(57)【要約】【課題】    冬期間に道路面上に生じる結雪氷を効率的に破砕除去し、且つ問題となっていた弾性表面材剥離破損問題を容易に解決する路面凍結防止構造構築法の提供。【解決の手段】路面表面に配置するゴム弾性表面材の下部に不織布等の弾性中間層を構成した構造とすることにより、ゴム弾性表面材の変形度合いを大きくし、弾性中間層弾力性により上部から伝播する応力を低減し、接着層を保護することにより、その結果接着層からのゴム弾性表面材剥離破損を防止しすることを手段とした。さらに、硬質板材を付与することにより、道路基盤との接着を不要とする方法。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム弾性素材であって表面に凹凸を持つゴム弾性表面材とその裏面に弾性中間層を形成したことを特徴とする複合材であって、前もって路盤に掘穿した溝部にその複合材を挿入固定してなる路面凍結防止構造構築法。
【請求項２】
請求項１の複合材下部に、さらに硬質板状材を接着加工してなるブロック材であって、前もって掘穿した路盤基材溝部にそのブロック材を挿入固定してなる路面凍結防止構造構築法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、寒冷地における冬期低温時の積雪とその圧雪、その融解により生じる結雪氷を効率的に破砕除去できる路面凍結防止構造構築法に係わる。
【技術の背景】
【０００２】冬期間の低温時に生じる道路凍結による交通事故、交通渋滞は、産業或いは人身事故などへの影響が甚大であることはよく知られている。特に、寒冷地では、坂道、高速道路、交差点で事故が多発している。近年、その対策として路面凍結を改善し、ブレーキ制御性向上、歩行者の滑り防止方法が多数試みられてきた。
【０００３】その１は、道路面の結雪氷を融解する方法として、路面下に温水を通すか、或いは抵抗線を配置して通電により熱を発生させて行うものであり、ロードヒーティング法としてもてはやされてきた。しかしながら、この方法は灯油、重油、電気等を大量に使用することからエネルギーロスが大きく、特に地球温暖化問題がクローズアップされている昨今では、本方式のごとく炭酸ガス排出量の大きな方法は、不適切な方法とみなされていた。
【０００４】その２は、結雪氷を直接融解する方法として、融雪剤を撒布する方法がとられている。融雪剤としては、塩化カルシュウム、酢酸マグネシウム、岩塩、或いはこれらの混合物、尿素等のが知られており使用されている。しかしながら、これらの融雪剤は、金属腐食、環境汚染等を引き起こす危険性があり好ましいものではなかった。
【０００５】その３は、砂、焼却ボトムアッシュ、鉱碎等のすべり止め材を結雪氷上に散布してすべりを止める方法であり、一般的に坂道、歩道などで多用されている。しかし、この方法は、降雪量が多い場合、その散布材が結雪氷中に埋没してしまい効果を発揮できない欠点をもっていた。又、春先にはこれらすべり止め材が道路に散在し、その収集は容易なものではなく、美観上も問題があり、且つ公的経費の消費も大きなものであった。
【０００６】その４は、路面に溝を掘穿して、その溝中に凹凸状表面を持つゴム弾性素材である表面材を埋設接着し、その凹凸部の応力による変形を利用して結雪氷を破壊する方法であった。この方法の最大の欠点は、ゴム弾性素材である表面材が薄い場合は、表面材上を自動車等が走行したときにその応力の逃げ場が無く、表面材と道路基盤の接着或いはアンカー固定部が破損し、剥離事故が多かった。その原因は、表面材凹凸部のみの変形による結雪氷破砕効果であり、接着層への応力伝播が大きいことに起因していた。対策として、厚さのある弾性表面材を使用し、且つ道路基盤に構築する溝部深度を大きくし、挿入固定する方法であって、厚みのある弾性体内で応力を緩和吸収する以外に方法がなかった。固定する方法としては、接着或いはアンカー止めを強固にする必要があった。従って、表面材を２０ｍｍ以上に厚くする場合は、バージンゴムからの生産に頼らざるを得ず、非常に高価なものとなる欠点を持っていた。使用済み古タイヤの厚みは、１５ｍｍ以下のものが殆んどであり、当然、自動車古タイヤの使用は厚み不足のために問題があった。
【０００７】ゴム弾性素材であって表面に凹凸を持つ表面材を路面基盤材に固定する方法としては、接着法、アンカー固定法などが考案されてきたが、従来からの方法では、上部からの加重が直接下部接着層にかかり接着層破損の最大の原因となっていたことはすでに説明した。本発明のごとく、構成内部に弾性中間層を設けることにより、自動車タイヤ、歩行者の加重、応力を緩和することにより接着層破損剥離を防止する方法はなく、同時に弾性中間層を形成することの効果として、ゴム弾性表面材の結雪氷破砕効果を最大限に発揮する方法もなかった。
【０００８】寒冷地での大量降雪に対する積雪除去方法は、主道路においては除雪車を使用することが殆んどである。その際に、従来方式での路面構造構築法では、弾力性が不足であり、埋設固定深度が浅いことから除雪車のつめによる引っ掛け破損事故が多く見かけられた。そのために、ゴム弾性表面材を路面より低位置に配置敷設する必要があった。この対応策として、ゴム弾性表面材の厚みを大きくしてゴム材全体で応力を緩和することにより剥離を避ける方法が取られているが、表面材価格上昇に直結することから、踏切などの特殊な場合のみにこの方法がとられている。このことから、厚みのない古タイヤでの施工例は極めて少ないのが現状である。本発明のごとく、弾性中間層の形成により応力緩和を図り、これら事故を防止することは実施されていなかった。
【０００９】リサイクル及び施工価格の低減から安価な工法が望まれていた。列記したごとく、上記方法は、いづれも施工費用、維持管理、環境汚染、リサイクル、事故防止の観点からすれば、満足できる方法ではなかった。
【特許文献１】「特開平６−１２８９０１」
【特許文献２】「特開平８−１０５００６」
【特許文献３】「特開平８−３１１８０６」
【特許文献４】「特開平８−３３３７０５」
【実用新文献１】
「第３０９１９３３」
【実用新文献２】
「第３１０３３８７０」【非特許文献１】「最新道路ハンドブック」建設産業調査会出版
【非特許文献２】「舗装施工便覧」社団法人日本道路協会出版
【非特許文献３】「道路維持管理ポケットブック」山海堂出版
【発明の開示】
【解決しようとする課題】
【００１０】  ところで、従来から行われてきたロードヒーティング方式、融雪剤散布方式、滑り止め材散布方式、ゴム弾性物固設等の問題点に関してはすでに説明した。それぞれの方法は大きな問題点を解決しないまま使用され続けている。本発明においては、破損事故を防止して長期間効果を発揮耐用しうる路面凍結防止構造構築法であって、且つ作業性の優れた、安価な路面凍結防止構造構築法、大きな結雪氷破壊効果の期待できる路面凍結防止構造構築法を提供することを課題としている。
【発明が解決するための手段】
【００１１】  前記課題解決を達成するための本発明に係わる路面凍結防止構造構築法は、路面を掘穿した空隙部に挿入施工する結雪氷破砕構造体が表面に凹凸を有するゴム弾性表面材、上下接着層の形成、上下接着層の中間にはさまれて構成された弾力性中間層（緩衝層）、及び道路基材から形成される複数層構造からなる施工によるものである。
【００１２】本発明は、自動車走行、人歩行での加重が、凹凸を持つゴム弾性表面材の変形、及び新規発明として提供した弾性中間層の形成により変形増幅をより効果的にし、結雪氷を破壊することを手段としている。
【００１３】本手段を達成するためには、上下接着層に挟まれた弾性中間層が極めて重要であり、この構成によりゴム弾性表面材変形が増幅され、さらに接着層にかかる応力負担を緩和し、厚みのない古タイヤ或いは厚みのないゴム製品も使用することが可能とし、価格低減化できる路面凍結防止構造構築法として提供できた。さらに、主として焼却に頼っていた古タイヤリのサイクル事業に貢献できる利用法として提供することが出来た。この路面凍結防止構造構築法の出現により、寒冷地での交差点、坂道など従来からの路面凍結問題として解決できなかった問題点を解決した。同時に、温暖地域においても、雨などによる路面スリップ防止にも効果を発揮する工法として本方法は利用できる。
【作用】
【００１４】本発明者は、路面上の結雪氷破砕原理がゴム弾性表面材による自動車等の応力に対するゴム弾性表面材表面の凹凸部の部分的歪、及び本発明の基本である弾性中間層の形成による全体的歪の増幅により、その変形増大がゴム弾性表面材表面の結雪氷破砕効果を最大限に発揮せしめることに着目した。
【００１５】凹凸を持つゴム弾性表面材材は、自動車等の加重、応力により変形する必要があり、例えば、古タイヤがリサイクル上最も好ましいが、天然ゴム、合成ゴム、プラスチックスエラストマー等により表面に凹凸を形成して製造することも出来る。表面凹凸の形状は、低温時の温度に関係して適宜選定することが出来るが、凹凸部の切り込み深さは、変形の必要性から５ｍｍ以上が好ましい。その裏面は、接着が容易なように、繊維質を同時成型したもの或いは露出したものが好ましい。
【００１６】弾性中間層は、不織布、カーペット状織布、ウレタン樹脂発泡物、発泡ゴム等の弾力性効果を発揮できるものであれば使用できる。この弾性中間層は、凹凸を持つゴム弾性表面材材に接着剤或いは鋲などにより固定することが必要であるが、接着剤を使用して接着固定することが作業上からも好ましい。
弾性中間層は、その一部が上部接着層内に包含された状態で強化プラスチックス接着層として固化される必要があり、同様に道路基盤材に対して強固に強化プラスチックス接着層として下部接着層を形成し、接着固化されている必要がある。この強化プラスチックス接着層は、接着層の強度向上と上下接着層が強化されていることを意味しており、弾性中間層と連結されていることに意義がある。剥離抵抗力が極めて大きく、タイヤ等での摩擦応力に耐えうる接着層が形成できる。
【００１７】上部接着層形成用接着剤としては、凹凸を持つゴム弾性表面材材と弾性中間層との接着が十分に行われることが必要であり、ウレタン系樹脂を使用することが好ましい。又、下部接着層は、弾性中間層とコンクリート或いはアスファルト等の道路基盤材との接着が主たるものであることから、施工性も勘案するならばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂などの熱硬化性樹脂の使用が好ましい。これらの熱硬化性樹脂は、硬化前は液状であり、弾性中間層の両面の繊維部分を包含した状態で上下接着層を形成できる。このことの意味は極めて大きい。
【００１８】弾性中間層に使用される材料は、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などの化学繊維等が好ましく、発泡ゴム製品或いはそれに類する弾力性のあるものであれば使用することが可能である。
【００１９】古タイヤの適用については、近年、古タイヤを平板状に加圧成型する技術がすでに確立されている。このことから、古タイヤを使用することはリサイクルの意味からも極めて有意義であり、環境問題対策工法として有効である。古タイヤの使用では、凸部の磨耗の少ないものを使用することが好ましい。
【００２０】本発明者は、請求項２で示したように下部接着層を施工現場で行う以外に、コンクリート板のごとき硬質基盤材を構成した板状製品として提供することも可能である。即ち、上記、凹凸を持つゴム弾性表面材材、弾性中間層、上下接着層からなる請求項１の複合材の構成に加えて、さらに、硬質基盤材を一体成型して製品とし、同寸法に掘穿した路面に接着工程なくして敷設する方法である。この方法は、外気温、雨水に影響されず、冬期間の短時間工事も可能であり、接着不良を排除できる有効な方法である。又、本構成体を前もって路盤材に掘穿した溝内に挿入接着することも可能である。
【００２１】以上のように構成された路面凍結防止構造は、一般的には、同路面に掘穿され連設した溝内に、上記凹凸を持つゴム弾性表面材、弾性中間層、上下接着層で構成された製品、或いはさらに基盤材を付与した構成の製品を定置固定することにより完結する。このようにして敷設した構成体は、この上部を自動車が走行した場合、凹凸を持つゴム弾性表面材がタイヤからの応力により軋み変形して表面の結雪氷を細かく破壊する。さらに、弾性中間層の変形により、凹凸を持つゴム弾性表面材全体が変形することにより、表面の結雪氷を大きく破砕することができる。その際に上下接着層は弾性中間層と一体化しており、応力緩和層となり従来のような剥離問題を排除することが出来る。本発明は、道路のみに係わらず、例えば牛舎などの荷重の掛かる床構造に採用することも出来る。
【００２２】  以下、実施例を以ってさらに詳しく説明する。
【実施例１】  本実施例１は、図１、図２、図７を以って説明する。本実施例は、古タイヤを平面加工したゴム弾性表面材３と弾性中間層５として不織布を使用して構成したアスファルト路面凍結防止構造構築例として説明する。
古タイヤは、その磨耗程度により結雪氷破砕効果が決まるので、ゴム弾性表面材３表面の凸部（溝）の深さが５ｍｍ以上残存しているものを使用することが好ましく、さらに、ゴム弾性表面材３の厚みは１０ｍｍ以上のものを使用することが好ましい。本実施例においては、トラックタイヤの中央部を裁断により取り出し、平面加工後、ゴム弾性表面材３表面の凸部（溝）の深さが６ｍｍ、ゴム弾性表面材３の厚みは１５ｍｍものを使用した。このような状態の古タイヤ裏面に厚み１０ｍｍの弾性中間層５である不織布をウレタン樹脂により接着し上部接着層４を形成した。上部接着層４（ウレタン樹脂接着層）内部には、不織布繊維部が埋設した状態で同時加工された強化プラスチック状態となり、ウレタン樹脂単独の場合よりも接着層の破壊抵抗に係わる強度を向上せしめ、使用時の剥離防止効果を上げた。使用した接着剤は、科学的に活性であるイソシアネート基（−ＮＣｏ）をもつものが好ましく、本実施例ではウレタン樹脂接着剤を使用した。接着剤は、ゴムチップを成型固化する際に使用するものと同一のもので十分であり、最大の注意点は、不織布のみの弾性中間層５（不織布層）を残存せしめて接着することである。弾性中間層５を皆無状態とし、全てウレタン樹脂のみの接着層にすることは弾性中間層５の喪失であり、本発明の目的に反していることから接着の段階で弾性中間層５が形成できるように注意が必要である。本実施例においては、不織布厚みが１５ミリのものを使用した。その結果、その約２ミリが上部接着層４の内部に弾性中間層の繊維が同時固化され、弾性中間層５と上部接着層４不織布繊維を以って係合するように連架した状態で接着した。
このようにして一体化したゴム弾性表面材３と上部接着層４、弾性中間層５である不織布層からなる板状複合材の厚みは略２５ｍｍとなる。アスファルト路面８にダイヤモンドカッターを使用して上記板状複合材の幅および厚みに合わせた溝１７を並列に複数掘穿して、この掘穿した溝内に下部接着層６を形成する目的で不飽和ポリエステル樹脂を主原料とする接着剤に硬化剤を添加した接着剤を２ミリの厚みに塗布し、その上から当該板状複合材を挿入圧締して常温硬化せしめ、下部接着層６を通じて路盤基材８と一体化せしめた。使用した不飽和ポリエステル樹脂は、無水フタル酸、無水マレイン酸、プロピレングリコールをエステル化反応により製造したエステルをスチレンモノマーに溶解した樹脂液であり、この樹脂液１００部に対して炭酸カルシュウム５０部を加え、よく混合した粘凋としてから硬化剤としてメチルエチルケトンパーオキサイド１％を添加し、さらによく混合してから掘穿した溝内に塗布した。
このようにすれば、下部接着層６が路盤基材８と強固な接着層により形成され、さらに上部接着層４との中間にサンドウィッチ状に連結した不織布のみの弾性中間層５（不織布層）を残存せしめ、且つ連結して構成することが出来る。不織布のみの不織布層は、ウレタン樹脂と不織布の一部とから形成した上部接着層４とも連結して構成されており、さらに、ゴム弾性表面材５と強固に接着していることから、これらの構成は結雪氷破砕に最適な構造となっている。
路面を自動車が走行する際に、タイヤの圧力はゴム弾性表面材３の凹部２、凸部１を変形させ、さらに、不織布のみの弾性中間層ｘを変形させる。不織布のみの弾性中間層５の変形は、ゴム弾性表面材３を軋み、変形させることが実験で明確となっている。この変形により、従来の単なる結雪氷破砕に増して効果を増大させることが出来た。さらに、不織布のみの弾性中間層５の存在は、下部接着層６へのタイヤの応力を最小限に伝播させることとなり、下部接着層６の破壊による剥離を防止することが可能となった。この方法により、これまで発生していた剥離、破損問題を解決し、薄いゴム弾性表面材でも十分に使用することが出来、且つ施工価格低減に効果を上げた。
【実施例２】
【００２３】  実施例２は、上記
【実施例１】の不織布のみの弾性中間層５の下部に硬質板状材１５を係着したもので図４のブロック材である。ブロック材は、実施例１で使用した不飽和ポリエステル樹脂接着剤により弾性中間層下部に板状材を貼り付けたものである。弾性中間層下部に貼り付ける硬質板状材１５は、コンクリート、アスファルト、木質、合成樹脂などの板状品で良く、板状材貼り付けの目的であるブロック材の溝外への飛び出しを防止できればよく、ブロック材が道路基盤８に掘穿した溝１７に間隙が少ないように挿入定置することにより、自動車タイヤ、人の歩行による剥離、浮上を防止できる。従って、硬質板状材１５は重量があることと、破砕しにくいものであることが好ましい。硬質板状材１５が軽量の場合は、道路基材と接着することが好ましい。
本実施例では、図４、図７に示したごとく、ゴム弾性表面材３、弾性中間層５、コンクリート板の組み合わせによるブロック材を作成した。本ブロック材は、合計厚み１７．５ｃｍ、幅１５ｃｍ、長さ１００ｃｍのもので、前もって、路面に連続して掘穿した深度１７．５ｃｍ、幅１５．２ｃｍの溝１７内部に定置して作業を終了した。この施工方法は、現場施工において路盤基材８との接着工程を必要とせず、極めて短時間で施工できることから、交通渋滞のある交差点などでの施工に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】弾性表面材、弾性中間層からなる複合材施工断面図
【図２】ゴム弾性表面材平面図
【図３】ブロック材構成斜視図
【図４】ブロック材構成断面図
【図５】一般道路施工平面図
【図６】交差点施工平面図
【図７】路面掘穿斜視図
【符号の説明】
【００２５】１．  ゴム弾性表面材凸部
２．  ゴム弾性表面材凹部
３．  ゴム弾性表面材
４．  上部接着層
５．  弾性中間層
６．  下部接着層
７．  下部接着層と基材接着面
８．  道路基材
９．  道路面
１０．道路基材掘穿壁面
１１．硬質板材接着面
１２．硬質板材
１３．繊維質包含上部接着層
１４．繊維質包含下部接着層
１５．硬質板材
１６．硬質板材底部
１７．掘穿溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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