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石炭 灰 を利 用 した路 盤 材 の 長 期 耐 久 性 に関 す る実証 検 討

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Academic year: 2022

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(1)【第1回 舗 装工 学 講 演 会 講 演 論 文 集1996年12月. 】. 石炭 灰 を利 用 した路 盤 材 の 長 期 耐 久 性 に関 す る実証 検 討 三 浦 雅 彦1奥 1. 田 康 三2浅. 野耕 司3加. 藤 正 巳4. 正会 員 中部 電 力(株)電 力 技 術 研 究 所 構 築G研 究 主 査(〒459名 古 屋 市 緑 区 大 高 町 字 北 関 山20‑1) 2 正会 員 中部 電 力(株)電 力 技術 研 究 所 構 築G(〒459名 古 屋 市 緑 区 大 高 町字 北 関 山20‑1) 3. 4. 大 有 建 設(株)中 央 研 究 所(〒454名 古 屋 市 中 川 区 十 番 町6‑12) (株)コ ム リス 技 術 開発 部 副 部 長(〒460名 古 屋 市 中 区丸 の 内1‑2‑30). 石 炭 灰 の 有 効 利 用 は 重 要 な課 題 と な っ て お り,利 用 しや す い形 態 と して 石 炭 灰 固 化 物 を破 砕 して 道 路 路盤 材 とす る 開発 研 究 を行 っ て き た.路 盤 材 の評 価 は 特 に耐 久 性 が 重 要 視 され る が,昭 和63年 に 試 験 施 工 を行 っ た試 験 道 路 が8年6ケ 月 を経 過 し,石 炭 灰 固化 物 の 路盤 材 と して の長 期 耐 久 性 に つ い て の 検 証 す る機 会 を得 た.そ の結 果,石 炭 灰 路 盤 材 は路 面 性 状 や 路 盤 支 持 力 の両 面 か ら供 用 性,耐 従 来 材 と同 等 の評 価 が得 られ,路 盤 材 へ の適 用 が 可能 と判 断 され る.. Key Word. 久性 が. : Coal ash, base course material, test pavement, long-term durability, conversion coefficient. 1、 は じめ に. 合 わ せ て 国 土 の 環 境 保 全 に寄 与 す る べ く,石 炭 灰 に 少 量 の セ メ ン トを添 加 して 固 化 させ た もの を 再 生 資 源 と して 活 用 す る研 究 を行 い,こ の石 炭 灰 固化 物 を. 我 が 国 の エ ネ ル ギ ー 需 要 は 増 加 傾 向 に あ り,電 力 各 社 は安 定 した 電 力 を供 給 す るた め に,エ ネ ル ギ ー. 破 砕 物 と して 道 路 路 盤 材 とす る方 法 を 開 発 した(以. 源 の 多様 化 を進 め る必 要 性 か ら,石 炭 火 力発 電 を積. 下,「 石 炭 灰 路 盤 材 」).. 極 的 に 推 進 して い るが,こ れ に伴 い発 生す る 石 炭 灰 も年 々 増 加 し,2000年. に は1000万tを. 越す もの と. 基 礎 的 性 状 試 験 と工 場 構 内道 路 によ る試 験 施 工 を 行 っ て,施 工 性 お よび4年 間 の供 用 性 を確 認 し,道. 予 想 され て い る.石 炭 灰 はセ メ ン ト原 料 や コ ン ク リ ー ト混 和 材 等 に 有 効 利 用 され て い る が ,凡 そ40%. 路 路 盤 材 へ の適 応 の可 能性 を 見 出 した.さ. らに試 験. の 石 炭 灰 は埋 立 処 分 さ れ て い る が,近 年,沿 岸 環 境. して,石 炭 灰 固化 物 の製 造性,施 工 性 お よ び供 用 性. 保 全 のた め の埋 立 用 地 の確 保 が難 し くな っ て き て お. 等 の実 用 性 評 価 を現 在 も実施 して い る2)〜4).. プ ラ ン トに よ る製 造 試 験 お よ び 実 道 試 験 施 工 を実 施. 路盤 材 は特 に耐 久性 が 重 要 視 され,そ の性 状 確 認. り,有 効 利 用 の拡 大 が 重要 な課 題 とな って い る1). 各 方 面 で この有 効 利 用 技 術 に 関 す る研 究 が 積 極 的. に は 長期 間 を 要 す が,こ の た び昭 和63年. に施 工 試. に行 わ れ,土 木 分 野 で は これ ま で 石 炭 灰 をセ メ ン ト. 験 を 行 っ た 試 験 道 路 が 供 用8年6ケ. 月 を経 過 し,石. 等 で安 定処 理す る 方 法 で 道 路 材 や 盛 土 材 な ど に利 用. 炭 灰 固 化 物 の 路 盤 材 と して の供 用 性 を検 証す る機 会. す る こ とが 試 み られ て い るが,粉 体 混 合 のた め 施 工. を 得 て,長 期 耐 久 性 につ いて の検 討 を行 っ た.本 報. 性 等 の 問 題 か ら普 及 す る まで には 至 って いな い. 一 方 ,社 会 資 本 整 備 の充 実 のた め,土 木 ・建 築 材. 告 で は これ まで の 研 究 経 緯 を 述 べ る と供 に,長 期 耐 久 性 に関 す る検 討 結 果 につ い て報 告 す る.. 料 と して 使 用 され る 土砂 や 砕 石 は,大 量 採 取 によ る 自然 環 境 変 化 等 が 問題 とな り,新 た な 開発 も制 限 さ. 2.石. 炭 灰 路 盤 材 の 製 造 方 法 と性 状. れ,砕 石 資 源 の温 存 す な わ ち砕 石 代 替 材 の 開 発 が 望 (1)製. まれ て い る. これ らの 背 景 か ら.筆 者 らは石 炭 灰 の 有 効 利 用 と. ―279―. 造方法. 石 炭 灰 等 の副 産 物 を 再利 用す る に当 た っ て は,①.

(2) 図‑1石. 写 真‑1石. 炭灰 固化物 「 粒状材 」. 写 真‑2石. 炭 灰 路盤 材 「 破砕材 」. 炭 灰 路 盤 材 の製 造 方 法. 使 い 易 い こ と,② 従 来 材 と同等 以 上 の 供 用 性 が あ る こ と,③ 環 境 に対 して 安 全 で あ る こ と,④ 安価 で あ る こと,が 実 用 化 の条 件 と考 え られ る.石 炭 灰 固 化 物 の 路 盤 材 化 に つ いて も これ らを満 足 させ るべ く, 図‑1に. 示 す よ う に石 炭 灰90〜95%,セ. メ ン ト5〜. 10%程 表 に 適 量 の 水 を混 合 し,回 転 パ ン型 造 粒 機 で 直径60mm程 約4週. 表 の球 体 似 下,「 粒 状 材」)を 造 粒 し,. 間養 生 後 砕 石 状 に破 砕 した も の(以 下,「 破. 砕 材 」)を 基 材 と した(写 真‑1,2参. 照).そ. の. 表‑1試. 験 プ ラ ン トで 使 用 した石 炭 灰 の性 状(n=29). 利 用 方 法 に は,破 砕 材 をそ の ま ま 使 用 す る方 法 と, 破 砕 材 に石 炭 灰,セ メ ン トと石 膏 か らな る結 合 材 を 10%程 表 混 合 し て安 定処 理 した もの(以 下,「 破 砕 材 +結 合 材 」)と して使 用 す る方 法 の2種 類 が あ る. 「 破 砕 材 」 は 主 に下 層 路 盤 と して用 い ,機 能 的 に は砕 石 路盤 に近 似 した性 能 も有 し,更 に石 炭 灰 特 有 の ポ ゾ ラ ン 反 応 に よ り長 期 的 に路 盤 強 表 が 増 進 し, 長 期 耐 久 性 に 優 れ た 材 料 を 目指 した.「 破 砕 材 +結 合 材 」は,上 層 路 盤 と して も使 用 で き る よ うに 「 破砕 材 」の硬 化 特 性 を大 き く した 高 強 表 な 路 盤 を 目指 し た.石 膏 の 添 加 は 強表 増 進 を早 期 に高 め る た め,ま た 石 炭 灰 の 添 加 は,固 化 材 の 分 散 と破 砕 材 との親 和 を 良 くす る 効 果 を狙 って 配 合 して い る.. (2)石. 炭灰 の性状. 路 盤 材 と して 使 用 す る石 炭 灰 は,火 力発 電所 の 微 粉 炭 ボイ ラー か ら集 塵 器 で 補 集 され る フ ライ ア ッ シ ュ と シ ン ダー ア ッ シ ュが 混 じ り合 った 状 態 の原 粉 と 称 す る も ので,使 用 して い る石 炭 灰 の性 状 を表‑1. 注)石. ―280―. 炭 灰:セ メント=95:5,A法. に よ る突 固 め.

(3) 図‑2石. に 示 す.化. 炭灰 固化物 の膨 張比 の頻度. 図‑3圧. (3)「 粒 状 材 」 の 性 状 「粒 状 材 」 は 適 切 な 含 水 比 で 造 粒 す る と,粒 径. 学 組 成 はSiO2が50〜67%,Al2O3が20〜. 30%,CaOは0.2〜12%,粒. 子 密 表2.05〜2.43g/cm3, 燃 カ ー ボ ン量 は. 60mm程 度 の 単 一 粒 度 に近 い 球 体 が 得 られ,こ の 含. 力発電 所で燃料 と し. 水 比 と突 固 め 試 験 で求 め た最 適 含 水 比 とは よ く一 致. 比 表 面 積 は1,870〜4,260cm2/g,未 0.6〜4.2%と. な っ て い る.火. 潰 強 さ とほ ぐ し一 軸 圧 縮 強 さ の関 係. て い る 石 炭 は 海 外 の 多 数 の 産 炭 地 か ら輸 入 さ れ て お. し3),セ. り,産. の強 度 試 験 と して圧 潰 強 さ試 験 を 実 施 して いる.こ. 炭 地 や 燃 焼 状 態 に よ っ て こ れ らの 性 状 が 異 な. っ て く る.単 る が,発. 一灰ではその性状が広範囲な ものにな. 電 所 で は 混 炭 燃 焼 を 実 施 して お り,比. 較的. JIS A 1201のA法. セ メ ン トを 添 加 し た 混 合 物 を. 32kgf/cm2と. 造 粒 直後 の 「 粒 状 材 」 を ほ ぐ して 再 度 突 固 めて 成 型 した 固 化物 の 一軸 圧 縮 強 さ(ほ ぐ し一軸 圧 縮 強 さ) との 関 係 を 求 め る と,図‑3に. 最 大 乾 燥 密 度 は1.23〜. た 一 軸 圧 縮 強 さ は 養 生4週 範 囲 は 広 い が,多. 1/4に 相 当す る.し た が って,「 粒 状 材」 の強 表 は. く は 平 均 値 付 近 に集. 圧 潰 強 さ によ る管 理 が 可 能 で あ る と判 断 して いる. さ らに20℃28日. 石 炭 灰 は 初 期硬 化 の 際 に膨 張 反 応 を起 こす こと が あ り,図‑2に. そ の 膨 張 比 の 頻 表 を 示 す.多. 下 の 膨 張 で あ る が,9%以. の が2割. 示 す よ う に両 強 度 間. には 高 い相 関 が あ り,圧 潰 強 さ は一 軸 圧 縮 強 さ の約. で8〜. 中 し て い る.. 5%以. ひず み 速 さで 割 裂 載荷 し. た と き の最 大 荷 重 を破 断 面積 で 除 した 値(圧 潰 強 さ). によ って突 固めて求 めた最 適含. 水 比 は,19〜30%、 1.51g/cm3,ま. の試 験 は毎 分 直 径 の1%の. 製 造 した 「 粒状材 」. で あ る.灰 種 の影 響 等 で試 験 値 に バ ラツ キ が あ る が,. 均 一 な 性 状 の 石 炭 灰 を 使 用 し て い る. 石 炭 灰 に 内 比5%の. メ ン ト添 加 量5%で. 程 度 あ る.こ. 養生. に相 当 し,60℃ 促 進 養 生 を行 え ば1日 で 強 表測 定 が. くは. 上 の 膨 張 を 起 こす も. 養 生 の圧 潰 強 さ は60℃1日. で き,迅 速 な 品質 管 理 を行 う こ と も可 能 で あ る3).. の膨 張 反 応 は密 表 低 下 と強 度. 低 下 の 原 因 と も な り,石. (4)「. 炭 灰 を直 接 安 定 処 理 を 施 し. て 使 用 す る に は 適 し て い な い.し. た が っ て,石. 炭灰. 固 化 物 を 破 砕 物 の 形 態 に し て 使 用 す る 方 法 は,施. 工. 破 砕 材 」 の性 状. 「 破砕 材 」 は,「 粒 状 材 」 を粒 径40mm以 砕 した もの で,そ の 材 料性 状 を表‑2に. 下 に破. 示 す.比 重,. 性 の 改 善 と供 に 安 定 し た 路 盤 材 と し て 提 供 で き る 手. 最 大 乾 燥 密 表,単 位 容 積 重 量 は砕 石 路 盤 材 の6割 り. 法 と考 え る.. 程 度 と軽 く,ま た 吸水 率 が 多 い材 料 で あ る.粒 表 は 量 と の相. 細 粒 分 が 多 いギ ャ ップ的 粒 表 分 布 で あ る が,逆 に細. に 生 石 灰 成 分 が 起 因 とな って 膨 張 す る. 粒 分 が 少 な い と締 ま りが悪 く,ま た 転圧 破砕 が多 く. 膨 張 反 応 は,石 関 が 高 く,主. 炭 灰 の 化 学 組 成 中CaOの. も の と考 え る.ま も 認 め ら れ,現. た,強. な る傾 向 が見 られ,2.36mm通. 表 性 状 と化 学 性 状 と の 関係. 在 製 造 管 理 に反 映 で き る よ う に検 討. 修 正CBRは. 中 で あ る.. ―281―. 過 量 が20%以. 上がよ. い と考 え る. 砕 石 路 盤 材 と同等 以 上 の 値 が得 られ.

(4) 表‑2「. 破 砕 材 」 の性 状 値. 図‑4粒. て い る.「 破 砕 材 」 の修 正CBRは. 図‑4に. 状 材 の圧 潰 強 さ と破 砕 材 修 正CBRの. 関係. 示す と. おり 「 粒 状 材 」 の 圧 潰 強 さが 大 き い ほ ど破 砕 材 の修 正CBRは. 高 くな る関 係 に あ り,粒 状 材 の強 さ に よ. っ て破 砕 材 の 強 さ が 決 定 され る.こ れ まで の 試 験 施 工 の 結 果,「 破 砕 材 」 の修 正CBRは80%以. 上を. 有 す れ ば路 盤 初 期 支 持 力 が従 来 路 盤 材 と同 等 以 上 と な り,こ れ を 目標 値 と して設 定 した 場合,図‑4よ り 「 粒 状 材 」 の 圧 潰 強 さが3〜4kgf/cm2と. な るよ. う に強度 管 理 をす る必 要 が あ る. 「 破砕 材 」 の硬 化 特 性 を,突 固 め後 の養 生 日数 と CBRと. の 関 係 を図‑5に. てCBRは. 上 昇 し,4日. で 凡 そ1.4倍,13週. 示 す.養 生 が 進 む に つ れ 水 浸 のCBRに. で は1.7倍. 図‑5「. (5)「. 破 砕 材 」 の養 生 日数 とCBRの. 関係. 破 砕 材 +結 合 材 」 の 性 状. 「 破 砕 材 +結 合 材 」 は,「 破 砕 材」 の硬 化 特 性 を. 比 べ て4週. に 達 し,「 破 砕. 大 き く した 高 強 表 な路 盤 を 目指 した もので,安 定 処. 材 」 が経 時 に つれ て硬 化 が進 む こ とが確 認 され た.. 理 材 の 一 般 的 手 法 を用 いた 目標 強 さ は,結 合 材 中 の. これ は石 炭 灰 固化 物(「 粒 状 材 」)の 硬 化 反応 が 長. セ メ ン トと石 膏 の 配 合 量 で 調 整 が 可 能 で あ る.「 結. 期 に亘 って 進 行 す る た め,「 破 砕 材」 の 形 態 に した. 合 材 」 中 の セ メ ン トと石 膏 の 添 加 量 を一 定 に して,. 時 点 で も未 水 和 物 質 が多 く残 存 して い る た め と考 え る. した が って 「 破 砕 材 」 自体 は一 般 の砕 石 路 盤 材 と 比較 した 場 合,軟. 「 破砕 材 」 の 修 正CBRと. 「 破 砕 材 +結 合 材 」 の 一. 軸 圧 縮 強 さ と の 関 係 を 見 る と,図‑6に 示すよ うに 一軸圧縮強 さは ,「 破 砕 材 」 の強 さ(CBR)に 大き. らか い材 料 と云 え るが,石 炭 灰 固. く依 存 して い る.こ れ はす なわ ち基 材 とな る 「 粒状. 化 物 の 状 態 で 見 られ た 膨 張 も,「 破 砕 材 」 を突 固 め. 材 」 の 強 さ も影 響 して お り,「 粒 状 材」 の強 表 管 理. た 場 合 に は 殆 ど見 られ な くな り,ま た 水 硬 性 を有 す. が 重 要 にな る.. る た め,安 定 処 理 路 盤 的 に機 能 して い く路 盤 材 と考 え られ る.. 「 破砕 材 」 は 水硬 性 を有 す る材 料 で あ る た め ,放 置 期 間 が 長 くな る とそ の 効果 が 弱 くな る傾 向 に な る. ―282―.

(5) 表‑3主. 図‑6破. な施 工例. 砕 材 のCBRと 破 砕 材+結 合 材 の の 一 軸 圧 縮 強 さ の関 係. が,「 破 砕 材+結 合 材 」 は 「 破 砕 材 」 自身 の強 表 が 高 い程,圧 縮 強 さが 大 き くな る傾 向 が 見 られ,長 期 間 置 いて 十 分 に強 表 が 高 くな った 「 破 砕 材 」 を使 用 この う ち,開 発 当 初 に 工 場 構 内 搬 出路 で 行 った 試. して も十 分 な 強 表 が 得 られ,「 破 砕 材 」 の使 い 分 け. 験 道 路2)が 供 用8年6ケ. も可 能 とな る.. 月 を経 過 し,路 面 調 査 や 開. 削 調 査 を実 施 して,路 盤 評価 と して 重 要 な 耐 久 性 に (6)石. つ い て検 証 を行 っ た.. 炭 灰 路 盤 材 の安 全 性. 使 用 石 炭 灰 お よ び石 炭 灰 路 盤 材 の 安 全 性 につ い て (1)試. は,使 用 石 炭 灰 か らの 有 害物 質 の 溶 出 は,埋 立 処 分. 試 験 道 路 は ア ス コ ン,生 コ ンや 砕 石 等 の 工 場 か ら. に係 わ る判 定 基 準(「 廃 棄 物処 理 法 」 に基 づ く昭 和 48年 総 理 府 令 第5号,改. 正:平 成6年. 総 令61号. の資 材や 製 品 の 搬 出 に利 用 され る構 内 搬 出 路(大 型. ま. 車交 通 量 は1日1方. で)を 満 足 して お り,石 炭 灰 路 盤 材 か らの溶 出 は,. 示25号. 正:平 成6年 環 境 庁 告. 境 庁 告 示65号. 正:平 成5年. 区上 層 路 盤 と して 用 いた 「ク リ ンカ ー 」 は,石 炭 火 力 ボ イ ラー 炉 底 部 で 補 集 され る1〜10mm程. 環. 度 のポ ー. ラス な 残滓 で,「 破砕 材 」 と同 様 に石 炭 灰,セ メ ン. ま で)を 満 足 す る安 全 な 路 盤 材 で あ. トと石 膏 か らな る 「 結 合 材 」 で 安 定 処 理 を行 った.. る.. 舗 装 断 面 お よ び 工 区割 りは 図‑7に 3.試. 示す. お よ び 通 常 の セ メ ン ト安 定 処 理 路 盤 を用 いた.C工. か らの 浸 透 水 は 水 質 汚 濁 防 止 法 に基 づ く環 境 基 準 環 境 庁 告 示 第59号,改. 程 度 の 交 通 量)の 一 部. 石 炭 灰 路 盤 材 と比 較 材 料 と して 切 込 砕 石,粒 調 砕 石. ま で)を 満 足 して い る.ま た 石 炭 灰 路 盤 材. (昭和46年. 向200台. で 行 った.試 験 道 路 に用 い た 路盤 材 は 表‑4に. 土 壌汚 染 の 係わ る 環 境 基 準(環 境 基 本 法 に基 づ く平 成3年 環 境 庁 告 示 第46号,改. 験 道 路 の概 要. 示 す とお り,上. 層 お よび 下 層 路 盤 と して石 炭 灰 路 盤 材 を4工 区,比. 験 道 路 に よ る長 期 耐 久 性 の検 証. 較 の た め従 来 路 盤 材 を2工 区 の 計6工 区 を設 定 した. これ ま で に石 炭 灰 路 盤 材 を 用 いた 道 路 施 工 は表‑ (2)施. 3に 示す とお り,構 内道 路 に お け る試 験 施 工 を 始 め,. 工 時 の 試 験,調 査 結 果. 石 炭 灰 路 盤 材 の 製 造 お よ び 比 較 用 セ メ ン ト安 定 処. 愛 知 県 下 の 国道 や 県 道 にお いて 実 施 し,そ の供 用 性. 理 路 盤 材 の混 合 は,工 場敷 地 内 に仮 設 プ ラ ン トを設. 状 につ いて,一 部 の 路 線 で 現 在 も定 期 的 に調 査 を継. 置 して行 い,施 工 に用 い た 各 路 盤 材 は表‑5に. 続 して い る4).. とお り路 盤 材 と して の規 格 値 を満 足 して いた.. ―283―. 示す.

(6) 表‑4試. 験道路 に用 いた路盤材 の種 類 と配合. 注)破. 図‑7舗. 砕 材 は石 炭 灰:セ. メ ン ト=95:5の. 配 合 で製 造. 装 断 面 と工 区. 施 工 は敷 均 し に ブル ドー ザ ー,一 次 転 圧 に マカ ダ ム ロ ー ラー,二 次 転圧 にタ イ ヤ ロー ラー を使 用 した. 写 真‑3に. 施 工 状 況 を示 す.初 期 転 圧 に お け る転 圧. 減 が 砕 石 路 盤 材 よ り若 干 大 き いが,軽 量 な た め 敷 均 しや 整 正 は砕 石 よ り良好 で あ った.ま た プ ラ ン トで 製 造 し十 分 な 含 水 調 整 が行 え た た め粉 塵 等 の発 生 も な か った.転 圧 に よ る細 粒 化 は ロー ラー に接 す る 付 近 で 見 られ た が,内 部 が 破砕 して い る こと は な く, 締 固 め度 は100%が. 得 られ て お り、 粗 粒 分 は骨 材 と. して 機 能 して い る と考 え られ,細 粒 化 が 路 盤 強 度 の 低 下 にな らな い と判 断 す る. 施 工 時 に各 層 で 行 った 繰 返 し平板 載 荷 試 験 の 結 果. ―284―. 写真‑3石. 炭灰 路盤材 の転圧状況.

(7) 表‑5使. か ら求 め た 路 盤 層 の 変 形 係 数 を表‑6に. 用 路 盤 材 の性 状. 示 す.石 炭. 灰 路 盤 材 は,従 来 路 盤 材 よ り大 き な変 形係 数 が得 ら. 表‑6試. 験路盤 の繰返 し平板載荷 試験 か ら求めた変形係数. れ,施 工 時 にお け る路 盤 強 度 は十 分 に有 して いた.. (3)試. 験道路の追跡調査結果. a)交 通 量 試 験 道 路 の直 前 部 に軸 重 計 を 設 置 し,交 通 荷 重 を ヒス トグ ラ ム レコー ダ で0〜32tonま. で1ton単. 自動 的 に 累 積 し,施 工 か ら4年 間 の5t換. 位に. 算輪数 を. 求 め た.試 験 道 路 は 工 場 搬 出路 と して機 能 し,8年 6ケ月後 の5t換. 算 輪 数 は,工 場 の生 産 量 等 に大 き な. 変 化 が な い こ とか ら,約136万. 輪 と推 定 した.. b)ひ び 割 れ 率. 表‑7ひ. ひび 割 れ の発 生 は,供 用4年 後 まで 見 られ な か っ た が,表‑7に. 示 す と お り8年6ケ. 月後 の 調 査 で は. 各 工 区 と も若干 の ひ び割 れ を 生 じて きた.ひ び 割 れ は 何 れ の 工 区 もOWPの. 位 置 に開 き 目の小 さ い縦 断. 方 向 の 線 状 に発 生 した もの で,通 過 車輌 に よ る繰 返 し荷 重 によ って 発 生 した もの と思 わ れ る. 安 定 処 理 路 盤 に発 生 し易 い,収 縮 に よ る横 断 ひ び 割 れ は何 れ の 工 区 に も見 られ なか っ た.石 炭 灰 路 盤 材 は通 常 の安 定 処 理 路 盤 に 比べ て セ メ ン ト量 が 比較 的 多 い配 合 で あ る が,石 炭 灰 が有 す る遅硬 性 と石 炭 灰 固化 物 を 「 破 砕 材 」 とい う形 に 加 工 して 路 盤 材 に. ―285―. び割 れ率(8年6ケ. 月後).

(8) 図‑8平. 図‑9わ. だ ち掘 れ の経 時 変 化. 図‑10た. わ み量 の経 時 変 化. 坦 性 の経 時 変 化. した効 果 と考 え られ る. c)平 坦 性 平 坦 性 は 試 験 道 路 の 工 区 長 が20mと 0.5m間. 短 い た め,. 隔 に 値 を測 定 して 行 っ た 結 果 を 図‑8に. 示. す.試 験 工 区 手 前 に あ る横 断側 溝 に よ る 車輌 の バ ウ ン ドの影 響 でD,E,F工. 区 は増 加 傾 向 が見 られ た. が,途 中 で側 溝 の 改 修 工 事 を行 い,そ の他 の工 区 と の差 は1mm程 度 と 小 さ くな り,経 時 変 化 に伴 う平坦 性 の変 化 は,全 体 的 に横 ば い傾 向 に見 られ た. d)わ だ ち 掘 れ 量 わ だ ち 掘 れ 量 の 経 時 変 化 を 図‑9に. 示 す.試 験 道. 路 の 地 盤 は安 定 した 状 態 に あ り,わ だ ち掘 れ の進 行 は ア ス コ ン 層 の摩 耗 流 動 変 形 に よ る も の と,そ の 他 舗 装 各 層 の圧 縮,変 形 が原 因 と考 え られ る.「 ク. 大 き く低 減 し,そ の 後横 ばい 状 態 で 推 移 し,舗 装 体. リンカ ー+結 合 材 」 を用 い たC工 区 が 比較 的 大 き い. 強 度 と して は今 だ 健 全 な 状態 に あ る と見 られ る が,. が,こ れ は ク リン カ ー が粒 径10mm以. A工 区(粒 調 砕 石/切 込 砕 石)は 他 の 工 区 よ りた わ. 下 と細 か く,. 噛 合 せ 効 果 が 得 られ に く く路 盤 層 が 変 形 した もの と. み量 が大 き く,路 盤 形 態 の違 いが 現 れ て いた.D工. 推察 され る.そ の 他 の 工 区 は何 れ も徐 々 に大 き くな. 区(セ メ ン ト安 定 処 理 路 盤/切 込 砕 石)とE工. っ て き て い る が,そ. 砕 材+結 合 材30/切. の 差 違 は 判 然 と せ ず,「. 破砕. 区(破. 込 砕 石)が 増 加 傾 向 を 示 した が,. 材 」 を基 材 と した 石炭 灰 路 盤 材 は 砕 石 路 盤 材 と 同様. 舗 装 構 成 が 同一 で あ る こ とか ら,路 盤 材 と して 同 等. に噛 合 せ 効 果 も あ る路 盤 材 と云 え る.. の 強 さ を 有 す る と判 断 す る.. e)た わ み 量. 上層 路 盤 と して そ れ らよ り弱 いB,C工. ベ ンケ ル マ ン ビー ム に よ るた わ み量 測 定 は ,現 場 側 近 の安 定 した 舗 装 部 で 求 めた 温 度 補 正 に よ っ て行 っ た.図‑10に. 示 す とお り施 工 時 か ら3ケ 月 まで は. ―286―. 区 のた わ. み量 が 小 さ く,材 料 の 強 さよ り舗 装 厚 の違 いが た わ み 量 に影 響 して い る よ うに見 られ た..

(9) f)MCI,PSIに. よ る供 用 性 状. 表‑8MCI,PSIの. 算 出 結 果(供. 用8年6ケ. 月 後). 試 験 道 路 の 供 用 性 状 と して,ひ び割 れ 率,わ だ ち 掘れ 量 と平坦 性 の3要 素 か ら算 出 したMCI(維 管 理 指 数)とPSI(供. 持. 用 性 指 数)の 結 果 を表‑8. に 示 す.何 れ の 工 区 もMCIは6.0〜6.9,PSI で は3.8〜4.1の. 値 が 得 られ て い る.表 面処 理等 の. 簡 単 な修 繕 を 必 要 とす る レベ ル と して,MCIは4 〜6 ,PSIで は2.1〜3.0と な っ てお り,試 験 道 路 で は今 だ修 繕 を 必 要 と しな い状 態 に あ る. g)開 削 調 査 に よ る 路 盤 性 状 試 験 道 路 の 一 部 を開 削 して 行 っ た 調査 で は,施 工 時 と比較 して 路 盤 材 や 路 床 材 の密 表 変 化 や 粒 状 材 料 の材 料 性 状 の変 化 はな く,ま た 切 取 り供試 体 に よ る 一軸 圧 縮 強 さ は ,「 破 砕 材+結 合 材30」 が 120kgf/cm2,「. 破 砕 材+結 合 材20」. 「 破 砕 材+結 合 材10」. は84kgf/cm2、. は32kgf/cm2,「. セ メ ン ト安. 定処 理 」 は73kgf/cm2に 上 昇 して いた. 各 舗 装 面 上 で 行 った 繰 返 し平 板 載 荷 試 験 か ら求 め た 路 盤 層 の 変 形 係 数 を 図‑11に. 示 す.粒 調 砕 石 は. 殆 ど変 化 が な い の に対 し,石 炭 灰 路 盤 材 は 何 れ も施 工 時 に 比べ て 著 し く上 昇 して いた. 石 炭 灰 路 盤 材 は 強 固 な路 盤 を形 成す る が,一 様 な 硬 さ で,砕 石安 定 処 理 と 比較 して,掘 削機 械 が入 り や す く,こ の 面 で の路 盤 材 と して の 適応 性 も有 して い る と判 断 され る(写 真‑4).. (4)試. 図‑11繰 返 し平板載荷試験 か ら求 めた 試験 路盤 の変形係数. 験 路盤材の耐久性評価の検討. 石 炭 灰 路 盤 材 の 長 期 耐 久 性 評 価 と して,試 験 道 路 の8年6ケ. 月後 の 路 面 性 状 と舗 装 強 度 性 状 の 両 面 か. ら石 炭 灰 路 盤 材 の 等 値 換 算 係 数 の推 定 を行 っ た. 路 面性 状 か らの 評 価 は,MCI,PSIとTAの 関 係5,6)を 用 い,舗 装 強 度 面 か らの 評価 と して,た わ み 量 とTA関 係7)と,開. 削 時 に求 めた 路 盤 層 の 変. 形 係 数 か ら建 設 省 土 木 研 究 所 の提 案 式8)を. 用 い,. 比較 材 料 の 粒 調 砕 石,セ メ ン ト安 定処 理 路 盤 と切 込 砕 石 を基 準 路 盤 と して 相 体 比較 と して算 出 を行 っ た. そ の 結 果 の一 覧 を表‑9に. 示 す.石 炭 灰 路 盤 材 を. 路 面 性 状 か ら見 た評 価 と して は,従 来 路 盤 材 と 同等 写真‑4石. の性 能 を有 す る と見 な さ られ,ま た 舗 装 強 度 面 か ら の評 価 と して は従 来 路 盤 材 よ り高 強 度 な 材 料 と位 置. 4.お. 炭灰路盤材 の開削状況. わ りに. 付 け られ る.総 合 的 に は,従 来 路 盤 材 と 同等 の長 期 これ まで の研 究 か ら,石 炭 灰 路 盤 材 は以 下 よ うな. 耐 久 性 を有 す る 路盤 材 と評 価 で き る.. の性 状 を有 して い る こ とが 明 らか にな っ た.. ―287―.

(10) 表‑9試. (1)軽. 験 路盤 の等値換算係数 の推定. 量 な 砕 石 状 の破 砕 物 の た め,敷 均 し等 の 取. 扱 い が容 易 で,粉 塵 等 の 問 題 が な い. (2)施. 参 考 文 献. 工 直 後 で も従 来 材 料 と 同様 な 支 持 力 を有 し,. 即 時 開 放 が 可 能 で あ る. (3)セ (4)砕. 1) 環境 技 術 協 会, 日本 フラ イアッシュ協 会: 石 炭 灰 ハンド ブ ッ ク10, 1995. 2) 黒 田 昇, 吉 兼. 亨, 土 井 征 男:. メ ン ト等 の添 加 量 に よ り強 度 の調 整 が可 能 。. 盤 材 に つ い て(第2報). 石 路 盤 と は異 な り水 硬 性 材 料 で あ るた め,. 文 集, No495,. 石 炭 灰 を原 料 と した 路. , 第18回. pp. 522‑523,. 3) 尾 関 正 典, 加 藤 正 巳, 浅 野 耕 司:. 施 工後 の 強 度 が 長 期 的 に増 進 して 脆 弱 化 等 を抑. 盤 材 の実 用 化 研 究 4) 中 部 道 路 研 究 会:. 制 し,長 期 耐 久 性 に優 れ る.. 第5部. (5)環. 境 面 に対 して も安 全 で あ る。. (6)路. 面 性 状,路 盤 強 度両 面 か らの 等 値 換 算 係 数. 日本 道 路 会 議 一 般 論. 1989. 10. 石 炭灰 を利 用 し た路. 道 路 建 設, No560, pp. 62‑71, 平 成8年. 会 報 告, pp213‑241,. 1996, 10.. 5) 建 設 省 道 路 局, 建 設 省 土 木 研 究 所: の 計 画 に 関 す る 調 査 研 究, 第34回. の 推 定 値 は 従 来 材 と 同等 の 値 が 得 られ た.. 報 告 書1980, 6) 安 崎. 裕:. 7) 永 康. 舗 装 の維 持 修 繕 建設省技術研究会. 11. 大 日 ・横 戸 試 験 舗 装 追 跡 調 査 の 結 果, 土 木. 技 術 資 料, 19‑6, pp39‑44,. 現 在,実 道 にお い て も供用 性 調 査 を継 続 中で あ る. 進, 古 関 堅 治:. 1977, 6.. 下 層 路 盤 安 定 処 理 の効 果 と等. 値 換 算 係 数 の 推 定, 土 木 技 術 資 料16‑2, pp.. が,こ れ まで の と ころ 良 好 な 状態 で 推 移 して お り, 石 炭 灰 路 盤 材 の道 路 路 盤 材 と して の 適 用 は可 能 と判. 19949.. 表 中部 道 路研 究 会 報 告. 34‑44,. 1974, 2. 8) 建 設 省 道 路 局, 建 設 省 土 木 研 究 所:. 断 さ れ る.. 用 に 関 す る研 究. 第36回. 舗 装 廃 材 の再 利. 建 設 省 技術 研 究 会 報 告 書. 1982, 11.. 製 造 技術 等 に つ い て 更 に検 討 を 重 ね て い るが,こ の よ うな 再 生 利 用 技 術 が 促進 され れ ば,資 源 の温 存. (). と環 境 保 全 に大 い に貢 献 で き る もの と考 え る.. STUDY ON LONG-TERM DURABILITY OF BASE COURSE MATERIAL USING COAL ASH Masahiko MIURA, Kozo OKUDA, Koji ASANO and Masami KATO Recently, it is important for us to expand use of coal ash.. So we have bean committed to research into the. utilization of coal ash (solidified coal ash with a relatively small amount of cement added) as base course material.Performance of base course material is able to judge especially from long-term durability. We have tested base course materials in the construction of a road since 1988. Results of the test road construction show that base course material made of coal ash have a performance similar to conventional base course material both in strength and service performance.. ―288―.

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参照

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