平成 28 年1月 28...

研 究 結 果 報 告 書

平成 28年１月 28日

公益財団法人 長野県学校科学教育奨励基金

理事長 小根山 克雄 様

学校名 長野県南安曇農業高等学校

学校長名 西 村 清 利 印

１ 研究テーマ 「透水性を考えた駐車場舗装」

２ 研究グループ名 長野県南安曇農業高等学校 土木研究部

望月 将悟 ・ 遠山 竜成

３ 指導者 本田ほ ん だ

耕一こういち

・ 百瀬も も せ

亘わたる

４ 研究の動機及び目標

(1) 研究の動機

平成 26 年度、私たちは安曇野市の防災広場の施工現場を見学した。その際、防災広場は、透水

性アスファルトを用いて舗装していた。安曇野市の中心市街を通る国道 147 号線は透水性アスフ

ァルトを用いて舗装しているが、冬季凍結等により他の密粒アスファルト舗装で施工した道路と比

較して老朽化が目立っていた。透水性アスファルトは、路面に水たまりができないことで雨による

スリップ事故の軽減等に役立つことや、歩行者への水はねの軽減、路面に雨水が滞留しないため、

ハイドロプレーニング現象を防ぐこと、地下水として直下の地中に雨水を浸透させることで、排水

路などの負荷を軽減することができるというメリットがある。一方デメリットとして、空隙内に砂、

泥が詰まることから数年で機能低下が起こることや、通常の舗装補修で用いられるパッチング（破

損部分だけを補修する手法）では、空隙をつぶしてしまうため、補修時には全面的な舗装の打ち換

えが必須となることや、冬になると浸透した水の凍結により劣化が進むことも知られている。南安

曇農業高等学校では、平成 26 年度に生徒卒業研究論文の一つのテーマとして、密粒アスファルト

舗装を用いて来校者用駐車場作りを実施した。平成 26 年度は駐車場面積約 40 ㎡の内、約 20 ㎡の

面積を施工した。防災広場での透水性アスファルト舗装をしていたことも踏まえ、来校者駐車場の

残り半分（約 20 ㎡）を透水性アスファルトで舗装し、今後老朽化に対する経年調査を実施し、さ

らに密粒アスファルトと透水性アスファルトとの性能比較をしたいと考えた。

(2) 今年度の研究の目標

① 来校者駐車場未整備の部分を透水性アスファルト舗装で施工し、駐車場を完成させる。

② 密粒アスファルトと透水性アスファルトの凍結融解実験を行い比較・検討する。

５ 研究内容の概要

(1) 材料及び方法

① 研究期間 平成 27年４月 20日～平成 28年１月 25 日

② 施工場所 長野県南安曇農業高等学校 長野県安曇野市豊科 4537番地（来校者駐車場（図１））

(2) 研究内容

① 透水性アスファルトを用いた駐車場舗装工事

② 密粒アスファルトと透水性アスファルトの凍

結融解作用

(3) 材 料

① 透水性アスファルト舗装（材料）

クラッシャーラン（再生砕石）（RC-40-0）

粒度調整砕石（M25-0）

透水性アスファルト、密粒アスファルト

② 縁石材料

コンクリート（セメント、細骨材、粗骨材、水）

モルタル（セメント、細骨材、水）、縁石

(4) 使用器具

剣先スコップ、一輪車、つるはし、鋤簾、レーキ、バックホウ、振動ローラ、ソイルコンパ

クタ、平板測量（平板ほか）、水準測量（オートレベルほか）、丁張りセット、締固め用ハンマ

ー（供試体作成用）、モールド、供試体抜き取り機（供試体作成用）、なべ、ノギス、量り、

冷凍庫

(5) 方 法

① 透水性アスファルト舗装工事

ア 現地調査（平板測量）

(ｱ) 平面図（図２） 縦 4.1ｍ 横 5.6ｍ 集水枡縦横 1.5ｍ

(ｲ) 断面図（図３） クラッシャーラン 30cm 粒度調整砕石 20cm

透水性アスファルト ４cm

図２ 平面図（cm）

図１ 来校者駐車場

図３ 断面図（cm）

図４ 供試体（アスファルト実験用）

図５ 供試体抜き取り機

図６ 供試体Ａ・Ｂ 図７ 供試体Ｃ・Ｄ

イ 施工手順

平板測量→製図→設計→掘削→砕石の敷設→転圧→丁張り→整地→縁石敷設

→粒度調整砕石の敷設→転圧→透水性アスファルト舗装

② 透水性アスファルトの凍結融解実験

ア 密粒アスファルトと透水性アスファルトを用いて、凍結融解実験を行う。供試体のサイズ

は、図４のように高さ９cm、直径 10cm のサイズとした。アスファルトプラントからアスファ

ルトを仕入れ、校内へ運搬したところ密粒アスファルトが温度低下により固くなってしまっ

たため、なべで施工温度である 120℃前後に加熱し、モールドに入れ、締固め用ハンマーで上

下 25 回ずつ叩いて供試体を作成した。供試体は密粒アスファルトを９個、透水性アスファル

トは３個作成した（図５）。

イ 供試体を用いた試験区の設定

(ｱ) 浸水させない密粒アスファルト供試体Ａ１、Ａ２、Ａ３（図６）

(ｲ) １時間浸水させた密粒アスファルト供試体Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３（図６）

(ｳ) １時間浸水させた密粒アスファルト供試体Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３（図７）

(ｴ) １時間浸水させた透水性アスファルト供試体Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３（図７）

供試体Ｂ、Ｃ、Ｄの密粒アスファルト供試体をバケツから取り出し、５分間水をきり、その後

厳寒期を想定し、冷凍庫（－20℃）に入れて、20 時間凍結させた。その後、重量を測定し、室

内に４時間おいて融解させ、直径、高さ、質量を測定し、様子を記録した。

６ 研究のまとめと今後の問題

(1) 透水性アスファルト舗装工事

① 平板測量（４月 20日～５月 18日）

② 製図（５月 25 日～６月１日）

③ 掘削（６月８日～７月６日）（図８）

④ 砕石の敷き均し（７月 27 日）（図９）

⑤ 転圧（７月 27 日）（図 10）

⑥ 丁張り（８月 31日～10 月５日）（図 11）

⑦ 整地（10月 15 日～11月２日）

⑧ 縁石設置（11月９日～1 月３０日）

⑨ 粒度調整砕石敷設（12月４日～12月 25日）

⑩ 転圧（12月４日～12月 25 日）（図 12）

⑪ 透水性アスファルト舗装（１月 15 日）（図 13）

平板測量は２人で行い昨年の密粒アスファルト舗装し

たところも考慮して位置出しをした。製図では JW_CAD

を用いて作成した。掘削は、最初はバックホウがなく

手堀で行った。６月の下旬に学校で借用したバックホ

ウが届いたため、バックホウを用いた掘削を行った。

砕石の敷設では、RC-40-0という規格の再生砕石を購

入した。転圧は株式会社振興建設から振動ローラをお

借りし、転圧に使用した。丁張りでは、集水枡に対し

てうまく勾配がつけられず、丁張りに時間がかかった。

勾配は、昨年の密粒アスファルト舗装で使用した勾配

の４％という値を使用した。縁石敷設では、地先ブロ

ックを使用し、目地は１㎝とし、縁石も勾配４％にし

て敷設した。粒度調整砕石は M-25-0の規格のものを使

用し、集水枡に段差がつかないように勾配をつけた。

転圧では、約５cm砕石を入れた後、数回に分けて転圧

図８ 掘削

図９ 砕石の敷設

図 10 振動ローラによる転圧

した。透水性アスファルト舗装では、透水性アスフ

ァルトは購入し、株式会社振興建設の方に協力いた

だき舗装を行った。転圧時には、コンパクタや、ハ

ンドガイド式ローラを用いて転圧した。工事にかか

った経費は合計で 98,750円となった（表１）。透水

性アスファルトと密粒アスファルトの舗装面は図

14 のように、透水性アスファルトの方の空隙が多い

ことがわかる。

(2) 透水性アスファルトの凍結融解実験

透水性アスファルト舗装の日程上、透水性アスファルトが入手できなかったため、12月 22日か

ら 12 月 25日（表２）と平成 28 年 1月 19 日から 1月 23 日（表３）の２回に分けて実験した。表

２、表３をまとめたものを表４、表５に示した。供試体の直径と高さは３ヶ所の測定値の平均を

使用したが、アスファルトの供試体作成時表面を均等にできなかったため凹凸ができ、平均を測

っても供試体が凍結して膨張して面積が増えたかは、はっきりしなかった。また、冷凍庫から取

り出すときに全てのアスファルト供試体が少し欠けてしまった。密粒アスファルトは、浸水させ

ても質量の変化はほぼ確認できなかったが、透水性アスファルトは毎回質量が変化した。毎回数

値が変化し、大きくなったり小さくなったりしているため、膨張、収縮を繰り返していると考え

品目 数量 単価(円) 小計

(円)

透水性アスファルト 2.5 ㎥ 12,000 30,000

粒度調整砕石 4.6 ㎥ 4,000 18,400

クラッシャーラン 6.9 ㎥ 3,100 21,390

４ｔ車配送量 ３回 6,000 18,000

地先ブロック 20 個 548 10,960

合計金額 98,750

図 11 丁張り

図 13 透水性アスファルト舗装 図 11 丁張り

図 12 転圧（上層路盤完成）

表１ 工事費用合計金額

図 14 透水性アスファルト舗装(左)と

密粒アスファルト舗装(右)の境界

られた。表４、５より大きな変化は確認できなかったが、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の透水性アスファル

ト供試体は、空隙に浸透した水の凍結の影響か、直径に変化が見られた。

(3) 考察

① 透水性アスファルト舗装

平成 26年度の生徒卒業研究論文では、密粒ア

スファルト舗装の断面は、下層路盤（再生砕石：

クラッシャーラン RC-40-0）を 20㎝、上層路盤

（粒度調整砕石 M25-0）を 10 ㎝、アスファルト

舗装を４㎝で施工しており、上層路盤と下層路

盤を合わせると 30 ㎝だった。今年度は下層路盤

を 30 ㎝、上層路盤を 20㎝とし、透水性アスフ

ァルト舗装のデメリットである、冬に水が浸透

して路床が凍みあがるのを防ぐために路盤深さ

を 50cmとした。透水性アスファルトは平成 26年度施工と同様に４㎝で施工した。昨年との

差が、20 ㎝も深く設計してあるため、丁張り時に集水枡の勾配を合わせるのが難しく、時間

がかかってしまった。工事にかかった経費は約 10万円となった。クラッシャーランは１㎥あ

たり 3,100円であったが、４ｔ車配送料が１回につき 6,000 円かかり、その分施工費用が大

きく膨らむ結果となった（表１）。集水枡の高さが計画高より 10cm上がっていたため、集水

桝にあわせて勾配を変更した。そのため、勾配は４％から約６％前後に変更した。そのおか

げで集水枡の上にも駐車できるようになった。密粒アスファルト舗装面と透水性アスファル

ト舗装面に水を流したところ、図 14のように図の右側の密粒アスファルトは水が表面に残り、

テカりを確認できるが、左側の透水性アスファルトを用いた舗装面は数秒で水が浸透し、図

15 のように水が溜まった様子が見られない。施工については、掘削をはじめた頃は、剣先ス

コップを用いて、約 20㎡の面積を深さ 54cm まで掘削した。土量は約 11㎥となり、掘削、一

輪車で運ぶ、掘削、運ぶという繰り返しであった。掘削終了間際になって、バックホウを借

用できることになった。機械による掘削は飛躍的に作業効率を向上させた。

② 透水性アスファルトの凍結融解実験

アスファルトを移動させる際に、密粒アスファルトの表面の一部が欠けてしまった供試体が

あった。また、供試体作成時に表面が凸凹になってしまい、平らな供試体ができなかったため、

供試体の高さについては、凍結による変化があっても実際に膨張したかどうかはっきりしなか

った。密粒アスファルト供試体Ｂ、Ｃおよび透水性アスファルト供試体Ｄについては実験期間

の３日間ともに水をはじいていた。そのため、もっと長期間継続的に実験をやらなければ、変

化は見られないと考えられる。表２のように供試体Ｂにおいて質量が増えたのは、表面に水が

ついた状態で測ったため数値が変わったと考えられる。透水性アスファルトは水を透水させる

ため、密粒アスファルトと比較しても変化が大きくなったと考えられる。

(4) 今後の課題

① 今回の透水性アスファルト舗装の施工において、設計の段階が最も時間を要した。既存の構

造物のことをしっかり考慮して設計することが必要だと感じた。

② 実験期間が３日間しかなかったため、供試体の高さや直径に大きな変化は見られなかった。

図 15 表面に水をかけた後の様子

（透水性アスファルト）

もっと長い期間、実験をする必要があると考えられる。また、舗装面も経年調査していくこと

で、劣化していく様子も明らかになってくると考えている。

12月22 日

14：00 平均 A１ A２ A3 B1 B２ B3

直径 101.7 101.5 101.5 102 101.5 101.8高さ 70.2 57.8 55.4 67 66.7 60.3質量 1.25 1 0.97 1.15 1.17 1.07

12月23 日

10：00 平均 A１ A２ A3 B1 B２ B3

直径 101.5 101.2 101.4 101.2 101.6 101.5高さ 70.6 57.2 55.8 68.2 67.2 62質量 1.25 1 0.97 1.15 1.17 1.07

12月23 日

14：00 平均 A１ A２ A3 B1 B２ B3

直径 101.8 101.6 101.6 101 101.4 101.5高さ 71.5 57.6 55.4 67.6 66.8 61.8質量 1.25 1 0.97 1.15 1.17 1.07

12月24 日

10：00 平均 A１ A２ A3 B1 B２ B3

直径 102 101.3 101.8 101.2 101.7 101.3高さ 72 58.1 55.1 65.9 68.3 59.8質量 1.25 1 0.97 1.16 1.18 1.07

12月24 日

14：00 平均 A１ A２ A3 B1 B２ B3

直径 101.9 101.5 101.7 101 101.5 101.5高さ 70.8 58 55.8 66.2 70 62.1質量 1.25 1 0.98 1.16 1.18 1.07

12月25 日

10：00 平均 A１ A２ A3 B1 B２ B3

直径 101.7 101.3 101.4 100.9 101.5 101.4高さ 70.6 57.4 55.7 64.3 66.9 61質量 1.25 1 0.97 1.16 1.18 1.07

12月25 日

14：00 平均 A１ A２ A3 B1 B２ B3

直径 101.6 101.3 101.5 102.1 101.4 102高さ 71.1 57.1 55.3 66 67 61質量 1.25 1 0.97 1.16 1.18 1.07

表２ 密粒アスファルトの凍結融解実験 (mm)

1 月 19 日16：00

平均 C１ C２ C3 D１ D２ D３

直径 101.3 100.9 102 101.4 101.9 102高さ 68.2 69.5 6.5 62.9 61.2 64.7質量 1.19 1.22 1.2 0.84 1.03 1

1 月 20 日12：00

平均 C１ C２ C3 D１ D２ D３

直径 101.7 101.3 101.4 101.25 101.6 102.8高さ 67.2 69.5 67.3 62.5 66.1 65.7質量 1.2 1.22 1.2 0.85 1.06 1.02

1 月 22 日12：00

平均 C１ C２ C3 D１ D２ D３

直径 100.2 100.1 1001.6 102 101.2 102.5高さ 67.7 69.6 68 67.9 65.4 65.5質量 1.2 1.23 1.22 0.87 1.07 1.04

1 月 22 日16：00

平均 C１ C２ C3 D１ D２ D３

直径 101.5 101.2 101.6 101.7 101.8 102.4高さ 67.5 69.4 67.8 63 65.1 64.8質量 1.2 1.23 1.21 0.86 1.05 1.05

1 月 23 日12：00

平均 C１ C２ C3 D１ D２ D３

直径 101.4 101.3 102.6 101.7 101.3 102.6高さ 66.3 69.8 67.8 68 65.3 67.5質量 1.2 1.24 1.22 0.86 1.07 1.04

1 月 23 日16：00

平均 C１ C２ C3 D１ D２ D３

直径 100.5 101.3 102.3 101.3 101.8 102.8高さ 66.7 71 69.1 61.6 65.2 66質量 1.2 1.23 1.22 0.86 1.07 1.04

表３ 密粒アスファルトと透水性アスファルトの凍結融解実験

表４ 密粒アスファルトと透水性アスファルトの凍結融解実験（供試体Ａ、供試体Ｂ）

A（1.2.3）12月22日14：00

12月23日10：00

12月23日14：00

12月24日10：00

12月24日14：00

12月25日10：00

12月25日14：00

状態冷凍庫に入れ

る直前凍結した状態 融解した後 凍結した状態 融解した後 凍結した状態 融解した後

直径（mm） 101.57 101.37 101.67 101.7 101.7 101.47 101.45高さ(mm) 61.13 61.2 61.5 61.7 61.53 61.23 61.17質量(kg) 1.07 1.07 1.07 1.07 1.08 1.07 1.07

B（1.2.3）12月22日14：00

12月23日10：00

12月23日14：00

12月24日10：00

12月24日14：00

12月25日10：00

12月25日14：00

直径（mm） 101.77 101.43 101.3 101.4 101.33 101.27 101.83高さ(mm) 64.67 65.8 65.4 64.67 66.1 64.07 64.67質量(kg) 1.13 1.13 1.13 1.14 1.14 1.14 1.14

A（1.2.3）12月22日14：00

12月23日10：00

12月23日14：00

12月24日10：00

12月24日14：00

12月25日10：00

12月25日14：00

状態冷凍庫に入れ

る直前凍結した状態 融解した後 凍結した状態 融解した後 凍結した状態 融解した後

直径（mm） 101.57 101.37 101.67 101.7 101.7 101.47 101.45高さ(mm) 61.13 61.2 61.5 61.7 61.53 61.23 61.17質量(kg) 1.07 1.07 1.07 1.07 1.08 1.07 1.07

B（1.2.3）12月22日14：00

12月23日10：00

12月23日14：00

12月24日10：00

12月24日14：00

12月25日10：00

12月25日14：00

直径（mm） 101.77 101.43 101.3 101.4 101.33 101.27 101.83高さ(mm) 64.67 65.8 65.4 64.67 66.1 64.07 64.67質量(kg) 1.13 1.13 1.13 1.14 1.14 1.14 1.14

A（1.2.3）12月22日14：00

12月23日10：00

12月23日14：00

12月24日10：00

12月24日14：00

12月25日10：00

12月25日14：00

状態冷凍庫に入れ

る直前凍結した状態 融解した後 凍結した状態 融解した後 凍結した状態 融解した後

直径（mm） 101.57 101.37 101.67 101.7 101.7 101.47 101.45高さ(mm) 61.13 61.2 61.5 61.7 61.53 61.23 61.17質量(kg) 1.07 1.07 1.07 1.07 1.08 1.07 1.07

B（1.2.3）12月22日14：00

12月23日10：00

12月23日14：00

12月24日10：00

12月24日14：00

12月25日10：00

12月25日14：00

直径（mm） 101.77 101.43 101.3 101.4 101.33 101.27 101.83高さ(mm) 64.67 65.8 65.4 64.67 66.1 64.07 64.67質量(kg) 1.13 1.13 1.13 1.14 1.14 1.14 1.14

７ その他

ご支援、ご協力くださいました株式会社振興建設様、実験用密粒アスファルトを無償で提供してく

ださった共和アスコン株式会社様、土木研究部の皆さん、ご指導してくださった先生方、そして何よ

り本研究に対して、助成していただきました公益財団法人 長野県学校科学教育奨励基金の皆様に心

より感謝申し上げます。

表５ 密粒アスファルトと透水性アスファルトの凍結融解実験（供試体Ｃ、供試体Ｄ）

C（1.2.3）1月19日16：00

1月20日12：00

1月22日12：00

1月22日16：00

1月23日12：00

1月23日16：00

状態冷凍庫に入れ

る直前凍結した状態 凍結した状態 融解した後 凍結した状態 融解した後

直径（mm） 101.4 101.47 100.25 101.43 101.77 101.37高さ(mm) 68.4 68 68.43 68.23 67.97 68.93質量(kg) 1.2 1.21 1.21 1.21 1.22 1.22

D（1.2.3）1月19日16：00

1月20日12：00

1月22日12：00

1月22日16：00

1月23日12：00

1月23日16：00

直径（mm） 101.77 101.88 101.9 101.97 101.87 101.97高さ(mm) 62.93 64.77 66.27 64.3 66.93 64.27質量(kg) 0.957 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99