中古建設機械情報・ニュース【トクワールド】の道路工事｜道路・舗装工事はどうやって作られる？活躍する重機・建設機械とは？

道路で行われる工事は、『占用工事・承認工事・道路工事』の大きく３つに分けられ、これらを総称して路上工事と言います。例を挙げると、道路に配管や線などを新たに新設する場合は「新設工事」、老朽化した設備を更新する「更新工事」などが該当します。

道路工事の目的は以下の通りです。

占用工事とは、水道、下水道、ガス、電気、通信事業者といった業者が占有して行う工事のことです。これらの工事を実施するには、「道路占用許可」を得る必要があり、他にも「供給工事」と呼ばれるものもあります。

個人が道路管理者の承認を得て行う工事を承認工事といいます。「自費工事」とも呼ばれ、基本的に工事は自己負担で行われることが多いです。

承認工事を行う例としては、自宅の敷地に車が乗り入れやすくするために、歩道との段差を無くしたり、ガードレールの撤去や街路樹を移設するようなケースが挙げられます。

各都道府県の道路管理者が行っている工事のことで、新設工事、改良工事、維持・修繕工事の３種類があります。

道路工事の種類は３種類あります。

新規で道路を作る工事のことです。

高齢者や障害を抱えた人が快適に生活できるように改善、整備し、バリアフリー化を行う工事のことを改良工事と言います。

また、道幅が狭かったり、見通しの悪い道路を改善することを目的に道幅を拡張する幅広工事も含まれます。

老朽化した道路のアスファルトのメンテナンスや、標識、ガードレールなどを新しく取り替えるなどといった、道路の維持・補修を目的とした工事のことを言います。

近年は地震への備えとして、震災対策として橋梁の耐震化工事や、一部の占用物については耐震性のある配管への更新工事なども行われています。

また、都市部では、台風などで大雨が降った場合、下水管に大量の排水が流れ込み内水氾濫等の水害に発展することも多いため、豪雨時の対策工事も行われています。

このほかに、未舗装の道路をアスファルトなどで舗装する舗装工事というものがあります。

舗装工事は路面下の地盤をいくつかの層にわたって締固めることによって、自動車の荷重などに対する耐力を維持し、表面をアスファルトやコンクリートで敷き固める工事です。
これにより、歩行者や自動車が安全かつスムーズに通行することが可能になります。

道路下に上下水道やガス管などを設置するだけではなく、街並みの景観を美しく保つことや、自動車以外にも直射日光や雨、雪などにも晒されるため、劣化損傷しにくい耐久性能も求められます。

舗装工事は主に以下で行われています。

舗装道路には「アスファルト舗装」、「コンクリート舗装」、「特殊舗装」の３種類があり、それぞれにメリット、デメリットが存在します。

それでは、以下で詳しく説明していきます。

アスファルト舗装には「天然アスファルト」と「石油アスファルト」の２種類があります。

日本で天然アスファルトはほとんど採掘できないため、石油を蒸留して作られる石油アスファルトが一般的に使用されています。

このアスファルトには砕石・砂などの骨材が混ざられており、それを加熱して道路基礎の上に敷き慣らしてローラー転圧をして舗装します。

アスファルト舗装のメリットは、工期が短いうえに、工事費用が安く経済的であること。防水性、透水性、静音性、走行性において優れている点が挙げられます。

しかし、耐熱性や耐久性には劣るので、直射日光により路面温度が高温になりやすいことや定期的な補修が必要になる点がデメリットです。

コンクリート舗装は、セメント・砂・砂利などを練り合わせて作られたコンクリートによって舗装されます。

一般的なコンクリートは圧縮強度で管理されるのに対し、コンクリート舗装に作用する主な応力が曲げ応力であることから、曲げ強度を基準として管理されています。

コンクリート舗装は、アスファルト舗装に対して耐久性、耐熱性に優れます。施工後50年を超えたコンクリート舗装道路が現在まで使われている例もありますし、直射日光を浴びても路面の表面温度が夏でも上がりにくいです。

このメリットから、コンクリート舗装は補修工事が難しいトンネル内や急な坂道などで利用されるケースが多い傾向にあります。

特に名古屋市はコンクリート舗装の普及率が約３割路かなり高いです。車で走っていると名古屋の中心部はコンクリート舗装が多いことに気付くでしょう。

しかし、コンクリート舗装は大掛かりな機器が必要で、コンクリートが固まるまでの時間がアスファルトと比べて長いことからも、施工には手間がかかります。そのため工期が長く、費用はアスファルト舗装よりも高いです。

またアスファルト舗装は耐久性が高い分作り直しをするのが難しいため、追加工事が困難といったデメリットもあります。

特殊舗装は、道路や敷地の目的に沿って表面を特殊な舗装にすることです。

例としてアスファルト混合物に顔料を混入して敷き均し、表面の色を変える着色舗装や、舗装面に降った雨などの水が、舗装面から基礎へ浸透して表面に水が溜まらないようにする排水性舗装などがあります。

舗装は大きく分けると「表層」、「基層」、「路盤」、「路床」の４層構造で出来ています。

私たちが普段見ている舗装は表層のアスファルト仕上げ部分です。その下には基層という同じアスファルトの層があり、さらにその下には路盤というセメント・石灰などを含んだ砕石の層が上層と下層の２層あります。

そして最下部には路床という土でできた層があります。

舗装構造の４層にはそれぞれに役割があり、各層ごとの施工手順が確立されています。また、作業に応じた舗装工事用機械も用いられます。

路床は土で出来ています。路盤作りはまず、「ブルドーザー」や「モーターグレーダー」などの建設機械を使って地盤を平坦に成形することから始めます。

その後、タイヤローラーやロードローラーで整地した地盤を締め固めます。これは、上を通る自動車などの重量により路盤が沈下しないように底の部分を固めていく重要な作業です。

厚さ１m以上にもなる路床には、表層の高さ調整や角層の厚み確保のために以下の施工方法が取られます。

路盤の施工体制も路床の工法とほとんど変わりません。
ダンプトラックから降ろされた砕石をブルドーザーで祖ならしして仕上げのモータグレーダーで、所定の仕上がり厚が得られるまで均一に敷きならします。

敷きならし後、10〜12トンのロードローラーや８〜12トンのタイヤローラーなどで転圧して所定の密度が得られるまで締め固めます。

仮想路盤の一層仕上がり厚さの標準は20cm以下で上層路盤は15cm以下とされています。

基層と表層はアスファルト混合物により舗装によって作られます。
ダンプトラックで運搬されたアスファルト混合物を「アスファルトフィニッシャ」で敷きならし、「路床」や「路盤」と同じようにロードローラーやタイヤローラーで転圧して固めていきます。

舗装工事で使用される代表的な建設機械・重機は以下の５つです。

1.ブルドーザー
2.モーターグレーダー
3.タイヤローラー
4.ロードローラー
5.アスファルトフニッシャー

ブルドーザーは、トラクターの前面部に可動式の排土板（ブレード）が装備されていて、高い馬力とクローラー（キャタピラ）の推進力で、土を押しながら地面を整地するための建設機械です。

排土板の動きは自在で精度が高いため、敷きならす作業には適していますが、仕上げ精度は荒いので祖ならしの補助機械として主に使用されます。

ブルドーザーの主要な製作会社は、アメリカのキャタピラー社と日本の小松製作所の２社が世界市場をほぼ独占しています。

小型・中型機はキャタピラージャパンでも作られていますが、キャタピラー社製の大型機はアメリカから輸入しています。

特殊な機能を備えたブルドーザーとしては以下が挙げられます。

モーターグレーダーは、ホイール式走行の機械です。前後車輪の間に排土板がついており、スカリファイヤという描き起こし用の爪を装着できるようになっています。

機械を前進させながら路面の敷きならし、かきおこしを行い、整形していきます。ブルドーザーと比べて仕上げ精度が高いため、ブルドーザーが祖ならしした後の地面に使用します。

主要な製造会社はキャタピラー社ですが、大型機であるため日本ではそれほど目にすることはなく、国内では小松製作所がほとんどのシェアを占めています。

タイヤローラーはロードローラー（締め固め用機械）のひとつで、空気入りタイヤが前後輪各３〜４個装備されており、機械の重量を利用して地面に圧力をかけて締め固めを行う機械です。

前輪が走行輪、後輪が駆動輪になっているのが一般的で、動力伝達方式が機械式と油圧式があります。

主要な製造会社は酒井重工業、キャタピラージャパン、日立建機、コマツなどがあります。

一般にロードローラーと呼ばれている機械はタイヤローラー式の他に、車輪を三輪車系に配置した「マカダム式」と車輪を前後に一輪ずつ配置した「タンデム式」があります。

動力伝達方式は機械式と油圧式で、駆動方式は片輪・両輪があります。

そのほかでは、以下の方法があります。

アスファルトフィニッシャーは自走式の機械で、アスファルト混合物を貯めるホッパと原動機、走行装置を有するトラクター部、アスファルト混合物を敷きならすスクリードで構成されています。

ダンプトラックで運搬されたアスファルト混合物は、車両前方にあるホッパに貯めます。そして、ホッパの底にあるバーフィーダーで後方のスクリード手前まで送り、スクリューでアスファルト混合物を左右に広げてスクリードで敷きならしていきます。

敷きならしの際にはスクリード底板はバーナーなどで一定以上の温度に加熱しておき、スクリードの角度を変化させてアスファルトの量を増減させて敷きならす厚みを変えたりします。

主な製作メーカーは海外では、フェーゲル、ボルボで、国内では住友重機、範多機械があります。