ホ ワ イ ト トッ ピ ン グ の 付 着 強 度
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(2) 表‑1ウ. ォーター ジェッ トの施 工条件. 図‑3建 研式付着試 験. 図‑2MTMの "研 掃 力"を. 測定原理. 図‑4イ ン スト ロン 万 能試 験機による付 着試験. ,ウ ォー ター ジ ェ ッ トの施 工条件 か ら求 め,. 表‑2試 験条件. 付 着 強 度 との 関連 を調 べ た.本 文 にその 結 果 を報 告 す る.. 2.試. 験概 要 た.表‑1に. (1)試. 法Aは. 験 舗 装 版 の作 製. ウ ォー ター ジ ェ ッ トの施 工条 件 を示 す.工. 高 圧 ・大 水 量,工 法Bは. 超 高 圧 ・小水 量 で あ る.. 付 着試 験 を行 うた め に作 製 した試 験 舗装 版 を図‑1に (3)表. 示 す.既 設 アス フ ァル ト舗 装上 に試 験 舗 装 版 と して密 粒 度 ア ス フ ァル ト混 合 物(最 大 骨 樹 75mmで. 法13mm)を. 面 粗 度 の測 定. ア ス コン層 の表 面 粗 度 は,レ ー ザ ー 方 式 の 非 接 触 型測. 厚さ. 舗 設 し,ウ ォー ター ジ ェ ッ トに て表 面 を処 理 後,. 定機 で あ るTRRLミ. ニ ・テ クス チ ヤー ・メー ター(MTM). 4箇 所 の表 面 処 理 工 区 を ま た ぐ よ うに3枚 の コンク リー. に よ り測 定 した.MTMは. ト版(45‑8‑25H)を. の研 究 を も とにWDM社. 厚 さ75mmで. フ ァル ト舗 装 厚 は50mmで. 作 製 した.既 設 アス. あ るので,コ. MTMの. ンク リー ト版 と. 英 国 運輸 道 路 研 究 所(TRRL) が 開発,製 造 した も ので あ る.. 測 定 原 理 を図‑2に. 示 す.レ ー ザ ー 光線 を測 定. す る路 面 に投 射 し,路 面 で 反 射 した 光 線 が 受 光 レ ンズ を. ア ス フ ァル ト舗 装 の比 は3/5で あ る.. 通 して ダ イ オ ー ド列 に照 射 され て 路 面 の テ クス チ ャー を (2)ア. 測 定 す る仕 組 み に な って い る.測 定 され た デ ー タか ら,. ス コ ン層 の表 面 処 理. ア ス コ ン層 の表 面 を500×3000mmを1区 面処 理 工 区 を12工. 30cm毎. 画 と し,表. に そ の 値 の 平 均 値 がSMTD(Sensor. 区,未 処 理 工 区 を1工 区 の 合計13. 工 区 を設 定 した.表 面 処 理 にはA,B2種. Depth)と. の ウ ォー ター. ジ ェ ッ ト工 法 を用 い た.各 工 法 とも水 圧,施 工 速度. に二 乗 平均 の 平 方根 を算 出 し,測 定 距 離10m毎. 水. Measured. して算 出 され ア ウ トプ ッ トされ る.MTMに. る 路 面 の 粗 度 の 評 価 値 で あ るSMTDと,サ. Texture よ. ン ドパ ッ チ. ング に よ る平 均 テ クス チ ャ深 さ との 間 に 高 い相 関が あ り,. 量 を変化 させ,そ れ ぞれ6パ タ ー ンず つ表 面 処 理 を行 っ. ―210―.
(3) 図‑5MTMに. よる測 定結 果 図‑7SMTDと. 図‑6付 SMTDに. 付着強 度の関係(材 齢7日). 着強度試験 結果. よ って マ ク ロテ クス チ ャの 評 価 が 可能 で あ る. 図‑8SMTDと. 付着強度の関係(材 齢1か 月). と報 告 され て い る5).測 定 は各 工 区 と も表 面 処 理 区 間 の う ち,コ ンク リー ト版 で覆 われ る位 置 で3回 行 い,平 均. 工 区 も0.2mm程. 値 を工 区 のSMTDと. 処 理 後 のSMTDは. した.. 度 で ほ とん ど変 わ らな い. な って い る.表‑1と (4)付. 着 強 度試 験. 一 方,表 面. す べ て の工 区で処 理 前 よ りも大 き く 合 わ せ て み る と,処 理 水圧 が大 き. くな る ほ ど,ま た,処 理 速 度 が 遅 くな るほ どSMTDは. 付 着 強 度 試 験 は 材 齢7日 お よ び1か 月 に お いて,各 工. 大 き くな る こ とが わ か る.次 に 工法 の 違 い は,工 法Aは. 区 と も材 齢 毎 に3箇 所 で試 験 を行 っ た.当 初,建 研 式 付. 工 法Bよ. 着 試 験 機 に よ り測 定 す る予 定 で あ っ た が. 量 の 大 きい 方がSMTDは. 材 齢7日 の 試. 験 時 に4個 の 供 試 体 が 引 き抜 き用 の接 着板 付 近 の コ ン ク. りも全体 的 にSMTDが. 大 き くな って お り,水. 大 き くな る こ とがわ か る.こ. れ らの こ とは,水 圧 お よび 水 量 が大 きい ほ ど路面 に加 わ. リー トで 破 壊 した た め,材 齢1か 月 に お いて は コ ア カ ッ. るエ ネ ル ギー が 大 き くな り,速 度 が遅 い ほ ど単位 面 積 の. ター で アス コン層 まで切 り 出 し,上 部 だ けで な く側 面 部. 処 理 時 間 が長 くな る た め,ア ス フ ァル トモル タル(以 後,. に も 円筒 形 の 接 着 板(モ ー ル ド)を 接 着 し,イ ンス トロ. アス モ ル と記 す)や 骨材 を よ り多 く取 り除 くか らで あ る. ン万 能 試 験 機 で 付 着 強 度 を測 定 した.そ れ ぞれ の 試 験 概. と思 わ れ る.. 要 を図‑3お. よび4に,試. 験 条件 を表‑2に. 示 す.ま た,. 3箇 所 の 平均 値 を工 区 の付 着 強 度 と した.. (2)付. 着強度. 材 齢7日 お よび1か 月 に お け る付 着 強 度 試 験 結 果 を図 ‑6に 示 す .材 令7日 の試 験 で は4個 の 供 試 体 が,材 齢 3,試. 1か 月 の試 験 で は2個 の供 試 体 が,コ. 験 結 果 と考察. ンク リー ト上 部 表. 面 に 引張 破 壊 を起 こ した た め,こ の デー タ は 除 い た.コ (1)表. ンク リー トか ら破 壊 した原 因 は,コ ン ク リー トの ブ リー. 面粗度. 表 面 処 理 前後 のMTMに 表 面 処 理 前 のSMTDは. よる測 定結 果 を図‑5に. 示 す.. 若 干 の 変動 は ある もの の,ど の. ジ ング,接 着 面 の 平 滑性,引 張 金 具の 偏 心 な どが考 え ら れ る.図 よ り,ウ ォー ター ジ ェ ッ トに よ る表 面処 理 の効. ― 211―.
(4) 写 真‑1工. 写 真‑2工. 図‑9研. 法Aの 処理 表面(工 区6). 図‑10(修. 法Bの 処理 表 面(工 区12). 掃力 とSMTD差. の関 係. 庄)研 掃力 とSMTD差. の関係. 果 は施 工 方 法 に よって 異 な る こ とがわ か る.す なわ ち,. 凹 凸 と,き れ い な骨 材 表 面 を創 り出 して い る.こ の こ と. 各材 齢 とも,工 区7か. か ら,コ ン ク リー ト版 とア ス フ ァル ト路面 の付 着 を考 え. の場 合 の 方 が. ら12の 超 高圧 ・小 水 量(工 法B). 工 区1か. ら6の 高圧 ・大 水量(工 法A). の場 合 よ りも付 着 強度 は大 き く,工 法Aは 付 着強 度 に差 が な い. る場 合,路 面 の粗 度 だ けで な く表 面 の 清浄 程 度 も考 慮 す. 未処 理 工 区 と. る と,よ り明確 に付 着 強 度 の変 化 傾 向 が わ か る もの と考 え られ る.. ま た,各 工 区 と も材 齢 が進 行 す る. こ とに よ って 付 着 強度 が増 加 して い る こ とが わか る.. 4.表 面粗度と清浄程度を考慮 した付着強度. (3)表 面粗 度と付着強度の関係 各材齢 における付着強度 とSMTDの び8に 示す.図 よ り,SMTDと 見 られ ないが. 関係 を図‑7お よ. 付着強度に明確 な関係 は. 工法毎 に分 ける とそれぞれ に明 らかな傾. (1)ウ. ォー ター ジ ェ ッ トの 研 掃力. 前 章 で 示 したSMTDは,路. 面 の 粗 度 を表 す 指 標 で あ. 向があることがわかる.す なわち,工 法Aは 各材齢 とも,. り,清 浄 程 度 は考 慮 で きな い.そ. SMTDが. 増加 しても付着強度 が増加 しないが,工 法Bは. ッ トの施 工 条 件 に着 目 して 考 え る と,水 圧,水 量,速. SMTDが. 増加する と付着強度 も増加する傾 向にある.こ. の ように,表 面処理の工法 によ り,SMTDと. こで,ウ ォ ー タ ー ジ ェ 度. を変 化 させ る こ と に よ って,粗 度 を変 化 させ る の と同 時. 付着強 度の. に,清 浄 度 に も影 響 を及 ぼす と考 え られ る か ら,ウ ォ ー ター ジ ェ ッ トの研 掃 力 そ の もの を,付 着強 度 の評 価指 標. 関係が異なる ことがわかる. 工法Aお よび工法Bの 代. とすれ ば十 分 で あ る と考 え られ る.ま た,こ の よ うに す. 表的な処理表面 である.工 法Aは 高水圧,大 水量でアス. れ ば,良 好 な付 着 力 を得 る施 工 条件 が,直 接 的 に把 握 で. ファル ト混 合物の アスモルや骨材全体 をはつ り飛ば し,. きる こ とに な る.今,研. 写真‑1お よび写真‑21よ. 掃 力 を以 下 に 示す こ とにす る.. 全体的 に荒々 しい表面に仕上 がっている.工 法Bは 超高 圧,小 水量で,ア スファル ト混合物の被膜 アス ファル ト や骨材間のアスモルのみ を除去す るよ うで あ り,均 一 な. ― 212―. 研 掃 力=PW/V. (1).
(5) 係 を材 齢 毎 に図‑11お. よび12に. 示 す.図 よ り,工 法A. は研 掃 力 に よ る付 着強 度差 の変 化 は ほ とん どな く,工 法 Bは 研 掃 力の 変 化 に伴 い付 着 強 度 差 も変 化 し,付 着 強 度 差 が最 大 に な る研 掃 力 が存 在 す る こ とが わ か る.こ れ は, 工法Bは. 超 高 圧 ・小 水量 とす る た め に,高 圧 の 噴射 水 の. 径 が小 さ く,骨 材 間 の ア ス モル の 除 去 と骨 材 に被 膜 した ア ス フ ァル トの 除 去 が,効 率 よ く出来 たの に対 し,工 法 Aで. は,高 圧 ・大 水 量 と した た め に噴 射 水 の 径 が大 き く. な っ て い る もの と思 わ れ,骨 材 とア ス モル を含 め て は つ り取 っ て しま い,ま た,被 膜 ア ス フ ァル トの 除 去 に は圧 図‑11研. が小 さす ぎる結 果 で あ る と思 わ れ る.ま た,工 法Bで. 掃 力 と付 着強度差の関 係(材 齢7日). 研. 掃 力 が 大 き くな る と付 着強 度差 が減 少 して い くの は,骨 材 間 の アス モ ル の 除 去 が 多 くな りす ぎる と,骨 材 に緩 み を生 じて,ア ス コ ン層 表面 で の 引張 破 壊 が起 こっ て い る た め で あ る と考 え られ る.工 法Bに よ りも1か. 月の方が. おい て,材 齢 が7日. 小 さい研 掃 力 で付 着 強 度 差 が最 大. とな っ て い る が,コ ン ク リー トの強 度 が まだ 大 き くな い と きは,ア ス コン層 の 骨 材 間 に枝 分 か れ して流 れ込 ん だ コ ンク リー トの方 が 破 壊 し,コ ンク リー トの 強度 が大 き くな る に した が って,ア ス コ ン層 の表 面 が 引 張 破壊 を起 こ して い るか らで あ る と考 え られ る. 以 上 よ り,付 着 力 を向上 させ る には工 法Bを 図‑12研. 用 い,研. 掃 力 を1.2MPam2(117.6MPa,0.0162m3/min,3.0m/min). 掃力 と付 着強度 差の僕係(材 齢1か 月). 程 度 とす るの が 良 い と思 わ れ る. こ こ で 、p:ウ. ォ ー タ ー ジ ェ ッ トの 水 圧(MPa). W:ウ. ォ ー タ ー ジ ェ ッ トの 水 量(m3/min). V:ウ. 5.ま. ォ ー タ ー ジ ェ ッ トの 速 度(m/min). とめ. 研 掃 力 と,表 面 処 理 前 後 のSMTDの 差 との 関係 を図 ‑9に 示 す .工 法Aは 研 掃 力 と表 面 処 理 前 後 のSMTD. 本 研 究 で は,ホ ワイ ト トッ ピ ング され た舗 装 の アス コ ン層 の 表面 性 状 と,コ ン ク リー ト版 とア ス コ ン層 の付 着. の 差 の 間 に は ほ ぼ線 形 の 関係 が あ る が,工 法Bは. 強 度 の 関係 を調 べ た,ま た,路 面 性 状 に影 響 を及 ぼ す ウ. 同 じ式. を用 い て も水 圧 に よる 影響 が大 き く,水 圧 が 大 きい 方 が. ォー ター ジ ェ ッ トの研 掃 力 と付 着 強 度 の 関 係 も調 べ た.. 粗 度 も大 き くな る.し か し,図 を見 る と,工 法Bの. 本 研 究 によ って 明 らか に な っ た こ と を ま とめ る と以 下 の. 力 とSMTDの. 研掃. 差 の 関 係 は 同 じ傾 向 を有 して お り,SMTD. 通 りで あ る. 1)高. を媒 介 に して 水圧 に よ る補 正 をすれ ば,ほ ぼ1つ の 直線 で 近似 で きる もの と考 え られ る.そ こで,水 圧88.2MPa を基 準 と して,(1)式. 圧 ・大 水 量 で 表 面 処 理 した 方 が,超 高 圧 ・小 水 量 で表 面 処 理 す る よ りもSMTDは. 2)超. を修正 す る と以 下 の よ う にな る.. 大 きい.. 高 圧 ・小 水 量 で表 面 処 理 した 方 が,高 圧 ・大 水 量 で表 面 処 理 す る よ りも付 着強 度 は 大 きい.. 修 正 研 掃 力=PW/V+0.5(P‑88.2)/29.4(2). 修 正 した研 掃 力 とSMTDの 図 か ら,研 掃 力 とSMTDの あ る.し た が って,工 法Aで. 差 の 関係 を図‑10に. 3)材. 齢 の進 行 と共 に付 着 強度 も増 加 す る.. 4)高. 圧 ・大 水 量 の ウォ ー ター ジ ェ ッ トで 表 面 処 理 を した工 区の 付 着 強 度 は,SMTDの. 示 す.. くほ ぼ 一 定 で 未 処 理 工 区 と差 が な く,超 高 圧 ・小. 差 との線 形 関 係 が 明 らか で は 式(1)を,工. 法Bで. 大 き さ に 関係 な. は式. 水 量 で 表 面 処 理 した 工 区 は 未処 埋 工 区 よ りも付 着. (2)を 用 い る こ とに よ っ て,路 面 に 与 え る粗 度 を推 測 す. 強 度 は大 き く,SMTDの. る こ とが で きる.. 大 き さに よ り付 着 強 度 も. 変 化 す る. 5)付. (2)研 掃力 と付着強度の関係. 着 力 に 影 響 を 及 ぼ す の は,表 面 の 粗 度 と清 浄 程 度 で あ る.. 未処理工区 と各工区の付着強度 の差 と,研 掃力 との関. ―213―. 6)ウ. ォー タ ー ジ ェ ッ トの 圧 力,速 度,水 量 に よ っ て.
(6) 定義 された研掃 力は,工 法毎 にSMTDの. 差 と線形. 3) J.Silfwerbrand,Petersson, O. Thin ConcreteOverlayson Old FlexiblePavement,7thInternational Symposium on Concrete Roach,Session 2, pp.41-46, 1994. 関係がある. 7)超. 高圧 ・小水量 の工法 の場合,付 着強 度の差 が最 大 となる研掃力が存在 する.. 4) J.H.Silfwerbrand: Whitetoppings-Swedish Field Test and Recommendations, 6th InternationalPurchieCaference on Concrete Pavement DesignandMaterials for HighPerformance, Vol.2,pp.231-244, 1997. 参考文献 1). 野 田悦 郎:. ホ ワイ ト トッ ピ ン グ に つ い て, 道 路 建 設,. NO.576, 1996. 1. 5) 七 五 三野 茂, 小川澄, 川村和 将: 高 速道路 におけるアス フ. 2) R.J.Risser, G.F.Voigt, J.W.Mack: Ultra-Thin ConcreteOverlayson Existing Asphalt Pavement,5th InternationalCaference on ConcretePavementDesign& Rehabilitation, Vol.2, pp.247-254, 1993. A BOND. STRENGTH. Takashi TOMOTO,. Tsutomu. Shuichi KOKUBUN. ァル ト舗 装のテクスチ ャーの 特徴 とすべ り摩 擦への影響, 舗 装,Vol.32,No.pp. 9‑14,1997.6. OF WHITETOPPING FUKUTE,. Tatsuo NISHIZAWA,. and Hidenori. HAMADA. In compositepavements,suchas whitetoppingand overlay,it is importantto ensurethe bondbetweenasphaltlayerand concrete layerfor long-termperformanceof thepavements.Thebondstrengthis expectedto be influencedby characteristics or texturein the interfacebetweenasphalt layer and concretelayer . So, we have been searchinga methodto make the optimisticinterface characteristics. In thisstudy,we havetriedtwo typesof methodfor surfacetreatmentusingwaterjet: onewithhighpressureand large amountof waterand anotherwith super highpressureand small amountof water.We investigatedthe relationshipbetweenthe interfacetextureandbondstrength,varyingoperationalparametersincludingwaterpressure,operationspeedandamountof water.As theresults,it was foundthatthereis an optimumvalueof a parameter,whichwas introducedto expressthe energyof waterandis a functionofthe operationalparameters, to obtainhighbondstrength. ― 214―.
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