(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材を厚さ５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下で敷き均した後、高炉セメント、ポルトランドセメント、及び高炉スラグ微粉末からなる群から選ばれたいずれか１種又は２種以上の固化材を含んで、該固化材と水とを質量比３０：７０〜１０：９０で混合した固化材スラリーを散布した上で、転圧することを特徴とする簡易舗装方法。
【請求項２】
前記固化材スラリーの散布に先駆けて、敷き均した混合材に対して水を散布する請求項１に記載の簡易舗装方法。
【請求項３】
前記固化材は、比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ以上５０００ｃｍ２／ｇ以下である請求項１又は２に記載の簡易舗装方法。
【請求項４】
前記混合材は、粒径３０〜５ｍｍの質量通過百分率が５０％以上８０％以下であると共に、粒径５〜０ｍｍの質量通過百分率が２０％以上５０％以下である請求項１〜３のいずれかに記載の簡易舗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、簡易舗装方法に関し、詳しくは、アスファルト舗装をかけずに、高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材を用いて簡易舗装する簡易舗装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路の舗装として、一般には、多量のエネルギーを活用して製造されるコンクリートやアスファルトを用いたものが広く普及している。しかしながら、これらはいわゆる高級資材であり、例えば、車両通行量の少ない（強度を求めない）道路や歩道、管理道等では、ぬかるまないようにする目的などから安価で施工が簡便な簡易舗装が求められる。
【０００３】
そこで、高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材を敷き均し、散水転圧施工によって簡易舗装する方法が知られている（非特許文献１参照）。鉄鋼スラグである高炉水砕スラグや製鋼スラグは、酸化カルシウム、けい酸カルシウム、酸化鉄（II）、アルミナ等を主成分とする複合材料であって潜在水硬性を有し、製鋼スラグ単体でも弱い水硬性があり強度発現するが、製鋼スラグに高炉水砕スラグを配合すると、強アルカリである製鋼スラグが更に強い水硬性を有する高炉水砕スラグを刺激し、水和物が生成して強度の高い簡易舗装材になる。そして、このような簡易舗装材の水硬性を促進させるために水を散布し、転圧機で転圧して締め固めることで簡易舗装体を得ることができ、しかも、この簡易舗装体からの高アルカリ水の排出を防ぐことができる。
【０００４】
このような簡易舗装について、より強度を増した高品質なものとするために、更に、ポルトランドセメント、高炉セメント、高炉水砕微粉末（高炉スラグ微粉末）のうち１種又は２種以上を所定量混合した簡易舗装材が提案されている（特許文献１参照）。すなわち、高炉水砕スラグや製鋼スラグのほかに、結合材としてポルトランドセメント、高炉セメント、高炉水砕微粉末の１種又は２種以上を混合することで、カルシウムシリケイト水和物（C-S-H）や水酸化カルシウムが生成し、初期強度が発現すると共に舗装体としての強度が増して、例えば、タイヤの切り返しが行われる駐車場のような舗装にも耐え得る、より品質の優れたものとすることができる。
【０００５】
ところが、特許文献１に記載された簡易舗装材のように、ポルトランドセメント等が予め混合されていると、その舗装材の準備（配合）から施工までの時間が限られてしまうという問題がある。すなわち、セメントはスラグが含有するような僅かな水分でも反応し、しかもその反応速度が速い。そのため、上記のような簡易舗装材を作り置きしておくことは難しく、このような材料（舗装材）を供給できるエリアも運搬時間を見越して製造場所の近隣に限られてしまう。また、これにより得られた舗装体が寒冷地で使用されると、冬期に表層付近に溜まった間隙水が凍結したり、融解したりして膨張と収縮とを繰り返すと、表層が剥離する凍害を受ける場合がある。
【０００６】
一方で、所定の粒径となるように破砕した製鋼スラグを高炉水砕スラグに混合した舗装材を敷設し、転圧機等で転圧した後、その表面にアスファルト乳剤のような瀝青材料やセメントペーストを散布する簡易舗装方法が知られている（特許文献２、３参照）。これらの方法によれば、骨材となる製鋼スラグや高炉水砕スラグのかみ合せによって荷重を支えることができると共に、その表層は固化したアスファルトやセメントペースト層によって被われて、骨材の移動を防ぐことができる。しかしながら、このような舗装方法では、転圧して締め固めた舗装材の中・下層部までアスファルト乳剤やセメントペーストが到達せず、また、製鋼スラグや高炉水砕スラグの水硬性を促進させるための水が十分浸透できずに、車両通行量が比較的ある場所の舗装には強度が不足してしまうおそれがある。
【０００７】
なお、コンクリートの施工に関する方法であって、骨材を平坦に敷き均して、セメントが所定量混入された流動物（スラリー）を打設し、骨材同士の隙間を流動物で満たした上で、転圧して締め固める方法が知られているが（特許文献４参照）、例えば、ダム工事等である程度の厚みで敷き均した骨材に対して流動物を散布しても、骨材が障害物となるため中・下層部まで浸透させるのは難しい。そのため、コンクリートが完全に固化せずに、やはり強度不足になるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−５２４０８号公報
【特許文献２】特開平１−２０７５０１号公報
【特許文献３】特開平２−２６６００５号公報
【特許文献４】特開２００２−２４２１６３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】柏原ら（2014）.環境調和型“簡易舗装材‘カタマＳＰ（スペシャル）’”の開発 新日鉄住金技報 第399号，26-35.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、アスファルト舗装をかけない簡易舗装において、より強度が増して品質に優れた舗装体が得られるようにすることがひとつの新たな課題であり、そして、このような舗装体による簡易舗装の更なる普及を図ることが求められている。
【００１１】
そこで、本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材を敷き均した後、固化材を含んだ固化材スラリーを散布した上で、転圧することで、スラグの水硬性と固化材の接着性とを併せて発現させた強度に優れた舗装体が得られるようになり、しかも、固化材の反応に制約されずに舗装材の運搬等を行うことができることから、本発明を完成させた。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、強度に優れて品質の高い簡易舗装体を得ることができると共に、舗装材（材料）の運搬や供給等で制約を受けずに舗装体を施工することができる簡易舗装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明は、高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材を厚さ５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下で敷き均した後、高炉セメント、ポルトランドセメント、及び高炉スラグ微粉末からなる群から選ばれたいずれか１種又は２種以上の固化材を含んだ固化材スラリーを散布した上で、転圧することを特徴とする簡易舗装方法である。
【００１４】
本発明に係る簡易舗装方法では、先ず、高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材を厚さ５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下、好ましくは１２０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下で敷き均すようにする。敷き均した混合材の厚さが５０ｍｍ未満であると簡易舗装としての機能が十分に発揮できず、反対に３００ｍｍより厚いと底部まで十分に転圧が行き届かないおそれがある。
【００１５】
混合材における高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合割合については、水硬性による強度発現をより優れたものとする観点から、好ましくは、高炉水砕スラグと製鋼スラグとを質量比で５：９５〜３５：６５となるようにするのがよく、より好ましくは１５：８５〜２５：７５となるようにするのがよい。
【００１６】
また、高炉水砕スラグと製鋼スラグとを混合した混合材は、転圧による締固め性をより良好なものとすることや、後に散布する固化材スラリーの浸透性を確保し易くすることなどから、粒径３０〜５ｍｍの質量通過百分率が５０％以上８０％以下であると共に、粒径５〜０ｍｍの質量通過百分率が２０％以上５０％以下となるようにするのがよく、好ましくは、粒径３０〜５ｍｍの質量通過百分率が５５％以上６５％以下であると共に、粒径５〜０ｍｍの質量通過百分率が３５％以上４５％以下となるように粒度調整されたものであるのがよい。
【００１７】
そして、本発明においては、混合材を敷き均した後、高炉セメント、ポルトランドセメント、及び高炉スラグ微粉末からなる群から選ばれたいずれか１種又は２種以上の固化材を含んだ固化材スラリーを散布した上で、転圧機等を用いて転圧し、舗装体を得るようにする。
【００１８】
ここで、敷き均された混合材に対して固化材スラリーを散布すると、固化材スラリーは重力により混合材の表層から底部に向かって浸透しようとするが、混合材が障害物となるため、固化材スラリーは混合材を避けるようにして隙間をぬって分岐を繰り返す。このとき、分岐ごとに固化材スラリー内部のせん断抵抗が大きくなり、やがて固化材スラリーの粘性が分岐を拘束することになる。つまり、敷き均された混合材に対して固化材スラリーを散布すると、ある程度の厚みの表層部分までは固化材スラリーが浸透して、敷き均された混合材の隙間に固化材が入り込めるが、混合材の底の方まで固化材スラリーを完全に浸透させるのは難しい。そのため、底の部分の混合材の隙間に固化材は入り込めないが、本発明では、先の特許文献２や特許文献３とは異なり、混合材を転圧する前に固化材スラリーを散布することから、スラリー中の水分は比較的浸透して混合材の水硬性が発現し易くなる。
【００１９】
本発明における固化材スラリーについては、敷き均された混合材への浸透性をより良好なものとする観点から、好ましくは、固化材スラリーは固化材と水とを質量比３０：７０〜１０：９０で混合したものであるのがよい。また、固化材スラリーを形成する固化材については、高炉セメント、ポルトランドセメント、又は高炉スラグ微粉末のいずれか１種又は２種以上を混ぜて使用でき、これらは公知のものを用いることができる。なかでも、好ましくは、固化材の比表面積が３０００ｃｍ２／ｇ以上５０００ｃｍ２／ｇ以下のものであると、混合材の表面での固化材スラリーの滞留をできるだけ抑えて、固化材スラリーの浸透性を確保し易くすることができる。
【００２０】
敷き均された混合材に対して散布する固化材スラリーの散布量に関しては、得られる舗装体の強度をより優れたものとするために、好ましくは、固化材スラリーにおける固化材が、混合材に対して内割りで０．２質量％以上２．０質量％以下となるようにするのがよい。また、本発明においては、固化材スラリーの散布に先駆けて、敷き均した混合材に対して水を散布し、固化材スラリーが到達できないような底の部分の混合材に水を供給するようにしてもよい。その際の散水量としては、好ましくは、敷き均した混合材に対して外添で１．５質量％以上５．０質量％以下であるのがよい。
【００２１】
本発明によって得られた舗装体は、簡易舗装ながらも優れた強度を発現できることから、特にその用途について制限はないが、例えば、林道や仮設道路といった比較的車両通行量の少ない道路や歩道、市町村道のような管理道をはじめ、タイヤの切り返しが行われる駐車場のような、いわゆる品質の高い簡易舗装として使用することができる。しかも、本発明で得られた舗装体は、表層の透水係数が低下して雨水等の侵入を低減させることができることから、例えば、寒冷地で施工された場合でも、舗装体に浸透した水分の凍結、融解による膨張・収縮の繰り返しで生じる表層の剥離（いわゆる凍害）を防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明は、既存の舗装体の補修方法としても用いることが出来る。例えば、高炉水砕スラグや製鋼スラグ等を混合した簡易舗装材料を用いたような舗装体は、設計交通量以上の車両通行負荷により、表面がはく離し、平坦性を損なうケースが見られる。このように損傷した舗装体において、表層を適度に解砕し、新たに高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材を厚さ５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下で再度敷き均した上で、固化材スラリーを散布して転圧することにより、補修することができる。補修された舗装体は、固化体スラリーの散布により補修前よりも優れた強度を有し、品質の高い簡易舗装として使用することが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、アスファルト舗装をかけない簡易舗装において、強度に優れた品質の高い簡易舗装体を得ることができる。しかも、固化材の反応に制約されずに舗装材の運搬や供給等が行えることから、このような簡易舗装の更なる普及を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明に係る簡易舗装方法を説明するための模式説明図である。
【図２】図２は、本発明によって得られた舗装体の深さ方向における強度の関係について、従来技術と対比しながら説明した模式説明図である。
【図３】図３は、実施例で得られた各試験体について、固化材スラリーにおける高炉セメントの比率と試験体における高炉セメントの浸透深さとの関係を調べたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の簡易舗装方法について、図面等を用いながら具体的に説明する。
先ず、本発明においては、図１に示したように、ダンプトラック等を用いて高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材を施工現場に搬入して、ショベルカー等で地盤の上に撒き出し、所定の厚さとなるように敷き均す。次いで、高炉セメント、ポルトランドセメント、及び高炉スラグ微粉末からなる群から選ばれたいずれか１種又は２種以上の固化材を含んだ固化材スラリーを敷き均した混合材に散布する。
【００２６】
このとき、固化材スラリーの散布に先駆けて、敷き均した混合材に対して水を散布するようにしてもよく、散水する水として海水を用いるようにしてもよい。そして、固化材スラリーを散布した後には、大型のローラロードや小型のプレート等の転圧機を用いて転圧し、１週間から２週間程度養生することで、強固な舗装体を得ることができる。
【００２７】
得られた舗装体に関して、図２には、横軸を強度、縦軸を表面からの深さとしたときの、特許文献４に係る従来技術と本発明とを比較した様子が模式的に示されている。上述した特許文献４のように、敷き均された砕石に対してセメント等を含んだスラリーを散布しても、表面からある程度の深さまではスラリーが浸透するものの、底の方まで完全に浸透させることはできない。つまり、表層部分は砕石とセメントにより強度発現するが、底部ではセメントが行き届かずに砕石だけになる。これに対して、本発明では、底の方まで固化材が届かなくても、水の浸透により水硬性を有した鉄鋼スラグ（高炉水砕スラグと製鋼スラグとの混合材）が強度を発現し、また、表層部分では更に固化材を含めた強度を有するようになる。このように、本発明の簡易舗装方法によれば、表層から底の方に至るまで強固な舗装体を得ることができる。
【実施例】
【００２８】
本発明に係る簡易舗装方法について、表１に示した配合に基づき、次のような実験を行った。先ず、高炉水砕スラグと製鋼スラグとを質量比で２０：８０となるように混合した混合材を内径φ１００ｍｍ×高さ２００ｍｍのプラモールド缶に入れた。このとき、プラモールド缶には１３０ｍｍの高さで混合材を入れた。また、混合材は９質量％（外数）の水分を含んでおり、その内訳は、高炉水砕スラグと製鋼スラグとが保有した自然含水量が４質量％であり、別途散水した水分量が５質量％である。なお、表１における試験Ｎｏ．１〜４の各材料は、上段が配合割合（質量%）を表し、下段が１ｍ３あたりの配合量（kg/m3）を表す。また、ここで使用した高炉セメントは４０００ｃｍ２／ｇの比表面積を有するものであり、更に、高炉水砕スラグと製鋼スラグの混合材は、粒径３０〜５ｍｍの質量通過百分率が６４％であり、粒径５〜０ｍｍの質量通過百分率が３６％である。
【００２９】
【表１】
0006532163.tif 000002
【００３０】
次いで、表１に示した配合量となるように固化材として高炉セメントを用意して、これを試験Ｎｏ．１〜４のように水で希釈してそれぞれ固化材スラリーとし、上記プラモールド缶に入れられた混合材の表面に対して万遍なく流し込んだ。また、この実験で用いたプラモールド缶の底には、φ４ｍｍ程度の水抜き孔が円周方向に沿って合計６つ設けられており、プラモールド缶の底に達して余った水分は外部に流出されるようにした。
【００３１】
プラモールド缶内の混合材に対して上記で固化材スラリーを散布した後に、混合材の表面に内径φ１０ｍｍの円盤状の鋼板（PL-9）を載せ、この鋼板の上から突き棒で混合材を突き固めて、プラモールド缶内の混合材が高さ１００ｍｍになるように転圧した。そして、温度２０℃の室内に１週間放置して養生した後、プラモールド缶を半割り（縦割り）状態にして脱枠して、試験Ｎｏ．１〜４に係る試験体を得た。
【００３２】
得られた試験体について、その固結状態を調べたところ、表面部分から固結していることが確認された。また、固結が弱い底部を手で解すことにより、固化材スラリーが浸透して固結強度が大きい部分だけを残して固化材スラリーに含まれた高炉セメントの浸透深さを評価し、固化材スラリーにおける高炉セメントの比率との関係を調べたところ、図３に示したとおりであった。すなわち、固化材スラリー中の固化材比率を３０質量量％以下にすることで、表面から５０ｍｍ以内に存在する骨材の間隙に固化材スラリーが充填され、舗装体としての機能をより高めることが可能であると言える。
【図１】
0006532163.tif 000003
【図２】
0006532163.tif 000004
【図３】
0006532163.tif 000005