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ジオグリッド安定化舗装による車両の転がり抵抗の低減
舗装の変形低減およびタイヤ・路面間のエネルギー損失の削減
ジオグリッドを用いて道路路盤を補強すると、骨材が所定の位置に固定され、横方向への移動が抑制されます。これにより、車両が走行する際の道路の耐久性が大幅に向上します。路面の凹凸による微小な段差をタイヤが乗り越える必要が減るため、車轍（ rutting）の発生も大幅に抑制されます。材料挙動に関する研究によると、より滑らかな路面は、タイヤと舗装面との間の接触圧力を約28％低減できることが示されています。その結果、走行中の熱として失われるエネルギー量が減少します。さらに、タイヤの変形が小さくなり、路面との接触部で発生する熱も減少することから、実験・調査結果では、車両の燃料消費量が約5～7％削減されることが示されています。さらに別の利点として、ジオグリッド層間の強固な結合により、道路下層の土砂の移動が防止され、長期間にわたり路面の外観および機能が維持されます。
荷重分散と車轍抑制が、動的効率を向上させます
ジオグリッドを設置すると、車両の車軸から生じる荷重が、下方の地盤のより広い範囲に分散されます。これにより、トラックの通行が非常に多い場合でも、道路における急激な応力集中点がほぼ半減します。また、このようなグリッドの作用によって、通常の舗装と比較して路面に深く刻まれる轍（わだち）が少なくなり、路面の平坦性と均一性が保たれます。その結果、道路の状態が長期間良好に維持され、タイヤが路面と確実に接触し続けます。これにより走行時の抵抗が低減し、車両の移動に伴う燃料消費量も削減されます。研究によると、ジオグリッドで補強された道路では、その全寿命を通じて約22％の転がり抵抗低減効果が得られます。これは、運送会社にとって実質的な燃料費削減につながります。さらに、路面の跳ね上がりが抑制されるため、サスペンション部品への負荷も軽減されます。
道路の耐用年数を延長して、保守作業に起因するエネルギー使用を最小限に抑える
ジオグリッド補強は、路盤を安定させ荷重を分散させることで舗装の耐久性を延長し、構造的破損の発生を遅らせ、エネルギー集約型の再舗装工事の頻度を大幅に削減します。
再舗装工事の回数削減により、建設車両の排出ガスと交通渋滞によるエネルギー負荷が低減
保守作業が延期されれば、ローラーやパバーといったディーゼルエンジン駆動の機械を用いた作業が不要となり、それら機械が1トンのアスファルトを敷設するごとに約8～12キログラムのCO₂当量を排出するという課題も回避できます。また、通行止めも大きな問題です。交通が停滞すると、車両は渋滞中に停止したまま、時速1.2～3.1リットルのペースで燃料を消費し続けます。高速道路を例に挙げると、単に1件の再舗装工事を延期するだけで、迂回路による追加走行距離の削減および建設機械の無駄な稼働時間の短縮によって、わずか5年間で1,200メトリックトンを超える炭素排出量を削減することが可能です。
路盤安定化により設計寿命が40～60％延長（AASHTO 2022）
ジオグリッドは、側方への拡散を抑制し、その下方の地盤への水の浸入を防ぐことで機能します。これにより、道路の路盤強度が大幅に向上します。ジオグリッドを用いて建設された道路は、重交通下で約10年から最長15年程度まで劣化せずに使用可能ですが、補強を行わなかった場合と比較すると、その寿命はわずか6～9年しかありません。米国全土の高速道路に関する基準を定めるAASHTO（米国州道路・運輸官僚協会）によれば、同協会が2022年に発表した最新のガイドラインでも、ジオグリッドを用いた道路は、無補強の場合と比べて実際には40～60％長寿命化することが裏付けられています。さらに、補修頻度が低下すれば、新たな資材の調達も減らすことができます。たとえば、舗装層を追加施工する回数を1回減らすだけでも、岩石の採掘、アスファルトの製造、および全国規模での資材輸送に伴う二酸化炭素排出量を削減できます。
より薄い地盤格子（ジオグリッド）補強舗装による材料および embodied energy（ embodied エネルギー）の削減
性能を損なうことなくアスファルトおよび骨材の厚さを削減
道路にジオグリッドを用いて補強すると、道路の品質を損なうことなく、アスファルトおよび砂利層の厚さを削減することが可能になります。PLAXIS 3Dソフトウェアを用いた解析結果および実際の現場試験による検証によると、粒状基盤層にジオグリッドを直接配置することで、アスファルト層の厚さを15～30％削減できることが示されています。ただし、この削減率は地盤の種類によって異なります。この効果が得られる理由は、ジオグリッドが荷重を道路表面全体に均等に分散させ、横方向への変位を抑制するためであり、その結果、経時的にポットホールの発生が抑制されます。持続可能性の観点からは、研究者らが、このような薄層化された道路構造は従来の道路と同等の耐久性を有しながら、建設工事において新たに使用する資材量を大幅に削減できるため、天然資源の節約および環境負荷の低減に寄与することを明らかにしています。
最大30％の骨材使用量削減および embodied carbon（製品に内包される炭素量）の低減（米国連邦道路局（FHWA）2023年）
ジオグリッドが土壌および粒状材層と機械的にロックすると、実際にはエンジニアが路盤層の厚さを削減できるようになります。これにより、全体として約30％の粒状材の使用量を削減できます。ライフサイクル評価の結果によると、このような材料削減は、6％から24％の範囲でカーボンフットプリントの低減につながります。連邦道路局（FHWA）は、持続可能なジオシンセティクスに関する最新の2023年報告書において、この点を裏付けています。同報告書では、採石作業の必要性が低下し、大量の重い材料を輸送する手間や、それらを締固めるために必要なエネルギーも減少することに言及しています。よく考えれば、確かに納得できる内容です。
実証事例：ジオグリッドを用いた道路における測定されたエネルギー・燃料節約効果
実際の現場試験から得られたデータは、多くの人が既に疑っていた、ジオグリッド補強舗装のエネルギー効率に関する仮説を裏付けています。計測器を設置した試験区間において、通常の舗装区間と比較して、大型貨物車による燃料消費量がおよそ5～7％少なくなることが一般的です。これは、ジオグリッド補強によって形成される安定した舗装表面が、転がり抵抗を低減させるためです。燃料費の削減は、直接的に排出ガスおよび運用コストの低減につながります。特に、毎週数千マイルに及ぶ物流業務を担う繁忙地では、その効果が顕著に現れます。中程度の気候帯にある都市が主要道路の状態を監視した結果、ジオグリッド舗装は従来の舗装と比べて約3～5年分、良好な表面状態を維持できることが確認されています。つまり、高額な再舗装工事を行うために作業員が現場に再び出向く回数が減少します。興味深いことに、実際の現場での成果は、実験室での研究で予測された結果と非常に良く一致しています。ジオグリッド層を通じて荷重が分散される仕組みにより、タイヤと舗装面との接触部で生じるエネルギー損失が実際に低減されています。この技術を導入したいくつかの町では、道路維持管理全体におけるカーボンフットプリントが大幅に削減されており、こうしたエネルギー効率の向上が、世界中の地域社会にとっていかに実用的かつ拡張性のある取り組みであるかを示しています。
よくある質問
ジオグリッドとは何ですか？
ジオグリッドは、土壌や類似材料を補強するために使用されるジオシンセティック材です。荷重の分散を図り、材料の横方向変位を防止することで、道路路盤の安定化にしばしば用いられます。
ジオグリッドはどのようにローリング抵抗を低減しますか？
ジオグリッドは道路路盤を安定化させ、舗装の変形を抑制し、荷重をより均等に分散させることで、より滑らかな路面を実現し、タイヤと舗装面との接触部におけるエネルギー損失を低減します。その結果、ローリング抵抗が低減されます。
ジオグリッドは車両の燃料消費量削減に貢献しますか？
はい。ジオグリッド補強道路ではローリング抵抗が低減され、タイヤと路面との接触状態が改善されるため、車両の燃料消費量が約5～7％削減されます。
ジオグリッドは道路維持管理コストにどのような影響を与えますか？
ジオグリッドによる補強は道路の耐用年数を延長し、再舗装の頻度を低下させます。また、新材料および機械作業の必要性を最小限に抑えることで維持管理コストを削減でき、さらに二酸化炭素排出量の削減にも寄与します。