舗装工事で使用する機械の種類や用途を徹底解説!

近年、道路はアスファルト舗装によって安全が確保され利便性が飛躍的に向上しました。
アスファルト舗装は人や車の安全性・快適性を確保すると共に、インフラ配管埋設や街並景観の形成など多様な機能と役割があります。
道路をアスファルト舗装にする工事は舗装工事と呼ばれています。
舗装工事の作業順序に沿って使用される機械を詳しく解説していきます。

舗装は4層構造

舗装は大きく分けると4層で出来ています。
普段私たちが見ている舗装は「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ます。
さらに下には路盤」というセメント・石灰などを含んだ砕石(じゃり等)の層が2層(上層と下層)あります。
そして一番下には路床」という主に土で出来た層があります。

この4層にはそれぞれ役割があります。
各層ごとの施工手順は確立されており、作業に応じた舗装工事用機械が用いられています。
この4つの層の役割と施工方法ごとにどのような機械が用いられてるかを詳しく解説していきます。

路床の施工方法とは

路盤作りはまずブルドーザーモーターグレーダー」「タイヤローラー」「ロードローラーを使って「路床」を作ることから始めます。
「路床」は主に土で出来ています。

地盤を平坦に整形し締め固めることによって、上を通る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行く最も重要な作業です。

厚さは1m以上にもなる場合もある路床には、表層の高さ調整や各層の厚み確保の為に以下の工法があります。

  • 「切土路床」
    既存地盤が高い場合に既存地盤を掘削する
  • 「盛土路床」
    既存地盤より低い場合に盛り土して成形する
  • 「置換え路床」
    置き換え材料や非凍上材料を敷きならして敷きならす

路盤の施工方法とは

一般的な路盤の施工体制も路床とほとんど同じです。
ダンプトラックから降ろされた材料(主に砕石)ブルドーザーで祖ならししてモーターグレーダーで所定の仕上がり厚さが得られるまで均一に敷きならしします。

敷きならし後、10〜12トンのロードローラ8〜20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。
下層路盤の一層の仕上がり厚さは20cm以下上層路盤は15cm以下が標準とされています。

基層・表層の施工方法とは

基層と表層はアスファルト混合物による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に供給して敷きならしていきます。
アスファルトフィニッシャで敷きならした後は「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いきます。

舗装工事で主要な機械は5つ

舗装工事で使用される機械は以下の5つです。

  • ブルドーザー
  • モーターグレーダー
  • タイヤローラー
  • ロードローラー
  • アスファルトフィニッシャー

ブルドーザー

ブルドーザーは、トラクターの前面に可動式の排土板(ブレード)が装備されていて土を押し出しながら敷きならしていくための機械です。
排土板の動きは自在で精度が高いので敷きならす作業には適しています。
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ています。

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、日本の小松製作所で世界市場をこの2社でほぼ独占しています。
キャタピラー社製品の大型機はアメリカから輸入していますが小型機・中型機はキャタピラージャパンでも製作しています。

特殊なブルドーザーとして、以下があげられます。

  • 「ドーザーシャベル」
    ブレードの代わりにバケットを装着して土砂を盛ったりトラックに積み込んだりする
  • 「トリミングブルドーザー」
    両面使用可能なブレードを装備してバックしながらも土砂を引き寄せることができる
  • 「水陸両用ブルドーザー」
    浚渫工事などで浚渫船の出入りできない浅瀬や狭い水路などで作業することが可能

モーターグレーダー

モーターグレーダーは、自走するホイール式の機械です。
前後の車輪の間に排土板(ブレード)が付いており、前後の車輪間に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。
機械を前進しながら路面の敷きならし描き起こしをしながら整形していきブルドーザーに比べて仕上げ精度が高いです。

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あまり見られず、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。
モーターグレーダーを建設現場内の工事作業で用いる場合には、労働安全衛生法に基づき「車両系建設機械運転者」の免許が必要となります。
また道路交通法では大型特殊自動車に含まれているので、公道での運転には大型特殊免許が必要となります。

タイヤローラー

タイヤローラーはロードローラー(締め固め用機械)の一つです。
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。
前輪が走行輪で後輪が駆動輪になっているのが一般的で、動力伝達方式は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。
タイヤローラーを建設現場内の工事作業で用いる場合には、労働安全衛生法に基づき「締め固め機械運転者」の免許が必要となります。
この資格は重量無制限であるため、どのようなローラーでも操作可能となります。
また道路交通法では大型特殊自動車に含まれているので、公道での運転には大型特殊免許が必要となります。

ロードローラー

一般にロードローラーと呼ばれている機械には先に紹介したタイヤローラー式の他に、車輪を三輪車系に配置している「マカダム式車輪を前後に一輪ずつ配置した「タンデム式があります。

写真1枚目はタンデム式のロードローラー、二軸式と三軸式があります。
動力伝達方式は機械式と油圧式で、駆動方式は片輸・両輪があります。
そのほかに、下記の方法があります。

  • 「ハンドガイド式」
    狭い場所や壁がある場所などで使われる小型で手動式の
  • 「コンバインド式」
    一方に締め固め輪としての鉄輪を持ち、他方にタイヤを左右一列に配置した
  • 「振動式」
    機械の自重の他に鉄輪や機体に起振装置を取り付けその起振力で締め固める

(写真1)タンデム式ロードローラー

(写真2)振動式ロードローラー

アスファルトフィニッシャー

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部アスファルト混合物を敷きならすスクリードで作られています。

ダンプトラックで運搬されたアスファルト混合物を車両前方にあるホッパに貯めます。
ホッパ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。

敷きならす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ます。
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。
国内では住友重機、範多機械があります。

まとめ

路盤工事には4つの工程があり、それぞれの作業工程において適材適所に「ブルドーザー」「モーターグレーダー」「ロードローラー」「アスファルトフィニッシャー」などの特殊な機械が使われていることを解説してきました。
日本製の路盤工事用機械は世界中で使用され、アメリカと並んで世界一を誇るメーカーがいつくも存在します。
そして日本は路盤工事の施工品質においても、世界トップレベルであることをお伝えしておきます。
以上、この記事が少しでも皆さんのお役に立てば幸いです。

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参考文献・参考URL

一般財団法人 日本アスファルト協会 アスファルト入門講座 其の8
http://www.askyo.jp/knowledge/08-1.html

雑誌「舗装」講座舗装技術者のための建設機械の知識
平成19年4月号

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