1. はじめに 2. 融雪期の舗装損傷実態調査 積雪寒冷地においては 融雪期の融雪水や凍結融解 作用などが道路舗装の損傷に大きな影響を与えること は従前から認識されてきたことであり 積雪寒冷地の 舗装を構築するに際しては これらの積雪寒冷地特有 の過酷な条件に耐えうるための技術を開発 適用する 1)

Similar documents
Microsoft Word - H25直技用原稿(ポットホール)H doc

<4D F736F F D B985F95B6817A5F F82E482AB82DD82E782A A82B08D9E82DD95E28F4395FB964082F A282BD837C A815B838B91CE8DF482C982C282A282C42E646F63>

14.5 融雪水が道路構造に与える影響及び対策に関する研究

Microsoft Word - じょく層報告(三野道路用)_

図 維持管理の流れと診断の位置付け 1) 22 22

1. 空港における融雪 除雪対策の必要性 除雪作業状況 H12 除雪出動日数除雪出動回数 H13 H14 H15 H16 例 : 新千歳空港の除雪出動状況 2. 検討の方針 冬季の道路交通安全確保方策 ロードヒーティング 2

強度のメカニズム コンクリートは 骨材同士をセメントペーストで結合したものです したがって コンクリート強度は セメントペーストの接着力に支配されます セメントペーストの接着力は 水セメント比 (W/C 質量比 ) によって決められます 水セメント比が小さいほど 高濃度のセメントペーストとなり 接着

(Microsoft Word - \215\234\215\336\216\216\214\261.doc)

<4D F736F F F696E74202D B78EF596BD89BB82CC8EE888F882AB C8E86816A F4390B3205B8CDD8AB B83685D>

<4D F736F F D EBF8AC7979D8AEE8F BD90AC E A82CC89FC92E88A E646F63>

Microsoft Word - 博士論文概要.docx

Microsoft PowerPoint - 01_内田 先生.pptx

4. 再生資源の利用の促進について 建近技第 385 号 平成 3 年 10 月 25 日 4-1

表紙.indd

国土技術政策総合研究所資料

高性能 AE 減水剤を用いた流動化コンクリート 配合設定の手引き ( 案 ) - 改訂版 - 平成 21 年 6 月 国土交通省四国地方整備局

Microsoft PowerPoint 発表資料(PC) ppt [互換モード]

平成 28 年度 ひび割れ抑制シートの効果と適用方法に関する検討 寒地土木研究所寒地道路保全チーム 丸山記美雄寒地土木研究所寒地道路保全チーム星卓見寒地土木研究所寒地道路保全チーム木村孝司 本研究は ひび割れ抑制シートのひび割れ抑制効果を 供用中の道路において長期追跡調査によって評価し 今後の適用方

北海道型 SMA のきめ深さは, 所定の箇所数の測定値の平均で,0.9mm 以上とされている. 平成 26 年度の施工におけるきめ深さは, 約 9% 規格値以下のデータが確認されるものの,0.8mm 以下のデータは出現せず, 概ね良好な結果であると考えられる. 次に, 締固め度の状況を確認した. 北

京都大学博士 ( 工学 ) 氏名宮口克一 論文題目 塩素固定化材を用いた断面修復材と犠牲陽極材を併用した断面修復工法の鉄筋防食性能に関する研究 ( 論文内容の要旨 ) 本論文は, 塩害を受けたコンクリート構造物の対策として一般的な対策のひとつである, 断面修復工法を検討の対象とし, その耐久性をより

<4D F736F F D2091E E8FDB C588ECE926E816A2E646F63>

untitled

危険度判定評価の基本的な考え方 擁壁の種類に応じて 1) 基礎点 ( 環境条件 障害状況 ) と 2) 変状点の組み合わせ ( 合計点 ) によって 総合的に評価する 擁壁の種類 練石積み コンクリートブロック積み擁壁 モルタルやコンクリートを接着剤や固定材に用いて 石又はコンクリートブロックを積み

平成 22 年度 舗装補修に使用するひび割れ抑制シートの効果 寒地土木研究所寒地道路保全チーム 丸山記美雄金子雅之熊谷政行 本研究は 積雪寒冷地の舗装ひび割れ補修に対してひび割れ抑制シートを使用した場合の延命化などの効果を 室内試験および現場調査によって評価するものである 室内試験の結果 ひび割れ抑

Microsoft PowerPoint - H24 aragane.pptx

国土技術政策総合研究所研究資料

PowerPoint プレゼンテーション

<4D F736F F F696E74202D F8C9F954B8C FCD E31295F90C296D82896DA88C08E9E8AD492C78B4C292E >

<4D F736F F F696E74202D A957A A81798CBB8FEA8C9F8FD8826F A DB91B6817A2E505054>

国土技術政策総合研究所研究資料

平成 29 年度 道路情報表示板の着雪防止対策について 網走開発建設部施設整備課 大畑直仁末吉拓磨 積雪寒冷地の道路情報表示板の表示面には着雪防止用ヒータが設置されている 現在のヒータ制御方式は外気温と水分センサにより鉛直方向の降雪を検知するもので表示面への着雪がなくても動作するため多大な電力が必要

KEN0109_施工技術の動向-三.indd

周期時系列の統計解析 (3) 移動平均とフーリエ変換 nino 2017 年 12 月 18 日 移動平均は, 周期時系列における特定の周期成分の消去や不規則変動 ( ノイズ ) の低減に汎用されている統計手法である. ここでは, 周期時系列をコサイン関数で近似し, その移動平均により周期成分の振幅

資料 2 輪荷重走行試験の既往データ 1. 概要 道路橋 RC 床版の損傷メカニズムの解明には, 輪荷重走行試験機を活用した研究が大きく寄与してきた. 輪荷重走行試験機は, 任意の荷重を作用させながら往復運動するもので国内に十数機が設置され, 精力的な研究が行なわれてきた. 輪荷重走行試験機はその構

S28-1C1000Technical Information

Microsoft PowerPoint - fuseitei_6

<8D488E96985F95B62E786C73>


Microsoft PowerPoint - 口頭発表_折り畳み自転車

暴風雪災害から身を守るために~雪氷災害の減災技術に関する研究~

平成 26 年度建設技術フォーラム発表資料 道路パトロール支援サービス ~ 社会インフラの維持管理業務へのスマートデバイス活用 ~ 平成 26 年 11 月富士通株式会社 Copyright 2014 FUJITSU LIMITED

博士論文 考え続ける義務感と反復思考の役割に注目した 診断横断的なメタ認知モデルの構築 ( 要約 ) 平成 30 年 3 月 広島大学大学院総合科学研究科 向井秀文

早稲田大学大学院日本語教育研究科 修士論文概要書 論文題目 ネパール人日本語学習者による日本語のリズム生成 大熊伊宗 2018 年 3 月

2-2 需要予測モデルの全体構造交通需要予測の方法としては,1950 年代より四段階推定法が開発され, 広く実務的に適用されてきた 四段階推定法とは, 以下の4つの手順によって交通需要を予測する方法である 四段階推定法将来人口を出発点に, 1 発生集中交通量 ( 交通が, どこで発生し, どこへ集中

速度規制の目的と現状 警察庁交通局 1

課題研究の進め方 これは,10 年経験者研修講座の各教科の課題研究の研修で使っている資料をまとめたものです 課題研究の進め方 と 課題研究報告書の書き方 について, 教科を限定せずに一般的に紹介してありますので, 校内研修などにご活用ください

POCO 社の EDM グラファイト電極材料は 長年の技術と実績があり成形性や被加工性が良好で その構造ならびに物性の制御が比較的に容易であることから 今後ますます需要が伸びる材料です POCO 社では あらゆる工業製品に対応するため 各種の電極材料を多数用意しました EDM-1 EDM-3 EDM

実験題吊  「加速度センサーを作ってみよう《

Mirror Grand Laser Prism Half Wave Plate Femtosecond Laser 150 fs, λ=775 nm Mirror Mechanical Shutter Apperture Focusing Lens Substances Linear Stage

<4D F736F F D2093B998488E7B90DD8AEE967B B835E8DEC90AC977697CC2E646F63>

道路橋の耐震設計における鉄筋コンクリート橋脚の水平力 - 水平変位関係の計算例 (H24 版対応 ) ( 社 ) 日本道路協会 橋梁委員会 耐震設計小委員会 平成 24 年 5 月

1

SICE東北支部研究集会資料(2014年)

平成 28 年度 マスコンクリートにおける強度発現に注目した打設方法 札幌開発建設部千歳道路事務所工務課 梅津宏志札幌開発建設部千歳道路事務所大野崇株式会社砂子組名和紀貴 マスコンクリートの打設におけるひび割れ制御には 主にひび割れ指数が用いられるが 同指数は必ずしも実施工結果と一致しないのことが多

第 2 章横断面の構成 2-1 総則 道路の横断面の基本的な考え方 必要とされる交通機能や空間機能に応じて, 構成要素の組合せ と 総幅員 総幅員 双方の観点から検討 必要とされる道路の機能の設定 通行機能 交通機能アクセス機能 滞留機能 環境空間 防災空間 空間機能 収容空間 市街地形成 横断面構

< D92E8955C81698D488E968AC4979D816A2E786C73>

< B837B B835E82C982A882AF82E991CF905593AE90AB8CFC8FE382C98AD682B782E988EA8D6C8E40>

1. 災害調査の概要 1.1 災害の種類塩酸供給バルブからの塩酸漏洩 略 1.4 災害概要清掃工場の汚水処理設備施設において, 純水設備へ塩酸を供給するため, 塩酸貯槽 (6 m 3 ) から 35% 濃度の塩酸をマグネットポンプにて圧送していたところ, 塩酸貯槽のレベル異常 ( 水

資料 1 3 小規模附属物点検要領 ( 案 ) の制定について Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism

Kumamoto University Center for Multimedia and Information Technologies Lab. 熊本大学アプリケーション実験 ~ 実環境における無線 LAN 受信電波強度を用いた位置推定手法の検討 ~ InKIAI 宮崎県美郷

と 測定を繰り返した時のばらつき の和が 全体のばらつき () に対して どれくらいの割合となるかがわかり 測定システムを評価することができる MSA 第 4 版スタディガイド ジャパン プレクサス (010)p.104 では % GRR の値が10% 未満であれば 一般に受容れられる測定システムと

Microsoft Word - 第5章.doc

Microsoft PowerPoint - 知財報告会H20kobayakawa.ppt [互換モード]

Taro-40-11[15号p86-84]気候変動

資料 7-1 特殊車両の通行に関する指導取締要領の一部改正について 国土交通省関東地方整備局道路部交通対策課 1 (1) 特殊車両通行許可制度 2

様式-1

WTENK5-6_26265.pdf

LFB_H1-4_0916out [更新済み]

Transcription:

報文 融雪期に発生する舗装のポットホールの実態と発生メカニズムの検討 Study on the conditions of potholes that form in pavements during the snow-melting season and on the mechanism of pothole formation * 丸山記美雄 ** 安倍隆二 *** 熊谷政行 MARUYAMA Kimio, ABE Ryuuji and KUMAGAI Masayuki 本研究の目的は 融雪期に発生する舗装損傷のうち特にポットホールに着目し その発生実態と発生メカニズムを解明して 今後の対策立案に役立てようとするものである 検討手法としては 供用中の道路においてポットホールの発生実態や発生条件を把握する現地調査を行い その結果を踏まえて ポットホールを発生させる要因やポットホールの発生メカニズムを検証した その結果 北海道においては融雪期にポットホールの発生が多い実態にあり 融雪水の存在 ゼロクロッシングなどの気温変化 荷重の作用といった要因が ひび割れや打継目などに作用することでポットホールが発生するというメカニズムの一端が明らかになった キーワード: ポットホール 融雪水 凍結融解 ゼロクロッシング This study aims at understanding how potholes form during the snow-melting season, toward applying the findings to road maintenance and management. An onsite survey on roads currently in service investigated the conditions under which potholes form. The causal factors and mechanism of formation were studied. It was found that, in Hokkaido, potholes tend to form during the snow-melting season and that multiple factors are involved, such as the existence of snow-melt water, temperature changes across the threshold, and the application of load. These affect road defects such as cracks, leading to pothole formation. Key Words:pothole, snow-melt water, freeze and thaw, zero-crossing 2 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月

1. はじめに 2. 融雪期の舗装損傷実態調査 積雪寒冷地においては 融雪期の融雪水や凍結融解 作用などが道路舗装の損傷に大きな影響を与えること は従前から認識されてきたことであり 積雪寒冷地の 舗装を構築するに際しては これらの積雪寒冷地特有 の過酷な条件に耐えうるための技術を開発 適用する 1) などの配慮がなされて今日に至っている ( 例えば文献 など ) しかし 多くの社会基盤施設がそうであるよ うに 北海道内の国道約 6600km の舗装もその多くが 1960 ~ 1970 年代の高度経済成長期に構築され 1980 年頃までに全体の約 8 割の舗装が構築済となっており 2) ( 道路統計年報等より筆者ら集計 ) その後約 30 ~ 40 年近くの間絶え間なく通過する車両の荷重を支え 毎年の寒冷期 融雪期の過酷な条件に晒され続ける中 で 多くの舗装にダメージが蓄積され老朽化が進んで いると考えられる 今後は老朽化の更なる進展に伴い 損傷が顕在化することが懸念される また他方では IPCC 第 4 次報告書 3) など最近の気象データに示され るように 多くの地域で気温 降雨量などの変動幅が 拡大する傾向にあるとの指摘もあり 融雪期の気温変 動や融雪水のピーク量の増加なども推測される これ らの要素が重なる場合 従前よりも融雪期の舗装の損 傷が顕著になる可能性は否定できない 上述したような背景の中 実際に近年では融雪期に 発生するポットホールに関する道路利用者の通報等が 増加しているとの指摘がある 道路としての機能を維 持し 現在の道路資産を安全かつ安定的に守っていく ためには 融雪期に発生する舗装の損傷実態を把握し 損傷の発生要因やメカニズムを明らかにして 融雪期 の舗装の損傷を少なくする技術や 損傷が発生した場 合に適切に対処する技術を高める必要があると考えら れる そこで 本研究は 融雪期に発生する舗装損傷のう ち 特にポットホールに着目し その発生実態と発生 メカニズムを解明して 今後の補修対策や予防対策立 案に役立てることを目的とした 手法としては 供用 中の道路においてポットホールの発生実態や発生条件 を把握するための実態調査を行い その結果を踏まえ て ポットホールを発生させる要因やポットホールの 発生メカニズムを検証した その結果 いくつかの知 見を得ることができたので 以下に報告するものであ る 融雪期に発生する舗装損傷には様々なものがあるが 本報ではそれらのうち 特に写真 -1に示すポットホールに着目した 着目した理由は 様々ある損傷形態のうちで ポットホールが道路利用者にとって最も視認しやすく その大きさは多くの場合直径数十 cm 程度で深さは数 cm 程度と形状的には小さいものの ひとたび発生すると道路利用者の走行性に直接的かつ即時的に影響し 道路管理上も速やかな対応が求められるなど 緊急度の高い損傷形態であるためである さらに ポットホールの発生については いつどのような場所でどれくらいの量のポットホールが発生するかをこれまでに蓄積された技術的知見のみで判断するのは困難であり 結果として対応も後手に回りがちで その発生実態やメカニズムについて新たな知見を得る必要があると考えたためである そこで ポットホールの発生実態と発生メカニズムを解明するため 供用中の国道においてポットホール発生状況を調査した さらに ポットホールの発生実態を分析することで どのような条件下において舗装が破損する可能性が高いのかを検証した 写真 -1 融雪期に発生したポットホール 2.1 ポットホール発生実態調査方法調査は 遠軽地域と札幌地域の国道で実施した 遠軽地域においては 国道 238 号 242 号 333 号の合計約 160km 区間における一年間のポットホール発生状況を調査した 調査は基本的に1 日おきにいずれかの路線で実施しており ポットホールの発生が確認された月日と個数を記録し 集計整理した ポットホールが発生した部位や発生状況 ポットホールの発生 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月 3

が確認された日とアメダスデータ等の気象条件の関係の調査も併せて行った さらに ポットホールの発生実態や対処方法に関して道路管理者および請負者にヒアリング調査を行った 札幌地域においては 国道 337 号の約 25km 区間におけるポットホール発生状況等を1 月 ~3 月の間 調査した 調査は1 日おきにポットホールの発生を確認して発生月日と個数を集計整理するものと 調査対象区間を1 月 ~3 月の間に週 1~2 回 ポットホールの発生部位や発生状況を詳しく目視調査する形で実施した これらの調査結果を基に ポットホールの発生時期 ポットホール発生部位や発生時の気象条件 さらに 秋の時点におけるひび割れ率を実測と予測に基づいて把握し 1 月 ~3 月の間のポットホールの発生状況との対応関係などを調べた 2.2 ポットホール発生実態調査結果 2.2.1 ポットホールの発生時期遠軽管内におけるポットホールの月別発生件数を図 -1に示す ポットホールは2 月から徐々に増え始め 遠軽地域の融雪期にあたる3 月と4 月に発生量が多いことが確認された また 寒さが厳しい1 月に発生していない点も注目される 札幌地域における調査においても 融雪期の2 月初旬ころから3 月中旬にかけてポットホールの発生が多いことが確認できた 図 -1 遠軽地域におけるポットホールの月別発生件数積雪寒冷地では 一年の中でも特に融雪時期や春先に舗装の損傷が激しくなることが分かり 他の時期に比べて舗装が大きなダメージを受ける時期であることが推察される 参考として 本州など比較的温暖な地域では ポットホールは6 月の梅雨時期や9 月 10 月の台風および秋雨の時期など 雨の多い時期に多く発 生するといわれている 今回の調査においては それ らの時期にはあまりポットホールが発生しておらず 温暖な地域とは発生時期が異なる傾向を示している点 が特筆される 2.2.2 ポットホールの発生部位 遠軽地域と札幌地域での調査において ポットホー ルの発生している部位を整理した結果を図 -2 図 - 3 に示す ポットホールの大半は 元々何らかのひび 割れや施工時の継目等が存在した箇所に発生している ことが確認できる 遠軽地域では 疲労ひび割れと横 断ひび割れ部に発生したポットホールの割合が約 8 割 を占めている また 札幌地域では疲労ひび割れ部に 発生したポットホールの割合が約 9 割を占めている 打継目などの施工継目部に発生したポットホールは約 1~2 割であった 疲労ひび割れ部にポットホールの 大半が発生している結果となったが これは調査対象 路線区間が疲労ひび割れの発生量が多い路線区間であ ったためと考えられ 他のひび割れの発生量が多い区 間では そのひび割れに起因するポットホールの発生 割合が多くなるものと推測される 図 -4 には 路面のひび割れ率と ポットホールの 発生割合の対応関係を整理した結果を示す ひび割れ 率が高くなるにつれて ポットホールが発生する割合 が高くなることがわかる つまり ひび割れ率が高い 区間ほど ポットホールが発生する確率が高いといえ る 以上のようにポットホールはひび割れ部分をきっか けに発生することが多いことがわかった 図 -2 ポットホールの発生部位別件数 ( 遠軽地域 ) 4 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月

べて ゼロクロッシングが発生していない日は ポットホールの発見率は約 2 割となっており ゼロクロッシングがポットホールの発生に強く影響していることが認められる 気温が0 をまたいで変化するような気象条件が ポットホール発生リスクを高める条件の一つであるといえる 図 -3 ポットホールの発生部の路面状況 ( 札幌地域 ) (=) (=) 0 (=) 図 -4 路面のひび割れ率とポットホール発生の対応関係 ( 札幌近郊 ) 2.2.3 ポットホールの発生時の気象条件 遠軽地域の調査データに対して ポットホールが発 見された日の最高気温と最低気温をプロットした結果 を図 -5 に示す また 札幌地域の調査結果も図 -6 に示す 図中の赤枠で網掛けした範囲は 図 -7 に例示した ように 1 日の間に気温がプラスからマイナスもしく は マイナスからプラスに変化した ( 以下 このよう な気温の変化を ゼロクロッシング とよぶ ) 日であ ることを意味する 図 -5 図 -6 において 大半の データが赤枠で網掛けした範囲にプロットされている ことから ゼロクロッシングした日に大半のポットホ ールが発生していることが理解できる なお 赤枠で 網掛けした範囲にプロットされていないもの ( 調査当 日にゼロクロッシングしていないもの ) についても 前日もしくは前々日にゼロクロッシングしていること が確認できた 次に ゼロクロッシングの発生有無とポットホール の発見の関係を整理した結果を表 -1 と表 -2 に示 す ゼロクロッシングが発生した日は 5 割 ~6 割程 度の高い確率でポットホールの発生がみられるのに比 (=) (=) 図 -5 気温とポットホール発生の関係 ( 遠軽地域 ) (=) 0 (=) (=) (=) (=) 図 -6 気温とポットホール発生の関係 ( 札幌近郊 ) 図 -7 ゼロクロッシングの一例 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月 5

表 -1 ゼロクロッシング発生とポットホールの発生の対応関係 ( 札幌近郊 ) 表 -2 ゼロクロッシング発生とポットホールの発生の対応関係 ( 遠軽地域 ) 2.2.4 ポットホールの成長速度札幌近郊における調査において観察された ポットホールの発生する前後数日間の路面状態の一例を写真 -2に示す 2 月 20 日に小さな穴が確認された後 約 10 日後には数 10cm 径の穴に発達しており ポットホールが数日のうちに大きく拡大することが確認できる また 路肩付近に堆積した雪が解け その融雪水が路面に流入している様子をうかがうことができ 融雪水がポットホールの発生と成長を促進したものと考えられる 2.2.5 ポットホールに関するヒアリング調査結果道路管理者および請負者に対して ポットホールの発生状況や発生部位等についてヒアリング調査を行った結果を表 -3に示す 融雪期に発生することが多いことや ひび割れなどの欠損のある部分に発生することが多いことなど 実態調査で得られた結果を裏付ける意見となっている 維持管理の現場で長年の経験により得られた経験知と今回の調査結果が一致していることを意味しており 本調査で得られた結果が ある程度普遍的なものであることが確認できた 表 -3 ポットホールの発生に関するヒアリング調査結果 (1) (2) 2 1 2.2.6 ポットホールの発生リスクが高い条件上述した調査によって どのような気象条件でポットホールの発生頻度が高くなるのか どのような部位で発生しやすいのか 大きな傾向を把握することができた ポットホール発生リスクが高い条件を改めて整理すると 図 -8に示すとおりである これらの条件を満たす場所および時期はポットホールの発生リスクが高いので 道路管理者ならびに道路利用者が留意をすることで 補修体制を確保することやポットホールの発生による道路利用者の不便を減らすことなどに役立てることができると考えられる 図 -8 ポットホール発生リスクが高い条件 写真 -2 ポットホールの成長速度 ( 大きさの時間変化 ) 6 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月

3. 融雪水等が舗装体に及ぼす影響の検証前述の実態調査の結果から 融雪期のゼロクロッシングや融雪水の存在が舗装体に大きな影響を及ぼしている状況がうかがえたため これらの条件が舗装体にどのような具体の影響を及ぼすのかに関して 当所の既往の調査に加えて新たに試験等を実施して 以下の検証を行った 1) 凍結融解作用による混合物の強度低下の検証 2) ひび割れ部からの水の浸入に関する検証 3) 融解期における路盤材料および路床材料の支持力低下の検証 3.1 凍結融解作用による混合物の強度低下の検証凍結融解による舗装混合物の強度低下に関して 当研究所ではこれまでにも実験を行っており 4),5) アスファルト混合物は水分の存在する条件下で凍結融解作用を受けると 空隙率が増加し マーシャル安定度の低下やラベリング試験のすりへり量の増大などの傾向を示し その程度は混合物の種類やアスファルトの種類や空隙率によって大きく異なると報告している それらの検討結果を抜粋しつつ その概要を以下に示すこととする 同じ材料 ( ストアス80-100 骨材 フィラー) を使用し 配合比率を変化させた細粒度ギャップアスファルト混合物 F 付き系 (SG13F)2 種 密粒度アスファルト混合物 F 付き系 (M13F)2 種 密粒度アスファルト混合物 F なし系 (M13)2 種 密粒度ギャップアスファルト混合物 F 付き系 (MG13F)1 種の計 7 種類の混合物を対象として 凍結行程が +4.5-18 で2 時間 融解行程が-18 +4.5 で1 時間の計 3 時間を1サイクルとして凍結融解を所定の回数繰返し その後に空隙率の測定を行い マーシャル安定度試験やチェーンラベリング試験を行った 5) 凍結融解作用に伴う空隙率の変化を図 -9に示す 細粒度ギャップアスファルト混合物 F 付き系 (SG13F) 2 種と密粒度アスファルト混合物 F 付き系 (M13F)2 種は空隙率 3% ~4% の範囲内で推移しており 凍結融解作用による影響をあまり受けていない 一方 密粒度アスファルト混合部物 F なし系 (M13)2 種と密粒度ギャップアスファルト混合物 F 付き系 (MG13F) は 4% 以下の空隙率が5% 以上程度に増加しており 凍結融解作用の影響を受けていることがわかる 凍結融解作用後のマーシャル安定度試験結果を図 - 10に示す 凍結融解作用により マーシャル安定度は 減少することがわかる 密粒度アスファルト混合物 F 付き系 (M13F)2 種類の減少率が小さく 密粒度アス ファルト混合物 F なし系 (M13)2 種と密粒度ギャッ プアスファルト混合物 F 付系 (MG13F) の減少率が大 きい傾向がわかる 凍結融解作用後のチェーンラベリング試験によるす りへり量を図 -11 に示す 細粒度ギャップアスファル ト混合物 F 付き系 (SG13F)2 種と密粒度アスファル ト混合物 F 付き系 (M13F)2 種は 200 サイクル経過後 まですりへり量は 2cm 2 以下で安定しているが 密粒 度アスファルト混合物 F なし系 (M13)2 種と密粒度 ギャップアスファルト混合物 F 付き系 (MG13F) は凍 結融解作用を受けた後にすりへり量が大きくなるケー スが見られ 凍結融解作用を受けることにより 摩耗 や骨材飛散に対する抵抗性も低下する傾向を示すと考 えられる 図 -9 凍結融解試験後の空隙率の変化 図 -10 凍結融解試験後のマーシャル安定度の変化 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月 7

図 -11 凍結融解試験後のチェーンラベリングすりへり量 この試験において 凍結融解作用によって混合物内部に発生した変化を模式図で表現したものを図 -12に示す 水分が存在する条件の下でアスファルト混合物が凍結融解を受けると 空隙に浸入した水が凍る際に体積膨張すると考えられ 凍結と融解を繰返すうちに空隙が拡大し それに伴って安定度や摩耗抵抗性 骨材飛散抵抗性などが低下するものと推測される 以上の結果から 融雪水などの水分の存在と凍結融解作用 ( ゼロクロッシング ) の繰返しが複合した場合 アスファルト混合物にとっては非常に厳しい環境となり 一般的には空隙が増加し強度が低下する方向の影響を受けること 空隙率の増加や強度の低下程度は混合物の配合によって異なるものであることなどがわかる そして これらの知見を踏まえて 北海道の国道で用いられる表層混合物は凍結融解作用によって悪い影響を受けにくいような混合物粒度および配合としており 全体的には十分に長年の供用に耐えていると判断される しかし どのような混合物であっても 供用後長い時間が経過するなかで凍結融解作用を受け続けると 混合物の強度がある程度もしくは局部的に低下する傾向を示すのは避けられない面があることも事実である 図 -12 凍結融解を受けた混合物の変化模式図 3.2 ひび割れ部からの水の浸入に関する検証路面の融雪水がひび割れ部からどの程度の量が浸入するのかを把握するため 幅の異なるひび割れを室内でカッター切断および曲げ破断によって作成し ひび割れ部を跨いで現場透水量試験機を設置して 透水量を測定した 試験を行ったひび割れは カッター切断によるひび割れの場合は切断面を向かい合わせて間に1mm 3 mm 5mm 10mm のスペーサを挟み 万力で締め付け固定した 曲げ破断によるひび割れの場合は 破断面を向かい合わせて万力で締め付けて0.5 ~1mm 3mm 程度 5mm 程度の幅のひび割れとした 曲げ破断によるひび割れの作製状況を写真 -3に 透水量試験の状況を写真 -4に示す 8 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月

0.51mm 図 -13 カッターひび割れに対する透水量試験結果 写真 -3 曲げ破断によるひび割れの作製状況 図 -14 曲げ破断ひび割れに対する透水量試験結果 写真 -4 カッターひび割れに対する透水量試験状況カッター切断により発生させたひび割れに対する透水量試験結果を図 -13に 曲げ破断により発生させたひび割れに対する透水量試験結果を図 -14に示す ひび割れ幅が3mm を超えると 測定の上限である 1400ml/15 秒以上の透水性を示し ほとんど抵抗なく水が浸透していく状態となっている ひび割れ幅が0.5 ~1mm 程度の時には 透水量は約 800ml/15 秒もしくは約 600ml/15 秒となり ひび割れ幅が3mm 以上の場合に比べると若干浸透しにくくなる しかし いずれのひび割れ幅においても 単位時間当たりの透水量に程度の差はあるものの 供給された水は速やかに浸透していくレベルであると評価できる 本試験で設定した0.5mm ~1mm 程度および それ以上の幅のひび割れには 融雪水は容易に浸透していくものといえる 融雪期には 路肩部等に堆積された雪が解け その融雪水が路面から流入し さらにひび割れや打ち継ぎ目部分から容易に浸入しており その量も表面側から供給される融雪水の量にもよるが 供給された量の大半は浸透している状況にあると推察される 3.3 融解期における路盤材料および路床材料の支 持力低下の検証 既往の調査によって得られている 路盤材料の凍結 融解後の修正 CBR 試験の結果 6) を図 -15 に示す 凍 結融解前の修正 CBR 値と凍結融解後の修正 CBR 値 の比 (CBR 保存率 ) は複数の路盤材料でいずれも 70% 程度であり 路盤材料は凍結融解を受けると支持力が 低下することが確認できる このような凍結融解作用 に伴う支持力低下に加えて ひび割れ等から融雪水が 路盤や路床に浸入すると 路盤材や路床材の含水比を 高めることになるため 更に支持力は低下すると考え られる 図 -15 路盤材料の凍結融解後の CBR 保存率 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月 9

4. 融雪期の舗装体への影響要因の整理および損傷メカニズム検討前述した調査の結果を踏まえ 融雪期に舗装体にマイナスの影響を及ぼす要因を整理し 融雪期に発生する損傷の発生メカニズムを検討した 4.1 融雪期の舗装体への影響要因の整理融雪期における舗装体への影響要因を図解したものを図 -16に示す 融雪期の舗装体への影響要因としては 図 -16に示すとおり多くの要因がありそれらが複合的に関与していると考えられるが 敢えて単純化すれば主要な要素は 1 水の存在 2 温度変化 ( 凍結融解 ゼロクロッシング ) 3 荷重の作用の3つである こ れらの要素がひび割れや打継目等の舗装の弱点に作用すると損傷はより早く進展するものと考えられる つまり 雪が解けた水が ひび割れや打継目などの舗装構造の一部から浸入もしくは浸透し それが気温の変動や日射に伴い凍結や融解を繰返すことで様々な形で舗装体に影響を及ぼすものと整理できる なお ここで 融雪水とは狭義でいえば 文字通り雪が解けた水だけを意味するが 本研究が対象とする融雪水は 融雪期に舗装体に悪影響を及ぼす水の供給源を総称したものと位置づけており 図 -17に示すように 路面への降雪が解けた水 道路脇に堆積してある雪が解けた水 道路の周辺の雪が解けて道路へ路面や地下から流入した水 季節はずれの降雨などを含んだものとしている 図 -16 融雪期における舗装体への影響要因 図 -17 融雪期における水の供給源 10 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月

4.2 融雪期の舗装体の損傷メカニズムと分類次に 融雪水の浸入および浸入した水の凍結融解が 舗装体に及ぼす具体的な変化について要約すると以下の項目のとおりとなる 1) 混合物層を脆弱化させる ( ひび割れの進展 ひび割れ周辺の混合物の脆弱化 空隙やすきまの増加 アスファルトと骨材の付着の悪化 ) 2) 表層と基層の間など 混合物層の間の接着力を弱め 層間ではがれやすくする 3) 路盤や路床を高含水比の状態にし 路盤材や路床材が部分的に泥濘化するなどして 支持力が低下する 4) 浸入した水が凍結する際に 体積が増加して舗 装体内部や層間に隙間が生じさせる 5) 路床に氷晶を生じ 凍上や不等沈下を生じさせる舗装体に上述したような変化が進行したところに 車両の走行荷重や衝撃荷重が加わることで ポットホールが発生 進展することとなる なお 一口に融雪期に発生するポットホールといっても 発生位置や発生原因などは様々なものがあるが 融雪期に発生する代表的なポットホールの発生タイプを表層混合物層中心のもの 混合物層全層のものの2 タイプに大別し 各々の発生メカニズムを図 -18 図 -19のとおり整理した 図 -18 ポットホールの発生メカニズム事例 : 表層中心のポットホールの場合 ( 打継目や表面のひび割れ部 ) 図 -19 ポットホールの発生メカニズム事例 : 混合物層全層のポットホールの場合 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月 11

5. 結論 参考文献 本研究から得られた成果は以下の様にまとめられる (1) ポットホール発生実態融雪期において 一日の間に気温が0 をはさんで変化する時に ひび割れ部や打継目などの周辺や 融雪水が流入 滞留しやすい箇所で ポットホールの発生が多い実態にあることが確認された (2) 融雪水が舗装体に及ぼす影響融雪水などの水分の存在と凍結融解作用が複合し それが繰返し作用した場合 アスファルト混合物は一般的には空隙が増加し強度が低下する方向の影響を受けることが確認された また 舗装のひび割れからは舗装体内部に容易に水分が浸入することが確認された 融解期には融雪水が浸入し 凍結融解作用を受けてアスファルト混合物の強度を低下させたり 路盤材や路床材の含水比を高めて支持力低下を招くなどの影響を及ぼすと考えられる (3) 融雪期の舗装体への影響要因と損傷メカニズム融雪期の舗装体への影響要因としては 数多くの要因がありそれらが複合的に関与していると考えられるが 主要な要因は 1 水の存在 2 温度変化 ( 凍結融解 ゼロクロッシング ) 3 荷重の作用の3つに整理できる これらの要因がひび割れ等の舗装の弱点に作用すると損傷はより早く進展すると考えられ ポットホールなどに代表される融雪期の舗装損傷の発生に至るというメカニズムを提示した (4) ポットホール対策における道路管理の効率化本研究で明らかとなったポットホールの発生実態 融雪水が舗装体に及ぼす影響やポットホールの発生メカニズムを念頭に置くことで ポットホール対策の立案や ポットホールの発生による道路利用者の不便を減らすことなどに役立てることができると考えられる 1) 土木学会舗装工学委員会寒冷地舗装小委員会 : 積雪寒冷地の舗装 舗装工学ライブラリ6 2011. 2) 国土交通省 : 道路統計年報 3) 気象庁訳 :IPCC 第 4 次評価報告書第一作業部会報告書技術要約 2007 4) 久保宏 岩崎信行 : アスファルト混合物の凍結融解試験について 土木試験所月報 No.287 1977 5) 丸山記美雄 高橋守人 早坂保則 : 表層用アスファルト混合物の凍結融解作用に対する抵抗性 平成 12 年度土木学会年次学術講演会 2000. 6) 安倍隆二 丸山記美雄 熊谷政行 : 積雪寒冷地におけるアスファルト舗装の理論的設計方法に用いる材料特性および環境条件に関する検討 寒地土木研究所月報 No.708 2012. 6. おわりに 本報では 融雪期に発生する舗装損傷のうち特にポットホールに着目し その発生実態と発生メカニズムについて記した これらの結果を踏まえ ポットホール発生リスク予測手法の検討 融雪期の舗装損傷の補修対策や予防対策について現在研究を進めているところであり 後日報告することとしたい 最後に 実態調査にご協力いただいた国土交通省北海道開発局の関係者の方に謝意を表します 12 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月

* 丸山記美雄 MARUYAMA Kimio 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総括主任研究員技術士 ( 建設 ) 博士 ( 工学 ) 安倍 ABE Ryuuji ** 隆二 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技術士 ( 建設 ) *** 熊谷政行 KUMAGAI Masayuki 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技術士 ( 総合技術監理 建設 ) 寒地土木研究所月報 730 2014 年 3 月 13