報 文 美々新試験道路におけるアスファルト舗装の長期供用性 Long-term Performance of Asphalt Pavements at Bibi New Test Road 丸山 記美雄＊ 田高 淳＊＊ Kimio MARUYAMA and Jun TAKO 本報告は、構造設計手法の違い及び混合物配合や構成厚の違いがアスファルト舗装の長期供用性や 耐久性に与える影響に関して、実際に供用中の道路を対象とした長期間の追跡調査結果をとりまとめ たものである。 調査の対象とした美々新試験道路では、交通量やひび割れ、わだち掘れ、平坦性計測を供用後17年 間毎年定期的に実施している。これらの調査結果から、路面性状の長期的な推移は舗装を構成する材 料や厚さの影響を受けており、アスコン層が薄い方がわだち掘れ変形量が大きい傾向があることや、 断面構成によりわだち掘れ変形の生じる部位 （アスコン層、路盤、路床）が異なることを示した。また、 舗装構成厚と使用する材料が異なれば、疲労ひび割れ発生時期が異なることを示した。 《キーワード：アスファルト舗装；長期供用性；ひび割れ；わだち掘れ；試験道路》 This paper reports on the effects of differences in asphalt mixtures and asphalt layer thickness on the long-term performance and durability of pavements, based on long-term observation at a road in service. The observation was performed at Bibi New Test Road, which consists of eight sections of different pavement structure design. Traffic conditions, cracking, rutting, and surface smoothness have been measured each year for the 17 years. The long-term road surface characteristics was found to differ by the type of asphalt materials and its thickness. The layers in which rutting deformation occurs（e.g., asphalt mixture layer, base course, subgrade）was found to differ according to the pavement configuration. Fatigue cracking, which is caused by vehicle loading, was also found to have occurred in the asphalt layers, and the time of occurrence was shown to differ according to asphalt type and thickness. 《Key Words: asphalt pavement; long term performance; cracking; rutting; test road》 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 31 ˍȅ͉̲͛ͅ 料の導入が進み、建設コストやライフサイクルコスト の縮減が期待できる。 混合物配合や舗装断面構成厚さが異なる舗装の長期 しかし、これらの力学的な設計手法においてもその パフォーマンスが異なるであろうことは想像に難くな 妥当性について検証が必要であり、混合物配合や舗装 １） い。これまでも、AASHO 試験道路 に代表される各 ２）, ３）, ４） 断面の異なる舗装が、供用後どのような路面性状の経 において、舗装構造や材料と長期 年変化を示し、どのように破壊に至るのか、その実態 パフォーマンスの関係について検討が実施されてき を定量的に把握・解析し、実態と理論の整合性を検証 た。その研究成果に基づいてわが国の舗装設計手法で することが重要な段階にあると考えられる。 そのため、 ある CBR-TA 法が確立された。しかし、この CBR-TA 海 外 で は1987年 に 始 ま っ た SHRP（Strategic 法は経験的に交通荷重に耐えうる舗装断面を設計する Highway Research Program，新道路研究計画）の舗 手法を体系化したものとなっているため、設計された ６） 装長期供用性プログラム （LTPP） や、MnROAD, 断面がどのようなパフォーマンスを示すのか、異なる WesTrack, NCAT Pavement Test Track などにおけ 材料を使用したときにどのように異なったパフォーマ る実物大試験や促進載荷試験装置を用いた取組みが、 ンスを示すのかを明確にする手法とはなっていない。 日本では土木研究所つくば中央研究所の舗装走行実験 2001年に舗装の構造に関する技術基準 （以下、技術 場における促進載荷試験や、本報告で述べる美々新試 種試験道路 ５） 基準）が定められ、基準の内容が技術革新に柔軟に対 験道路における取組みがなされている。 応できるよう仕様規定から性能規定化に向けて大きく 美々新試験道路では、同一の交通条件・同一環境下 舵が切られた。それに伴い、舗装の設計手法も Shell で供用されている舗装構成の異なる舗装の長期供用性 およびアメリカアスファルト協会 （AI）による手法に の差異を示すデータが得られた。新技術や新材料を導 代表される多層弾性理論などをベースとした理論的設 入する場合の力学的設計手法の妥当性を確認する上で 計手法を採用するなど、性能照査型の設計手法に移行 有益なデータと考えられ、定量的なとりまとめを行っ していくことが望まれる。それにより、新技術や新材 た結果を述べる。 ⥋䇭䇭⧴ዊ’ 㪫㪉㪄㪉ᢿ㕙 㪫㪉㪄㪈ᢿ㕙 ਛᄩಽ㔌Ꮺ 㪛ㅢᢿ㕙 㪚ㅢᢿ㕙 ⹜㛎⥩ⵝᢿ㕙䋨ㅊゞ✢䋩 㪙ㅢᢿ㕙 㪘ㅢᢿ㕙 㪫㪈㪄㪈ᢿ㕙 㪫㪈㪄㪉ᢿ㕙 䋨ⴕゞ✢䋩 ⥋䇭䇭ᧅᏻ 䋨㪈ゞ✢ಽ䈱ᣇ䋺⹜㛎⥩ⵝ䈱⺞ᩏ䈱䈢䉄ㅊゞ✢䉕ⷙ䈜䉎ᤨ䈮䈲䈖䈱ㇱಽ䉅ㅢ䈮ଏ䈜䉎䋩 Ƚˍȁș૧দࡑൽႹ͈দࡑ༘࿂ 㪉㪇㪇㪊ᐕ ∋ഭ䈵䈶ഀ䉏⊒↢ 㪉㪇㪇㪈ᐕ ∋ഭ䈵䈶ഀ䉏⊒↢ 㪉㪇㪇㪈ᐕ ∋ഭ䈵䈶ഀ䉏⊒↢ 㪉㪇㪇㪈ᐕ ∋ഭ䈵䈶ഀ䉏⊒↢ 㪉㪇㪇㪍ᐕ ∋ഭ䈵䈶ഀ䉏⊒↢ ゞਔㅢㆊᣇะ 䉝 䉴 䊐 䉜 䊦 䊃 ᷙ ว ‛ ጀ ⚦☸㪞㪈㪊㪝㩷㩷㪊㪺㫄 ⚦☸㪞㪈㪊㪝㩷㩷㪊㪺㫄 ⚦☸㪞㪈㪊㪝㩷㩷㪊㪺㫄 ⚦☸㪞㪈㪊㪝㩷㩷㪌㪺㫄 ⚦☸㪞㪈㪊㪝㩷㩷㪋㪺㫄 ⚦☸㪞㪈㪊㪝㩷㩷㪋㪺㫄 ⚦☸㪞㪈㪊㪝㩷㩷㪊㪺㫄 ⚦☸㪞㪈㪊㪝㩷㩷㪊㪺㫄 ☻☸ᐲ㩿㪉㪇㪀㩷䇭㪋㪺㫄 ቯಣℂ㪇㪄㪊㪇 ☻☸ᐲ㩿㪉㪇㪀 ☻☸ᐲ㩿㪉㪇㪀㩷䇭㪌㪺㫄 ቯಣℂ㪇㪄㪊㪇 ☻☸ᐲ㩿㪉㪇㪀 ኒ☸㪈㪊㪝㩷㩷㪈㪉㪺㫄 ቯಣℂ㪇㪄㪊㪇㩷㪌㪺㫄 ☻☸ᐲ㩿㪉㪇㪀 㩷䇭㪐㪺㫄 㩷㩷㩷㪐㪺㫄 㩷䇭㪈㪇㪺㫄 㩷㩷㩷㪈㪉㪺㫄 ቯಣℂ㪇㪄㪊㪇㩷㪍㪺㫄 㩷䇭㪈㪉㪺㫄 ቯಣℂ㪇㪄㪊㪇 㩷㩷㩷㪈㪉㪺㫄 ਅጀ〝⋚ ਅጀ〝⋚ ਅጀ〝⋚ ቯಣℂ㪇㪄㪊㪇 ਅጀ〝⋚ ਅጀ〝⋚ 㩷㩷㩷㪈㪏㪺㫄 ಾㄟ⍾㪋㪇㫄㫄⚖ ಾㄟ⍾㪋㪇㫄㫄⚖ ಾㄟ⍾㪋㪇㫄㫄⚖ ಾㄟ⍾㪋㪇㫄㫄⚖ ಾㄟ⍾㪋㪇㫄㫄⚖ ਅጀ〝⋚ 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部分を車両が走行する事はなく停車帯として利用され た事から、走行位置分布を把握するために十分なサン ているが、新試験道路の調査時に追越車線部を規制す プル数として大型車約400台のデータ取得を目標とし る場合には車線の切り替えを行い、走行車線と側方余 て合計４時間実施した。ダンプトラックやトレーラの 裕部分を車両が走行できるようにして、調査時の渋滞 タイヤ中心位置は第１軸と第２軸、第３軸で若干ずれ 等の影響を軽減するよう配慮した平面構造となってい ており、本調査では第一軸のタイヤ中心位置に対して、 る。８断面の内４断面は日本において標準的に用いら 第２、第３軸のタイヤ中心位置のずれが10㎝として通 れている経験的設計手法である CBR-TA 法によって設 過位置を算出した。 計された断面 （A, B, C, D 断面） であり、他の４断面は 気温は、最寄りの気象庁のアメダス観測データを用 当該車線の49kN 換算輪数が１年で疲労破壊に達する いた。このアメダス観測地点は厚真であるが、美々新 と仮定して多層弾性理論により設計した断面 （T1-1, 試験道路近傍の気温とほぼ同じであることを確認して T1-2断面） 、２年で疲労破壊に達すると仮定して多層 いる。 弾性理論により設計した断面（T2-1, T2-2断面）となっ ている。T1-1, T1-2, T2-1, T2-2断面は最下層の混合物 ˏȅˏȁऔ͈ࠫض 種類を変化させ、混合物の違いによる長期パフォーマ ˏȅˏȅ ˍȁၾ͂ႊكਹऔࠫض ンスの差を検証できるようにしている。 試験道路が構築されている追越車線と、走行車線に ˏȅٸഎૄ̳ͥͅ۾औ なお、各年度における詳細の測定データは文末に資料 おける交通量および輪荷重の平均値をນȽˍに示す。 として添付しているので参照されたい。 ˏȅ ˍȁऔ࿒എ ນȽˍより、試験断面が構築されている追越車線の 路面性状の長期変化に影響を与える外的な要因とし 大型車交通量は1,704台 / 日 / 車線、平均日49kN 換算 ては、交通量、輪荷重、気温、路温、降雨量 （湿度）な 輪数は2,261（輪 / 日 / 車線）である。これに対し、走 どが挙げられる。そのため、調査対象とする舗装道路 行車線の大型車交通量は2,476台 / 日 / 車線、平均日 上を走行する交通の量と質の双方を把握し、合わせて 49kN 換算輪数は4,875（輪 / 日 / 車線）であり、試験 気温などの情報も収集している。 断面が設けられている追越車線には方向交通の約４ 交通に関する調査としては、交通量、輪荷重、タイ 割、輪荷重の３割が通過していることになる。 ヤ走行位置分布、走行速度の４項目を、環境に関して 次に、交通の時系列的な変化について述べる。大型 は気温を調査している。 車交通量はȽˏに示すように測定年度による変動が 見られないにもかかわらず、49kN 換算輪数はȽː ˏȅ ˎȁऔ༹༷ に示すように1994年以降減少し、最近10年程度は横ば 交通量と輪荷重の調査は供用後ほぼ毎年１回定期的 い傾向にある。Ƚˏ，ːの図中には1994年５月に道 に、秋期の平日に24時間実施している。測定は舗装試 路交通法が改正されて過積載車両に対する罰則が厳し 験法便覧 10） 7-3「数取器による交通量の調査方法」 、お 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 くなった時期と1997年４月に過積載に対する行政処分 33 が強化された時期を付記してある。49kN 換算輪数の 分かる。 減少はこれらの時期に対応している。また、Ƚˑに これらの結果から、時系列的には1994年と1997年の は調査年度毎の輪荷重階級毎の49kN 換算輪数を示す。 過積載の取締りの強化を契機に49kN 換算輪数が減少 過積載取締り強化前の1993年度以前の調査では、輪荷 し、近年は適正な輪荷重になってきている状況にある 重が６t 以上の過積載車両による49kN 換算輪数が非 と推測される。 常に多いが、過積載取締り強化直後の1994年度調査で は輪荷重が６t 以上の過積載車両による49kN 換算輪 ˏȅˏȅ ˎȁΗͼμ࣐պ౾௶ࠫض 数は激減し、その後若干増えた以降は似かよった分布 外側の区画線から100㎝離れた点を原点０とし、横 を示している。さらに、警察庁のデータに基づく統計 断方向に原点から外側に向かう方向をプラス、原点か 資料12）をもとに作成した全国における過積載取締件数 ら内側に向かう方向をマイナスとして、10㎝間隔の区 の推移をȽ˒に示す。 改正法施行後の1994年度以降、 間を通過した大型車のタイヤの走行位置測定結果を 過積載取締件数は明らかに減少し、 2003年度には、ピー Ƚ˓に示す。 ク時の1993年度の５分の１の件数になっていることが 原点付近を中心とした分布をしており、正規性の適 ນȽˍȁၾऔ͂ႊكਹ௶͈௶ࠫض 䇭䇭䇭䇭䇭䇭䇭䇭䇭䇭ㅢ㊂⺞ᩏ⚿ᨐ 䇭䇭䇭䇭䇭䇭ベ⩄㊀᷹ቯ⚿ᨐ ోゞㅢ㊂ ᄢဳゞㅢ㊂ ᄢဳᷙ₸ ᣣ㪋㪐㫂㪥឵▚ベᢙ 㪈㪇ᐕ㪋㪐㫂㪥឵▚ベᢙ 䋨บ㪆ᣣ㪆ゞ✢䋩 䋨บ㪆ᣣ㪆ゞ✢䋩 㩿㩼㪀 䋨ベ㪆ᣣ㪆ゞ✢䋩 䋨ベ㪆㪈㪇ᐕ㪆ゞ✢䋩 ㅊゞ✢䋨⹜㛎ゞ✢䋩 ⴕゞ✢ ᣇะᒰ䉍 䋨ㅊ䋫ⴕ䋩 㪌㪃㪇㪐㪌 㪌㪃㪊㪈㪈 㪈㪃㪎㪇㪋 㪉㪃㪋㪎㪍 㪊㪊㪅㪌 㪋㪍㪅㪐 㪉㪃㪉㪍㪈 㪋㪃㪏㪎㪌 㪏㪃㪎㪌㪉㪃㪎㪇㪇 㪈㪐㪃㪉㪊㪌㪃㪌㪇㪇 㪈㪇㪃㪋㪇㪍 㪋㪃㪈㪏㪇 㪋㪇㪅㪉 㪎㪃㪈㪊㪍 㪉㪍㪃㪇㪋㪍㪃㪋㪇㪇 㪌㪃㪇㪇㪇 ⴕゞ✢ 㪋㪃㪇㪇㪇 㪈㪇㪃㪇㪇㪇 ㅊゞ✢ 㪈㪐㪐㪋ᐕ䋵䇭ᴺᡷᱜ 䇭䇭䋨ㆊⓍタข✦䉍ᒝൻ䋩 㪈㪐㪐㪎ᐕ䋴 䇭ⴕಣಽ䈱ᒝൻ 㪊㪃㪇㪇㪇 㪉㪃㪇㪇㪇 㪈㪃㪇㪇㪇 ᣣ㪋 㪐 㫂㪥឵▚ベᢙ䋨 ベ䋩 㪇 㪈㪐㪐㪋ᐕ䋵䇭ᴺᡷᱜ 䇭䇭䋨ㆊⓍタข✦䉍ᒝൻ䋩 㪉㪄㪊 㪊㪄㪋 㪋㪄㪌 㪌㪄㪍 㪍㪄㪎 㪎㪄㪏 㪏㪄㪐 㪐㪄㪈㪇 㪈㪇㪄 㪈㪉 ベ⩄㊀䈱㓏⚖▸࿐䇭䋨㫋䋩 㪈㪉㪄 㪈㪋 Ƚˑȁႊكਹྀ͈ݭٴ5:lO ۟ॳႊତ 㪈㪋㪄 㪉 㪇㪇 㪎 ᐕ 㪉㪇㪇㪌ᐕ 㪉㪇 㪇 㪈 ᐕ 㪉 㪇 㪇㪋 ᐕ 㪉㪇㪇㪇ᐕ 㪈㪐㪐㪏ᐕ 㪈 㪐 㪐㪎 ᐕ 㪈㪐 㪐 㪍 ᐕ 㪈㪐㪐㪌ᐕ 㪈㪐 㪐 㪊 ᐕ 㪈 㪐 㪐㪋 ᐕ 㪉㪇 㪇 㪍 ᐕ 㪉㪇㪇㪊ᐕᐲ 㪈㪄㪉 㪉㪇㪇㪉ᐕᐲ 㪇 㪇㪄㪈 㪈㪐 㪐 㪉 ᐕ 㪈 㪐 㪐㪇 ᐕ 㪇 㪉㪇㪇㪋ᐕ 㪉㪇㪇㪈ᐕᐲ 㪉㪇㪇 㪉㪇㪇㪇ᐕᐲ 㪈㪐㪐㪈ᐕ 㪉㪇㪇㪇ᐕ 㪉㪇㪇㪈ᐕ 㪈㪐㪐㪐ᐕᐲ 㪈㪐㪐㪎ᐕ 㪈㪐㪐㪏ᐕ 㪋㪇㪇 㪌㪇㪃㪇㪇㪇 㪈㪐㪐㪏ᐕᐲ 㪈㪐㪐㪉ᐕ 㪈㪐㪐㪎ᐕᐲ 㪈㪐㪐㪋ᐕ 㪈㪐㪐㪍ᐕᐲ 㪈㪐㪐㪋ᐕ 㪈㪐㪐㪌ᐕ 㪈㪐㪐㪍ᐕ 㪍㪇㪇 㪈㪐㪐㪌ᐕᐲ 㪏㪇㪇 㪈㪐㪐㪋ᐕᐲ 㪈㪐㪐㪇ᐕ 㪈㪐㪐㪉ᐕ 㪈㪐㪐㪊ᐕ 㪈㪐㪐㪊ᐕᐲ 㪈㪐㪐㪇ᐕ 㪈㪐㪐㪈ᐕ 㪈㪃㪇㪇㪇 㪈㪇㪇㪃㪇㪇㪇 㪈㪐㪐㪊ᐕ ㆊⓍタ㆑ข✦ઙᢙ䋨ઙ䋩 ㆊⓍタ ⸘᷹ᐕ 㪈㪐㪐㪈ᐕ 㪉 㪇 㪇 㪍ᐕ 㪉㪇㪇㪎ᐕ 㪉 㪇㪇 㪋 ᐕ 㪉㪇㪇㪈ᐕ 㪉 㪇 㪇 㪇ᐕ 㪈㪐 㪐 㪏 ᐕ 㪈 㪐㪐 㪎 ᐕ 㪈㪐㪐㪍ᐕ 㪈 㪐 㪐 㪌ᐕ 㪈㪐 㪐 㪋 ᐕ 㪈 㪐㪐 㪊 ᐕ 㪈㪐㪐㪉ᐕ 㪈 㪐 㪐 㪈ᐕ 㪈㪐 㪐 㪇 ᐕ 㪉㪇 㪇 㪌 ᐕ Ƚːȁ5:lO ۟ॳႊତ͈শࠏႥ་ا 㪈㪃㪉㪇㪇 ฦ㓏⚖䈱㪋㪐 㫂㪥឵▚ベᢙ 䋨ベ䋩 㪈㪐㪐㪎ᐕ䋴 䇭ⴕಣಽ䈱ᒝൻ 㪇 Ƚˏȁఱ߿৬ၾ͈শࠏႥ་ا 34 ⴕゞ✢ 㪌㪃㪇㪇㪇 㪈㪐㪐㪉ᐕᐲ ᄢဳゞㅢ㊂䋨บ㪆ᣣ䋩 ㅊゞ✢ Ƚ˒ȁًୟश৾ͤତ͈ଔ֊ 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 合度の検定を実施した結果、（1.1, 24.42）の正規分布に ˏȅˏȅ ːȁأܨऔࠫض 適合していると判断された。車両走行位置分布に関し 1990年度∼ 2003年度の間のアメダスデータから得 て報告された既往の文献では、正規分布や対数正規分 られた各月毎の気温と凍結指数をȽ˔、˕に示す。 布とされているが 13） ，14），15） 、本調査結果によれば、概 ね正規分布として扱って良いものと考えられる。 平均気温は−10 ∼ 20（℃）の範囲、平均凍結指数は 585（℃・day） 、年間の０℃以下の日数は105日であり、 寒冷な気候の地域であることがわかる。 ᄢဳゞ 0บ 㪊㪇 ਸ਼↪ዊဳ⽻‛ゞ 0บ 㪉㪇 ᳇᷷䋨㷄䋩 ㅢ ㆊ บᢙ ഀ ว 㧔 㧑 㧕 ᣣᦨ㜞᳇᷷䋨㷄䋩 ᣣᐔဋ᳇᷷䋨㷄䋩 ᣣᦨૐ᳇᷷䋨㷄䋩 㪈㪇 㪇 㪄㪈㪇 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㨪 㪄㪉㪇 㪋 ⴕ⟎ ේὐ߆ࠄߩ㔌ࠇޔEO㧕 Ƚ˓ȁΗͼμ࣐պ౾͈ືࠗ௶ࠫض 㪌 㪍 㪎 㪏 㪐 㪈㪇 㪈㪈 㪈㪉 㪈 㪉 㪊 Ƚ˔ȁ2::1ා̥ͣ3114ා͈ڎأܨ ˏȅ ˏȅ ˏȁΑΩͼ·Ηͼμܰଷ̳ͥͅ۾औࠫض 下の通りである。 試験道路構築当時の1990年は冬期間にスパイクタイ ヤを使用するのが一般的であったが、スパイクピンに 㪏㪇㪇 ಓ⚿ᜰᢙ䋨 㷄䊶 㪻㪸㫐䋩 制の経緯について把握しておく必要がある。経緯は以 㪎㪇㪇 㪉㪇㪇 ಓ⚿ᜰᢙ䋨㷄䊶㪻㪸㫐䋩 䋰㷄એਅ䈱ᣣᢙ䋨ᣣ䋩 㪐㪇㪇 㪈㪏㪇 㪈㪍㪇 ಓ⚿ᜰᢙ䈱ᐔဋ䋺㩷㪌㪏㪌䋨㷄䊶㪻㪸㫐䋩 㪈㪋㪇 㪍㪇㪇 㪈㪉㪇 㪌㪇㪇 㪈㪇㪇 㪋㪇㪇 㪇㷄એਅ䈱ᐔဋᣣᢙ䋺㩷㪈㪇㪌䋨ᣣ䋩 㪊㪇㪇 㪏㪇 㪍㪇 より削り取られた細かい屑が車によって舞い上がり人 㪉㪇㪇 㪋㪇 の健康や生活環境に影響するいわゆる車粉公害が社会 㪈㪇㪇 㪉㪇 㪇 一次指定地域は1991年４月１日から、新試験道路が位 㪉㪇 㪇㪉 ᐕᐲ 㪉 㪇 㪇㪊 ᐕᐲ 㪉 㪇㪇㪈 ᐕᐲ 㪉 㪇 㪇 㪇 ᐕᐲ 㪈 㪐㪐㪐 ᐕᐲ 㪈 㪐 㪐 㪏 ᐕᐲ 㪈㪐 㪐㪎 ᐕᐲ 㪈 㪐 㪐 㪍 ᐕᐲ 㪈 㪐 㪐㪋 ᐕᐲ 㪈 㪐㪐㪌 ᐕᐲ 㪈㪐 㪐㪊 ᐕᐲ 㪈 㪐 㪐 㪉 ᐕᐲ 㪈 㪐㪐㪇 ᐕᐲ 粉じんの発生の防止に関する法律」が公布、施行され た。この法律によって、札幌市や千歳市などが存する 㪇 㪈 㪐 㪐 㪈 ᐕᐲ 問題として顕在化し、1990年６月に「スパイクタイヤ 䋰㷄એਅ䈱᳇᷷ᣣᢙ䋨ᣣ䋩 㪈㪇㪇㪇 交通条件の質の変化として、スパイクタイヤ使用規 Ƚ˕ȁ2::1ා̥ͣ3114ා͈ൄࠫঐତ͂ ˌɎոأܨ͈ئତȁ 置する苫小牧市などの第二次指定地域は1993年３月１ 日からスパイクタイヤの使用が規制された。使用規制 ːȅႹ࿂ે͈ଔ֊̳ͥͅ۾औ に伴いスパイクタイヤ装着率は第一次指定区域では 1992年度にほぼゼロとなり、続いて第二次指定区域は ːȅˍȁႹ࿂ેऔ͈࿒എ 1993年度に、第三次指定区域は1996年度にそれぞれほ 舗装断面構成の違いおよび輪荷重と路面性状の長期 16） ぼゼロ％となったと報告されている 。 的変化の関係を把握する目的で、新試験道路の８タイ したがって、新試験道路においては構築当時の1990 プの試験舗装断面でわだち掘れ量、ひび割れ率、縦断 年度および1991年度はスパイクタイヤによる摩耗の発 方向の平坦性の３項目の路面性状について追跡調査を 生を考慮に入れる必要があり、1992年度以降はスパイ 行った。 クタイヤによる摩耗がないものと考えて良いと思われ る。 ːȅˎȁႹ࿂ેऔ༹༷ 試験断面が構築されている追越車線において、試験 道路構築後毎年定期的に春期 （５月頃） と秋期 （10月頃） の２回実施している。ただし、ひび割れ率はひび割れ 発生確認以降、適宜測定頻度を増やしている。 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 35 調査方法は舗装試験法便覧10）に則って実施してお わたって実施した交通量調査結果７）に基づいて、曜日 り、わだち掘れ量は道路の横断方向に発生する凹凸を 変動係数を平日1.00、土曜日1.05、日祭日0.98とした。 横断プロフィルメータにより測定する方法、ひび割れ 率は路面に生じたひび割れをスケッチしメッシュ法に ːȅːȁႹ࿂ેऔࠫض より算出する方法、平坦性は道路の縦断方向の基準線 ːȅːȅ ˍȁ̺̻ͩߡͦၾऔࠫض と路面との高さの差を３m プロフィルメータによっ わだち掘れ量の時系列変化および49kN 換算輪数と て1.5m 間隔で計測し，区間の標準偏差を測定値とす の関係をȽ21に示す。美々新試験道路は1990年８月 る方法を用いた。 に供用後、1995年７月にわだち掘れ隆起部のみを切削 する工事が施工され、2002年３月には切削４㎝ + 改 ːȅˏȁ႑ୟ5:lO ۟ॳႊତ͈ॳ༹༷ 質Ⅱ型アスファルト混合物によるオーバーレイ４㎝の 累積49kN 換算輪数は、先に述べた輪荷重調査結果 施工が実施されている。そのため、その時期にはわだ を平日の49kN 換算輪数とし、土曜日、日曜日は曜日 ち掘れ量が減少して路面状態が改善されている。そこ 変動を考慮し、49kN 換算輪数を補正してこれらを足 で、Ƚ22を以下に示す３つの期間に分けて検討をす し合わせて求めた。ここでは、1993年10月に１週間に すめることとする。 㪌㪇 ⹜㛎⥩ⵝᢿ㕙 㪘 㪙 㪋㪇 ╙৻ᦼ㑆 ╙ੑᦼ㑆 䉴䊌䉟䉪ⷙ ಾᎿ㩿㪈㪐㪐㪌ᐕ㪎䋩 ╙ਃᦼ㑆 ಾ㪂䉥䊷䊋䊷䊧䉟Ꮏ㩿㪉㪇㪇㪉ᐕ㪊䋩 㪚 䉒䈣䈤ជ䉏㊂ 㩿㫄㫄㪀 㪛 㪫㪈㪄㪈 㪊㪇 㪫㪈㪄㪉 㪫㪉㪄㪈 㪫㪉㪄㪉 㪉㪇 㪈㪇 㪈㪐㪐㪇 㪇 㪈㪐㪐㪈 㪈㪐㪐㪉 㪈㪐㪐㪊 㪇 㪈㪐㪐㪋 㪈㪐㪐㪌 㪈㪐㪐㪍 㪈㪐㪐㪎 㪈㪐㪐㪏 㪈㪐㪐㪐 㪉㪇㪇㪇 㪉㪇㪇㪈 㪌 㪉㪇㪇㪉 㪉㪇㪇㪊 㪉㪇㪇㪋 㪉㪇㪇㪌 㪉㪇㪇㪍 ᥲ 㪉㪇㪇㪎 䋨ᐕ䋩 㪈㪇 㪈㪌 ⚥Ⓧ㪋㪐㫂㪥឵▚ベᢙ䋨⊖ਁベ䋩 㪊㪇 㪎 ╙৻ᦼ㑆 ╙ੑᦼ㑆 ╙ਃᦼ㑆 㪍 ╙ਃᦼ㑆 ฦጀ䈱ᄌᒻ㊂䋨 㫄㫄䋩 䉒䈣䈤ជ䉏㊂৻ᰴ࿁Ꮻᑼ䈱䈐㩿㫄 㫄 㪆 ベ㪀 Ƚ˔ȁ2::1ා̥ͣ3114ා͈ڎأܨ 㪌 ╙ੑᦼ㑆 㪋 㪊 㪉 㪈 㪉㪇 㪈㪇 ╙৻ᦼ㑆 㪇 㪇 㪇 㪈㪇 㪉㪇 㪊㪇 㪋㪇 䉝䉴䉮䊮ጀว⸘⸳⸘ෘ㩿㪺㫄㪀 Ƚ22ȁ̺̻ͩߡͦٝܦ͈߹̧͂ͺΑῧ࢚͈߸۾ 36 ጀ䈱ᄌᒻ㊂ ၮጀ䈱ᄌᒻ㊂ ਅጀ〝⋚એਅ䈱ផቯ႟ᕈᄌᒻ㊂ 㪇 㪈㪇 㪉㪇 䉝䉴䉮䊮ጀ⸳⸘ෘ㩿㪺㫄㪀 㪊㪇 㪋㪇 Ƚ22ȁͺन৾औͥ͢ͅڎ͈་ࠁၾ 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 第一期間：スパイクタイヤ規制から初回の た。これはアスファルト混合物層による荷重分散効果 切削工事までの期間 の違いにより、下層路盤上面や路床面上面での鉛直荷 第二期間：初回の切削工事から次の切削 重の大きさが異なり、塑性変形量が異なったためと考 オーバーレイ工事までの期間 えられる。 第三期間：切削オーバーレイ工事から現在 以上の結果から、わだち掘れの推移は舗装断面のア までの期間 スコン層厚さに影響される部分があり、アスコン層厚 第一期間から第三期間までの各々の舗装断面におけ が薄いほどわだち掘れの進行が早い傾向にあり、下層 るわだち掘れの進行状況を定量化するために、各期間 路盤以下の塑性変形量が大きいものと推測される。な ごとに累積49kN 換算輪数とわだち掘れ量との関係を お、補修後のわだち掘れパフォーマンスカーブが補修 一次式に当てはめた。各期間をパラメータとした一次 前に比べて劣るのは一般的に当然と言える結果であ 式の傾きとアスコン層設計厚さとの関係をȽ22に示 り、アスコン層厚だけでなくアスファルト混合物が供 す。 用に伴い空隙率が低下することや切削による断面欠損 第一期間はアスコン層の厚さによる差が小さいが、 やオーバーレイ混合物の品質が新設時と同等でないこ 第二期、第三期はアスコン層の設計厚が薄いほど傾き となどの多くの要因が影響する複合的なものであるこ が大きくなる傾向が表れている。 とを認識しておく必要があり、アスコン層厚のみで説 一次式の傾きはわだち掘れの進行速さを示すことか 明が可能と考えるものではない。 ら、アスコン設計厚が薄いほど、わだち掘れの進行速 さが早い傾向にあるといえる。すなわち、アスファル ːȅːȅ ˎȁ͍͌ͦڬऔࠫض ト混合物層厚さが比較的薄い A, B, T1-1, T1-2, T2-1, 2001年３月にৢ૯Ƚˍのようなひび割れの発生を確 T2-2断面は、アスファルト混合物層が厚い C 断面と 認した。ひび割れ付近のコア採取調査の結果、ひび割 D 断面に比較してわだち掘れ進行が早い状況にある。 れはアスコン層の底面から路面方向に向かって進行し また、その傾向が第一期に比べて第二期や第三期の ており、このひび割れは疲労破壊によるひび割れ （以 方が顕著に認められる事から分かるように、建設直後 下、疲労ひび割れ）であると判断された。疲労ひび割 からその差が認められるものではなく、車輪の累積通 れが発生した断面はこの時点で T1-1断面，A 断面， 過台数の増加につれて、 顕著となるものと推測される。 T2-1断面の３つであり、ひび割れ率は約５％程度で 切削オーバーレイが施工された後の第三期においても あった。ひび割れ率の経時変化をȽ24に示す。供用 アスコン層厚が薄い断面でわだち掘れ進行が早い点は 開始（1990年７月）から約10年７箇月経過、累積49kN 注目に値する。 換算輪数にして約900万輪 / 車線で舗装の表面に疲労 表層、基層部のアスコン層厚変形量の把握と下層路 ひび割れが生じた事となる。アスファルト舗装要綱18） 盤面以下の塑性変形量の推定を目的に、供用後５年と に示されている A 交通や B 交通の設計期間10年内の なる1995年８月に実施したコア採取調査結果をȽ24 累積49kN 換算輪数15万輪および100万輪を上回った。 に示す。 また、試行的に力学設計により設計した断面も予定し Ƚ23から、表層においては、アスコン層厚が厚い た設計期間を超えており、断面設計時の凍上抑制層や 断面ほど表層の変形量が大きいことがわかる。基層に 路床の材料定数やタイヤ走行位置分布、走行速度、舗 おいては舗装構成によらず大きな違いは見られない。 装体温度、混合物の疲労特性、アスコン層下面にひび 上層路盤層 （加熱アスファルト安定処理層） は最大粒径 割れが生じてから表面に達するまでのタイムラグなど が30㎜と大きく、40㎜級切込砂利である下層路盤との の設定手法の検証が必要と考えられる。これらの点に 境界面の骨材の凹凸が激しいため、その境界位置を明 関しては詳しく検討して別途報告したい。 確に判断することは困難であった。そこで、上層路盤 Ƚ24より、2001年３月に T1-1断面，A 断面，T2-1 の変形量はごく小さいものと仮定して、表層と基層の 断面に発生したひび割れはその後、徐々に進展した様 変形量の和とわだち掘れ量の差を下層路盤以下の塑性 子がわかる。最初は縦断方向のひび割れが路面に現れ、 変形量とすると、下層路盤以下の塑性変形量は、アス やや遅れて魚の骨のように横方向のひび割れが現れて コン層厚が薄い断面ほど大きくなっている。 すなわち、 亀甲状のひび割れとなっていく様子が観察された。な アスコン層厚が薄いほど表層の変形割合が小さく、下 お、2002年３月の時点でわだち掘れが著しく、試験道 層路盤以下の塑性変形量が大きいとの結果が得られ 路全区間において切削４㎝＋改質 II 型混合物による 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 37 オーバーレイ４㎝の修繕が施された。その後、2003年 D 断面の路面においてもひび割れの発生が認められ、 10月に T1-1断面、A 断面，T2-1断面の３つの断面に 2007年10月にコア採取および開削調査を実施したとこ おいてリフレクションクラックの発生、また B 断面に ろ、T1-2断面に発生したひび割れは疲労ひび割れ （ボ おいては疲労ひび割れの発生を確認した。このことか トムアップクラック）であり、T2-2断面 , C 断面 , D 断 ら、B 交通断面は供用後13年３ヶ月経過、累積49kN 面に発生したひび割れはトップダウンクラックである 換算輪数にして約1,100万輪 / 車線で疲労ひび割れが ことが確認された。このことから、アスコン層最下層 発生した事となる。この時点までのひび割れ発生の有 が粗粒度アスコンである T1-2断面において、累積 無と舗装の断面構成厚の関係をȽˎにおいて照らし 49kN 換算輪数が約1,300輪 / 車線で疲労ひび割れが発 て見ると、疲労ひび割れが発生した断面はいずれもア 生したこととなる。 スコン層厚が12㎝又は15㎝で、アスコン層の最下層が アスファルト安定処理であることが分かる。アスコン 層厚が同一厚さでもアスコン層最下層が粗粒度アスコ ンや密粒度アスコンで造られた断面には疲労ひび割れ の発生は認められていなかった点が特筆される。交通 荷重条件および環境条件は８つの断面が同一であるた め、混合物配合の違いが疲労ひび割れの発生に影響し たものと推測できる。つまり、アスファルト安定処理 は、粗粒度アスコンや密粒度アスコンよりも疲労ひび 割れが入りやすく、発生したひび割れの進展速度が速 いと推測された。 さらに、2006年には T1-2断面 , T2-2断面 , C 断面 , 㪋㪌 㪈㪐㪐㪇 㪈㪐㪐㪈 㪈㪐㪐㪊 㪊㪇 㪉㪌 㪈㪐㪐㪍 㪈㪐㪐㪎 㪈㪐㪐㪏 㪈㪐㪐㪐 㪉㪇㪇㪇 㪉㪇㪇㪈 㪉㪇㪇㪉 㪉㪇㪇㪊 㪉㪇㪇㪋 㪉㪇㪇㪌 㪉㪇㪇㪍 㪉㪇㪇㪎 ᥲ 㪉㪇㪇㪍ᐕ㪌 㪫㪈㪄㪉䈮∋ഭ䈵䈶ഀ䉏䋨䊗䊃䊛䉝䉾䊒䉪䊤䉾䉪䋩䇮 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Index） は、式 （1）から（4）で算出 変動を繰り返しながらも、通過輪数が多くなるにつれ される数値の中で最小のものを評価値とする。 て平坦性が悪化する傾向にある。なお、凍上が平坦性 に与える影響に関して凍上量調査は実施していないも MCI =10-1.48C0.3-0.29D0.7-0.47σ0.2 0.3 0.7 （1） のの、凍上に対する設計置換厚である80㎝まで凍上抑 MCI0 =10-1.51C -0.3D 制層 （80㎜級切込砂利） で置換えられており、問題とな MCI1 =10-2.23C0.3 （2） （3） 0.7 （4） るような凍上は発生していないと考えられる。 MCI2 =10-0.54D 一方、車輪が通過しない位置（BWP）の平坦性は、 ここで、C : ひび割れ率（％） 通過輪数によらずほぼ一定していることが分かる。 D : わだち掘れ量 （mm） なお、図に示した A 断面以外の全ての断面におい σ : 平坦性（mm） ても同様の傾向が見られるが、舗装断面構成の違いに よる平坦性変化量などに、特に明確な差は確認できな 先に述べたわだち掘れ、平坦性、ひび割れ率の３項 かった。 目に基づいて MCI を算出した結果をȽ27に示す。 49kN 換算輪数の増加に伴い MCI が低下する傾向が 伺える。供用開始からの累積49kN 換算輪数が500万 㪌 輪を超える頃には MCI が４以下となりわだち掘れも 㪦㪮㪧 ಾ㪂䉥䊷䊋䊷䊧䉟Ꮏ 㩷㩷䇭㪉㪇㪇㪉ᐕ㪊 㪙㪮㪧 ᐔ မᕈ 㱟 㩿 㫄 㫄 㪀 㪋 30㎜に達する区間が見られたことから、そのままの路 ಾᎿ 䇭䇭㪈㪐㪐㪌ᐕ㪎 面状態での供用が困難と判断され、本来であれば切削 㪊 オーバーレイが施されるところであるが試験舗装区間 であるために凸部を切削するに留めて経過を観察し 㪉 た。切削量が断面毎に一律でなかったために MCI の 㪈 改善程度は断面によって差があるものの、この切削工 事によって MCI が改善した。その後、49kN 換算輪 㪇 㪇 㪌 㪈㪇 ⚥Ⓧ㪋㪐㫂㪥឵▚ベᢙ䋨⊖ਁベ䋩 Ƚ25ȁPXQ ໐͂ CXQ ໐͈௶ࠫضȪB ౯࿂ȫ 㪈㪌 数の累積に伴い再び MCI が低下する傾向が認められ、 供用開始からの累積49kN 換算輪数が900万輪を超え る頃には一部の断面で MCI が３以下の路面状態とな るに至って、切削４㎝＋改質 II 型混合物によるオー バーレイ４㎝の修繕が施された。この切削オーバーレ イ工事により、MCI は８以上に回復した。 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 39 㪈㪇 㪐 㪏 㪎 㪤㪚㪠 㪍 㪌 ⹜㛎ᢿ㕙 㪋 㪘 㪙 㪚 㪛 㪫㪈㪄㪈 㪫㪈㪄㪉 㪫㪉㪄㪈 㪫㪉㪄㪉 㪊 㪉 㪈 㪈㪐㪐㪇 㪇 㪈㪐㪐㪈 ಾᎿ 㩷㩷㩷㩿㪈㪐㪐㪌ᐕ㪎䋩 㪈㪐㪐㪉 㪈㪐㪐㪊 㪇 㪈㪐㪐㪋 㪈㪐㪐㪌 㪈㪐㪐㪍 㪌 ಾ㪂䉥䊷䊋䊷䊧䉟Ꮏ 㩷㩷㩿㪉㪇㪇㪉ᐕ㪊䋩 㪈㪐㪐 㪈㪐㪐㪏 㪈㪐㪐㪐 㪉㪇㪇㪇 㪉㪇㪇㪈 ⚥Ⓧ㪋㪐㫂㪥឵▚ベᢙ䋨⊖ਁベ䋩 㪉㪇㪇㪉 㪉㪇㪇㪊 㪈㪇 㪉㪇㪇㪋 㪉㪇㪇㪌 㪉㪇㪇㪍 ᥲ 㪉㪇㪇㪎 䋨ᐕ䋩 㪈㪌 Ƚ27ȁNDJ ͈ࠐාႦا 切削オーバーレイ工事後約100万輪の49kN 換算輪 数が通過した頃に T1-1断面、A 断面，T2-1断面の３ 適合するとの計測結果が得られた。 ４） スパイクタイヤによる摩耗の影響が大きかった つの断面においてリフレクションクラックが発生し、 1993年頃までは、舗装構成の違いによるわだち掘 B 断面においては新たに疲労ひび割れが発生したため れ量への影響は相対的に小さく、差異を認めるこ に、それらの４断面では MCI が急激に低下する傾向 とはできなかったが、スパイクタイヤ規制後は摩 を示している。C 断面と D 断面の MCI の低下が最も 耗が減ったことによって、舗装構成のうちアスコ 緩やかである。 ン層厚がわだち掘れに影響を与える傾向が確認さ れた。すなわち、アスコン層厚が薄いほどわだち ˑȅ͂͛͘ 掘れの進行が早い傾向にあった。アスコン層が薄 い場合の変形は下層路盤面以下の粒状材料の塑性 本報告は、以下の様にまとめられる。 変形の占める割合が多いことが確認された。 １） 美々新試験道路の大型車交通量は4,180台 / 日・ ５）長期的なひび割れ推移はアスコン層厚とアスコン 方向、10年当り49kN 換算輪数は26百万輪・方向 層最下層の混合物配合によって異なっており、ア であることから、D 交通相当に該当する。試験道 スコン層厚が12㎝又は15㎝でアスコン層最下層が 路が設けられている追越車線の大型車交通量は アスファルト安定処理の断面において最初に疲労 1,704台 / 日、10年当り49kN 換算輪数は8.8百万輪 ひび割れ（ボトムアップクラック）の発生が認めら であった。一方向交通量の約７割が走行車線に集 れ、アスコン層厚が12㎝又は15㎝でアスコン層最 中しており、試験断面が設けられている追越車線 下層が粗粒度アスコンや密粒度アスコンで造られ には約３割の割合となっている。 た断面には疲労ひび割れの発生が見られなかっ ２）調査期間中の平均日当り49kN 換算輪数は7,136輪 た。さらに供用年数が経過した後にアスコン層厚 / 日・方向で、試験断面が設けられている追越車 が12㎝でアスコン層最下層が粗粒度アスコンで造 線は2,261輪 / 日 / 車線であった。1994年と1997 られた T1-2断面に疲労ひび割れ （ボトムアップク 年 の 過 積 載 車 両 取 締 り 規 制 の 強 化 に よ っ て、 ラック）の発生が見られた。これらのことから、 49kN 換算輪数は1993年度をピークに減少した。 最下層のアスファルト安定処理の疲労抵抗性が粗 この傾向は美々新試験道路だけの傾向ではなく、 粒度アスコンや密粒度アスコンに比べて小さいと 全国的に同様の傾向を示すものと考えられる。 推測される。 ３）大型車のタイヤの通過位置は道路横断方向にばら ６）車輪通過部の平坦性は49kN 換算輪数の増加に比 つき、そのタイヤ走行位置分布は概ね正規分布に 例して悪化する傾向にあるが、舗装構成の異なる 40 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 ８つの試験断面による差は特に見られない。 ５）日本道路協会 : 舗装の構造に関する技術基準・同 解説、2001. ˒ȅ̤ͩͤͅ ６）SHRP: Strategic Highway Research Program Research Plans, Final Report, AASHTO, FHWA 本報告における路面のパフォーマンスの長期的な推 and TRB, USA, 1986. 移に関する調査結果をもとに、今後は力学的視点から ７）石谷雅彦、中川伸一、小笠原章、高橋守人、笠原 舗装構造や材料特性と疲労ひび割れ発生の関係に関し 篤：美々新試験道路におけるアスファルト舗装の て検討を進め、耐久性の向上やライフサイクルコスト パフォーマンスに関する研究、土木学会論文集、 の縮減を図る方策を提案していきたいと考えている。 最後に、美々新試験道路において、長期にわたる画 No.564/V-35、pp.265-276、1997. ８）島多昭典、中川伸一、高橋守人：美々新試験道路 期的な調査研究の企画および進行に携わった関係者に における舗装の長期パフォーマンスに関する研究、 敬意を表すると共に、本報告の形で取りまとめる貴重 第１回舗装工学講演会講演論文集、pp.197-204、 な機会を頂いたことに感謝申し上げる。 1996. ９）中川伸一、島多昭典、小笠原章：美々試験道路に ४ࣉࡃ おける構成厚の異なる舗装の長期パフォーマンス （中間報告） 、開発土木研究所月報 No.513、pp.25-39、 １）Highway Research Board: The AASHO Road Test: 1996. Reporte 5-Pavement Research, HRB Special 10）日本道路協会：舗装試験法便覧、1988. Report 61E, Washington D.C., 1962. 11）日本道路協会：舗装試験法便覧別冊 （暫定試験方 ２）An OECD Scientific Export Group: Full-scale Pavement Tests, OECD, Paris, 1991. ３）Autret, P., Boissoudy, A. and Gramsammer, J.C.: 法）、1996. 12）財団法人交通事故総合分析センター：交通事故統 計年報 The Circular Test Track of the Laboratoire Central 13）松野三朗、小林泰介：車両走行位置分布について、 des Ponts et Chaussees（L.C.P.C.）Nantes-First 第14回日本道路会議論文集、pp.177-178、1981. Results-, Proceedings 6th Interjnational Conference 14）笠原篤、工藤敏雄：舗装における車輌の走行軌跡分 on the Stractural Design of Asphalt Pavements, 布、第14回日本道路会議論文集、pp.179-180、1981. Ann Arbor, Michigan, pp.550-561, 1987. ４）Sharma, M.G., Kenis, W.J. and Mirdamadi, M.: Evaluation of Mechanical Parameters of Inservice 15）笠原篤：舗装における車輌の車輪通過位置分布に 関する研究、第38回土木学会年次学術講演会概要 集、V-239、pp.457-476、1983. Pavements from Field Data, Proceedings 6th 16）浅野基樹、原文宏、田邊慎太郎、横山真吾：スパ International Conference on the Stractural design イクタイヤ規制後10年間の評価と今後の課題、開 of asphalt Pavements, Ann Arbor, Michigan, 発土木研究所月報 No.580、pp16-23、2001. pp.710-724, 1987. 寒地土木研究所月報 №661 2008年６月 17）日本道路協会：アスファルト舗装要綱、1992. 丸山 記美雄＊ Kimio MARUYAMA 田高 淳＊＊ Jun TAKO 寒地土木研究所 寒地道路研究グループ 寒地道路保全チーム 主任研究員 寒地土木研究所 寒地道路研究グループ 寒地道路保全チーム 上席研究員 41
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