JP2015040394A - アスファルト混合物、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体 - Google Patents

Abstract

【課題】走行車両の燃料消費量を抑制し、ＣＯ_２排出量を低減させることができるアスファルト混合物、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体を提供する。
【解決手段】アスファルト舗装体１は、骨材２とアスファルトとを含むアスファルト混合物を敷きならして締め固められている。骨材２は、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が９０〜１００質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が２０〜４０質量％、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が５〜１０質量％、及び、その最大粒径が３〜８ｍｍである。また、骨材２は、その平滑な表面が略上方を向くように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アスファルト混合物、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体に関する。

アスファルト舗装体は、例えば、骨材の最大粒径が１３ｍｍまたは２０ｍｍのアスファルト混合物を敷きならし、鉄輪ローラとタイヤローラで締め固めることにより施工される。このようなアスファルト混合物としては、密粒度アスファルト混合物やポーラスアスファルト混合物が用いられており、それらの特性をより発揮するために、種々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、ポーラスアスファルト舗装の舗装体表面に特定の表面処理材を散布することで、舗装体表面側の骨材を強力に舗装体側に接着して、骨材の剥がれ、飛散を抑制、防止することが提案されている。

特開２００９−１０８６２８号公報

ところで、走行車両のタイヤが路面を転がる際、タイヤの進行方向とは逆方向にタイヤへの転がり抵抗が発生する。一般に、路面のきめが粗い（凹凸が大きい）と、発生する転がり抵抗が大きくなり、路面のきめが細かい（凹凸が小さい）と、発生する転がり抵抗が小さくなる。

ポーラスアスファルト舗装は、その表面が粗く、発生する転がり抵抗が大きくなってしまう。一方、密粒度アスファルト舗装は、舗設直後ではその表面のきめが細かく転がり抵抗が小さいが、時間経過とともに、表面のアスファルトモルタルがなくなって骨材が露出し、路面に凹凸が発生した状態になる。このため、発生する転がり抵抗が大きくなってしまう。

このように、転がり抵抗が増加すると、走行車両の燃料消費量が増加し、二酸化炭素（ＣＯ_２）排出量が増加してしまう。このため、走行車両の燃料消費量を抑制し、ＣＯ_２排出量を低減させることが求められている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、走行車両の燃料消費量を抑制し、ＣＯ_２排出量を低減させることができるアスファルト混合物、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかるアスファルト混合物は、
骨材とアスファルトとを含むアスファルト混合物であって、
前記骨材は、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が９０〜１００質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が２０〜４０質量％、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が５〜１０質量％、及び、その最大粒径が３〜８ｍｍである、ことを特徴とする。

さらに、アスファルトの粘度を低下させる中温化剤を含むことが好ましい。

本発明の第２の観点にかかるアスファルト舗装方法は、
アスファルト混合物を敷きならして締め固めるアスファルト舗装方法であって、
前記アスファルト混合物に本発明の第１の観点にかかるアスファルト混合物を用いる、ことを特徴とする。

前記敷きならしたアスファルト混合物を鉄輪ローラのみを用いて締め固めることが好ましい。
前記鉄輪ローラに、車輪内に水平方向への振動を発生させる起振機を備えた二軸タンデムローラを用いることが好ましい。

本発明の第３の観点にかかるアスファルト舗装体は、
骨材とアスファルトとを含むアスファルト混合物を敷きならして締め固めたアスファルト舗装体であって、
前記アスファルト混合物に本発明の第１の観点にかかるアスファルト混合物を用い、
前記骨材の平滑な表面が略上方を向くように配置されている、ことを特徴とする。

ＭＰＤ値が０．３〜１．０であることが好ましい。

本発明によれば、走行車両の燃料消費量を抑制し、ＣＯ_２排出量を低減させることができる。

鉄輪ローラにより締め固めたアスファルト舗装体の模式図である。

以下、本発明のアスファルト混合物、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体について、図面を参照して説明する。

本発明のアスファルト混合物は、骨材とアスファルトとを含んでいる。

本発明に好適な骨材としては、例えば、砕石、玉砕、砂利、スラグ、砂、再生骨材、フィラーなどが挙げられる。フィラーには、石粉、消石灰、セメント、回収ダスト、及び、フライアッシュなどが含まれる。

このような骨材のうち、本発明の骨材には、その最大粒径が３〜８ｍｍのものが用いられている。一般的な骨材の最大粒径が１３ｍｍまたは２０ｍｍであることから、本発明に用いられる骨材は、その最大粒径が従来の骨材より小さく、施工されたアスファルト舗装体の表面（路面）のキメを細かくすることができる。なお、このように、骨材の最大粒径が３〜８ｍｍであることから、本発明の骨材は、１３．２ｍｍふるい目の通過質量百分率が１００質量％となる。

また、本発明の骨材は、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が９０〜１００質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が２０〜４０質量％、かつ、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が５〜１０質量％であるように配合されている。

ここで、本発明の骨材の４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率は、９５〜１００質量％であることが好ましく、９７〜１００質量％であることがさらに好ましい。また、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率は、２５〜３５質量％であることが好ましく、２７〜３３質量％であることがさらに好ましい。０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率は、７〜１０質量％であることが好ましい。

このように、本発明のアスファルト混合物に含まれる骨材のサイズをかかる範囲にしているので、このアスファルト混合物により施工されたアスファルト舗装体の表面（路面）のキメを細かくすることができる。このため、路面を走行する車両の転がり抵抗を低減することができ、車両の燃料消費量を抑制することができる。この結果、ＣＯ_２排出量を低減させることができる。

また、このようなアスファルト混合物を用いて施工されたアスファルト舗装体は、その表面（路面）に適度なきめ深さがあるため、エアポンピング音による騒音を低減させることができる。
さらに、施工されたアスファルト舗装体は、その空隙率が１０〜２０％となり、排水機能と水煙・水はね抑制効果を有することができる。アスファルト舗装体の空隙率は、１０〜１５％とすることがさらに好ましい。

本発明に好適なアスファルトとしては、例えば、高品質のアスファルトが挙げられる。高品質のアスファルトとは、ゴムやポリマーなどを添加した改質アスファルトである。改質アスファルトに添加されている添加物としては、例えば、スチレン・ブタジエンランダム共重合体（ＳＢＲ）、スチレン・ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・イソブレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、ポリスチレン・ポリエチレンブチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）などが挙げられる。また、本発明のアスファルトには、その用途に応じて、Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型、Ｈ型等のポリマー改質アスファルトを適宜用いることができ、このうち、ポリマー改質アスファルトＨ型を用いることが好ましい。

なお、本発明に用いられるアスファルト混合物には、さらに各種の混和剤、ポリマーなどの適宜の材料を添加してもよい。例えば、本発明に用いられるアスファルト混合物にアスファルトの粘度を低下させる中温化剤を添加してもよい。

本発明のアスファルト混合物に用いられる骨材の最大粒径は従来の骨材の最大粒径に比べて小さいので、アスファルト混合物を用いて施工するアスファルト舗装体を薄層にすることができる。例えば、低温下で薄層に施工する場合には、アスファルト混合物の温度低下によりバインダの粘度が上昇しやすいことから、きめ細かく平滑な表面を得られ難いことがある。このような場合に、アスファルトの粘度を低下させることができる中温化剤を使用することが好ましい。

本発明のアスファルト混合物の製造方法は、骨材の最大粒径、各ふるい目の通過質量百分率を特定していることを除けば、通常のアスファルト混合物の製造方法と同じである。以下、簡単に、アスファルト混合物の製造方法について説明する。

まず、ストックヤードに貯蔵した各骨材をコールドホッパへ投入し、配合設計で決められた量と割合でコールドフィーダによりドライヤへ送って加熱する。次に、ドライヤで加熱した骨材を、ホットエレベータによりバッチタワー上部へ上げ、例えば、振動フルイにより分級してサイズごとに各ホットビンへ投入する。続いて、製造バッチごとに配合設計で決められた量および割合の骨材をホットビンから計量槽へ移し、計量を行った後にパグミルミキサへ投入する。最後に、配合設計で決められた量のアスファルトを添加して、所定の温度で加熱混合する。これにより、本発明のアスファルト混合物が得られる。

次に、本発明のアスファルト混合物の舗装方法、及び、舗装されたアスファルト舗装体について説明する。

まず、前述の方法により製造されたアスファルト混合物をアスファルトプラントから施工現場まで搬送する。次に、搬送されたアスファルト混合物を施工基面（路盤、基層または表層）上にアスファルトフィニッシャ等の敷きならし機械を用いて敷きならす。続いて、敷きならしたアスファルト混合物を鉄輪ローラを用いて締め固める。

図１に、敷きならされたアスファルト混合物を鉄輪ローラにより締め固めたアスファルト舗装体１の模式図を示す。図１に示すように、アスファルト混合物を鉄輪ローラにより締め固めたアスファルト舗装体１では、骨材２がその平滑な表面が略上方を向いた状態で締め固められる。このように平滑な表面が略上方を向くように配置される骨材２としては、例えば、４．７５ｍｍふるい目に残留する骨材等が挙げられる。このように、骨材２の平滑な表面が略上方を向いた状態で締め固められると、例えば、時間経過により表面のアスファルトモルタルがなくなった場合であっても、締め固められたアスファルト舗装体１の表面（路面）のキメが細かくなる。また、前述のように、アスファルト混合物に含まれる骨材２のサイズが特定されているので、締め固められた直後の路面のキメが細かくなる。このため、アスファルト舗装体１は、長期間にわたって、路面のキメが細かい状態を維持する。

なお、アスファルト混合物の締め固めにタイヤローラを用いると、ニーディング作用により骨材が最も締まる方向に収まってしまう。このため、骨材の平滑面が上方を向かず路面のきめが粗くなってしまう。したがって、本発明のアスファルト混合物の舗装方法では、アスファルト混合物の締め固めに鉄輪ローラのみが用いられる。

このような鉄輪ローラによる締め固めでは、鉄輪ローラの車輪内に水平方向への振動を発生させる起振機を備えた二軸タンデムローラを用い、水平方向に振動させながら締め固めを行うことが好ましい。締め固められたアスファルト舗装体の表面（路面）のキメをさらに細かくすることができるためである。

また、本発明のアスファルト混合物の舗装方法では、アスファルト混合物に含まれる骨材の最大粒径が従来の骨材の最大粒径に比べて小さいことから、舗装されるアスファルト舗装体の厚さを薄層、例えば、１．５〜３ｃｍ厚で舗設することが好ましい。

このように舗装されたアスファルト舗装体は、前述のように、骨材の平滑な表面が略上方を向くように配置されているので、長期間にわたって、路面のキメが細かい状態を維持することができる。このため、路面を走行する車両の転がり抵抗を低減することができ、車両の燃料消費量を抑制することができる。この結果、ＣＯ_２排出量を低減させることができる。

また、アスファルト混合物に含まれる骨材のサイズが特定されているので、路面に適度なきめ深さを形成でき、エアポンピング音による騒音を低減させることができる。さらに、舗装されたアスファルト舗装体の空隙率が１０〜２０％となり、排水機能と水煙・水はね抑制効果を有することができる。

舗装されたアスファルト舗装体の平均プロファイル深さ（ＭＰＤ：Mean Profile Depth）値は、０．３〜１．０であることが好ましく、０．４〜０．８であることがさらに好ましく、０．５〜０．７であることが最も好ましい。かかる範囲とすることにより、路面が平たん、かつ、きめ細かくなるためである。

以下、本発明の具体的な実施例、比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。本例では、以下のような実施例１、比較例１及び比較例２のアスファルト舗装体を用いて、路面平たん性、路面のきめ深さ、及び、路面転がり抵抗係数を測定した。

（実施例１）
表１に示すように、１９ｍｍふるい目の通過質量百分率が１００質量％、１３．２ｍｍふるい目の通過質量百分率が９８質量％、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が６３質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が４３質量％、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が６質量％、及び、その最大粒径が１３ｍｍの骨材と、ポリマー改質アスファルトＩＩ型とを混合した密粒度アスファルト混合物（アスファルト量６％）を、施工基面上に乳剤散布装置付アスファルトフィニッシャを用いて敷きならした。このときの敷きならし温度は１５０℃とした。次に、敷きならしたアスファルト混合物を鉄輪ローラを用いて締め固め、３０ｍｍ厚の密粒度アスファルト混合物層を施工した。続いて、この施工した密粒度アスファルト混合物層上に、表１に示す配合及び最大粒径の骨材とポリマー改質アスファルトＨ型とを混合した小粒径薄層舗装用アスファルト混合物を、乳剤散布装置付アスファルトフィニッシャを用いて敷きならした。そして、敷きならしたアスファルト混合物を鉄輪ローラを用いて締め固めた。これにより、３０ｍｍ厚の密粒度アスファルト混合物層上に２０ｍｍ厚のアスファルト混合物層が設けられた実施例１のアスファルト舗装体を施工した。

（比較例１）
表１に示す配合の骨材とポリマー改質アスファルトＩＩ型とを混合した密粒度アスファルト混合物（アスファルト量６％）を、施工基面上にアスファルトフィニッシャを用いて敷きならした。次に、敷きならした密粒度アスファルト混合物をマカデムローラ、タイヤローラ、及び、タンデムローラを用いて締め固めた。これにより、５０ｍｍ厚の比較例１のアスファルト舗装体を施工した。

（比較例２）
表１に示す配合の骨材とポリマー改質アスファルトＨ型とを混合したポーラスアスファルト混合物を、施工基面上にアスファルトフィニッシャを用いて敷きならした。次に、敷きならしたポーラスアスファルト混合物をマカデムローラ、タイヤローラ、及び、タンデムローラを用いて締め固めた。これにより、５０ｍｍ厚の比較例２のアスファルト舗装体を施工した。

（路面平たん性の測定）
実施例１及び比較例１、比較例２のアスファルト舗装体の表面（路面）形状を測定するため、路面の平たん性試験を行った。平たん性試験は、社団法人 日本道路協会発行の「舗装調査・試験法便覧（平成１９年６月発行）」に記載の試験方法に従い、標準偏差（σ）の値を求めた。結果を表２に示す。なお、標準偏差の値が小さいほど路面形状が平たんであることを示している。

（路面のきめ深さの測定）
実施例１、比較例１、及び、比較例２の路面形状を測定するため、路面のきめ深さ測定を行った。きめ深さ測定は、社団法人 日本道路協会発行の「舗装調査・試験法便覧」に記載の試験方法に従い、平均プロファイル深さ（ＭＰＤ：Mean Profile Depth）の値を求めた。結果を表２に示す。なお、ＭＰＤの値が小さいほど路面はきめが細かいことを示している。

表２に示すように、実施例１の路面では、比較例１及び比較例２の路面よりも、標準偏差（σ）の値が小さいことが確認できた。また、実施例１の路面では、ＭＰＤの値が小さいことも確認できた。このため、実施例１の路面では、平たん、かつ、きめ細かいことが確認できた。

（路面転がり抵抗係数の測定）
実施例１、比較例１、及び、比較例２の路面について、すべり抵抗測定車を用いて路面転がり抵抗の測定を行った。路面転がり抵抗の測定では、すべり抵抗測定車は、エアシリンダにより試験輪に鉛直荷重が載荷され、試験輪を支える鉛直方向の軸に設置されるけん引力検出器によりタイヤと路面との接地面に働く転がり抵抗（Ｆ）を測定する。また、試験輪に作用する鉛直荷重（Ｗ）の変動が路面転がり抵抗に影響を及ぼすため、鉛直方向に設置した載荷重検出器により鉛直荷重（Ｗ）を検出する。ここで、接地面に働く転がり抵抗（Ｆ）は鉛直荷重（Ｗ）に対してほぼ比例して増加する性質があるため、路面転がり抵抗係数（μ_ｒ）は、μ_ｒ＝Ｆ／Ｗとなる。本例では、すべり抵抗測定車の速度が時速２０ｋｍ、時速４０ｋｍ、時速６０ｋｍ、時速８０ｋｍ、及び、時速１００ｋｍの場合について、０．０１秒のサンプリング間隔でＦ／Ｗ、すなわち、路面転がり抵抗係数μ_ｒを測定、収集し、測定区間におけるμ_ｒの全データの二乗平均平方根を測定区間の抵抗係数μ_ｒとした。測定結果を表３に示す。なお、路面転がり抵抗係数μ_ｒの値が大きいほど、タイヤにかかる抵抗力が大きいことを示している。

表３に示すように、実施例１の路面では、比較例１及び比較例２の路面よりも、路面転がり抵抗係数μ_ｒが小さいことが確認できた。このため、実施例１の路面では、タイヤに発生する転がり抵抗が小さくなる。

このように、実施例１の路面では、表面がきめ細かく平滑であり、転がり抵抗が小さいことが確認できた。

本発明は、アスファルト混合物、アスファルト舗装方法、及び、アスファルト舗装体に有用である。

１ アスファルト舗装体
２ 骨材

Claims (7)

1. 骨材とアスファルトとを含むアスファルト混合物であって、
   前記骨材は、４．７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が９０〜１００質量％、２．３６ｍｍふるい目の通過質量百分率が２０〜４０質量％、０．０７５ｍｍふるい目の通過質量百分率が５〜１０質量％、及び、その最大粒径が３〜８ｍｍである、ことを特徴とするアスファルト混合物。
2. さらに、アスファルトの粘度を低下させる中温化剤を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のアスファルト混合物。
3. アスファルト混合物を敷きならして締め固めるアスファルト舗装方法であって、
   前記アスファルト混合物に請求項１または２に記載のアスファルト混合物を用いる、ことを特徴とするアスファルト舗装方法。
4. 前記敷きならしたアスファルト混合物を鉄輪ローラのみを用いて締め固める、ことを特徴とする請求項３に記載のアスファルト舗装方法。
5. 前記鉄輪ローラに、車輪内に水平方向への振動を発生させる起振機を備えた二軸タンデムローラを用いる、ことを特徴とする請求項４に記載のアスファルト舗装方法。
6. 骨材とアスファルトとを含むアスファルト混合物を敷きならして締め固めたアスファルト舗装体であって、
   前記アスファルト混合物に請求項１または２に記載のアスファルト混合物を用い、
   前記骨材の平滑な表面が略上方を向くように配置されている、ことを特徴とするアスファルト舗装体。
7. ＭＰＤ値が０．３〜１．０である、ことを特徴とする請求項６に記載のアスファルト舗装体。