骨材

「骨材」とは、砂、砂利、砕石などの鉱物質で、結合媒体（水、アスファルト、ポートランドセメント、石灰など）と共に使用されて、複合材料（アスファルトコンクリートやポートランドセメントコンクリートなど）を形成するものの総称である。 骨材は、体積比で一般にHMAの92〜96％、ポートランドセメント・コンクリートの約70〜80％を占めている。

骨材は、天然のものと製造されたものがあります。

骨材には、天然のものと製造されたものがあります。天然の骨材は、一般に、開放掘削（採石場）を通じて大きな岩石層から抽出されたものです。

骨材には、天然のものと製造されたものがあります。

このセクションでは、骨材のソースと採石作業について簡単に説明した後、舗装にとって最も重要な基本的な骨材の鉱物、化学、物理特性、およびこれらの特性を決定するために使用される典型的な試験について説明します。

骨材のソース

骨材は、天然または製造されたソースのどちらかに由来しています。 天然の骨材は岩石から得られ、そのうちの 3 つの大まかな地質学的分類があります（Roberts, et al.、1996）:

火成岩 これらの岩石は主に結晶性で、地殻下の溶融岩石物質（マグマ）の冷却によって形成されます。 堆積岩 不溶性の物質が堆積してできた岩石（例：海や湖の底に堆積した既存の岩石の残骸）である。 熱と圧力で岩石に変化します。 石灰質（石灰石、チョークなど）、珪質（チャート、砂岩など）、珪藻質（頁岩など）に分類されます。 変成岩 火成岩や堆積岩のうち、熱や圧力を受けて鉱物構造が変化し、もとの岩石とは異なるものになったもの。

製造された岩石は、通常、スラグ (冶金処理の副産物 – 典型的には鉄鋼、スズ、銅の処理から生じる) などの産業副産物や、自然の岩石には見られない特定の物理的特性 (軽量骨材の低密度など) を持つように製造された特殊な岩石から構成されます。

骨材生産

骨材は、基本機能は原位置岩を特定の特性を持つ骨材に変換することにある採石場や鉱山で生産されています (図 1)。 通常、岩石はブラストされるか、または採石場の壁から掘られ、その後、一連のスクリーンとクラッシャーを使ってサイズが小さくされる。

鉱物特性

骨材の鉱物組成は、主にその物理特性と舗装材料としての挙動を決定します。 したがって、骨材の供給源を選択するとき、採石場の岩の鉱物特性の知識は、結果として得られる骨材の適合性に関する優れた手がかりを提供することができます。 Cordon（1979）は、HMAで使用される骨材のためのいくつかの一般的なガイドラインを提供しています。

表1. HMA用の岩石の望ましい特性
（ロバーツらの文献にあるCordon, 1979より）。 1996）

一般に、鉱物と物理特性の関係は非常に複雑で、特定の骨材のソースが鉱物特性だけに基づいてどのように動作するかを正確に予測することは困難になっています。

化学的特性

緩い骨材では比較的重要ではありませんが、舗装材料では骨材の化学的特性は重要です。 HMA では、骨材表面の化学的性質は、アスファルト セメント バインダーが骨材表面にどのくらいよく付着するかを決定します。 一般にストリッピングと呼ばれる付着不良は、早期の構造破壊を引き起こす可能性があります。 PCCでは、反応性シリカを含む骨材は、セメントペーストに含まれるアルカリと膨張反応を起こすことがあります。 この膨張は、ひび割れ、表面の飛び出し、剥落の原因となります。 骨材の化学的特性は、特に骨材が粉砕された後、時間の経過とともに変化することがあることに注意する。 新しく粉砕した骨材と、同じ骨材を粉砕して1年放置したものとでは、水への親和性が異なる場合がある。

以下は、骨材について測定される典型的な化学的特性です。

• ストリップ
• アルカリ骨材反応

物理特性

骨材の物理特性は最もわかりやすい骨材の特性で、舗装材構成要素としてまたはそれ自体として基または下位基材としての骨材の性能に最も直接影響するものでもあります。 一般的に測定される骨材の物理的特性は以下の通りである（Roberts et al, 1996）：

• 粒度とサイズ
• 強靭さと耐摩耗性
• 耐久性と健全性
• 粒子の形と表面の質感
• 清浄度と有害物質
• 水分含有量

これらは骨材の唯一の物理特性ではなく、最もよく測定されるものであり、骨材を使用した場合の物理特性も同様です。 これらの特性を定量化するために使用されるテストは、主に経験的なものです。 骨材の物理的特性は、時間とともに変化することがあります。 たとえば、新しく砕かれた骨材は、より多くのダストを含み、したがって、アスファルト バインダーとの結合を受けにくいかもしれません

基材としての骨材

骨材は、しばしば結合されていないベースまたはサブベースのコースとしてそれ自体で使用されます。 そのように使用される場合、骨材は通常、全体的な層の剛性だけでなく、前述の物理的特性によって特徴付けられます。 層の剛性は、下地層の剛性を評価するために使用されるのと同じ試験で評価されます。

下地層の剛性を評価するために使用されるのと同じ試験で評価されます。