JPWO2005124026A1 - 舗装道路 - Google Patents

Abstract

【目的】高い反射能および熱透過能を有し、同時に改良された熱機械的性質を示すアスファルト方式の舗装道路を提供すること。【解決手段】 本発明にかかる舗装道路（１０）は、少なくとも１つの鉱物質（１６、２２）と１つの結合材（１８、２４）との混合物を含む少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）を備え、アスファルト表層が特に１つの上側にある表面層（１４）とその下にある１つの結合層（１２）とを含む。本発明によれば、少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）の鉱物質（１６、２２）の少なくとも６０質量％が結晶質石英である。主に表面層（１４）および結合層（１２）用に実質的に専ら結晶質石英が鉱物質として使用される。本発明に係る舗装道路（１０）は、高い熱機械的応力のもとで、高い反射・熱透過能を示し、きわめて高い安定性を示す。【選択図】図１

Description

本発明は、舗装道路（車道表層）、特に自動車交通用アスファルト舗装道路に関する。

今日の舗装道路体は、人為的に盛り土して締固められる路盤（堤方式）と、基層と車道表層とからなり積層構成される上部構造とで構成される。車道表層の役目は、耐久性があり整備された通行可能な表面を交通に提供し、その下にある基層を天候や交通からの直接的作用から保護することにある。車道表層は基層と強固に結合されて構造体全体の支持力発揮にも貢献する。基本的にアスファルト表層、コンクリート表層および敷石表層とに区別され、ここでは専らアスファルト表層が重要である。表層はそれ自体ふつう上側にある表面層と、基層と表面層との間に配置される結合層とで構成される。ここではＤＩＮ５５９４６（ドイツ連邦規格５５９４６）に従って、「瀝青または瀝青含有結合材と鉱物質および場合によっては他の骨材および／または添加材からなる天然に産出しまたは工業的に製造される混合物」をアスファルトと理解する。瀝青で表される高分子炭化水素混合物は原油の蒸留時に残留物として得られる。瀝青は固体アスファルトと粘性油とのコロイド分散二相系として存在し、一般に暗色である。それに加えて、合成結合材もアスファルトの製造に使用することができる。ここでは用語「結合材」は瀝青、瀝青含有結合材および合成結合材の上位概念として使用される。

舗装道路は気象条件や交通量による熱負荷および機械負荷に曝されており、これらの負荷は多種多様な破損パターンを生じることがある。日射と高温に起因して道路表層が暖められると結合材が可塑化し、この可塑化は機械的交通負荷と共に轍掘れ形成を生じることがある。このように以前に破損した領域では、さらに冬の冷却と同時に高い機械負荷のとき縦割れが現れることがある。熱負荷も機械負荷も大都市では強く現れる。そこでは一方でヒートアイランド現象として知られる状況が現れ、それによると、高温の真夏日では、密集地帯の気温は周囲の田園地帯よりもずっと高い。この現象はさまざまな要因に帰すことができ、その中には産業や車からの高い放熱、建物による入射熱の蓄積、建物密集の結果として風による対流排熱の減退、そして緑地の減少による水の蒸発を介した天然冷却の減退がある。機械的観点から大都市では交通量が多いこと、平均速度の低下および交通の流れの中断が特別否定的に作用する。同じ影響は軸荷重の増加によって増す。

熱的観点から、車道表面の熱勘定は轍堀れにとってきわめて重要である。ここでは一方で指向性拡散日射の結果としての短波熱流、他方で逆放射による長波熱流が現れる。車道表面の反射能（いわゆるアルベド）によって短波放射の一部は反射され、残りの部分は吸収される。それに対して、加えられる長波熱流は車道表面の性状と殆ど無関係に約０．９５の吸収度で吸収される。車道表面によって吸収される長波・短波熱流部分は次に ――対流と固有放射との結果として周囲空気に放出される熱流を引いて―― 車道構造体の内部に排出される。排熱は、車道構造や熱的境界条件の他に、個々の層や路床の伝熱能力や蓄熱能力によって最終的に決まる。車道表面から地下水への熱輸送時、基本的に、供給された熱流の一部は各層に蓄えられ、残りの部分はその下にある層に排出される。これに関連して個々の構造層および路床を総合的に熱評価するための判定基準として適しているのが、熱透過率ｂ（ｂ＝（λ×ρ×ｃ_Ｐ）^1/2 ：ｂは熱透過係数、λは熱伝導率、ρは乾燥見掛け密度もしくは嵩密度、ｃ_Ｐは比熱容量）である。従って高い昇温をもたらす材料特性は、表面層の低い反射能（低いアルベド）と個々の車道構造層の低い熱透過能である。

熱機械的観点からは、表面層と結合層とからなる構造の僅かな曲げ剛性と土木材料および土木材料混合物の高いさまざまな熱膨張係数が周知の破損パターンをもたらす。

舗装道路の表面温度を下げる上では、一体化した導水管路によって車道に供給された熱出力を対流式に排出する能動システムが公知である。しかしこのシステムには、多額の投資費がかかり、特殊な地質的前提条件を必要とする。それに対して受動システムは、舗装道路内へのエネルギー吸収の低減および／または表面層や結合層の熱機械的性質の改善に主点を置いている。ここでは塗装、表面被覆または表面サンディング等の表面層のさまざまな表面処理が考慮の対象になる。特殊に開発された塗料での塗装は、不都合なことに交通負荷のもとでは耐摩耗性が乏しい。同じことが表面被覆にもあてはまる。例えば車道表層に８〜１０ｍｍ厚の磁器層を被着することが公知である。しかしこれは排熱が僅かであり、下側層との付着結合が不十分であり、下側層との剛性差が大きい。

表面層の上記表面処理の他に、表面層構成要素の改質も考慮の対象となる。これに関連してなかんずく表面層中に明色鉱物質を投入することが公知である。明色鉱物質として例えば焼成フリント、タウヌス産珪岩、明色花崗岩、明色花崗閃緑岩および氷推石が知られている。表面層の明るさは採掘原石全体に占める明色鉱物質の割合に伴って当然増加する。しかし周知の明色鉱物質は衝撃強さに乏しいので、投入される鉱物質の主要割合で暗色耐衝撃性鉱物質の比率が高くなるように混合され、これにより明化作用が部分的に相殺される。例えば、細かな平均的豆砕石粒子の５０質量％を明色鉱物質から選択し、残り５０質量％と粗粒を耐衝撃性（暗色）鉱物質から選択することが公知である。さらに、明色彩色可能な結合材を場合によっては明色鉱物質と組合せて投入することが検討されている。

本発明の課題は、高い反射能および熱透過能を有し、同時に改良された熱機械的性質を示すアスファルト方式の舗装道路を提供することである。この舗装道路は、強くてごく厳しい交通負荷に特に適していなければならない。

この課題は、請求項１に指摘した特徴を有する舗装道路によって解決される。本発明によれば、舗装道路の少なくとも１つのアスファルト層、特に１つの上側表面層および／またはその下の１つの結合層内の鉱物質の少なくとも６０質量％が結晶質石英である。結晶質石英は、ＩＳＯ１１０９によれば（長石類、積層珪酸塩、重金属、鉄およびマンガン鉱物、岩石破片等の代表的随伴産物の他に）ＳｉＯ_２含有量が少なくとも９３％、融解温度が少なくとも１５００℃であり、一方で熱伝導率が約１０．５Ｗ／（ｍＫ）で、これは道路構造の従来の鉱物質よりも約２〜３倍高い。約７２０Ｊ／（ｋｇＫ）の比熱容量ｃ_ｐと合わせて、高い熱伝導率は高い熱透過能をもたらす。こうして、主に表面層とその下にある結合層とに投入された結晶質石英は、吸収した熱エネルギーをそれぞれその下にある車道構造層へときわめて良好に排熱することを可能とする。同時に、結晶質石英は高い反射能を有するごく明色の鉱物質である。例えば、結晶質石英は明色花崗岩よりもアルベドが約３〜４倍高い。高い反射能のゆえに、日光照射から吸収される割合はきわめて強く低減される。同時に結晶質石英は優れた熱機械的性質を示す。これは最も硬い天然材料の１つである（モース硬度７、比重２．６５ｇ／ｃｍ^３）。結晶質石英は偏六面体結晶構造を有する。結晶質石英の他の利点はその熱膨張係数が僅か約１×１０^‐６Ｋ^‐１と小さいことに起因しており、これは玄武岩、花崗岩または石灰石等の通常の道路建設岩石のものよりも約１０乗小さい。低い熱膨張係数は、相応する舗装層の熱膨張を劇的に低減し、それとともに熱誘発応力および亀裂形成の著しい減少につながる。こうして結晶質石英は有利な熱力学的性質と熱機械的性質とを一つにし、これらは全体として、高い反射能を有する高安定性冷接触性アスファルト舗装道路を実現する。

結晶質石英の優れた機械的性質は、高い質量百分率でのその投入を可能とする。本発明の好ましい一構成によれば、各アスファルト層に投入される鉱物質の少なくとも９０％、特に少なくとも９５％、主に９７％が結晶質石英である。鉱物質として ――場合によって添加される無機顔料（下記参照）を別とすれば―― 専ら結晶質石英を投入するのが特に好ましい。

石英は主に結晶質破砕石英の形で投入され、特に、最適な粒度分布を達成するために少なくとも１つの石英多重破砕チップと少なくとも１つの石英高品質砕砂と石英粉末との混合物が投入される。

本発明の好ましい一構成によれば、表面層の鉱物質、特に結晶質石英の粒度分布は０〜８ｍｍである。その際特別好ましくは、表面層の鉱物質（場合によっては明化のために添加される粉末態様の顔料を含む）が下記粒度分布：粒度範囲２〜８ｍｍのものを７０〜８０質量％、特に約７５質量％；粒度範囲０．０９〜２ｍｍのものを８〜１８質量％、特に約１３質量％；粒度範囲０〜０．０９ｍｍのものを７〜１７質量％、特に約１２質量％有する。

他方で結合層用には０〜１６ｍｍの鉱物質粒度分布が予定されている。特に結合層の鉱物質は下記粒度分布：粒度範囲２〜１６ｍｍのものを７０〜８０質量％、特に約７３質量％；粒度範囲０．０９〜２ｍｍのものを１５〜３０質量％、特に約２１質量％；粒度範囲０〜０．０９ｍｍのものを３〜１０質量％、特に約６質量％有する。

粒度分布の特殊例が実施例に見られる。表面層および結合層の前記粒度分布は、実験室での多様な適性検査とそれに続く費用のかかる熱力学的・熱機械的モデル計算との結果であり、曲げ剛性に関して最適化されている。前記粒度分布は、ドイツ道路建設規定（交通面の上部構造を標準化するための指針ＲＳｔＯ）と個々の点で異なっている。

本発明を導くに至った開発作業の他の重要な観点は表面層と結合層の層厚の最適化にある。本発明によれば、表面層の平均舗設厚が２．０〜３．０ｃｍの範囲内、特に約２．５ｃｍ、結合層の平均舗設厚が８．５〜１１．０ｃｍの範囲内、特に約９．５ｃｍである。両方の層の総舗設厚は約１２ｃｍとなるよう配慮される。それに対してドイツＲＳｔＯは、高負荷を受ける車道表層には厚さ８ｃｍのアスファルト結合層と厚さ４ｃｍのアスファルト表面層を推奨している。一般にＲＳｔＯは、結合層の厚さを５．０〜８．５ｃｍとしている。本発明により曲げ剛性の劣るアスファルト表面層を犠牲にして曲げ剛性アスファルト結合層を強化すると、結果として、舗装道路体の曲げ剛性は公知の構想に比べて全体として本質的に高まる。これにより、特に結晶質石英を鉱物質として層中で使用することと組合せて、舗装道路のきわめて高い安定性が帰結し、そのことが舗装道路をきわめて高い交通負荷に適したものとする。

本発明の他の重要な観点は投入される結合材の最適化に見ることができる。その際特別好ましくは、結合層および／または表面層中に投入される結合材は高分子改質瀝青および／または高分子改質合成結合材である。これは、特殊な高分子を混加した結合材である。いわゆる使用可能状態の高分子改質瀝青の場合、高分子は精製所において結合材に加えられる。好ましくは、結合層が結合材としてＰｍＢ２５Ａ型の高分子改質瀝青を含有し、表面層はＰｍＢ４５Ａ型の高分子改質瀝青または明色彩色可能な結合材を含有している（下記参照）。記号は２００１年発行の使用可能状態の高分子改質瀝青の技術的受渡条件（ＴＬ−ＰｍＢ２００１）に合致している。記号中、低い特性値ほど高い剛性に相当する。高分子改質瀝青／結合材の利用によって、本発明に係る舗装道路は高い弾性率（弾性モジュール）と個々の舗装層の僅かな塑性変形性とを得る。尚、ＴＬ−ＰｍＢ２００１に合致したＰｍＢ２５Ａ型、ＰｍＢ４５Ａ型の規格値を、実施例で用いた材料の標準値と共に後掲の表１０および表１１に示す。

暗色高分子改質瀝青で表面層が製造される場合さらに、好ましくは、表面層が例えばサンドブラストによって追加的に表面処理して結合材膜が除去される。これにより、明色石英材料が露出して明るさを高めることが達成される。こうして、表面層の反射能は０．０５から０．１７に高めることができる。

なお一層好ましい変形例の実施によれば、明色、透明、半透明、および／または明色顔料で彩色可能な結合材が表面層中で使用される。主に半透明高分子改質結合材が表面層用に使用され、この結合材は明色顔料、特に二酸化チタンＴｉＯ_２の添加によって彩色される。結晶質石英と合わせてこのような表面層は反射率が０．２６以上である。それに対してアスファルト製の従来の車道表層は反射率が０．０５〜０．１０である。

本発明の他の好ましい一構成によれば、アスファルト層の少なくとも１つ、しかし特に表面層が、安定材を有し、この安定材は例えばセルロース繊維および／または充填ポリオレフィンとすることができ、結合層の場合好ましくは充填ポリオレフィンである。

表面層中では空隙率は１．０〜６．０体積％、特に２．０〜５．０の範囲内、主に３．０〜４．０体積％の範囲内となるよう求められる。それに対して、結合層中では傾向的に高い空隙率が有利である。特にここでは２．０〜９．０体積％、主に３．０〜８．０、特別好ましくは４．０〜７．０体積％の空隙率が設定される。

本発明に係る特別好ましい表面層の組成は、（鉱物質含有量に対して）少なくとも１つの彩色可能な高分子改質結合材６．０〜８．０質量％、結晶質破砕石英８０〜９５質量％、少なくとも１つの安定材０．３〜２．０質量％、白色無機顔料０．１〜３．０質量％である。

これに代わる変形例の一構成によれば表面層の組成は、高分子改質結合材６．０〜８．０質量％、結晶質破砕石英８０〜９５質量％、少なくとも１つの安定材０．３〜２．０質量％である。この変更態様では、表面層の表面は結合材膜除去処理によって処理されている。

本発明の範囲内で好ましい結合層の組成は、高分子改質結合材３．５〜６．０質量％、結晶質破砕石英９４〜９６．５質量％である。

結晶質破砕石英の粒度分布、投入すべき高分子改質結合材、表面層中の万一の添加物、および表面層、結合材の層厚には上記のことが相応に妥当する。

本発明のその他の好ましい諸構成は残りの従属請求項の対象である。

本発明に係る舗装道路は、少なくとも１つの鉱物質（１６、２２）と少なくとも１つの結合材（１８、２４）との混合物を含む少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）を備え、少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）の鉱物質（１６、２２）の少なくとも６０質量％が結晶質石英であるから、高い反射能および熱透過能を有し、同時に改良された熱機械的性質を示すという効果がある。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について詳しく説明する。
図１は本発明に係る舗装道路の構造を示す。
図２は結合層の鉱物質の粒度曲線である。
図３は表面層の鉱物質の粒度曲線である。

（実施例１）
実施例１は実施例１−１〜１−３を総称したものである。実施例１−１〜１−３の作業工程は共通する部分が多いため、まとめて説明する。
砕石マスチックアスファルトからのアスファルト結合層および表面層の製造
本発明に係る舗装道路は、道路建設において一般的な工法および機器によって既存基層上に製造して舗設される二層車道表層である。

表面層および結合層用のアスファルト混合物は乾燥・混合設備内で製造される。その際、以下の作業工程が行われる：
・鉱物質の予備計量、
・約１７５℃での鉱物質の乾燥と加熱、
・高温の鉱物質の篩分け、中間貯蔵および計量、
・石粉の添加、
・安定材（セルロース繊維、ＰＲプラストＳ（ＰＲ−Ｐｌａｓｔ．Ｓ））の添加、
・主混合ドラム内で鉱物質と安定材との予備混合、
・約１７５℃に加熱された結合材と二酸化チタン（明色表面層の場合にのみ）の計量と、別の混合ドラム内での予備混合、
・加熱され場合によっては予備混合された結合材を主混合ドラムに添加、
・混合、および場合によっては
・混合物をサイロ内で中間貯蔵。

設備混合能力は一般に１２０〜３００ｔ／ｈである。用意すべき輸送能力は混合設備の能力、ロードフィニッシャーの舗設能力、輸送距離および交通事情に合わせねばならない。混合物は施蓋し、極力断熱容器内で輸送すべきであろう。混合物は基本的にロードフィニッシャーで舗設すべきであろう。十分な高さの舗設温度は、申し分のない締固めと良好な層結合にとって前提条件である。締固めはロードフィニッシャーの舗設板による予備締固めで始まる。転圧締め用には、静的スムーズホイールローラー、振動ローラーおよび／またはゴムタイヤローラーを投入することができる。

結合層の組成とアスファルト特性は表１に示されている（実施例１−１）。明色彩色結合材を有する砕石マスチックアスファルトの組成と材料特性は表２に列記してある（実施例１−２）。除去的表面処理で暗色結合材を有する変形例の砕石マスチックアスファルトの組成と特性は表３にまとめてある（実施例１−３）。尚、表中、「総初期重量」とあるのは、鉱物質の総重量を意味している。

図１は本発明に係る舗装道路の構造を横断面で概略的に示したものである。全体に符号１０とした舗装道路は、舗設厚ｄ_２が平均して９．５ｃｍのアスファルト結合層１２と、その上にある舗設厚ｄ_１が２．０〜３．０ｃｍの砕石マスチックアスファルトからなる表面層１４とを含む。結合層１２内で使用される鉱物質１６は専ら、０〜１６ｍｍの範囲内に広がる粒度分布を有する結晶質破砕石英である。結合層１２の鉱物質１６の粒度曲線が図２に示してある。結合層１２内で使用される結合材１８は、商品名カリビット（Ｃａｒｉｂｉｔ）２５（ドイツ・シェル社）のＰｍＢ２５Ａ型の高分子改質瀝青である（表１０参照）。この結合材はこれまでアスファルト製車道表層に関するドイツの規格類に糸口を持たなかった。結合層１２の空隙２０は３．０〜８．０体積％を必要とする。

表に示した（表２による）表面層１４は、鉱物質２２としてやはり結晶質破砕石英を有する。結晶質石英の粒度分布は０〜８ｍｍにある。半透明結合材２４の彩色のために添加される２．５質量％の二酸化チタンを別とすれば、表面層１４の鉱物質２２も専ら結晶質破砕石英からなる。ここに示した表面層１４の結合材２４は、商品名メクスファルテ（Ｍｅｘｐｈａｌｔｅ）ＣＰ２（ドイツ・シェル社）の彩色可能（彩色可能とは結合材２４自体が彩色されるという意味である。）で実質的に無色の高分子改質結合材である（表１２参照）。ＴｉＯ_２で彩色することによって白色着色が得られ、これは明色石英２２と合わせて高反射能のごく明るいアスファルトを生じる。表面層１４中の空隙２６の体積百分率は２．０〜４．０体積％である。図１にさらに示唆された安定材２６は、商品名ＰＲプラストＳ（ＰＲ−Ｐｌａｓｔ．Ｓ）（プロデュイ・ルート社、ジョンリス）の充填熱可塑性ポリオレフィンである（表１３参照）。安定材は粒度４ｍｍのレンズ状黒色粒質物として製造され、処理温度に加熱された鉱物質に混加される。アスファルト中で安定材は鉱物質粒子２２の個別付着を生じる。これらの支持個所によって、鉱物質混合物の高い内的摩擦と同時にアスファルト層の良好な寒冷挙動が達成される。図示しない変更態様によれば、結合層（１２）もＰＲプラストＳ（ＰＲ−Ｐｌａｓｔ．Ｓ）型安定材を含む。

（実施例２）
以下に他の実施形態について説明する。実施例２は、実施例２−１〜２−３を総称したものである。表４〜表６に組成や材料特性をまとめて示す。尚、表４〜表６においては、表１〜表３とは異なり、各材料の質量％は、混合物全体（鉱物質、結合材、安定材）の総重量あたりの質量％で算出されている。

（実施例２−１）
表４は、アスファルト結合層の組成と材料特性とを併せて示したものである。同表においてミクロシル（登録商標：ドイツ・ユーロクオーツ社）とはＳｉＯ_２（シリカ）を９９．５％含んだ結晶石英の粉末である（表１４参照）。石英砕石、石英砂も結晶石英である。石英砕石および石英砂は鉱山で採取され、分粒されてプラントに運ばれたものを用いている。ミクロシルは工場で加工され、成分的に厳選されたものである。

表４に示したアスファルト結合層は、次の手順で作製した。
（１）骨材（石英砕石、石英砂、ミクロシル）を事前加熱した（１７０℃で１２時間超）。
（２）結合材（カリビット２５）を事前加熱した（１７０℃で４時間未満）。
（３）次に、（ａ）開始材料（骨材と結合材）の温度維持、（ｂ）ミキサーで３分間、前記骨材の事前混合、（ｃ）前記結合材の添加、（ｄ）５分間混合、という手順を行った。
（４）１７５℃で１時間、（３）で得たアスファルト混合物の再加熱を行った。
（５）マーシャル供試体とスラブを準備した。
（６）両側を７５回、マーシャルハンマーで突き固めたマーシャル供試体の圧縮を行った。
（７）同様にして、スラブの圧縮を行った。
以上の手順によりアスファルト結合層を得た。

（実施例２−２）
表５は、暗色アスファルト表面層の組成と材料特性とを併せて示したものである。

表５に示した暗色アスファルト表面層は、次の手順で作製した。
（１）骨材（石英砕石、石英砂、ミクロシル）を事前加熱した（１７５℃で１２時間超）。
（２）結合材（カリビット４５）を事前加熱した（１７５℃で４時間未満）。
（３）２３℃の室温で安定材（テクノセル）と安定材（ＰＲプラストＳ）とを事前加熱した。
（４）結合材（カリビット４５）に安定材（テクノセル）を加えて、事前混合した。
（５）１７５℃で２時間以下、混合物（結合材（カリビット４５）＋安定材（テクノセル））の再加熱を行った。
（６）安定材（ＰＲプラストＳ）を前記骨材に加え、事前混合した。
（７）骨材（石英砕石、石英砂、ミクロシル＋安定材（ＰＲプラストＳ））に混合物（結合材（カリビット４５）＋安定材（テクノセル））を加えた。
（８）５分間、混合を行った（手で混合した）。
（９）１７５℃で１時間、アスファルト混合物（石英砕石、石英砂、ミクロシル＋安定材（ＰＲプラストＳ）＋結合材（カリビット４５）＋安定材（テクノセル））を再加熱した。
（１０）マーシャル供試体とスラブを準備した（準備中の混合温度は１６０℃超）。
（１１）両側を７５回、マーシャルハンマーで突き固めたマーシャル供試体の圧縮を行った（圧縮後の温度は１１０℃超）。
（１２）嵩密度に基づいてスラブの圧縮を行った。
以上の手順により暗色アスファルト表面層を得た。結合材（ＰＲプラストＳ）は、後掲の表１３に示したように暗色結合材である。従って、本実施例の場合においては、明色鉱物質を表面処理して暗色の結合材膜を除去するとよい。これにより、反射能を向上させることができる。

（実施例２−３）
表６は、明色アスファルト表面層の組成と材料特性とを併せて示したものである。

表６に示した明色アスファルト表面層は、次の手順で作製した。
（１）骨材（石英砕石、石英砂、ミクロシル）を事前加熱した（１７５℃で１２時間超）。
（２）結合材（メクスファルテＣＰ２）を事前加熱した（１７５℃で４時間未満）。
（３）２３℃の室温で明色顔料（二酸化チタン）と安定材（テクノセル）の事前加熱を行った。
（４）結合材（メクスファルテＣＰ２）に明色顔料（二酸化チタン）を加えて事前混合を行った。
（５）１７５℃で０．５時間、再加熱を行った。
（６）結合材（結合材（メクスファルテＣＰ２）＋明色顔料（二酸化チタン））に安定材（テクノセル）を加えて事前混合を行った。
（７）１７５℃で２時間以下の時間、完成した結合材（結合材（メクスファルテＣＰ２）＋明色顔料（二酸化チタン）＋安定材（テクノセル））の再加熱を行った。
（８）骨材（石英砕石、石英砂、ミクロシル）に安定材（ＰＲプラストＳ）を加え、事前加熱した。
（９）完成した結合材（結合材（メクスファルテＣＰ２）＋明色顔料（二酸化チタン）＋安定材（テクノセル））を骨材（石英砕石、石英砂、ミクロシル＋安定材（ＰＲプラストＳ））に加えた。
（１０）５分間、混合を行った（手で混合した）。
（１１）１７５℃で１時間、アスファルト混合物（骨材（石英砕石、石英砂、ミクロシル）＋安定材（ＰＲプラストＳ）＋結合材（メクスファルテＣＰ２）＋明色顔料（二酸化チタン）＋安定材（テクノセル））を再加熱した。
（１２）マーシャル供試体とスラブを準備した（準備中の混合温度は１６０℃超）。
（１３）両側を７５回、マーシャルハンマーで突き固めたマーシャル供試体の圧縮を行った（圧縮後の温度は１１０℃超）。
（１４）嵩密度に基づいてスラブの圧縮を行った。
以上の手順により明色アスファルト表面層を得た。

（評価試験）
実施例２−２に係るアスファルト道路と、従来のアスファルト道路との路面温度を比較した。その結果を図４（ａ）、（ｂ）に示す。同図（ａ）は夏場における温度変化を示し、同図（ｂ）は冬場における温度変化を示す。図中、●印でプロットした点は、実施例２−２に係るアスファルトの路面温度であり、■印でプロットした点は、従来のアスファルトの路面温度である。これらの図から明らかなように、実施例２−２に係るアスファルト道路では夏場における最高温度の上昇を抑制（約５℃）するとともに、冬場における最低温度の低下（約４℃）を抑制する。また、一日の温度変化も実施例２−２に係るアスファルト道路の方が従来のアスファルトよりも小さい温度幅で済む。このように、本発明品は、従来のアスファルト道路に比べて気温の温度差による影響を受けにくく、夏場においてはヒートアイランド対策に適し、冬場においては路面凍結を防止するのに適するといえる。

（実施例３）
実施例３は、実施例３−１〜３−３を総称したものである。表７〜表９に組成や材料特性をまとめて示す。尚、表７〜表９において、「総初期重量」とあるのは、表１〜表３と同様に、鉱物質（但し、ＴｉＯ_２を除く。）の総重量を意味している。従って、結合材や安定材およびＴｉＯ_２は、鉱物質１００質量％に対する質量％を示す。

（実施例３−１）
表７は、アスファルト結合層の組成と材料特性とを併せて示したものである。同表においては鉱物質として珪石を用いているが、この珪石は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を９３質量％以上含有する。珪石は鉱山で採取され、粒径毎に分けたものを用いている。

表７に示したアスファルト結合層は、次の手順で作製した。
（１）骨材（珪石砕石、珪石砂、珪石石粉）を事前加熱した（１７０℃で１２時間超）。
（２）結合材（カリビット２５）を事前加熱した（１７０℃で４時間未満）。
（３）次に、（ａ）開始材料（骨材と結合材）の温度維持、（ｂ）ミキサーで３分間、前記骨材の事前混合、（ｃ）前記結合材の添加、（ｄ）５分間混合、という手順を行った。
（４）１７５℃で１時間、（３）で得たアスファルト混合物の再加熱を行った。
（５）マーシャル供試体とスラブを準備した。
（６）両側を７５回、マーシャルハンマーで突き固めたマーシャル供試体の圧縮を行った。
（７）同様にして、スラブの圧縮を行った。
以上の手順によりアスファルト結合層を得た。

（実施例３−２）
表８は、暗色アスファルト表面層の組成と材料特性とを併せて示したものである。

表８に示した暗色アスファルト表面層は、次の手順で作製した。同表においては鉱物質として珪石を用いているが、この珪石は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を９３質量％以上含有する。珪石は鉱山で採取され、粒径毎に分けたものを用いている。
（１）骨材（珪石砕石、珪石砂、珪石石粉）を事前加熱した（１７５℃で１２時間超）。
（２）結合材（カリビット４５）を事前加熱した（１７５℃で４時間未満）。
（３）２３℃の室温で安定材（ＳＭＡアボセル）と安定材（ＰＲプラストＳ）とを事前加熱した。
（４）結合材（カリビット４５）に安定材（ＳＭＡアボセル）を加えて、事前混合した。
（５）１７５℃で２時間以下、混合物（結合材（カリビット４５）＋安定材（ＳＭＡアボセル））の再加熱を行った。
（６）安定材（ＰＲプラストＳ）を前記骨材に加え、事前混合した。
（７）骨材（珪石砕石、珪石砂、珪石石粉＋安定材（ＰＲプラストＳ））に混合物（結合材（カリビット４５）＋安定材（ＳＭＡアボセル））を加えた。
（８）５分間、混合を行った（手で混合した）。
（９）１７５℃で１時間、アスファルト混合物（珪石砕石、珪石砂、珪石石粉＋安定材（ＰＲプラストＳ）＋結合材（カリビット４５）＋安定材（ＳＭＡアボセル））を再加熱した。
（１０）マーシャル供試体とスラブを準備した（準備中の混合温度は１６０℃超）。
（１１）両側を７５回、マーシャルハンマーで突き固めたマーシャル供試体の圧縮を行った（圧縮後の温度は１１０℃超）。
（１２）嵩密度に基づいてスラブの圧縮を行った。
以上の手順により暗色アスファルト表面層を得た。結合材（ＰＲプラストＳ）は、後掲の表１３に示したように暗色結合材である。従って、反射能を向上させるには明色鉱物質を表面処理（サンドブラスト）して暗色の結合材膜を除去してもよい。

（実施例３−３）
表９は、明色アスファルト表面層の組成と材料特性とを併せて示したものである。同表においては鉱物質として珪石を用いているが、この珪石は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を９３質量％以上含有する。珪石は鉱山で採取され、粒径毎に分けたものを用いている。

表９に示した明色アスファルト表面層は、次の手順で作製した。
（１）骨材（珪石砕石、珪石砂、珪石石粉）を事前加熱した（１７５℃で１２時間超）。
（２）結合材（メクスファルテＣＰ２）を事前加熱した（１７５℃で４時間未満）。
（３）２３℃の室温で明色顔料（二酸化チタン）と安定材（ＳＭＡアボセル）の事前加熱を行った。
（４）結合材（メクスファルテＣＰ２）に明色顔料（二酸化チタン）を加えて事前混合を行った。
（５）１７５℃で０．５時間、再加熱を行った。
（６）結合材（結合材（メクスファルテＣＰ２）＋明色顔料（二酸化チタン））に安定材（ＳＭＡアボセル）を加えて事前混合を行った。
（７）１７５℃で２時間以下の時間、完成した結合材（結合材（メクスファルテＣＰ２）＋明色顔料（二酸化チタン）＋安定材（ＳＭＡアボセル））の再加熱を行った。
（８）骨材（珪石砕石、珪石砂、珪石石粉）に安定材（ＰＲプラストＳ）を加え、事前加熱した。
（９）完成した結合材（結合材（メクスファルテＣＰ２）＋明色顔料（二酸化チタン）＋安定材（ＳＭＡアボセル））を骨材（珪石砕石、珪石砂、珪石石粉＋安定材（ＰＲプラストＳ））に加えた。
（１０）５分間、混合を行った（手で混合した）。
（１１）１７５℃で１時間、アスファルト混合物（骨材（珪石砕石、珪石砂、珪石石粉）＋安定材（ＰＲプラストＳ）＋結合材（メクスファルテＣＰ２）＋明色顔料（二酸化チタン）＋安定材（ＳＭＡアボセル））を再加熱した。
（１２）マーシャル供試体とスラブを準備した（準備中の混合温度は１６０℃超）。
（１３）両側を７５回、マーシャルハンマーで突き固めたマーシャル供試体の圧縮を行った（圧縮後の温度は１１０℃超）。
（１４）嵩密度に基づいてスラブの圧縮を行った。
以上の手順により明色アスファルト表面層を得た。

（評価試験）
図５を参照して、評価試験（温度測定試験）について説明する。この評価試験（温度測定試験）は、基層部分が実施例３−１の構成を備え、表層部分が実施例３−３の構成を備えたアスファルト道路について行った。温度測定試験の方法は次の通りである。まず、比較基準となる従来のアスファルト（鉱物質の主成分が砂岩（黒色）からなるアスファルト）の基層部分に温度センサーａを、表層部分の上から２ｃｍの部分に温度センサーｂを差し込んだ。次に、試験対象である実施例３−１の基層と実施例３−３の表層とを備えたアスファルト道路の基層部分に温度センサーＡを、表層部分の上から２ｃｍの部分に温度センサーＢを差し込んだ。

そして、午前０時から午後２４時まで丸一日にわたって温度センサーａと温度センサーＡとの温度差（（温度センサーａが示す温度）−（温度センサーＡが示す温度））、および、温度センサーｂと温度センサーＢとの温度差（（温度センサーｂが示す温度）−（温度センサーＢが示す温度））を測定した。図５において、グラフＭが、温度センサーａとＡとの温度差を示し、グラフＮが温度センサーｂと温度センサーＢとの温度差を示す。

そして、試験を行った時間帯のうち午前６時頃から午後４時頃で温度センサーＡの温度が温度センサーａの温度を下回ったため（従来の砂岩アスファルト（砂岩黒）の温度の方が高い）、実施例３−１に係るアスファルト基層では温度が比較的高い日中の温度上昇を抑制できたことが確認された。最大の温度差は２℃程度であった。実施例３−１に係るアスファルト基層の方が砂岩アスファルト（砂岩黒）基層より温度上昇を抑制できたのは、アスファルト構成物質を従来の砂岩に代えて珪石を用いたことによって、地表から地中へ向かう方向への熱伝導効果を高めることができたからである。

一方、表層部分、すなわち、日光の照射を直接受ける部分の温度センサーｂと温度センサーＢとの温度差は、試験を行った時間帯のうち午前６時頃から午後８時頃で温度センサーＢの温度が温度センサーｂの温度を下回ったため（従来の砂岩アスファルト（砂岩黒）の温度の方が高い）、実施例３−３に係るアスファルト表層では温度上昇をより顕著に抑制できたことが確認された。最大の温度差は８℃程度であった。実施例３−３に係るアスファルト表層の方が砂岩アスファルト（砂岩黒）表層より温度上昇を抑制できたのは、アスファルト構成物質を従来の砂岩に代えて珪石を用いたことによって、地表面におけるアルベド（日射反射率）を高めるとともに、地表から地中の方向への熱伝導効果を高めることができたからである。

このうち熱伝導効果によるものと考えられるのは、基層部分の温度差であり、日射反射によるものと考えられるのは、表層部分の温度差から基層部分の温度差を引いた差である（図５参照）。基層部分は日射が当たらないため、基層部分での温度差は熱伝導効果の差によるものといえる。

以上説明した実施例１〜実施例３に係るアスファルト舗装１０は下記特徴によって際立っている。
１．明色鉱物質と明色彩色結合材とを用いたことにより（あるいはこれに代えて、暗色結合材の応用時に明色鉱物質を表面処理して結合材膜を除去することによって）表面層１４の表面反射能が高い。
２．石英の熱伝導率が高いので熱透過能が高い。
３．高い弾性モジュールと、低い塑性変形性と、曲げ剛性結合層の大きな厚さとによって、高い曲げ剛性が生まれる。
４．石英や高分子改質結合材が投入され、結合材の空隙率が熱膨張用として十分に大きいので熱膨張係数が小さい。

以下に、本実施例において用いた重要な材料のデータを示す。表１０および表１１は、結合材として用いたドイツシェル社のカリビット２５およびカリビット４５の特性値をＴＬ−ＰｍＢ２００１の規格値（ＰｍＢ２５Ａ型（カリビット２５が対応）、ＰｍＢ４５Ａ型（カリビット４５が対応））と共にそれぞれ示したものである。表１２は、結合材として用いたドイツシェル社のメクスファルテＣＰ２の標準値を規格値と共に示したものである。表１３は、安定材として用いたプロデュイ・ルート社のＰＲプラストＳの標準値を規格値と共に示したものである。表１４は、鉱物質として用いたドイツ・ユーロクオーツ社のミクロシル：タイプ３の平均粒度分布、化学組成、特性値を示したものである。

以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。本発明に係る舗装道路は、そのアスファルト層（すなわち、表面層および結合層）を構成する鉱物質の少なくとも６０質量％以上が結晶質石英であればよい。かかる条件を満たす鉱物質を含む原料として、例えば、珪石（大きな塊から砂までの粒子で、長石を含まない。）や珪砂（５ｍｍ以下の砂で、長石を含む場合が多いが、殆ど石英粒子のみからなるものもある。）を用いることができる。ちなみに、珪石や人口珪砂の原料として、チャート、珪岩、石英片岩の石英脈部分などが用いられる。また、天然硅砂を用いても良い。

また、上記実施形態において用いた結合材に代えて、我が国の当業者間で一般的に改質１型、改質２型および／または改質３型と称される結合材を用いることができる。そして、所望のアスファルトの特性に応じてこれらの改質１型、改質２型および／または改質３型の結合材を用いた上、更に上記実施形態において用いた安定材、結合材および／またはその他の改質強化剤を用いることもできる。

本発明に係る舗装道路は、大都市およびその他の密集地帯の中心部気象条件のもとでも、夏季の高い熱機械的荷重における轍掘れ形成や冬季の轍掘れに沿った縦ひび割れを減らすのに適している。

図１は、本発明に係る舗装道路の構造を示した図である。 図２は、結合層の鉱物質の粒度曲線を示したグラフである。 図３は、表面層の鉱物質の粒度曲線を示したグラフである。 図４は、温度測定試験の結果を示したグラフである。 図５は、温度測定試験の結果を示したグラフである。

符号の説明

１０ 舗装道路
１２ 結合層
１４ 表面層
１６ 鉱物質／結晶質石英
１８ 結合材／高分子改質瀝青
２０ 空隙
２２ 鉱物質／結晶質石英
２４ 結合材／彩色可能な高分子改質結合材
２６ 空隙
２８ 安定材
質量％ 質量百分率
体積％ 体積百分率
ｄ_１ 表面層の層厚
ｄ_２ 結合層の層厚
ｂ 熱透過係数 λ 熱伝導率 ρ 乾燥見掛け密度（または嵩密度）
ｃ_Ｐ 比熱容量

本発明は、舗装道路（車道表層）、特に自動車交通用アスファルト舗装道路に関する。

今日の舗装道路体は、人為的に盛り土をして締固められる路盤（堤方式）と、基層と車道表層からなり積層構成される上部構造とで構成される。車道表層の役目は，耐久性があり整備された通行可能な表面を交通に提供し、その下にある基層を天候や交通からの直接的作用から保護することにある。車道表層は基層と強固に結合されて構造体全体の支持力発揮にも貢献する。基本的にアスファルト表層、コンクリート表層および敷石表層とに区別され、ここでは専らアスファルト表層が重要である。表層はそれ自体ふつう上側にある表面層と、基層と表面層との間に配置される結合層とで構成される。ここではＤＩＮ５５９４６（ドイツ連邦規格５５９４６）に従って、「瀝青または瀝青含有結合材と鉱物質および場合によっては他の骨材および／または添加材からなる天然に産出しまたは工業的に製造される混合物」をアスファルトと理解する。瀝青で表される高分子炭化水素混合物は原油の蒸留時に残留物として得られる。瀝青は固体アスファルトと粘性油とのコロイド分散二相系として存在し、一般に暗色である。それに加えて、合成結合材もアスファルトの製造に使用することができる。ここでは用語「結合材」は瀝青、瀝青含有結合材および合成結合材の上位概念として使用される。

舗装道路は気象条件や交通量による熱負荷および機械負荷に曝されており、これらの負荷は多種多様な破損パターンを生じることがある。日射と高温に起因して道路表層が暖められると結合材が可塑化し、この可塑化は機械的交通負荷と共に轍割れ形成を生じることがある。このように以前に破損した領域では、さらに冬の冷却と同時に高い機械負荷のとき縦割れが現れることがある。熱負荷も機械負荷も大都市では強く現れる。そこでは一方でヒートアイランド現象として知られる状況が現れ、それによると、高温の真夏日では、密集地帯の気温は周囲の田園地帯よりもずっと高い。この現象はさまざまな要因に帰すことができ、その中には産業や車からの高い放熱、建物による入射熱の蓄積、建物密集の結果として風による耐熱排熱の減退、そして緑地の減少による水の蒸発を介した天然理客の減退がある。機械的観点から大都市では交通量が多いこと、平均速度の低下および交通の流れの中断が特別否定的に作用する。同じ影響は軸荷重の増加によって増す。

熱的観点から、車道表面の熱勘定は轍掘れによってきわめて重要である。ここでは一方で指向性拡散日射の結果としての短波熱流、他方で逆放射による長波熱流が現れる。車道表面の反射能（いわゆるアルベド）によって短波放射の一部は反射され、残りの部分は吸収される。それに対して、加えられる長波熱流は車道表面の性状と殆ど無関係に約０．９５の吸収度で吸収される。車道表面によって吸収される長波・短波熱流部分は次に――対流と固有放射との結果として周囲空気に放出される熱流を引いて――車道構造体の内部に排出される。排熱は、車道構造や熱的境界条件の他に、個々の層や路床の伝熱能力や蓄熱能力によって最終的に決まる。車道表面から地下水への熱輸送時、基本的に、供給された熱流の一部は各層に蓄えられ、残りの部分はその下にある層に排出される。これに関連して個々の構造層および路床を総合的に熱評価するための判定基準として適しているのが、熱透過率ｂ＝（ｂ＝（λ×ρ×ｃ_ｐ）^1/2：ｂは熱透過係数、λは熱伝導率、ρは乾燥見掛け密度もしくは嵩密度、ｃ_ｐは比熱容量）である。従って高い昇温をもたらす材料特性は、表面層の低い反射能（低いアルベド）と個々の車道構造層の低い熱透過能である。

熱機械的観点からは、表面層と結合層とからなる構造の僅かな曲げ剛性と土木材料および土木材料混合物の高いさまざまな熱膨張係数が周知の破損パターンをもたらす。

舗装道路の表面温度を下げる上では、一体化した導水管路によって車道に供給された熱出力を対流式に排出する能動システムが公知である。しかしこのシステムには、多額の投資費がかかり、特殊な地質的前提条件を必要とする。それに対して受動システムは、舗装道路内へのエネルギー吸収の低減および／または表面層や結合層の熱機械的性質の改善に主点を置いている。ここでは塗装、表面被覆または表面サンディング等の表面層のさまざまな表面処理が考慮の対象になる。特殊に開発された塗料での塗装は、不都合なことに交通負荷のもとでは耐摩耗性が乏しい。同じことが表面被覆にもあてはまる。例えば車道表層に８〜１０ｍｍ厚の磁器層を被着することが公知である。しかしこれは排熱が僅かであり、下側層との付着結合が不十分であり、下側層との剛性差が大きい。

表面層の上側表面処理の他に、表面層構成要素の改質も考慮の対象となる。これに関連してなかんずく表面層中に明色鉱物質を投入することが公知である。明色鉱物質として例えば焼成プリント、タウヌス産珪岩、明色花崗岩、明色花崗閃緑岩および氷推石が知られている。表面層の明るさは採掘原石全体に占める明色鉱物質の割合に伴って当然増加する。しかし周知の明色鉱物質は衝撃強さに乏しいので、投入される鉱物質の主要割合で暗色耐衝撃性鉱物質の比率が高くなるように混合され、これにより明化作用が部分的に相殺される。例えば、細かな平均的豆砕石粒子の５０質量％を明色鉱物質から選択し、残り５０質量％と粗粒を耐衝撃性（暗色）鉱物質から選択することが公知である。さらに、明色彩色可能な結合材を場合によっては明色鉱物質と組合せて投入することが検討されている。

本発明の課題は、高い反射能および熱透過能を有し、同時に改良された熱機械的性質を示すアスファルト方式の舗装道路を提供することである。この舗装道路は、強くてごく厳しい交通負荷に特に適していなければならない。

この課題は、請求項１に指摘した特徴を有する舗装道路によって解決される。本発明によれば、舗装道路の少なくとも１つのアスファルト層、特に１つの上側表面層および／またはその下の１つの結合層内の鉱物質の少なくとも６０質量％が結晶質石英である。結晶質石英は（長石類、積層珪酸塩、重金属、鉄およびマンガン鉱物、岩石破片等の代表的随伴産物の他に）ＳｉＯ_２含有量が少なくとも９３％、融解温度が少なくとも１５００℃であり、一方で熱伝導率が約１０．５Ｗ／（ｍＫ）で、これは道路構造の従来の鉱物質よりも約２〜３倍高い。約７２０Ｊ／（ｋｇＫ）の比熱容量ｃ_ｐと合わせて、高い熱伝導率は高い熱透過能をもたらす。こうして、主に表面層とその下にある結合層とに投入された結晶質石英は、吸収した熱エネルギーをそれぞれその下にある車道構造層へときわめて良好に排熱することを可能とする。同時に、結晶質石英は高い反射能を有するごく明色の鉱物質である。例えば、結晶質石英は明色花崗岩よりもアルベドが約３〜４倍高い。高い反射能のゆえに、日光照射から吸収される割合はきわめて強く低減される。同時に結晶質石英は優れた熱機械的性質を示す。これは最も硬い天然材料の１つである（モース硬度７、比重２．６５ｇ／ｃｍ^３）。結晶質石英は偏六面体結晶構造を有する。結晶質石英の他の利点はその熱膨張係数が僅か約１×１０^‐６Ｋ^‐１と小さいことに起因しており、これは玄武岩、花崗岩または石灰石等の通常の道路建設岩石のものよりも約１０乗小さい。低い熱膨張係数は、相応する舗装層の熱膨張を劇的に低減し、それとともに熱誘発応力および亀裂形成の著しい減少につながる。こうして結晶質石英は有利な熱力学的性質と熱機械的性質とを一つにし、これらは全体として、高い反射能を有する高安定性冷接触性アスファルト舗装道路を実現する。

結晶質石英の優れた機械的性質は、高い質量百分率でのその投入を可能にする。本発明の好ましい一構成によれば、各アスファルト層に投入される鉱物質の少なくとも９０％、特に少なくとも９５％、主に９７％が結晶質石英である。鉱物質として――場合によって添加される無機顔料（下記参照）を別とすれば――専ら結晶質石英を投入するのが特に好ましい。

石英は主に結晶質破砕石英の形で投入され、特に、最適な粒度分布を達成するために少なくとも１つの石英多重破砕チップと少なくとも１つの石英高品質砕砂と石英粉末との混合物が投入される。

本発明の好ましい一構成によれば、表面層の鉱物質、特に結晶質石英の粒度分布は０〜８ｍｍである。その際特別好ましくは、表面層の鉱物質（場合によっては明化のために添加される粉末態様の顔料を含む）が下記粒度分布：粒度範囲２〜８ｍｍのものを７０〜８０質量％、特に７５質量％；粒度範囲０．０９〜２ｍｍのものを８〜１８質量％、特に約１３質量％；粒度範囲０〜０．０９ｍｍのものを７〜１７質量％、特に約１２質量％有する。

他方では結合層用には０〜１６ｍｍの鉱物質粒度分布が予定されている。特に結合層の鉱物質は下記粒度分布：粒度範囲２〜１６ｍｍのものを７０〜８０質量％、特に約７３質量％；粒度範囲０．０９〜２ｍｍのものを１５〜３０質量％、特に約２１質量％；粒度範囲０〜０．０９ｍｍのものを３〜１０質量％、特に約６質量％有する。

粒度分布の特殊例が実施例に見られる。表面層および結合層の前記粒度分布は、実験室で多様な適性検査とそれに続く費用のかかる熱力学的・熱機械的モデル計算との結果であり、曲げ剛性に関して最適化されている。前記粒度分布は、ドイツ道路建設規定（交通面の上部構造を標準化するための指針ＲＳｔＯ）と個々の点で異なっている。

本発明を導くに至った開発作業の他の重要な観点は表面層と結合層の層厚の最適化にある。本発明によれば、表面層の平均舗設厚が２．０〜３．０ｃｍの範囲内、特に約２．５ｃｍ、結合層の平均舗設厚が８．５〜１１．０ｃｍの範囲内、特に９．５ｃｍである。両方の層の総舗設厚は約１２ｃｍとなるように配慮される。それに対してドイツＲＳｔＯは、高負荷を受ける車道表層には厚さ８ｃｍのアスファルト結合層と厚さ４ｃｍのアスファルト表面層を推奨している。一般にＲＳｔＯは、結合層の厚さを５．０〜８．５ｃｍとしている。本発明により曲げ剛性の劣るアスファルト表面層を犠牲にして曲げ剛性アスファルト結合層を強化すると、結果として、舗装道路体の曲げ剛性は公知の構想に比べて全体として本質的に高まる。これにより、特に結晶質石英を鉱物質として層中で使用することと組合せて、舗装道路のきわめて高い安定性が帰結し、そのことが舗装道路をきわめて高い交通負荷に適したものとする。

本発明の他の重要な観点は投入される結合材の最適化に見ることができる。その際特別好ましくは、結合層および／または表面層中に投入される結合材は高分子改質瀝青および／または高分子改質合成結合材である。これは、特殊な高分子を混加した結合材である。いわゆる使用可能状態の高分子改質瀝青の場合、高分子は精製所において結合材に加えられる。好ましくは、結合層が結合材としてＰｍＢ２５Ａ型の高分子改質瀝青を含有し、表面層はＰｍＢ４５Ａ型の高分子改質瀝青または明色彩色可能な結合材を含有している（下記参照）。記号は２００１年発行の使用可能状態の高分子改質瀝青の技術的受渡条件（ＴＬ−ＰｍＢ２００１）に合致している。記号中、低い特性値ほど高い剛性に相当する。高分子改質瀝青／結合材の利用によって、本発明に係る舗装道路は高い弾性率（弾性モジュール）と個々の舗装層の僅かな塑性変形性とを得る。尚、ＴＬ−ＰｍＢ２００１に合致したＰｍＢ２５Ａ型、ＰｍＢ４５Ａ型の規格値を、実施例で用いた標準値と共に後掲の表１０および表１１に示す。

暗色高分子改質瀝青で表面層が製造される場合さらに、好ましくは、表面層が例えばサンドブラストによって追加的に表面処理して結合材膜が除去される。これにより、明色石英材料が露出して明るさを高めることが達成される。こうして、表面層の反射能は０．０５から０．１７に高めることができる。

なお一層好ましい変形例の実施によれば、明色、透明、半透明、および／または明色顔料で彩色可能な結合材が表面層中で使用される。主に半透明高分子改質結合材が表面層用に使用され、この結合材は明色顔料、特に二酸化チタンＴｉＯ_２の添加によって彩色される。結晶質石英と合わせてこのような表面層は反射率が０．２６以上である。それに対してアスファルト製の従来の車道表層は反射率が０．０５〜０．１０である。

本発明の他の好ましい一構成によれば、アスファルト層の少なくとも１つ、しかし特に表面層が、安定材を有し、この安定材は例えばセルロース繊維および／または充填ポリオレフィンとすることができ、結合層の場合好ましくは充填ポリオレフィンである。

表面層中では空隙率は１．０〜６．０体積％、特に２．０〜５．０の範囲内、主に３．０〜４．０体積％の範囲内となるように求められる。それに対して、結合層中では傾向的に高い空隙率が有利である。特にここでは２．０〜９．０体積％、主に３．０〜８．０、特別好ましくは４．０〜７．０体積％の空隙率が設定される。

本発明に係る特別好ましい表面層の組成は、（鉱物質含量に対して）少なくとも１つの彩色可能な高分子改質結合材６．０〜８．０質量％、結晶質破砕石英８０〜９５質量％、少なくとも１つの安定剤０．３〜２．０質量％、白色無機顔料０．１〜３．０質量％である。

これに代わる変形例の一構成によれば表面層の組成は、高分子改質結合材６．０〜８．０質量％、結晶質破砕石英８０〜９５質量％、少なくとも１つの安定材０．３〜２．０質量％である。この変更態様では、表面層の表面は結合材膜除去処理によって処理されている。

本発明の範囲内で好ましい結合層の組成は、高分子結合材３．５〜６．０質量％、結晶質破砕石英９４〜９６．５質量％である。

結晶質破砕石英の粒度分布、投入すべき高分子改質結合材、表面層中の万一の添加物、および表面層、結合材の層厚には上記のことが相応に妥当する。

本発明のその他の好ましい諸構成は残りの従属請求項の対象である。

本発明に係る舗装道路は、少なくとも１つの鉱物質（１６、２２）と少なくとも１つの結合材（１８、２４）との混合物を含む少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）を備え、少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）の鉱物質（１６、２２）の少なくとも６０質量％が結晶質石英であるから、高い反射能および熱透過能を有し、同時に改良された熱機械的性質を示すという効果がある。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について詳しく説明する。
図１は本発明に係る舗装道路の構造を示す。
図２は結合層の鉱物質の粒度曲線である。
図３は表面層の鉱物質の粒度曲線である。

（実施例１）
実施例１は実施例１−１〜１−３を総称したものである。実施例１−１〜１−３の作業工程は共通する部分が多いため、まとめて説明する。
砕石マスチックアスファルトからのアスファルト結合層および表面層の製造
本発明に係る舗装道路は、道路建設において一般的な工法および機器によって既存基層上に製造して舗設される二層車道表層である。

表面層および結合層用のアスファルト混合物は乾燥・混合設備内で製造される。その際、以下の作業工程が行われる：
・鉱物質の予備計量、
・約１７５℃での鉱物質の乾燥と加熱、
・高温の鉱物質の篩分け、中間貯蔵および計量、
・石粉の添加、
・安定材（セルロース繊維、ＰＲプラストＳ（ＰＲ−Ｐｌａｓｔ．Ｓ））の添加、
・主混合ドラム内で鉱物質と安定材と二酸化チタン（明色表面層の場合にのみ）の計量と、
別の混合ドラム内での予備混合、
・加熱され場合によっては予備混合された結合材を主混合ドラムに添加、
・混合、および場合によっては
・混合物をサイロ内で中間貯蔵。

設備混合能力は一般に１２０〜３００ｔ／ｈである。用意すべき輸送能力は混合設備の能力、ロードフィニッシャーの舗設能力、輸送距離および交通事情に合わせねばならない。混合物は施蓋し、極力断熱容器内で輸送すべきであろう。混合物は基本的にロードフィニッシャーで舗設すべきであろう。十分な高さの舗設温度は、申し分のない締固めと良好な層結合にとって前提条件である。締固めはロードフィニッシャーの舗設板による予備締固めで始まる。転圧締め用には、静的スムーズホイールローラー、振動ローラーおよび／またはゴムタイヤローラーを投入することができる。

結合層の組成とアスファルト特性は表１に示されている（実施例１−１）。明色彩色結合材を有する砕石マスチックアスファルトの組成と材料特性は表２に列記してある（実施例１−２）。除去的表面処理で暗色結合材を有する変形例の砕石マスチックアスファルトの組成と特性は表３にまとめてある（実施例１−３）。尚、表中、「総初期重量」とあるのは、鉱物質の総重量を意味している。

図１は本発明に係る舗装道路の構造を横断面で概略的に示したものである。全体に符号１０とした舗装道路は、舗装厚ｄ_２が平均して９．５ｃｍのアスファルト結合層１２と、その上にある舗装厚ｄ_１が２．０〜３．０ｃｍの砕石マスチックアスファルトからなる表面層１４とを含む。結合層１２内で使用される鉱物質１６は専ら、０〜１６ｍｍの範囲内に広がる粒度分布を有する結晶質破砕石英である。結合層１２の鉱物質１６の粒度曲線が図２に示してある。結合層１２内で使用される結合材１８は、商品名カリビット（Ｃａｒｉｂｉｔ）２５（ドイツ・シェル社）のＰｍＢ２５Ａ型の高分子改質瀝青である（表１０参照）。この結合材はこれまでアスファルト製車道表層に関するドイツの規格類に糸口を持たなかった。結合層１２の空隙２０は３．０〜８．０体積％を必要とする。

表に示した（表２による）表面層１４は、鉱物質２２としてやはり結晶質破砕石英を有する。結晶質石英の粒度分布は０〜８ｍｍにある。半透明結合材２４の彩色のために添加される２．５質量％の二酸化チタンを別とすれば、表面層１４の鉱物質２２も専ら結晶質破砕石英からなる。ここに示した表面層１４の結合材２４は、商品名メクスファルテ（Ｍｅｘｐｈａｌｔｅ）ＣＰ２（ドイツ・シェル社）の彩色可能（彩色可能とは結合材２４自体が彩色されるという意味である。）で実質的に無色の高分子改質結合材である（表１２参照）。ＴｉＯ_２で彩色することによって白色着色が得られ、これは明色石英２２と合わせて高反射能のごく明るいアスファルトを生じる。表面層１４中の空隙２６の体積百分率は２．０〜４．０体積％である。図１にさらに示唆された安定材２６は、商品名ＰＲプラストＳ（ＰＲ−Ｐｌａｓｔ．Ｓ）（プロデュイ・ルート社、ジョンリス）の充填熱可塑性ポリオレフィンである（表１３参照）。安定材は粒度４ｍｍのレンズ状黒色粒質物として製造され、処理温度に加熱された鉱物質に混加される。アスファルト中で安定材は鉱物質粒子２２の個別付着を生じる。これらの支持個所によって、鉱物質混合物の高い内的摩擦と同時にアスファルト層の良好な寒冷挙動が達成される。図示しない変更態様によれば、結合層（１２）もＰＲプラストＳ（ＰＲ−Ｐｌａｓｔ．Ｓ）型安定材を含む。

以上説明した実施例１−１〜１−３に係るアスファルト舗装１０は下記特徴によって際立っている。
１．明色鉱物質と明色彩色結合材とを用いたことにより（あるいはこれに代えて、暗色結合材の応用時に明色鉱物質を表面処理して結合材膜を除去することによって）表面層１４の表面反射能が高い。
２．石英の熱伝導率が高いので熱透過能が高い。
３．高い弾性モジュールと、低い塑性変形性と、曲げ剛性結合層の大きな厚さとによって、高い曲げ剛性が生まれる。
４．石英や高分子改質結合材が投入され、結合材の空隙率が熱膨張用として十分に大きいので熱膨張係数が小さい。

本発明に係る舗装道路は、大都市およびその他の密集地帯の中心部気象条件のもとでも、夏季の高い熱機械的荷重における轍掘れ形成や冬季の轍掘れに沿った縦ひび割れを減らすのに適している。

図１は本発明に係る舗装道路の構造を示す。 図２は結合層の鉱物質の粒度曲線である。 図３は表面層の鉱物質の粒度曲線である。

符号の説明

１０ 舗装道路
１２ 結合層
１４ 表面層
１６ 鉱物質／結晶質石英
１８ 結合材／高分子改質瀝青
２０ 空隙
２２ 鉱物質／結晶質石英
２４ 結合材／彩色可能な高分子改質結合材
２６ 空隙
２８ 安定材
質量％ 質量百分率
体積％ 体積百分率
ｄ_１ 表面層の層厚
ｄ_２ 結合層の層厚
ｂ 熱透過係数
λ 熱伝導率
ρ 乾燥見掛け密度（または嵩密度）
ｃ_ｐ 比熱容量

Claims (26)

1. 少なくとも１つの鉱物質（１６、２２）と少なくとも１つの結合材（１８、２４）との混合物を含む少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）を備えた舗装道路（１０）であって、少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）の鉱物質（１６、２２）の少なくとも６０質量％が結晶質石英であることを特徴とする舗装道路（１０）。
2. 少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）の鉱物質（２２）の少なくとも９０質量％、特に少なくとも９５質量％、主に少なくとも９７質量％が結晶質石英であることを特徴とする、請求項１記載の舗装道路（１０）。
3. 結晶質石英は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の質量百分率が少なくとも９３質量％、融解温度が少なくとも１５００℃であることを特徴とする、請求項１または２記載の舗装道路（１０）。
4. 結晶質石英が結晶質破砕石英であり、特に、少なくとも１つの石英多重破砕チップと少なくとも１つの石英高品質砕砂と石英石粉との混合物であることを特徴とする、請求項３記載の舗装道路（１０）。
5. 舗装道路（１０）が上側表面層（１４）とその下にある結合層（１２）との少なくとも２つのアスファルト層を含み、表面層（１４）および／または結合層（１２）がそれぞれ少なくとも６０質量％の結晶質石英を鉱物質（１６、２２）として含むことを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の舗装道路（１０）。
6. 表面層（１４）中の鉱物質の粒度分布が０〜８ｍｍであることを特徴とする、請求項５記載の舗装道路（１０）。
7. 表面層（１４）の鉱物質が下記粒度分布が、粒度範囲２〜８ｍｍのものを７０〜８０質量％、特に約７５質量％；粒度範囲０．０９〜２ｍｍのものを８〜１８質量％、特に約１３質量％；粒度範囲０〜０．０９ｍｍのものを７〜１７質量％、特に約１２質量％であることを特徴とする、請求項６記載の舗装道路（１０）。
8. 結合層（１２）の鉱物質の粒度分布が０〜１６ｍｍであることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項記載の舗装道路（１０）。
9. 結合層（１２）の鉱物質が下記粒度分布が、粒度範囲２〜１６ｍｍのものを７０〜８０質量％、特に約７３質量％；粒度範囲０．０９〜２ｍｍのものを１５〜３０質量％、特に約２１質量％；粒度範囲０〜０．０９ｍｍのものを３〜１０質量％、特に約６質量％であることを特徴とする、請求項８記載の舗装道路（１０）。
10. 表面層（１４）の平均舗設厚（ｄ_１）が２．０〜３．０ｃｍの範囲内、結合層（１２）の平均舗設厚（ｄ_２）が８．５〜１１．０ｃｍの範囲内であることを特徴とする、請求項５〜９のいずれか１項記載の舗装道路（１０）。
11. 表面層（１４）の平均舗設厚（ｄ_１）が約２．５ｃｍ、結合層（１２）の平均舗設厚（ｄ_２）が約９．５ｃｍあることを特徴とする、請求項１０記載の舗装道路（１０）。
12. 少なくとも１つのアスファルト層（１２、１４）が結合材（１８、２４）として高分子改質瀝青または高分子改質合成結合材を含むことを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載の舗装道路（１０）。
13. 結合層（１２）が結合材（１８）としてＰｍＢ２５Ａ型の高分子改質瀝青を含有することを特徴とする、請求項１２記載の舗装道路（１０）。
14. 表面層（１４）が結合材（２４）としてＰｍＢ４５Ａ型の高分子改質瀝青を含有することを特徴とする、請求項１２または１３記載の舗装道路（１０）。
15. 結合材膜を除去する処理によって、特にサンドブラストによって、表面層（１４）の表面が処理されていることを特徴とする、請求項１４記載の舗装道路（１０）。
16. 表面層（１４）が、明色、透明、半透明、および／または顔料で彩色可能な結合材（２４）を含むことを特徴とする、請求項１２または１３記載の舗装道路（１０）。
17. 表面層（１４）が、二酸化チタンＴｉＯ_２で彩色された高分子改質結合材（２４）を含むことを特徴とする、請求項１６記載の舗装道路（１０）。
18. 表面層（１４）および／または結合層（１２）が少なくとも１つの安定材（２８）を含むことを特徴とする、請求項５〜１７のいずれか１項記載の舗装道路（１０）。
19. 表面層（１４）が安定材（２８）としてセルロース繊維および／または充填ポリオレフィンを含むことを特徴とする、請求項１８記載の舗装道路（１０）。
20. 結合層（１２）が安定材として充填ポリオレフィンを含むことを特徴とする、請求項１８または１９記載の舗装道路（１０）。
21. 表面層（１４）の空隙率が１．０〜６．０体積％、特に２．０〜５．０体積％、主に３．０〜４．０体積％の範囲内であることを特徴とする、請求項５〜２０のいずれか１項記載の舗装道路（１０）。
22. 結合層（１２）の空隙率が２．０〜９．０体積％、特に３．０〜８．０体積％、主に４．０〜７．０体積％の範囲内であることを特徴とする、請求項５〜２０のいずれか１項記載の舗装道路（１０）。
23. 上側表面層（１４）とその下にある結合層（１２）とを含む少なくとも２つのアスファルト層を備え、表面層（１４）および／または結合層（１２）が少なくとも１つの鉱物質（１６、２２）と１つの結合材（１８、２４）との混合物をそれぞれに含む舗装道路（１０）であって、表面層（１４）が、鉱物質含有量に対して８０〜９５質量％の結晶質破砕石英（２２）、６．０〜８．０質量％の彩色可能な高分子改質結合材（２４）、０．３〜２．０質量％の少なくとも１つの安定材（２８）、０．１〜３．０質量％の白色無機顔料を有することを特徴とする舗装道路。
24. 上側表面層（１４）とその下にある結合層（１２）とを含む少なくとも２つのアスファルト層を備え、表面層（１４）および／または結合層（１２）が少なくとも１つの鉱物質（１６、２２）と１つの結合材（１８、２４）との混合物をそれぞれに含む舗装道路（１０）であって、表面層（１４）が、８０〜９５質量％の結晶質破砕石英（２２）、６．０〜８．０質量％の高分子改質結合材（２４）、０．３〜２．０質量％の少なくとも１つの安定材（２８）を有し、結合材膜を除去する処理によって表面層（１４）の表面が処理されていることを特徴とする舗装道路。
25. 上側表面層（１４）とその下にある結合層（１２）とを含む少なくとも２つのアスファルト層を備え、表面層（１４）および／または結合層（１２）が少なくとも１つの鉱物質（１６、２２）と１つの結合材（１８、２４）との混合物をそれぞれに含む舗装道路（１０）であって、結合層（１２）が、９４〜９６．５質量％の結晶質破砕石英（１６）と３．５〜６．０質量％の高分子改質結合材（１８）を有することを特徴とする舗装道路。
26. 前記結晶質石英に代えて珪石を用いたことを特徴とする請求項１〜請求項２５に記載の舗装道路。