(57)【要約】【課題】セメント使用量を抑え、且つ高い強度を有する土舗装用組成物及びこの組成物を使用する土舗装方法を提供する。【解決手段】土質材料、セメント、無機塩類及び骨材を含有する土舗装用組成物において、前記無機塩類には、アンモニウム塩類、ナトリウム塩類、カリウム塩類、カルシウム塩類、マグネシウム塩類、アルミニウム塩類、または鉄化合物の中から選ばれた１又は２以上が含まれており、前記骨材には、スラグ、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガ、RDF(Refuse Derived Fuel)焼却灰の中から選ばれた１又は２以上が含まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土質材料、セメント、無機塩類及び骨材を含有する土舗装用組成物において、
前記無機塩類には、アンモニウム塩類、ナトリウム塩類、カリウム塩類、カルシウム塩類、マグネシウム塩類、アルミニウム塩類、または鉄化合物の中から選ばれた１又は２以上が含まれており、
前記骨材には、スラグ、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガ、RDF(Refuse Derived Fuel)焼却灰の中から選ばれた１又は２以上が含まれていることを特徴とする土舗装用組成物。
【請求項２】
前記土質材料が、焼成により有機物及び微生物が除去されたものであることを特徴とする請求項１に記載の土舗装用組成物。
【請求項３】
施工現場において、請求項１又は２に記載の土舗装用組成物に水を加えて混練するステップと、これを被舗装面上に敷き均した上で転圧するステップとを含むことを特徴とする土舗装方法。
【請求項４】
施工現場において、請求項１又は２に記載の土舗装用組成物を被舗装面上に敷き均した上で転圧するステップと、転圧した面に散水するステップとを含むことを特徴とする土舗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土舗装に使用する土舗装用組成物及びこの組成物を使用する土舗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地表面の防草や軟弱化防止を目的とする土舗装が知られている。
土舗装は土を主原料とし、これにセメント等の固化材と水等を適宜混合することで強度を高めたものである（特許文献１）。
土舗装は土の質感を備えるため自然の景観にマッチするだけでなく、コンクリートやアスファルトと比較して足への負担が軽いという利点がある。
さらに、土舗装は降雨時には雨水を速やかに吸収して地中に浸透させる一方、晴天時には地中の水分を表面から蒸発・発散させるので、気化熱の効果によって都市のヒートアイランド現象を抑制することもできる。
このような多くの利点を備えるため土舗装は車道や歩道等の一般道路だけでなく、路肩、法面、中央分離帯、遊歩道、農道、競技場、公園、駐車場、遊園地、緑地、花壇、住宅の庭等広く使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７０８１８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、従来の土舗装では次のような問題がある。
すなわち、近年、セメント系固化材から六価クロム等の汚染物質が滲み出すケースがあることが分かり、セメント使用が環境汚染を引き起こす可能性が指摘されている。
したがって、特に上述した歩道、公園、住宅の庭など、人の居住・行動空間に近接した範囲で使用されることが多い土舗装では固化剤としてのセメントの使用量をできるだけ抑えることが望ましい。
また、セメント系固化材の水和反応による急速な固化と不均一な吸湿による不均等固化により、土舗装の表面にひび割れや剥がれが生じるという問題も知られており、ひび割れや剥がれに人が足を取られて思わぬ事故に繋がるおそれもあることから、土舗装に対して十分な強度を持たせることが望ましい。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑み、セメント使用量を抑え、且つ高い強度を有する土舗装用組成物及びこの組成物を使用する土舗装方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の土舗装用組成物は、土質材料、セメント、無機塩類及び骨材を含有する土舗装用組成物において、前記無機塩類には、アンモニウム塩類、ナトリウム塩類、カリウム塩類、カルシウム塩類、マグネシウム塩類、アルミニウム塩類、または鉄化合物の中から選ばれた１又は２以上が含まれており、前記骨材には、スラグ、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガ、RDF(Refuse Derived Fuel)焼却灰の中から選ばれた１又は２以上が含まれていることを特徴とする。
また、前記土質材料が、焼成により有機物及び微生物が除去されたものであることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の土舗装方法は、施工現場において、上記土舗装用組成物に水を加えて混練するステップと、これを被舗装面上に敷き均した上で転圧するステップとを含むことを特徴とする。
また、施工現場において、上記土舗装用組成物を被舗装面上に敷き均した上で転圧するステップと、転圧した面に散水するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の土舗装用組成物によれば、無機塩類を含有するので、これに水を加えて混練すると、湿潤組成物に存在する無機塩類のイオンによって電子濃度が高くなり、ケイ酸カルシウムやシリカ等の無機成分のイオン化反応が活性化される。このような触媒的な作用の結果として、土壌やセメント同士の凝結、硬化が促進される。
また、一般的に水酸基やカルボン酸基を有するイオン化速度の低い有機化合物は上記凝結、硬化の支障となることが知られているが、本発明では活性化した無機イオン同士の速やかな結合反応がこれら有機化合物によって阻害されにくくなる。
つまり、セメントと土粒子の固化反応を阻害するフミン酸・リグニン酸などをアルコール類やカルボン酸などの低分子化合物に分解してしまうので、セメント及び土粒子に含まれるSiO2やAl2O3とCaイオンとの直接反応が進みやすくなる。その結果、セメントの動きが活性化し、エトリンガイドの針状結晶化が進み、含水比が低下すると共に土粒子セメンティングが容易になり、充分な強度を持った固体を形成することができる。
【０００９】
通常、粘土鉱物の表面は負あるいは正の電荷を帯びている。粘土鉱物はこれらの余剰の電荷を中和し電気的に安定化しようとして逆符号の電荷を持った陽イオンあるいは陰イオンを吸着する性質がある。このような吸着イオンをもつ粘土鉱物が他のイオンを含む溶液と接触すると、常温、常圧の下で直ちに交換反応（イオン交換反応）が起こり、無機水和物が生成される。
このように、本発明では無機成分間の結合力を高めて強固で緻密な構造体が得られるので、混練後の湿潤組成物を被舗装面に施工することにより、強度、耐久性を向上しつつ、雨水等を良好に透過させる土舗装を得られる。また、従来のように風が吹くと土埃が舞い、雨が降ると再汚泥化するという土舗装特有のデメリットを解消できる。
また、本発明の土舗装用組成物の大半は自然界に存在する無機物成分で構成されるので、土舗装を歩道、公園、住宅の庭など、人の居住・行動空間に近接した範囲に施工する場合でも汚染物質の溶出がなく、周囲の自然環境に悪影響を与えることがない。
【００１０】
また、骨材として、スラグ、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガ、RDF焼却灰のうち１又は２以上を使用することにより、より高強度、高品質の土舗装を形成できると共に、組成物の体積を増やしながら同時にセメントの使用量を抑えることができ、施工費用を抑えることができる。更に、これら産業廃棄物を自然環境に悪影響を与えずに再利用できると共に土舗装をより自然土に近い状態に仕上げることができる。
また、土質材料を予め焼成することにすれば、土質材料中に含まれる天然由来の有機物や微生物が分解又は死滅し、これらを実質的に除去するのと同様の効果を得られる。したがって、上述した無機成分間の結合力をより高めることができ、さらに強度、耐久性を向上させた土舗装を得られる。また、焼成により上記有機物等の除去・駆除作業が不要になると共に、有機物の腐敗や変質が回避できるので、市場において土舗装用組成物の商品としての品質安定性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例における土舗装用組成物中の土質材料、セメント、無機塩類及び骨材の配合割合を示す表
【図２】各供試体の曲げ強さ及び圧縮強さの試験結果を示す表
【図３】曲げ強さ及び圧縮強さのデータシート
【図４】各供試体の透水量の試験結果を示す表
【図５】供試体の土壌汚染に関する溶出試験の結果を示す表
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の土舗装用組成物は土質材料、セメント、無機塩類及び骨材を含有して構成されている。
土質材料としては、例えば、真砂土、山土、山砂、川土、川砂、荒木田土、砂質ローム、砂岩、しらす等、通常使用されているものであればよく、これらのうちの１種または２種以上を混合してもよい。また、粒径に特に制限は無いが、例えば０．３〜５ｍｍの範囲で分布しているものが好ましく、０．５〜２ｍｍの範囲内のものが特に好ましい。また、黄土、赤土、黒土等、元来有色である土質材料を用いたり、あるいは白色の土質材料に対して顔料で適宜着色を施して使用してもよい。
また、土質材料は予め焼成して有機物及び微生物を除去しておくのが好ましいが、焼成は必須の要件ではない。
【００１３】
無機塩類としては、アンモニウム塩類、ナトリウム塩類、カリウム塩類、カルシウム塩類、マグネシウム塩類、アルミニウム塩類、または鉄化合物の中から選ばれた１又は２以上が含まれていればよく、これら以外の物質も適宜含めることにしてもよい。
セメントとしては、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、アルミナセメント等の広く使用されているセメントが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いてもよい。
骨材としては、スラグ、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガ、RDF(Refuse Derived Fuel)焼却灰の中から選ばれた１又は２以上が含まれていればよく、これら以外の物質も適宜含めることができる。
【００１４】
本発明の土舗装用組成物は、例えば、ポリエチレン内装の紙袋、ペール缶、一灯缶、ドラム缶等の各種容器に保管しておくことができる。また、原料の配合比率や種類を変更することで、施工現場の環境等に応じたグレード品（プレミックス）を予め用意しておくこともできる。
そして、受注に応じて適当なグレード品を必要数量分施工現場に搬入し、現場でこれを開封し、水を加えて混練すればよい。水練りした土舗装用組成物は被舗装面上に敷設し、レイキ等で平らに敷き均し、転圧ローラや振動式プレートタンパ等で転圧・締め固めて舗装面を形成すればよい。あるいは、土舗装用組成物を被舗装面上に敷き均した上で転圧等を行い、その後散水することにしてもよい。なお、舗装の厚さは適宜調節可能である。
【００１５】
このように、本発明の土舗装用組成物は施工現場で土質材料、セメント、無機塩類及び骨材を処方にしたがって混ぜ合わせ、更に均一に攪拌するという煩雑な作業が不要になるので、作業の効率化、工期短縮、品質の均一化を実現できる。しかも、土舗装用組成物を工業的に大量生産できるため、コストダウン、品質管理が容易、用途に応じて種々のグレードの品揃えが可能というメリットも得られる。また、急な発注であっても工期に合せて必要な原料の全てを容易且つ即座に納入できる。
さらには、プレミックスは原料の配合割合を誤ることがなく、衛生的且つ廉価なので、専門的技能・知識を有する職人による大型工事のみならず、一般消費者が容易に使用できる。
【実施例】
【００１６】
［供試体の作製］
土舗装用組成物中の土質材料、セメント、無機塩類及び骨材の配合割合を図１の通りとした。
土舗装用組成物に水を加えて混練し、湿潤組成物１〜３を得た。そして、湿潤組成物１〜３を型に流し込み養生させ、材齢７日の供試体１〜３と材齢２８日の供試体１〜３を得た。
［供試体の曲げ強さ及び圧縮強さ試験］
各供試体の曲げ強さ及び圧縮強さの試験結果を図２の表に示し、データシートを図３の表に示す。
本試験はJIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準拠して実施した。但し、強さ算出時の破断面寸法は供試体実測値を使用した。供試体は試験材齢まで20℃水中養生を行った。
【００１７】
［供試体の透水量試験］
各供試体の透水量試験結果を図４の表に示す。なお、透水量[ml/15秒]は有効数字を3桁とした。
本試験は、日本道路協会  舗装調査・試験法便覧（別冊）1-1-3T「現場透水量試験方法」に準拠して実施した。但し、供試体寸法は平面30×30cm、厚さ3cmとした。供試体は試験材齢まで20℃水中養生を行った。
［土壌溶出試験］
材齢7日の供試体の土壌汚染に関する溶出試験結果を図５の表に示す。
上記各試験結果より、本発明に係る土舗装用組成物は充分な強度及び透水量を備えると共に、汚染物資の溶出量も極めて少ないことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明はセメント使用量を抑え、且つ高い強度を有する土舗装用組成物及びこの組成物を使用する土舗装方法であり、産業上の利用可能性を有する。
【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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