スライド 1

2007.11.16 舗装材料小委員会資料
改質アスファルトによる
混合物の低温時クリープおよび破壊挙動への影響
1.内容
改質バインダーや骨材が混合物の低温時におけるクリープおよ
び破壊特性に与える影響を実験により検討
2.検討手法
骨材やアス種類を変えた混合物に対する間接引張試験
(AASHTO TP9,クリープ試験と破壊試験の両方)の結果と
バインダーに対するBBR試験(曲げクリープ試験)やDTT試
験(直接引張破壊試験)の結果を対比して評価
バインダー:PGグレード(数種類),
改質種類(SBS,酸化,蒸気,エチレンポリマーなど)
骨材: 粒度(細粒度と粗粒度),
種類(石灰石と礫)
(AASHTO TP9 :Test Method for Determining the Creep Compliance
and Strength of Hot Mix Asphalt (HMA) Using the
Indirect Tensile Test Device.)
2.1 混合物の低温時試験
◆試験項目および試験条件
・間接引張クリープ試験(載荷時間:1000秒)
・間接引張強度試験
・試験手法 : AASHTO TP9に記載
・供試体作成方法 : ジャイレトリコンパクタ
・空隙率:7.0±0.5%
・劣化条件加熱エージングを実施:135℃で4時間
・供試体寸法 : φ150×50 [mm]
混合物の種類
骨材の種類
PG82-22 SBS Linear
石灰石骨材
PG82-22 SBS Radial
礫骨材
PG82-22 Steam Distilled
PG78-22 Ethylene Terpoly
PG58-40 SBS Linear
PG58-40 Oxidized
粒度の種類
粗粒度
細粒度
2.2 バインダの低温時試験
◆試験項目および試験条件
・クリープ特性の測定 :BBR試験機
・破壊特性の測定
:DTT試験機(直接引張試験機)
・温度特性の測定
:ガラス転移測定器
バインダの種類
PG82-22 SBS Linear
PG82-22 SBS Radial
PG82-22 Steam Distilled
PG78-22 Ethylene Terpoly
PG58-40 SBS Linear
PG58-40 Oxidized
3.低温時のクリープ挙動に関する試験結果
3.1 低温時のクリープ特性に関する評価指標と結果
・間接引張クリープ試験から得られたクリープコンプライアン
スマスターカーブの傾きで定義されるmeが評価指標。混合物
の温度応力緩和程度を表す指標と意味づけられており、高
い値ほど応力緩和性能が高いことを意味する指標。
PG82 SBS
石灰石骨材,粗粒の例
この曲線の傾きがme
図2.48 3つの各温度における1000秒の間接引張試験結果の一例
クリープコンプライアンスカーブの式

D  Dg 1   / c 

k me / k
ここで、Dg =ガラスコンプライアンス
ξc= 参考となる載荷時間
k,me= 形状係数
me: クリープコンプライアンスカーブの漸近線の傾き
↓
バインダ規格値のm値に似た指標,温度応力の緩和程度を表す指標
混合物のme測定値結果
石灰石
粗粒
バインダのPGによってmeが異なる
細粒の方がmeが小さい
石灰石の方がmeが小さい
石灰石
細粒
礫
粗粒
礫
細粒
バインダー種類や骨材種類や粒度
によってmeは有意に異なる.
特に,バインダのグレートと骨材種類
がmeに大きく影響を与える.
混合物のコンプライアンス Dmix
・混合物に対する間接引張試験と、バインダーに対するBBR試
験機で測定されたクリープのデータを用いて、同じ温度、載荷時
間における混合物のコンプライアンス(Dmix)をバインダーのコン
プライアンス(Dbinder)の関数としてプロットし、その傾きAと切片
指標Bを評価指標にしている。
切片:A
傾き:B
バインダのコンプライアンス Dbinder
混合物コンプライアンスとバインダーコンプライアンスの関係(石灰石骨材,粗粒度)
石灰石骨材
粗粒
PG58-40
SBS
石灰石骨材
細粒
礫骨材
粗粒
礫骨材
細粒
PG58-40
Oxidized
・礫の方が傾きAが大きく、バインダの特性が混合物に反映されやすい.骨材の影響は大きい.
・改質バインダーの種類によってもクリープ特性が影響され、改質の影響は無視できない。
4.低温時の破壊挙動に関する試験結果
4.1 低温時の破壊挙動に関する評価指標
混合物に対する間接引張強度試験と,バインダーに対する
DTTで測定された0℃における破壊応力と破壊ひずみを比較.
混合物とバインダーの破壊特性(破壊ひずみ)の関係
4.2 低温時の破壊挙動に関する試験結果
・混合物の破壊ひずみのレ
ンジはバインダーの破壊ひ
ずみのレンジのおよそ1/
10
・混合物の破壊ひずみは
バインダのレンジにくらべて
非常に狭い(敏感でない)
・バインダの破壊強度と破
壊ひずみが高いと、混合物
の破壊強度とひずみも高い
結果となる。
・バインダの改質と混合物の
破壊挙動の間に明確な相関
を認めるのは困難
5.まとめ
(1)低温時のクリープ特性について
・バインダーの低温時クリープ特性は混合物のクリープ特
性に反映され,改質の種類による影響を受ける.
・骨材の種類(石灰石か礫か)はバインダーと混合物のク
リープ特性の関係性に影響を与える重要な要因である.
(2)低温時の破壊特性について
・バインダーの低温時破壊特性は混合物の低温時破壊特
性に敏感に影響を与えるものではなく,バインダーの改質
と混合物破壊挙動の間に明確な関係を決定するのは難し
い.
・混合物の破壊ひずみのレンジはバインダーの破壊ひずみ
のレンジに比べて10分の1である.