地面の舗装工事には、一般的なコンクリート舗装のほかに、道路によく見るアスファルトを使った方法もあります。
水はけが良く滑りにくいため駐車場の舗装などに適するアスファルトですが、ただしい手順を踏んで施工を行わないとうまく性能を発揮できず、耐久年数が短くなってしまう可能性があります。
ここでは、アスファルトの舗装工事がどのような工程を経て行われるのかを段階に分けて解説いたします。
またアスファルト舗装工事に使用される重機や専用車両といった機材から、舗装の品質を担保する品質管理試験の内容など、施工の際に知っておくと便利な知識をご紹介していきます。
基本的なアスファルト舗装の手順と工程の意味
アスファルトによる舗装工事には、大まかにわけて下から『路床』『下層路盤』『上層路盤』『基層』『表層』の5つの工程があります。
ここでは、それぞれの工程の内容と、それによって得られる効果を合わせてご説明していきます。
アスファルト舗装工事の工程1 路床
舗装の最下層、『路床』と呼ばれる部分の敷設です。
路床は路面から約1メートルの深さに位置するため、まずはそこまで掘り下げる掘削作業から始めます。
掘り終えた溝に砂を敷き詰め、舗装の土台を構築していきます。舗装面にかかる荷重は最終的にこの路床で受け止めることになるため、路床が脆弱だと地盤沈下などのトラブルが発生する可能性があります。
地盤があまりにも脆弱な場合、鉄筋を埋めるなどして地盤強化の施工を行うこともあります。
アスファルト舗装工事の工程2 下層路盤
『路盤』は舗装の中間地点を支える部分のことで、上層と下層にわかれてそれぞれ荷重や衝撃を分散させる役割を持っています。
敷設を終えた路床の上に、砕石や砂利などを敷き詰めていきます。
下層路盤に用いる砕石は、荷重をしっかり受け止めるために比較的大粒なものが多いと言われています。
アスファルト舗装工事の工程3 上層路盤
路盤の上層にも同様に砕石を敷いていきます。
上層路盤はすぐ上の基盤から伝わってくる荷重を均一に受け止めて下層へ分散させる役割を持つため、敷かれる砕石は比較的小粒なものが多いです。
また荷重分散のロスを出来る限り減らすために、均一な大きさに整えられた砕石が用いられます。敷き終えた砕石は、ロードローラーなどで踏み固めていきます。
規定の密度になるまでしっかりと圧縮することで、強固な路盤を得ることができます。
アスファルト舗装工事の工程4 基層
路盤の上に敷かれる層で、ここからの材料がアスファルトになります。
基盤は上層路盤と上部の表層との間でクッションとなる層のため、使用されるアスファルトは柔軟性に富んだものになります。
ならされているとはいえ、ごつごつとした砕石の上層路面を柔らかいアスファルトで覆い、表層との密着性を高めるはたらきをしています。
アスファルト舗装工事の工程5 表層
舗装の最上部、普段目にするアスファルトの層を表層と呼びます。
基層によって支えられている表層には、柔軟性よりも耐久性を重視したアスファルトが用いられます。
路面にかかる荷重と衝撃を分散して基層へと伝え、路面を平坦に保つことで快適に通行ができるようにしています。
また路面に水が溜まらないように排水溝に向かって傾斜を付ける『余盛り』と呼ばれる作業もここで行います。
余盛りが済んだら、仕上げとして敷き詰めたアスファルトをローラー等で踏み固める『転圧』作業を行います。敷かれたばかりのアスファルトは柔らかくふわふわとしていますが、転圧を行うことで固く締まった路面となります。
その際注意が必要なのが温度管理です。アスファルトは高温で柔らかくなり、冷えると固まりますが、転圧の途中で冷えてしまうと歪みやひび割れの原因となります。
綺麗な舗装面に仕上げるためには、十分な温度を維持しながら転圧していく必要があります。
アスファルト舗装工事の施工で使われる専用車や道具と材料
アスファルトの舗装工事は専用の車両や重機、機材によって行われます。
ここでは、施工に使われる車体や道具を、材料と併せてご紹介していきます。
アスファルト舗装に使われる沢山の重機
舗装工事にはさまざまな建設機械や重機が用いられます。中にはアスファルトの舗装に特化した専用車両もあり、それぞれが担当する分野も多岐にわたります。一般的に使用される重機と、担当する作業工程についてご紹介いたします。
◆ブルドーザー
土や砕石を押し出すブレードを装着したトラクターで、関連業種でもよく見る地ならしを行うための車両です。路床や路盤の敷きならしに用いられます。
◆モーターグレーダ
大型車両の前輪と後輪の間にブレードと土壌を掻き起こす爪を装備した重機です。ブルドーザーに比べてより滑らかな整地が可能で、路床や路盤の仕上げに使用されます。
◆タイヤローラー
空気入りのタイヤを履いた車輪を多数取り付けた車両です。車両自体の重量を利用してタイヤで施工面を踏み締め、表層と基層の転圧を行います。
◆ロードローラー
タイヤではなく鉄製の車輪(ローラー)によって駆動する車両です。タイヤローラーよりも幅広の転圧が可能で、舗装表面も綺麗に仕上がるという利点があります。
アスファルト舗装に使われる様々な材料
舗装面を形成する材料についても解説していきます。主だって使用される材料は以下の通りです。
◆砂、砕石
舗装の土台を形成する路床や路盤に使用される材料です。砕石は下層路盤に用いられる大粒なものから、上層路盤に使われる小粒で均一な形状のものまであります。
◆アスファルト混合物
舗装に用いられるアスファルトは正式名称を『アスファルト混合物』または『アスファルト合材』と言い、正確にはアスファルトをつなぎとして配合した砕石や砂利などの混合物です。
骨材として配合されている砕石のほか、フィラーと呼ばれる鉱物性の微粉末と、石油から精製されたアスファルトを混ぜ合わせて舗装用の混合物が製造されます。
◆アスファルト乳剤
アスファルト混合物は加熱することで柔らかくなり、常温では硬質化します。
このアスファルトを常温でも液状で取り扱えるように処理したものがアスファルト乳剤です。アスファルトの微粒子を水に分散させたもので、混合物とは異なり乾燥することで硬化します。
この特性から高温のアスファルト混合物と路盤の砂利とを接着する用途や路面保護、水分の隔離などに用いられ、使用される箇所や使い方によってそれぞれ『プライムコート』、『タックコート』と呼び分けられます。
いずれもアスファルト舗装の品質を確保するうえで重要な材料です。
アスファルト舗装の施工で使われる道具
前述のアスファルト乳剤は、多層構造を持つアスファルト舗装の層同士の接着で主に使用されています。
乳剤の散布は専門の車両や手作業の道具を使用して行われており、使われる機材について一例を下記にご紹介いたします。
◆ディストリピュータ
アスファルト乳剤を充填したタンクとスプレー散布機構(スプレーバー)を備えたトラックです。散布口がバー状のため、均一にアスファルト乳剤を路面へ散布することができます。
またトラックが走行する速度によって、乳剤の散布量も調節が可能です。
◆スプレーヤー
手作業でアスファルト乳剤を散布するための道具です。
台車つきの乳剤タンクにポンプと散布ノズルが取り付けられていて、ノズルを手で持って散布していきます。
ポンプの動力はエンジンと手押しタイプがあり、いずれもピンポイントでの乳剤散布に適しています。
均一性という点ではディストリピュータが勝っていますが、スプレーヤーは小型なため狭い散布場所にも入り込むことができ、施工費用が安く、取り扱いの際も特殊な資格が必要ないという利点があります。
舗装で仕上げに使われるアスファルトフィニッシャとは
アスファルトフィニッシャとはアスファルト舗装工事の最終工程である基層と表層の敷きならし施工を行う重機のことです。
構造としては自走機能を備えたトラクター部に、加熱したアスファルト混合物を充填したホッパー、アスファルト混合物を舗装面に練り出して敷きならしを行うスクリードに分かれています。
ダンプトラックで運ばれてきたアスファルト混合物はまずホッパーに貯められ、施工に必要な分量を充填できたらそれをローラーでスクリードへ送り出し、パテをヘラで盛るように路面に敷いていきます。
スクリードの角度と幅を調整することで、地面に盛られるアスファルト混合物の厚みと幅の調節も可能です。
原則としてアスファルトは熱いうちに仕上げを行わなければならないため、大抵の場合はアスファルトフィニッシャの後をロードローラーやタイヤローラーが付いていって敷きならしたそばから転圧していくといった光景を目にすることになります。
アスファルト工事の品質管理方法
長年の使用を想定されているアスファルト舗装には、厳格な品質管理基準が設けられています。
アスファルト混合物は『練り物』であるため、混合時の温度や混ざり具合、転圧がしっかりできているかなど品質を決定するさまざまな要素が存在します。
同時に、それらは舗装面を外見から眺めただけでは判断しづらいものでもあります。
そこで、アスファルト舗装の施工の途中や施工後に品質を確認する試験を行い、これをパスすることで最終的な落成とすることができます。
以下の項で、アスファルト舗装工事に主に用いられる4種類の品質確認試験についてご解説いたします。
プルフローリング試験で路盤の不良をチェック
プルフローリング試験は、アスファルト混合物を敷き詰める前の、路盤が露出している段階で行う試験です。
締め固めた路盤の砕石の上で、荷重をかけたダンプトラックなどに走行させ、トラック通過後の路盤面に問題がないかを確認します。
試験は目視によって行われ、路床や路盤面に不良箇所を発見した場合は、その箇所に使用されている材料を一時撤去して良質な材料に置き換えるなどの改善処置を施す必要があります。
コア抜きでアスファルト量をチェック
コア抜きは、アスファルト混合物の敷き詰め施工が終わり、硬化が完了したあとに行う試験です。
仕上げの終わった舗装面上でランダムにポイントを決め、その場所にドリルで穴を開けて表層と基層に敷き詰められたアスファルト混合物の一部を抜き取ります。
抜き取ったサンプルから混合物に含まれる骨材が所定の粒度を満たしているか、つなぎのアスファルトは規定量が使われているか、転圧によってどの程程度締固められているかなどがわかります。
舗装の中でも最も風雨や荷重に晒され続ける表層と基層の品質をチェックする重要な試験です。
現場密度試験で路盤の締固め度をチェック
現場密度試験は路盤の仕上げが終わったあとに行われる品質試験です。
締固められた路盤に穴を開けて路盤材の一部を回収し、空いた穴に砂を詰めます。
これは砂置換法と呼ばれる工法で、どれだけ砂が入ったかによってまず体積を明らかにします。
回収した路盤材の重量を計り、先だって明らかになった体積で割ることで路盤材の密度を計算で導き出すことができます。
路盤がしっかり締め固められていれば規定の密度を満たしているはずなので、密度を計ることで路盤の締固め具合を確認できるという寸法です。
締固め具合は路盤の耐荷重性に直結し、締固めが不十分だと舗装面が上を走行する車の重量に耐えられる陥没するおそれがあります。
平坦性試験で道路の平坦性をチェック
平坦性試験は表層のアスファルト混合物の仕上げが完了した後に実施される試験です。3ⅿプロフィルメーターと呼ばれる手押し車のような平坦性測定器具を使用し、舗装面がきちんと平坦になっているかを確認します。
舗装面が平坦でないと、雨水が意図せぬ場所に滞留して水たまりになってしまったり、上を通行する人の負担になってしまったりするおそれがあります。
まとめ
アスファルト舗装工事の工程について、要点を下記にまとめます。
・アスファルトの舗装工事には大まかに分けて5つの工程がある
・重機や専用車両、液材散布器などさまざまな機材や道具が使用される
・舗装工事の品質管理には主に4つの試験が用いられ、それぞれ測定する要素が異なる
アスファルトは優秀な舗装素材ですが、デリケートな扱いが必要な材料でもあります。
特性を十分に発揮するためにどんな作業が必要かを把握することで、自分で工事業者に依頼する際にも打ち合わせをスムーズに進められるかもしれません。
今回ご紹介した知識が、少しでもみなさまのお役に立てれば幸いです。
