武藤善幸
改質アスファルトの力学的性質評価方法に関する研究
丸山暉彦
舗装は過酷な載荷条件下にあるばかりでなく,紫外線,降雨,温度など環境条件も厳しい.このような条件下で舗装の耐久性に最も影響を与えるのはアスファルトの品質であるが,アスファルトのどのような性質が舗装の耐久性と関連があるのか明確な説明はなされていない.
耐久性向上の重要な要素であるアスファルトと骨材との付着力を直接評価する試験はタフネス・テナシティ試験である.しかし,この試験は,以下のような欠点がある.1つ目に,試験温度が常温でしか使用することができない.2つ目に,鋼製半球で引張るため,試料の断面積は一様でない.3つ目に,データの再現性が悪い.4つ目に,荷重−変位曲線をとってエネルギーを求めるが,接線の引き方による個人差が大きいというものである.
そこで本研究では,疑似引張試験に着目した.伸度試験はアスファルトを水中において一定速度で引っ張り,切断するまでの伸び長さを測定するものであり,伸度が舗装の耐久性と関連づけられている.しかし,アスファルトの延性とひび割れ抑制効果を関係づけるだけでは,軟らかいアスファルトの方が望ましいことになり不十分である.そこで,伸度試験においてアスファルトを引っ張るときの荷重を測定した.また,疑似引張試験中の減少していく断面積を体積不変と仮定し計算により求め,荷重−変位曲線を応力−ひずみ曲線に変換し,切断に要するまでのエネルギーをはじめとした物理的性質を求めることにした.
また混合物の耐久性を評価するための試験として,間接引張試験を実施した.さらに混合物を促進劣化させ,劣化による変化を考察し,間接引張試験終了後の混合物からアスファルトを回収し疑似引張試験も行った.最終的には,アスファルトの品質と舗装の耐久性との関連を明らかにし,疑似引張試験を改質アスファルトの性能評価試験として規格化することを目的として以上の検討を行った
結果として疑似引張試験(25℃)のピークまでのエネルギーと,間接引張試験(40℃)の各物理的性質から,高い相関を得ることができた.また,劣化したものからも同様のことが言えた.そのことから,疑似引張試験をアスファルト舗装の耐久性評価試験として導入できるという結論に達した.
本研究では,本研究で行った舗装の耐久性試験は,間接引張試験のみであった.そのため,今後は多種多様な舗装耐久性試験を実施し,疑似引張試験との関係を明らかにしていく必要がある.
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