寒冷地での土舗装

寒冷地での土舗装は、霜害や凍害によって損傷を受けやすいという課題があります。

土系舗装は、土の粒同士を固化材で接着しているわけで、土と土の粒の間の空隙が大きく、そこに水が流入し、水で飽和状態になると、氷点下で水が凍結膨張して損傷を受けやすくなります。

この凍害という現象には、さまざまな説がありますが、一般的には、水圧説が有力です。

大きな空隙中の水が凍結し、次いで小さい空隙中の水が凍結するわけですが、水が凍結する際、約9％の体積膨張を生じます。小さい空隙の水が凍結する過程では大きな空隙に出来た氷晶により膨張が拘束されます。この膨張を緩和するだけの自由な空隙が存在しない場合に、ひび割れ等の凍害が発生すると考えられています。

それには、まず酸化マグネシウム系固化材の添加量を増やして耐久性に変化をつけるということで寒冷地対策を行い、年間１万平方メートル以上の施工実績を達成しているところもあります。しかし、それだけでは十分とはいえません。

よって、土舗装試験施工において、弊社でもさまざまな実験を行ってきました。

・土材料の改良・・・つまり、透水性を高めることで、水の滞水をしにくくする方法です。そのためには、土に砂を混ぜ、粒径を大きくして空隙率を高める対策です。凍害というとコンクリートが代名詞になっていますが、コンクリートの場合、乾燥した時、小さな空隙が多数できることから、いくら固くても寒冷地では凍害に遭いやすいという状況が生まれています。コンクリートでも凍害に遭うということです。

よって、水セメント比を低くして高強度のコンクリートで凍害対策を行っていますが、土舗装も同様に、含水比を極力低くして施工することが必要になります。もちろん透水性を高めることは、透水した水を滞留させずに排水させることが重要です。

・撥水により水を断つ・・・つまり、撥水材を使用して土舗装に含浸させ、水滴が玉になりはじくことで、氷着を防止し、凍結を防ぐという対策です。下の写真はジオベストで固めた土舗装のサンプルを２分割して、一方に浸透性吸水防止材を噴霧し、比較したものです。

通常のジオベスト土舗装では一瞬で水は透水してしまいますが、噴霧した方は水滴が玉になり、水をはじいて透水しません。

・蓄熱・・・いわゆる蓄熱材を混合することで、土舗装の温度低下を防ぐ対策です。蓄熱材にもいろいろありますが、塩カルも降雪初期における凍結を防ぐ効果がありました。さまざまな蓄熱材料で試されることをお勧めしますが、覆土や路盤の設置で、温度低下を防ぐ方が長期的にみて、凍害対策になりました。