルギに変換されて吸収される。このとき、全
ての電磁波が電磁波吸収層２８により吸収されなかった
場合には、この吸収されなかった残りの電磁波は電磁波
吸収層２８を透過して電磁波反射層２６へ入射し、電磁
波反射層２６により反射されて電磁波吸収層２８内へ再
び入射する。これにより、電磁波が電磁波吸収層２８内
の炭素繊維３２により再び吸収されて減衰する。これに
よっても、全ての電磁波が電磁波吸収層２８内で吸収さ
れないときには、残りの電磁波は電磁波吸収層２８の表
面２９から放射される。

【００４８】このとき、電磁波吸収層２８の表面２９か
ら電磁波反射層２６までの厚さ（電気長）がｎλ／４か
ら算出される値と一致していることにより、電磁波反射
層２６により反射された後に電磁波吸収層２８内から放
射される電磁波（放射波Ｒ_O）の位相を、電磁波吸収層
２８内へ入射する電磁波（入射波Ｒ_I）及び電磁波吸収
層２８の表面により直接的に反射される電磁波（直接反
射波Ｒ_R）の位相に対して逆位相の関係とすることがで
きる。従って、放射波Ｒ_Oと入射波Ｒ_I及び直接反射波Ｒ
_Rとを合成して相互に打ち消すことができるので、この
電磁波の合成作用によっても舗装面３１からの反射電磁
波を減衰できる。

【００４９】従って、本実施形態に係る舗装構造２０を
自動料金徴収所１０の通信領域及び検出領域内の走行レ
ーン１２へ適用することにより、舗装面３１からの反射
電磁波による各種の電磁障害を防止できる。具体的に
は、例えば、自動料金収受装置１６からの電磁波信号が
舗装面により反射され、これが目標とする車両１８以外
の車両（例えば、後続の車両）へ入射してしまい、自動
料金収受装置１６と目標とする車両１８との間での正常
な無線通信ができなくなったり、またレーダからの送信
波が舗装面３１により反射され、これが目標とする車両
１８以外の車両に放射してしまい、この車両からの反射
波がノイズとしてレーダに入射して車両の位置検出精度
が低下するなどの電磁障害現象を防止できる。

【００５０】なお、本実施形態に係る舗装構造２０で
は、電磁波吸収層２８内に導電性材料として耐久性及び
強度に優れ、しかも電磁波周波数に応じた長さＬの調整
が容易な炭素繊維３２を混合しているが、導電性材料と
しては、十分な電気導電性を有していれば炭素繊維３２
以外も使用可能であり、例えば、カーボン含有繊維、ニ
ードルカーボン、メタルファイバ、導電性繊維等を電磁
波吸収層２８へ混合するようにしてもよい。

【００５１】また炭素繊維３２は、電磁波吸収層２８の
素材となるアスファルト混合物をミキシングする際に、
必ずしも骨材及びアスファルトと同時にミキシングして
混合する必要はなく、例えば、予め炭素繊維３２をアス
ファルト等のバインダと混合して塊又は粒状としてお
き、これを骨材及びアスファルトと共にミキシングして
アスファルト混合物としてもよく、また骨材表面にアス
ファルト等のバインダにより付着させ、この炭素繊維３
２が付着した骨材の一部としてアスファルト混合物を製
造するようにしてもよい。

【００５２】また電磁波吸収層２８内には、導電性材料
に代えて、又は導電性材料と共に磁性材料を混合し、こ
の磁性材料により電磁波を吸収するようにしてもよい。
ここで、電磁波吸収層２８へ混合する磁性材料として
は、フェライト等の強磁性材料が特に適しており、例え
ば、フェライト粒を、電磁波吸収層２８を構成するアス
ファルト混合物の骨材の一部として混合する。さらに本
実施形態では、電磁波吸収層２８を構成する舗装材料の
バインダとしてアスファルトを用いたが、このようなバ
インダとしては、タール等の他の瀝青材料やセメント等
を用いることもできる。

【００５３】また、本実施形態に係る舗装構造２０で
は、電磁波吸収層２８の表面２９を覆うように電磁波が
透過可能とされた表面保護層３０が設けられていること
により、車両１８のタイヤ等との接触時の磨耗、剥離等
により電磁波吸収層２８が経時的に損耗することを防止
できると共に、電磁波吸収層２８に経時的に圧縮変形等
の変形が生じることも防止できる。この結果、電磁波吸
収層２８の厚さが経時的に減少して、電磁波吸収層２８
による電磁波の吸収能力の低下を防止でき、さらに電磁
波吸収層２８の表面２９から電磁波反射層２６までの厚
さが経時的に変化し、放射波Ｒ_Oと入射波Ｒ_I及び直接反
射波Ｒ_Rとの合成による反射電磁波に対する抑制能力の
低下も防止できる。

【００５４】（第２の実施形態）図３には本発明の第２
の実施形態に係る舗装構造が示されている。なお、図３
では、図２に基づいて説明した第１の実施形態に係る舗
装構造２０と同一部材については同一符号を付して説明
を省略する。この舗装構造３４では、基層２２の上部層
として表層３５が設けられている。この表層３５は、基
層２２側から順に電磁波反射層２６、電磁波吸収層３６
及び表面保護層３０からなる３層構造とされている。表
層３５における電磁波吸収層３６は、更に厚さ方向及び
面方向に沿ってそれぞれ機能がそれぞれ異なるプレキャ
スト層４０及び充填層４２からなる二層構造とされてい
る。

【００５５】電磁波吸収層２８におけるプレキャスト層
４０は、複数個の略角錐台又は略円錐台のブロック体４
４から構成されており、このブロック体４４は、図３に
示されるように厚さ方向に沿った断面形状が上方へ向か
って幅が狭くなるような台形状とされている。ブロック
体４４は、基本的には第１の実施形態の舗装構造２０に
おける電磁波吸収層２８と同一材料、すなわち導電性材
料及び磁性材料の少なくとも一方が混合されたアスファ
ルト混合物により形成されている。但し、アスファルト
混合物へ混合される導電性材料又は磁性材料について
は、その混合比が電磁波吸収層３６全体として第１の実
施形態の電磁波吸収層２８と略等しくなるように混合さ
れている。従って、ブロック体４４単体としては、導電
性材料又は磁性材料の混合比が電磁波吸収層２８より高
くなっている。

【００５６】ブロック体４４は、工場に設置された成形
装置（図示省略）や施工現場等へ移動可能とされた自走
式の成形装置（図示省略）により図示の形状に成形さ
れ、基層２２上に敷き詰められる。これにより、舗装構
造３４には電磁波吸収層３６のプレキャスト層４０が形
成される。基層２２上に敷き詰められたブロック体４４
の外側面間には、アスファルト混合物が隙間なく充填さ
れ、このアスファルト混合物により電磁波吸収層３６の
充填層４２が形成される。

【００５７】ここで、ブロック体４４には導電性材料及
び磁性材料の少なくとも一方が混合され、充填層４２に
は導電性材料及び磁性材料の何れもが混合されていない
ことから、充填層４２の誘電率はプレキャスト層４０の
誘電率に対して十分小さくなっている。この結果、電磁
波吸収層３６全体には、その厚さ方向に直交する面に沿
った平均的な誘電率が表面３７側から裏面３８側へ向か
って連続的に増大するような電磁気的特性が付与され
る。

【００５８】なお、このときの電磁波吸収層２８の厚さ
方向に沿った単位長さ当たりの誘電率の増加量（増加
率）は、ブロック体４４の表面３７側から裏面３８側へ
の断面積の増加率を変化させれば調整可能となる。また
ブロック体４４の形状は、必ずしも円錐台状又は角錐台
状である必要はなく、例えば、面方向に沿った断面積が
それぞれ異なる複数の円柱体や角柱体を複数個積み重ね
た形状のもの等でも、厚さ方向に直交する面に沿った平
均的な誘電率が表面３７側から裏面３８側へ向かって増
大できる。但し、この場合には、電磁波吸収層３６にお
ける平均的な誘電率は表面３７側から裏面３８側へ向か
って段階的に増大することになる。

【００５９】なお、図３では充填層４２と表面保護層３
０とをそれぞれ異なる層として示しているが、充填層４
２と表面保護層３０とを同一材料により一体的に成形す
るようにしてもよい。また電磁波吸収層３６（プレキャ
スト層４０）へ混合する導電性材料としての炭素繊維３
２の長さ及び混合比については、第１の実施形態の場合
と同様の考え方により適正値を求めることができ、また
電磁波周波数に応じて設定される電磁波吸収層２８の電
気長に基づく厚さＴ´についても、第１の実施形態の場
合と同様の考え方により適正値を求めることができる。

【００６０】以上説明した第２の実施形態に係る舗装構
造３４によれば、充填層４２と共に電磁波吸収層３６を
構成するプレキャスト層４０に導電性材料及び磁性材料
の少なくとも一方が混合され、かつ電磁波吸収層３６が
電磁波周波数に応じた厚さＴ´とされていることによ
り、第１の実施形態に係る舗装構造２０と同様に、電磁
波吸収層３６へ入射した電磁波（入射波Ｒ_I）を共振効
果等により吸収できると共に、放射波Ｒ_Oとの合成によ
っても入射波Ｒ_I及び直接反射波Ｒ_Rを減少できるので、
舗装面３１からの反射電磁波を効率的に減少できる。

【００６１】さらに第２の実施形態に係る舗装構造３４
では、電磁波吸収層３６の厚さ方向に直交する面に沿っ
た平均的な誘電率が表面３７側から裏面３８側へ向かっ
て連続的に増大することにより、電磁波吸収層３６の表
面３７により直接的に電磁波が反射されることを効果的
に抑制できるので、直接反射波Ｒ_Rを減少させ、電磁波
吸収層３６内へ入射する電磁波を増加できる。この結
果、電磁波吸収層３６内の導電性材料又は磁性材料によ
り入射波Ｒ_Iを効率的に吸収させることができので、第
１の実施形態の舗装構造２０と比較して、さらに舗装面
３１からの反射電磁波を効率的に減少できるようにな
る。従って、本実施形態に係る舗装構造３４を自動料金
徴収所１０の通信領域及び検出領域内の走行レーン１２
へ適用することにより、第１の実施形態の舗装構造２０
を用いた場合と比較して、舗装面３１からの反射電磁波
による各種の電磁障害を更に効果的に防止できる。

【００６２】なお、第２の実施形態に係る舗装構造３４
では、プレキャスト層４０を構成するブロック体４４の
断面積を厚さ方向に沿って変化させ、電磁波吸収層３６
の誘電率を連続的に変化させているが、このような構成
以外にも、例えば、電磁波吸収層３６の空隙率を表面３
７側から裏面３８側へ向かって段階的又は連続的に減少
させれば、電磁波吸収層３６の面方向に沿った平均的な
誘電率を表面３７側から裏面３８側へ向かって連続的又
は段階的に増大させることができる。この場合には、電
磁波吸収層３６を構成するアスファルト混合物へ混合す
る骨材配合を連続的又は段階的に変化させることによ
り、電磁波吸収層３６の空隙率を表面３７側から裏面３
８側へ向かって段階的又は連続的に減少させることが可
能になる。また電磁波吸収層３６の空隙率を段階的に変
化させる場合には、電磁波吸収層３６をそれぞれ骨材配
合を変えた複数種類のアスファルト混合物により段階的
に形成するようにしてもよい。また電磁波吸収層３６に
混合される導電性材料又は磁性材料の混合比を、表面３
７側から裏面３８側へ向かって段階的又は連続的に増加
させても、電磁波吸収層３６の面方向に沿った平均的な
誘電率を表面３７側から裏面３８側へ向かって連続的又
は段階的に増大させることができる。

【００６３】以上の説明では、第１及び第２の実施形態
に係る舗装構造２０,３４を自動料金徴収所１０の走行
レーン１２へ適用した場合のみを説明したが、これらの
舗装構造２０,３４は、舗装面３１上にて電磁波が使用
されるならば、どのような施設の電磁障害を防止するた
めに適用できる。例えば、各種走行支援道路システム
や、道路上にある交通情報提供装置、ナビゲーションシ
ステム等を利用する道路の舗装の他、コンクリートをバ
インダとした防音壁や防護法面、建造物の壁面、トンネ
ル坑内を構成する構造物等へも適用できる。その他、道
路以外でも駐車場の自動料金徴収所や、建造物内の車路
における走行支援装置の電磁障害防止用にも適用でき
る。

【００６４】

【発明の効果】以上説明した本発明の舗装構造によれ
ば、舗装面へ入射した電磁波を効率的に吸収し、舗装面
からの反射電磁波による各種の電磁障害を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る舗装構造が適用され
る施設の一例としての有料道路の料金所の構成を示す斜
視図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る舗装構造の構
成を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る舗装構造の構
成を示す断面図である。

【符号の説明】

２０舗装構造２６電磁波反射層２８電磁波吸収層３０表面保護層３１舗装面３２炭素繊維（導電性材料）３４舗装構造３６電磁波吸収層４０プレキャスト層（電磁波吸収層）４２充填層（電磁波吸収層）４４ブロック体（プレキャスト層）

フロントページの続き (72)発明者斉藤俊夫千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者原川健一千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者国島武史東京都中央区銀座８丁目21番地１号株式会社竹中道路内 (72)発明者吉村賢一東京都中央区銀座８丁目21番地１号株式会社竹中道路内 (72)発明者藤井義文東京都中央区銀座８丁目21番地１号株式会社竹中土木内 (72)発明者安藤慎一郎東京都中央区銀座８丁目21番地１号株式会社竹中土木内Ｆターム(参考） 2D051 EA01 EA06 5E321 AA41 BB21 BB31 BB51 BB60 GG11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】骨材、バインダと共に導電性材料及び磁
性材料の少なくとも一方を混合して構成され、表面側か
ら入射した所定周波数の電磁波の少なくとも一部を吸収
可能とされた電磁波吸収層と、前記電磁波吸収層の裏面へ面するように設けられ、該電
磁波吸収層を透過した電磁波を反射する電磁波反射層
と、を有することを特徴とする舗装構造。
【請求項２】前記電磁波吸収層は、その厚さ方向と直
交する面に沿った平均的な誘電率が表面側から裏面側へ
向かって増大することを特徴とする請求項１記載の舗装
構造。
【請求項３】前記電磁波吸収層の空隙率を、該電磁波
吸収層の表面側から裏面側へ向かって段階的又は連続的
に減少させたことを特徴とする請求項２記載の舗装構
造。
【請求項４】前記電磁波吸収層中の導電性材料及び磁
性材料の混合比率を、該電磁波吸収層の表面側から裏面
側へ向かって段階的又は連続的に増加させたことを特徴
とする請求項１、２又は３記載の舗装構造。
【請求項５】前記電磁波吸収層の表面を覆うように設
けられ、電磁波が透過可能とされた表面保護層を有する
ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の舗装構
造。