(57)【要約】【課題】本発明は、補修した後のコンクリート舗装に、対荷性、耐久性、および変形性等を付与することができるコンクリート舗装の補修方法を提供する。【解決手段】本発明は、波型繊維（ただし、繊維断面が四角形状のものを除く。）、立体波型繊維、螺旋型繊維から選ばれる１種以上の金属繊維を１０〜２０体積％含むセメントペーストまたはモルタルを補修材として用いる、コンクリート舗装の補修方法である。また、好ましくは、前記波型繊維または立体波型繊維の直径が０．１〜１．０ｍｍ、該繊維の繊維長が１０〜３０ｍｍ等であり、前記螺旋型繊維の直径が０．１〜１．０ｍｍ、該繊維の繊維長が１０〜３０ｍｍ等である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
波型繊維（ただし、繊維断面が四角形状のものを除く。）、立体波型繊維、螺旋型繊維から選ばれる１種以上の金属繊維を１０〜２０体積％含むセメントペーストまたはモルタルを補修材として用いる、コンクリート舗装の補修方法。
【請求項２】
前記波型繊維または立体波型繊維の直径が０．１〜１．０ｍｍ、該繊維の繊維長が１０〜３０ｍｍ、該繊維の波の周期が前記繊維長の０．２〜１．５倍、および該繊維の波の振幅が該繊維の直径の１．５〜５倍である、請求項１に記載のコンクリート舗装の補修方法。
【請求項３】
前記立体波型繊維の断面が一辺の長さ０．１〜１．０ｍｍの四角形状、該繊維の繊維長が１０〜３０ｍｍ、該繊維の波の周期が該繊維の繊維長の０．２〜１．５倍、および該繊維の波の振幅が該繊維の断面の長辺の１．５〜５倍である、請求項１に記載のコンクリート舗装の補修方法。
【請求項４】
前記螺旋型繊維の直径が０．１〜１．０ｍｍ、該繊維の繊維長が１０〜３０ｍｍ、該繊維の螺旋の一回転で進行する距離が該繊維の繊維長の０．２〜１．５倍、および該繊維の螺旋の円の直径が該繊維の直径の１．５〜５倍である、請求項１に記載のコンクリート舗装の補修方法。
【請求項５】
前記補修材の硬化体の圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上、および破壊エネルギーが３５Ｎ／ｍｍ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンクリート舗装の補修方法。
【請求項６】
前記補修材を図３に示す充填工法を用いて補修部分に充填する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンクリート舗装の補修方法。
【請求項７】
前記補修材を、パッチング工法、局部打換え工法、打換え工法、およびオーバーレイ工法に用いる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコンクリート舗装の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属繊維を大量に含むセメント系補修材を用いたコンクリート舗装の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート舗装は、アスファルト舗装と比べ耐久性が格段に高く、５０年以上の使用実績のある舗装が現存するなど、長期にわたって使用できる優れた公共財である。しかし、社会インフラが整備されてから半世紀ほど経った現在、コンクリート舗装を含めたコンクリート施設の劣化が進み、該施設の点検や補修について社会的関心が集まっている。
【０００３】
ところで、コンクリート舗装の劣化（破損）の態様は、ひび割れ、角欠け、ポットホール、空隙、段差、および摩耗等と多岐にわたり、破損の状況に応じて、後掲の図１に示す（Ａ）パッチング工法、（Ｂ）局部打換え工法と打換え工法、および（Ｃ）オーバーレイ工法等の補修工法が選択される。また、該工法に用いる補修材には、モルタルやコンクリート等のセメント系材料、アスファルト系材料、および樹脂系材料がある。そして、セメント協会が発行する非特許文献１には、前記工法や補修材を用いたコンクリート舗装の補修技術が詳細に記載されている。
【０００４】
前記のように、コンクリート舗装の補修材としては、モルタルやコンクリート等のセメント系材料、アスファルト系材料、および樹脂系材料が使用されているが、補修した後のコンクリート舗装の耐久性の向上等の観点から、さらに対荷性、耐久性、および変形性等に優れる補修材やそれを用いた補修方法等が望まれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「コンクリート舗装の補修技術資料  ２０１０年度版」、社団法人  セメント協会、平成２３年３月３１日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、補修した後のコンクリート舗装に対して、対荷性、耐久性、および変形性等を付与できる補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的にかなう補修方法を検討したところ、下記のセメント系材料を補修材として用いるコンクリート舗装の補修方法は、前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］波型繊維（ただし、繊維断面が四角形状のものを除く。）、立体波型繊維、螺旋型繊維から選ばれる１種以上の金属繊維を１０〜２０体積％含むセメントペーストまたはモルタルを補修材として用いる、コンクリート舗装の補修方法。
［２］前記波型繊維または立体波型繊維の直径が０．１〜１．０ｍｍ、該繊維の繊維長が１０〜３０ｍｍ、該繊維の波の周期が前記繊維長の０．２〜１．５倍、および該繊維の波の振幅が該繊維の直径の１．５〜５倍である、前記［１］に記載のコンクリート舗装の補修方法。
［３］前記立体波型繊維の断面が一辺の長さ０．１〜１．０ｍｍの四角形状、該繊維の繊維長が１０〜３０ｍｍ、該繊維の波の周期が該繊維の繊維長の０．２〜１．５倍、および該繊維の波の振幅が該繊維の断面の長辺の１．５〜５倍である、前記［１］に記載のコンクリート舗装の補修方法。
［４］前記螺旋型繊維の直径が０．１〜１．０ｍｍ、該繊維の繊維長が１０〜３０ｍｍ、該繊維の螺旋の一回転で進行する距離が該繊維の繊維長の０．２〜１．５倍、および該繊維の螺旋の円の直径が該繊維の直径の１．５〜５倍である、前記［１］に記載のコンクリート舗装の補修方法。
【０００８】
［５］前記補修材の硬化体の圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上、および破壊エネルギーが３５Ｎ／ｍｍ以上である、前記［１］〜［４］のいずれかに記載のコンクリート舗装の補修方法。
［６］前記補修材を図３に示す充填工法を用いて補修部分に充填する、前記［１］〜［５］のいずれかに記載のコンクリート舗装の補修方法。
［７］前記補修材を、パッチング工法、局部打換え工法、打換え工法、およびオーバーレイ工法に用いる、前記［１］〜［６］のいずれかに記載のコンクリート舗装の補修方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の補修方法は、補修した後のコンクリート舗装に、対荷性、耐久性、および変形性等を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）パッチング工法、（Ｂ）局部打換え工法と打換え工法、および（Ｃ）オーバーレイ工法を説明するための図である。
【図２】本発明の補修方法において用いる金属繊維の形状の一例を示す図であり、（ａ）は立体波型金属繊維の正面図、（ｂ）は立体波型金属繊維の平面図である。
【図３】本発明の補修方法において用いる補修材の充填工法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のコンクリート舗装の補修方法について、用いる補修材（金属繊維とそれ以外の材料）、および補修材の充填工法とに分けて詳細に説明する。
１．補修材
（１）金属繊維
本発明で用いる金属繊維は、鋼繊維およびチタン繊維等が挙げられる。これらの中でも、材料のコスト等の観点から鋼繊維が好ましい。鋼繊維は、特に限定されないが、例えば炭素鋼やステンレス鋼等からなる鋼繊維を使用できる。
本発明では、波型繊維（ただし繊維断面が四角形状のものを除く。）、立体波型繊維、螺旋型繊維から選ばれる１種以上の金属繊維を使用する。これらの形状の金属繊維を使用することにより、補修材中の繊維含有量を増やすことができる。また、補修材を充填する段差部、角欠け部、ポットホール、および局部打換え部等（以下「補修部分」という。）に、該繊維を分散して設置するだけで、高密度充填でありながら、繊維が形成する空隙をペースト等の流動を妨げない形状や大きさにすることもできる。さらに、同一の繊維含有量であっても、直線（ストレート）形状の繊維を使用した場合に比べ、破壊エネルギーを大きくすることもできる。
なお、立体波型とは、繊維を平面上に置いたときに、正面図の投影図および平面図の投影図に、ともに波の射影が現れる形状をいう。また、波型とは前記投影図のいずれかに直線状の射影が現れる形状をいう。また、螺旋型とは、前記と同様に投影して、正面図および平面図のいずれにも螺旋の射影が現れる形状をいう。
【００１２】
本発明で用いる補修材は、前記金属繊維を１０〜２０体積％含むものである。該含有率が１０体積％未満では破壊エネルギーが低く３５Ｎ／ｍｍ以上にするのは難しく、また２０体積％を超えて含むのは技術的に困難である。前記含有率は、好ましくは１１〜１８体積％、より好ましくは１３〜１７体積％である。
【００１３】
前記波型繊維または立体波型繊維は、好ましくは、直径が０．１〜１．０ｍｍ、繊維長が１０〜３０ｍｍである。直径が０．１ｍｍ未満では、補修部分に充填した場合に単位容積あたりの繊維の本数が多くなって繊維間の空隙が小さくなるおそれがあり、１．０ｍｍを超えると、繊維の本数が少なく破壊エネルギー等の向上効果が低下する。また、繊維長が１０ｍｍ未満では、破壊エネルギー等の向上効果が低下し、３０ｍｍを越えると繊維の補修部分への充填が困難となる。前記繊維の直径は、より好ましくは０．２〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜０．７ｍｍであり、前記繊維長は、より好ましくは１２〜２７ｍｍ、さらに好ましくは１５〜２５ｍｍである。
【００１４】
前記波型繊維の断面が四角形状の場合、繊維の補修部分への充填時に、繊維の側面が相互に接した状態で積層される傾向が強いため、充填するための空隙を十分に確保するには、気体ブローイングや羽撹拌等の分散を高める撹拌混合手段を併用する必要がある。一方、前記波型繊維の断面が四角形状と異なる場合は、撹拌混合等において格別の考慮は不要である。
また、立体波型繊維は、空隙を十分に保ったまま繊維を高密度に充填できるため好適である。
【００１５】
立体波型繊維の断面は、前記円形のほか四角形状も含む。断面が四角形状である場合、一辺の長さが、好ましくは０．１〜１．０ｍｍの四角形であり、該繊維長は、好ましくは１０〜３０ｍｍである。断面の一辺の長さが０．１ｍｍ未満では、補修部分に充填すると単位容積あたりの繊維の本数が多く、空隙が小さくなるおそれがあり、１．０ｍｍを超えると、繊維の本数が少なく、破壊エネルギー等の向上効果が低下する。また、繊維長が１０ｍｍ未満では、破壊エネルギー等の向上効果が低下し、３０ｍｍを越えると、繊維を補修部分に充填することが困難となる。断面の一辺の長さは、より好ましくは０．２〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜０．７ｍｍであり、繊維長は、より好ましくは１２〜２７ｍｍ、さらに好ましくは１５〜２５ｍｍである。
【００１６】
前記波型繊維または立体波型繊維の波の周期は、好ましくは繊維長の０．２〜１．５倍である。波の周期が前記範囲外では、補修材中の繊維の含有率を１０体積％以上にするには手間がかかる。前記繊維長は、より好ましくは０．３〜１倍である。ここで、波の周期とは、図２に示すように、波の繰り返し単位の長さ（波長λ１、λ２）と同義である。
【００１７】
前記波型繊維または立体波型繊維の波の振幅は、好ましくは直径の１．５〜５倍、より好ましくは２〜４倍であり、立体波型繊維の断面が四角形状の場合の振幅は、好ましくは長辺の１．５〜５倍、より好ましくは２〜４倍である。振幅が前記範囲外では、補修材中の繊維の含有率を１０体積％以上にするには手間がかかる。ここで、波の振幅とは、図２に示すように、繊維の中心軸が描く波形の振幅（Ｗ１、Ｗ２）をいう。
なお、立体波型繊維の振幅は、正面図における射影の振幅（Ｗ１）と平面図における射影の振幅（Ｗ２）とは相違してもよく、この相違が充填密度の向上に役立つ。
【００１８】
前記螺旋型繊維は、好ましくは直径が０．１〜１．０ｍｍ、繊維長が１０〜３０ｍｍである。直径が０．１ｍｍ未満では、補修部分に充填すると単位容積あたりの繊維の本数が多く繊維間の空隙が小さくなるおそれがあり、１．０ｍｍを超えると、繊維の本数が少なく破壊エネルギー等の向上効果が低下する。また、繊維長が１０ｍｍ未満では、破壊エネルギー等の向上効果が低下し、繊維長が３０ｍｍを越えると繊維の補修部分への充填が困難になる。また、繊維の直径は、より好ましくは０．２〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜０．７ｍｍであり、繊維長は、より好ましくは１２〜２７ｍｍ、さらに好ましくは１５〜２５ｍｍである。
【００１９】
螺旋型繊維の螺旋周期は、好ましくは繊維長の０．２〜１．５倍、より好ましくは０．３〜１．０倍である。該周期が前記範囲外では、補修材中の繊維の含有率を１０体積％以上にするには手間がかかる。ここで、螺旋の「周期」とは、螺旋が一周して進行する中心軸方向の距離である。
また、螺旋型繊維の振幅（螺旋の投影図における円の半径）は、好ましくは金属繊維の直径の１．５〜５倍、より好ましくは２〜４倍である。該振幅が前記範囲外では、補修材中の繊維の含有率を１０体積％以上にするには手間がかかる。ここで、螺旋の「振幅」とは、螺旋が正投影されて形成された波の振幅である。
【００２０】
本発明で使用する金属繊維の引張強度は、補修材の硬化体の強度や破壊エネルギー、さらにはコスト等から、好ましくは１．０〜３．５ＧＰａ、より好ましくは１．５〜３．５ＧＰａである。なお、本発明で使用する金属繊維の具体例として、安田工業株式会社製の商品名「スーパークラックレス」等が挙げられる。
【００２１】
（２）補修材中に含まれる金属繊維以外の材料
次に、補修材中に含まれる金属繊維以外の材料について説明する。
本発明に用いるセメントペーストやモルタルは、各種ポルトランドセメントや混合セメント等のセメント、高炉スラグやフライアッシュ等の混和材、シリカフューム等のポゾラン質粉末、石灰石粉末、膨張材、細骨材、水、減水剤、収縮低減剤、およびＡＥ剤等を用いて調製できる。また、セメントペーストやモルタルの配合は、現場や用途に応じて決定する。
なお、本発明において補修材の強度や破壊エネルギー等の向上効果の観点から、細骨材等の材料の最大粒径は、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．４ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下である。
【００２２】
３．補修材の充填工法
該工法は、前記波型繊維、立体波型繊維、および螺旋型繊維から選ばれる１種以上の金属繊維を補修部分に配置した後、該補修部分にセメントペーストまたはモルタルを注入して行う。セメントペースト等の充填は、例えば、図３に示すように、圧送用パイプまたは自然流下管等のパイプを通じて、空洞の下部から上方に向けセメントペーストまたはモルタルを注入する等の方法により行なうことができる。
なお、セメントペースト等の注入時に、舗装に振動を加えると補修材に含まれる空気を脱気できるので好ましい。
【００２３】
金属繊維が形成する空隙を充填するためには、前記セメントペーストおよびモルタルの流動性は、ＪＰ型ロート試験（ＪＳＣＥ−５３１−１９９９）に準拠して測定した流下時間で示すと、好ましくは４秒以下、より好ましくは３秒以下である。また、補修材の硬化体の圧縮強度は、破壊エネルギー等の観点から、例えば、２０℃で２８日間水中養生した場合で、好ましくは１５Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは２０Ｎ／ｍｍ２以上である。
【００２４】
本発明の補修方法が適用できる工法は、特に限定されないが、例えば、図１に示す（Ａ）パッチング工法、（Ｂ）局部打換え工法と打換え工法、および（Ｃ）オーバーレイ工法等がある。そして、
（Ａ）パッチング工法とは、段差、摩耗、角欠け、およびポットホール等において、できるだけ小さな面積で補修材を充填し、路面の平坦性を維持する工法である。
（Ｂ）局部打換え工法とは、舗装版の底面に達するひび割れが隅角部や舗装版の横断方向に発生し、ひび割れが開いて荷重の伝達が期待できない場合に、舗装版や路盤を含め局部的に打換える工法であり、打換え工法とは、前記ひび割れ等の損傷がはなはだしい場合に適用する工法である。
（Ｃ）オーバーレイ工法とは、舗装の破損がさらに進展して全面的な破損に至るおそれがある場合や、段差、摩耗等の舗装版表面の損傷が著しくなった場合であって、荷重支持機能が保持されている場合に、コンクリート等でオーバーレイする工法である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）金属繊維
（ｉ）立体波型金属繊維ａ
材質：鋼、直径０．５ｍｍ、繊維長２０ｍｍ、周期１３ｍｍ、振幅１．５ｍｍ
（ii）立体波型金属繊維ｂ
材質：鋼、直径０．６ｍｍ、繊維長２５ｍｍ、周期９ｍｍ、振幅１．１ｍｍ
（iii）ストレート金属繊維ｃ
材質：鋼、直径０．２ｍｍ、繊維長１５ｍｍ
【００２６】
（２）セメント
早強ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
（３）シリカフューム
ＢＥＴ比表面積１０．５ｍ２／ｇ
（４）減水剤
高性能減水剤、商品名：レオビルドＳＰ８ＨＶ（登録商標、ＢＡＳＦジャパン社製）
（５）水
水道水
【００２７】
２．金属繊維の充填性
前記金属繊維ａ〜ｃを、内寸法１００×１００×４００ｍｍの型枠内に均等に分散するよう、型枠をタッピングしながら満杯になるまで投入した後、投入重量と金属繊維の密度から、型枠の容積に占める繊維の体積充填率を算出した。その結果、金属繊維ａ〜ｃの体積充填率は、それぞれ１５．７体積％、１５．４体積％、および８．６体積％であり、金属繊維ａと金属繊維ｂの繊維充填率はいずれも１５体積％以上で、金属繊維ｃの８．６体積％と比べ格段に高かった。
【００２８】
３．補修材の物性
（１）セメントペーストのフレッシュ性状
表１の配合に従い、セメント、シリカフューム、減水剤、および水を、オムニミキサに一括して投入して３分間混練しセメントペーストを作製した。なお、目視では該ペーストの材料分離は認められなかった。
また、前記ペーストの流動性はＪＳＣＥ−Ｆ５３１−１９９９に準じてＪＰロートの流下時間として測定し、該ペーストのブリーディング率はＪＳＣＥ−Ｆ５２２−１９９９に準じて測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２９】
（２）補修材の硬化体の製造
次に、本発明の補修材の硬化体の製造例を図３を用いて説明する。
表１に示す配合量の金属繊維ａまたは金属繊維ｂを、予め、型枠３１内に均等に分散するように投入した。次に、型枠の底面近くまで挿入したパイプ３２を通じてセメントペースト２０を圧送し、該ペースト２０を型枠３１の最下部から順次上方に向かって繊維１０の間に充填していった。
該ペースト２０が型枠３１の全体に行き渡り、型枠３１の打ち込み面（上面）まで到達した時点で、テーブルバイブレータを用いて振動締め固めと脱泡をおこなった。その後、２０℃で２４時間封かん養生して硬化体を脱型し、引き続き２０℃で材齢２８日まで水中養生して、充填材の硬化体を製造した。
なお、前記養生後の硬化体の質量から算出したセメントペーストの見掛けの充填率を、表１に示す。
【００３０】
（３）補修材の硬化体の物性
前記補修材の硬化体の曲げ強度は、ＪＩＳ  Ａ  １１０６に準拠して測定した。
また、前記補修材の破壊エネルギーは、ＪＣＩ−Ｓ−００２−２００３に準拠して測定した。具体的には、切り欠きはりの３点曲げ載荷試験により荷重−ＣＭＯＤ曲線を求め、荷重−ＣＭＯＤ曲線の積分値を補修材の硬化体の断面積で除した値を、破壊エネルギーとして求めた。また、荷重が０になるときの肩口開口変位も測定した。これらの結果を表１に示す。なお、参考例として、一般的な舗装コンクリートの曲げ強度等を併記する。
表１から、本発明の補修材の硬化体は、一般的な舗装コンクリートと比べ、曲げ強度と破壊エネルギーが格段に高く、かつ変形性も格段に大きいことがわかる。
【００３１】
【表１】
2014196596.tif 000002
【符号の説明】
【００３２】
１０  金属繊維
２０  セメントペースト
３１  型枠
３２  パイプ 
【図１】
2014196596.tif 000003
【図２】
2014196596.tif 000004
【図３】
2014196596.tif 000005