小川航平

半円形供試体曲げ試験におけるアスコンのひび割れ抵抗性評価パラメータに関する研究

高橋修

アスファルト舗装における代表的な破壊形態であるひび割れは，車両からの荷重を受けることで発生し，徐々に進展する．そのため，ひび割れ抵抗性の評価として，き裂が発生するまでの抵抗性やき裂が発生してから破断するまでのき裂伝播プロセスについて検討することが重要である．
アスコンのき裂伝播プロセスを評価する指標として，き裂発生回数とき裂進展速度がある．これらは，供試体にクラックゲージを配置した曲げ疲労試験を実施し，供試体に発生したき裂を測定することで得られる．しかし，この試験は供試体の準備に手間がかかり，試験終了までに長い時間を要する．さらに，試験装置が高価であることから，複雑かつ高価な試験法の一つに位置付けられている．
一方，諸外国では，アスコンのひび割れ抵抗性を簡便に評価する半円形供試体曲げ試験（Semi-Circular Bending Test，以下SCB試験）が運用されている．SCB試験は，欧州や米国で標準化されているが，わが国の舗装調査・試験法便覧などには記載がなく，知見に乏しいのが実状である． 
既往の研究では，最大骨材粒径5 mmの供試体を用いて，曲げ疲労試験とSCB試験の相関性について検討している．そして，SCB試験の荷重-変位曲線から得られるm_sとm_fがき裂発生回数とき裂進展速度に相関があると結論付けている．しかしながら，m_sとm_fは評価パラメータとしての理論的根拠が不明であり，最大骨材粒径5 mmのアスコン供試体は一般性に欠ける． 
そこで,本研究ではわが国で一般的に運用されている最大骨材粒径13 mmの供試体を用いて曲げ疲労試験とSCB試験を実施し，破壊力学に基づく評価パラメータでひび割れ抵抗性を比較した．破壊力学に基づくSCB試験の評価パラメータとしては，破壊靭性値K_ICを導入し，き裂発生回数およびき裂進展速度との相関性について検討した．その結果，K_ICとき裂発生回数においては相関関係が確認された．ただし，ストレートアスファルトベースのアスコンとポリマーベースのアスコンでは同一の相関式で関係づけることができなかった．またK_ICは荷重-変位曲線のピーク値から得られることから，既往の研究との関連性が高く，そのためm_fとき裂発生回数においてはK_ICと同様な相関関係が得られた．m_sとき裂進展速度については相関性が高いものの，理論的根拠が曖昧であることから，更なる検討が必要とされた．