🏗️ 1. ボーキサイトと道路応用の基礎の中核特性
身体能力の向上
高い硬度と耐摩耗性: 焼成ボーキサイトクリンカーのモース硬度は 8 を超え、体積密度は 2.8 ～ 3 g/cm³ に増加し、玄武岩などの従来の骨材よりも大幅に高くなります7。
多孔質構造：焼成ボーキサイトの内部微細孔は十分に発達しており、アスファルトの吸着能力を高め、混合物の油石比を増加させ（約0.3％〜0.5％増加する必要がある）、それによってアスファルトと骨材間の接着性を向上させることができます1。
化学的安定性
：高温焼成によりボーキサイトは結晶水と揮発分を失い、耐酸性、耐アルカリ性、耐候性が向上します。燃料や融雪剤などの腐食性環境に長期間さらされる空港舗装の要件に適しています37。
🛣️ 2. 空港高速耐摩耗道路における具体的な適用方法
高性能骨材として
超薄型耐摩耗層（UTFC）：焼成ボーキサイト（88#、75#グレードなど）を従来の骨材（玄武岩、石灰岩）の一部に置き換え、厚さ2.5cm以下の耐摩耗層を舗装します。その高い硬度により、航空機の離着陸時の繰り返しせん断力に耐え、わだち掘れ変形を軽減します15。
混合物の設計の最適化：ボーキサイトの吸水率が高いため、混合物の設計（粗骨材の空隙充填方法など）を改善し、ポリマー改質アスファルトを添加することで接着性を向上させる必要があります5。
滑り止め表面の主要材料
摩擦性能の耐久性: 3回の加速摩耗テストでは、50,000回の摩耗後も、88#焼成ボーキサイト混合物の動摩擦係数(DFT)は0.50以上を維持しており(玄武岩はわずか0.40)、高速摩擦と低速摩擦の減衰の差は5%未満で、雨天や霧天でも安全性が確保されていることが示されました1。
表面テクスチャの最適化：ボーキサイト粒子は鋭いエッジとコーナーを持っているため、舗装のマクロテクスチャ深度（MPD）を増加させ、排水性と滑り抵抗性を向上させ、水ドリフトのリスクを軽減します18。
複合変更アプリケーション
エポキシ樹脂-ボーキサイト滑り止め層：ボーキサイト骨材をエポキシ樹脂マトリックスに埋め込み、耐摩耗性に優れた複合材料層を形成します。この層を滑走路の摩耗しやすいエリア（着陸エリアなど）に使用すると、耐用年数が 30% 以上延長されます58。
セメント系補強材：高品質のコンクリートにボーキサイトの微粉末を加えると、舗装の圧縮強度（最大60MPa以上）と凍結融解抵抗性が向上し、寒冷地の空港に適しています38。
📊 3. 技術的な利点と性能比較
性能指標 焼成ボーキサイト混合物 従来の玄武岩混合物 改善効果
高温安定性 動的安定性 ≥ 6000 回 / mm 約 5000 回 / mm 20% 向上1
長期滑り抵抗 50,000 回摩耗後 DFT＞0.50 DFT≈0.40 減衰率 25% 減少1
低温亀裂抵抗 曲げひずみ ≥ 2800με 約 2500με 12% 向上1
耐水性 凍結融解分割強度比 ≥ 85% 約 80% 5% 向上1
🧪 4. 実際のエンジニアリングアプリケーションと検証
ケース 1：SMA-5 極薄摩耗層
国内空港のテストセクションに 88# 焼成ボーキサイトが舗装されました。 2年間の運用後、わだち掘れ深さはわずか3.2mm（玄武岩部では6.5mm）であり、滑り抵抗値BPNは安全閾値（BPN≥45）15を大幅に上回る55以上を維持しました。
事例2：高寒冷地空港改修
東北地方の空港滑走路では、ボーキサイトエポキシ樹脂複合層が採用されています。-30℃の凍結融解サイクルを50回繰り返した後も、表面の剥離は見られず、摩擦係数の減衰率は10%未満で、通常のコンクリートに比べて大幅に優れています8。
⚙️ V. アプリケーションの課題と最適化の方向性
コストとプロセスの適応性
焼成ボーキサイトのコストは玄武岩よりも約 30% 高く、混合物の耐久性を向上させることでフルサイクルコストをバランスさせる必要があります6。
高い多孔性には、適合する高粘度改質アスファルト（SBS、ゴムアスファルトなど）と、厳格な施工温度管理要件1が必要です。
資源の持続可能性
低品位ボーキサイトの均質化技術を推進し、尾鉱を利用して再生骨材を製造し、原材料への依存を減らします（例えば、河南省焦作市でのテストでは、尾鉱の添加量が40％に達しても強度要件を満たしました）56。
💎 要約：
ボーキサイト（特に焼成クリンカー）は、高い硬度、多孔質吸着性、安定した滑り抵抗性により、空港の高速耐摩耗道路に最適な材料となっています。配合設計を最適化することで、舗装の耐久性と安全性を大幅に向上させることができます。今後は、航空インフラへの大規模な適用を促進するために、コスト管理とグリーン化技術のさらなる強化に努める必要があります。
