(57)【要約】【課題】実際の舗装体の使用に即した状態で透水性を評価する。【解決手段】上面および底面が開放された水槽１１を、ゴムリング１３、油粘度１５を介し路面上に設置し、水槽１１内にタンク２０からの水をポンプ３０で給水する。水槽１１に水位検出用のポテンショメータ１２を設け、ポテンショメータ１２の信号をコントローラ４０に出力する。コントローラ４０は水槽１１内の水位が所定水位Ｈ０となるようにポンプ容量制御信号を出力し、ポンプ３０の給水量を制御する。タンク２０の目盛り２０ａを目視して所定時間のタンク２０内の減水量を検出し、これにより舗装の透水性を評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面が路面に向かって開放された水槽を透水性舗装の路面上に設置するとともに、前記水槽の下端部から周囲に水が漏れないように前記水槽の下端部と路面との接触面をシールする第１の手順と、
前記水槽内を所定水位に保つように前記水槽への給水量を制御する第２の手順と、
前記制御された給水量を計測する第３の手順とにより舗装の透水性を評価することを特徴とする舗装の透水性評価方法。
【請求項２】
底面が路面に向かって開放されるとともに、所定水位を超えないようにこの所定水位に対応した高さに排水用の開口部を有する水槽を透水性舗装の路面上に設置するとともに、前記水槽の下端部から周囲に水が漏れないように前記水槽の下端部と路面との接触面をシールする第１の手順と、
前記水槽内の水位を前記所定水位に保ちつつ、前記開口部から排水されるように給水する第２の手順と、
前記水槽への給水量と前記開口部からの排水量の差を計測する第３の手順により舗装の透水性を評価することを特徴とする舗装の透水性評価方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の透水性評価方法とは異なる評価方法により得られた試験データを、請求項１または２に記載の透水性評価方法により得られるデータに変換する手順をさらに有することを特徴とする舗装の透水性評価方法。
【請求項４】
底面が路面に向かって開放された水槽と、
前記水槽の下端部と透水性舗装の路面との接触面をシールするシール部材と、
給水量が変更可能な給水手段と、
前記水槽内の水位を検出する水位検出手段と、
前記水位検出手段によって検出された水位が所定水位となるように前記給水手段による前記水槽内への給水量を制御する給水制御手段と、
前記給水手段による給水量を目視可能なゲージ部とを備えることを特徴とする舗装の透水性評価装置。
【請求項５】
底面が路面に向かって開放された水槽と、
前記水槽の下端部と透水性舗装の路面との接触面をシールするシール部材と、
給水量が変更可能な給水手段と、
前記水槽内の水位を検出する水位検出手段と、
前記水位検出手段によって検出された水位が所定水位となるように前記給水手段による前記水槽内への給水量を制御する給水制御手段と、
前記給水手段の給水量を検出する給水量検出手段とを備えることを特徴とする舗装の透水性評価装置。
【請求項６】
底面が路面に向かって開放されるとともに、所定水位を超えないようにこの所定水位に対応した高さに排水用の開口部を有する水槽と、
前記水槽の下端部と透水性舗装の路面との接触面をシールするシール部材と、前記水槽内の水位を前記所定水位に保ちつつ、前記開口部から排水されるように給水する給水手段と、
前記開口部からの排水を貯水する貯水部と、
前記給水手段による給水量と前記貯水部に貯水された排水量との差を目視可能なゲージ部とを備えることを特徴とする舗装の透水性評価装置。
【請求項７】
底面が路面に向かって開放されるとともに、所定水位を超えないようにこの所定水位に対応した高さに排水用の開口部を有する水槽と、
前記水槽の下端部と透水性舗装の路面との接触面をシールするシール部材と、前記水槽内の水位が前記所定水位に保ちつつ、前記開口部から排水されるように給水する給水手段と、
前記開口部からの排水を貯水する貯水部と、
前記給水手段による給水量と前記貯水部に貯水された排水量との差を検出する水量差検出手段とを備えることを特徴とする舗装の透水性評価装置。
【請求項８】
舗装の透水性を評価する請求項４または５に記載の透水性評価装置に用いられる試験機であって、
底面が路面に開放された透水用の開口部を有し、水位が所定水位となるように前記開口部からの透水量に応じて給水量が調整される水槽と、
前記所定水位を検出する水位検出器とを有することを特徴とする舗装の透水性評価試験機。
【請求項９】
舗装の透水性を評価する請求項６または７に記載の透水性評価装置に用いられる試験機であって、
底面が路面に開放された透水用の開口部と所定高さに設けられた排水用の開口部とを有し、前記開口部からそれぞれ透水および排水され、水位が前記所定高さに一致するように給水される水槽と、
前記開口部からの排水を貯水する貯水部とを有することを特徴とする舗装の透水性評価試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水性舗装や透水性舗装等の透水機能を持つ舗装体の透水性を現道上で評価するための舗装の透水性評価方法、透水性評価装置、および透水性評価試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、透水機能を持つ舗装体の透水性を現道上で評価する透水性評価方法が知られている（例えば特許文献１参照）。これによると、まず、路面上に油粘度を介してベース部を設置するとともに、ベース部の上方に略円筒状の水槽を設置し、ベース部と水槽をコック弁を有する管路を介して連通する。次いで、コック弁を閉じた状態で水槽内に水を満たした後、コック弁を開放して所定量の水が舗装体内に流入する時間を測定し、この時間の大きさにより透水性を評価する。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２００５７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した評価方法において、水槽内に水を満たした状態では水面が路面より数百ｍｍ程度上方に位置し、水頭圧が非常に高い状態となっている。このような状態で試験を開始し、水槽内の水を舗装体に流入させると、試験開始直後は水槽内の水位が高いため路面には非常に高い水圧が作用し、時間の経過に伴い水位が低下すると水圧は減少する。その結果、実際の舗装道路の使用状態とはかなり異なった状態で透水性を評価していることとなり、舗装道路の透水性を良好に再現してはいない。
【０００５】
本発明は、実際の舗装体の使用に即した状態で透水性を評価することができる舗装の透水性評価方法、透水性評価装置、および透水性試評価験機を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による舗装の透水性評価方法は、底面が路面に向かって開放された水槽を透水性舗装の路面上に設置するとともに、水槽の下端部から周囲に水が漏れないように水槽の下端部と路面との接触面をシールする第１の手順と、水槽内を所定水位に保つように水槽への給水量を制御する第２の手順と、制御された給水量を計測する第３の手順とにより舗装の透水性を評価することを特徴とする。
また、本発明による舗装の透水性評価方法は、底面が路面に向かって開放されるとともに、所定水位を超えないようにこの所定水位に対応した高さに排水用の開口部を有する水槽を透水性舗装の路面上に設置するとともに、水槽の下端部から周囲に水が漏れないように水槽の下端部と路面との接触面をシールする第１の手順と、水槽内の水位を所定水位に保ちつつ、開口部から排水されるように給水する第２の手順と、水槽への給水量と開口部からの排水量の差を計測する第３の手順により舗装の透水性を評価することを特徴とする。
本発明による舗装の透水性評価装置は、底面が路面に向かって開放された水槽と、水槽の下端部と透水性舗装の路面との接触面をシールするシール部材と、給水量が変更可能な給水手段と、水槽内の水位を検出する水位検出手段と、水位検出手段によって検出された水位が所定水位となるように給水手段による水槽内への給水量を制御する給水制御手段と、給水手段による給水量を目視可能なゲージ部とを備えることを特徴とする。
また、本発明による舗装の透水性評価装置は、給水手段の給水量を検出する給水量検出手段を備える。
本発明による舗装の透水性評価装置は、底面が路面に向かって開放されるとともに、所定水位を超えないようにこの所定水位に対応した高さに排水用の開口部を有する水槽と、水槽の下端部と透水性舗装の路面との接触面をシールするシール部材と、水槽内の水位を所定水位に保ちつつ、開口部から排水されるように給水する給水手段と、開口部からの排水を貯水する貯水部と、給水手段による給水量と貯水部に貯水された排水量との差を目視可能なゲージ部とを備えることを特徴とする。
また、本発明による舗装の透水性評価装置は、給水手段による給水量と貯水部に貯水された排水量との差を検出する水量差検出手段とを備える。
本発明による舗装の透水性評価試験機は、底面が路面に開放された透水用の開口部を有し、水位が所定水位となるように開口部からの透水量に応じて給水量が調整される水槽と、所定水位を検出する水位検出器とを有することを特徴とする。
また、本発明による舗装の透水性評価試験機は、底面が路面に開放された透水用の開口部と所定高さに設けられた排水用の開口部とを有し、開口部からそれぞれ透水および排水され、水位が所定高さに一致するように給水される水槽と、開口部からの排水を貯水する貯水部とを有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図４を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる舗装の透水性評価装置の概略構成を示す図である。第１の実施の形態に係わる透水性評価装置は、透水性評価を行う試験機１０と、水が貯水されたタンク２０と、タンク２０から試験機１０に給水するポンプ３０と、ポンプ３０の駆動を制御するコントローラ４０とを有する。
【０００８】
試験機１０は、上面および底面がそれぞれ開放された略円筒状の水槽１１と、水槽１１内の水位を検出するポテンショメータ１２とを有する。水槽１１はリング状のゴムリング１３を介して透水性舗装の路面上に設置されている。水槽１１には路面に対する傾斜状態を測定する水準器１４が設けられている。ゴムリング１３は所定高さを有する弾性材であり、水槽１１の下端面に設けられた凹部１１ａに介装され、ゴムリング１３に対する水槽１１の位置および路面からの高さを規定している。ゴムリング１３の外周側の水槽１１の下端面と路面との間には油粘度１５が介装され、油粘度１５により水槽１１と路面の接触面がシールされている。すなわち水槽１１内の水が水槽１１の下端面を通って周方向外側へ漏れることを抑制している。
【０００９】
ポテンショメータ１２は水槽１１の内壁に取り付けられ、上下動可能な軸の先端に取り付けられたフロート１２ａの位置、すなわち水槽１１内の水位Ｈを検出する。この検出信号はアンプ４１により増幅され、コントローラ４０に入力される。コントローラ４０には設定器４３からの信号も入力される。設定器４３には予め水槽１０内の目標水位Ｈ０が設定されている。目標水位Ｈ０は路面の実際の冠水状態を想定し、数十ｍｍ程度に設定される。
【００１０】
タンク２０の壁面にはタンク内の水量を示す目盛り２０ａが付され、タンク２０内には初期状態で所定量の水が貯水されている。ポンプ３０を駆動するとタンク２０内の水は管路３１，３２を介して開口部１１ｂから水槽１１内に供給され、その分だけタンク２０内の水量が減少する。ポンプ３０は可変容量ポンプであり、コントローラ４０からの信号によりポンプ容量、すなわち給水量が制御される。４２はアンプ４１、コントローラ１４、ポンプ３０に給電する電源である。
【００１１】
コントローラ４０はポテンショメータ１２の検出信号と設定器４３の目標信号に基づいてフィードバック制御を行い、検出信号と目標信号の偏差に対応した制御信号をポンプ３０に出力し、ポンプ容量を制御する。これにより水槽１１内の水位が目標水位Ｈ０に制御される。
【００１２】
第１の実施の形態に係わる透水性評価試験は次の手順で行う。
まず、透水性評価試験を行う路面上にゴムリング１３を載置し、ゴムリング１３の外側に油粘度１５を配置する。次に、ゴムリング１３および油粘度１５の上部に水槽１１を設置する。このとき、水槽１１の凹部１１ａの下端面がゴムリング１３の上面に接触するまで油粘土１５を押し潰しながら水槽１１を押し下げるとともに、水準器１４を見ながら水槽１１を水平状態にセットする。次に、フロート１２ａを地面に当接させ、ポテンショメータ１２のゼロ点を調整する。なお、水槽１１の高さはゴムリング１３により規定されているので、ポテンショメータ１２の路面からの高さは一定であり、ゼロ点調整をあえて行わなくてもよい。
次に、水槽１１の近くに配置したタンク２０に所定量の水を貯水する。
【００１３】
この状態でポンプ３０を駆動し、タンク２０内の水を水槽１１内に給水する。ポンプ駆動直後は水槽１１内の水位は０であるため、前述したフィードバック制御によりポンプ容量は最大となる。その結果、水槽１１内に最大量が給水され、水槽１１内の水位Ｈは徐々に上昇する。なお、このとき水槽１１内の水の一部は下端の開口部１１ｃから舗装体内に透水する。水位Ｈが目標水位Ｈ０に到達するとコントローラ４０はポンプ容量を調整しながら、水位Ｈを目標水位Ｈ０に保つ。水位Ｈが目標水位Ｈ０で安定するまでにはポンプ駆動開始から所定時間（例えば数十秒程度）を要し、この所定時間が経過するまで待機する。
【００１４】
次いで、タンク２０の目盛り２０ａを目視しつつ所定の試験時間ｔ（例えば１０秒）を計時する。これにより試験時間ｔ経過後のタンク２０内の水の減少量、換言すればポンプ給水量を計測する。この計測した水量を試験時間ｔで除算すれば、水槽１１内の水位Ｈを目標水位Ｈ０に保ったままで舗装体を通過する単位時間当たりの透水量を求めることができる。
【００１５】
なお、試験時間ｔ経過後のタンク２０内の水の減少量を計測するのではなく、タンク２０内の水が所定量減少するのに要する時間を計測し、この所定量を計測時間で除算して単位時間当たりの透水量を求めてもよい。
【００１６】
以上説明したように第１の実施の形態においては、水槽１１内の水位Ｈが目標水位Ｈ０に保たれるようにポンプ給水量を制御しつつ、試験時間ｔのタンク２０内の減水量を計測するようにした。これにより水頭圧が高くなりすぎることがなく舗装道路の実際の使用に近い状態で舗装体の透水量を求めることができ、舗装の透水性を適切に評価することができる。
【００１７】
舗装体の透水量は、舗装体の性状に応じて変化する。すなわち舗装体内部の密度が粗いほど透水量は増加する。舗装体の粗さを開口面積で表すと、開口面積と透水量との関係は図２に示すようになる。図中、特性ａは図１の試験装置により得られた特性であり、特性ｂは図３の試験装置により得られた特性である。なお、図３の試験装置は、ベース部３５とその上方の水槽３６とを管路３７を介して連通し、管路３７に設けたコック弁３８を開放することで水槽３６内の水を舗装体上に流出するようにしたものである。
【００１８】
図１の試験装置によれば、前述したように水位Ｈが目標水位Ｈ０に保たれるため水頭圧は一定であり、図２の特性ａに示すように開口面積の増加に伴い透水量が比例的に増加する。これに対し、図３の試験装置によれば、開口面積が小さいときは水槽１１内の水頭圧が高くなるため透水量の増加の割合が大きくなり、開口面積が大きいときはコック弁３８によって舗装体への水の流れが規制されるため透水量の増加の割合が小さくなる。したがって、図２の特性ｂに示すように開口面積が大きいほど透水量の増加の割合（傾き）が小さくなる。
【００１９】
このように図３に示す試験装置では開口面積に応じて透水量の変化の割合が大きく異なるので、舗装の透水性を精度よく評価することは難しい。これに対し図１の試験装置では、開口面積に拘わらず透水量の変化の割合が一定であるため、透水性を精度よく評価することができる。
【００２０】
なお、図１ではタンク２０内の水の減少量を目視で計測してポンプ３０の給水量を検出するようにしたが、給水量の検出方法はこれに限らない。例えば図４に示すようにタンク２０に水量検出手段としてポテンショメータ２０ｂを取り付け、ポテンショメータ２０ｂで検出するようにしてもよい。また、管路３１または３２に流量計を設け、流量計で給水量を検出するようにしてもよい。ポンプ容量の変化の履歴をメモリに記憶し、これとポンプ回転数とを乗じて給水量を演算してもよい。
【００２１】
異なる試験装置（例えば図１と図３）で得られた試験データを相互に比較するためには、同一の評価方法で比較する必要がある。この場合、予めコントローラ４０に両者の相関関係（図２の特性ａ，ｂ）を記憶しておき、この相関関係を用いて一方（図３）の試験装置で得られた試験データを他方（図１）の試験装置の試験データに変換すればよい。これにより異なる試験装置で得られた試験データを同一の評価方法で比較することができ、従前の試験データを有効活用することができる。
【００２２】
−第２の実施の形態−
図５，図６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、給水量を制御して水槽１１内の水位が一定となるようにしたが、第２の実施の形態では、給水量制御を行うことなく水位を一定とする。図５は、本発明の第２の実施の形態に係わる舗装の透水性評価装置の概略構成を示す図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。第２の実施の形態に係わる透水性評価装置は、透水性評価を行う試験機５０と、水が貯水されたタンク２０と、タンク２０から試験機５０に給水するポンプ６０とを有する。
【００２３】
試験機５０は、上面および底面が開放された略円筒状の水槽５１を有し、水槽５１内の水位Ｈが所定水位Ｈ０を超えないように、水槽５１の壁面には路面から所定高さＨに複数の貫通孔５１ａが開口されている。水槽５１の外側には水槽５１の周囲を囲むように水受け５２が設けられ、貫通孔５１ａから水槽５１の外側に流出した水は水受け５２に貯水される。水受け５２の壁面には水受け５２内の水量を示す目盛り５２ａが付されている。
【００２４】
ポンプ６０は固定容量式であり、ポンプ６０の駆動によりタンク２０から水槽５１内に単位時間当たり一定量の水が供給される。なお、この場合の単位時間当たりのポンプ吐出量は、少なくとも単位時間当たりの舗装体の透水量より多くする。すなわち開口部５１ｂから流入する水を開口部５１ｃから流出する水よりも多くする。
【００２５】
第２の実施の形態に係わる透水性評価試験は以下の手順で行う。
まず、路面上にゴムリング１３および油粘土１５を介して水槽５１を設置する。次に、タンク２０に所定量の水を貯水した後、ポンプ６０を駆動し、タンク２０内の水を水槽５１内に供給する。これにより水槽５１内の水位が徐々に上昇するとともに、水槽５１内の水の一部は下端の開口部５１ｃから舗装体に透水する。水位が所定水位Ｈ０に達するとタンク２０内の水は貫通孔５１ａから流出し、水受け５２に貯水される。この状態で、タンク２０の目盛り２０ａと水受け５２の目盛り５２ａを目視しつつ所定の試験時間ｔの計時を行う。これにより試験時間ｔ経過後のポンプ給水量と水槽５１から水受け５２への排水量を計測する。次いで、このポンプ給出量と排水量の差を求め、試験時間で除算する。これにより単位時間当たりの舗装体の透水量を求めることができる。
【００２６】
このように第２の実施の形態では、水槽５１の壁面に所定高さＨ０に貫通孔５１ａを開口し、ポンプ給水量および貫通孔５１ａからの排水量を計測するとともに、両者の差を求めるようにした。これにより、水槽５１内を所定水位Ｈ０に保った状態で透水性評価試験を行うことできる。この場合、第１の実施の形態と異なり、給水量を制御する必要がないので、試験装置の構成を簡素化することができる。
【００２７】
なお、図５ではタンク２０内の減水量と水受け５２内の増水量をそれぞれ目視で計測し、その計測値から両者の水量差を求めるようにしたが、水量差の検出方法はこれに限らない。例えば図６に示すようにタンク２０と水受け５２にそれぞれポテンショメータ２０ｂ，５２ｂを取り付け、ポテンショメータ２０ｂ，５２ｂにより検出した水位をコントローラ７０に取り込んで水位の差から水量差を求めるようにしてもよい。すなわちポテンショメータ２０ｂ，５２ｂとコントローラ７０により水量差検出手段を構成してもよい。ポテンショメータ２０ｂ，５２ｂで水位を検出するのではなく流量計によりポンプ吐出量と貫通孔５１ａからの流出量を検出してもよい。また、タンク２０と水受け５２を独立して設け、タンク２０内の減水量および水受け５２内の増水量をそれぞれ計測するようにしたが、水受け５２内の水がそのままタンク２０に回収されるようにタンク２０と水受け５２を連通して設けてもよい。これによりタンク２０内の減水量を計測するだけで水量差を検出することができ、水量差検出手段の構成が容易になる。この場合、予めコントローラ７０に図２の特性を記憶しておき、この特性に基づき異なる評価方法の試験データに変換してもよい。
【００２８】
上記では、ゴムリング１３と油粘土１５をシール部材として用いたが、他の材質のシール部材を用いてもよい。ポンプ３０，６０以外の給水手段を用いてもよい。給水制御手段としてポンプ容量制御により給水量を制御するようにしたが、ポンプ回転数制御などにより給水量を制御してもよい。給水量を目視するための目盛り２０ａをタンク２０に設け、排水量を目視するための目盛り５２ａを水受け５２に設けるようにしたが、タンク２０や水受け５２以外にゲージ部を設けてもよい。
【００２９】
水槽５１に路面からの所定高さＨ０に貫通孔５１ａを設け、水槽５１内を所定水位Ｈ０に保つようにしたが、所定高さＨ０に貫通孔５１ａ以外の開口部を設けてもよい。例えば水槽５１の高さ自体を所定高さＨ０とし、水槽５１の上端部から排水するようにしてもよい。水槽５１内からの排水を貯水部としての水受け５２に貯水するようにしたが、水受け５２の形状はいかなるものでもよい。ポテンショメータ１２以外の他の水位検出器を用いてもよい。水槽１１，５１の下端に設けた透水用の開口部１１ｃ，５１ｃの形状はいかなるものであってもよい。水槽１１，５１は円筒形状でなくてもよい。水槽１１，５１の上端面を開放するようにしたが、上端面を塞いで水槽１１，５１の側面から給水するようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、透水性舗装の路面上に設置した水槽の水位を一定に保った状態で舗装に透水させるようにしたので、実際の舗装体の使用に即した状態で透水性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る透水性評価装置の概略構成図。
【図２】舗装体の粗さと透水量との関係を示す特性図。
【図３】図１の比較として示す透水性試験装置の概略構成図。
【図４】図１の変形例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る透水性評価装置の概略構成図。
【図６】図５の変形例を示す図。
【符号の説明】
１０  試験機                    １１  水槽
１１ｃ  開口部                  １２  ポテンショメータ
１３  ゴムリング                １５  油粘度
２０  タンク                    ２０ａ  目盛り
２０ｂ  ポテンショメータ        ３０  ポンプ
４０  コントローラ              ５０  試験機
５１  水槽                      ５１ａ  貫通孔
５１ｃ  開口部                  ５２  水受け
５２ａ  目盛り                  ５２ｂ  ポテンショメータ
７０  コントローラ
【図１】
2004226080.tif 000003
【図２】
2004226080.tif 000004
【図３】
2004226080.tif 000005
【図４】
2004226080.tif 000006
【図５】
2004226080.tif 000007
【図６】
2004226080.tif 000008