アスファルト・コンクリート塊の 空港基本施設への再利用方策

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アスファルト・コンクリート塊の
空港基本施設への再利用方策
国土技術政策総合研究所
空港研究部空港施設研究室
八谷 好高
背景
z リサイクル法・建設リサイクル法施行
z 空港と建設廃棄物
{空港舗装:高品質
高品質材料の再生利用
{低品質材料の再生利用も必要
z 現行規定
{アスファルト塊:アスコン・粒状路盤材
{コンクリート塊:粒状路盤材
{大量再利用不可能
より有効な利用方法
2
1
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建設廃棄物種類別物排出量
建設発生 プラスチック、
紙くず、金属くず
木材
建設配合
廃棄物
10
36
35
建設
汚泥
10
平成7年度
全国計
9,900万トン
アスファルト・
コンクリート
塊
平成12年度
全国計
8,500万トン
コンクリート
塊
37
42
再資源化率
58%
85%
3
建設廃棄物の再資源化等の状況(H12)
アスファルト・コンクリート塊
98
2
コンクリート塊
96
4
建設汚泥
建設配合廃棄物
建設発生木材
廃棄物全体
0%
20%
40%
再資源化 60%
縮減 80%
100%
最終処分
4
2
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空港舗装のボリューム
z 滑走路:3,000m×60m/本
{ アスファルト・コンクリート塊
→30万トン/本
表層
70cm
上層路盤
下層路盤
z エプロン:70m×190m/スポット
{ コンクリート塊
→14万トン/10スポット
{ アスファルト・コンクリート塊
→ 8万トン/10スポット
基層
42cm
25cm
路床
(1 - 2 m)
コンクリート層
上層路盤
下層路盤
路床
(1 m)
5
東京国際空港の基本施設舗装
6
3
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目的
z新たな再生利用方法の検討
zアスファルト・コンクリート塊
{表・基層用アスファルトコンクリートとして
{安定処理路盤材として
zコンクリート塊
{コンクリート版として
{粒状路盤材として
7
アスファルト・コンクリート塊
z 東京国際空港から入手:高品質
8
4
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表・基層材としての利用
z現行規定
{基層以下
{再生率最大40%
z検討内容
{再生率増加の可能性 (<70%)
{再生材料の滑走路表層への適用性 (<
40%)
{完全再生化の試み (=100%)
9
材料の配合
項目
新規
OAC (%)
再生率 (%)
規格
40
70
100
5.6
5.5
5.7
6.0
-
空隙率 (%)
3.0
3.2
3.0
3.3
2~5
飽和度 (%)
81.1
79.8
81.6
80.9
75~85
安定度 (kN)
12.2
13.4
13.9
14.2
8.80以上
8.80以上
フロー値 (1/100cm)
28
35
37
38
20~40
残留安定度 (%)
84.4
90.2
95.9
96.0
75%以上
10
5
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性能評価:現行方法
z PRI = 10 - 0.450CR - 0.0511RD - 0.655SV
{CR:ひび割れ,RD:わだちぼれ,SV:平坦性
11
性能評価:その他
層間/骨材剥離
グルービング変形
12
6
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要求性能に対する照査
要求性能
照査内容
照査方法
耐荷性
耐候性
強度
変形特性
物理特性
耐水性
骨材剥離抵抗性
排水性
グルービング安定性
曲げ試験
アスファルト単体試験
ラベリング試験
カンタブロ試験
ラベリング試験
ホイールトラッキング試験
新規材料との比較
13
促進老化試験方法
真空乾燥炉
供試体
酸素
60
℃
真空ポンプ
14
7
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自然環境下放置の状況
新規
再生率40%
15
基本的力学特性:曲げ試験
供試体:300×50×50mm
載荷速度:50mm/min
温度:ー10∼30℃
16
8
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老化後の曲げ強度/破断ひずみ
曲げ強度 (MPa)
破断ひずみ (%)
100
10
10
1
1
促進 自然
促進 自然
新規
再生40
再生70
0.1
-10
0
10
20
試験温度 (℃)
30
新規
再生40
再生70
0.1
-10
0
10
20
試験温度 (℃)
30
17
骨材剥離抵抗性:ラベリング試験
18
9
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自然老化後の摩耗量(3年間)
摩耗量 (cm 2)
1.5
新規
再生40
再生70
1
0.5
0
表面
下面
19
促進老化による損失率の変化
新規
再生40
再生70
損失率 (%)
6
4
2
0
0
5
10
15
促進老化サイクル数
20
20
10
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アスファルト単体特性:針入度試験
21
アスファルト単体特性:伸度試験
22
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自然老化(3年間)後のアスファルトの性状
種類
針入度 (1/10mm) 軟化点 (℃) 伸度 (cm)
新規
23
61.5
5
再生40
29
58.0
7
再生70
36
55.5
9
23
グルービング安定性:ラベリング試験
滑走路への適用性
24
12
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走行に伴う溝形状変化率の変化
溝形状変化率 (%)
140
新規
再生40
120
100
80
60
0
5
10
15
20
走行時間 (分)
25
30
25
グルービング安定性:
ホイールトラッキング(WT)試験
26
13
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走行に伴う溝形状消失度の変化
溝形状消失度 (%)
60
新規
再生40
40
20
0
0
2000
4000
走行回数
6000
27
横断方向高さ/グルービング溝幅(3年後)
溝幅 (mm)
高さ変化量 (mm)
8
8
35ヶ月
4
6
0
4
-4
-8
2
新規
再生40
再生70
-12
12
8
4
0
4
中心線からの距離 (m)
8
12
新規
再生40
再生70
0
10
5
0
5
中心線からの距離
35ヶ月
10
28
14
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完全再生化の試み
曲げ強度/破断ひずみ
破断ひずみ (%)
曲げ強度 (MPa)
10
100
再生70 (0サイクル)
再生100 (0サイクル)
再生70 (20サイクル)
再生100 (20サイクル)
1
10
再生70 (0サイクル)
再生100 (0サイクル)
再生70 (20サイクル)
再生100 (20サイクル)
1
-10
0
10
試験温度 (℃)
20
0.1
-10
0
10
試験温度 (℃)
20
29
まとめ:表・基層
z 再生率増加の可能性(<70%)
{老化少,骨材剥離抵抗性確保
z 再生材料の滑走路表層への適用性(<40%)
{グルービングOK,透水性等検討
z 完全再生化(=100%)
{70%との違いあまりなし,今後詳細検討
z 市中プラント材料の検討必要
30
15
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安定処理路盤材としての利用
z現行規定
{再生粒状材
{再生加熱アスファルト安定処理材
z検討内容
{大量使用可能
{コスト縮減
→再生セメント安定処理材
31
再生粒状材
z 材料
{破砕材(RC-20)と補足材:C-40
z 再生骨材混入率
{100,75,50,25,0%
z 力学試験
{温度(20,40℃)
{水浸(有,無)
32
16
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配合
修正CBR (%)
100
基準値
上層 (A)
80
破砕材混入率 (%)
A
C
上層 下層 上層 下層
60
上層 (C)
40
下層 (A)
下層 (C)
20
0
25
25
00
50
50
3
75
75
28
18
37
100
100
アスファルト破砕材混入率(%)
33
温度・水浸の影響
修正CBR (%)
CBR (%)
100
250
温度 (℃)
20
40
80
60
200
.
150
40
100
20
50
0
上層(A)
上層(C)
下層(A)
路盤材料
下層(C)
20℃(水浸)
20℃(非水浸)
40℃(水浸)
40℃(非水浸)
0
上層(A)
上層(C)
下層(A)
下層(C)
路盤材料
34
17
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再生セメント安定処理材
z 材料
{破砕材(RC-20),補足材(C-40),ポルトランドセメント
z 再生骨材混入率
{一次試験:100,75,50,25%
{詳細試験:100%
z 一次試験
{一軸圧縮特性:温度、水浸
{耐久性:凍結融解、乾湿繰返し
z 詳細試験
{一軸圧縮特性:混合方法、締固め方法
35
セメント添加量~強度
一軸圧縮強度 (MPa)
10
破砕材混入率 (%)
25
50
75
100
8
25
3.9
6
4
A上層
規定
2
0
A下層
C上層
0
2
4
6
8
10
セメント添加量 (%)
12
14
A上層
50
75
5.7
8.8
100
12.4
A下層・C上層
25
50
75
100
2.8
4.2
6.4
8.7
添加量 (%)
36
18
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温度・水浸の影響
一軸圧縮強度(MPa)
一軸圧縮強度の減少率 (%)
6
40
上層路盤材
下層路盤材
20℃
5
30
4
.
3
20
上層路盤材
2
7日気中
6日気中 1日水浸
91日気中
28日気中63日水浸
10
1
20→40℃
0
25
50
75
0
100
25
アスファルト破砕材混入率(%)
50
75
100
アスファルト破砕材混入率(%)
37
詳細試験:条件別強度
一軸圧縮強度(MPa)
6
上層路盤材
5
4
2
4
5
6
7
8
30
日
1
10
7日
0
95.0%
92.5%
℃
3
1
規
定
97.5%
℃
3
秒
30
分
15
秒
手混合
2
ジャイレトリー
3
91
9 10 11 12 13
No.
38
19
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まとめ:安定処理路盤材
z 再生粒状材
{混入率調整により再利用可能:混入率大→CBR低下
{高温・水浸により低下
z 再生セメント安定処理材
{混入率によらず再利用可能:混入率大→添加量増加
{高温・長期水浸により強度低下
{混入率100%でも再利用可能
混合方法
締固め方法
39
技術基準化の方針
z表・基層
{空港舗装の建設廃棄物
{再生率上限70%
{基層・誘導路表層
z安定処理路盤
{セメント安定処理材
{再生率100%
40
20