(57)【要約】【課題】保水能力に優れ、夏季における路面温度の上昇を抑えることが可能となる、道路舗装工事において空隙率の大きなアスファルト混合物や透水性セメントコンクリートに保水性注入材を充填し、舗装体、特に、夏季のアスファルト舗装路面温度の上昇を抑制する機能を有す保水性注入材およびそれを用いた保水性舗装体を提供すること。【解決手段】セメントと焼却灰とを含有してなる保水性注入材、さらに、急硬材、特に、カルシウムアルミネートと硫酸塩を含有し、セメントと急硬材の合計１００部中、５〜２５部である急硬材を含有する該保水性注入材、凝結調整剤、流動化剤、及び／又は、弾性ポリマーを含有する該保水性注入材、最大吸水率が４０％以上である該保水性注入材、アスファルト混合物及び／又は透水性セメントコンクリートからなる舗装体の表層に、該保水性注入材を充填した保水性舗装体であり、該保水性注入材を用いる保水性舗装体の構築方法を構成とする。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと焼却灰とを含有してなる保水性注入材。
【請求項２】
さらに、急硬材を含有してなる請求項１に記載の保水性注入材。
【請求項３】
凝結調整剤及び／又は流動化剤を含有してなる請求項１又は２に記載の保水性注入材。
【請求項４】
弾性ポリマーを含有してなる請求項１〜３のうちの一項に記載の保水性注入材。
【請求項５】
急硬材が、カルシウムアルミネートと硫酸塩を含有してなり、セメントと急硬材の合計１００部中、５〜２５部であることを特徴とする請求項２〜４のうちの一項に記載の保水性注入材。
【請求項６】
最大吸水率が４０％以上であることを特徴とする請求項１〜５のうちの一項に記載の保水性注入材。
【請求項７】
アスファルト混合物及び／又は透水性セメントコンクリートからなる舗装体の表層に、請求項１〜６のうちの一項に記載の保水性注入材を充填した保水性舗装体。
【請求項８】
請求項１〜６のうちの一項に記載の保水性注入材を用いることを特徴とする保水性舗装体の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路舗装工事において空隙率の大きなアスファルト混合物や透水性セメントコンクリートに保水性注入材を充填し、舗装体、特に、夏季のアスファルト舗装路面温度の上昇を抑制する機能を有す保水性注入材およびそれを用いた保水性舗装体に関する。
なお、本発明で使用する部や％は特に規定のない限り質量基準である。
また、本発明のセメントコンクリートはモルタルおよびコンクリートを総称するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
夏季の道路の舗装体、特にアスファルト舗装体はその色調が黒系統であるため赤外線を吸収しやすく、路面温度が非常に高くなり、都市部では夜間でも温度が下がらないヒートアイランド現象等の問題を生じている。
また、コンクリート舗装体においても、アスファルトほどではないが路面温度が上昇し、同様の問題を生じている。
【０００３】
このような問題に対し、水の気化熱を利用した技術が提案されている（特開平０８−２０９６１３号公報、特開平０９−０９５９０４号公報、及び特開平１０−０４６５１３号公報）。
しかしながら、保水するタイミングとなる降雨は定期的に生じるものではなく、また、効率的に路面温度の上昇を抑制するには、１回の降雨で保水できる保水量が決め手となる。
ところが、従来の保水材の保水能力は不充分であり、より保水性に優れた材料が求められている。
【０００４】
一方、近年、下水汚泥や都市ゴミなどの一般廃棄物および産業廃棄物が著しく増加し、廃棄物の有効利用や再資源化が試みられているが、現状では廃棄物処理の決め手となる方法はなく、埋め立て処理に頼っているのが現状である。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、特定の保水性注入材を用いることにより前記課題を解決できる知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、セメントと焼却灰とを含有してなる保水性注入材であり、さらに、急硬材を含有してなる該保水性注入材であり、凝結調整剤及び／又は流動化剤を含有してなる該保水性注入材であり、弾性ポリマーを含有してなる該保水性注入材であり、急硬材が、カルシウムアルミネートと硫酸塩を含有してなり、セメントと急硬材の合計１００部中、５〜２５部である該保水性注入材であり、最大吸水率が４０％以上である該保水性注入材であり、アスファルト混合物及び／又は透水性セメントコンクリートからなる舗装体の表層に、該保水性注入材を充填した保水性舗装体であり、該保水性注入材を用いる保水性舗装体の構築方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する保水性注入材（以下、本注入材という）はセメントと焼却灰とを含有するものである。
【０００８】
本発明で使用する焼却灰とは、下水汚泥あるいは都市ゴミを焼却したものであり、多段式、流動床式、旋回式、表面式、コークスベッド式、及びバーナー式のいずれの形式の焼却炉で焼却したものが使用可能であるが、バーナー式焼却炉で焼成し、溶融パウダーにしたものが、焼却灰の形状が球状であり、それを練り混ぜた本注入材の流動性が優れるため、特に好ましい。
焼却灰の粒度は、ブレーン比表面積（以下、ブレーン値という）で２，０００〜１２，０００ｃｍ２／ｇが好ましく、６，０００〜８，０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。２，０００ｃｍ２／ｇ未満では本注入材が材料分離を生じ、圧縮強度が低下する場合があり、１２，０００ｃｍ２／ｇを超えると本注入材の流動性が損なわれる場合がある。
本発明で使用する焼却灰の配合量は、セメントと急硬材の合計１００部に対し、１００〜４００部が好ましく、１５０〜３００部がより好ましい。１００部未満では本注入材の最大吸水率が低くなる場合があり、４００部を超えると所定の流動性を得るための水量が増加するため、結果的に圧縮強度が低下する場合がある。
【０００９】
ここで、セメントとしては、普通、早強、高炉、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、並びに、これらポルトランドセメントに高炉水砕スラグや高炉徐冷スラグのスラグや、フライアッシュなどを混合した各種混合セメントが挙げられ、白色セメントやエコセメントなども使用可能である。
【００１０】
本発明で使用する急硬材は、カルシウムアルミネートやカルシウムアルミネートと硫酸塩とを含有するものなどが使用可能であるが、強度発現性の面から、カルシウムアルミネートと硫酸塩とを含有するものが好ましい。
【００１１】
カルシウムアルミネートとは、通常、電気炉やロータリーキルンなどで溶融又は焼成したもので、結晶質、非晶質のいずれも使用可能であるが、強度発現性の面から、非晶質のものが好ましい。
カルシウムアルミネートの種類としては、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、及び１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３などが挙げられる。
また、ＣａＯやＡｌ２Ｏ３の一部がアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、アルカリ金属ハロゲン化物、及びアルカリ土類金属ハロゲン化物等で固溶された物質も使用可能である。
【００１２】
硫酸塩とは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の硫酸塩であり、例えば、無水、半水、又は二水セッコウの使用が好ましく、なかでもＩＩ型無水セッコウの使用が好ましい。
硫酸塩の使用量は特に限定されるものではないが、強度発現性の面から、カルシウムアルミネートと硫酸塩の合計１００部中、１０〜９０部が好ましく、３０〜６０部がより好ましい。この範囲外では本注入材の強度が低下する場合がある。
【００１３】
カルシウムアルミネートと硫酸塩からなる急硬材の配合量は、セメントと急硬材の合計１００部中、５〜２５部が好ましく、１０〜２０がより好ましい。５部未満では初期強度が得られにくい場合があり、２５部を超えると経済的でなくなる場合がある。
【００１４】
本発明では、セメントや急硬材を含有する本注入材の作業時間を任意に確保するために凝結調整剤を使用することが好ましい。
凝結調整剤としては、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、及びリンゴ酸等の有機酸又はそれらの塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、並びに、ホウ酸等を使用することも可能である。
凝結調整剤の使用量は、使用するセメントの種類や施工温度によって変化するため特に限定されるものではないが、通常、セメントと急硬材の合計１００部に対して、０．１〜５．０部が好ましい。０．１部未満では施工に必要な作業時間を確保することが難しい場合があり、５．０部を超えると強度が発現するまでの時間が著しく長くなる場合がある。
【００１５】
本発明で使用する流動化剤とは、水量を増加させずに流動性や充填性を高めるために使用されるものであり、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、減水剤、高性能減水剤、及び高性能ＡＥ減水剤等を使用することが可能である。
流動化剤の使用量は、使用するセメントの種類や施工温度によって変化するため特に限定されるものではないが、通常、セメントと急硬材の合計１００部に対して、０．５〜５部が好ましい。０．５部未満では施工に必要な作業時間を確保することが難しい場合があり、５部を超えると材料分離を生じ、圧縮強度が低下する場合がある。
【００１６】
本発明で使用する弾性ポリマーとは、保水性舗装体の弾性を増し、耐久性を向上させるために使用するもので、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、及びフッ素ゴムなどの一種又は二種以上を主成分とするものであり、実際には市販の各種ゴム粉砕品や、産業廃棄物としてのタイヤやホースなどの粉砕品も使用可能である。
弾性ポリマーの粒度は、０．６ｍｍ通過品が好ましい。０．６ｍｍ非通過品では注入材中への分散が不充分となり、アスファルト混合物や透水性セメントコンクリートへの充填性も低下する場合がある。
弾性ポリマーの使用量は、セメントと急硬材の合計１００部に対して、２〜１０部が好ましく、４〜６部がより好ましい。２部未満では凍結融解抵抗性が低い場合があり、１０部を超えると所定の流動性を得るのが難しく、強度も低下する場合がある。
【００１７】
本発明では、材料分離が著しい場合に増粘剤を使用することは好ましい。
増粘剤としては、ベントナイトなどの無機系増粘剤、セルロース系やアクリル系等の有機系増粘剤が用いられる。
【００１８】
本発明で使用する水の量は、セメントと急硬材の合計１００部に対して、１００〜８００部が好ましく、２００〜６００部がより好ましい。１００部未満では所定の流動性を得ることが難しい場合があり、８００部を超えると材料分離を引き起こしたり、強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１９】
本注入材の最大吸水率は４０％以上であることが好ましい。４０％未満では保水力が小さく、路面温度上昇の抑制効果が充分に持続しない場合がある。
【００２０】
本発明では、本注入材をアスファルト混合物及び／又は透水性セメントコンクリートからなる舗装体の表層に充填する。
【００２１】
ここで、アスファルト混合物や透水性セメントコンクリートとは、その硬化体が１５〜３５容積％程度の空隙を有し、水分を透過する機能を保持するものである。
【００２２】
舗装道路は、一般に、路盤、基層、及び表層から構成され、通常、その表層は空隙の少ない密粒度のアスファルト混合物や空隙の少ないセメントコンクリートが使用されている。
本発明は、表層に、空隙の少ないアスファルト混合物やセメントコンクリートの硬化体を使用した保水性舗装体ではなく、空隙のあるアスファルト混合物やセメントコンクリートの硬化体を使用した舗装体で、この空隙に本注入材を充填することにより、保水性舗装体の路面温度の上昇を防ぐものである。
例えば、空隙のあるアスファルト路面に本注入材を流すと、連続空隙中に本注入材が徐々に入り込み、空隙を上面から埋めていく。路面の厚さは、通常、５０ｍｍ程度であるが、本注入材の流動性が悪いと、路面の表層部だけにしか充填されず、充填性は低下する場合がある。
【００２３】
本注入材の施工方法は特に限定されるものではないが、通常、施工現場で一般のグラウトミキサ−を用い、現場に合わせて事前に計量した凝結調整剤を水に溶解し、本注入材を投入しながら練り混ぜることができ、例えば、アスファルト混合物を舗装した後、振動ローラーなどによって注入するなど、従来の施工法によって施工することが可能である。
【００２４】
【実施例】
以下、実験例で本発明を説明する。
【００２５】
実験例１
セメント８５部、急硬材１５部、凝結調整剤１．０部、及び流動化剤３．０部、並びに、セメントと急硬材の合計１００部に対して表１に示す量の焼却灰と水の配合を用い、２０℃、８０％ＲＨの環境下で、容量２リットルのホバート型モルタルミキサーを使用し、水、凝結調整剤、流動化剤、セメント、急硬材、及び焼却灰の順で投入して２分間練り混ぜた。
その後、練り混ぜた材料の流動性をＰロート流下値で、また、材齢７日の圧縮強度、材齢７日の最大吸水率を測定した。結果を表１に併記する。
【００２６】
＜使用材料＞
セメント　：普通ポルトランドセメント、市販品
急硬材　　：カルシウムアルミネート１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、非晶質４０部とＩＩ型無水セッコウ６０部の混合物
焼却灰　　：下水汚泥焼却灰、東京都新河岸処理場品、バーナー式溶融パウダー
凝結調整剤：炭酸カリウムとクエン酸の混合品、市販品
流動化剤　：高性能減水剤、主成分アルキルアリルスルホン酸塩、市販品
【００２７】
＜試験方法＞
Ｐロート流下値：練り混ぜ直後測定
圧縮強度　：５×１０ｃｍの供試体に本注入材を流し込み、２０℃、８０％ＲＨの環境下で１日間養生し、材齢１日で脱型し、２０℃、６０％ＲＨの室内にて材齢７日まで養生した後、圧縮強度を測定
最大吸水率：東京都土木研究所「保水性舗装　試験施工設計・施工マニュアル（案）」記載の第１方法に準拠
【００２８】
【表１】
2004124504.tif 000002
【００２９】
実験例２
表２に示すセメントと急硬材の配合を用い、セメントと急硬材の合計１００部に対して１８０部の焼却灰と３００部の水を使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００３０】
【表２】
2004124504.tif 000003
【００３１】
実験例３
セメントと急硬材の合計１００部に対して１８０部の焼却灰と３００部の水を使用し、表３に示す凝結調整剤と流動化剤を使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００３２】
【表３】
2004124504.tif 000004
【００３３】
実験例４
セメントと急硬材の合計１００部に対して１８０部の焼却灰と３００部の水を使用し、表４に示す弾性ポリマーを使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
【００３４】
＜測定方法＞
弾性ポリマーＡ：タイヤ微粉末、０．６ｍｍ通過品、市販品
弾性ポリマーＢ：酢酸ビニル／エチレン共重合体樹脂微粉末、市販品
【００３５】
【表４】
2004124504.tif 000005
【００３６】
実験例５
セメントと急硬材の合計１００部に対して１８０部の焼却灰を使用し、表５に示す水を使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に併記する。
【００３７】
【表５】
2004124504.tif 000006
【００３８】
【発明の効果】
本発明の保水性注入材を使用することにより、実施例で示したように保水能力に優れ、夏季における路面温度の上昇を抑えることが可能となる。