舗装用アスファルトコンクリート組成物
【課題】ケナフ繊維を用いた舗装用アスファルトコンクリート組成物にして、舗装面における「わだち掘れ」の発生を抑制しながら環境負荷を低減する。
【解決手段】アスファルト混合物と植物繊維体とから成り、植物繊維体の含有量がアスファルト混合物に対して０．７重量％以下とされている舗装用アスファルトコンクリート組成物である。前記植物繊維体は、アスファルト混合物から形成されるアスファルト層内に分散された平均繊維長０．１〜２０ｍｍのケナフ繊維Ｋｆ、若しくはアスファルト混合物から形成される上下２層のアスファルト層間に介在されるケナフ繊維製のメッシュシートＫｓである。
【解決手段】アスファルト混合物と植物繊維体とから成り、植物繊維体の含有量がアスファルト混合物に対して０．７重量％以下とされている舗装用アスファルトコンクリート組成物である。前記植物繊維体は、アスファルト混合物から形成されるアスファルト層内に分散された平均繊維長０．１〜２０ｍｍのケナフ繊維Ｋｆ、若しくはアスファルト混合物から形成される上下２層のアスファルト層間に介在されるケナフ繊維製のメッシュシートＫｓである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として車道における舗装技術に係わり、特に舗装路面での「わだち掘れ」の発生を抑制することのできる舗装用アスファルトコンクリート組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化をはじめ様々な環境問題が顕在化する中、各産業では環境負荷の低減が課題となっている。道路舗装も例外ではなく、舗装施工時における二酸化炭素の排出量削減や供用期間の長期化が重要となっている。
【０００３】
従来の道路舗装における環境負荷低減対策としては、再生骨材を用いる方法や常温ないしは中温アスファルト混合物を使用して施工段階における二酸化炭素排出量を削減する方法が挙げられる。しかし、それらの方法は環境負荷の低減のみを目的としたものであり、舗装体の機能性を向上させるものではない。
【０００４】
舗装体の機能性を向上させるものとしては、アスファルトに低温下にて長時間空気を吹き込んでその性状を改良したセミブローンアスファルト、アスファルトにゴムを混合溶解させてアスファルトの性質改善（タフネステナシティの増加）を図ったゴム入りアスファルト、あるいはアスファルトにポリエチレンなどの熱可塑性樹脂を混合して高温時の流動抵抗性を改善した熱可塑性樹脂入りアスファルトといった改質アスファルト混合物が知られるが、その種の改質アスファルト混合物は、ストレートアスファルト混合物（加熱アスファルト混合物）に比べ、舗装を完了するまでの過程で二酸化炭素の排出量が増えて環境負荷が大きくなる。
【０００５】
又、舗装体の機能性を向上させる他の方法として、舗装材に各種繊維材料を含ませることが知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、天然オイルサンドと粘土鉱物とからなる鉱物混合体に、樹皮を粉砕して得られる樹皮繊維ないしは樹皮粉末、もしくは木質を粉砕して得られる木質繊維を加えた植物含有舗装材が開示されている。
【０００７】
又、特許文献２には、アスファルトなどの鉱物基礎材料と繊維補強材料とを含む配合物を舗装材料として用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７３２４６０号公報
【特許文献２】特表２００４−５２５８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示される植物含有舗装材は、植物繊維（樹皮繊維、樹皮粉末、あるいは木質繊維）を鉱物混合体と略同じ重量割合にして混合するか、あるいは鉱物混合体よりも植物繊維の重量割合を大きくして混合するようにしているので、遊歩道の舗装に用いて弾力性と衝撃吸収性に富む舗装面を形成することはできても、大型車両などが通行する車道の舗装に用いて上部荷重を支えるに足る十分な強度を得難く、交通量の多い車道では「わだち掘れ」が早期に進行して車両の通行に支障を来たすことになる。
【００１０】
又、植物繊維を鉱物混合体と同量ないしはそれ以上の重量割合で使用する舗装材では、舗装区が長くなればなる程、それ相当の植物繊維が必要となるが、大量の植物繊維を安定的に確保することは困難であるし、多くの樹皮や木材を粉砕するにも多くの時間やコストを要することになる。
【００１１】
一方、特許文献２には、鉱物基礎材料して、セメント、モルタル、コンクリート、粘土、アスファルトなどが列記され、補強繊維材料を構成する繊維材料として再生繊維、合成繊維、ケナフなどのセルロース系繊維が列記されているが、鉱物基礎材料としてアスファルト混合物が用いられる場合の具体的な構成についての開示はなく、アスファルト混合物に対するケナフ繊維の含有量やその組成物による舗装の効果についても一切記載されていない。
【００１２】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はケナフ繊維を用いた舗装用アスファルトコンクリート組成物にして、舗装面における「わだち掘れ」の発生を抑制しながら環境負荷を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するため、
アスファルト混合物と植物繊維体とから成り、前記植物繊維体の含有量が前記アスファルト混合物に対して０．７重量％以下とされている舗装用アスファルトコンクリート組成物であり、
前記植物繊維体は、前記アスファルト混合物から形成されるアスファルト層内に分散された平均繊維長０．１〜２０ｍｍのケナフ繊維、若しくは前記アスファルト混合物から形成される上下２層のアスファルト層間に介在されるケナフ繊維製のメッシュシートであることを特徴とする。
【００１４】
又、前記ケナフ繊維は、ケナフの茎の周辺部からとれる靭皮繊維であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、夏季などの高温化においても舗装面を形成するアスファルト層の流動を抑えて「わだち掘れ」の発生を抑制することができる。
【００１６】
又、ケナフが成長段階で吸収した二酸化炭素を舗装内に閉じ込めてしまうので、大気中への二酸化炭素の排出量を削減して環境負荷を低減することができる。
【００１７】
加えて、ケナフ繊維の含有量がアスファルト混合物に対して０．７重量％以下とされていることから、舗装体の強度低下を防止しながら舗装施工費を抑制することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の舗装用アスファルトコンクリート組成物で舗装された道路の断面図
【図２】本発明の変更例を示す道路の断面図
【図３】本発明による環境負荷低減効果を示すグラフ（一般アスファルト舗装との対比）
【図４】本発明による環境負荷低減効果を示すグラフ（改質アスファルト舗装との対比）
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。先ず、図１に本発明に係る舗装用アスファルトコンクリート組成物により舗装された舗装道路の断面を示す。
【００２０】
図１において、１は路床、２は路床１上に設けられる路盤である。路盤２は、砕石などから形成される層であって、下層路盤２ａと舗装を構成する上層路盤２ｂとに分けられており、上層路盤２ｂ上には所定厚のアスファルト層３（アスファルト舗装版）が形成されている。
【００２１】
アスファルト層３は、粗粒度アスファルト混合物から形成される基層４と、密粒度アスファルト混合物から形成される表層５とにより構成され、本例ではその表層５が本発明に係る舗装用アスファルトコンクリート組成物とされている。
【００２２】
基層４を形成する粗粒度アスファルト混合物は、粗骨材、細骨材、フィラ、及びアスファルトからなる加熱アスファルト混合物で、合成粒度における２．５ｍｍふるい通過分が２０〜３５％のものであり、本例では粗骨材として５号砕石３０重量％、６号砕石２０重量％、細骨材として粗砂１７重量％、細砂５重量％、フィラとして石灰岩を粉砕した石粉５重量％、及びアスファルトとしてストレートアスファルト４．８重量％が用いられている。尚、基層４は簡易舗装にして省略することもできる。
【００２３】
一方、表層５を形成する密粒度アスファルト混合物は、粗骨材、細骨材、フィラ、及びアスファルトからなる加熱アスファルト混合物で、合成粒度における２．５ｍｍふるい通過分が３５〜５０％のものであり、本例では粗骨材として６号砕石３４重量％、７号砕石２４重量％、細骨材として粗砂３３重量％、細砂４重量％、フィラとして石灰岩を粉砕した石粉５重量％、及びアスファルトとしてストレートアスファルト５．６重量％が用いられている。
【００２４】
特に、表層５は上記アスファルト混合物（密粒度アスファルト混合物）に対して０．７重量％以下の植物繊維体を含有する。植物繊維体は、ケナフ繊維製のメッシュシートＫｓとして表層５内に敷設され、そのメッシュシートＫｓを介して表層５が下層部５ａと上層部５ｂに区分されている。換言すれば、メッシュシートＫｓは表層５を構成する下層部５ａと上層部５ｂとの間に介在されている。本例において、下層部５ａの厚さは３ｃｍ、上層部５ｂの厚さは２ｃｍであり、表層５を全体としてみればメッシュシートＫｓは表面から深さ２ｃｍの位置に敷設されている。
【００２５】
係るメッシュシートＫｓは、上記のようにケナフ繊維、それもケナフの茎の周辺部からとれる靭皮繊維を経糸及び緯糸として組織される５０〜６００メッシュ程度の網目状のシート（織布）であり、そのメッシュ間隔（隣り合う網目の中心間距離）は１〜１３ｍｍ、好ましくは１〜６ｍｍ、網目の大きさにして０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは０．０１〜５ｍｍとされている。尚、メッシュシートＫｓを形成する経糸および緯糸は、複数本の靭皮繊維からなる撚糸または単繊維にしてその直径が０．１〜３ｍｍ程度とされる。
【００２６】
ここに、ケナフとは、アオイ科フヨウ属の一年草で、学名はHibiscus cannabinus
L、原産地は西アフリカであり、４〜６ヶ月で３〜４ｍの高さに成長し、１ｈａの面積から木材の３〜５倍となる８〜２５ｔ相当が産出される。尚、ケナフは二酸化炭素の吸収性に優れ、その吸収速度はヤブツバキなどの陰樹の４倍、イチョウやクヌギなどの樹木の２倍強である。
【００２７】
又、ケナフの茎は内側から順に芯部、靭皮部、表皮部からなる。このうち、靭皮部は茎全体の３０〜４０％を占め、芯部から容易に分離することができる。その靭皮部からとれるケナフの靭皮繊維は、針葉樹に似て長く、しかも一般的な針葉樹の繊維に比べて３倍以上となる約５００ＭＰａの引張強度を有している。
【００２８】
このような高強度のケナフの靭皮繊維から製されるメッシュシートＫｓを含有するアスファルト層の表層５によれば、圧密荷重が作用したときにケナフ繊維が破断することなくアスファルト混合物の流動（骨材流動）を抑制するために、「わだち掘れ」の発生を抑制することができ、しかもケナフが成長段階で吸収した二酸化炭素を舗装体内に閉じ込めることになる結果、大気中への二酸化炭素の排出量を削減して環境負荷を低減することができる。
【００２９】
尚、本例において、表層５を形成するアスファルト混合物の単位体積重量は２．３５ｔ／ｍ３、メッシュシートＫｓは表層５を形成するアスファルト混合物１００重量部に対して約０．０４重量部である。
【００３０】
次に、上記のようなメッシュシートＫｓを用いる舗装方法について説明すれば、先ず常法に従って路床１および路盤２を形成し、次いで路盤２上にアスファルト混合物（粗粒度アスファルト混合物）を敷き均し、これを転圧機械により締め固めて基層４を形成する。その後、基層４上にアスファルト混合物（密粒度アスファルト混合物）を敷き均し、これを転圧機械により締め固めて厚さ３ｃｍ程度の下層部５ａを形成する。次いで、その下層部５ａ上に予め作成したメッシュシートＫｓを全面的に敷き、その上に下層部５ａと同じ密粒度アスファルト混合物を敷き均し、これを転圧機械により締め固めて厚さ２ｃｍ程度の上層部５ｂを形成する。
【００３１】
しかして、メッシュシートＫｓは下層部５ａと上層部５ｂとの間に埋設され、これにより「わだち掘れ」の抑制効果が高く、環境負荷を低減することのできる表層５が形成されることになる。
【００３２】
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明は植物繊維体をケナフ繊維製のメッシュシートＫｓとすることに限らず、係る植物繊維体として図２のように短く切断したケナフ繊維Ｋｆをアスファルト層（表層、好ましくは表層のほか基層および上層路盤）内に分散させるようにしてもよい。但し、本例においてもケナフ繊維Ｋｆの含有量は表層５を形成するアスファルト混合物に対して０．７重量％以下、好ましくは０．２〜０．３重量％に制限する。尚、ケナフ繊維Ｋｆが０．２重量％以下では「わだち掘れ」の抑制効果、環境負荷の低減効果（二酸化炭素の排出量削減効果）共に不十分となり、０．３重量％以上では環境負荷の低減効果は上がるも舗装面の耐摩耗性が悪化し、０．７重量％を超えると車両の荷重を支えるに足る強度を得難くなる。
【００３３】
又、ケナフ繊維Ｋｆとしては、上記例と同じくケナフの茎の周辺部からとれる靭皮繊維が用いられるが、その平均繊維長は０．１〜２０ｍｍとされる。なお、ケナフ繊維（靭皮繊維）の平均繊維長が０．１ｍｍ以下では「わだち掘れ」抑制効果が落ち、２０ｍｍ以上では分散性が悪化して表層５内にケナフ繊維Ｋｆが凝集した強度不足部分を生ずる虞がある。
【００３４】
ここに、係るケナフ繊維Ｋｆは、混合機によりアスファルト混合物と混合されて当該アスファルト混合物中に均一に分散される。そして、そのケナフ繊維Ｋｆを含んだアスファルト混合物を基層４上に敷き均した後、これを転圧機械により締め固めることにより図２のようにケナフ繊維Ｋｆが分散された表層５が形成されることになるが、本例でも基層４は必要に応じて省略することができる。
【００３５】
次に、本発明に係る舗装用アスファルトコンクリート組成物の各種機能性について言及する。
【００３６】
（１）供試体
厚さ５ｃｍの基層および表層を基本とし、表層内深さ２ｃｍの位置に網目の大きさが異なる上記のようなメッシュシートＫｓを敷設して下表１に示す３種類の供試体Ａ１〜Ａ３を作成した。更に、ケナフ繊維Ｋｆが分散された表層にしてケナフ繊維の平均繊維長と含有率を下表２のように変化させた８種類の供試体Ｂ１〜Ｂ８を作成した。又、比較例として、アスファルト混合物のみからなる供試体Ｘ１と、改質アスファルト混合物２型（熱可塑性樹脂入り）からなる供試体Ｘ２を作成した。尚、各供試体のアスファルト混合物はいずれも同じで、基層には粗粒度アスファルト混合物、表層には密粒度アスファルト混合物を用い、後述のＧＢ／ＳＢ反発試験では表層のみとした。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
（２）ＷＴ（Wheel Tracking）試験
試験温度（６０℃）、圧密荷重（７０kgf）、荷重移動速度（２１往復／分）、試験時間（１２０分）、トラバース幅（１０ｃｍ）の条件下でＷＴ試験を実施した。その結果を下表３、４に示す。尚、本試験において、載荷部分直下の幅１ｃｍ、深さ５ｃｍの範囲を圧密部、その横の幅２ｃｍ、深さ３ｃｍの範囲を側方部とし、その各部における骨材移動量を３０分毎に撮影した各供試体横断面の画像の解析により求め、骨材移動量減少率については比較用の供試体Ｘ１（最も一般なアスファルト舗装版）を基準にした。又、表３および表４中、ＤＳ（動的安定度）とは、わだちを１ｍｍ発生させるに必要な車輪の走行回数を意味し、その値が大きくなるほど耐流動性が高く、「わだち掘れ」は発生し難くなる。更に、圧密変形量とは、車輪走行位置（圧密部）における「わだち掘れ」の深さを表す。
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
表３および表４から明らかなように、道路に最も一般に使用されている供試体Ｘ１に比較し、メッシュ間隔３ｍｍのメッシュシートＫｓを内部敷設した供試体Ａ１ではＤＳが約３．７倍、ケナフ繊維分散型（平均繊維長１５ｍｍ、含有率０．３重量％）の供試体Ｂ６でＤＳが約３．６倍高くなっており、「わだち掘れ」の抑制効果が認められた。特に、メッシュシート型では、メッシュ間隔が小さくなるほどＤＳが増大しており、この結果を踏まえればメッシュ間隔を小さくするほど「わだち掘れ」の発生を抑制できるものと推認される。
【００４１】
（３）ＧＢ／ＳＢ反発試験
衝撃吸収性を評価するためにＧＢ／ＳＢ反発試験、詳しくは高さ１ｍからゴルフボール（ＧＢ）と鉄球（ＳＢ）を落下させて反発係数を求める試験を行った。その結果を下表５に示す。尚、ＧＢ試験では、供試体Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｘ１，Ｘ２を対象に各１０回測定し、その平均値をＧＢ反発係数とした。又、ＳＢ試験では供試体Ｂ１〜Ｂ８、Ｘ１，Ｘ２を対象に各２０回測定し、それぞれ最大値と最小値を除いた平均値をＳＢ反発係数とした。
【００４２】
【表５】
表５から明らかなように、本発明に係るケナフ繊維分散型の供試体Ｂ１〜Ｂ８（供試体Ｂ８のＧＢ反発係数を除く）では、比較用の供試体Ｘ１よりもＧＢ／ＳＢ反発係数が小さく、衝撃吸収性に優れていることが判る。
【００４３】
（４）環境負荷
本発明によれば、ケナフが成長段階で吸収した二酸化炭素のアスファルト舗装内に閉じ込めるため、二酸化炭素の排出量削減に寄与できる。その効果をケナフ繊維の含有量に基づき二酸化炭素の原単位を求めて評価した。その結果を図３および図４に示す。
【００４４】
図３から明らかなように、ケナフ繊維分散型（含有率０．３重量％）では一般舗装（改質材を含まないアスファルト混合物のみによる舗装）に比べて２６．３％の二酸化炭素排出削減効果が得られ、改質アスファルト舗装との対比では図４のように３１．４％もの二酸化炭素排出削減効果が得られる。又、ケナフ繊維の含有量が少ない（アスファルト混合物に対して約０．０４重量％）メッシュシート型でも一般舗装との対比で３．７％、改質アスファルト舗装との対比では１０．４％の二酸化炭素排出削減効果が得られる。
以上、本発明について説明したが、ケナフ繊維に代えてジュートの繊維を用いることができ、この場合でもケナフ繊維を用いた場合と同等の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 路床
２ 路盤
３ アスファルト層
４ 基層
５ 表層
５ａ 下層部
５ｂ 上層部
Ｋｓ ケナフ繊維製メッシュシート
Ｋｆ ケナフ繊維
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として車道における舗装技術に係わり、特に舗装路面での「わだち掘れ」の発生を抑制することのできる舗装用アスファルトコンクリート組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化をはじめ様々な環境問題が顕在化する中、各産業では環境負荷の低減が課題となっている。道路舗装も例外ではなく、舗装施工時における二酸化炭素の排出量削減や供用期間の長期化が重要となっている。
【０００３】
従来の道路舗装における環境負荷低減対策としては、再生骨材を用いる方法や常温ないしは中温アスファルト混合物を使用して施工段階における二酸化炭素排出量を削減する方法が挙げられる。しかし、それらの方法は環境負荷の低減のみを目的としたものであり、舗装体の機能性を向上させるものではない。
【０００４】
舗装体の機能性を向上させるものとしては、アスファルトに低温下にて長時間空気を吹き込んでその性状を改良したセミブローンアスファルト、アスファルトにゴムを混合溶解させてアスファルトの性質改善（タフネステナシティの増加）を図ったゴム入りアスファルト、あるいはアスファルトにポリエチレンなどの熱可塑性樹脂を混合して高温時の流動抵抗性を改善した熱可塑性樹脂入りアスファルトといった改質アスファルト混合物が知られるが、その種の改質アスファルト混合物は、ストレートアスファルト混合物（加熱アスファルト混合物）に比べ、舗装を完了するまでの過程で二酸化炭素の排出量が増えて環境負荷が大きくなる。
【０００５】
又、舗装体の機能性を向上させる他の方法として、舗装材に各種繊維材料を含ませることが知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、天然オイルサンドと粘土鉱物とからなる鉱物混合体に、樹皮を粉砕して得られる樹皮繊維ないしは樹皮粉末、もしくは木質を粉砕して得られる木質繊維を加えた植物含有舗装材が開示されている。
【０００７】
又、特許文献２には、アスファルトなどの鉱物基礎材料と繊維補強材料とを含む配合物を舗装材料として用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７３２４６０号公報
【特許文献２】特表２００４−５２５８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示される植物含有舗装材は、植物繊維（樹皮繊維、樹皮粉末、あるいは木質繊維）を鉱物混合体と略同じ重量割合にして混合するか、あるいは鉱物混合体よりも植物繊維の重量割合を大きくして混合するようにしているので、遊歩道の舗装に用いて弾力性と衝撃吸収性に富む舗装面を形成することはできても、大型車両などが通行する車道の舗装に用いて上部荷重を支えるに足る十分な強度を得難く、交通量の多い車道では「わだち掘れ」が早期に進行して車両の通行に支障を来たすことになる。
【００１０】
又、植物繊維を鉱物混合体と同量ないしはそれ以上の重量割合で使用する舗装材では、舗装区が長くなればなる程、それ相当の植物繊維が必要となるが、大量の植物繊維を安定的に確保することは困難であるし、多くの樹皮や木材を粉砕するにも多くの時間やコストを要することになる。
【００１１】
一方、特許文献２には、鉱物基礎材料して、セメント、モルタル、コンクリート、粘土、アスファルトなどが列記され、補強繊維材料を構成する繊維材料として再生繊維、合成繊維、ケナフなどのセルロース系繊維が列記されているが、鉱物基礎材料としてアスファルト混合物が用いられる場合の具体的な構成についての開示はなく、アスファルト混合物に対するケナフ繊維の含有量やその組成物による舗装の効果についても一切記載されていない。
【００１２】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はケナフ繊維を用いた舗装用アスファルトコンクリート組成物にして、舗装面における「わだち掘れ」の発生を抑制しながら環境負荷を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するため、
アスファルト混合物と植物繊維体とから成り、前記植物繊維体の含有量が前記アスファルト混合物に対して０．７重量％以下とされている舗装用アスファルトコンクリート組成物であり、
前記植物繊維体は、前記アスファルト混合物から形成されるアスファルト層内に分散された平均繊維長０．１〜２０ｍｍのケナフ繊維、若しくは前記アスファルト混合物から形成される上下２層のアスファルト層間に介在されるケナフ繊維製のメッシュシートであることを特徴とする。
【００１４】
又、前記ケナフ繊維は、ケナフの茎の周辺部からとれる靭皮繊維であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、夏季などの高温化においても舗装面を形成するアスファルト層の流動を抑えて「わだち掘れ」の発生を抑制することができる。
【００１６】
又、ケナフが成長段階で吸収した二酸化炭素を舗装内に閉じ込めてしまうので、大気中への二酸化炭素の排出量を削減して環境負荷を低減することができる。
【００１７】
加えて、ケナフ繊維の含有量がアスファルト混合物に対して０．７重量％以下とされていることから、舗装体の強度低下を防止しながら舗装施工費を抑制することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の舗装用アスファルトコンクリート組成物で舗装された道路の断面図
【図２】本発明の変更例を示す道路の断面図
【図３】本発明による環境負荷低減効果を示すグラフ（一般アスファルト舗装との対比）
【図４】本発明による環境負荷低減効果を示すグラフ（改質アスファルト舗装との対比）
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。先ず、図１に本発明に係る舗装用アスファルトコンクリート組成物により舗装された舗装道路の断面を示す。
【００２０】
図１において、１は路床、２は路床１上に設けられる路盤である。路盤２は、砕石などから形成される層であって、下層路盤２ａと舗装を構成する上層路盤２ｂとに分けられており、上層路盤２ｂ上には所定厚のアスファルト層３（アスファルト舗装版）が形成されている。
【００２１】
アスファルト層３は、粗粒度アスファルト混合物から形成される基層４と、密粒度アスファルト混合物から形成される表層５とにより構成され、本例ではその表層５が本発明に係る舗装用アスファルトコンクリート組成物とされている。
【００２２】
基層４を形成する粗粒度アスファルト混合物は、粗骨材、細骨材、フィラ、及びアスファルトからなる加熱アスファルト混合物で、合成粒度における２．５ｍｍふるい通過分が２０〜３５％のものであり、本例では粗骨材として５号砕石３０重量％、６号砕石２０重量％、細骨材として粗砂１７重量％、細砂５重量％、フィラとして石灰岩を粉砕した石粉５重量％、及びアスファルトとしてストレートアスファルト４．８重量％が用いられている。尚、基層４は簡易舗装にして省略することもできる。
【００２３】
一方、表層５を形成する密粒度アスファルト混合物は、粗骨材、細骨材、フィラ、及びアスファルトからなる加熱アスファルト混合物で、合成粒度における２．５ｍｍふるい通過分が３５〜５０％のものであり、本例では粗骨材として６号砕石３４重量％、７号砕石２４重量％、細骨材として粗砂３３重量％、細砂４重量％、フィラとして石灰岩を粉砕した石粉５重量％、及びアスファルトとしてストレートアスファルト５．６重量％が用いられている。
【００２４】
特に、表層５は上記アスファルト混合物（密粒度アスファルト混合物）に対して０．７重量％以下の植物繊維体を含有する。植物繊維体は、ケナフ繊維製のメッシュシートＫｓとして表層５内に敷設され、そのメッシュシートＫｓを介して表層５が下層部５ａと上層部５ｂに区分されている。換言すれば、メッシュシートＫｓは表層５を構成する下層部５ａと上層部５ｂとの間に介在されている。本例において、下層部５ａの厚さは３ｃｍ、上層部５ｂの厚さは２ｃｍであり、表層５を全体としてみればメッシュシートＫｓは表面から深さ２ｃｍの位置に敷設されている。
【００２５】
係るメッシュシートＫｓは、上記のようにケナフ繊維、それもケナフの茎の周辺部からとれる靭皮繊維を経糸及び緯糸として組織される５０〜６００メッシュ程度の網目状のシート（織布）であり、そのメッシュ間隔（隣り合う網目の中心間距離）は１〜１３ｍｍ、好ましくは１〜６ｍｍ、網目の大きさにして０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは０．０１〜５ｍｍとされている。尚、メッシュシートＫｓを形成する経糸および緯糸は、複数本の靭皮繊維からなる撚糸または単繊維にしてその直径が０．１〜３ｍｍ程度とされる。
【００２６】
ここに、ケナフとは、アオイ科フヨウ属の一年草で、学名はHibiscus cannabinus
L、原産地は西アフリカであり、４〜６ヶ月で３〜４ｍの高さに成長し、１ｈａの面積から木材の３〜５倍となる８〜２５ｔ相当が産出される。尚、ケナフは二酸化炭素の吸収性に優れ、その吸収速度はヤブツバキなどの陰樹の４倍、イチョウやクヌギなどの樹木の２倍強である。
【００２７】
又、ケナフの茎は内側から順に芯部、靭皮部、表皮部からなる。このうち、靭皮部は茎全体の３０〜４０％を占め、芯部から容易に分離することができる。その靭皮部からとれるケナフの靭皮繊維は、針葉樹に似て長く、しかも一般的な針葉樹の繊維に比べて３倍以上となる約５００ＭＰａの引張強度を有している。
【００２８】
このような高強度のケナフの靭皮繊維から製されるメッシュシートＫｓを含有するアスファルト層の表層５によれば、圧密荷重が作用したときにケナフ繊維が破断することなくアスファルト混合物の流動（骨材流動）を抑制するために、「わだち掘れ」の発生を抑制することができ、しかもケナフが成長段階で吸収した二酸化炭素を舗装体内に閉じ込めることになる結果、大気中への二酸化炭素の排出量を削減して環境負荷を低減することができる。
【００２９】
尚、本例において、表層５を形成するアスファルト混合物の単位体積重量は２．３５ｔ／ｍ３、メッシュシートＫｓは表層５を形成するアスファルト混合物１００重量部に対して約０．０４重量部である。
【００３０】
次に、上記のようなメッシュシートＫｓを用いる舗装方法について説明すれば、先ず常法に従って路床１および路盤２を形成し、次いで路盤２上にアスファルト混合物（粗粒度アスファルト混合物）を敷き均し、これを転圧機械により締め固めて基層４を形成する。その後、基層４上にアスファルト混合物（密粒度アスファルト混合物）を敷き均し、これを転圧機械により締め固めて厚さ３ｃｍ程度の下層部５ａを形成する。次いで、その下層部５ａ上に予め作成したメッシュシートＫｓを全面的に敷き、その上に下層部５ａと同じ密粒度アスファルト混合物を敷き均し、これを転圧機械により締め固めて厚さ２ｃｍ程度の上層部５ｂを形成する。
【００３１】
しかして、メッシュシートＫｓは下層部５ａと上層部５ｂとの間に埋設され、これにより「わだち掘れ」の抑制効果が高く、環境負荷を低減することのできる表層５が形成されることになる。
【００３２】
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明は植物繊維体をケナフ繊維製のメッシュシートＫｓとすることに限らず、係る植物繊維体として図２のように短く切断したケナフ繊維Ｋｆをアスファルト層（表層、好ましくは表層のほか基層および上層路盤）内に分散させるようにしてもよい。但し、本例においてもケナフ繊維Ｋｆの含有量は表層５を形成するアスファルト混合物に対して０．７重量％以下、好ましくは０．２〜０．３重量％に制限する。尚、ケナフ繊維Ｋｆが０．２重量％以下では「わだち掘れ」の抑制効果、環境負荷の低減効果（二酸化炭素の排出量削減効果）共に不十分となり、０．３重量％以上では環境負荷の低減効果は上がるも舗装面の耐摩耗性が悪化し、０．７重量％を超えると車両の荷重を支えるに足る強度を得難くなる。
【００３３】
又、ケナフ繊維Ｋｆとしては、上記例と同じくケナフの茎の周辺部からとれる靭皮繊維が用いられるが、その平均繊維長は０．１〜２０ｍｍとされる。なお、ケナフ繊維（靭皮繊維）の平均繊維長が０．１ｍｍ以下では「わだち掘れ」抑制効果が落ち、２０ｍｍ以上では分散性が悪化して表層５内にケナフ繊維Ｋｆが凝集した強度不足部分を生ずる虞がある。
【００３４】
ここに、係るケナフ繊維Ｋｆは、混合機によりアスファルト混合物と混合されて当該アスファルト混合物中に均一に分散される。そして、そのケナフ繊維Ｋｆを含んだアスファルト混合物を基層４上に敷き均した後、これを転圧機械により締め固めることにより図２のようにケナフ繊維Ｋｆが分散された表層５が形成されることになるが、本例でも基層４は必要に応じて省略することができる。
【００３５】
次に、本発明に係る舗装用アスファルトコンクリート組成物の各種機能性について言及する。
【００３６】
（１）供試体
厚さ５ｃｍの基層および表層を基本とし、表層内深さ２ｃｍの位置に網目の大きさが異なる上記のようなメッシュシートＫｓを敷設して下表１に示す３種類の供試体Ａ１〜Ａ３を作成した。更に、ケナフ繊維Ｋｆが分散された表層にしてケナフ繊維の平均繊維長と含有率を下表２のように変化させた８種類の供試体Ｂ１〜Ｂ８を作成した。又、比較例として、アスファルト混合物のみからなる供試体Ｘ１と、改質アスファルト混合物２型（熱可塑性樹脂入り）からなる供試体Ｘ２を作成した。尚、各供試体のアスファルト混合物はいずれも同じで、基層には粗粒度アスファルト混合物、表層には密粒度アスファルト混合物を用い、後述のＧＢ／ＳＢ反発試験では表層のみとした。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
（２）ＷＴ（Wheel Tracking）試験
試験温度（６０℃）、圧密荷重（７０kgf）、荷重移動速度（２１往復／分）、試験時間（１２０分）、トラバース幅（１０ｃｍ）の条件下でＷＴ試験を実施した。その結果を下表３、４に示す。尚、本試験において、載荷部分直下の幅１ｃｍ、深さ５ｃｍの範囲を圧密部、その横の幅２ｃｍ、深さ３ｃｍの範囲を側方部とし、その各部における骨材移動量を３０分毎に撮影した各供試体横断面の画像の解析により求め、骨材移動量減少率については比較用の供試体Ｘ１（最も一般なアスファルト舗装版）を基準にした。又、表３および表４中、ＤＳ（動的安定度）とは、わだちを１ｍｍ発生させるに必要な車輪の走行回数を意味し、その値が大きくなるほど耐流動性が高く、「わだち掘れ」は発生し難くなる。更に、圧密変形量とは、車輪走行位置（圧密部）における「わだち掘れ」の深さを表す。
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
表３および表４から明らかなように、道路に最も一般に使用されている供試体Ｘ１に比較し、メッシュ間隔３ｍｍのメッシュシートＫｓを内部敷設した供試体Ａ１ではＤＳが約３．７倍、ケナフ繊維分散型（平均繊維長１５ｍｍ、含有率０．３重量％）の供試体Ｂ６でＤＳが約３．６倍高くなっており、「わだち掘れ」の抑制効果が認められた。特に、メッシュシート型では、メッシュ間隔が小さくなるほどＤＳが増大しており、この結果を踏まえればメッシュ間隔を小さくするほど「わだち掘れ」の発生を抑制できるものと推認される。
【００４１】
（３）ＧＢ／ＳＢ反発試験
衝撃吸収性を評価するためにＧＢ／ＳＢ反発試験、詳しくは高さ１ｍからゴルフボール（ＧＢ）と鉄球（ＳＢ）を落下させて反発係数を求める試験を行った。その結果を下表５に示す。尚、ＧＢ試験では、供試体Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｘ１，Ｘ２を対象に各１０回測定し、その平均値をＧＢ反発係数とした。又、ＳＢ試験では供試体Ｂ１〜Ｂ８、Ｘ１，Ｘ２を対象に各２０回測定し、それぞれ最大値と最小値を除いた平均値をＳＢ反発係数とした。
【００４２】
【表５】
表５から明らかなように、本発明に係るケナフ繊維分散型の供試体Ｂ１〜Ｂ８（供試体Ｂ８のＧＢ反発係数を除く）では、比較用の供試体Ｘ１よりもＧＢ／ＳＢ反発係数が小さく、衝撃吸収性に優れていることが判る。
【００４３】
（４）環境負荷
本発明によれば、ケナフが成長段階で吸収した二酸化炭素のアスファルト舗装内に閉じ込めるため、二酸化炭素の排出量削減に寄与できる。その効果をケナフ繊維の含有量に基づき二酸化炭素の原単位を求めて評価した。その結果を図３および図４に示す。
【００４４】
図３から明らかなように、ケナフ繊維分散型（含有率０．３重量％）では一般舗装（改質材を含まないアスファルト混合物のみによる舗装）に比べて２６．３％の二酸化炭素排出削減効果が得られ、改質アスファルト舗装との対比では図４のように３１．４％もの二酸化炭素排出削減効果が得られる。又、ケナフ繊維の含有量が少ない（アスファルト混合物に対して約０．０４重量％）メッシュシート型でも一般舗装との対比で３．７％、改質アスファルト舗装との対比では１０．４％の二酸化炭素排出削減効果が得られる。
以上、本発明について説明したが、ケナフ繊維に代えてジュートの繊維を用いることができ、この場合でもケナフ繊維を用いた場合と同等の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 路床
２ 路盤
３ アスファルト層
４ 基層
５ 表層
５ａ 下層部
５ｂ 上層部
Ｋｓ ケナフ繊維製メッシュシート
Ｋｆ ケナフ繊維
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスファルト混合物と植物繊維体とから成り、前記植物繊維体の含有量が前記アスファルト混合物に対して０．７重量％以下とされている舗装用アスファルトコンクリート組成物であり、
前記植物繊維体は、前記アスファルト混合物から形成されるアスファルト層内に分散された平均繊維長０．１〜２０ｍｍのケナフ繊維、若しくは前記アスファルト混合物から形成される上下２層のアスファルト層間に介在されるケナフ繊維製のメッシュシートであることを特徴とする舗装用アスファルトコンクリート組成物。
【請求項２】
前記ケナフ繊維は、ケナフの茎の周辺部からとれる靭皮繊維であることを特徴とする請求項１記載の舗装用アスファルトコンクリート組成物。
【請求項１】
アスファルト混合物と植物繊維体とから成り、前記植物繊維体の含有量が前記アスファルト混合物に対して０．７重量％以下とされている舗装用アスファルトコンクリート組成物であり、
前記植物繊維体は、前記アスファルト混合物から形成されるアスファルト層内に分散された平均繊維長０．１〜２０ｍｍのケナフ繊維、若しくは前記アスファルト混合物から形成される上下２層のアスファルト層間に介在されるケナフ繊維製のメッシュシートであることを特徴とする舗装用アスファルトコンクリート組成物。
【請求項２】
前記ケナフ繊維は、ケナフの茎の周辺部からとれる靭皮繊維であることを特徴とする請求項１記載の舗装用アスファルトコンクリート組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１１１７１２（Ｐ２０１１−１１１７１２Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６５８４１（Ｐ２００９−２６５８４１）
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【出願人】（０００２３９４３７）福田道路株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【出願人】（０００２３９４３７）福田道路株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
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