JP7680296B2 - アスファルト舗装構造物およびアスファルト補強材 - Google Patents

Description

本発明は、アスファルト舗装構造物と、アスファルト舗装構造物を補強するためのアスファルト補強材に関する。

一般に、アスファルト舗装構造物は、路床の上方に構築された砕石層と、砕石層の上方に構築されたアスファルト層とを備えている。

アスファルト舗装構造物の施工直後においては、砕石層の上面とアスファルト層の下面とが密着しているが、砕石層からアスファルト層が剥離してしまう場合がある。このような場合には、アスファルト舗装構造物において荷重を受けるのが主としてアスファルト層のみとなるため、アスファルト舗装構造物としての層厚が減少し、アスファルト舗装構造物の強度が低下する。また、砕石層からのアスファルト層の剥離は、アスファルト層の土砂化をも招く。したがって、砕石層からのアスファルト層の剥離は、アスファルト舗装構造物の短寿命化の要因のひとつとして考えられている。

砕石層からアスファルト層が剥離して、アスファルト舗装構造物の強度が低下していると、アスファルト層の上面に作用する荷重（たとえば車両通行時の輪荷重）によって、アスファルト層の下面にひび割れが生じやすい。

そして、アスファルト層の下面にひび割れが発生すると、砕石層に存在する地下水がアスファルト層のひび割れに浸入することにより、アスファルト層の細粒分が流出してしまう。そうすると、アスファルト層のひび割れがアスファルト層の上部に向かって一層伸長することになる。このようなアスファルト層のひび割れも、アスファルト舗装構造物の寿命を短くする要因として挙げられる。

このほか、アスファルト層の目地から浸入した雨水等が砕石層に到達することにより、砕石層が湿潤化して変形することも、アスファルト舗装構造物の短寿命化につながる。

そこで、アスファルト舗装構造物の長寿命化を図るため、様々な技術が実用されている。たとえば、下記特許文献１には、アスファルト舗装構造物を補強する技術として、アスファルト層の中にシート状の補強材を敷設することが開示されている。

特開平６－２４８６０９号公報

しかし、従来の補強技術では、アスファルト舗装構造物の長寿命化を図るには十分ではなく、さらなるアスファルト舗装構造物の長寿命化が求められている。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、砕石層からのアスファルト層の剥離抵抗性を高めると共に、アスファルト層の下面にひび割れが発生するのを防止し、かつ、湿潤化による砕石層の変形を抑制することができるアスファルト舗装構造物およびアスファルト補強材を提供することである。

本発明によれば、上記課題を解決する以下のアスファルト舗装構造物が提供される。すなわち、路床の上方に構築された砕石層と、前記砕石層の上方に構築されたアスファルト層と、前記砕石層と前記アスファルト層との間に埋設されたアスファルト補強材とを備え、前記アスファルト補強材は、前記砕石層と前記アスファルト層との間に散布されたアスファルト乳剤を吸収して保持し、前記砕石層の上面の凹凸に追従する厚みを有するシートと、前記シートに重ねられたジオグリッドとを含み、前記シートおよび前記ジオグリッドは、あらかじめ相互に接着または溶着されているアスファルト舗装構造物が提供される。

本発明のアスファルト舗装構造物においては、前記ジオグリッドは複数の開口を有する網状であり、前記シートは前記砕石層側に配置され、前記ジオグリッドは前記アスファルト層側に配置されているのが好ましい。前記シートまたは前記ジオグリッドは、前記アスファルト層を構築する際における前記アスファルト層の材料温度で、軟化または溶融する材質から形成されているのが望ましい。前記シートは不織布から形成されているのが好ましい。

また、本発明によれば、上記課題を解決する以下のアスファルト補強材が提供される。すなわち、路床の上方に構築される砕石層と、前記砕石層の上方に構築されるアスファルト層とを備えるアスファルト舗装構造物を補強するアスファルト補強材であって、前記砕石層と前記アスファルト層との間に散布されるアスファルト乳剤を吸収して保持し、前記砕石層の上面の凹凸に追従する厚みを有するシートと、前記シートに重ねられたジオグリッドとを含み、前記シートおよび前記ジオグリッドは、相互に接着または溶着されており、前記砕石層と前記アスファルト層との間に埋設されるアスファルト補強材が提供される。

本発明のアスファルト補強材においては、前記ジオグリッドは複数の開口を有する網状であり、前記シートは前記砕石層側に配置され、前記ジオグリッドは前記アスファルト層側に配置されるのが好適である。前記シートまたは前記ジオグリッドは、前記アスファルト層を構築する際における前記アスファルト層の材料温度で、軟化または溶融する材質から形成されているのが好都合である。前記シートは不織布から形成されているのが望ましい。

本発明によれば、シートがアスファルト乳剤を吸収して保持するため、アスファルト乳剤を保持したシートによって砕石層とアスファルト層とを強く接着し、砕石層からのアスファルト層の剥離抵抗性を高めることができる。さらに、シートは、砕石層の上面の凹凸に追従する厚みを有するので、シートが砕石層の上面に敷設された際に、シートの下面が砕石層の上面の凹凸に沿って変形する。このため、アスファルト乳剤を吸収して保持したシートの下面と、砕石層の上面との接触面積が大きくなる。よって、本発明によれば、砕石層とアスファルト層との接着性を高めて、砕石層からのアスファルト層の剥離抵抗性を一層高めることができる。

本発明においては、砕石層からのアスファルト層の剥離抵抗性を高めることができるので、アスファルト舗装構造物の層厚減少（強度低下）を抑制すると共に、ジオグリッドによってアスファルト舗装構造物に作用する荷重（たとえば車両通行時の輪荷重）を分散する。したがって、本発明によれば、アスファルト層の下面にひび割れが発生するのを防止することができる。

本発明においては、シートがアスファルト乳剤を吸収して保持することから、アスファルト乳剤を保持したシートが防水機能を発揮し、砕石層とアスファルト層との間の水の流れを抑制する。したがって、アスファルト層の目地から浸入した雨水等が砕石層に到達することが妨げられ、湿潤化による砕石層の変形が抑制される。さらに、アスファルト乳剤を保持した不織布によって、砕石層に存在する地下水がアスファルト層に浸入すること（毛管水上昇）も妨げられるので、アスファルト層の細粒分の流出が抑制される。

本発明に従って構成されたアスファルト舗装構造物の断面図（上層路盤がアスファルト層に含まれる場合）。 本発明に従って構成された他のアスファルト舗装構造物の断面図（上層路盤が砕石層に含まれる場合）。 図１に示すジオグリッドの平面図。 開口が三角形状である場合のジオグリッドの平面図。 本発明に従って構成された他のアスファルト舗装構造物の断面図（アスファルト層１層、砕石層２層：上層路盤、下層路盤）。 本発明に従って構成された他のアスファルト舗装構造物の断面図（アスファルト層１層、砕石層１層：下層路盤）。

以下、本発明のアスファルト舗装構造物およびアスファルト補強材の好適実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１を参照して説明すると、アスファルト舗装構造物２は、路床４の上方に構築された砕石層６と、砕石層６の上方に構築されたアスファルト層８と、砕石層６とアスファルト層８との間に埋設されたアスファルト補強材１０とを備える。

図１に示す砕石層６は、主として下層路盤１２から構成されている。下層路盤１２は、クラッシャラン、クラッシャラン鉄鋼スラグ、再生クラッシャラン、切込砂利、山砂利、砂等から形成されている。

図１に示すアスファルト層８は、下層路盤１２の上方に構築された上層路盤１４と、上層路盤１４の上方に構築された基層１６と、基層１６の上方に構築された表層１８とを含む。

図１に示す上層路盤１４は、安定処理路盤材から形成されている。上層路盤１４が安定処理路盤材から形成されている場合には、上層路盤１４はアスファルト層８に含まれる。一方、上層路盤１４が安定処理路盤材から形成されていない場合には、上層路盤１４は砕石層６に含まれ、アスファルト層８は、主に基層１６および表層１８から構成されることになる（図２参照）。

安定処理路盤材としては、たとえば、ストレートアスファルト等の瀝青材料を適宜の骨材に添加して加熱混合方式により製造したものを用いることができる。上記骨材は、単粒度砕石、砂等を配合したもの、または、クラッシャランもしくは地域産材料に必要に応じて砕石、砂利、鉄鋼スラグ、砂等の補足材を加えたものでよい。また、安定処理路盤材としては、セメント、石灰、またはセメントおよび瀝青材料を骨材に添加したものを用いることもできる。

砕石層６に含まれる場合の上層路盤１４（図２参照）は、粒度調整砕石、粒度調整鉄鋼スラグ、再生粒度調整砕石、水硬性粒度調整鉄鋼スラグ等から形成され得る。

基層１６および表層１８は、いずれもアスファルト混合物から構成され得る。ただし、基層１６の骨材の粒度と、表層１８の骨材の粒度とは異なるものが用いられ得る。基層１６および表層１８を構成するアスファルト混合物としては、常温アスファルト混合物でもよいが、常温アスファルト混合物よりも耐久性が優れる加熱アスファルト混合物であるのが好ましい。

図１を参照して説明を続けると、アスファルト補強材１０は、砕石層６とアスファルト層８との間に散布されたアスファルト乳剤Ｅを吸収して保持し、砕石層６の上面の凹凸に追従する厚みを有するシート２０と、シート２０に重ねられたジオグリッド２２とを含む。

シート２０およびジオグリッド２２は、砕石層６とアスファルト層８との間に埋設されている。具体的には、上層路盤１４が安定処理路盤材から形成されている場合、上層路盤１４はアスファルト層８に含まれるため、シート２０およびジオグリッド２２は、図１に示すとおり、下層路盤１２の上面と、上層路盤１４の下面との間に埋設される。一方、上層路盤１４が安定処理路盤材から形成されていない場合、上層路盤１４は砕石層６に含まれるので、シート２０およびジオグリッド２２は、図２に示すとおり、上層路盤１４の上面と、基層１６の下面との間に埋設される。

図１に示す形態では、シート２０が砕石層６側（下側）に配置され、ジオグリッド２２がアスファルト層８側（上側）に配置されているが、これとは反対に、ジオグリッド２２が砕石層６側（下側）に配置され、シート２０がアスファルト層８側（上側）に配置されていてもよい。また、シート２０およびジオグリッド２２は、それぞれ一層でもよいが、図２に示すように、ジオグリッド２２の上下にシート２０が配置されていてもよい。

シート２０は、不織布から形成されているのが好ましい。シート２０は、短繊維または長繊維のいずれから形成されていてもよいが、長繊維と比較して、より多くのアスファルト乳剤Ｅを吸収して保持することができる短繊維から形成されているのが好適である。シート２０においては、より多くのアスファルト乳剤Ｅを吸収して保持するものの方が、砕石層６とアスファルト層８との接着性を高めると共に、より優れた防水機能を発揮することになる。

シート２０は、砕石層６の上面の凹凸に追従する厚みを有するので、シート２０が砕石層６の上面に敷設された際に、シート２０の下面が砕石層６の上面の凹凸に沿って変形する。このため、アスファルト乳剤Ｅを吸収して保持したシート２０の下面と砕石層６の上面との接触面積が大きくなる。

シート２０は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル等の適宜の合成樹脂から形成され得る。合成樹脂のうち、アスファルト層８を構築する際におけるアスファルト層８の材料温度で、軟化または溶融する熱可塑性合成樹脂からシート２０が形成されているのが望ましい。

アスファルト層８を構築する際、加熱混合方式により製造された安定処理路盤材（上層路盤１４の材料）の温度や、加熱アスファルト混合物（基層１６、表層１８の材料）の温度は、たとえば１１０～１７０℃程度の高温である。より具体的な例を挙げると、現場到着時のアスファルト層８の材料温度は１６０～１７０℃程度、敷きならし時のアスファルト層８の材料温度は１２０～１５０℃程度、一次転圧時のアスファルト層８の材料温度は１１０～１４０℃程度である。

このため、このような温度（たとえば１１０～１７０℃）で、軟化または溶融する熱可塑性合成樹脂（たとえばポリプロピレン）からシート２０が形成されていると、アスファルト層８を構築する際に、アスファルト層８の材料の温度によってシート２０が軟化し、あるいは溶融した後に、シート２０が冷却固化することになる。これによって、砕石層６の上面とアスファルト層８の下面とを接着する効果が、シート２０に吸収されるアスファルト乳剤Ｅだけでなく、シート２０自体によっても発揮される。

図示の実施形態のジオグリッド２２は、図３に示すとおり、複数の開口２４を有する網状である。このため、図１に示す形態のように、ジオグリッド２２がアスファルト層８側（上側）に配置されている場合には、ジオグリッド２２の開口２４にアスファルト層８の骨材が入り込むことにより、ジオグリッド２２とアスファルト層８とが強固に連結される。なお、開口２４の形状については、図示の実施形態では四角形状であるが、四角形状に限定されず、種々の形状（たとえば、図４に示すような三角形状、あるいは図示していないが亀甲形状または円形状）が採用され得る。

ジオグリッド２２は、シート２０と同様に、ポリオレフィン（たとえばポリプロピレン、ポリエチレン）等の適宜の合成樹脂から形成され得る。ただし、シート２０と同一の材質から形成されている必要はない。

ジオグリッド２２は、シート２０と同様に、アスファルト層８を構築する際におけるアスファルト層８の材料温度で、軟化または溶融する熱可塑性合成樹脂から形成されているのが好都合である。この場合には、砕石層６の上面とアスファルト層８の下面とを接着する効果が、ジオグリッド２２によっても発揮されるからである。

次に、上述したとおりのアスファルト舗装構造物２の施工方法について説明する。

アスファルト舗装構造物２を施工する際は、まず、路床４および砕石層６を構築する。路床４および砕石層６の構築については、公知の方法を採用することができる。たとえば、在来地盤を油圧ショベル等の掘削機械によって所定の深さまで掘削し、次いで、ブルドーザ等の整地車両を用いて路床４の上面を均した後、路床４の表面をタイヤローラ等の転圧車両によって転圧することにより、路床４を構築することができる。

路床４を構築したら、ダンプトラックで搬入した路盤材を、モータグレーダ等の整地車両を用いて路床４の上面に敷きならし、転圧車両によって締め固めることで砕石層６の上面を平坦に仕上げる。

上記のとおり、図１に示す砕石層６は、主として下層路盤１２から構成されているので、図１に示す砕石層６を構築する際は、下層路盤１２を構築する工程を実施すればよい。一方、図２に示す砕石層６は、下層路盤１２および上層路盤１４を含むので、図２に示す砕石層６を構築する際には、下層路盤１２を構築する工程と、上層路盤１４を構築する工程を実施する。

砕石層６を構築した後、砕石層６の上面に、アスファルト乳剤Ｅを散布すると共にアスファルト補強材１０を敷設する。図１には、砕石層６の上面にアスファルト乳剤Ｅを散布した後に、アスファルト補強材１０を敷設した例を示しているが、アスファルト補強材１０を敷設した後に、アスファルト乳剤Ｅを散布してもよい。すなわち、砕石層６の上面にアスファルト乳剤Ｅを直接散布してもよく、または、先に敷設したアスファルト補強材１０を介して砕石層６の上面にアスファルト乳剤Ｅを散布してもよい。

あるいは、図２に示すとおり、所定量の半分のアスファルト乳剤Ｅを砕石層６の上面に直接散布し、次いで、シート２０、ジオグリッド２２、シート２０の順にアスファルト補強材１０を敷設した後、残りのアスファルト乳剤Ｅをアスファルト補強材１０の上から散布してもよい。

なお、アスファルト補強材１０を敷設する前に、あらかじめ、シート２０とジオグリッド２２とを相互に接着、溶着等しておくと、施工が容易となるため好適である。

アスファルト補強材１０を敷設した後、アスファルト層８を構築する。図１に示すアスファルト層８においては、上層路盤１４、基層１６、表層１８の順に構築する。一方、図２に示すアスファルト層８においては、基層１６、表層１８の順に構築する。

上層路盤１４については、たとえば１５０～１７０℃程度に加熱された安定処理路盤材を敷きならし、均一に締固めることにより構築することができる。また、基層１６および表層１８についても、上層路盤１４とほぼ同様であり、たとえば１５０～１７０℃程度に加熱された加熱アスファルト混合物を敷きならし、均一に締固めることにより構築することができる。このようにして、アスファルト舗装構造物２を構築する。

なお、アスファルト層８を構成する各層の間には、アスファルト乳剤Ｅを散布する。具体的には、図１に示す形態においては、上層路盤１４の上面および基層１６の上面にアスファルト乳剤Ｅを散布し、図２に示す形態においては、基層１６の上面にアスファルト乳剤Ｅを散布している。

以上のとおりであり、図示の実施形態においては、シート２０がアスファルト乳剤Ｅを吸収して保持するため、アスファルト乳剤Ｅを保持したシート２０によって、砕石層６と、アスファルト層８とを強く接着し、砕石層６からのアスファルト層８の剥離抵抗性を高めることができる。さらに、シート２０は、砕石層６の上面の凹凸に追従する厚みを有するので、シート２０が砕石層６の上面に敷設された際に、シート２０の下面が砕石層６の上面の凹凸に沿って変形する。このため、アスファルト乳剤Ｅを吸収して保持したシート２０の下面と、砕石層６の上面との接触面積が大きくなる。よって、砕石層６とアスファルト層８との接着性が高まり、砕石層６からのアスファルト層８の剥離抵抗性が一層高まることになる。

また、シート２０によってアスファルト乳剤が吸収されるので、アスファルト乳剤Ｅの偏りが低減されると共に、アスファルト乳剤Ｅに含まれる水分の蒸発が促進されるため、施工時間が短縮される。

図１に示す形態では、アスファルト補強材１０を敷設する際に、シート２０を砕石層６側（下側）に配置し、複数の開口２４を有するジオグリッド２２をアスファルト層８の上層路盤１４側（上側）に配置しているため、上層路盤１４を構築した際に、ジオグリッド２２の開口２４に上層路盤１４の骨材が入り込み、ジオグリッド２２と上層路盤１４とが強固に連結される。

また、シート２０またはジオグリッド２２の少なくとも一方が、アスファルト層８を構築する際におけるアスファルト層８の材料温度で、軟化または溶融する材質から形成されている場合には、シート２０自体またはジオグリッド２２自体によって、砕石層６の上面とアスファルト層８の下面とを接着する効果が発揮される。

このように図示の実施形態においては、砕石層６からのアスファルト層８の剥離抵抗性を高めることができるので、アスファルト舗装構造物２の層厚減少（強度低下）を抑制すると共に、ジオグリッド２２によってアスファルト舗装構造物２に作用する荷重（たとえば車両通行時の輪荷重）を分散する。したがって、図示の実施形態によれば、アスファルト層８の下面にひび割れが発生するのを防止することができる。

図示の実施形態においては、シート２０がアスファルト乳剤Ｅを吸収して保持することから、アスファルト乳剤Ｅを保持したシート２０が防水機能を発揮し、砕石層６とアスファルト層８との間の水の流れを抑制する。したがって、アスファルト層８の目地から浸入した雨水等が砕石層６に到達することが妨げられ、湿潤化による砕石層６の変形が抑制される。さらに、アスファルト乳剤Ｅを保持したシート２０によって、砕石層６に存在する地下水がアスファルト層８に浸入すること（毛管水上昇）も妨げられるので、アスファルト層８の細粒分の流出が抑制される。

なお、上述の説明においては、アスファルト層８が上層路盤１４、基層１６および表層１８の３層を有する例（図１に示す形態）と、アスファルト層８が基層１６および表層１８の２層を有する例（図２に示す形態）とを例に挙げたが、アスファルト層８は、複数層ではなく１層であってもよい。

たとえば、交通量の少ない一般道路等においては、図５に示すように、下層路盤１２および上層路盤１４を含む砕石層６と、１層からなるアスファルト層８との間に、アスファルト補強材１０が埋設されてもよい。また、簡易舗装や農道等においては、図６に示すように、下層路盤１２からなる砕石層６と、１層からなるアスファルト層８との間に、アスファルト補強材１０が埋設されてもよい。

２：アスファルト舗装構造物
４：路床
６：砕石層
８：アスファルト層
１０：アスファルト補強材
１２：下層路盤
１４：上層路盤
１６：基層
１８：表層
２０：シート
２２：ジオグリッド
２４：開口
Ｅ：アスファルト乳剤

Claims (8)

1. 路床の上方に構築された砕石層と、前記砕石層の上方に構築されたアスファルト層と、前記砕石層と前記アスファルト層との間に埋設されたアスファルト補強材とを備え、
   前記アスファルト補強材は、前記砕石層と前記アスファルト層との間に散布されたアスファルト乳剤を吸収して保持し、前記砕石層の上面の凹凸に追従する厚みを有するシートと、前記シートに重ねられたジオグリッドとを含み、前記シートおよび前記ジオグリッドは、あらかじめ相互に接着または溶着されているアスファルト舗装構造物。
2. 前記ジオグリッドは複数の開口を有する網状であり、
   前記シートは前記砕石層側に配置され、前記ジオグリッドは前記アスファルト層側に配置されている、請求項１に記載のアスファルト舗装構造物。
3. 前記シートまたは前記ジオグリッドは、前記アスファルト層を構築する際における前記アスファルト層の材料温度で、軟化または溶融する材質から形成されている、請求項１または２に記載のアスファルト舗装構造物。
4. 前記シートは不織布から形成されている、請求項１から３までのいずれかに記載のアスファルト舗装構造物。
5. 路床の上方に構築される砕石層と、前記砕石層の上方に構築されるアスファルト層とを備えるアスファルト舗装構造物を補強するアスファルト補強材であって、
   前記砕石層と前記アスファルト層との間に散布されるアスファルト乳剤を吸収して保持し、前記砕石層の上面の凹凸に追従する厚みを有するシートと、前記シートに重ねられたジオグリッドとを含み、
   前記シートおよび前記ジオグリッドは、相互に接着または溶着されており、前記砕石層と前記アスファルト層との間に埋設されるアスファルト補強材。
6. 前記ジオグリッドは複数の開口を有する網状であり、
   前記シートは前記砕石層側に配置され、前記ジオグリッドは前記アスファルト層側に配置される、請求項５に記載のアスファルト補強材。
7. 前記シートまたは前記ジオグリッドは、前記アスファルト層を構築する際における前記アスファルト層の材料温度で、軟化または溶融する材質から形成されている、請求項５または６に記載のアスファルト補強材。
8. 前記シートは不織布から形成されている、請求項５から７までのいずれかに記載のアスファルト補強材。

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