JP4769139B2 - 路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体およびアスファルト舗装路面構造 - Google Patents

Description

本発明は、アスファルト舗装体に保水性、揚水性を付与し、舗装体表面から蒸発させて、路面温度上昇を抑制する様にした路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体およびアスファルト舗装路面構造に関する。

近年、都市環境問題の一つとして、熱帯夜日数の増加に代表されるヒートアイランド現象があげられる。この一因として、地表面が各種（水透過不可能、水透過可能、黒色系等）の舗装体で覆われていることにより、本来の自然と異なった水収支が行われていることも一因であるとされている。
舗装体の一種であって、水透過機能を有する開粒度アスファルト舗装体は粗粒原料で隙間（空隙）が大きく水透過作用が大きい反面、毛細管現象（毛管現象）による揚水作用は小さく、舗装路盤より吸い上げた水分は舗装体途中で止まって舗装表面まで到達しなかった。
よって、透水性舗装体の様に水透過機能を有するだけでは、水収支を自然に近づけたり、路面温度の上昇を抑制することが充分でなく、ヒートアイランド現象を抑制するまでには至らなかった。

一方、ガラス原料となる珪砂は、鉱山から採掘された原鉱を精製し製造しているが、珪砂精製工程（主に水洗分級）で微粒珪砂が発生し、特殊用途に一部の微粒珪砂が利用されているが、大半は産廃汚泥として埋め立て処分されており、処分が社会問題化しつつある。

この改善策として、特許文献１の特開２００３−１４７７１７に記載された、ヒートアイランド現象の抑制に有効な対策が見出せなかった課題、及び微粒珪砂の処分が困難化しつつある課題に鑑み、水透過機能を有し容積百分率で15〜25％の空隙を有するアスファルト混合物を用いた多孔質表層において、充填状態で保水性を有すると共に透水性、揚水性を有する微粒珪砂を平均粒径約80〜200 μｍとして舗装体の体積１m³につき80〜160kg 空隙内に充填することにより、舗装体内部に多数の微細な連続空隙を生成させ、生成された連続空隙で舗装体の下面から上面への揚水機能を具備させ、毛管現象で表面に揚水された水分を蒸発させ、周囲から気化熱を奪って舗装表面を冷却し、且つ、充填物に産業副産物として廃棄処分されている微粒珪砂を使用して環境保全を図る様にした路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体などが開発された。

特開２００３−１４７７１７

しかしながら、路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体などの充填材である微粒珪砂は、空隙に充填しただけで固定していないため、強風で巻き上げられて飛散したり、大雨で流失し、特に、車道では車両走行の振動で歩道に比して飛散し易く、微粉飛散による環境問題が発生したり、路面温度の上昇抑制機能が低下したり、補充作業（追加充填作業）を必要としていた。
本発明は、充填材の飛散予防、流失抑制、メンテナンス不要を図る様にした路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体およびアスファルト舗装路面構造を提供するものである。

本発明は、上記従来技術に基づく、ヒートアイランド現象を抑制する課題に鑑み、水透過機能を有する多孔質のアスファルト舗装基体の空隙に、主成分が鉱物質の微粒体である充填材を充填することによって、舗装体内部に多数の微細な連続空隙を生成し、連続空隙による保水、揚水機能により、水分蒸発による舗装表面冷却を継続させる様にして、上記課題を解決している。
そして、上記解決手段における上記従来技術に基づく、充填材が減少する課題に鑑み、上記アスファルト舗装基体を単層にし、上記充填材を２種類として上下２層に充填し、下層部位を未固化の微粒体とし、上層部位をセメントで固化された微粒体とすることによって、かかるアスファルト舗装体における上下層の保水性、揚水性を維持すると共に、上層の充填材の飛散、流失を固化で防止し、冷却作用を維持する様にして、上記課題を解決する。

要するに本発明は、水透過機能を有する多孔質のアスファルト舗装基体の空隙に、主成分が鉱物質の微粒体である充填材を充填したので、水分は路面構造における多孔質表層であるアスファルト舗装基体内の空隙に充填された微粒体により形成された連続微細空隙に保水され、アスファルト舗装体の表面付近で水分蒸発に伴って周辺から気化熱を奪うことにより、多孔質表層の表面温度の上昇を抑制することが出来、更に、多孔質表層内に形成された連続微細空隙で毛管現象（揚水作用）による水分の上昇移動作用を継続的に発生することにより、水分の蒸発、周辺からの気化熱奪取、表面温度の上昇抑制を継続させることが出来、よってヒートアイランド現象を抑制することが出来る。

又、上記アスファルト舗装基体を単層にし、上記充填材を２種類として上下２層に充填し、下層部位を未固化の微粒体としたので、保水性を十分に確保することが出来、又上層部位をセメントで固化された微粒体としたので、保水性、揚水性の各機能を大きく損なうことがなく、又微粒体は固定されているために、飛散、流失が防止されて冷却作用を維持することが出来、更に、微粒体の減少防止によりメンテナンスフリーとすることが出来る。
更に、固化剤であるセメントは比較的高価であるが、上層のみに使用することにより、原料代上昇を抑制することが出来たり、固化部位は上層だけとすることにより、下層の保水性を減少させることがない。

微粒体を微粒珪砂と成したので、産廃汚泥である微粒珪砂の利用で環境保全を図ることが出来る。

微粒珪砂は平均粒径約８０〜１５０μｍと成したので、一般的に大量に廃棄処分されている微粒珪砂を活用することが出来る。

多孔質のアスファルト舗装基体は容積百分率で１８〜２５％の空隙を有するものとしたので、一般的な舗装手段に対しても本願発明を実施することが出来る。

アスファルト舗装基体の体積１m³につき１１０〜１８０ｋｇの微粒珪砂を空隙に充填したので、アスファルト舗装体の表面まで微粒珪砂を充填して蒸発作用を活発化させることが出来る。

舗装路面構造が路盤と請求項１、２、３、４又は５のいずれか１項に記載の表層のアスファルト舗装体から成り、路盤は保水性を有するものと成したので、路盤もアスファルト舗装体と同様の保水機能を有し、アスファルト舗装体で蒸発、保水、揚水される水分を路盤からも容易に補給して、蒸発散作用を継続的に長期に達成することが出来る。

路盤にアスファルト舗装体と同一の微粒体又は微粒珪砂を充填したので、路盤とアスファルト舗装体の連続微細空隙を境目なく形成して、保水、揚水機能の連続性を持たせることが出来る。

水透過機能を有する単層の多孔質のアスファルト舗装基体の形成後、アスファルト舗装基体の表面に鉱物質の微粒体と水の混合物を散布し、表面側から振動付与すると共に水散布し、アスファルト舗装基体の下層部位の空隙に微粒体を充填する様にしたので、振動および散水により、アスファルト舗装基体の下層部位に微粒体（微粒珪砂）を簡単確実に充填することが出来る。
又、表面乾燥状態まで放置したので、アスファルト舗装基体の上層部位への充填時に、上層部位の充填材の下層部位の充填材への同化、混合を抑制して下層充填材へのセメントの浸透を抑制することが出来、又アスファルト舗装基体の表面に鉱物質の微粒体と水とセメントの混合物を散布し、表面側から振動付与し、アスファルト舗装基体の上層部位の空隙に微粒体とセメントを充填する様にしたので、アスファルト舗装基体の上層部位に微粒体およびセメントを充填することが出来、又表面乾燥状態まで放置して微粒体をセメントで固化する様にしたので、骨材間の空隙にセメントで固化した微粒体（微粒珪砂）を充填することが出来る等その実用的効果甚だ大である。

以下、本発明の微粒珪砂を充填した路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体（舗装路面構造における多孔質表層）の実施の形態について、添付する試験データおよび図面などに基づき説明する。

本発明のアスファルト舗装体は、主に歩行者系道路、軽車輌通過道路、地域道路、幹線道路など一部の高規格高速道路を除く水透過機能を有する各種道路に施工され、図１に示す様に、舗装路面構造は路盤１と表層のアスファルト舗装体２から成り、開粒度アスファルト（骨材３、3a…）による多孔質のアスファルト舗装基体の空隙に表面（上面）から主成分が微粒珪砂４、4a…の充填材を全体的に充填したものである。

アスファルト舗装体２の具体例としては、骨材３、3a…とアスファルトの混合物で水透過機能を有する開粒度アスファルトにより単層のアスファルト舗装基体を構成し、通常施工例である容積百分率で１８〜２５％の空隙を有する多孔質体のアスファルト舗装基体に２種類の充填材を上下２層に充填し、このアスファルト舗装体２における下層５に微粒珪砂４、4a…が充填されていると共に、上層６にセメント７、7a…で固化した微粒珪砂４、4a…が充填されている。

微粒珪砂４、4a…などの充填方法としては、第１段階として、締め固め後のアスファルト舗装基体の表面に、微粒珪砂４、4a…および水を混合（５：５）したスラリー状の混合物を散布し、流し込み、敷き均し、一部の混合物をアスファルト舗装基体の空隙内に落とし込む。
次に、振動ローラーなどでアスファルト舗装基体の表面に振動付与しながら水散布し、微粒珪砂４、4a…をアスファルト舗装基体の内部空隙に流下水と共に落下させ、締め固め充填する。
すると、路盤１との接触面から上方でアスファルト舗装基体の下層部位における全空隙に微粒珪砂４、4a…が落下充填され、骨材３、3a…間で形成された空隙に充填された微粒珪砂４、4a…（個々の粒子が独立した密集珪砂）間に微細な連続空隙が形成される。
第１段階であるアスファルト舗装基体の下層部位への充填完了後、アスファルト舗装基体の表面が乾燥状態となるまで放置し、充填材の含有水分を散逸させて下層５が形成される。

次に、第２段階として、アスファルト舗装基体の表面に、微粒珪砂４、4a…と水およびセメント７、7a…を混合（５：５：１）したスラリー状の混合物を散布し、流し込み、敷き均し、一部の混合物をアスファルト舗装基体の上層部位の空隙内に落とし込む。
次に、振動ローラーなどでアスファルト舗装基体の表面に振動付与し、微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…などの混合物をアスファルト舗装基体の上層部位の内部空隙に落下させ、締め固め充填する。
すると、第１段階で充填された微粒珪砂４、4a…の層の上部で、アスファルト舗装基体の上層部位における全空隙に微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…の混合物が充填され、骨材３、3a…間で形成された空隙に充填された微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…の粒子間に微細（下層５より微細）な連続空隙が形成される。
第２段階である上層６への充填完了後の放置により、充填材の含有水分が蒸発したり、下部浸透して散逸し、微粒珪砂４、4a…の粒子（独立密集珪砂）がセメント７、7a…の粒子で固化（固化密集珪砂）された上層６が形成され、上下層５、６からなるアスファルト舗装体２が道路として供用される。

アスファルト舗装体２の充填物とした微粒珪砂４、4a…は過小粒体、粉体だと連続空隙を閉鎖するため、セメント７、7a…の粒子の粒径２０μｍと同等である粒径２０μｍ以上のもの（尚、分級や粒度調整後の粒子分布において粒径２０μｍ以下のシルト分や粘土分が混入しているものでは平均粒径を大きくしたもの）を使用し、過大粒体では水透過機能を有していても、保水性が低かったり、揚水性（毛管現象）が無く、砂分が主体、或いは砂分を含むものを使用する。
又、充填物の材質は微粒珪砂４、4a…と成したが、材質の安定性があれば如何なる物質でも良く、例えば、鉱物質の微粒体を使用可能である。
微粒珪砂４、4a…は後述の様に瀬戸地区で多量のものが継続的に排出され、安定的に入手可能なもの（平均粒径８０〜１５０μｍ）を使用しているが、他地区のものでも勿論使用可能である。
そして、水透過機能を有したアスファルト舗装基体として一般的な容積百分率で１８〜２５％の空隙を有する多孔質のアスファルト舗装基体に、微粒珪砂４、4a…を下層部位から上層部位までの全体に充填した処、空隙率２３％（連続空隙率１９％）ではアスファルト舗装基体の体積１m³につき１６０ｋｇの微粒珪砂４、4a…が充填され、空隙率１８％（同１３％）、２５％（同２１．５％）では１１０ｋｇ、１８０ｋｇの微粒珪砂４、4a…を充填でき、微粒珪砂４、4a…の粒径相違による充填量に大差はなかった。
又、微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…の混合物においては、セメント７、7a…の粒子の粒径は微粒珪砂４、4a…のものより、かなり小さく、セメント７、7a…の粒子は微粒珪砂４、4a…の粒子の間の間隙に入り込むため、かつ、微粒珪砂４、4a…に対するセメント７、7a…の配合量は数分の１の少量であるため、セメント混合による微粒珪砂４、4a…の充填量に大差はなかった。

路盤１は通常舗装の路盤材料または透水性舗装の路盤材料、例えば、粒度調整砕石またはクラッシャーラン８、8a…が使用され、強度、耐久性の他、適度な透水能、貯水能を有する路盤が好ましい。
本発明ではアスファルト舗装体２による保水、揚水、蒸発作用を向上させたり、持続させるために、路盤１にも保水機能、揚水機能を有するものとしており、具体的には、通常の路盤１に対して、アスファルト舗装体２に使用した充填物と同一物（微粒珪砂４、4a…）を充填し、路盤１の保水性、揚水性をアスファルト舗装体２と同等に、或いは通常比で向上させている。

以下、本発明に係る路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体の有効性を確認した試験を行ったので、説明する。
〔微粒珪砂の品質〕
今回の試験では、微粒珪砂４、4a…単体の保水性試験は実施しておらず、特許文献１の特開２００３−１４７７１７に記載された保水性試験の結果（含水率約４６％）を引用しているが、前回の保水性試験の微粒珪砂４、4a…と今回の機能試験等の微粒珪砂４、4a…とは、試験時期が相違するため、その品質が多少相違しているので、品質の比較を表１に表示している。
表１に表示された品質データ中、左側の平均粒径８１μｍのものは前回の保水性試験に使用したものであり、右側の平均粒径８６μｍのものは今回の機能試験、試験施工に使用したものであり、今回の微粒珪砂４、4a…について粒度分布試験（日本工業規格ＪＩＳ
Ａ １２０４土の粒度試験方法（併記の学会基準ＪＧＳ ０１３１は同一内容、同一名））を行ったので、粒径加積曲線と共に、表２、３に表示している。

表２の粒度分布および表３の粒径加積曲線（表２の粒度分布より作成したグラフ）によると、今回の機能試験等に使用した微粒珪砂４、4a…における重量百分率５０％の平均粒径は８６μｍであった。
更に、粒径７５μｍ未満のシルト分（３６．１％）および粘土分（０．５％）の合計重量は３６．６％であると共に、粒径７５μｍ以上の細砂分（５９．４％）、中砂分（２．４％）、粗砂分（０．８％）および細礫分（０．８％）の合計重量は６３．４％であり、砂分合計は６２．６％であって５０％以上であるので、今回の微粒珪砂４、4a…は砂系のものである。

尚、微粒珪砂４、4a…は、愛知県瀬戸市を中心とする国内最大の珪砂産業によって同地区で年間約20万トンが排出され、一部が特殊用途に活用されているが全体量の約70％が採掘跡地に埋め戻し処分されている。
現在瀬戸地区で大量のものが継続的に排出されている各種の微粒珪砂４、4a…の品質測定結果について、表４に各項目の最大値および最小値を表示する。

尚、前回と今回の微粒珪砂４、4a…では、品質に多少相違はあるが、後述の吸水速度試験での結果、前回の２００μｍで十分な保水性を有していたことを勘案すると、今回の平均粒径８６μｍのものも約４６％の含水率を有すると推測でき、１５０μｍでも十分な保水性を有すると推測できる。
前回の試験結果を再掲載すると、微粒珪砂４、4a…を充填した試験体は高い保水性を有し、例えば、密集した微粒珪砂４、4a…は微細な連続空隙を有していることにより、大きな毛管現象や表面張力現象で、水分の上昇作用を有したり、水分の流出を抑止して、高い保水性を有している。

〔有効性確認試験〕
本件発明は、アスファルト舗装体２における上層６に充填された微粒珪砂４、4a…はセメント７、7a…で固化されていることにより、微粒珪砂４、4a…の流失防止を図ることが出来るが、上層６の充填材を固化した場合に保水力、揚水力がどの様に変化して、温度上昇抑制機能を十分に達成し得るかについて、機能試験および試験施工（実施例）を行ったので、以下、説明する。

〔機能試験〕
下層５の充填材である独立珪砂（密集珪砂）と、上層６の充填材である固化珪砂（密集珪砂をセメントで固化したもの）の保水力、揚水力を吸水飽和速度試験で行った。
尚、独立珪砂のものは、定型の供試体Ａの作成が困難であるため、吸水速度に関する試験は実施せず、先行技術のものにおける吸水率（含水率約４０％）を援用した。

〔機能試験における供試体の作成〕
表５に示す様に、微粒珪砂５００ｇ、水５００ｇおよびセメント５０ｇ、７５ｇ、１００ｇ、１２５ｇの配合で４種類（Ｔｙｐｅ１〜４）の供試体Ａを作成した。
作成方法としては、上記配合で混合した供試体原料を型枠に流し込み、重量付加して脱水、固化し、１４日後に固化した供試体Ａを型枠から取り外し、養生室で２８日間、気中養生し、直径５ｃｍ、高さ７ｃｍの円柱状の４種類の供試体Ａを作成した。

〔機能試験の方式〕
機能試験である吸水飽和速度試験の手順は次の通りであり、試験状態の概要を図２に示す。
（１）供試体Ａを炉乾燥機に入れ絶乾状態とする。
（２）容器Ｂ底面から１ｃｍの高さまで水Ｃを入れる。
（３）容器Ｂの中に供試体Ａを入れ、５秒後に取り出す。
（４）供試体Ａの水滴分をウエスで軽く拭き供試体Ａの重量を測定する。
（５）飽和状態になるまで繰り返す。

〔機能試験の結果〕
吸水飽和速度試験の結果および体積含水率の比較表を表６、７に示す。
尚、単独珪砂については、今回試験を行っていないが、前回の保水性試験における含水率を今回の機能試験の飽和含水率（約４６％）として引用している。

吸水飽和速度試験の結果によると、単独珪砂の体積含水率は４６．０％であることに対して、セメント７、7a…を配合した固化珪砂であるＴｙｐｅ１〜４の供試体Ａでは４４．３％、４３．５％、４１．８％、４０．１％であり、セメント量を増やすに従って含水率が低かったが、体積含水率が高い単独珪砂の体積含水率と比較すると、４種類の供試体Ａは若干低下するが、大差はなく、十分に大きい吸水能力を有していた。
尚、総保水量を（供試体Ａの飽和質量−絶乾質量）と定義すると、総保水量はセメント量を増加するにしたがって、減少することも明らかとなった。
また、飽和点への到達時間は、Ｔｙｐｅ１〜４の供試体Ａで、経過時間１２０秒、１９０秒、２７０秒、５３０秒で飽和点に到達し、セメント量を増やすに従って飽和点に達するまでの時間が増加し、つまり吸水速度が減少したといえるが、約１０分で飽和点に到達し、揚水能力を有していた。
この吸水試験では、下部から上部に吸水させる試験方式であるため、吸水試験は揚水能力の確認にも繋がり、Ｔｙｐｅ１〜４の供試体Ａで吸水速度の差はあるが、本件発明における用途では数時間（日照時間）の揚水能力の有無であるため、十分な揚水能力を有していたといえる。
含水率と吸水速度の両者の観点から、セメント量の少ないＴｙｐｅ１の供試体Ａが含水率が高く、且つ、飽和点に到達するまでの時間が短かいが、Ｔｙｐｅ１〜４の供試体Ａの全てが、本件発明に使用可能であるといえる。

〔機能試験の総括〕
この機能試験によれば、独立珪砂と固化珪砂を比較すると、吸水量、保水力が同等であり、固化珪砂は揚水力を有することが判明した。

次に、実際の試験施工例について説明する。
上記の機能試験により、本件発明に係るアスファルト舗装体などの有効性が推測されたので、２回の試験施工を実施した。
第１回目の試験施工は、路面温度の上昇を抑制する作用の確認を目的とし、第２回目の試験施工は、本件発明に係るアスファルト舗装体の耐久性および施工結果の確認を目的として、夫々実施した。

〔試験施工場所・日時〕
試験施工場所は愛知県豊田市御船町山ノ神５６−２−３のヤハギ道路株式会社（本件出願人）の施工本部の建屋近傍で、車両出入り不可の試験ヤード（周囲に金網が設けられているだけで日照・風雨が自然環境に近い場所）と、大型トラック、ダンプカーを含んだ車両が通行する引き込み道路（周囲に日照・風雨の遮蔽物の無い道路）の２ヵ所で試験施工した。
第１回目の試験施工は、平成１７年８月２日に施工し、平成１７年８月６日〜１２日に温度測定し、第２回目の試験施工は、平成１７年１１月１９日に施工し、約４ヶ月間に渡って道路として供用した後、平成１８年３月１１日に部分試験体を採取した。

〔試験施工条件・手順〕
第１、２回目の試験施工は、施工場所・時期が相違するが、試験施工条件としては、図３の道路構造および表８、９の充填量、仕様に示す様に、舗装設定厚５．０ｃｍを密粒度アスファルト舗装としたもの、開粒度アスファルト舗装（アスファルト舗装基体）の舗装設定厚５．０ｃｍの下層部位に微粒珪砂４、4a…だけを充填すると共に、上層部位に微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…を充填して、上下層５、６に区分（区分比率は２種類）されたアスファルト舗装体２とする。
試験施工手順としては、図４のフローチャートに示す様に、
（１）既設地盤・舗装の撤去・取り壊し
（２）微粒珪砂混入路盤材の敷均し・転圧
（３Ａ）密粒度アスファルトの敷設
（３Ｂ）開粒度アスファルトの敷設
（４Ｂ）微粒珪砂１層目充填の敷均し、締固め
（５Ｂ）微粒珪砂・セメント２層目充填の敷均し、締固め
の手順で施工した。

〔第１回目の試験施工〕
第１回目の試験施工は、試験ヤードにおいて、３．０ｍ×３．０ｍ＝９．０ｍ² の面積の２面で、図３（ａ）に示す様に、舗装設定厚５．０ｃｍを密粒度アスファルト舗装としたもの、図３（ｂ）に示す様に、開粒度アスファルト舗装（アスファルト舗装基体）の舗装設定厚５．０ｃｍの下層部位に微粒珪砂４、4a…だけを充填すると共に、上層部位に微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…を充填して施工した。
上下２層に区分して微粒珪砂４、4a…などを充填した時の充填量は、表８のタイプＩの下層５：上層６を６：２（３：１）の３．７５ｃｍ：１．２５ｃｍとなる様に、微粒珪砂４、4a…を６．０ｋｇ／ｍ² ：２．０ｋｇ／ｍ² で、下層５と上層６に単独珪砂原料およひ固化珪砂原料の混合物充填材を夫々充填した。
密粒度アスファルト舗装と微粒珪砂４、4a…などを充填した開粒度アスファルト舗装（アスファルト舗装体２）の仕様を表９に示す。

表９第１段の仕様は、従来の一般的な舗装としての密粒度アスファルト混合物の舗装体（透水性なし）で、表９第２段の仕様は、アスファルト舗装基体（空隙率２３％）に表８のタイプＩに示した微粒珪砂４、4a…を充填した多孔質表層からなる路面温度の上昇抑制機能を有する舗装体（アスファルト舗装体２）であり、これらを比較測定の対象とした。
尚、今回の試験では密粒度アスファルト混合物と２層に微粒珪砂４、4a…等を充填した開粒度アスファルト混合物のものだけを比較測定したが、微粒珪砂４、4a…を充填しない開粒度アスファルト混合物と密粒度アスファルト混合物のものは前回試験で同等であったので、開粒度アスファルト混合物だけの舗装体の試験は省略して、今回は比較対象を限定した。

〔第２回目の試験施工〕
第２回目の試験施工は、図５に示す様に、進入道路において、（幅員）３．０ｍ×（長さ、路線長）２０．７ｍ＝（面積）６２．１ｍ² の面積で施工し、路線長を２分割した３．０ｍ×１０．３５ｍ＝３１．０５ｍ² の連続２面（施工面Ａ、Ｂ）で施工した。
第２回目の試験施工では、第１回目の試験施工と同一条件（タイプＩ）の施工（施工面Ａ）に加えて、表８のタイプIIの下層５：上層６を４：４（１：１）の２．５ｃｍ：２．５ｃｍとなる様に固化珪砂原料を充填する条件（微粒珪砂４、4a…を夫々４．０ｋｇ／ｍ² ）で施工（施工面Ｂ）した。

〔第１、２回目の試験施工状況〕
第１回目の試験施工における密粒度アスファルト混合物のものは、路盤形成後に厚さ５ｃｍの密粒度アスファルト舗装を施工し、第１、２回目の試験施工における開粒度アスファルト混合物のものは、路盤形成、厚さ５ｃｍの開粒度アスファルト舗装の施工後、舗装体（アスファルト舗装基体）に対して１層目（下層部位）に微粒珪砂４、4a…と水の混合物を充填し、２層目（上層部位）に微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…と水の混合物を充填した。
下層部位に充填した混合物における微粒珪砂４、4a…と水の混合比率は５：５、上層部位に充填した混合物における微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…と水の混合比率は５：１：５（表５に示すＴｙｐｅ１の供試体Ａと同等）として、表８に示す量（微粒珪砂４、4a…の充填量で表示）を充填した。
尚、微粒珪砂４、4a…を主成分とした混合物において、水分が多いと、微粒珪砂４、4a…とセメント７、7a…の粒子は沈降分離するため、水分量を所定量とするために、かつ、微粒珪砂４、4a…は含水しているために、事前計測の含水比を基にして微粒珪砂４、4a…は絶対乾燥状態の重量で補正軽量した。

〔温度に関する試験施工結果の確認〕
第１回目の試験施工において、路面温度の上昇抑制効果の実測を目的として夏季約１週間の温度分布（２施工面と気温、降雨量）を測定したので、平成１７年８月６日より同年８月１２日にかけて測定した結果を表１０に、８月８日、１０日の測定結果を表１１、１２に夫々表示する。

表１０〜１２の測定結果に基づいて各舗装体の路面温度の上昇抑制能力の比較を行うと、本発明の微粒珪砂４、4a…を充填した多孔質表層を用いた路面温度の温度上昇抑制機能を有する舗装体（グラフ中、中間の折れ線）では、従来の一般的な密粒度アスファルト舗装体（グラフ中、上方の折れ線）（および前回試験では同等であった開粒度アスファルト舗装体( 透水性アスファルト舗装体) ）と比較して、温度上昇を抑制できた。

例えば、最高温度（グラフ中、下方の折れ線）では、最高気温３６．０℃を記録した８月８日に、空隙率２３％の開粒度アスファルト舗装体（アスファルト舗装基体）に微粒珪砂４、4a…を上下２層合計で舗装体体積１m³につき１６０ｋｇ充填した舗装体では、密粒度アスファルト舗装体に比して路面の最高温度を１２．７℃低下させることができた。
又、温度上昇抑制の持続では、降雨日が８月６日、１０日、１２日だけであったが、本発明の微粒珪砂４、4a…を充填した多孔質表層を用いた路面温度の温度上昇抑制機能を有する舗装体では、何れの測定日においても一般的な密粒度アスファルト舗装体より常に低い温度となり、路面温度の上昇抑制効果を持続的に発現できた。

〔流失に関する試験施工結果の確認〕
第２回目の試験施工では、自然環境（風雨）に晒されると共に、車両通行による振動が付与されても、表面上は骨材３、3a…が部分的に突出すると共に、非突出部に微粒珪砂４、4a…がセメント７、7a…で固化されており、施工状態と大差なく、微粒珪砂４、4a…の流失は認められなかった。
又、内部構造に関しては下記の様に確認した。

〔舗装体構造に関する試験施工結果の確認〕
第２回目の試験施工では、上下２層で異種混合物（セメント有無）を舗装体（アスファルト舗装基体）に充填した結果を確認することであり、施工面Ａ、Ｂに関して複数個の抜取試験体Ｄを採取し、該抜取試験体Ｄの外観所見（観察結果）から施工条件と一致するか否かを確認し、その原因と結果の関係を考察するという手順で行った。
具体的には、２層目（上層６）のセメント７、7a…の粒子が１層目（下層５）の微粒珪砂４、4a…の粒子より小径であるので、施工厚が施工面Ａでは３：１、施工面Ｂでは５：５となる様に充填施工したが、供用後においても、その施工目標通りの結果となっているかを確認した。

〔抜取試験体の採取〕
第２回目の試験施工において、施工面Ａ、ＢのタイプＩ、IIについて夫々３個ずつ（イ〜ハ、ニ〜ヘ）の円柱状（直径８ｃｍ、厚さ５ｃｍ）の抜取試験体Ｄ（抜取コアー）を採取した（採取位置は図５参照）。
この採取方式は、舗装体の表面からコアカッター（円筒刃）を回転させると共に、切断面に潤滑水を供給した方式であり、抜取試験体Ｄの採取後、路盤１上に固化微粒珪砂４、4a…が堆積していた。

〔抜取試験体の（総体的）外観所見〕
抜取試験体Ｄの総体的な外観所見としては、上面および上層６にセメント７、7a…で固化された固化微粒珪砂４、4a…が確認できると共に、下層５は微粒珪砂４、4a…が表面上では不存在でアスファルトの骨材３、3a…だけが確認された。
この理由は、下層５の微粒珪砂４、4a…はセメント７、7a…で固化されていないため、採取時の流水で独立（非固化）した微粒珪砂４、4a…は流失したものである。
尚、固化部分の下部（全体の中途部、下層５と上層６における充填材の境界部分）は、目視および手触りでは、上部に比して弱い固化状態であった。

〔抜取試験体の（具体的）外観所見〕
抜取試験体Ｄの切断面において、セメント７、7a…で固化された微粒珪砂４、4a…の位置（深さ）を具体的に測定したので、表１３、１４に表示している。

図６、７に示す様に、円周方向で４等分位置（測点１〜４）で、固化微粒珪砂４、4a…を確認出来る深さを測定した。
表１３に示す様に、タイプＩのものでは、試料イは２．５〜２．８（平均２．７）ｃｍ、試料ロは０．５〜１．１（平均０．９）ｃｍ、試料ハは１．４〜１．５（平均１．５）ｃｍ、試料イ〜ハの平均は１．７ｃｍであり、タイプＩの施工条件による想定（目標）深さ１．２５ｃｍ（５．０ｃｍ×２５％）を上回っていた。
表１４に示す様に、タイプIIのものでは、試料ニは１．４〜１．５（平均１．５）ｃｍ、試料ホは２．８〜３．３（平均３．１）ｃｍ、試料ヘは３．８〜４．０（平均３．９）ｃｍ、試料ニ〜ヘの平均は２．８ｃｍであり、タイプIIの施工条件による想定（目標）深さ２．５ｃｍ（５．０ｃｍ×５０％）を上回っていた。
周面４等分位置では、固化部分の深さが相当量相違するが、コアーの切断面に具現化された様に、アスファルトの大小骨材３、3a…の存在位置によるバラツキが大きく関与したものであり、タイプＩ、IIの両者とも、１２点（４等分×３個）の平均では目標数値を若干上回っていた。

〔各種試験の総合考察〕
上記の様に、施工条件に比して施工結果では、セメント７、7a…で固化された固化微粒珪砂４、4a…が想定（目標）より増加していたが、上層６は固化微粒珪砂４、4a…、下層５は独立微粒珪砂４、4a…となっていることが確認された。
又、機能試験による独立微粒珪砂４、4a…で保水力を保持すると共に、固化微粒珪砂４、4a…で揚水力を保持すること、更に第１回目の温度測定で、開粒度アスファルトに微粒珪砂４、4a…等を充填した舗装体は温度上昇抑制機能を有することを確認でき、かつ、微粒珪砂４、4a…が流失していないことが確認でき、本件発明に係るアスファルト舗装体の有効性を確認できた。

〔条件と結果の相違に関する考察〕
次に、施工条件と施工結果の相違である固化部分の拡大があったので考察する。
下層５の微粒珪砂４、4a…は平均粒径８６μｍに対して、上層６のセメント７、7a…は平均粒径２０μｍであり、下層５にセメント７、7a…が一部浸透したが、全部浸透しなかったことについて、具体的に推論、考察する。
表２に示す様に、開粒度アスファルトの空隙に充填された微粒珪砂４、4a…は平均粒径８６μｍで、７５〜２６μｍのものが約３２％含まれ、それ未満のものが約４％含まれている。
アスファルトの骨材３、3a…の配置によっても影響されるが、第１次充填時に振動させることもあって、微粒珪砂４、4a…同士の大きな間隙には微粒珪砂４、4a…の比較的小さな粒子が入り込み、微粒珪砂４、4a…の粒子間で形成される間隙径は粒子径よりもかなり小さくなると考えられる。
よって、比較的大粒子同士の微粒珪砂４、4a…の間の比較的大きな間隙には、セメント７、7a…の粒子が部分的に通過出来るとしても、大きな間隙は連続せず間隙は一様でないため、セメント７、7a…粒子の通過、降下には自ずと限界がある。
そのため、セメント７、7a…粒子が部分的に降下しても、一部分に止まり、下層５の微粒珪砂４、4a…の全てが固化されず、下層５の微粒珪砂４、4a…の上方一部だけが固化され上層６が下方延出状態となる。

〔一部浸透のための施工条件の注意点〕
上記の様に、上層６のセメント７、7a…粒子は下層５に一部浸透するが、それを限定的にするために、施工条件にある程度の制約がある。
例えば、一次充填と二次充填の時間差を短時間とすると、一次充填時の水が十分に散逸せず、一次、二次充填の充填物が同化して、二次充填物の一部（セメント７、7a…粒子）が水と共に、浸透することとなるため、施工方法として、一次充填後に、十分な養生（乾燥、時間）が必要である。
又、施工に際して養生時間を十分に取る他、一次充填に際して振動を付与して、粒子間の大きな間隙に他の粒子が入り込む様にすることも肝要である。

本発明に係る路面構造の概略構成を示す断面図である。 吸水飽和速度試験の概要を示す図である。 各種試験道路の構造を示す断面図である。 施工の手順を示す図である。 試験道路の区分および抜取コアーの抜取位置を示す図である。 抜取コアーの表面を示す図である。 抜取コアーの切断面を示す図である。

符号の説明

１ 路盤
２ アスファルト舗装体
３、3a… 骨材
４、4a… 微粒珪砂
５ 下層
６ 上層
７、7a… セメント

Claims (7)

1. 水透過機能を有する多孔質のアスファルト舗装基体の空隙に、主成分が鉱物質の微粒体である充填材を充填した路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体であって、 上記アスファルト舗装基体を単層にし、上記充填材を２種類として上下２層に充填し、下層部位を未固化の微粒体とし、上層部位をセメントで固化された微粒体としたことを特徴とする路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体。
2. 微粒体を微粒珪砂と成したことを特徴とする請求項１記載の路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体。
3. 微粒珪砂は平均粒径約８０〜１５０μｍと成したことを特徴とする請求項２記載の路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体。
4. 多孔質のアスファルト舗装基体は容積百分率で１８〜２５％の空隙を有するものとしたことを特徴とする請求項３記載の路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体。
5. アスファルト舗装基体の体積１m³につき１１０〜１８０ｋｇの微粒珪砂を空隙に充填したことを特徴とする請求項４記載の路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装体。
6. 舗装路面構造が路盤と請求項１、２、３、４又は５のいずれか１項に記載の表層のアスファルト舗装体から成り、路盤は保水性を有するものと成したことを特徴とする路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装路面構造。
7. 路盤にアスファルト舗装体と同一の微粒体又は微粒珪砂を充填したことを特徴とする請求項６記載の路面温度の上昇抑制機能を備えたアスファルト舗装路面構造。

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