Development and Characterization of Organosilicon-Based Asphalt Wearing Course with Enhanced Erosion and Skid Resistance for Low-Carbon Pavement Maintenance

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:道路材料工学の研究者は、有機ケイ素処理とLCAの組み合わせによる低炭素舗装の実証データを活用できる。

🏢実務担当者:道路管理者や建設会社は、OES-AWCの耐久性向上とコスト削減効果を現場のメンテナンス計画に応用できる。

🏛政策担当者:インフラのカーボンニュートラル政策を推進する自治体は、低炭素舗装材料の調達基準策定の参考にできる。

アスファルト舗装の表層基層は、水力的な洗掘、燃料による浸食、凍結融解作用、および交通による摩耗に直接さらされ、表面の劣化の加速、滑り抵抗性の喪失、頻繁な維持管理、およびライフサイクル炭素排出量の増加を引き起こす。これらの課題に対処するため、本研究では、段階的な材料設計戦略を通じて、有機シリコン系の耐浸食性および耐滑性アスファルト表層基層（OES-AWC）を開発した。まず、耐湿害性、耐燃料浸食性、および耐氷着性を向上させるために、有機シリコン処理したアスファルトコンクリートマトリックスを調製し、その硬化挙動と最適添加量を決定した。次に、滑り止め骨材の種類、有機シリコンと骨材の比率、および表面テクスチャを最適化することにより、耐滑性表層を設計した。最後に、骨材の固着性を高めるために水性エポキシ樹脂を導入し、統合されたOES-AWCを、耐摩耗性、耐わだち掘れ性、長期耐滑性、およびライフサイクル影響の観点から評価した。結果は、有機シリコン処理が疎水性シロキサンネットワークを形成し、アスファルトコンクリートの耐湿害性、耐燃料浸食性、および耐氷性を22.0〜41.1%向上させることを示している。エメリー骨材と最適化された表面構造は摩擦安定性を高め、一方、水性エポキシ樹脂は、繰り返しの車輪荷重下での骨材の剥離を大幅に抑制する。従来のアスファルト表層基層と比較して、最適化されたOES-AWCは、長期にわたる摩耗下で安定した耐滑性を維持しながら、耐摩耗性を148.1%向上させた。ライフサイクルアセスメントはさらに、OES-AWCが炭素排出量を47.2%、全体コストを25.0%削減でき、不確実性分析によればその確率は90%を超えることを実証している。これらの知見は、OES-AWCが、複雑な供用環境にさらされるアスファルト舗装に対して、耐久性があり、低炭素で、費用対効果の高い維持管理戦略を提供することを示している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Asphalt pavement wearing courses are directly exposed to hydrodynamic scouring, fuel erosion, freeze–thaw action, and traffic abrasion, leading to accelerated surface deterioration, skid-resistance loss, frequent maintenance, and increased life-cycle carbon emissions. To address these challenges, this study developed an organosilicon-based erosion- and skid-resistant asphalt wearing course (OES-AWC) through a stepwise material design strategy. An organosilicon-treated asphalt concrete matrix was first prepared to improve resistance to moisture damage, fuel erosion, and ice adhesion, and its curing behavior and optimal dosage were determined. A skid-resistant surface layer was then designed by optimizing the anti-skid aggregate type, organosilicon-to-aggregate ratio, and surface texture. Finally, waterborne epoxy resin was introduced to enhance aggregate anchorage, and the integrated OES-AWC was evaluated in terms of abrasion durability, rutting resistance, long-term skid resistance, and life-cycle impacts. The results show that organosilicon treatment forms a hydrophobic siloxane network, which improves the moisture damage, fuel erosion, and anti-icing resistance of asphalt concrete by 22.0–41.1%. Emery aggregates and the optimized surface structure enhance friction stability, while waterborne epoxy resin significantly suppresses aggregate stripping under repeated wheel loading. Compared with conventional asphalt wearing courses, the optimized OES-AWC increased wear durability by 148.1% while maintaining stable skid resistance under prolonged abrasion. Life-cycle assessment further demonstrates that OES-AWC can reduce carbon emissions by 47.2% and overall costs by 25.0%, with a probability exceeding 90% according to the uncertainty analysis. These findings indicate that OES-AWC provides a durable, low-carbon, and cost-effective maintenance strategy for asphalt pavements exposed to complex service environments.

• openalex https://doi.org/10.3390/ma19142941first seen 2026-07-10 05:17:27 · last seen 2026-07-10 05:28:57