(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間での強度発現を示し、良好な初期流動性を保持して作業性を確保することができるとともに、既設の開粒度混合物構造体への注入が良好となり、充填性を向上させることができる開粒度混合物用注入材、及び当該開粒度混合物用注入材を用いて、簡便で、耐久性に優れた半たわみ性構造体の施工方法を提供する。【解決手段】  超速硬セメント５０〜８０重量％及び２０μｍ以下に分級されたフライアッシュ２０〜５０重量％の配合比を有する前記セメントとフライアッシュの混合材料１００重量部に対して、高性能減水剤を０．２〜１．６重量部、リグニン系遅延剤を０．２〜１．２重量部及びオキシカルボン酸系遅延剤を０．０１〜０．３０重量部配合してなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
超速硬セメント５０〜８０重量％及び２０μｍ以下に分級されたフライアッシュ２０〜５０重量％の配合比を有する前記セメントとフライアッシュの混合材料１００重量部に対して、高性能減水剤を０．２〜１．６重量部、リグニン系遅延剤を０．２〜１．２重量部及びオキシカルボン酸系遅延剤を０．０１〜０．３０重量部配合してなることを特徴とする、開粒度混合物用注入材。
【請求項２】
請求項１記載の開粒度混合物用注入材において、前記超速硬セメントに対するフライアッシュの配合量の１２重量％以下を炭酸カルシウム粉末に置換してなることを特徴とする、開粒度混合物用注入材。
【請求項３】
請求項１または２記載の開粒度混合物用注入材１００重量部に、水４５〜６０重量部を混合してセメントミルクを調製し、次いで当該セメントミルクを開粒度混合物構造体に対して注入供給し、当該供給されたセメントミルクが開粒度混合物構造体の空隙に浸透する工程を備えることを特徴とする、半たわみ性構造体の施工方法。
【請求項４】
請求項３記載の半たわみ性構造体の施工方法において、更に、セメントミルクを注入供給後、細骨材を０．２〜１．０ｋｇ／ｍ２散布する工程を備えることを特徴とする、半たわみ性構造体の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開粒度混合物用注入材及び当該注入材を用いた半たわみ性構造体の施工方法に関し、特に、道路舗装工事における開粒度タイプのアスファルト混合物や、構造体のジョイント部に隣接する開粒度混合物構造体へ注入して、有効な防水性を付与する開粒度混合物用注入材及び、当該注入材を開粒度混合物構造体へ注入する際に簡便で騒音を低減させることができる無振動注入を可能とする、当該注入材を用いた半たわみ構造体の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半たわみ性舗装の施工は、空隙率の大きい開粒度アスファルト混合物構造体母体に、浸透用のセメントミルクを注入、浸透させることにより施工する。
かかる半たわみ性舗装は、例えば車道や歩道等の道路舗装に施工されるが、交通規制を伴う道路の打ち直し工事が多く、可能なかぎり早期に交通を開放することが求められる。
この点に鑑み、従来より多数の半たわみ性舗装用注入材や半たわみ性舗装施工方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特開平６−１８３８１２号公報には、超速硬セメントに系統の異なる２種の遅延剤（リグニン系遅延剤、オキシカルボン酸系遅延剤）を併用することにより、高流動性を長時間維持することが可能であり、かつ短時間での強度発現に影響が小さい高流動性超速硬セメント組成物及び当該組成物を用いて半たわみ性舗装を構築することが提案されており、また特開平１０−１３４５号公報には、セメントと石灰石微粉末と珪砂と再乳化性粉体樹脂と粉体添加物が所定の割合で均一に混合されて調製された半たわみ性舗装用一粉型ポリマーセメント組成物が開示されている。
また、特開平１１−２２８２０５号公報には、セメントと、カルシウムアルミネートと硫酸塩を含有する急硬材と非再乳化型微粉末弾性ポリマーとを含有する半たわみ性舗装材が提案されている。
【０００４】
しかし、上記従来の半たわみ性舗装用注入材は、注入の母体対象となる開粒度アスファルトコンクリート混合物構造体が、新設の開粒度アスファルトコンクリート混合物構造体である場合には、注入材の充填が可能ではあるが、現実は、例えば既設の道路等の補修工事等、空隙詰まりや空隙つぶれが生じている開粒度混合物構造体への補修工事が大部分であり、かかる空隙詰まりや空隙つぶれが生じている開粒度混合物構造体へ従来の注入材を注入・充填することは困難であり、浸透しないうちに固化してしまい、品質が劣化したり、十分な作業時間を確保することもできなかった。
【０００５】
また、従来の半たわみ性舗装用注入材においては、配合されている珪砂や再乳化型樹脂が、空隙詰まりや空隙つぶれが生じている開粒度混合物構造体への開粒度混合物用注入材の注入性を低減させてしまい、また材料分離防止材として含有されるフライアッシュは火力発電所での副産物であるため、品質のばらつきが大きく、均一な性能が得られなかった。
【０００６】
更には、従来の開粒度混合物用注入材を、注入する作業においては、プレートや振動ローラを使用することが通常であり、騒音が発生し、特に夜間工事においては、大きな問題となっている。
【特許文献１】特開平６−１８３８１２号公報
【特許文献２】特開平１０−１３４５号公報
【特許文献３】特開平１１−２２８２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、短時間での強度発現を示し、良好な初期流動性を保持して作業性を確保することができるとともに、既設の開粒度混合物構造体への注入が良好となり、充填性を向上させることができる開粒度混合物用注入材を提供することである。
特に、既設の開粒度混合物構造体への浸透・充填がスムースであり、工期全体を短縮することができる、開粒度混合物用注入材を提供する。
更に本発明の他の目的は、上記本発明の開粒度混合物用注入材を用いて、簡便で、耐久性に優れた半たわみ性構造体の施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため研究した結果、超速硬セメントに、分級されたフライアッシュ、高性能減水剤、リグニン系遅延剤およびオキシカルボン酸系遅延剤を配合してなる高流動性超速硬セメント組成物をセメントミルクにすることにより、既設の開粒度混合物への注入性が良好となり、充填性が向上することを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
本発明の開粒度混合物用注入材は、超速硬セメント５０〜８０重量％及び２０μｍ以下に分級されたフライアッシュ２０〜５０重量％の配合比を有する前記セメントとフライアッシュの混合材料１００重量部に対して、高性能減水剤を０．２〜１．６重量部、リグニン系遅延剤を０．２〜１．２重量部及びオキシカルボン酸系遅延剤を０．０１〜０．３０重量部配合してなることを特徴とする。
好適には、上記本発明の開粒度混合物用注入材において、前記超速硬セメントに対するフライアッシュの配合量の１２重量％以下を炭酸カルシウム粉末に置換してなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の開粒度混合物用注入材を用いた半たわみ性構造体の施工方法は、上記本発明の開粒度混合物用注入材１００重量部に、水４５〜６０重量部を混合してセメントミルクを調製し、次いで当該セメントミルクを開粒度混合物構造体に対して注入供給し、当該供給されたセメントミルクが開粒度混合構造体の母体の空隙に浸透する工程を有することを特徴とする。
好適には、前記本発明の半たわみ性構造体の施工方法において、更に、セメントミルクを注入供給後、細骨材を０．２〜１．０ｋｇ／ｍ２散布する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の開粒度混合物用注入材は、超速硬セメントに分級されたフライアッシュ、高性能減水剤、リグニン系遅延剤およびオキシカルボン酸系遅延剤を配合してなる高流動性超速硬セメント組成物をセメントミルクにすることにより、空隙詰まりや空隙つぶれが生じている既設の開粒度混合物への注入が良好となり、充填性を向上させることが可能となる。
このように、初期流動性が高く、既設開粒度混合物への注入・充填が良好となるため、既存の道路舗装現場において、工期全体を短縮することができ、早期の交通の開放が可能となる。
【００１２】
また、本発明の半たわみ性構造体の施工方法においては、開粒度混合物構造体に本発明の注入材を注入した直後は、流動性が高く、均一に空隙に浸透し、また本発明の注入材の注入充填後には、一定時間後に硬化反応が急速に進行し、工期を大幅に短縮することができる。
更に、本発明の半たわみ構造体の施工方法は、既設開粒度混合物を不透水化できるので、切削不要で舗装路面の嵩上げが可能となり、バリアフリー構築のための工期の短縮、コスト削減が可能となり、また、ジョイント部の防水も可能となる。
また、充填性が良好であるため、空隙詰まり・つぶれが生じていない開粒度混合物であれば、無振動で注入作業ができ、騒音問題が発生せず、環境的にも望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を次の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の開粒度混合物用注入材は、超速硬セメント５０〜８０重量％及び２０μｍ以下に分級されたフライアッシュ２０〜５０重量％の配合比を有する前記セメントとフライアッシュの混合材料１００重量部に対して、高性能減水剤を０．２〜１．６重量部、リグニン系遅延剤を０．２〜１．２重量部およびオキシカルボン酸系遅延剤を０．０１〜０．３０重量部配合してなるものである。
または、前記超速硬セメントに対するフライアッシュの配合量の１２重量％以下を炭酸カルシウム粉末に置換してなるものである。
かかる配合とすることにより、空隙詰まりや空隙つぶれが生じている既設の開粒度混合物への注入性を良好として充填性を向上させることができるとともに、例えば早期に交通開放が求められる道路舗装における早期強度発現を可能とすることができる。
【００１４】
本発明の開粒度混合物用注入材に用いる超速硬セメントは、特に限定されず、アーウィン系セメントやカルシウム・アルミネート系セメント等の市場で入手できる種々の速硬セメントを用いることができる。
当該超速硬セメントはフライアッシュとの混合材中、５０〜８０重量％、好ましくは６０〜７０重量％含有される。超速硬セメントが、かかる含有量で配合されることにより、道路舗装工事等の工事終了後、早期に道路を開放することを可能とする。
また、特に好適には、６０〜７０重量％の量で配合される。
【００１５】
また、本発明の開粒度混合物用注入材に用いられるフライアッシュは、得られる注入材の流動性を向上させ、材料分離による注入後の半たわみ性構造体の沈下を防止する作用を有し、特に２０μｍ以下に分級されたフライアッシュは、既設の開粒度混合物への良好な浸透性を確保するために好適である。
当該フライアッシュの配合量は超速硬セメントとの混合材中、２０〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％である。
かかる配合割合とすることにより、既設の排水性混合物への浸透性を良好とする。
【００１６】
また、当該フライアッシュの一部を炭酸カルシウム粉末に置換することもでき、炭酸カルシウム粉末は、超速硬セメントに対して配合されるフライアッシュ２０〜５０重量％中、０．０〜１２重量％、好ましくは２〜１０重量％分を炭酸カルシウム粉末と置換することも可能である。
炭酸カルシウムを用いると、フライアッシュと比較して、品質のばらつきが少なく、得られる注入材の材料分離が起き難く、注入後の材料分離による半たわみ性構造体の沈下が防止され、また水和反応も期待できることとなる。
【００１７】
本発明の開粒度混合剤用注入材は、上記超速硬セメントとフライアッシュとを、超速硬セメント５０〜８０重量％、好ましくは６０〜７０重量、フライアッシュ２０〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％と配合した混合材１００重量部に対し、高性能減水剤、リグニン系遅延剤及びオキシカルボン酸系遅延剤を、以下の配合量で含有するものである。
【００１８】
高性能減水剤としては、ポリカルボン酸系、アミノスルホン酸系、ナフタリンスルホン酸系、メラミン系等の市場で入手しうる種々の高性能減水剤を使用することができ、特に限定されない。
当該高性能減水剤の配合量は、超速硬セメントとフライアッシュとの混合材合計１００重量部に対して高性能減水剤を０．２〜１．６重量部、好ましくは０．４〜１．４重量部である。
かかる配合量で高性能減水剤を用いることにより、本発明の注入材の注入時の流動性が良好に確保できることとなる。
【００１９】
また、本発明の注入材には、早期強度発現等のために超速硬セメントが混合されているため、開粒度混合物用注入材に凝結遅延剤を配合して、セメントミルクを注入する作業時間を確保する。
本発明で使用する凝結遅延剤としては、炭酸カリウムや炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩と、クエン酸や酒石酸などの有機酸の混合物を使用することができるが、本発明においては、特に、系統の異なるリグニン系遅延剤とオキシカルボン酸系遅延剤を併用することが適切である。
前記２種類の遅延剤を併用することにより、流動性を良好に保持できるとともに、短時間での強度発現への影響が小さく、本発明の目的を有効に達成できる。
【００２０】
その配合量は、超速硬セメントとフライアッシュの合計１００重量部に対して、リグニン系遅延剤を０．２〜１．２重量％、好ましくは０．３〜１．０重量％、オキシカルボン酸系遅延剤０．０１〜０．３０重量％、好ましくは０．０１〜０．２０重量％とすることが、早期強度発現性を確保しつつ高流動性を保持するために、特に有効である。
【００２１】
本発明の開粒度混合物用注入材は、例えば、超速硬セメントに、粉末のフライアッシュ、必要に応じた炭酸カルシウム、粉末の高性能減水剤、リグニン系遅延剤及びオキシカルボン酸系遅延剤を前記配合量で予めＶ型ミキサ等の通常の粉体混合装置により乾式混合して予め調製して、現場での使用時にこれらを水とミキサで均一に混練して使用したり、または液状の高性能減水剤を水に希釈して、他の材料と混練して使用することもでき、これによってセメントミルクが調製される。
【００２２】
添加される水の添加量は、本発明の開粒度混合物用注入材１００重量部に対して水４５〜６０重量部、好ましくは４５〜５５重量部である。
水の添加量が前記添加量より多くなると、フローア値が小さくなり注入性は良くなるが、物性が低下するため好ましくなく、上記範囲であるとＰロート（「プレパックドコンクリートの注入モルタルのコンシステンシー試験方法」（土木学会規準））によるフロー値が約８〜１３秒となり、流動性の点から好ましいからである。
【００２３】
得られたセメントミルクを、既設の開粒度アスファルト層やアスファルトコンクリート層等の既設開粒度混合物構造体へ注入施工することより、半たわみ性構造体の施工がなされる。半たわみ性構造体は、例えば、空隙率２０〜２８％の開粒度アスファルト混合物を敷設した後、その空隙に浸透用セメントミルクを注入浸透させたもの（（社）日本道路協会・アスファルト舗装要綱）を例示することができる。
【００２４】
開粒度混合物である半たわみ性構造体へのセメントミルクの供給量は、開粒度混合物構造体母体の理論空隙量よりも、若干多めに供給して、開粒間の空隙に十分に浸透されるように施工することが望ましい。
本発明の開粒度混合物用注入材は充填性が良好であるため、特に空隙詰まりやつぶれが生じていない開粒度混合物であれば、無振動で注入作業ができる。
【００２５】
好適には、セメントミルクを、開粒度混合物構造体母体に注入後直ちに、珪砂等の細骨材をその表面に散布して、すべり抑制とすることができる。
珪砂としては、川砂、山砂等の種々のものが使用できるが、特に比較的細かい珪砂を用いることが好ましく、好適には０．２〜１．０ｋｇ／ｍ２（好ましくは０．４〜０．７ｋｇ／ｍ２）の量で散布することが望ましい。
更に必要に応じて、ショットブラストや研磨仕上げ等の仕上げ作業をおこなっても良い。
【実施例】
【００２６】
本発明を次の実施例、比較例及び試験例により説明する。
各実施例及び比較例において、下記の材料を使用した。
＜使用材料＞
開粒度混合物用注入材セメント組成物
・超速硬セメント：商品名  ジェットセメント  （住友大阪セメント株式会社製）
・フライアッシュ（２０μｍ以下に分級）：商品名  ファイナッシュＦＡ２０  （四電産業株式会社製）
・高性能減水剤（ナフタリンスルホン酸高縮合物）：商品名  マイティ１００  （花王株式会社製）
・リグニン系遅延剤：商品名  ポゾリスＮｏ．８  （株式会社ポゾリス物産社製）
・オキシカルボン酸系遅延剤（クエン酸）：商品名  ジェットセッター（住友大阪セメント株式会社製）
・炭酸カルシウム粉末：商品名  ＬＰ−２００  （近江鉱業株式会社製）
・再乳化型粉末樹脂：（商品名  スミカフレックスＲＰ１００Ｓ  （住友化学工業株式会社製）
・珪砂４号（三九海運株式会社製）
【００２７】
実施例１〜４、比較例１〜９（開粒度混合物用注入材）
下記表１に示す配合割合で、上記超速硬セメント、フライアッシュ、高性能減水剤、リグニン系遅延剤、炭酸カルシウム粉末、再乳化型粉末樹脂、珪砂７号を予め混合して、一粉型セメント組成物を調製した。
次いで、得られた各セメント組成物とあらかじめオキシカルボン系遅延剤を溶解した水とをハンドミキサで２分間攪拌混合して、開粒度混合物用注入材のセメントミルクを調製した。その際の水の配合比は、水セメント組成物比が４５％となるように各セメント組成物に添加して、セメントミルクを調製した。
得られた各セメントミルクのＰロート流下時間及び、セメントミルク施工後の圧縮強度を測定し、その結果を表１に示す。
・Ｐロート流下時間：「プレパックドコンクリートの注入モルタルのコンシステンシー試験方法」（土木学会規準）
・圧縮強度：「セメントの物理試験方法」（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１）に準じて、材齢３時間、７日後の圧縮強度を測定した。
【００２８】
厚さ５ｃｍに調整した４号珪砂（三九海運株式会社製）を開粒度混合物層の模擬供試体とし、得られた各開粒度混合物用注入材のセメントミルクを模擬供試体に注入施工して、該セメントミルクを模擬供試体浸透させ、養生硬化させた。
【００２９】
表１中、各セメントミルクの珪砂４号（開粒度混合物層）への注入率及び養生硬化後の圧縮強度は、以下の方法により測定した値である。
・注入率：セメントミルク未注入部分の珪砂４号は型枠からはずすと容易に取り去ることが可能なため、４号珪砂を厚さ５ｃｍに敷き均し当該４号珪砂へセメントミルクを流し込み、硬化後、注入されていない砂分の量から注入率を求めた。
・注入率（％）＝（注入前の珪砂４号の重量−未注入部分の珪砂４号の重量）／注入前の珪砂４号の重量×１００
【００３０】
【表１】
2006096627.tif 000002
【００３１】
表１より、本発明のセメント組成物を用いた実施例１〜３においては、分級フライアッシュの添加効果により、注入性は良好であり、特に実施例１では、強度発現性も７号珪砂を用いた場合と変わらず、また実施例２においては、配合されるセメント量が少ないため若干強度が低下するが、かかる程度の強度低下は実用上特に問題は生じない。また、実施例３においては、配合される分級フライアッシュの量が少ないため若干注入性が悪くなるが実用上特に問題はないものである。
実施例４においては、分級フライアッシュを１２重量％の量の炭酸カルシウム粉末に置換することにより、若干注入性が低下するが実用上特に問題は生ぜず、実施例１と比較すると強度増加が図れることがわかる。
【００３２】
また、比較例３、４及び５は、再乳化樹脂がセメント組成物中に配合されているため、注入率が小さく、特に比較例４及び５は、使用したセメントミルクのＰロート流下時間が実施例１〜４と同程度であるにも係らず、注入率が悪いことがわかる。
さらに、フライアッシュを含まず、炭酸カルシウム粉末を含有するセメント組成物を用いた比較例６はＰロート流下時間が実施例と同程度であるが、注入率が悪く、また、リグニン系遅延剤を配合しない比較例７は、Ｐロート流下時間が遅くなり、注入率も低下した。
比較例９では、分級フライアッシュを１５重量％の量の炭酸カルシウム粉末に置換することにより、注入性の低下が顕著となる。
【００３３】
実施例５〜９、比較例１０〜１１（施工性）
水セメント比を表２に示す比に変化させた以外は、実施例１と同様にして、各セメントミルクを調製し、Ｐロート流下時間、注入率、圧縮強度、ブリージングを評価測定し、その結果を表２に示す。
なお、Ｐロート流下時間、注入率、圧縮強度は、上記実施例１と同様の試験方法により評価し、ブリージングは、目視により評価した。
・ブリージング：少  ０〜２％
多  ２％以上
【００３４】
【表２】
2006096627.tif 000003
【００３５】
実施例５，６，７においては、模擬供試体への注入性は良好であり、水セメント組成物比が大きくなるに伴い強度発現は低下するが実用上特に問題はない。
比較例１０では、水セメント組成物比が小さく、強度発現性及びブリージングは良好であるが、模擬供試体への注入性が悪い。
また、比較例１１においては、模擬供試体への注入性は良好であるが、強度発現性は悪く、ブリージングも多く材料分離傾向があることがわかる。
【００３６】
実施例８〜１０、比較例１２〜１３（既設排水性舗装に注入した場合のすべり抵抗性）
実施例４のセメント組成物を用いて、水セメント組成物比５５％のセメントミルクを既設排水舗装に注入し、その直後に珪砂７号（三九海運株式会社製）を表３に示す量で散布し、すべり抵抗性を評価した。その結果を表３に示す。
・すべり抵抗試験：「舗装路面のすべり抵抗の測定方法（振子式スキッドレジスタンステスターによる方法）」（舗装試験法便覧）
【００３７】
【表３】
2006096627.tif 000004
実施例８、９、１０においては、細骨材の散布効果により、すべり抵抗値は高く、一方、比較例１２においては、細骨材が散布されていないため、すべり抵抗値が低く、また、比較例１３においては、細骨材散布量が多いため、すべり抵抗値は高いが余剰分が飛散し、環境的に好ましくないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の開粒度混合物用注入材は、開粒度アスファルト舗装道路、開粒度アスファルトコンクリート舗装道路、ガソリンスタンド、バス停、駐車場や運動場等の半たわみ性構造体に有効に適用することができる。特に夜間工事や室内工事等、騒音が重要な問題となる環境化において、有効に適用できる。