JP4421440B2 - 騒音低減性に優れた車両走行用舗装体の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は騒音低減性舗装体に関し、特に車両の定常走行騒音を低減する機能に優れた舗装体に関する。

車両の走行を対象とする舗装体は、車両が安全かつ快適に走行できることを性能の基本としてきたが、昨今、舗装体の性能に関する社会的ニーズはますます高まってきており、種々の高性能舗装体が提案されている。代表的なものに、車両が舗装体上を走行する時に発生する走行騒音の大きさが従来の舗装体よりも小さい低騒音舗装体がある。ただし、低騒音舗装体は、より広義には排水性舗装体と称されることがある。

従来知られた低騒音舗装体の典型例として、非特許文献１に示されている１層または２層構造の排水性舗装体がある。これらの排水性舗装体は、車両走行による道路走行騒音の低減（エンジン音などの機械音の吸収、エアポンピング音の発生抑制）効果があるとされている。しかし、そこに示されている１層または２層構造の排水性舗装体は、どのような層厚および層構成であっても、国土交通省認定のＲＡＣ車が一定条件で走行した時の走行騒音の大きさは概ね８８ｄＢ（Ａ）以上であることが明らかとなっている。ちなみに、新設の密粒度アスファルト混合物からなる舗装路面においては概ね９３ｄＢ（Ａ）以上、騒音低減舗装に関する性能発注工事においては施工から１年経過後で８９ｄＢ（Ａ）以下であれば合格であると規定しているのが実状である。

また他の例として、特許文献１に示されている排水性舗装体がある。この舗装体は、表層の下に繊維集合体や発泡体を具体例とする表層よりも空隙率が大きい排水層を設けた舗装体であり、表層から入射してきた音が第２層目の繊維集合体または発泡体にその圧力を減衰され、これによって騒音低減効果があるとする２層構造の舗装体である。しかし、この種のメカニズムによる騒音低減効果は周知の原理であり、敷設初期にはそれなりの効果はあるものの、舗装体としての致命的な欠陥がある。すなわち、車両の交通に供する舗装道路にはＬ交通、Ａ交通、Ｂ交通、Ｃ交通、Ｄ交通という５つの設計交通量区分があり、それぞれ１０年間で３万台、１５万台、１００万台、７００万台、３５００万台の大型車両が通過しても破壊に至らない耐久性を有することが基本となっている。しかし上記舗装体の第２層目は、空隙率の大きい繊維集合体または発泡体であるため、通過車両の繰返し載荷により早期に圧縮変形を起こし、結果としてその機能を長期に維持できないばかりか変形に伴う舗装の破壊を阻止できない。

なお、前出のＲＡＣ車とは、国土交通省認定の舗装路面騒音測定車の略称であり、その測定法は、特殊なトレッドパターンを有する特殊タイヤを舗装路面に対して５．０ｋＮの荷重で押しつけながら一定速度（５０ｋｍ／ｈ）で走行し、この時のタイヤ発生音をマイク（騒音計）で測定するものである。また、ｄＢは音の強さ（エネルギー）を表す単位であり、ある音の強さのレベル（ｄＢ）は、音の強さＩ_１と基準となる音の強さＩ_０との比の常用対数の１０倍をいう（ｄＢ＝１０ｌｏｇ（Ｉ_１／Ｉ_０））。音の強さとｄＢを対比させると表１のとおりであるが、一般の音源は様々な周波数から構成され、同じ強さの音でもその周波数によって人間の聴感特性が異なるので、周波数に対する重み付け（聴感補正）を行っている。その代表的重み付けが低周波数領域での補正を大きくしたＡ特性であり、ｄＢ（Ａ）のように表現する。

特開平８−１５１６０３号公報 平成８年１１月５日発行の（社）日本道路協会刊「排水性舗装技術指針（案）」

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、騒音低減効果に優れ、耐久性にも優れた舗装体を提供することにある。特に、国土交通省認定のＲＡＣ車による測定で８５ｄＢ（Ａ）以下を満足する舗装体の施工方法を提供することにある。

本発明は、第１に、弾力性材料を被覆した砕石と、砂および／またはフィラーと、アスファルトと、を加熱混合した排水性混合物をアスファルト混合物層の上に舗設することを特徴とする騒音低減性に優れた車両走行用舗装体の施工方法。

本発明は、第２に、弾力性材料の被覆量が、混合物層全体に対する重量比で０．５〜１０％である上記の方法である。

本発明は、第３に、弾力性材料を被覆した砕石が、１５重量％以上のゴムを溶解ないし分散させた加熱アスファルトを砕石に塗布して得られる上記の方法である。

本発明は、第４に、上記の排水性混合物層を表層とし、その下層に、砕石と、砂および／またはフィラーと、ゴム粒子と、アスファルトとからなり、ゴム粒子の配合割合が混合物層全体に対する重量比で１％以上である排水性混合物層を有する上記の方法である。

本発明は、第５に、さらに下層に、上層よりも高空隙率をもつ排水性混合物層を有する上記の方法である。

本発明は、第６に、上層よりも高空隙率をもつ排水性混合物層が、呼び粒径４０〜５ｍｍの砕石と、砂および／またはフィラーと、吸音性材料と、アスファルトとからなる高空隙型の粒状結合層である上記の方法である。

本発明の舗装体は、舗装としての基本性能を損なうことなく、車両の走行騒音を大幅に低減するという効果をもつ。より具体的には次の性能を備えている。
第１に、主として深さ方向に連続する無数の空隙孔を有する骨材配合とすることにより、走行騒音の路面反射割合を減じるとともにタイヤのエアポンピング音を減衰させる性能を有する。

第２に、砕石にあらかじめ被覆した弾力性材料または重量比で１０％をこえて配合したゴム粒子の衝撃緩衝効果により、高速回転によって生じるタイヤの路面衝撃力（音）を層として緩衝する性能を有する（バッファ効果）。

第３に、空隙孔径の急激な拡大によって舗装体内を伝播する入射音がボイル則に従う状態変化を起こし、これによって音圧を減衰せしめる性能を有する（マフラー効果）。

第４に、吸音性材料の吸音効果により、入射音が舗装体内を伝播する過程で熱に変換せしめる性能を有している（吸音効果）。

すなわち、本発明による舗装体は、従来の排水性舗装および低騒音舗装が有する性能のほかに、バッファ効果、マフラー効果、吸音効果といった騒音低減に対してより効果的な性能を付与されており、原理的には、８５ｄＢ（Ａ）以下といった限界に近い性能を有する超低騒音舗装ということができる。

本発明の騒音低減性舗装体の第１の排水性混合物（以下、「低弾性型の排水性混合物」と称する場合がある。）層は、弾力性材料を被覆した砕石と、砂および／またはフィラーと、アスファルトとからなるが、この排水性混合物層を構成する排水性混合物は、弾力性材料をあらかじめ被覆した砕石を骨材として使用することを除けば、粒度その他は通常の排水性混合物とほとんど変わらない。砕石に被覆する弾力性材料としては、熱可塑性エラストマー、ラテックスまたは液状ゴム、固体または粉末ゴムなどのゴム系材料およびこれらの材料とアスファルトとの相溶体、ＰＡ、ＰＥ、ＰＵ、ＰＶＣ、ＥＥＡ、ＥＶＡなどの樹脂系材料等種々の材料があるが、ゴム系材料が好ましく、特にゴム入りアスファルトを用いることが好ましい。ゴム入りアスファルトは通常１５％以上の高含量で合成ゴムを含有するアスファルトであり、これを加熱下にスプレー等で砕石に塗布することにより本発明で用いるに適する被覆砕石が得られる。好ましくは、この工程に引き続いて、砂および／またはフィラーを混合し、さらに加熱アスファルトを混合することによって本発明の第１の排水性混合物を得る。

第１の排水性混合物層の層厚は１〜７ｃｍ程度が好ましく、空隙率は１０〜３０％程度が好ましい。
また、被覆砕石における弾力性材料の被覆量は、第１の排水性混合物層全体に対する重量比で０．５〜１０％が好ましい。

第１の排水性混合物層は舗装体の表層に用いることが好ましい。また、同混合物層にはさらにゴム粒子を配合することもできる。この場合のゴム粒子の配合量は、第１の排水性混合物層全体に対する重量比で５％以下が好ましい。

本発明では、第１の排水性混合物層の下層に、砕石と、砂および／またはフィラーと、ゴム粒子と、アスファルトとからなり、ゴム粒子の配合割合が混合物層全体に対する重量比で１％以上である排水性混合物（以下、「高弾性型の排水性混合物」と称する場合がある。）を敷設することが好ましい。

この高弾性型の排水性混合物は、構成重量比で１％以上のゴム粒子を添加することを除けば、粒度その他は通常の排水性混合物とほとんど変わらない。ゴム粒子の配合割合は１％以上であれば特に制限はないが、１０〜１５％といった高い配合割合にすることも可能である。但し、この場合は転圧後のリバウンド量の低減を図るため転圧温度低下手段と組合わせることが望ましい。このような技術としては、結晶水含有物質等の加熱により微小気泡を発生しうる物質（中温化剤）の併用がある。また、植物性繊維や剥離防止剤等を併用することも好ましい。

ゴム粒子の配合割合が１０％をこえる高弾性型の排水性混合物層は、場合によっては表層として用いることも可能である。この場合は、必要に応じてその下層に第１の排水性混合物層を敷設することもできる。

高弾性型の排水性混合物層の層厚は１〜７ｃｍ程度が好ましく、空隙率は１０〜３０％程度が好ましい。

本発明の騒音低減性舗装体は、上記の第１の排水性混合物層および／または高弾性型の排水性混合物層の下層に、上層よりも高空隙率をもつ排水性混合物層を敷設することが好ましい。特に、呼び粒径が４０〜５ｍｍの砕石と、砂および／またはフィラーと、アスファルトとからなり、好ましくはさらに吸音性材料を含有してなると共に、空隙率が上層より大きいものが好ましく用いられる。吸音性材料としては、柔軟性がある多孔質材料やかさ高い材料が好ましいが、特にガラスウールが好ましく用いられる。これらの高空隙率をもつ排水性混合物層の層厚は５〜２０ｃｍ程度が好ましい。

次に、実施例に基づいて本発明を例証する。

〔実施例１〕室内実験
表２に示す粒度等の条件を満足する２層または３層の低騒音舗装体の騒音低減性能を評価した。評価方法は、供試体上に硬質ゴム製平板を鉛直の状態で静止させた後、この平板を一定条件で供試体の表面に倒し込み、発生騒音の大きさを騒音計で測定し、分析・評価する方法を用いた（特願２００４−１２９２２５）。
その結果、表３に示すように、現行で最も優れていると評価される低騒音舗装体のＲＡＣ車による走行騒音値（推定値）は８７．２ｄＢ（Ａ）であるのに対して、本発明による低騒音舗装体の走行騒音値（推定値）はＩ構造の舗装体で８３．１ｄＢ（Ａ）、ＩＩ構造の舗装体で８４．６ｄＢ（Ａ）、ＩＩＩ構造の舗装体で８２．８ｄＢ（Ａ）、ＩＶ構造の舗装体で８５．１ｄＢ（Ａ）であった。したがって、本発明による低騒音舗装体は、いずれの構造のものも極めて高性能な騒音低減機能を有すると評価された。

〔実施例２〕実路実験
表３に示すＩ〜Ｖ構造の中からＩＩ及びＩＶ構造の２種類を選択して実路において施工し（各構造とも、幅員＝３．５ｍ、長さ＝７０ｍ、厚さ＝８０ｍｍまたは１００ｍｍ）、施工から１週間後にＲＡＣ車によって各舗装体の走行騒音値を実測して評価した。その結果、ＩＩおよびＩＶ構造の舗装体の走行騒音値は、推定値（８４．６ｄＢ（Ａ）、８５．１ｄＢ（Ａ））とよく整合し、それぞれ８４．９ｄＢ（Ａ）、８５．０ｄＢ（Ａ）であった。ＩおよびＩＩＩ構造の実測値も表３の推定値に近似していると考えれば、本発明による低騒音舗装体の低騒音能（略８３〜８５ｄＢ（Ａ））は、表１から明らかなように、従来の最も優れているとされる低騒音舗装体（略８７ｄＢ（Ａ）以上）の略３〜６倍以上である。さらに、新設の密粒度アスファルト混合物からなる舗装路面（略９３ｄＢ（Ａ））の略６．３〜１０倍であることから、本発明による低騒音舗装体の騒音低減機能は画期的であるということがいえる。また、本発明による低騒音舗装体の長期耐久性は、大型積載車両による繰返し走行試験によると、長期に良好な供用性を有するものと評価された。

Claims (6)

1. 弾力性材料を被覆した砕石と、砂および／またはフィラーと、アスファルトと、を加熱混合した排水性混合物をアスファルト混合物層の上に舗設することを特徴とする騒音低減性に優れた車両走行用舗装体の施工方法。
2. 前記弾力性材料の被覆量が、混合物層全体に対する重量比で０．５〜１０％である請求項１に記載の方法。
3. 前記弾力性材料を被覆した砕石が、前記弾力性材料を溶解ないし分散させた加熱アスファルトを砕石に塗布して得られた請求項１または２に記載の方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の排水性混合物層を表層とし、その下層に、砕石と、砂および／またはフィラーと、ゴム粒子と、アスファルトとからなり、前記ゴム粒子の配合割合が混合物層全体に対する重量比で１％以上である排水性混合物層を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. さらに下層に、上層よりも高空隙率をもつ排水性混合物層を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 上層よりも高空隙率をもつ排水性混合物層が、呼び粒径４０〜５ｍｍの砕石と、砂および／またはフィラーと、吸音性材料と、アスファルトとからなる高空隙型の粒状結合層である請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。