(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状の砕石を敷設してなる路盤上に、粒径が０．２ｍｍ〜７ｍｍ以内のクリンカアッシュを、タフロック（登録商標）、焼石膏、マグネシアセメント、水硬石膏、天然セメント、ポルトランドセメント又はアルミナセメントから選択される一種のセメント系固化材及び水を混練して固化した保水能力４００〜５００ｋｇ／ｍ３で且つ圧縮強度３Ｎ／ｍｍ２以上の保水層に、粒径が２ｍｍ〜７ｍｍ以内のクリンカアッシュ殻を樹脂系バインダで固化した透水係数が０．５ｃｍ／ｓ以上の透水層を直接積層して構成したことを特徴とする石炭灰を用いた舗装構造。
【請求項２】
透水層に着色を施したことを特徴する請求項１記載の石炭灰を用いた舗装構造。
【請求項３】
クリンカアッシュ殻と樹脂系バインダを所定の重量比で混和して第１の混合物を製造する工程と、クリンカアッシュとセメント系固化材及び水とを所定の重量比で混和して第２の混合物を製造する工程と、前記第２の混合物を粒状の砕石を敷き詰めた路盤上に転圧した後、前記第１の混合物を積層して舗装層を形成する工程とを備え、前記舗装層は透水性及び保水性を有すると共に、植物の発芽を抑制する表面強度を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の石炭灰を用いた舗装構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電所等で発生する石炭灰を舗装材の原料として再利用する技術に関し、とくに透水性と保水性を兼ね備えた舗装工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所等において、石炭の焼却により発生する石炭灰を、埋立地の造成に用いたり投棄処分したりすることなく再資源化する技術開発が嘱望され、石炭灰を道路の舗装材として利用する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、火力発電所のボイラーから発生した多孔質の石炭灰（クリンカアッシュ）と、セメント系固化材と混和液とを所定の重量比で混和する工程と、この混合物を路盤上に転圧して舗装層１を形成する工程とを備え、透水性を有し、かつ、植物の発芽を抑える表面強度を有するようされた透水性防草舗装方法が開示されている。また、引用文献２には、クリンカアッシュとフライアッシュを所定の粒度分布となるように配合した雑草生育抑制機能を有する舗装材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９００１２号公報
【特許文献２】特開２００７−２３１５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記先行技術文献は、アスファルト舗装層における透水性（水はけのよさ）や雑草等の植物の発芽を抑制する防草性についてのみ言及するに留まり、その保水性については不問にされている。例えば、豪雨による水害対策や夏場における舗装路面の上昇、それに依るヒートアイランド現象の対策まで講じた舗装技術については従来技術には何らの開示も示唆もされていない、本発明は、こうした技術的課題に鑑み、透水性と保水性を兼ね備え、透水性や雑草等の植物の発芽を抑制する防草性を有するばかりでなく、水害対策を図ることができ、また、気化熱の作用により路面温度の蓄熱を抑制できる石炭灰を用いた舗装構造及びその施工方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
すなわち、透水性舗装と保水性舗装を一体化させ、本来廃棄物である石炭灰の特徴（保水機能）を生かし、舗装用素材として活用することで、廃棄物から資源へのリサイクルを図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため本発明の石炭灰を用いた舗装構造は、粒状の砕石を敷設してなる路盤上に、粒径が０．２ｍｍ〜７ｍｍ以内のクリンカアッシュを、タフロック（登録商標）、焼石膏、マグネシアセメント、水硬石膏、天然セメント、ポルトランドセメント又はアルミナセメントから選択される一種のセメント系固化材及び水を混練して固化した保水能力４００〜５００ｋｇ／ｍ３で且つ圧縮強度３Ｎ／ｍｍ２以上の保水層に、粒径が２ｍｍ〜７ｍｍ以内のクリンカアッシュ殻を樹脂系バインダで固化した透水係数が０．５ｃｍ／ｓ以上の透水層を直接積層して構成したことを第１の特徴とする。また、透水層に着色を施したことを第２の特徴とし、その施工方法が、クリンカアッシュ殻と樹脂系バインダを所定の重量比で混和して第１の混合物を製造する工程と、クリンカアッシュとセメント系固化材及び水とを所定の重量比で混和して第２の混合物を製造する工程と、前記第２の混合物を粒状の砕石を敷き詰めた路盤上に転圧した後、前記第１の混合物を積層して舗装層を形成する工程とを備え、前記舗装層は透水性及び保水性を有すると共に、植物の発芽を抑制する表面強度を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、下記の優れた効果を有する。
（１）雨水を貯水できるため豪雨時に起こる都市部の下水や河川氾濫の抑制し、水害対策として有効である。
（２）保水層で保水した水の気化熱の作用により路面温度の上昇を抑制してヒートアイランド現象を緩和できる。
（３）雑草等の植物の発芽を抑制できる。
（４）場所によっては側溝が不要になり、工費が削減できる。
（５）周辺景観にマッチしたカラー舗装ができる。
（６）廃棄物としてのクリンカアッシュを有効活用でき、資源リサイクルの一助となり得る。
（７）国が定める環境基準値を満たしており、周辺の生態系及び地下水等に悪影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る石炭灰を用いた舗装構造の一実施例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る石炭灰を用いた舗装構造及びその施工方法の実施形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１０】
図１に示すように、本発明の舗装方法によって施工された地面は、粒状砕石が敷設してなる路盤３の上に、保水層２が形成され、さらに、この保水層２に積層して透水層１が設けられている。そして、透水層１の厚さｔ１は、概ね１０ｍｍ程度、保水層２の厚さｔ２は、概ね４０ｍｍ程度、路盤３の厚さｔ３は１００mm程度に設定されている。
【００１１】
次に、本発明の材料及び施工方法について説明する。
まず、火力発電所等のボイラーから発生した石炭灰である多孔質のクリンカアッシュとセメント系固化材及び混和液（水にセメント系強化剤を適宜混入したもの）を所定の重量比で混和する。本発明において、クリンカアッシュとは、火力発電所等で石炭を燃焼させたときに発生する石炭灰のうち、ボイラーの底部に落下した石炭灰の塊を回収し、脱水及び粉砕した灰のことをいう。石炭灰としては、好ましくは、クリンカアッシュを０．２ｍｍ〜７．０ｍｍ程度の粒径に粉砕又はふるいにかけて得られたものが用いられる。重量比は、クリンカアッシュ１ｍ３に対してセメント系固化材２００ｋｇ、混和液１２０〜１４０リットルをミキサーで練り上げ、保水層２の材料となる第２の混合物Ｍ２を生成する。本実施例において、セメント系固化材としては、タフロック（商品名：住友大阪セメント株式会社製）を使用した。尚、セメント系固化材とは、水などの混和液で練ると、経時と共に硬化する粉末体をいうが、このセメント系固化材としては、例えば、焼石膏、マグネシアセメント、水硬石膏、天然セメント、ポルトランドセメント、アルミナセメントなどを用いることができる。
【００１２】
［保水層材料混練工程］
（１）ミキサーに石炭灰を投入する。
（２）セメント系固化材を投入する。（例えば、１００リットルのクリンカアッシュに対し、１００×０．００１×２００＝２０ｋｇのセメント系固化材を配合する。）
（３）１〜２分間空練りして十分混合する。
（４）混和液を投入する。（例えば、１００リットルのクリンカアッシュに対し、１００×０．００１×１２０（１４０）＝１２（１４）リットルの混和液を配合する。）
（５）２〜３分間十分に混練する。
【００１３】
ここで、混和液の投入量については、前記配合通りに行うのが好ましいが、現場に運び込まれたクリンカアッシュは必ずしも含水率が一定ではないため、その含水率に応じて適宜配合する。つまり、物性を手で確認しながら混和液を徐々に加えてゆき、軽く握った状態で少々水が沁み出す程度が好ましい。混和液が不足すると、パサツキが生じ、保水層に十分な強度が得られないおそれがあるので注意する。
【００１４】
［保水層の施工］（ｔ２＝４０ｍｍ）
（１）第２の混合物Ｍ２を施工箇所に一輪車等で小運搬する。
（２）路盤３上に敷き詰めた砕石上に第２の混合物Ｍ２を投入し、トンボ、レーキ等で敷きならす。
（３）その後、金コテで押し込むように路盤３にしっかり食い込ませる（必要に応じてローラー等で転圧する）。
（４）養生は一日以上を確保する。
施工後の保水層２は保水能力４００〜５００ｋｇ／ｍ３を示し、吸収能力以上の剰余水は地中に浸透する。
【００１５】
次に、粒径が２ｍｍ〜７ｍｍのクリンカアッシュ殻と樹脂系バインダを所定の重量比で混和する。重量比は、クリンカアッシュ殻１ｍ３に対して樹脂系バインダを１００ｋｇ以上配合してミキサーで練り上げ、透水層（表層）１の材料となる第１の混合物Ｍ１を生成する。本実施例において、樹脂系バインダとしては、エポキシ系樹脂であるサンユロードＲ−１４５（商品名：サンエレック株式会社製）を使用した。また、施工する周辺景観に応じたカラーの色粉を適宜添加してもよい。
【００１６】
［表層材混練工程］
（１）ミキサーにクリンカアッシュ殻を投入する。
（２）エポキシ樹脂を投入する。（例えば、１００リットルのクリンカアッシュ殻に対し、１００×０．００１×１００＝１０ｋｇの樹脂系バインダを配合する。）
（３）２〜３分間十分に攪拌する。
【００１７】
［表層の施工］（ｔ１＝１０ｍｍ）
（１）第１の混合物Ｍ１を施工箇所に一輪車等で運搬する。
（２）保水層２上に第１の混合物Ｍ１を投入し、トンボ、レーキ等で敷きならす。
（３）金コテで押し付けるようにして、バラツキがないように、目を詰めながら仕上げる（必要に応じてローラー等で転圧する）。
（４）混練から仕上げまで夏場で２０分、冬場で３０分を目途にする。
（５）施工後６時間程度養生する。
施工後の透水層１は透水係数０．５ｃｍ／ｓを示す。
【００１８】
本発明は、適用場所に応じて舗装構成を好ましい形態に変更することができる。例えば、人、自転車が通行する（路床＋路盤（粒状砕石１５０ｍｍ）＋保水層（石炭灰４０ｍｍ）＋（表層石炭ガラ１０ｍｍ）、公園等の管理車両が通行する（路床＋路盤（粒状砕石１５０ｍｍ）＋保水層（石炭灰５０ｍｍ）＋（表層石炭ガラ１５ｍｍ）、また、保水層２のみで圧縮強度が約３Ｎ／ｍｍ２以上を有しており、雑草の根の侵入ができないため、防草目的（路床＋保水層５０ｍｍ）とすると良い。
【００１９】
以下、社団法人日本道路協会又はＪＩＳに定められたアスファルト舗装の現場試験方法に準じて各種強度試験を行った結果と考察を示す。
［保水機能試験］
安定層の保水力を確認する。含水率測定器により測定する。最大保水率は４７％であり、基準値が４０％なので合格であることを確認した。
［定水位透水試験］
透水係数が基準値以上であることを確認する。簡易透水試験機により測定する。３回の平均値が０．５３５であり、基準値が０．５なので合格であることを確認した。
［一軸圧縮強度試験（表層）］
圧縮強度が基準値以上であることを確認する。ＪＩＳ  １１０８  ２００６により測定、平均強度は６．８４Ｎであり、基準値が３Ｎなので合格であることを確認した。
［一軸圧縮強度試験（安定層）］
圧縮強度が基準値以上であることを確認する。ＪＩＳ  １１０８  ２００６により測定、平均強度は１４．８Ｎであり、基準値が３Ｎなので合格であることを確認した。
［急性毒性試験］
動物に対して安全であることを確認する。ヒメダカにより確認した。７２時間後の生存率が１００％であり、合格であることを確認した。
［重金属等試験］
石炭灰が国の定める環境基準値以内かどうか確認する。規定の計量により、すべての項目で基準値以内であり、合格であることを確認した。
［路面温度試験］
アスファルトと本発明舗装の表面温度差の差異を検証した。本発明舗装の方がアスファルト舗装よりも７．７℃低かった。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、路盤上に舗装層を形成する舗装方法に適用することができる。適用場所は、公園等の遊歩道・広場・遊歩道等人が通行する場所。ヒートアイランド対策工事、防草対策工事。尚、ヒートアイランド対策を目的とする場合は、保水層の厚みを増せば貯水量が増大し、路面温度抑制の効果が上がる。また、防草対策を目的とする場合、保水層のみを５０ｍｍ施工する。このような砕石舗装やコンクリート舗装は、種子の成育に必要な太陽光線を遮断する以外に、一軸圧縮強度がおよそ３Ｎ／ｍｍ２以上あって種子を固い土に拘束する結果、その発芽を阻止したり、透水性に優れて種子を乾燥状態に維持する結果、その発芽ないし成育を阻止するという雑草成育抑制機能を地表面に具備するものである。
【符号の説明】
【００２１】
１    透水層（表層：第１の混合物層）
２    保水層（安定層：第２の混合物層）
３    路盤（粒状砕石）
Ｍ１  第１の混合物
Ｍ２  第２の混合物
【図１】
0005928565.tif 000002