(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石灰岩による粗骨材を用いた舗装材料を路盤の上方に敷設して、舗装の表層を形成する工程と、形成された表層による舗装面を、レーザ装置からレーザ光を放射することで切削して、切削溝による化粧目地を舗装面に形成する工程とを含む目地付き舗装の施工方法。
【請求項２】
前記舗装材料として、石灰岩による粗骨材を用いたアスファルトコンクリートを敷設する請求項１記載の目地付き舗装の施工方法。
【請求項３】
前記レーザ光を１〜３０ｋｗのレーザ出力で放射して、前記舗装面を切削する請求項１又は２記載の目地付き舗装の施工方法。
【請求項４】
前記切削溝を、１〜１００ｍｍの切削深さで切削する請求項１〜３のいずれか１項記載の目地付き舗装の施工方法。
【請求項５】
石灰岩による粗骨材を用いた舗装材料が敷設されて路盤の上方に形成された舗装の表層と、該表層による舗装面に形成された、レーザ装置からレーザ光を放射することで切削された切削溝による化粧目地とを含む目地付き舗装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目地付き舗装の施工方法及び目地付き舗装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
舗装に形成される目地は、例えばコンクリート舗装において、収縮目地として用いられたり、例えばブロック舗装において、ブロック同士のあわせ目として必然的に生じる細長い溝状の部分であるが、近年、例えば遊歩道や公園や各種の施設の敷地内に設けられた、アスファルトコンクリート舗装やセメントコンクリート舗装においても、舗装の表面に細長い溝状の化粧目地を施すことで、これらの景観を向上させたり、意匠性を高めたりすることが行われている。
【０００３】
アスファルトコンクリート舗装やセメントコンクリート舗装に化粧目地を施す場合、化粧目地は、舗装の表層を上下に貫通して切断した状態で設けるのでは無く、表層による舗装面を、所定の深さで切削して切削溝を形成することによって設けることが可能である。また、化粧目地は、一般に、舗装の表層の切断装置として従来より用いられていた、各種の舗装用の切断機（例えば、特許文献１参照）を使用して、舗装面に細長い切削溝を形成する方法によって設けることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１８２１９号公報
【特許文献２】特開平５−２０２５０７号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の舗装用の切断機を用いて化粧目地を設ける場合、切断機は、円形の刃５０を回転させながら舗装の表層５１を切削するものであることから、例えば図２に示すように、壁や構造物５２に向かって切削溝を切削する際に、刃５０の半径の距離までしか壁や構造物に近寄ることができないため、壁や構造物５２に近接する端部分には化粧目地を形成することが困難になる。また、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示すように、縦横に化粧目地５３を施す際に、縦横の化粧目地５３のＴ字状の連結部分５４においては、切削溝の深さが浅くなって、所望の深さで化粧目地５３を連結させることが困難になる。さらに、切削溝の深さが深くなる程、円形の刃５０の動きが溝によって拘束されることになるため、切削溝を直線状に切削することしかできなくなって、化粧目地５３を曲線状に形成することが困難になる。
【０００６】
これらに対して、アスファルトコンクリート舗装やセメントコンクリート舗装の表層を切断することが可能なレーザ光を放射する、レーザ装置（例えば、特許文献２、特許文献３参照）を用いて、舗装面を切削することで化粧目地を形成することが考えられるが、レーザ光を放射するレーザ装置を用いると、特に舗装の表層を貫通させることなく、所望の深さに切削溝を形成する場合には、切削時に溶融したドロスや切削屑を、切削溝から排出することが困難になるため、切削溝が不規則に溶着したり、切削屑が溝内に溜って付着したまま残存したりすることにより、舗装面に化粧目地を、所望の切削幅を確保した状態できれいに形成することが困難になる。
【０００７】
このようなことから、レーザ光を放射するレーザ装置を用いて舗装面に化粧目地を形成する際に、所望の切削幅を確保した状態できれいに化粧目地を形成することを可能にする、新たな技術の開発が望まれている。
【０００８】
本発明は、レーザ光を放射するレーザ装置を用いて、舗装面に化粧目地を、所望の切削幅を確保した状態できれいに形成することのできる目地付き舗装の施工方法及び目地付き舗装構造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】
【０００９】
本発明は、石灰岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いた舗装材料を路盤の上方に敷設して、舗装の表層を形成する工程と、形成された表層による舗装面を、レーザ装置からレーザ光を放射することで切削して、切削溝による化粧目地を舗装面に形成する工程とを含む目地付き舗装の施工方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１０】
そして、本発明の目地付き舗装の施工方法は、前記舗装材料として、石灰岩による粗骨材を用いたアスファルトコンクリートを敷設することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の目地付き舗装の施工方法は、前記レーザ光を１〜３０ｋｗのレーザ出力で放射して、前記舗装面を切削することが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の目地付き舗装の施工方法は、前記切削溝を、１〜１００ｍｍの切削深さで切削することが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、石灰岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いた舗装材料が敷設されて路盤の上方に形成された舗装の表層と、該表層による舗装面に形成された、レーザ装置からレーザ光を放射することで切削された切削溝による化粧目地とを含む目地付き舗装構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の目地付き舗装の施工方法又は目地付き舗装構造によれば、レーザ光を放射するレーザ装置を用いて、舗装面に化粧目地を、所望の切削幅を確保した状態できれいに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る目地付き舗装の施工方法及び目地付き舗装構造の説明図である。
【図２】舗装用の切断機を用いて化粧目地を形成する場合の不具合を説明する略示断面図である。
【図３】舗装用の切断機を用いて化粧目地を形成する場合の不具合を説明する、（ａ）は略示断面図、（ｂ）は略示平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態に係る目地付き舗装の施工方法は、図１に示すように、路床１１の上に形成された、路盤１２と、基層１３と、表層１４の母体アスファルトコンクリートとからなる舗装１０の、母体アスファルトコンクリート１４による舗装面１０ａに、化粧目地１５を、レーザ光を放射するレーザ装置２０を用いて形成するための方法として用いられる。本実施形態の目地付き舗装の施工方法は、レーザ装置２０を用いて化粧目地１５を形成することで、例えば壁や構造物に近接する端部分まで、化粧目地１５を所望の深さで形成したり、化粧目地１５を曲線状に形成したりすることを可能にすると共に、化粧目地１５を所望の切削幅できれいに形成できるようにする機能を備えている。
【００１７】
そして、本実施形態の目地付き舗装の施工方法は、石灰岩による粗骨材を用いた舗装材料を路盤１２の上方に敷設して、舗装１０の表層（母体アスファルトコンクリート）１４を形成する工程と、形成された表層１４による舗装面１０ａを、レーザ装置２０からレーザ光を放射することで切削して、切削溝１６による化粧目地１５を舗装面１０ａに形成する工程とを含んでいる。
【００１８】
本実施形態では、舗装面１０ａに化粧目地１５が形成される舗装１０は、一般の舗装と同様に、砂質土等からなる路床１１の上に形成された、砕石、砂利、安定処理層等からなる路盤１２と、路盤１２の上に敷設された、素粒度アスファルトコンクリート等からなる基層１３と、基層１３に上に敷設された、後述する母体アスファルトコンクリートによる表層１４とによって構成されている。これらの各層は、一般の舗装と同様に、公知の施工方法により、各々の材料を敷設したり転圧したりすることによって、容易に形成することが可能である。また、路盤１２は、例えば１０〜５０ｃｍ程度の厚さで形成することができ、基層１３は、例えば３〜１０ｃｍ程度の厚さで形成することができる。
【００１９】
本実施形態では、舗装１０の表層１４は、石灰岩、砂岩、輝緑岩、安山岩等の砕石による粗骨材を用いた舗装材料として、好ましくは石灰岩を主体とする粗骨材と細骨材（砂）とアスファルトとを加熱混合して得られる、アスファルト合材であるアスファルトコンクリートを、路盤１２の上方の基層１３の上に敷設して、転圧すると共に固化させる。これによって、路盤１２の上方に舗装１０の表層１４を形成する工程において、母体アスファルトコンクリート１４を、例えば３０〜７０ｍｍ程度の厚さとなるように容易に形成することができる。
【００２０】
ここで、本実施形態においてアスファルトコンクリートの粗骨材として用いられる石灰岩は、主として方解石（ＣａＣＯ3）からなり、方解石は、８２５℃の融点で、ＣａＣＯ3→ＣａＯ＋ＣＯ2に分解するようになっている。また、ＣａＯは、融点が２５７２℃、沸点が２８５０℃となっている。石灰岩は、レーザ装置から放射されるレーザ光を受けた際に、温度が上昇して、８２５℃で分解し、ＣＯ2を出しながら気化することでＣａＯとなり、多くはＣＯ2として空気中に拡散するもの推定される。
【００２１】
一方、アスファルトコンクリートに用いられる一般の粗骨材は、砂質砂岩が使用されており、砂質砂岩は、主として石英（ＳｉＯ2）や長石（固溶体）からなる。石英は、融点が１６５０℃、沸点が２２３０℃となっている。長石は、カリ長石（ＫＡｌＳｉ３０８）、そう長石（ＮａＡｌＳｉ３０８）、かい長石（ＣａＡｌ2Ｓｉ２０８）がいろいろな割合で混じってできたものであるため、明確な融点はないが、１２００℃〜１６００℃程度で溶けるものと考えられる。硬質砂岩を主体とする粗骨材は、レーザ装置から放射されるレーザ光を受けた際に、石英や長石が溶融する温度（１２００℃以上）でそれぞれ一旦融解し、レーザ光が通過した後に冷却されて、ガラス状に残存することで、切削溝を塞ぐことになるものと考えられる。
【００２２】
また、本実施形態では、切削溝１６による化粧目地１５を舗装面１０ａに形成する工程では、固化した後の母体アスファルトコンクリート１４による舗装面１０ａに、レーザ装置２０からレーザ光を放射することで切削溝１６を切削する。
【００２３】
ここで、本実施形態では、舗装面１０ａを切削するレーザ光を放射するレーザ装置２０として、例えばファイバーレーザや、特開平５−２０２５０７号公報、特開平１０−１８６１２号公報、特開２００７−２３０２３０号公報等に記載された、レーザ発振器２１、反射ミラー２２、集光レンズ２３等を備える公知の各種のレーザ装置に、適宜改良を加えて使用することができる。レーザ装置２０は、舗装面１０ａにレーザ光を放射して切削する際に生じる、溶融したドロスや切削屑を切削溝１６から吹き飛ばして排出するための、ドライエア、Ｏ2（酸素ガス）、Ｎ2（窒素ガス）、Ａr（アルゴンガス）等からなるアシストガスを吹き付ける吹き付け装置２４が設けられていることが好ましい。
【００２４】
本実施形態では、レーザ装置２０からレーザ光を放射することで切削溝１６による化粧目地１５を形成する際に、好ましくはレーザ光を１〜３０ｋｗのレーザ出力で放射して、舗装面を切削することができる、またこれによって、切削溝１６を、好ましくは１〜１００ｍｍの切削深さで切削して、例えば１〜３０ｍｍ程度の切削幅で、化粧目地１５を形成することが可能になる。切削溝１６の切削幅は、集光サイズを調整することで、任意の幅に適宜設定することが可能である。
【００２５】
また、上述のように、石灰岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いた舗装材料を敷設して形成された、舗装１０の表層１４による舗装面１０ａに、レーザ装置からレーザ光を放射して、切削された切削溝１６による化粧目地１５を形成することによって、石灰岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いた舗装材料が敷設されて路盤１２の上方に形成された舗装１０の表層（母体アスファルトコンクリート）１４と、表層１４による舗装面１０ａに形成された、レーザ装置２０からレーザ光を放射することで切削された切削溝１６による化粧目地１５とを含む、本実施形態の目地付き舗装構造１７が得られることになる。
【００２６】
そして、上述の構成を備える本実施形態の目地付き舗装の施工方法及び目地付き舗装構造１７によれば、レーザ光を放射するレーザ装置２０を用いて、舗装面１０ａに化粧目地１５を、所望の切削幅を確保した状態できれいに形成することが可能になる。
【００２７】
すなわち、本実施形態では、舗装１０の表層である母体アスファルトコンクリート１４は、舗装材料として、石灰岩による粗骨材を用いたアスファルトコンクリートを用いて形成されており、石灰岩による粗骨材は、レーザ装置２０から放射されるレーザ光を受けた際に、温度が上昇して、８２５℃で分解し、ＣＯ2を出しながら気化することでＣａＯとなり、多くはＣＯ2として空気中に拡散するものと考えられる。これによって、レーザ装置２０から放射されるレーザ光によって舗装面１０ａを切削する際に、溶融したドロスや切削屑が生じるのを効果的に抑制することが可能になって、好ましくは舗装１０の表層１４を貫通させることなく所望の深さに切削される切削溝１６において、再固化したドロスによって溝が不規則に溶着したり、切削屑が溝内に溜って付着したまま残存したりするのを効果的に回避できるようになるので、舗装面１０ａに化粧目地１５を、所望の切削幅を確保した状態できれいに形成することが可能になる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、円形の刃を回転させて舗装１０の表層１４を切削するのではなく、レーザ装置２０からレーザ光を放射することで舗装面１０ａを切削して、切削溝１６による化粧目地１５を形成するようになっているので、例えば化粧目地１５を縦横に格子状に形成する際に、壁や構造物等の障害物に近接する端部分（図２参照）までレーザ光を走査させることで、これらに近接する端部分まで、化粧目地１５を所望の深さで容易に形成することが可能になると共に、縦横の化粧目地のＴ字状の連結部分（図３（ｂ）参照）においても、化粧目地１５を所望の深さで容易に形成することが可能になる。
【００２９】
さらに、本実施形態によれば、レーザ光を曲線状に走査させることで、曲線を含む形状に化粧目地１５を形成することが可能になると共に、種々の模様をかたどった形状に化粧目地１５を形成することも可能になる。例えば３Ｄプリンターを組み合わせることで、化粧目地１５が形成された舗装面１０ａに、凹凸による任意の彫刻を施すこともでき、これによって景観舗装、シェアドスペースのための安全表示、メロディ−グルーピング等に応用することも可能である。
【００３０】
さらにまた、本実施形態によれば、石灰岩による粗骨材は、内部に水を吸収して保水する保水機能を備えているので、舗装１０の表層１４に水を含ませることで、例えば夏季において、含んだ水を気化させて路面の温度を下げることにより、路面の温度の上昇を抑制することが可能になると共に、輻射熱を減少させて、体感温度を低下させることも可能になる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、舗装の表層を形成する石灰岩による粗骨材を用いた舗装材料は、石灰岩による粗骨材を用いたアスファルトコンクリートである必要は必ずしもなく、石灰岩による粗骨材を用いたセメントアスファルトコンクリート等の、その他の種々の石灰岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いた舗装材料をあっても良い。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により、本発明の目地付き舗装の施工方法をさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例の記載によって何ら制限されるものではない。
【００３３】
〔実施例１の舗装供試体、及び比較例１、２の舗装供試体〕
石灰岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いたアスファルトコンクリートを舗装材料として使用して、実施例１の舗装供試体を作成した。硬質砂岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いたアスファルトコンクリートを舗装材料として使用して、比較例１の舗装供試体を作成した。硬質砂岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いたセメントアスファルトコンクリートを舗装材料として使用して、比較例２の舗装供試体を作成した。実施例１、比較例１、及び比較例２の舗装供試体について、以下方法により、レーザ装置を使用して切削溝を切削するための基礎実験を行った。
【００３４】
〔切削溝を切削するための基礎実験〕
レーザ装置として、「ＹＬＳ−１００００」（ＩＰＧ社製）を使用した。レーザ出力は５ｋｗとし、操作速度が０．６〜１ｍｍ／ｍｉｎとなるように５軸大型ＮＣ（数値制御）によりアジャストして、実施例１、比較例１、及び比較例２の舗装供試体の表面を走査しながら切削した。また、アシストガスとして、ドライエアを０．５ＭＰａの風力で吹き付けた。
【００３５】
基礎実験による実験結果では、石灰岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いた実施例１の舗装供試体については、切削溝を所定の切削幅で安定した状態で形成することが可能であり、また５軸大型ＮＣ（数値制御）によって、曲線を含む任意の形状に切削溝を形成することが可能であることが判明した。また、硬質砂岩による粗骨材を粗骨材の主体として用いた比較例１及び比較例２の舗装供試体については、ともに切削の直後に切削部が不規則に溶着して、所望の切削幅を確保することができなかった。なお、現場での機動性を考慮して、ローパワーとなるハンドトーチ型のファイバーレーザ（平均出力３００Ｗ、最高時３ｋＷ）を用いて、実施例１の舗装供試体を切削してみたが、パワー不足のかめ、切削は困難であった。
【符号の説明】
【００３６】
１０  舗装
１０ａ  舗装面
１１  路床
１２  路盤
１３  基層
１４  表層（母体アスファルトコンクリート）
１５  化粧目地
１６  埋設用さや管
１７  切削溝
２０  レーザ装置
２１  レーザ発振器
２２  反射ミラー
２３  集光レンズ
２４  吹き付け装置
【図１】
0006473065.tif 000002
【図２】
0006473065.tif 000003
【図３】
0006473065.tif 000004