JPH1096206A - アスファルト舗装の施工方法およびこの施工方法に使用される加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】敷きならし、転圧の作業中は、硬化時間の長い
速硬セメントの利点を生かして、作業を余裕をもって行
えるようにし、アスファルト舗装面が仕上がった後は、
迅速に硬化を進行させ、安定化を早くし、これによって
耐水性を向上させるとともに、迅速に交通に解放する。 【解決手段】硬化時間内に敷きならし、転圧の作業を行
うことができるセメントが配合されたアスファルト混合
物を用意し、このアスファルト混合物を敷きならし、転
圧することによりアスファルト舗装面に仕上げる。つい
で、仕上げられたアスファルト舗装面の上方より、当該
アスファルト舗装面に向けて、アスファルト乳剤中の水
の誘電損を所定値以上にする周波数の電磁波を放射す
る。ついで、アスファルト乳剤中の水の温度が、セメン
トとの水和反応を促進する温度範囲に入るように、電磁
波の放射を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アスファルト舗装
の施工方法およびこの施工方法の実施に直接使用される
加熱装置に関し、特に、常温アスファルト混合物を用い
てアスファルト舗装を施工する場合に適用されるもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アスファルト舗装を施工する
工法として、加熱混合工法が一般的に行われている。

【０００３】加熱混合工法は、骨材と、アスファルト材
料（歴青材料）とをそれぞれ加熱して流動性を持たせた
後、これらを混合して加熱アスファルト混合物を生成
し、これを舗装現場に運搬して、路面に所定厚に敷きな
らし、転圧、整正して仕上げるという工法である。

【０００４】しかし、加熱アスファルト混合物には、敷
きならし、転圧に適する温度範囲というものが存在す
る。このため、敷きならしに適する一定の温度以上を維
持して、敷きならし、また転圧に適する一定の温度以上
を維持して、転圧する必要がある。

【０００５】したがって、加熱アスファルト混合物が上
記一定の温度よりも低下してしまうと、転圧しても、締
め固めがきかなくなる虞がある。このため、アスファル
ト舗装面の安定度、耐久性が損なわれる虞がある。

【０００６】このように、加熱混合工法は、加熱アスフ
ァルト混合物の適正な温度管理が必要であり、施工が煩
雑（取扱い性、作業性がよくない）なものとなり、作業
に熟練を要するという難点がある。

【０００７】そこで、温度管理が不要で、常温で施工を
行うことができる常温混合工法が近年採用されている。

【０００８】常温混合方法には、次の２種類の常温アス
ファルト混合物を用いた工法がある。

【０００９】Ａ．骨材（石、砂など）と、アスファルト
乳剤（アスファルトを界面活性剤により水に乳化させた
もの） Ｂ．骨材と、アスファルト乳剤と、セメント 常温アスファルト混合物Ａ、Ｂともに、常温（通常、大
気温度で２０゜Ｃ位）で製造、施工ができるので、取扱
い性、作業性に優れるという利点がある反面、加熱アス
ファルト混合物に比べて、安定化が遅く、耐水性が劣る
とともに施工後に交通に解放するまでの時間を要すると
いう問題がある。

【００１０】この問題を解決すべく、特公平４−５２３
２５号公報では、つぎのような工法を提案している。

【００１１】すなわち、導電性の骨材を用いた常温アス
ファルト混合物Ａを敷きならし、仮転圧した後、誘導加
熱に適する周波数の電磁界をアスファルト舗装部に誘起
して、導電性の骨材の発熱を介して当該常温アスファル
ト混合物Ａのアスファルト乳剤中の水を蒸発させて、常
温アスファルト混合物を硬化させる。そして、この硬化
した加熱アスファルト混合物に対して、あらためて転
圧、整正を行うようにしている。この結果、転圧、整正
後の安定化は、常温アスファルト混合物Ａに比べて早く
なり、施工後に迅速に交通に解放することができるよう
になる。

【００１２】また、上記常温アスファルト混合物Ｂによ
る工法は、研究開発の途上にある工法であり、セメント
を常温でアスファルト乳剤中の水と水和させ、乳剤中の
水を吸収除去させることで、アスファルトを固体化さ
せ、水を分離分解させて骨材をその粘着性で結合させ
て、アスファルト舗装の強度、安定性、耐久性を発現さ
せようとするものである。セメントとしては、２時間〜
６時間で硬化する速硬セメントが用いられる。したがっ
て、早く水和、硬化がなされる速硬セメントを使用すれ
ば、それだけ安定化が早くなり、施工後に迅速に交通に
解放することができるようになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した常温アスファ
ルト混合物Ｂによる工法は、早く水和、硬化がなされる
速硬セメントを使用するため、常温アスファルト混合物
Ｂを敷きならしている間に、アスファルト舗装面が硬化
してしまい、敷きならしを十分に行う時間を取れないと
いう問題が招来する。例えば、２時間程で硬化し非常に
早く水和する速硬セメントを用いた場合、３０分程の時
間で敷きならしまで終了しなければならず、現実的では
ない。

【００１４】したがって、十分な施工時間を確保するた
めには、硬化時間の長い速硬セメントを使用せざるを得
ず、このため、それだけ安定化が遅くなり、施工後に迅
速に交通に解放することができないという問題が依然と
して残ることとなる。

【００１５】そこで、本願発明は、 （イ）硬化時間の長い速硬セメントを使用した場合であ
っても、安定化を早くして、耐水性を向上させるととも
に、施工後に迅速に交通に解放することができるように
することを解決課題とするものである。また、特公平４
−５２３２５号公報記載の工法をとった場合、骨材とし
て導電性のものを用意しなければならないため、コスト
がかかるという問題が招来する。

【００１６】また、転圧作業の途中で加熱作業を行うた
めに転圧の工程を２回に分けて行う必要があるため、作
業が煩雑となり、工数も増えることとなる。

【００１７】また、加熱作業は、アスファルト乳剤中の
水を蒸発させて、加熱アスファルト混合物に変換するこ
とを目的として行うため、加熱の仕方によっては突沸を
招来して施工後のアスファルト舗装面の強度が低下する
ことがある。

【００１８】そこで、本願発明は、 （ロ）コストの上昇、作業の煩雑化、工数の増加、突沸
によるアスファルト舗装面の強度低下を招来することな
く、安定化を早くして、耐水性を向上させるとともに、
施工後に迅速に交通に解放することができるようにする
ことを解決課題とするものである。

【００１９】以上のように本願発明は、解決課題
（イ）、（ロ）を一挙に解決しようとするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段および効果】そこで、本願
発明の主たる発明では、骨材と、アスファルト乳剤と、
セメントからなるアスファルト混合物を敷きならし、転
圧することによりアスファルト舗装面に仕上げるアスフ
ァルト舗装の施工方法において、硬化時間内に前記敷き
ならし、転圧の作業を行うことができるセメントが配合
されたアスファルト混合物を用意し、このアスファルト
混合物を敷きならし、転圧することによりアスファルト
舗装面に仕上げる工程と、前記仕上げられたアスファル
ト舗装面の上方より、当該アスファルト舗装面に向け
て、前記アスファルト乳剤中の水の誘電損を所定値以上
にする周波数の電磁波を放射する工程と、前記アスファ
ルト乳剤中の水の温度が、前記セメントとの水和反応を
促進する温度範囲に入るように、前記電磁波の放射を制
御する工程とを具えるようにしている。

【００２１】本願発明によれば、硬化時間内に敷きなら
し、転圧の作業を行うことができる、硬化時間の長い速
硬セメントを使用しているので、敷きならし、転圧の作
業を余裕をもって行うことができる。こうして余裕をも
って作業が行われてアスファルト舗装面が仕上がると、
後は、セメントとの水和反応が促進されるので、迅速に
硬化が進行する。

【００２２】このように本発明によれば、敷きならし、
転圧の作業中は、硬化時間の長い速硬セメントの利点を
生かして、作業を余裕をもって行えると共に、アスファ
ルト舗装面が仕上がった後は、迅速に硬化が進行される
ので、安定化を早くでき、これによって耐水性が向上す
るとともに、施工後に迅速に交通に解放することができ
るようになる。

【００２３】しかも、アスファルト乳剤中の水の誘電損
を所定値以上にする周波数の電磁波を放射して加熱して
いるので、従来のように、誘導加熱のために骨材として
導電性のものを用意する必要がなく、コストを抑えるこ
とができる。

【００２４】また、従来のように、転圧作業の途中で加
熱作業を行うために転圧の工程を２回に分けて行う必要
もなく、転圧の工程は１回で済むので、作業の煩雑化、
工数の増加を回避することができる。

【００２５】また、アスファルト乳剤中の水の温度が、
セメントとの水和反応を促進する温度範囲に入るよう
に、電磁波の放射を制御しているので、従来のように、
突沸を招来して施工後のアスファルト舗装面の強度が低
下してしまうこともない。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本願発明の
実施の形態について説明する。

【００２７】まず、この実施の形態で使用される加熱装
置の構成について図３、図４を併せ参照して説明する。

【００２８】図３（ａ）にその上面図を、図３（ｂ）に
その側面図を示すように、この加熱装置１００は、大き
くは、マイクロ波発振管であるマグネトロン１と、方向
性結合器２と、整合器３と、導波管路４と、ホーン形マ
イクロ波アンテナ５と、台車６と、温度制御部２００
（図４参照）とから構成されている。

【００２９】すなわち、マグネトロン１とアンテナ５は
基本的には導波管路４を介して結合されているが、途中
に方向性結合器２を介在させることにより、マグネトロ
ン１から放出されるマイクロ波の出力と、アンテナ５で
反射されるマイクロ波の出力を測定するようにしてい
る。また、導波管４の途中に整合器３を介在させるよう
にしている。この整合器３は、マイクロ波のアンテナ５
による反射を最小とするよう調整（整合）するために配
設されている。整合器３としては、例えば、３本のボル
トで整合を行える、いわゆるスリースタブが使用され
る。

【００３０】マグネトロン１は、台車６によって支持さ
れており、この台車６は、所定の移動機構により、既設
路面３０上を移動方向Ａに移動できるようになってい
る。すなわち、台車６が矢印Ａのごとく移動すると、ア
ンテナ５の開口部はアスファルト舗装体２０に沿って移
動することができる。

【００３１】このアスファルト舗装体２０は常温混合方
法によって施工が終了されたものであり、骨材（石、砂
など）と、アスファルト乳剤（アスファルトを界面活性
剤により水に乳化させたもの）と、セメントとを混合し
た常温アスファルト混合物を常温で敷きならし、転圧し
たものである。すなわち、上記常温アスファルト混合物
による工法は、セメントを常温でアスファルト乳剤中の
水と水和させ、乳剤中の水を吸収除去させることで、ア
スファルトを固体化させ、水を分離分解させて骨材をそ
の粘着性で結合させて、アスファルト舗装の強度、安定
性、耐久性を発現させようとする工法である。セメント
としては、速硬セメントが用いられる。この実施の形態
では、アスファルト舗装体２０が硬化する時間内に、敷
きならし、転圧作業を十分に行うことができる程度に、
水和反応が遅いセメントが使用される。

【００３２】上記加熱装置１００は、こうして仕上げら
れたアスファルト舗装体２０の上方より、当該アスファ
ルト舗装体上面に向けて、アスファルト乳剤中の水の誘
電損インデックスε″を所定値以上にする周波数のマイ
クロ波を、アンテナ５から放射して、後述する誘電加熱
を行い、アスファルト乳剤中の水温を上昇させ、セメン
トとの水和反応を促進させるものである。これによって
転圧後のアスファルト舗装体２０の硬化が促進され、安
定化が早まり、施工後に迅速に交通に解放することがで
きるようになる。

【００３３】加熱装置１００は、アンテナ５を介してマ
イクロ波を放射することから、アンテナ５の形状、アン
テナ５とアスファルト舗装体２０との位置関係、整合器
３によるアンテナ５からの反射の調整が、放射効率上、
重要となる。

【００３４】この実施の形態では、ホーン形アンテナ５
を使用しているので、放射されるマイクロ波に指向性を
もたせることができマイクロ波の広がりを極力少なくす
ることができる。つまり、マイクロ波をアスファルト舗
装体面に対し垂直に効率よく放射させることができる。
ここで、台車６によってアンテナ５をアスファルト舗装
体２０の長手方向に沿って移動させる必要があり、この
移動の際、路面との干渉を避けるためにアンテナ５と路
面との間をある程度開ける必要がある。このホーン形ア
ンテナ５は指向性があるので、アンテナ５と路面との間
に隙間があったとしても効率よくマイクロ波を放射する
ことができる。

【００３５】しかし、アンテナ５と路面との間隔を広く
とると放射効率が悪化するのは明らかであるので、アン
テナ５の移動に支障なく、しかも放射効率が損なわれな
い程度の間隔（たとえば１０ｍｍ）が実験的に定められ
る。

【００３６】また、整合器３による調整は、アスファル
ト舗装体２０中の骨材中の石からの反射波の戻りを最小
にすることが重要となる。たとえば、約５〜１５ｍｍの
粒径の石を５０ｍｍ程度の厚さに敷いたとき、整合器３
による調整の結果、９５％の放射効率（放射出力（電
力）に対する反射出力（電力）の比が５％）が得られる
ことが実験的に確認された。

【００３７】つぎに、上記加熱装置１００によって行わ
れる常温アスファルト混合物の誘電加熱の原理について
説明する。

【００３８】すなわち、物質の相対複素誘電定数ε＊
は、一般に次のように表される。

【００３９】ε＊＝ε′−ｉε″ …（１） この式の実数部が誘電率ε´であり、虚数部が誘電損イ
ンデックス（以下、単に誘電損という）である。

【００４０】さらに、この誘電損ε″は、次式に示すよ
うに分極による損失ε1″（たとえば、水は強誘電性分
極の性質を有する）と、導電性による損失ε2″（たと
えば、前述した公報に記載されている導電性の骨材はこ
の値が大きい）からなるものとして表される。

【００４１】ε″＝ε1″＋ε2″ …（２） 導電性損失ε2″は、導電率をσ、真空中の誘電率をε
0、角周波数をω（＝２πｆ）として、次式のように表
される。

【００４２】ε2″＝σ/（ω・ε0） …（３） そして、１物質（電気絶縁物）の１ｓｅｃ当たりの吸熱
エネルギーＷは、交流電界をＥとして次式のように表さ
れる。

【００４３】 Ｗ＝（ε″/２）・ω・（Ｅ）2 …（４） （ここで、（Ｅ）2はＥの２乗を意味する。） このように誘電加熱とは、電気絶縁物の性質を持つ物質
を角周波数ωの交流電界Ｅ中におき、その誘電損ε″に
よる電気損失により吸熱エネルギーＷを得、これを力学
的まさつエネルギーに変換して熱に変え当該物質を加熱
させるという加熱方法である。

【００４４】本実施の形態では、常温アスファルト混合
物のアスファルト乳剤中の水に着目し、この水の誘電損
ε″を所定値以上にして一定以上の吸熱エネルギーＷを
得、この水を加熱し、水温を高め、セメントとの水和反
応を促進させようとするものである。そのためには、水
の誘電損ε″を所定値以上にすることができるマイクロ
波の周波数ｆ（角周波数ω）を選択する必要がある。

【００４５】図１は、周波数ｆと水の誘電損ε″（ε
1″）との関係および周波数ｆと他の導電体の誘電損
ε″（ε2″）との関係を示すグラフである。

【００４６】同図１に示すε1″は、水の分極による損
失であり、比較のために、導電性を有する他の導電体
（導電性を有する骨材）の導電性による損失ε2″を併
記したものである。

【００４７】また、図２は、周波数ｆを対数座標に変換
して、水の分極による損失ε1″の大きさを示したもの
である。

【００４８】上記（４）式の吸熱エネルギーＷを高くす
るためには、周波数ｆを大きく、分極による損失ε1″
を大きくすればよいことがわかる。

【００４９】これら図より誘電損ε″は、ｆ＝１８ＧＨ
zで最大値３６．４をとることがわかる。よって、この
周波数のマイクロ波を使用することが望ましいが、法規
制のため、本実施の形態では２．４５ＧＨzのマイクロ
波を使用している。この２．４５ＧＨzのマイクロ波を
使用したとき、水の誘電損ε″として９．８が得られ
る。実用的には、水の誘電損ε″が４．０以上になる周
波数である１ＧＨz以上のマイクロ波を使用すれば十分
な加熱を行うことができる。

【００５０】この点、他の導電体を加熱しようとする
と、誘電損ε″（ε2″）はある程度大きい値を得るこ
とができるが、そのときの周波数ｆはきわめて低い（４
００ｋＨｚ以下）ため、上記（４）式の吸熱エネルギー
Ｗを高くすることはできず、十分な加熱は望めないこと
がわかる。

【００５１】このように周波数を選択した上で、マイク
ロ波を放射する際、さらに、アスファルト乳剤中の水の
温度が、セメントとの水和反応を促進する適正な温度範
囲に入るように温度制御をする必要がある。これは、温
度が上昇し過ぎると、セメントとの水和反応が促進する
以前に水が蒸発したり、突沸を招来して、施工後のアス
ファルト舗装面の強度が低下する虞があるからである。

【００５２】図４（ａ）示す温度制御部２００はこうし
た温度制御を行うために設けられており、同図４（ａ）
に示すように、この温度制御部２００は、アンテナ５に
設けられた電磁シールド窓１３を介して外部に射出され
るアスファルト舗装体２０からの赤外放射エネルギーを
検出することによってアスファルト舗装体２０の温度を
検出する放射温度計１２と、この放射温度計１２の検出
温度信号をフィードバック信号として取り込み、アスフ
ァルト舗装体２０の温度、つまりアスファルト乳剤中の
水の温度が目標範囲に入るように、マグネトロン１の発
振をオン・オフ制御するためのオン・オフ制御信号を出
力するコントローラ１４と、コントローラ１４から出力
されるオン・オフ制御信号に応じて付勢、消勢されるこ
とによってマグネトロン２の発振をオン、オフさせるリ
レー１５と、放射温度計１２の検出温度をオペレータに
知らせるために設けられた温度表示器１６とから構成さ
れている。

【００５３】ここで、電磁シールド窓１３を設けるよう
にしたのは、電磁波がアンテナ５の外部に漏れることに
よって各種機器に与える影響を極力避けるためである。

【００５４】電磁シールド窓１３としては、たとえば、
金網、金属板にパンチ孔が開けられたものが使用され
る。図４（ｂ）に示すように、この実施の形態では金網
を使用している。

【００５５】放射温度計１２の検出温度Ｔは、上記窓１
３の開口部の大きさに応じて実際の温度Ｔrealとは異な
った値を示す。すなわち、窓１３中に占める開口部の面
積をＳo、窓１３全体の面積をＳaとすると、赤外線が開
口部以外の部分で遮蔽されることによって、検出温度Ｔ
は、 ｙs＝Ｓo/Ｓa …（５） という割合をもって、真の温度Ｔrealよりも低い温度を
示す。

【００５６】そこで、電磁シールド窓１３の種類に応じ
て上記ｙsを既知の値として求めておき、コントローラ
１４において、下記補正式によって、放射温度計１２の
検出温度Ｔから真の温度Ｔrealを求めるようにする。

【００５７】Ｔreal＝Ｔ/ｙs …（６） なお、上記ｙsが０．８５程度になるような電磁シール
ド窓１３を使用するのが望ましい。

【００５８】そして、コントローラ１４はこうして補正
された温度Ｔrealと目標温度範囲の下限温度Ｔminおよ
び上限温度Ｔmaxとを比較して、図５に示すように、ア
スファルト乳剤中の水の温度Ｔrealが上限温度Ｔmaxま
で上昇すると発振オフし、同アスファルト乳剤中の水の
温度Ｔrealが下限温度Ｔminまで下降すると発振オンす
るようなオン・オフ制御信号を出力するものである。下
限温度Ｔmin、上限温度Ｔmaxは、セメントの水和速度に
合わせて、数十°Ｃ〜１００°Ｃの間で最適な値が選択
される。本実施の形態の場合、下限温度Ｔminは７０°
Ｃに、上限温度Ｔmaxは８０°Ｃに設定される。

【００５９】こうした加熱装置１００を用いて行うアス
ファルト舗装の施工のプロセスについて以下説明する。

【００６０】・工程１（敷きならし、転圧作業） まず、前述したように硬化時間内に敷きならし、転圧の
作業を行うことができるセメントが配合された常温アス
ファルト混合物が用意され、これがダンプトラック等に
よって施工現場に運ばれる。

【００６１】本実施の形態に使用される常温アスファル
ト混合物の配合を下記表１に示す。なお、本発明として
はこの配合に限定されるものではない。

【００６２】 ついで、この常温アスファルト混合物が、敷きならし作
業用の建設機械であるアスファルトフィニッシャに供給
されて、このアスファルトフィニッシャによって、路面
の所定箇所に常温アスファルト混合物が所定厚（たとえ
ば、５０ｍｍ）、所定幅（たとえば、２５０ｃｍ）で敷
きならされてアスファルト舗装体２０が形成される（図
３（ａ）、（ｂ）参照）。

【００６３】ついで、転圧作業用の建設機械であるロー
ドローラないしは振動加圧装置によって、アスファルト
舗装体２０が転圧、整正されて、実用に耐えるアスファ
ルト舗装面に仕上げられる。

【００６４】このように、常温アスファルト混合物中
に、硬化時間内に敷きならし、転圧の作業を行うことが
できる、硬化時間の長い（水との水和反応が遅い）速硬
セメントが配合されているので、敷きならし、転圧の作
業を余裕をもって行うことができる。

【００６５】・工程２（マイクロ波放射開始） 工程１によりアスファルト舗装面が仕上がると、アンテ
ナ５の開口部がアスファルト舗装体２０の上部に位置さ
れるように、加熱装置１００が配置される（図３
（ａ）、（ｂ）参照）。

【００６６】そして、オペレータはこの加熱装置１００
を起動して、アンテナ５からアスファルト舗装体２０の
上面に向けて、アスファルト舗装体２０のアスファルト
乳剤中の水を加熱するに十分な周波数２．４５ＧＨz
（本実施の形態の場合、法規制の範囲の周波数を使用し
ている）のマイクロ波を放射させる。

【００６７】ここで、他の伝熱による加熱方法（たとえ
ば、ロードヒータを用いて加熱する方法）をとった場
合、アスファルト舗装体２０の上部は加熱されるが深層
部まで熱が伝わりにくく均一な加熱が困難であることが
多い。この点、本実施の形態のごとくマイクロ波による
誘電加熱方法をとった場合には、アスファルト舗装体２
０の上部のみならず深層部に至るまで均一に加熱が行わ
れ、アスファルト舗装体２０全体にわたって良好に水と
セメントとの水和反応が促進するという利点がある。

【００６８】・工程３（温度制御） 工程２により加熱装置１００が配置され、装置が起動さ
れると、台車６により加熱装置１００が図３（ａ）に示
すごとく矢印Ａ方向に移動される。この結果、アンテナ
５からのマイクロ波がアスファルト舗装体２０の長手方
向各部に照射され、移動に応じて各部分が順次加熱され
ていく。

【００６９】この間、加熱装置１００の温度制御部２０
０は、図５に示すように、アスファルト舗装体２０のア
スファルト乳剤中の水の温度Ｔrealを下限温度Ｔminか
ら上限温度Ｔmaxまでの目標温度範囲に維持する温度制
御を実行する。

【００７０】すなわち、同図５に示すように、制御開始
から最初の時間（数十秒）は、アスファルト舗装体２０
に向けてマイクロ波が放射されているため、アスファル
ト舗装体２０（アスファルト乳剤中の水）の温度Ｔreal
は昇温を続けていく。やがて温度Ｔrealが目標温度範囲
の上限温度Ｔmaxに到達すると、コントローラ１４はマ
グネトロン１の発振をオフさせるオフ信号を出力する。
この結果、マグネトロン１の発振がオフされ、マイクロ
波がアスファルト舗装体２０に放射されなくなるため、
アスファルト舗装体２０の温度Ｔrealは低下する。やが
て、アスファルト舗装体２０の温度Ｔrealが目標温度範
囲の下限温度Ｔminに到達すると、今度はコントローラ
１４はマグネトロン１の発振をオンさせるオン信号を出
力する。この結果、マグネトロン１の発振がオンされ、
再度マイクロ波がアスファルト舗装体２０に放射される
ようになり、アスファルト舗装体２０の温度Ｔrealは上
昇する。以後、同様なオン・オフ制御が繰り返し実行さ
れ、アスファルト舗装体２０のアスファルト乳剤中の水
の温度Ｔrealは下限温度Ｔminである７０°Ｃから上限
温度Ｔmaxである８０°Ｃまでの目標温度範囲に維持さ
れる。

【００７１】下記表２に、７０°Ｃ〜８０°Ｃの温度範
囲に入るようマイクロ波照射した場合と、照射しない場
合についてのマーシャル安定度比較試験結果を示す。マ
イクロ波照射した場合には、２時間放置すれば十分な安
定度が得られるのがわかる。

【００７２】 このように、アスファルト舗装体２０のアスファルト乳
剤中の水の温度Ｔrealは、１００°Ｃ以下であって、比
較的高温（７０°Ｃ〜８０°Ｃ）に維持されるので、水
とセメントとの水和反応は非常に促進されるとともに、
水和消滅される前に水が蒸発によって消滅してしまうと
いう不都合も生じない。

【００７３】すなわち、仮に本実施の形態のような温度
制御をしないとすると、マイクロ波の連続した放射によ
って、アスファルト舗装体２０の温度は１００°Ｃを超
えてアスファルト乳剤中の水は水和消滅される前に蒸発
することになる。この結果、水和反応が促進されないば
かりではなく、突沸を招来して施工後のアスファルト舗
装面の強度が低下してしまうこととなるが、本実施の形
態によればこのような事態になることを回避することが
できる。

【００７４】また、水が蒸発する際、蒸発熱によってエ
ネルギー損失が生じることになるが、本実施の形態によ
れば、こうしたエネルギー損失を抑えることができる利
点もある。なお、台車６の移動速度が大きくなると、図
５の発振オン時の温度の立上りは鈍くなり（昇温に長時
間を要し）、逆に台車６の移動速度が小さくなると、同
発振オン時の温度の立上りは敏感になる（昇温が短時間
で済む）。

【００７５】よって、台車６の移動速度は、こうした温
度立上りを考慮して最適な速度に設定される。

【００７６】また、セメントの種類によっては、つぎの
ような制御も適宜採用してもよい。

【００７７】すなわち、水和反応が比較的速く進行する
セメントを使用した場合、急激な水和反応によってアス
ファルト乳剤中の水分が急激に減ることによって、水を
介して骨材に十分に熱が伝熱されなくなることがある。

【００７８】ここで、放射温度計１２は、骨材の赤外線
放射を介して水の温度を間接的に検出するセンサである
ので、上述した伝熱不良により、骨材の温度が適正な温
度範囲（７０°Ｃ〜８０°Ｃ）にあるにもかかわらず、
実際には水温が１００°Ｃを超えるような温度に達して
いる事態もあり得る。このため、制御中にこうした異常
な温度上昇を見逃し、予期せぬ局所的な屈伏を招来し
て、アスファルト舗装体２０の安定性、強度、耐久性の
悪化を予期せずして招くことがある。

【００７９】そこで、こうした水和反応が比較的速く進
行するセメントを使用する場合には、急激な水和反応を
避けるために意図的にマイクロ波の単位体積当たり単位
時間当たりの照射エネルギーを下げる制御を行うことが
望ましい。

【００８０】すなわち、図６に示すように、マグネトロ
ン１の発振オン時における、オン・オフのディーティ
比、 Ｄ＝ｔ1/ｔ …（７） （ただし、ｔ1＝ΣΔｔ） が、この単位体積当たり単位時間当たりの照射エネルギ
ーに比例しているので、このディーティ比Ｄを適正な値
まで下げるような制御を行えばよい。

【００８１】なお、出力を可変することができるマグネ
トロンを使用し、このマグネトロンの出力を適宜低下さ
せることによって、同様に単位体積当たり単位時間当た
りの照射エネルギーを低くすることができる。

【００８２】以上のようにこの工程３によれば、アスフ
ァルト乳剤中の水温は、常温（２０°Ｃ）から目標温度
範囲（７０°Ｃ〜８０°Ｃ）まで上昇され、この温度範
囲に維持されることになる。

【００８３】ここで、セメントと水との水和反応は１０
°Ｃ上昇する毎に約２倍ほど反応が速く進行するという
データがある。

【００８４】そこで、常温を２０°Ｃとし、上昇後の温
度を８０°Ｃとすると、（８０°Ｃ−２０°Ｃ）＝６０
°Ｃだけ温度上昇がみられるわけであるから、反応速度
は、（２）6（２の６乗）＝６４倍に倍増する。上昇後
の温度を６０°Ｃとしたときでも、反応速度は、（２）
4（２の４乗）＝１６倍に倍増する。

【００８５】よって、常温２０°Ｃのとき６時間で硬化
するセメントを、本実施の形態により、６０°Ｃに上
昇、維持させたとしても、６時間/１６倍＝２２分で硬
化が終了することとなり、アスファルト舗装面が仕上が
った後に、迅速に硬化が進行されることがわかる。すな
わち、工程１の直後には未だ硬化していなかったアスフ
ァルト舗装体２０は、工程３により短時間で実用に耐え
る硬度まで固化されることになる。

【００８６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、硬化時間の長いセメントを使用することによって、
敷きならし、転圧作業を余裕をもって行うことができる
一方で、一旦アスファルト舗装面が仕上がったならば、
迅速に硬化を進行させることができ、安定化を早くで
き、施工後に迅速に交通に解放することができるとい
う、従来技術では得られない効果がもたらされる。しか
も、本実施の形態では、マイクロ波による誘電加熱を行
うようにしたので、従来のように、骨材として導電性の
ものを用意する必要がなく、コスト上昇を抑えることが
できる。

【００８７】また、従来のように、転圧作業の途中で加
熱作業を行うために転圧の工程を２回に分けて行う必要
もなく、転圧の工程は１回で済むので、作業の煩雑化、
工数の増加を回避することができる。また、本実施の形
態によれば、アスファルト乳剤中の水の温度が、セメン
トとの水和反応を促進する温度範囲（たとえば７０°Ｃ
〜８０°Ｃ）に入るように、マイクロ波の放射を制御し
ているので、従来のように、突沸を招来して施工後のア
スファルト舗装面の強度が低下してしまうこともない。

【００８８】なお、本実施の形態では、加熱装置１００
が移動することを想定しているが、もちろん加熱装置１
００を一箇所に固定して一箇所を加熱するような実施も
可能である。

【００８９】また、本実施の形態では、マグネトロン１
を自動制御する場合を想定しているが、例えば温度表示
器１６の視認結果に基づき、適正な目標温度範囲に入る
ようにマグネトロン１の発振をオペレータが手動で制御
するような実施も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は電磁波の周波数と水の誘電損との関係お
よび電磁波の周波数と他の導電体の誘電損との関係を示
すグラフである。

【図２】図２は図１に示す電磁波の周波数と水の誘電損
との関係を、周波数軸を対数座標軸に変換して示すグラ
フである。

【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）は実施の形態に使用さ
れる加熱装置の上面、側面をそれぞれ示す図である。

【図４】図４は図３に示す加熱装置の温度制御部の構成
を示すブロック図である。

【図５】図５は、図４に示す温度制御部で実行される温
度制御の内容を説明する図である。

【図６】図６は図３に示すマグネトロンが発振オンされ
ているときのディーティ比を説明するために用いた図で
ある。

【符号の説明】

１ マグネトロン ５ ホーン形アンテナ １４ コントローラ ２０ アスファルト舗装体 １００ 加熱装置 ２００ 温度制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 骨材と、アスファルト乳剤と、セメ
   ントからなるアスファルト混合物を敷きならし、転圧す
   ることによりアスファルト舗装面に仕上げるアスファル
   ト舗装の施工方法において、 硬化時間内に前記敷きならし、転圧の作業を行うことが
   できるセメントが配合されたアスファルト混合物を用意
   し、このアスファルト混合物を敷きならし、転圧するこ
   とによりアスファルト舗装面に仕上げる工程と、 前記仕上げられたアスファルト舗装面の上方より、当該
   アスファルト舗装面に向けて、前記アスファルト乳剤中
   の水の誘電損を所定値以上にする周波数の電磁波を放射
   する工程と、 前記アスファルト乳剤中の水の温度が、前記セメントと
   の水和反応を促進する温度範囲に入るように、前記電磁
   波の放射を制御する工程とを具えたアスファルト舗装の
   施工方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアスファルト舗装の
   施工方法に使用される加熱装置であって、 前記仕上げられたアスファルト舗装面の上方より、当該
   アスファルト舗装面に向けて、前記アスファルト乳剤中
   の水の誘電損を所定値以上にする周波数の電磁波を放射
   する手段と、 前記アスファルト乳剤中の水の温度が、前記セメントと
   の水和反応を促進する温度範囲に入るように、前記電磁
   波の放射を制御する手段とを具えたアスファルト舗装施
   工用の加熱装置。