中古建設機械情報・ニュース【トクワールド】のアスファルトフィニッシャーの構造を解説！情報化施工・舗装方法についても紹介

アスファルトフィニッシャーは、道路や駐車場などの舗装作業に欠かせない重機です。この記事では、アスファルトフィニッシャーの構造や施工方法について解説します。

また、近年は技術進化によってアスファルトフィニッシャーがどのように進化しているのか、さらには情報化や超音波センサーの施工についても紹介します。

アスファルトフィニッシャーの構造は、トラクタ部、スクリード部に大きく分けられ、細部の構造は以下の通りとなっています。

「トラクタ部」

• ホッパー
• 原動機（エンジン）
• 走行装置

「スクリード部」

• スクリード
• コンベア（フィーダー）
• 加熱装置

トラクタ部は、アスファルトを積み込むホッパー、原動機、走行装置を有します。トラクタ部は、原動機（エンジン）からの動力を油圧ポンプに供給し、走行装置や作業装置に圧力を供給します。

ホッパー
アスファルト合材をダンプトラックから受けてためておく部分で、トラクタの前方に位置しています。ホッパーの底部にはアスファルト合材を車体の後方へ送り出すコンベヤが設置されており、スクリードへアスファルト合材を送り出します。

原動機
大型の建設機械かつ、低速で移動しながら作業を行なうアスファルトフィニッシャーは、一般的に軽油を使用するディーゼルエンジンが採用されています。

走行装置
走行装置は、ゴム製タイヤを用いる「ホイールタイプ」と履帯（キャタピラ）を用いる「クローラータイプ」の２種類があります。ホイールタイプは、大型特殊自動車としてナンバーを取得すれば公道走行も可能です。

スクリード部には、アスファルト合材を広げるためのスクリューコンベヤや合材を加熱するための加熱装置、合材を均等に広げるためのスクリードが装備されています。

スクリード
スクリードとはホッパから送られてきたアスファルト合材の敷きならしを行なう機械（作業装置）のことです。スクリードにはいくつか種類がありますが、フローティングスクリードが主流です。

コンベヤ（フィーダー）装置及びスクリュー装置 コンベヤ装置とスクリード装置は連動しており、アスファルト合材はホッパから後方にコンベヤ装置で送られ、スクリードの最端部まではスクリュー装置で送られる仕組みです。ほとんどの機種は、バーフィーダー式コンベヤ装置を採用していることから「バーフィーダー」とも呼ばれます。

加熱装置
アスファルトフィニッシャーの加熱装置は、主にスクリードを加熱してアスファルト合材をなめらかで均一に敷きならすための装置です。加熱装置の加熱方式にはさまざまな種類があります。

アスファルトフィニッシャーのホッパ内からトラクタ内部を通り、スクリード前方までアスファルト合材を送る装置です。

コンベヤは、アスファルトフィニッシャーのホッパ内からトラクター内部を通り、スクリード前方までアスファルト合材を送る装置です。

アスファルトフィニッシャーが施工するとき、施工幅員のセンターを走行できない場合や、左右の施工幅厚に差がある場合などでは、左右のアスファルト合材の送り量を制御する必要があります。そのため、合材の供給方法にはさまざまなものがあります。

• バーフィーダー式コンベヤ装置
• アスファルト合材直接投入式
• レシプロ式コンベヤ装置
• スクリュー式コンベヤ装置

開発当時から、ほとんどの機種は梯子状のバーフィーダー式コンベヤ装置を装備しており、もっともポピュラーなタイプです。左右２本のブロックチェーンに等間隔に接続されたコンベヤバー後方にスライドすることにより合材はトラクタ後方にあるスクリードの全面まで移送されます。

通常のバーフィーダー式コンベヤ装置は、施工幅員3.6メートル以下では単列の1条方式、40メートル以下のもでは複列の2条方式を用いるのが一般的でした。

1条方式の合材供給
1条方式バーフィーダーは、左右のアスファルト合材の送り量を制御することができないため、他の装置を併用する必要がありました。そのため、ラダー式や可変2枚ゲート式の装置が開発され、左右のアスファルト合材の送り量を制御する事ができるようになりました。

ラダー式は、舵状の板を取り付け、ゲート高さを調整することで制御します。当初は手動調整式でしたが、後に油圧シリンダ調整式に変更されました。

2条方式の合材供給
2条式のバーフィーダを使用することで、左右の合材の送り量を制御できるようになり、無段階速度制御の2条式バーフィーダが開発され、施工性と整備性が向上しました。

また、小型機用のバーフィーダとしては、センターチェーン式バーフィーダが使用されます。このバーフィーダは、中央部のロックチェーンカバーの幅分も有効幅として使用する構造になっています。

アスファルト合材直接投入式は、コンベヤ装置を省き、ホッパ後方とスクリードの距離を短くしており、このような構造の機械は非常に小型であるという利点があります。しかし、敷き均し面の平坦性が確保しにくいため、特殊な施工にしか使われていません。

レシプロ式コンベヤは、「SP-50」という小型アスファルトフィニッシャーに、中大型機種と同等の装置を装備するために開発され、1980年に国内に導入されました。

この装置は、ホッパの中央底部にボックス状の構造を作り、油圧シリンダによって前後運動するプッシュプレートで合材を押し出し、本体後方のスクリード前面に送り出す方式です。

アスファルトフィニッシャにおいて、流動性の高い特殊な舗装材を舗設する際に、バーフィーダに代わってスクリュー式コンベアを採用することがあります。

スクリュー式コンベヤは、中央にチェーンボックスと両端に軸受けがあり、スクリューを回転させて合材を運ぶ装置です。スクリュー式コンベアは、スクリュー下部が本体のケース内にあるため、車体下部に合材を落とす必要がなく、乳剤散布装置付きアスファルトフィニッシャでも採用された機種もあります。

コンベヤ装置により、スクリード前方中央部に運ばれた合材をスクリード前面へ均一に送る装置です。

スクリュー装置には、骨材が集まり均等に敷き詰められない傾向があるため、返し羽根を取り付けて骨材の分離を防止することが必要です。

初期の機械はバーフィーダとスクリューの連動する左右単独駆動でしたが、現在は油圧の電気制御によりスクリューの速度調整が可能で、スクリードの油圧伸縮機能にも対応する機種もあります。

現在ほとんどのアスファルトフィニッシャーはスクリュー装置を使っています。スクリュー装置は舗装幅が油圧で伸縮する機械が一般的になるにつれ、エキステンションスクリューからスクリードと同じように油圧で幅を伸縮するスクリュー装置が考案されました。

主に、2軸式の伸縮式スクリュー装置を装備したアスファルトフィニッシャーと、1軸式の伸縮式スクリュー装置を装備したアスファルトフィニッシャーがあり、これらはスクリードの伸縮に合わせてスクリューの長さを変化させることが可能です。

• 2軸式伸縮スクリュー
• 1軸式伸縮スクリュー

2軸式伸縮スクリュー
昭和63年（1988年）に新潟鐵工所が2軸式伸縮スクリューを装備したアスファルトフィニッシャーである『NFB6C』を開発しました。

これは、本体幅の標準スクリュー装置の後方に新たに油圧シリンダで伸縮するスクリュー装置を装備した構造となっています。

1軸式伸縮スクリュー
平成7年（1995年）に米国・ブローノックス社が、1軸式伸縮スクリュー装置を装備した『BK-171』を発表しました。

これは、駆動軸に対し半ピッチずつの２組のスクリューオーガを組み合わせ、１方は中央のチェーンボックス側に固定し、もう１方を伸縮スクリードのサイドボード側に固定しています。それにより、スクリードの伸縮に合わせてスクリードそのものの長さを変化させる構造となっています。

スクリードとは、敷きならしを行う機械のことで、ミリ単位の精度が求められるアスファルトフィニッシャーにとって不可欠なものです。スクリードはこれまで、さまざまなものが開発されてきました。

• ダンパ式スクリード
• バイブレーター式スクリード
• バイブレーター式スクリード
• ダンパ・バイブレーター式スクリード
• フローティングスクリード
• 伸縮スクリード

初期のアスファルトフィニッシャーの締め固め装置はダンパ式が主流でした。ダンパ式はスクリード前部に配置されたダンパが上下往復運動を行い、アスファルト合材を一定の高さにカットし、締め固めると同時にスクリード下に押し込む働きをします。

ダンパ式では、メンテナンスや維持管理に手間がかかるほか、回転数やストローク、突き出し量の調整が適正でないと、仕上がり面にほうき目と呼ばれる縦筋が発生することがあるといったことが問題でした。

これらの点はその後改良が加えられていますが、国内機ではダンパのみを装備したスクリードは姿を消しています。

バイブレーター式の多くは、偏心体を取り付けたシャフトを油圧モーターで回転させて振動を発生させる仕組みが用いられています。バイブレーター式は高い機密を得ることにより、全体を均一に締め固め、所要のきめと平坦性を得ることを主な目的としています。

登場当初は電磁式のものも開発されましたが、現在では油圧駆動式が主流です。

高度経済成長期になると、道路交通量の増加に対応すべく強度・耐久性の高い舗装が必要となりました。その結果、従来のアスファルトフィニッシャーよりも高い締め固め能力が要求され、ダンパ・バイブレーター式スクリードが導入されます。

ダンパ・バイブレーター式スクリードは、バイブレーターとダンパを併用した方式（以降 TV式）です。TV式のスクリードは、上層路盤材の施工にも対応できるようにとのニーズにも応えることができました。

フローティングスクリード（浮動スクリード）は、アスファルトフィニッシャーが牽引するタイプのスクリードです。スクリードの重量とスクリードが牽引される時に発生する合材の反力とが釣り合ったとき、スクリードが一定の高さに保たれる平衝特性というものを利用しています。また、舗装圧の調整はこの特性を利用して行います。

現在、ほとんどのアスファルトフィニッシャーに装備されているのが、米国・ハーバーグリーン社が発明したフローティングスクリードです。

工事現場でもっとも手間がかかる作業が、必要施工幅員にするためのスクリードエクステンションの組み立て、また途中で幅員を変えたり舗装範囲内に障害があった場合など脱着です。この課題を解決し、作業に発生する所要を省力化するために開発されたのが伸縮スクリードです。

日本へは1979年にドイツから輸入されました。

アスファルトフィニッシャーの加熱装置には、経由式とプロパンガス（以下LPガス）式、電気式などの加熱方式があります。

以下で、アスファルトフィニッシャー登場時から現在にいたる加熱方式を紹介します。

【経由式バーナー】

• 経由バーナー

【LPガス式バーナー】

• LPガス式ラインバーナー
• トーチガス式LPガスバーナー
• LPガス式赤外線ヒーター
• 熱風式LPガスヒーター
• 寒冷地用熱風式LPガスヒーター

【輸入アスファルトフィニッシャー】

• 電気式ヒーター

【経由式バーナー】

経由バーナー
昭和34年（1959年）に誕生した住友機械工業（株）の「HA35」や翌年に登場した新三菱重工業（株）の「AF-1」は経由バーナーを採用していました。

燃料が経由ということもあって、燃焼状態が悪く不完全燃焼で黒煙が出易いことや、スクリードが黒くすすけていることが多かったそうです。

【LPガス式バーナー】

LPガス式ラインバーナー
LPガスによるラインバーナと言われるヒーターでスクリードプレートを加熱する方式で、ラインバーナを初めて採用したのは昭和35年（1960年）に（株）新潟鐵工所で製造された「NF35」でした。ラインバーナーの構造は、スクリードプレート上に設けたパイプに小さな穴をたくさん開け、ミキサで空気と混合したLPガスをその穴から噴射し、それを燃焼するものです。

しかし、このバーナーはスクリード内の空気だけで燃焼するため、酸欠や風で消えやすく、燃焼状態は良くありませんでした。そして、数年後には経由バーナー式へと移行していきます。

トーチガス式LPガスバーナー
昭和50年（1975年）に、三菱重工（株）製「MF36W」で採用されたトーチ式のLPガスバーナーは、ラインバーナー式LPガスバーナーや経由式バーナーに比べて燃焼効率が良く、各社に採用されました。現在でも一部の小型機にはこのトーチガス式が採用されています。

トーチガス式のバーナーは、イグナイタを備え、着火を用意にしたものです。同時に煙道等を工夫して、スクリード全体を均一に加熱できるように設計されていました。

LPガス式赤外線ヒーター
昭和60年（1985年）に範多機械（株）は、赤外線ヒーターを装備したスクリードを販売しました。赤外線ヒーターは、赤外線の熱でスクリードの底板を加熱する仕組みです。

赤外線ヒーターであるため極端な温度上昇がないことがメリットで、寒冷地などスクリード板の温度が不安定な現場では、作業終了までの連続加熱が可能でした。また、路上再生工事にも適しており、安定した温度管理が行えます。

熱風式LPガスヒーター
平成に入るとアスファルトフィニッシャーのハイテク化が加速します。その中で、加熱装置も自動温度制御や熱風加熱方式へと進化していきました。

寒冷地用熱風式LPガスヒーター
寒冷地用熱風式LPガスヒーターは、平成10年（1998年）に住友建機（株）が販売した寒冷地向けのスクリードです。寒冷地の現場では、アスファルト合材の温度低下による舗装面の表面仕上がり不良や、スクリードへの合材付着、流れ込み不良が生じます。それらを解決するために熱風SSPと呼ばれる加熱システムを採用しています。

この加熱システムでは、スクリーとプレートだけでなく、タンパ、ストライクオフ、デフレクターや、イドプレートまでも加熱できるように熱風を導いています。

【輸入アスファルトフィニッシャー】

電気式ヒーター
ドイツの大手建機メーカーであるフェーゲルは、アスファルトフィニッシャーの制作当初より、電気式の加熱装置を採用していました。日本国内では、昭和47年（1972年）に「S2000TV」が輸入され電気ヒーター装置が普及します。

電気式ヒーターは、スクリードとタンパの同時加熱により、舗装表面の仕上げが良くなったほか、U字型電気ヒーターやサイドブレードにも電気ヒーター装置が搭載されたモデルは、スクリードの隅々までの加熱が可能です。

アスファルト舗装の表層・基層は、適切な温度管理と品質管理のもとで製造された加熱アスファルト混合物を用いて層を形成します。敷きならし方法には、人力施工と機械施工がありますが、現在ではほとんど機械施工で行われています。

機械施工では、専用機械であるアスファルトフィニッシャーを使って、アスファルト混合物を所定の仕上がり幅、厚さに敷きならします。敷きならし時のアスファルト混合物の温度は、一般に110℃を下回らないようにし、平たん性を確保するためにアスファルトフィニッシャをできるだけ一定速度で連続運転します。

また、層同士の付着を良くするために、タックコートと呼ばれるアスファルト乳剤をプライムコートと同様の手順で散布します。ポーラスアスファルト混合物を舗設する場合など、層間の接着力を特に高める必要がある場合には、ゴム入りアスファルト乳剤を使用します。

アスファルト混合物を敷きならした後は不安定な状態なので、転圧機械で締固めて平坦に仕上げます。締固め作業は、初期転圧、二次転圧、仕上げ転圧の順で行い、初期転圧はロードローラ、二次転圧はタイヤローラまたは振動ローラを使います。

仕上げ転圧は不陸の修正やローラマークを消すために行います。舗装表面の温度が50℃以下になってから交通開放します。

平成12年頃から、建設現場における情報技術(ICT)の発展に向けて、トプコンやライカジオシステムズなどが3D-MCという三次元重機制御システムを開発し、自動追尾トータルステーションがアスファルトフィニッシャに取り付けられ、計画値と照らし合わせてアスファルトフィニッシャを制御するようになりました。

平成16年には、トプコンがGPSとレーザ技術を組み合わせた『mmGPS（ミリメータージーピーエス』という新しいシステムを発表し、三次元設計データを元に機械を自動制御することが可能になり、各メーカーでアスファルトフィニッシャーの情報化が進んでいます。