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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024072591
(43)【公開日】2024-05-28
(54)【発明の名称】舗装の残存寿命を評価する方法
(51)【国際特許分類】
G01N 3/30 20060101AFI20240521BHJP
G01N 19/00 20060101ALI20240521BHJP
E01C 23/01 20060101ALI20240521BHJP
【ＦＩ】
G01N3/30 N
G01N19/00 E
E01C23/01
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022183509
(22)【出願日】2022-11-16
(71)【出願人】
【識別番号】000233653
【氏名又は名称】ニチレキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003074
【氏名又は名称】弁理士法人須磨特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 とおる
(72)【発明者】
【氏名】小柳 遼人
(72)【発明者】
【氏名】田中 聡真
(72)【発明者】
【氏名】後藤 洋平
(72)【発明者】
【氏名】亀田 昭一
【テーマコード（参考）】
2D053
2G061
【Ｆターム（参考）】
2D053AA35
2D053AB03
2D053AD01
2D053FA00
2G061AA13
2G061AB05
2G061BA15
2G061CA14
2G061CB20
2G061DA11
2G061EA04
2G061EA10
2G061EB02
(57)【要約】
【課題】舗装の残存寿命を評価する方法を提供することを一つの課題とする。
【解決手段】アスファルト混合物層を有する舗装の残存寿命を評価する方法であって、（１）想定される交通荷重に相当する所定の荷重を前記舗装に載荷したときの前記アスファルト混合物層のひずみ量を取得する工程と、（２）取得した前記ひずみ量と、予め取得した破壊基準曲線に基づいて、前記舗装に前記荷重が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程、及び、（３）推定した前記許容載荷回数に基づいて、前記舗装の残存寿命を評価する工程を含む方法を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】なし
【解決手段】アスファルト混合物層を有する舗装の残存寿命を評価する方法であって、（１）想定される交通荷重に相当する所定の荷重を前記舗装に載荷したときの前記アスファルト混合物層のひずみ量を取得する工程と、（２）取得した前記ひずみ量と、予め取得した破壊基準曲線に基づいて、前記舗装に前記荷重が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程、及び、（３）推定した前記許容載荷回数に基づいて、前記舗装の残存寿命を評価する工程を含む方法を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アスファルト混合物層を有する舗装の残存寿命を評価する方法であって、
（１）想定される交通荷重に相当する所定の荷重を前記舗装に載荷したときの前記アスファルト混合物層のひずみ量を取得する工程と、
（２）取得した前記ひずみ量と、予め取得した破壊基準曲線に基づいて、前記舗装に前記荷重が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程、及び、
（３）推定した前記許容載荷回数に基づいて、前記舗装の残存寿命を評価する工程
を含む方法。
（１）想定される交通荷重に相当する所定の荷重を前記舗装に載荷したときの前記アスファルト混合物層のひずみ量を取得する工程と、
（２）取得した前記ひずみ量と、予め取得した破壊基準曲線に基づいて、前記舗装に前記荷重が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程、及び、
（３）推定した前記許容載荷回数に基づいて、前記舗装の残存寿命を評価する工程
を含む方法。
【請求項2】
前記工程（２）の前に、前記舗装から採取した前記アスファルト混合物層の破断ひずみを取得する工程をさらに含み、
前記工程（２）における許容載荷回数の推定が、取得した前記ひずみ量及び前記破断ひずみと、前記破壊基準曲線として、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記工程（２）における許容載荷回数の推定が、取得した前記ひずみ量及び前記破断ひずみと、前記破壊基準曲線として、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記工程（１）におけるひずみ量の取得が、想定される交通荷重に相当する前記荷重を前記舗装に載荷したときの前記舗装のたわみ量を測定し、測定された前記たわみ量に基づいて、前記荷重を前記舗装に載荷したときの前記アスファルト混合物層のひずみ量を推定することにより行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記工程（１）において測定される前記たわみ量が、少なくとも前記荷重の載荷中心における第１のたわみ量と前記荷重の載荷中心から半径方向に所定の距離離れた位置における第２のたわみ量を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記工程（１）において、下記式（５）に基づいてひずみ量を推定することを特徴とする請求項４に記載の方法：
（式（５）において、εはひずみ量、Ｄ０は荷重の載荷中心におけるたわみ量、ＤＬは荷重の載荷中心から半径方向に距離Ｌ離れた位置におけるたわみ量、ｈはアスファルト混合物層の厚さを表す。）
【数5】
【請求項6】
前記工程（２）の前に、前記式（５）に基づいて推定された前記ひずみ量を多層弾性理論に基づいて補正する工程をさらに含み、
前記工程（２）における許容載荷回数の推定が、補正された前記ひずみ量に基づいて行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記工程（２）における許容載荷回数の推定が、補正された前記ひずみ量に基づいて行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記式（５）に基づいて推定された前記ひずみ量に、
（Ａ）多層弾性理論に基づいて、前記荷重を前記舗装に載荷した場合に前記アスファルト混合物層に発生すると推定されるひずみ量（εＡ）と、
（Ｂ）多層弾性理論に基づいて、前記荷重を前記舗装に載荷した場合に、前記荷重の載荷中心において発生すると推定される第３のたわみ量と、前記荷重の載荷中心から半径方向に距離Ｌ離れた位置において発生すると推定される第４のたわみ量を、前記式（５）に代入して得られるひずみ量（εＢ）
の比率（εＡ／εＢ）を乗じることにより、前記式（５）に基づいて推定された前記ひずみ量を補正することを特徴とする請求項６に記載の方法。
（Ａ）多層弾性理論に基づいて、前記荷重を前記舗装に載荷した場合に前記アスファルト混合物層に発生すると推定されるひずみ量（εＡ）と、
（Ｂ）多層弾性理論に基づいて、前記荷重を前記舗装に載荷した場合に、前記荷重の載荷中心において発生すると推定される第３のたわみ量と、前記荷重の載荷中心から半径方向に距離Ｌ離れた位置において発生すると推定される第４のたわみ量を、前記式（５）に代入して得られるひずみ量（εＢ）
の比率（εＡ／εＢ）を乗じることにより、前記式（５）に基づいて推定された前記ひずみ量を補正することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は舗装の残存寿命を評価する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、より地球環境に配慮した舗装の構築、補修費用削減といった観点から、舗装の長寿命化が注目を集めており、これと呼応して、舗装の残存寿命を適切に評価することの重要性が増してきている。
【0003】
既設舗装の状態を評価する方法としては、フォーリングウェイトデフレクトメータ（ＦＷＤ）により、舗装表面に荷重を与えた際に生じるたわみ量を測定し、測定されたたわみ量に基づいて計算される、舗装を構成する各層の残存等値換算厚（残存TA）を利用する方法が知られている（例えば、非特許文献１）。ＴＡとは、アスファルト舗装の各層を表層・基層用の加熱アスファルト混合物で作ると仮定した場合に必要な厚さであり、既設舗装の残存TAによれば、その舗装の残存強度を表層・基層用の加熱アスファルト混合物の等値換算厚という指標で評価することができる。残存ＴＡは、ＦＷＤにより測定される荷重の載荷直下のたわみ量（Ｄ０）及び荷重の載荷直下から半径方向に１５００ｍｍ離れた位置のたわみ量（Ｄ１５００）に基づいて計算され、得られた残存ＴＡと設計時のＴＡとの差を比較することにより、その舗装に不足しているＴＡ（不足ＴＡ）が求められている。求められた不足ＴＡの大きさは、舗装補修工事の計画を策定する際の一つの指標として用いられている。
【0004】
一方、同じく非特許文献１にあるように、ＦＷＤにより測定されたたわみ量に基づいて、逆解析により、舗装を構成する各層の弾性係数を推定し、推定された弾性係数に基づいて、舗装の健全度を評価する方法も知られている。すなわち、舗装を構成する各層について、ポアソン比と厚さ及び仮の弾性係数を与えた場合に多層弾性理論に基づき計算されるたわみ量を、ＦＷＤで測定されたたわみ量と比較し、両者が一致する場合の弾性係数を各層の弾性係数と推定することができる。経験的に、推定された弾性係数が６，０００ＭＰａ以上であれば、そのアスファルト混合物層は健全であると判断することができるとされている。
【0005】
また、例えば、特許文献１～３に見られるように、舗装を撮影した画像データに基づいて、ひび割れ、剥がれ等の舗装の損傷を検出する方法も知られている。
【0006】
しかしながら、以上の方法は、いずれも評価時点における舗装の健全度を評価するものであって、将来にわたって、その舗装がどのくらいの期間供用可能であると考えられるか、すなわち舗装の残存寿命を知ることはできない。このように舗装の残存寿命を評価する方法は未だ未確立であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２０－１４７９６１号公報
【特許文献2】特開２０２１－０６０６５６号公報
【特許文献3】特許掲載公報第特許７０７６９３２号
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】財団法人 道路保全技術センター，“活用しよう！ＦＷＤ”，［ｏｎｌｉｎｅ］，平成１７年３月，一般社団法人 道路・舗装技術研究協会，［令和４年８月１９日検索］，インターネット ＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｐａｒｏｗａｙｔｅｃ．ｊｐ／ｊｙｏｕｈｏｕ／ｆｗｄ／ｋａｔｕｙｏｕｆｗｄ．ｐｄｆ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上記の状況に鑑みて為されたものであり、舗装、特に既設舗装の残存寿命を評価する方法を提供することを一つの課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
材料は、破壊荷重より小さな荷重であっても、荷重を繰り返し受けることによって、材料内部に発生する微細な亀裂が次第に成長し、最終的に破壊に至ることが知られており、この現象を疲労破壊という。交通荷重により日々繰り返し荷重を受けている舗装において、疲労破壊はひび割れの原因となる。よって、舗装の疲労破壊挙動を予測することによって、舗装の残存寿命を評価することができると考えられる。
【0011】
具体的には、供用後の舗装からアスファルト混合物層を切り出し、切り出した試験片に所定のひずみを繰り返し与えて、試験片が破壊に至るまでの許容載荷回数を求める曲げ疲労試験を行い、得られる疲労曲線から推定される許容載荷回数に基づいて、舗装の残存寿命を評価することが考えられる。この方法は最も直接的であるが、曲げ疲労試験を行うには多数の試験片が必要である。試験片を舗装から切り出すことになると、舗装を少なからず損傷させてしまうし、また、多数の試験片を切り出すにはそれ相応の時間を要するので長時間の交通規制により周囲の交通に迷惑をかけてしまう恐れもある。また、曲げ疲労試験は試験自体に要する時間も多大であるため、試験結果に基づいて残存寿命を評価するにはかなり膨大な時間を要するものであった。したがって、舗装に過度の損傷を与えることなく、また、少ない作業負担で舗装の残存寿命を評価することを可能とする、より現実的な方法が望ましい。
【0012】
このような状況の下、本発明者らは、更なる鋭意研究努力を重ねる過程において、舗装表面に所定の荷重、すなわち、交通荷重に相当する大きさの荷重が与えられた場合に、当該舗装が有するアスファルト混合物層のひずみ量が分かれば、当該ひずみ量と予め取得した疲労曲線に基づいて、交通荷重に相当する荷重が舗装に繰り返し載荷された場合に、当該舗装が有するアスファルト混合物層が疲労破壊を起こすまでの許容載荷回数を求めることができるので、各現場の舗装から多数の試験片を切り出すことなく、舗装の残存寿命を評価し得ることを見出した。
【0013】
すなわち、本発明は、ある一態様において、
アスファルト混合物層を有する舗装の残存寿命を評価する方法であって、
（１）想定される交通荷重に相当する所定の荷重を前記舗装に載荷したときの前記アスファルト混合物層のひずみ量を取得する工程と、
（２）取得した前記ひずみ量と、予め取得した破壊基準曲線に基づいて、前記舗装に前記荷重が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程、及び、
（３）推定した前記許容載荷回数に基づいて、前記舗装の残存寿命を評価する工程、
を含む方法を提供することにより上記課題を解決するものである。
アスファルト混合物層を有する舗装の残存寿命を評価する方法であって、
（１）想定される交通荷重に相当する所定の荷重を前記舗装に載荷したときの前記アスファルト混合物層のひずみ量を取得する工程と、
（２）取得した前記ひずみ量と、予め取得した破壊基準曲線に基づいて、前記舗装に前記荷重が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程、及び、
（３）推定した前記許容載荷回数に基づいて、前記舗装の残存寿命を評価する工程、
を含む方法を提供することにより上記課題を解決するものである。
【0014】
ある一実施態様において、許容載荷回数の推定に用いられる上記破壊基準曲線は、疲労曲線であり得、より具体的には、ひずみ（ε）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す疲労曲線（ε－Ｎ曲線）であり得る。ある舗装が有するアスファルト混合物層についての疲労曲線（ε－Ｎ）曲線は、当該アスファルト混合物層と実質的に同じ供試体を用いて曲げ疲労試験を行うことにより予め取得することができる。当該アスファルト混合物層と実質的に同じ供試体とは、当該アスファルト混合物層と実質的に同じ組成を有する供試体であり、前記アスファルト混合物層の設計組成と同じ組成を有する供試体、換言すれば、前記アスファルト混合物層の設計組成と同じ組成を有するアスファルト混合物を用いて作製された供試体が含まれる。このような供試体は、例えば、当該アスファルト混合物層を再現した供試体、或いは、当該アスファルト混合物層の構築に用いられたものと同じアスファルト混合物を用いて構築された他の舗装から採取された供試体等であり得るが、当該アスファルト混合物層を再現した供試体を用いるのが最も簡便である。なお、本明細書において、「再現した」という場合、時系列的に評価対象となる舗装の施工前に作製したもの、施工と同時に作製したもの、施工後に作製したもののいずれもが含まれる。
【0015】
あるアスファルト混合物層についての疲労曲線（ε－Ｎ曲線）は、上述した供試体を用いて曲げ疲労試験を行うことにより取得することができる。具体的には、当該供試体に所定の大きさのひずみ（ε）を繰り返し与えた場合に、当該供試体が疲労破壊するまでの繰り返し載荷回数（Ｎ）を測定すれば良い。曲げ疲労試験は当業者であれば常法に従って実施することができるが、例えば、「平成３１年度版 舗装調査・試験法便覧」（公益社団法人 日本道路協会）の「Ｂ０１８Ｔ アスファルト混合物の曲げ疲労試験方法」に記載されている方法に従って実施してもよい。また、曲げ疲労試験により得られた疲労曲線を、舗装の設計に用いる破壊確率を考慮して補正しても良い。なお、舗装設計において、舗装が設定された設計期間を通して破壊しない確からしさを「設計された舗装の信頼性」、その場合の破壊しない確率を「信頼度」といい、各路線は要求される信頼度に応じて設計されている。曲げ疲労試験により得られた疲労曲線を破壊確率を考慮して補正することにより、各路線に要求される信頼度に応じた疲労曲線を得ることができる。
【0016】
ところで、供用後の舗装は、交通荷重や環境変化など、各現場に応じた種々の要因により徐々に経年劣化する。供用後間もない舗装であればさておき、供用後、期間が経過して経年劣化した舗装にあっては、予め取得した疲労曲線（ε－Ｎ曲線）と現場のアスファルト混合物層が示す疲労曲線との間に隔たりが生じ、予測される残存寿命の正確性が損なわれる場合がある。特に、近年、舗装の長寿命化への要請から、今後は一つの舗装が従来よりも長期間、継続して使用に供されることが想定される。このような状況に鑑みれば、供用後の舗装についても残存寿命をより正確に予測し得る、より汎用性の高い方法が望まれる。
【0017】
このような課題を解決しようと、さらに鋭意研究努力を重ねる過程において、本発明者らは、舗装においては、経年変化に伴い曲げ疲労が蓄積するのみならず、それと同時に、アスファルト混合物層の破断ひずみ、すなわち、アスファルト混合物層に与えるひずみを徐々に大きくしていった場合にアスファルト混合物層が破断に至る時のひずみも低下しており、曲げ疲労の蓄積の程度と破断ひずみの低下の程度が似通っている点に着目した。本発明者らはこの点に着目し、さらに鋭意研究努力を重ねた結果、破断ひずみはアスファルト混合物の経年劣化の状態を反映しており、アスファルト混合物の疲労曲線におけるひずみの大きさを破断ひずみに対する比率、すなわち、アスファルト混合物に与えられるひずみを当該アスファルト混合物の破断ひずみに対する相対的な大きさでとらえることにより、経年劣化の影響を受け難い破壊基準曲線が得られ、供用後の舗装の残存寿命をより正確に評価し得ることを見出した。
【0018】
すなわち、ある好適な一態様において、許容載荷回数の推定に用いられる上記破壊基準曲線は、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）であり得る。あるアスファルト混合物層についての当該基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）は、上述した供試体を用いて曲げ疲労試験及び曲げ試験を行うことにより取得することができる。具体的には、当該供試体に所定の大きさのひずみ（ε）を繰り返し与えた場合に、当該供試体が疲労破壊するまでの繰り返し載荷回数（Ｎ）を測定するとともに、その一方、当該供試体に徐々に大きなひずみを与えていった場合に、当該供試体が破断するときのひずみ（破断ひずみ）を測定すれば良い。ε／εｆ－Ｎ曲線は、例えば、曲げ疲労試験で供試体に与えたひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）を縦軸に、当該ひずみを供試体に繰り返し与えたときの疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）を横軸にプロットし、近似式を得ることにより求めることができる。曲げ疲労試験と同様、曲げ試験も当業者であれば常法に従って実施することができるが、例えば、「平成３１年度版 舗装調査・試験法便覧」（公益社団法人 日本道路協会）の「Ｂ００５ 曲げ試験方法」に記載されている方法に従って実施してもよい。また、上記基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）を得るにあたって、舗装の破壊確率を考慮しても良いことはε－Ｎ曲線についてと同様である。
【0019】
なお、許容載荷回数の推定に用いられる破壊基準曲線が、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）である場合、供用後の舗装のアスファルト混合物層についての破断ひずみ（εｆ）を測定する必要があるが、破断ひずみの測定には前記舗装から採取した供試体を用いることが好ましい。すなわち、本発明は、ある好適な一態様において、上記工程（２）の前に、前記舗装から採取した前記アスファルト混合物層の破断ひずみを取得する工程を含み得る。このように評価対象となる舗装から採取したアスファルト混合物層を用いて、当該アスファルト混合物層の破断ひずみを測定することで、個々の舗装の経年劣化の指標となる破断ひずみを得ることができる。舗装から採取される供試体は、少なくともアスファルト混合物層の一部を含む供試体であり得るが、当該供試体を用いて、アスファルト混合物層の破断ひずみを測定することができるものであれば、基本的にどのようなものであっても良い。当業者であれば、適宜、適切な供試体を採取し得る。なお、破断ひずみを測定するためには、最低１つ供試体が有ればよいので、破断ひずみは、曲げ疲労試験により疲労曲線を得るために必要な供試体の数と比較して圧倒的に少ない数の供試体を用いて測定され得ることを付言しておく。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、舗装に過度の損傷を与えることなく、また、少ない作業負担で、舗装の残存寿命を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】アスファルト混合物層を有する舗装に荷重が載荷されたときの、アスファルト混合物層におけるたわみの発生と、発生したたわみに基づいてアスファルト混合物層のひずみ量を推定する計算方法を説明する概念図である。
【図2】路線Ａ及び路線Ｂのアスファルト混合物層を再現した供試体を用いて得られた破壊基準曲線（ε－N曲線）を示す図である。
【図3】路線Ａ及び路線Ｂのアスファルト混合物層を再現した供試体を用いて得られた破壊基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）を示す図である。
【図4】２０℃及び５℃におけるアスファルト混合物の破壊基準曲線（ε－Ｎ曲線）を示す図である。
【図5】２０℃及び５℃におけるアスファルト混合物の破壊基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
＜１．舗装の残存寿命を評価する方法＞
以下、本発明に係る舗装の残存寿命を評価する方法について、工程ごとにより詳細に説明する。
以下、本発明に係る舗装の残存寿命を評価する方法について、工程ごとにより詳細に説明する。
【0023】
＜ひずみ量を取得する工程＞
アスファルト混合物層を有する舗装に、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を載荷したときに、当該アスファルト混合物層に生じるひずみ量を取得する工程である。
アスファルト混合物層を有する舗装に、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を載荷したときに、当該アスファルト混合物層に生じるひずみ量を取得する工程である。
【0024】
交通荷重に相当する所定の荷重の大きさに特段の制限はなく、評価対象となる舗装について想定される交通荷重に相当する大きさの荷重が適宜用いられ得る。用いられ得る荷重の大きさに特段の制限はないが、例えば、普通道路の標準輪荷重である４９ｋＮ又は小型道路の標準輪荷重である１７ｋＮであり得る。載荷される荷重の大きさの種類は、１つであっても良いし、２つ以上であっても良い。舗装への荷重の載荷方法に特段の制限はなく、例えば、フォーリング・ウェイト・デフレクトメータ（ＦＷＤ）を用いて荷重を載荷しても良いし、所定の重量の車両等、例えば、ダンプトラック等を走行させても良い。
【0025】
ひずみ量とは、アスファルト混合物層の舗装横断方向に生じる単位寸法当たりの変形量であり、好適にはアスファルト混合物層の下面のひずみ量であり得る。ひずみ量を取得する具体的な方法に特段の制限はなく、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を前記舗装に載荷し、このとき前記アスファルト混合物層のひずみ量を取得できさえすれば、如何なる方法を用いても良い。敢えて例示するのであれば、例えば、以下に述べるとおり、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を舗装に載荷したときの当該舗装のたわみ量を測定し、測定された当該たわみ量に基づいて推定しても良いし、或いは、ひずみセンサーやひずみゲージを利用して、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を前記舗装に載荷したときの前記アスファルト混合物層のひずみ量を測定しても良い。
【0026】
＜たわみ量に基づいてひずみ量を推定する工程＞
上述したとおり、ある好適な一態様においては、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を舗装に載荷したときの当該舗装のたわみ量を測定し、測定された当該たわみ量に基づいて当該舗装が有するアスファルト混合物層のひずみ量を推定しても良い。すなわち、本発明に係る舗装の残存寿命を評価する方法は、ある好適な一態様において、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を舗装に載荷したときの前記舗装のたわみ量を測定する工程と、測定されたたわみ量に基づいて、前記舗装が有するアスファルト混合物層のひずみ量を推定する工程をさらに含み得る。なお、たわみ量とは、舗装に荷重が作用した際の舗装の変形量を意味する。
上述したとおり、ある好適な一態様においては、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を舗装に載荷したときの当該舗装のたわみ量を測定し、測定された当該たわみ量に基づいて当該舗装が有するアスファルト混合物層のひずみ量を推定しても良い。すなわち、本発明に係る舗装の残存寿命を評価する方法は、ある好適な一態様において、想定される交通荷重に相当する所定の荷重を舗装に載荷したときの前記舗装のたわみ量を測定する工程と、測定されたたわみ量に基づいて、前記舗装が有するアスファルト混合物層のひずみ量を推定する工程をさらに含み得る。なお、たわみ量とは、舗装に荷重が作用した際の舗装の変形量を意味する。
【0027】
たわみ量の具体的な測定方法に特段の制限はないが、例えば、フォーリング・ウェイト・デフレクトメータ（ＦＷＤ）によれば、荷重の載荷とたわみ量の測定の双方を行うことができるので極めて便利である。なお、ＦＷＤとは、舗装路面に設置した載荷板を介して、舗装の表面に衝撃荷重を与えて、これにより舗装に発生するたわみ量を測定する装置である。ＦＷＤは荷重の載荷中心（Ｄ０）、及び、載荷中心から半径方向に所定の位置、典型的には、荷重の載荷中心から２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、６００ｍｍ、９００ｍｍ、１２００ｍｍ、１５００ｍｍ、及び２０００ｍｍ離れた位置にたわみセンサーを備えており、これにより荷重載荷時の舗装のたわみ量が測定される。ＦＷＤによれば、非破壊的にたわみ量を測定できるという利点がある。
【0028】
本工程において測定されるたわみ量は、当該たわみ量に基づいて、評価対象となる舗装が有するアスファルト混合物層のひずみ量を推定し得るものであれば、どのようなたわみ量、具体的には、どのような位置のたわみ量であっても良い。
【0029】
本発明者らが見出した知見によれば、舗装の少なくとも２つの位置において発生するたわみ量を測定すれば、これらの測定値に基づいて、幾何学的な計算により、比較的簡便に、当該舗装が有するアスファルト混合物層に生じるひずみ量を算出することができる。したがって、本発明のある好適な一態様においては、交通荷重に相当する荷重を載荷したときの舗装のたわみ量は、少なくとも２つの位置において測定されることが好ましい。より好適には、荷重の載荷中心のたわみ量（第１のたわみ量）と荷重の載荷中心から半径方向に所定の距離離れた位置のたわみ量（第２のたわみ量）を含むことが好ましい。第２のたわみ量は、例えば、荷重の載荷中心から半径方向に５０～９００ｍｍ離れた位置のたわみ量であり得るが、好ましくは１００～６００ｍｍ、より好ましくは１００～４５０ｍｍ、さらに好ましくは１００～３００ｍｍ、よりさらに好ましくは１５０～２５０ｍｍ離れた位置のたわみ量であり得、荷重の載荷中心から半径方向に２００ｍｍ離れた位置のたわみ量（Ｄ２００）であることが特に好ましい。載荷中心のたわみ量（Ｄ０）及び載荷中心から半径方向に２００ｍｍ離れた位置のたわみ量（Ｄ２００）の２つのたわみ量に基づいて、舗装表層の弾性係数をよく反映した弾性係数を算出できるとされている（「舗装工学ライブラリー２ ＦＷＤ及び小型ＦＷＤ運用の手引き」公益社団法人 土木学会）。
【0030】
以下、荷重の載荷中心のたわみ量（Ｄ０）と荷重の載荷中心から半径方向に所定の距離Ｌ離れた位置のたわみ量（ＤＬ）に基づいて、アスファルト混合物層に生じるひずみ量を推定する方法の一例について説明する。
【0031】
図１にアスファルト混合物層を表層に有する舗装に荷重が載荷される前、及び、荷重が載荷された時のアスファルト混合物層の状態変化を示す。図１に示されるとおり、本例においては、荷重載荷時の舗装について、荷重の載荷中心におけるたわみ量をＤ０、荷重の載荷中心から半径方向に距離Ｌ離れた位置におけるたわみ量ＤＬ、アスファルト混合物層の層厚をｈとする。また、荷重載荷時のアスファルト混合物層表面の曲率半径は一定であると仮定し、この曲率半径をρ´、また、荷重載荷時のアスファルト混合物層の中心軸の曲率半径を一定であると仮定し、この曲率半径をρとする。図１に示されるとおり、三平方の定理により以下の式（１）が成り立つので、ρ´及びρは、それぞれ以下の式（２）及び式（３）で表される：
【0032】
【数1】
【0033】
【数2】
【0034】
【数3】
【0035】
ここで、梁等において曲率が一定であると仮定した場合、曲率半径ρとひずみεについては次の式（４）の関係が成り立つことが知られている。よって、式（３）及び式（４）に基づいて、荷重載荷時のアスファルト混合物層の下面のひずみεについて、次の式（５）が成り立つ。
【0036】
【数4】
【0037】
【数5】
【0038】
以上のようにして荷重の載荷中心におけるたわみ量をＤ０及び荷重の載荷中心から半径方向に距離Ｌ離れた位置におけるたわみ量ＤＬに基づいて、荷重載荷時のアスファルト混合物層の下面のひずみεを推定し得る。
【0039】
以上の方法によれば、比較的簡便に、舗装の所定の位置におけるたわみ量に基づいて、ひずみ量の推定値を算出することができるので大変便利であり、また、後述する実施例に示すとおり、以上の方法に基づいて推定されたひずみ量によれば、舗装の残存寿命を極めて精度よく予測することができる。しかしながら、たわみ量に基づいてひずみ量を推定する方法は以上のものに限られず、労力、精度、コスト等の事情に応じて、適宜の方法を用いれば良い。
【0040】
また、ある一態様においては、アスファルト混合物層の下層に存在する構造物（例えば、路盤層及び路床等）の影響等を考慮して、以上の方法により推定されたひずみ量を、多層弾性理論に基づき補正しても良い。すなわち、ある一態様において、本発明に係る舗装の残存寿命を評価する方法は、上記式（５）に基づいて推定されたひずみ量を多数弾性理論に基づき補正する工程をさらに含み得る。
【0041】
なお、推定された前記ひずみ量を多数弾性理論に基づき補正する具体的な方法に特段の制限はない。多層弾性理論については、例えば、「舗装工学ライブラリー３ 多層弾性理論による舗装構造解析入門」、公益社団法人土木学会、２００５年４月、第６９～９４頁）に、多層弾性理論に基づく舗装構造解析プログラム「ＧＡＭＥＳ」とともに紹介されており、当業者であれば、適宜の方法により補正することができるが、例えば、ある好適な一態様においては、上記式（５）に基づいて推定された前記ひずみ量に、
（Ａ）多層弾性理論に基づいて、想定される交通荷重に相当する前記荷重を前記舗装に載荷した場合に前記アスファルト混合物層に発生すると推定されるひずみ量（εA）と、
（Ｂ）多層弾性理論に基づいて、想定される交通荷重に相当する前記荷重を前記舗装に載荷した場合に発生すると推定される載荷中心のたわみ量（Ｄ０）と載荷中心から半径方向に距離Ｌ離れた位置のたわみ量（ＤＬ）を、上記式（５）に代入して得られるひずみ量（εＢ）
の比率（εＡ／εＢ）を乗じることにより、補正することができる。
（Ａ）多層弾性理論に基づいて、想定される交通荷重に相当する前記荷重を前記舗装に載荷した場合に前記アスファルト混合物層に発生すると推定されるひずみ量（εA）と、
（Ｂ）多層弾性理論に基づいて、想定される交通荷重に相当する前記荷重を前記舗装に載荷した場合に発生すると推定される載荷中心のたわみ量（Ｄ０）と載荷中心から半径方向に距離Ｌ離れた位置のたわみ量（ＤＬ）を、上記式（５）に代入して得られるひずみ量（εＢ）
の比率（εＡ／εＢ）を乗じることにより、補正することができる。
【0042】
評価対象となる舗装の構成が分かっていれば、舗装を構成する各層の弾性係数を適宜設定することにより、多層弾性理論により、舗装に所定の荷重を載荷した場合に、舗装表面に発生すると予測されるたわみ量、及び、舗装を構成する各層に発生すると予測されるひずみ量を計算することができる。多層弾性理論により推定されたひずみ量と、多数弾性理論により推定されたたわみ量を上記式（５）に代入することにより得られるひずみ量の推定値とを比較すれば、その層構成を有する舗装について、アスファルト混合物層の下層に存在する構造物（例えば、路盤層及び路床等）の影響等を考慮した場合のひずみ量と、上記式（５）により得られるひずみ量の推定値との間のズレが見出され得る。
【0043】
＜アスファルト混合物層が破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程＞
上述した工程において取得されたひずみ量と、予め取得した破壊基準曲線に基づいて、前記荷重が繰り返し載荷された場合にアスファルト混合物層が破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程である。上述した工程において取得された前記ひずみ量は、想定される交通荷重に相当する荷重が載荷されたときアスファルト混合物層に発生するひずみ量に相当するので、取得した前記ひずみ量を予め取得した破壊基準曲線に適用する、例えば、破壊基準曲線から求められる破壊基準式に当てはめることにより、日々交通荷重にさらされている舗装があと何回程度交通荷重にさらされた場合にアスファルト混合物層が破壊へと至るのかを推定することができる。
上述した工程において取得されたひずみ量と、予め取得した破壊基準曲線に基づいて、前記荷重が繰り返し載荷された場合にアスファルト混合物層が破壊するまでの許容載荷回数を推定する工程である。上述した工程において取得された前記ひずみ量は、想定される交通荷重に相当する荷重が載荷されたときアスファルト混合物層に発生するひずみ量に相当するので、取得した前記ひずみ量を予め取得した破壊基準曲線に適用する、例えば、破壊基準曲線から求められる破壊基準式に当てはめることにより、日々交通荷重にさらされている舗装があと何回程度交通荷重にさらされた場合にアスファルト混合物層が破壊へと至るのかを推定することができる。
【0044】
許容載荷回数の推定に用いられる上記破壊基準曲線は、基本的にどのようなものであっても良いが、前述したとおり、ある好適な一態様において、許容載荷回数の推定に用いられる上記破壊基準曲線は、ひずみ（ε）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す疲労曲線（ε－N曲線）、より詳細には、ひずみ（ε）と当該ひずみが繰り返し与えられた場合の疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す疲労曲線（ε－Ｎ曲線）であり得、より好適には、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）、より詳細には、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と、当該比率に相当するひずみが繰り返し与えられた場合の疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）であり得る。前述したとおり、供用後の舗装は、交通荷重や環境変化など様々な要因により経年変化するため、特に、供用後、ある程度の期間が経過した舗装にあっては、予め取得した疲労曲線（ε－Ｎ曲線）と現場の舗装のアスファルト混合物層が示す疲労曲線との間に隔たりが生じる場合がある。これに対して、本発明者らが見出した知見によれば、舗装においては、経年変化に伴い曲げ疲労が蓄積するのみならず、それと同時に、アスファルト混合物層の破断ひずみも低下しており、アスファルト混合物層に与えられるひずみ量（ε）と当該アスファルト混合物層の破断ひずみ（εｆ）の比率（ε／εｆ）を基準として、疲労破壊までの繰り返し回数を表した基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）によれば、経年劣化の影響を受け難い基準曲線が得られ、供用後の舗装についても、より正確に残存寿命を評価し得る。なお、上記破壊基準曲線を、舗装の破壊確率を考慮して補正しても良いことは既に述べたとおりである。破壊基準曲線を舗装の破壊確率に基づいて補正することにより、各路線に求められる信頼度に応じた破壊基準曲線を得ることができる。
【0045】
許容載荷回数の推定に用いられる破壊基準曲線が、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）である場合、供用後の舗装のアスファルト混合物層について破断ひずみ（εｆ）を測定することが好ましく、破断ひずみの測定には前記舗装から採取した供試体を用いることが好ましいことは前述したとおりである。評価対象となる舗装から採取したアスファルト混合物層を用いて、当該アスファルト混合物層の破断ひずみを測定することで、個々の舗装の経年劣化の状態を反映する破断ひずみを得ることができる。すなわち、本発明に係る舗装の残存寿命を評価する方法は、ある好適な一態様において、舗装から供試体を採取する工程と、採取した前記供試体の破断ひずみを測定する工程をさらに含み得る。
【0046】
＜舗装の残存寿命を評価する工程＞
上述した工程において推定された許容載荷回数に基づいて、舗装の残存寿命を評価する工程である。ここで、残存寿命を評価するという場合、評価対象となる舗装の残存寿命を推定することに加え、所定の基準と比較して残存寿命の大小を評価することが含まれる。すなわち、残存寿命の評価は、評価対象となる舗装の残存寿命を推定するような絶対的な評価であっても良いし、所定の荷重を載荷したときの許容載荷回数（例えば、残存破壊輪数）の基準値との比較によるような相対的な評価であっても良い。
上述した工程において推定された許容載荷回数に基づいて、舗装の残存寿命を評価する工程である。ここで、残存寿命を評価するという場合、評価対象となる舗装の残存寿命を推定することに加え、所定の基準と比較して残存寿命の大小を評価することが含まれる。すなわち、残存寿命の評価は、評価対象となる舗装の残存寿命を推定するような絶対的な評価であっても良いし、所定の荷重を載荷したときの許容載荷回数（例えば、残存破壊輪数）の基準値との比較によるような相対的な評価であっても良い。
【0047】
残存寿命を評価する方法に特段の制限がないことは勿論であるが、例えば、上述した工程において推定された許容載荷回数と、評価対象となる舗装に想定される交通量に基づいて、舗装の残存寿命を推定しても良い。各舗装に想定される交通量としては、評価対象となる舗装の現場に応じた適宜の交通量が用いられ得るが、例えば、各舗装の交通区分に応じて定められている舗装計画交通量を用いても良い。
【0048】
一般に、舗装の性能指標として、想定される舗装計画交通量に応じて、疲労破壊輪数の基準値が定められている。例えば、交通区分Ｎ７（舗装計画交通量３，０００台／日・方向以上）についての疲労破壊輪数は３５，０００，０００回／１０年、交通区分Ｎ６（舗装計画交通量１，０００台／日・方向以上３，０００台／日・方向未満）についての疲労破壊輪数は７，０００，０００回／１０年、交通区分Ｎ５（舗装計画交通量２５０台／日・方向以上１，０００台／日・方向未満）についての疲労破壊輪数は１，０００，０００回／１０年、交通区分Ｎ４（舗装計画交通量１００台／日・方向以上２５０台／日・方向未満）についての疲労破壊輪数は１５０，０００回／１０年、交通区分Ｎ３（舗装計画交通量４０台／日・方向以上１５０台／日・方向未満）についての疲労破壊輪数は３０，０００回／１０年、交通区分Ｎ２（舗装計画交通量１５台／日・方向以上４０台／日・方向未満）についての疲労破壊輪数は７，０００回／１０年、交通区分Ｎ１（舗装計画交通量４０台／日・方向未満）についての疲労破壊輪数は１，５００回／１０年とされている。簡便には、評価対象となる舗装の交通区分に応じて、これらの基準値と、上述した方法により推定された許容載荷回数とを比較することにより、評価対象となる舗装の残存寿命を予測しても良い。なお、疲労破壊輪数とは、『舗装道において、舗装路面に４９キロニュートンの輪荷重を繰り返し加えた場合に、舗装にひび割れが生じるまでに要する回数で、舗装を構成する層の数並びに各層の厚さ及び材質(以下「舗装構成」という。)が同一である区間ごとに定められるもの』（国土交通省、「舗装の構造に関する技術基準」より）。とされている。したがって、想定される交通荷重として４９ｋＮの荷重を用いた場合には、上記疲労破壊輪数と比較することができるので大変便利である。
【0049】
また、想定される交通荷重として異なる大きさの荷重が複数ある場合には、いわゆるマイナー則に基づいて、残存寿命を評価しても良い。すなわち、交通荷重として想定される荷重が合計ｍ種類ある場合、それぞれの荷重ｉ（ｉ＝１～ｍ）について、その許容載荷回数（Ｎｉ）を推定し、所定の期間内に想定される当該荷重の載荷回数（ｎｉ）と当該許容載荷回数の比率（ｎｉ／Ｎｉ）を疲労度として求め、ｍ種類の荷重それぞれについての疲労度を足し合わせれば良い。マイナー則によれば、各荷重について得られた疲労度の和が１．０を超えた場合に、その材料は破壊すると考えられるので、上記所定の期間内に想定される交通荷重により、舗装が破壊するか否かを予測することができる。
【0050】
以上説明した本発明に係る舗装の残存寿命を評価する方法は、アスファルト混合物層を有する舗装、すなわち、アスファルト舗装に特に好適に用いられ得る。評価対象となる舗装は、表層としてアスファルト混合物層を有するものであっても、基層としてアスファルト混合物層を有するものであっても、その双方としてアスファルト混合物層を有するものであっても良いが、少なくとも表層としてアスファルト混合物層を有するものであることが好ましい。なお、表層とは、舗装において、その表面、或いは、最上部にある層を意味する。アスファルト混合物層は、基本的にどのようなアスファルト混合物から形成されたものであっても良く、例えば、密粒度アスファルトコンクリートなどの加熱アスファルト混合物から形成されたものであっても、常温アスファルト混合物から形成されたものであっても良い。また、以下に示す実施例においては、一般道路を例として舗装の残存寿命を評価する方法を説明するが、本発明に係る方法は、一般道路に限られず、自動車専用道路、構内道路、公園内道路、散策路、自転車道、運動場、駐車場、飛行場、港湾施設、公会堂等に付帯する広場、歩道等の舗装にも適用され得るものである。
【0051】
＜２．実施例及び実験例＞
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明が実施例のものに限られないことは言うまでもない。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明が実施例のものに限られないことは言うまでもない。
【0052】
＜実施例１＞
下表１に示す設計条件にて設計、施工された路線Aについて、供用年数１年の時点で、舗装の残存寿命を評価した。
下表１に示す設計条件にて設計、施工された路線Aについて、供用年数１年の時点で、舗装の残存寿命を評価した。
【0053】
【表1】
【0054】
表１に示すとおり、路線Ａの設計寿命は１０年である。路線Ａは、表層として密粒度アスファルト混合物（再生密粒２０Ｆ）から形成される設計厚さ５ｃｍのアスファルト混合物層を有するアスファルト舗装である。路線Ａの設計ＣＢＲは３％であり、設計期間（設計寿命）は１０年である。
【0055】
まず、路線Ａのアスファルト混合物層（表層）について、破壊基準曲線として、ひずみ（ε）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す疲労曲線（ε－Ｎ曲線）を得た。すなわち、路線Ａの表層の構築に用いられたアスファルト混合物（ストレートアスファルト６０／８０、再生密粒度アスファルト混合物（２０Ｆ））から厚さ４．５ｃｍの供試体を作製した。作製した供試体を用いて、「平成３１年度版 舗装調査・試験法便覧」（公益社団法人 日本道路協会）の「Ｂ０１８Ｔ アスファルト混合物の曲げ疲労試験方法」に記載の方法に従って曲げ疲労試験を行い、所定の大きさのひずみ（ε）を与えた場合に当該供試体が破断に至るまでの繰り返し回数（Ｎ）を測定した。得られた結果に基づいて、破壊基準曲線として、ひずみ（ε）と当該ひずみを前記供試体に繰り返し与えた場合に前記供試体が破断するまでの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す疲労曲線（ε－Ｎ曲線）を得た。得られた破壊基準曲線を図２に示す。
【0056】
次に、路線Ａについて、ＦＷＤを用いて、舗装に４９ｋＮの荷重を載荷し、載荷中心における舗装のたわみ量（Ｄ０）及び載荷中心から半径方向に２００ｍｍ離れた位置における舗装のたわみ量（Ｄ２００）を測定し、測定されたたわみ量に基づいて、上記式（５）の計算式に従って、ひずみ量を計算した。ＦＷＤによるたわみ量の測定は独立して３回行い、各測定結果から計算されたひずみ量の平均値を求め、以降の実験では当該平均値を路線Ａについてのひずみ量として用いた。なお、以下、ＦＷＤを用いて各舗装の現場において測定されたたわみ量に基づいて得られたひずみ量を「現場ひずみ」という場合がある。得られた結果を表２に示す。
【0057】
【表2】
【0058】
表２に示すとおり、路線Ａについての現場ひずみは３４．６×１０―６と計算された。この現場ひずみと図２に示す破壊基準曲線に基づいて、当該現場ひずみに対応する疲労破壊までの繰り返し回数を、舗装に対し前記荷重（４９ｋＮ）が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数として得た。
【0059】
また、現場ひずみと図２に示す破壊基準曲線に基づき得られた許容載荷回数に基づいて、アスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数を推定した。すなわち、曲げ疲労試験における破断時の破壊はアスファルト混合物層の下面で発生することから、上記破壊基準曲線に基づき求められた許容載荷回数は、アスファルト混合物層の下面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数を示している。一方、現場において舗装が破壊したか否かの判断は、アスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生したことに基づいて判断される。よって、アスファルト混合物層の上面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数は、舗装が破壊するまでの許容載荷回数を反映する指標としてより好適に用いられ得る。そこで、上記破壊基準曲線に基づき得られた許容載荷回数、すなわち、アスファルト混合物層の下面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数を、「舗装設計便覧 平成１８年度版」（社団法人日本道路協会）に記載のひび割れ伝播の補正係数（Ｋａ）に基づいて、より具体的には、下記式（６）及び（７）に従って、アスファルト混合物層の上面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数に換算した。
【0060】
【数6】
【0061】
【数7】
【0062】
なお、上記式（６）において、Ｋａはひび割れ伝播の補正係数、Ｈａはアスファルト混合物層の厚さ（ｃｍ）を表し、上記式（７）において、Ｎｓｕｒｆａｃｅはアスファルト混合物層の上面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数、Ｎｂｏｔｔｏｍはアスファルト混合物層の下面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数（すなわち、上記破壊基準曲線に基づき得られた許容載荷回数）を表す。アスファルト混合物層の下面にひび割れが発生した時を基準とすると、アスファルト混合物層の下面に生じたひび割れがアスファルト混合物層の上面、すなわち、表面に現れるまでにはＫａ（５ｃｍ）／Ｋａ（０ｃｍ）倍要すると考えられる。
【0063】
以上の実験により得られた結果を下表３に示す。
【0064】
【表3】
【0065】
表３に示されるとおり、路線Ａについての現場ひずみは３４．６×１０―６であり、当該現場ひずみと図２に示す破壊基準曲線に基づいて得られた破断までの許容載荷回数は７０３，５３５回であった。この値を式（６）及び（７）に従って、アスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数に換算すると１，１９０，５０７回であった。表１に示すとおり、本路線における設計交通量区分はＮ５である。交通量区分Ｎ５における疲労破壊輪数は１，０００，０００回／１０年であることに鑑みると、以上の許容載荷回数の推定値は、路線Ａは約１１～１２年供用可能であることを示している。この結果は、路線Ａの設計寿命は１０年であり、路線Aの供用年数は１年であることとよく対応しており、また、路線Ａは設計基準を満たしていることを示している。このように本発明の一態様に係る舗装の残存寿命を評価する方法によれば、既設舗装の残存寿命を既設舗装に損傷を与えることなく評価することができる。
【0066】
＜実施例２＞
次に、下表４に示す設計条件にて設計、施工された路線Ｂについて、供用年数２年の時点で、舗装の残存寿命を評価した。
次に、下表４に示す設計条件にて設計、施工された路線Ｂについて、供用年数２年の時点で、舗装の残存寿命を評価した。
【0067】
【表4】
【0068】
表４に示すとおり、評価対象とする路線Ｂの設計寿命は２０年である。路線Ｂは、表層として密粒度アスファルト混合物（ストレートアスファルト６０／８０、再生密粒度アスファルト混合物（２０Ｆ））から形成される設計厚さ５ｃｍのアスファルト混合物層を有するアスファルト舗装である。すなわち、路線Ｂの表層は、路線Ａの表層と同じ組成のアスファルト混合物で構成されており、その設計厚さも、路線Ａの表層と同じである。一方、路線Ｂの設計ＣＢＲは４％であり、路線Ａの設計ＣＢＲ（３％）より大きく、それゆえ、設計期間（設計寿命）も２０年と大きい。すなわち、路線Ｂは、路線Ａと比較して、路床の支持力が大きく、それゆえ、設計期間も長い設計となっている。
【0069】
実施例１においてと同様に、路線Ｂについて、ＦＷＤを用いて、載荷中心における舗装のたわみ量（Ｄ０）及び載荷直下から半径方向に２００ｍｍ離れた位置における舗装のたわみ量（Ｄ２００）を測定し、測定されたたわみ量に基づいて、上記式（５）の計算式に従って、ひずみ量を計算した。ＦＷＤによるたわみ量の測定は独立して３回行い、各測定結果から計算されたひずみ量の平均値を求め、以降の実験では当該平均値を路線Ｂについてのひずみ量として用いた。なお、以下、ＦＷＤを用いて各舗装の現場において測定されたたわみ量に基づいて得られたひずみ量を「現場ひずみ」という場合がある。得られた結果を表５に示す。
【0070】
【表5】
【0071】
表５に示すとおり、路線Ｂについての現場ひずみは１０．８×１０―６と計算された。この現場ひずみと図２に示す破壊基準曲線とに基づいて、当該現場ひずみに対応する疲労破壊までの繰り返し回数を、舗装に対し前記荷重（４９ｋＮ）が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数として得た。また、実施例１においてと同様、式（６）及び（７）に従って、得られた許容載荷回数に基づいて、アスファルト混合物層の上面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数を推定した。なお、上述したとおり路線Ｂの表層のアスファルト混合物層と路線Ａの表層のアスファルト混合物層は同じ組成であり、また、設計厚さも同じであるので、以上の工程においては、実施例１と同様、図２に示す破壊基準曲線を用いて許容載荷回数を推定した。得られた結果を表６に示す。
【0072】
【表6】
【0073】
表６に示されるとおり、路線Ｂについての現場ひずみは１０．８×１０―６であり、当該現場ひずみと図２に示す破壊基準曲線に基づき得られた破断までの許容載荷回数は９８４，３５９回であった。この値を式（６）及び（７）に基づいて、アスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数に換算すると１，６６５，８３８回であった。表４に示すとおり、本路線における設計交通量区分はＮ５である。交通量区分Ｎ５における疲労破壊輪数は１，０００，０００回／１０年であることに鑑みると、以上の許容載荷回数の推定値は、路線Ｂは約１６年供用可能であることを示している。この推定値は、路線Ａについて予測された残存寿命（約１１～１２年）よりも長いものであり、路線Ｂの設計寿命（２０年）が路線Ａの設計寿命（１０年）よりも長いことを反映するものである。しかしながら、路線Ｂについての残存寿命の予測値は、設計期間である２０年から既に供用された２年を差し引いた１８年よりも若干短かった。
【0074】
＜実施例３＞
許容載荷回数の推定に用いる破壊基準曲線として、ε－Ｎ曲線に代えて、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）を用いて、路線Ａ及び路線Ｂの残存寿命を評価した。
許容載荷回数の推定に用いる破壊基準曲線として、ε－Ｎ曲線に代えて、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）を用いて、路線Ａ及び路線Ｂの残存寿命を評価した。
【0075】
まず、路線Ａ及び路線Ｂのアスファルト混合物層（表層）について、破壊基準曲線として、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）を得た。すなわち、路線Ａ及び路線Ｂの表層の構築に用いられたアスファルト混合物（再生密粒２０F）から作成した供試体を用いて、実施例１及び２で行った曲げ疲労試験に加えて、更に、「平成３１年度版 舗装調査・試験法便覧」（公益社団法人 日本道路協会）の「Ｂ００５ 曲げ試験方法」に記載の方法に従って曲げ試験を行い、当該供試体についての破断ひずみ（εｆ）を得た。得られた破断ひずみ（εｆ）に基づいて、ひずみ（ε）を破断ひずみ（εｆ）で除した比率（ε／εｆ）（以下、「ひずみ比」ということがある）と当該ひずみ比に相当するひずみを前記供試体に繰り返し与えた場合に前記供試体が破断するまでの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）を破壊基準曲線として得た。得られた破壊基準曲線を図３に示す。
【0076】
次に、実施例１及び２において、路線Ａ及び路線Ｂについて、ＦＷＤを用いてたわみ量の測定を行い、ひずみ量を求めたことに加えて、路線Ａ及び路線Ｂのそれぞれから大きさ３０ｃｍ×３０ｃｍ程度のアスファルト混合物層（表層）を試験片として切り出し、当該試験片を用いて「平成３１年度版 舗装調査・試験法便覧」（公益社団法人 日本道路協会）の「Ｂ００５ 曲げ試験方法」に記載の方法に従って、曲げ試験を行い、破断ひずみ（εｆ）を得た。なお、以下、各現場の舗装から切り出された試験片を用いて測定された破断ひずみを「現場破断ひずみ」という場合がある。ＦＷＤにより得られた現場ひずみと曲げ試験により得られた現場破断ひずみに基づいてひずみ比（ε／εｆ）を得た。当該ひずみ比は、４９ｋＮの荷重が舗装に載荷される場合に、当該舗装のアスファルト混合物層に発生すると想定されるひずみ（ε）を現場破断ひずみ（εｆ）を基準として規格化した値である。すなわち、４９ｋＮの荷重の載荷により発生するアスファルト混合物層のひずみが、現場破断ひずみ（εｆ）と比較してどの程度の大きさかを示す値である。得られたひずみ比と図３に示す破壊基準曲線とに基づいて、当該ひずみ比に対応する疲労破壊までの繰り返し回数を、舗装に対し前記荷重（４９ｋＮ）が繰り返し載荷された場合に前記アスファルト混合物層が疲労破壊するまでの許容載荷回数として得た。また、実施例１及び２においてと同様、式（６）及び（７）に従って、得られた許容載荷回数に基づいて、アスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数を推定した。得られた結果を表７に示す。
【0077】
【表7】
【0078】
表７に示されるとおり、路線Ａについての現場ひずみは３４．６×１０―６、現場破断ひずみは７，６９７×１０―６であった。当該現場ひずみ及び現場破断ひずみから得られるひずみ比は０．００４５０である。当該ひずみ比と図３に示す破壊基準曲線に基づき得られた破断までの許容載荷回数は７２９，４１６回であった。これをアスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数に換算すると１，２３４，３９７回であった。表１に示すとおり、路線Ａにおける設計交通量区分はＮ５である。交通量区分Ｎ５の舗装に要求される疲労破壊輪数は１，０００，０００回／１０年であることに鑑みると、以上の載荷回数の推定値は、路線Aは約１１～１２年供用可能であることを示している。この結果は、路線Ａの設計寿命は１０年であり、路線Ａの供用年数は１年であることとよく対応しており、また、この結果から路線Ａは設計基準を満たしていることが分かる。
【0079】
一方、同じく表７に示されるとおり、路線Ｂについての現場ひずみは１０．８×１０―６、現場破断ひずみは１４，１３５×１０―６であった。当該現場ひずみ及び現場破断ひずみから得られるひずみ比は０．０００７６である。当該ひずみ比と図３に示す疲労曲線に基づき得られた許容載荷回数は１，２４４，５５１回であった。これをアスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数に換算すると２，１０６，１６４回であった。表４に示すとおり、路線Ｂにおける設計交通量区分はＮ５である。交通量区分Ｎ５の舗装に要求される疲労破壊輪数は１，０００，０００回／１０年であることに鑑みると、以上の許容載荷回数の推定値は、路線Ａは約２１年供用可能であることを示している。この結果は、路線Ｂの設計寿命は２０年であり、路線Ｂの供用年数は２年であることとよく対応しており、また、この結果から路線Ｂは設計基準を満たしていることが分かる。
【0080】
以上の結果は、ひずみ比を用いること、すなわち、疲労破壊におけるひずみの大きさをアスファルト混合物層の破断ひずみを基準とした相対的な大きさとして整理することにより、供用による経年劣化の影響を受け難い破壊基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）が得られ、供用後の舗装についても、精度よく、舗装の残存寿命を評価できることを示している。
【0081】
＜実施例４＞
実施例３において推定されたひずみ量を、多層弾性理論に基づき補正し、アスファルト混合物層の下層に存在する構造物（例えば、路盤層及び路床等）の影響を考慮して、路線A及び路線Bについて、舗装の残存寿命を評価した。
実施例３において推定されたひずみ量を、多層弾性理論に基づき補正し、アスファルト混合物層の下層に存在する構造物（例えば、路盤層及び路床等）の影響を考慮して、路線A及び路線Bについて、舗装の残存寿命を評価した。
【0082】
表１及び表４に示した路線Ａ及び路線Ｂの層構成に基づいて、路線Ａ及び路線Ｂのそれぞれについて、多層弾性理論に基づき、想定される交通荷重（４９ｋＮ）を上記舗装に載荷した場合に表層のアスファルト混合物層に発生すると推定されるひずみ量（εＡ）と、想定される交通荷重（４９ｋＮ）を上記舗装に載荷した場合に発生すると推定される載荷中心における舗装のたわみ量（Ｄ０）及び載荷中心から半径方向に２００ｍｍ離れた位置における舗装のたわみ量（Ｄ２００）を求めた。得られたＤ０及びＤ２００を上記式（５）に代入して、対応するひずみ量（εＢ）を求めた。両者の比率（εＡ／εＢ）を、多層弾性理論に基づくひずみ量と上記式（５）に基づくひずみ量のズレを補正するための補正係数として得た。なお、路線Ａ及び路線Ｂのいずれについても補正係数は１．３であった。多層弾性理論に基づくひずみ量、たわみ量及び補正係数の計算は、舗装構造解析プログラム「ＧＡＭＥＳ」を用いて行った。
【0083】
実施例３において得られたひずみ量に上記補正係数を乗じ、得られた値を補正現場ひずみとした。補正現場ひずみ及び実施例３において得られた現場破断ひずみに基づいて、ひずみ比（補正現場ひずみ／現場破断ひずみ）を計算し、得られたひずみ比と図３に示す破壊基準曲線に基づいて、アスファルト混合物層が破断するまでの許容載荷回数を得、上記式（６）及び（７）に従って、舗装表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数を求めた。得られた結果を表８に示す。
【0084】
【表8】
【0085】
表８に示すとおり、路線Ａについての現場ひずみは３４．６×１０―６であり、これに多層弾性理論に基づき得られた補正係数１．３を乗じて得た補正現場ひずみは４５．０×１０―６であった。一方、路線Ａから切り出した試験片より得られた現場破断ひずみは７，６９７×１０―６であるから、ひずみ比（補正現場ひずみ／現場破断ひずみ）は０．００５８４と計算された。当該ひずみ比と、図３に示す破壊基準曲線に基づき得られる許容載荷回数は６０２，３３６回であった。この値を、上記式（６）及び（７）に基づいて、アスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数に換算すると１，０１９，３３９回であった。この結果から予測される路線Ａの残存寿命は約１０年である。この結果は、路線Ａの設計寿命は１０年であり、路線Ａの供用年数は１年であることと極めてよく一致するものであった。
【0086】
一方、同じく表８に示すとおり、路線Ｂについての現場ひずみは１０．８×１０―６であり、これに多層弾性理論に基づき得られた補正係数１．３を乗じて得た補正現場ひずみは１４．２×１０―６であった。一方、路線Ｂより切り出した試験片より得られた現場破断ひずみは１４，１３５×１０―６であるから、ひずみ比（補正現場ひずみ／現場破断ひずみ）は０．０００９９と計算された。当該ひずみ比と、図３に示す破壊基準曲線に基づき得られる許容載荷回数は１，２０４，３２４回であった。この値を、アスファルト混合物層の上面、すなわち、舗装の表面にひび割れが発生するまでの許容載荷回数に換算すると２，０３８，０８６回であった。この結果から予測される路線Ｂの残存寿命は約２０年である。この結果は、路線Ｂの設計寿命は２０年であり、路線Ｂの供用年数は２年であることと極めてよく一致するものであった。
【0087】
また、路線Ａと路線Ｂについて推定された残存寿命を比較すると、その比は２．０となり、路線Ａの設計寿命（１０年）と路線Ｂの設計寿命（２０年）の違いを極めてよく反映した評価結果が得られた。
【0088】
以上の結果は、ひずみ比と多数弾性理論の組み合わせによれば、供用後、かつ、比較的長い設計期間を有する舗装についても、極めて精度よく、舗装の残存寿命を評価できることを示している。
【0089】
＜実験例＞
ひずみ比（ε／εｆ）を基準とする破壊基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）が経年変化後の舗装についても適用できることをモデル実験により検証した。
ひずみ比（ε／εｆ）を基準とする破壊基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）が経年変化後の舗装についても適用できることをモデル実験により検証した。
【0090】
具体的には、アスファルト混合物（長寿命改質アスファルト（製品名「シナヤカファルト」、ニチレキ株式会社製）、密粒度アスファルト混合物（１３））から厚さ４ｃｍの供試体を作製し、２０℃において曲げ試験及び曲げ疲労試験を行い、得られた結果から、ひずみ（ε）と当該ひずみを供試体に繰り返し与えた場合に当該供試体が疲労破壊するまでの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す疲労曲線（ε－Ｎ曲線）と、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と、当該比率に相当するひずみを供試体に繰り返し与えた場合に当該供試体が疲労破壊するまでの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）の２種類の基準曲線を得た。一方、アスファルト混合物は経年変化することにより、次第に硬くなることが知られている。そこで、経年劣化モデルとして、同じくアスファルト混合物（長寿命改質アスファルト（製品名「シナヤカファルト」、ニチレキ株式会社製）、密粒度アスファルト混合物（１３））から同様にして厚さ４ｃｍの供試体を作製し、５℃において曲げ試験及び曲げ疲労試験を行い、得られた結果から、ひずみ（ε）と当該ひずみを供試体に繰り返し与えた場合に当該供試体が疲労破壊するまでの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す疲労曲線（ε－Ｎ曲線）と、ひずみ（ε）の破断ひずみ（εｆ）に対する比率（ε／εｆ）と、当該比率に相当するひずみを供試体に繰り返し与えた場合に当該供試体が疲労破壊するまでの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）の２種類の基準曲線を得た。なお、曲げ試験及び曲げ疲労試験は、それぞれ「平成３１年度版 舗装調査・試験法便覧」（公益社団法人 日本道路協会）の「Ｂ００５ 曲げ試験方法」及び「Ｂ０１８T アスファルト混合物の曲げ疲労試験方法」に記載の方法に従って行った。得られた結果を図４及び図５に示す。
【0091】
図４に示すとおり、２０℃における実験から得られたε－Ｎ曲線と比較して、経年劣化モデルである５℃における実験から得られたε－Ｎ曲線は若干左にスライドした。この挙動は、経年劣化によるアスファルト混合物の疲労曲線のスライド現象とよく一致する挙動であり、５℃における実験によりアスファルト混合物の経年劣化が良く再現できていることを示している。
【0092】
一方、図５に示すとおり、ひずみ比を基準として、ひずみ比と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）を描いた場合、２０℃における実験から得られた基準曲線と５℃における実験から得られた基準曲線はぴったりと重なった。この結果は、ひずみ比を基準とする、ひずみ比と疲労破壊までの繰り返し回数（Ｎ）の関係を表す基準曲線（ε／εｆ－Ｎ曲線）は、経年劣化による変動を受け難いことを示しており、当該基準曲線によれば、経年変化後に基準曲線を取得せずとも、経年変化後の疲労の程度を適切に評価し得ることを示している。
【産業上の利用可能性】
【0093】
以上説明したとおり、本発明に係る舗装の残存寿命を評価する方法によれば、舗装に過度の損傷を与えることなく、また、少ない作業負担で、舗装の残存寿命を評価することができる。また、一実施態様によれば、供用後の舗装についても、より正確に残存寿命を評価することができる。残存寿命の適切な予測により、より地球環境に配慮した舗装補修計画の策定等が実現され得る。本発明が道路管理者や道路施工者にもたらす利便性には極めて多大であり、その産業上の利用可能性は大きい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】