(57)【要約】【課題】舗装面が実用上問題のない圧縮強度が得られるという優れた効果を奏するとともに、路面凍結や氷結を抑制することができる。耐流動性及び耐摩耗性に優れ、かつ凍結抑制効果を長期間に渡って持続させることができる。【解決手段】本発明の凍結抑制機能を有する半たわみ性舗装用一粉型セメント組成物は、最大吸水率が５％〜８０％の保水性注入材と塩化物系粉末材を有し、保水性注入材１００重量部に対して塩化物系粉末材を１重量部〜３０重量部の割合となるように調製したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大吸水率が５％〜８０％の保水性注入材と塩化物系粉末材を有し、
前記保水性注入材１００重量部に対して前記塩化物系粉末材を１重量部〜３０重量部の割合となるように調製した
ことを特徴とする凍結抑制機能を有する舗装用一粉型セメント組成物。
【請求項２】
塩化物系粉末材が、粒子径７００μｍ以下の微粉末であり、母材中に塩化物が吸着されるか、塩化物がシリカ質でコーティングされるか又は塩化物が吸着された母材がシリカ質でコーティングされてなる請求項１記載のセメント組成物。
【請求項３】
保水性注入材が、セメント系結合材１００重量部及び保水性材料５重量部〜８０重量部をそれぞれ含む請求項１記載のセメント組成物。
【請求項４】
保水性材料が、粒子径２０μｍ〜４００μｍで最大吸水率が５％〜５０％である天然非焼成バーミュライト、粒子径が５μｍ〜１０００μｍで主要成分がＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3からなり最大吸水率が３０％〜１００％である製紙スラッジ焼却灰又は粒子径が５μｍ〜５０μｍで最大吸水率が１０％〜１００％である珪藻土から選択された少なくとも１種からなる請求項３記載のセメント組成物。
【請求項５】
セメント系結合材が、ポルトランドセメントである請求項３記載のセメント組成物。
【請求項６】
セメント系結合材が、超速硬セメントであり、かつ保水性注入材の材齢３時間で０．５Ｎ／ｍｍ2以上の圧縮強度を発現し得る請求項３記載のセメント組成物。
【請求項７】
セメント系結合材１００重量部に対し、粒子径５０μｍ〜１５０μｍの範囲の粒子が、９０％以上である細骨材を１重量部〜６０重量部添加する請求項３記載のセメント組成物。
【請求項８】
セメント系結合材１００重量部に対し、起泡剤を０．０１重量部〜１．０重量部含有する請求項３記載のセメント組成物。
【請求項９】
保水性注入材が、１％〜５％の空気を含有する請求項１又は３記載のセメント組成物。
【請求項１０】
セメント系結合材１００重量部に対し、高性能減水剤を０．０１重量部〜３．０重量部含有する請求項３記載のセメント組成物。
【請求項１１】
セメント系結合材１００重量部に対し、ポリマーを０．０１重量部〜１０重量部含有する請求項３記載のセメント組成物。
【請求項１２】
全体空隙率が１８％〜３０％の開粒度アスファルトコンクリート(12)を備え、
請求項１ないし１１いずれか１項に記載のセメント組成物と水とを所定の割合で混練して調製された浸透用セメントミルク(13)を前記開粒度アスファルトコンクリート(12)の空隙部分に全浸透させたことを特徴とする凍結抑制機能を有する舗装体。
【請求項１３】
開粒度アスファルトコンクリート(12)が、開粒度アスファルト混合物を舗設して形成された請求項１２記載の舗装体。
【請求項１４】
開粒度アスファルト混合物が、粗骨材、細骨材、石粉及びバインダからなる群より選ばれた１種又は２種以上を含む請求項１３記載の舗装体。
【請求項１５】
バインダが、ストレートアスファルト、改質アスファルトＩ型、改質アスファルトII型、セミブローンアスファルト、高粘度改質アスファルト、付着性改善改質アスファルト、樹脂系結合材及びセメント系結合材からなる群より選ばれる１種又は２種以上を含む請求項１３記載の舗装体。
【請求項１６】
浸透用セメントミルクに含まれる水の割合が、セメント組成物が１００重量部に対して水が３０重量部〜１２０重量部である請求項１２記載の舗装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凍結抑制機能を有し、耐流動性及び耐摩耗性にも優れた舗装用一粉型セメント組成物及び該組成物を用いた舗装体に関する。更に詳しくは、凍結抑制効果を持続させ得る半たわみ性舗装用又はコンクリート舗装用の一粉型セメント組成物及び該組成物を用いた半たわみ性舗装体、コンクリート舗装体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半剛性舗装とも呼ばれる半たわみ性舗装は、アスファルト舗装のたわみ性とコンクリート舗装の剛性とを兼ね備えた舗装である。この半たわみ性舗装は耐流動性、耐油性、耐熱性、明色性などが必要とされるところ、例えば車両の制動、停止、発進などが高頻度で行われる道路の交差点、バス停、高速道路の料金所、ガソリンスタンドなどに用いられる。半たわみ性舗装の施工は、母体となる２０％〜３０％程度の空隙率の大きい開粒度アスファルト混合物にグラウトとして浸透用セメントミルクを浸透させることにより行われる。浸透後の交通解放までの養生期間は、セメントに普通ポルトランドセメントを用いた場合で約３日間、速硬ポルトランドセメントを用いた場合で約１日間、超速硬セメント或いは普通又は早強ポルトランドセメントに急硬化材を添加したものを用いて約３時間である。
【０００３】
一方、冬季における舗装面の凍結を抑制する技術として、塩化カルシウムのような塩類を混入させたアスファルト混合物を用いる方法や、ゴムのような弾性体を混入させたアスファルト混合物を用いる方法が開発されている。このうち、アスファルト混合物に塩類を混入させて凍結抑制する方法は、塩類の凝固点の降下によって凍結を遅延させる効果を生じさせている。しかし、塩類を混入させる舗装は、１年〜２年程度の使用によって塩類が溶出して、凍結抑制効果を消失してしまう問題があった。
【０００４】
この問題を解決する方策として、セメントと、塩類と、吸水性樹脂とを含む凍結抑制材が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に示される凍結抑制材では、吸水性樹脂によって塩類の保持性を高め、舗装面からの塩類の溶出を抑制している。
また、セメントと、疎水性の被膜を有する吸水性樹脂と、塩類を含む舗装用処理材が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に示される舗装用処理材では、疎水性の被膜を有している吸水性樹脂を用いることで、舗装内への注入可能時間が長くなり、吸水性樹脂の注入がより長い時間に渡ってスムーズに十分に行われ、多量の吸水性樹脂を舗装内に容易に注入することができる。
【特許文献１】特許第２９８１４５８号公報（請求項１、段落［００１９］）
【特許文献２】特開２００２−２１２９０６号公報（請求項１及び請求項２、段落［００１４］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に示される凍結抑制材及び特許文献２に示される舗装用処理材では、凍結抑制効果を有する塩類を吸水性樹脂に保持させることによって凍結抑制効果を持たせている。そのため、舗装内部に吸水性樹脂を閉じこめたままでは凍結抑制効果を発現することができない。従って、吸水性樹脂を舗装の表層近傍に配置する必要がある。吸水性樹脂は流動性が悪いため、舗装内への吸水性樹脂の浸透や、吸水性樹脂を舗装の表層近傍に配置するには舗装面に大きな振動を与える工程が必要であった。また、このように舗装の表層近傍に吸水性樹脂を配置した場合、１年〜２年程度の使用によって、多数の走行車両の通行で舗装面が摩耗をうけて吸水性樹脂が舗装から剥がれてしまい、剥がれて吸水性樹脂を失った箇所では、凍結抑制効果を発現することができない問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、最大吸水率が５％〜８０％の保水性注入材と塩化物系粉末材を有し、保水性注入材１００重量部に対して塩化物系粉末材を１重量部〜３０重量部の割合となるように調製したことを特徴とする凍結抑制機能を有する舗装用一粉型セメント組成物である。
【０００７】
請求項１に係るセメント組成物では、従来にはない一粉型（プレミックスタイプ）の凍結抑制機能を有するセメント組成物であり、浸透用セメントミルクを調製するために必要な成分は、水以外全て含まれているため、施工現場で迅速に調合でき、人為的調合ミスを避けることができる。水を添加し浸透用セメントミルクとした場合、塩化物系粉末材がミルク中に均一に分散され、かつ優れた浸透能力を有するため、短期間での施工に好適である。また請求項１に係るセメント組成物は、最大吸水率５％〜８０％の保水性注入材を有しているのにもかかわらず、舗装面が実用上問題のない圧縮強度が得られるという優れた効果を奏するとともに、保水性注入材１００重量部に対して塩化物系粉末材を１重量部〜３０重量部の割合となるように調製したことで、路面凍結や氷結を抑制することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、塩化物系粉末材が、粒子径７００μｍ以下の微粉末であり、母材中に塩化物が吸着されるか、塩化物がシリカ質でコーティングされるか又は塩化物が吸着された母材がシリカ質でコーティングされてなるセメント組成物である。
請求項２に係るセメント組成物では、上記構成を有する塩化物系粉末材により、路面温度−５℃程度までの路面凍結や氷結を抑制することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、保水性注入材が、セメント系結合材１００重量部及び保水性材料５重量部〜８０重量部を含むセメント組成物である。
請求項３に係るセメント組成物では、上記配合により十分な保水効果と十分な強度が得られる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明であって、保水性材料が、粒子径２０μｍ〜４００μｍで最大吸水率が５％〜５０％である天然非焼成バーミュライト、粒子径が５μｍ〜１０００μｍで主要成分がＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3からなり最大吸水率が３０％〜１００％である製紙スラッジ焼却灰又は粒子径が５μｍ〜５０μｍで最大吸水率が１０％〜１００％である珪藻土から選択された少なくとも１種からなるセメント組成物である。
請求項５に係る発明は、請求項３に係る発明であって、セメント系結合材が、ポルトランドセメントであるセメント組成物である。
請求項６に係る発明は、請求項３に係る発明であって、セメント系結合材が、超速硬セメントであり、かつ保水性注入材の材齢３時間で０．５Ｎ／ｍｍ2以上の圧縮強度を発現し得るセメント組成物である。
【００１１】
請求項７に係る発明は、請求項３に係る発明であって、セメント系結合材１００重量部に対し、粒子径５０μｍ〜１５０μｍの範囲の粒子が、９０％以上である細骨材を１重量部〜６０重量部添加するセメント組成物である。
請求項７に係るセメント組成物では、セメント系結合材に対して上記細骨材を添加することで、保水性注入材に適度の流動性を付与しかつ注入性を向上させることができる。
【００１２】
請求項８に係る発明は、請求項３に係る発明であって、セメント系結合材１００重量部に対し、起泡剤を０．０１重量部〜１．０重量部含有するセメント組成物である。
請求項９に係る発明は、請求項１又は３に係る発明であって、保水性注入材が、１％〜５％の空気を含有するセメント組成物である。
請求項８及び９に係るセメント組成物では、保水性注入材の最大吸水率を高めることができる。
【００１３】
請求項１０に係る発明は、請求項３に係る発明であって、セメント系結合材１００重量部に対し、高性能減水剤を０．０１重量部〜３．０重量部含有するセメント組成物である。
請求項１０に係るセメント組成物では、セメント系結合材に高性能減水剤を含有させることで、保水性注入材の舗装体への注入性を改善することができる。
【００１４】
請求項１１に係る発明は、請求項３に係る発明であって、セメント系結合材１００重量部に対し、ポリマーを０．０１重量部〜１０重量部含有するセメント組成物である。
請求項１１に係るセメント組成物では、セメント系結合材にポリマーを含有させることで、保水性注入材の分離やブリーディングの低減及び硬化後の保水性注入材の表面強度や耐摩耗性を高め、更には硬化後のひび割れの発生を抑制することができる。
【００１５】
請求項１２に係る発明は、図１に示すように、全体空隙率が１８％〜３０％の開粒度アスファルトコンクリート１２（以下、開粒度アスコンという。）を備え、請求項１ないし１１いずれか１項に記載のセメント組成物と水とを所定の割合で混練して調製された浸透用セメントミルク１３を開粒度アスコン１２の空隙部分に全浸透させたことを特徴とする凍結抑制機能を有する舗装体である。
請求項１２に係る舗装体では、耐流動性及び耐摩耗性に優れ、かつ塩化物系粉末材が舗装体の隅々にまで行渡るため、凍結抑制効果を長期間に渡って持続させることができる。
【００１６】
請求項１３に係る発明は、請求項１２に係る発明であって、開粒度アスコン１２が、開粒度アスファルト混合物を舗設して形成された舗装体である。
請求項１４に係る発明は、請求項１３に係る発明であって、開粒度アスファルト混合物が、粗骨材、細骨材、石粉及びバインダ（結合材）からなる群より選ばれた１種又は２種以上を含む舗装体である。
請求項１５に係る発明は、請求項１３に係る発明であって、バインダが、ストレートアスファルト、改質アスファルトＩ型、改質アスファルトII型、セミブローンアスファルト、高粘度改質アスファルト、付着性改善改質アスファルト、樹脂系結合材及びセメント系結合材からなる群より選ばれる１種又は２種以上を含む舗装体である。
請求項１６に係る発明は、請求項１２に係る発明であって、浸透用セメントミルクに含まれる水の割合が、セメント組成物が１００重量部に対して水が３０重量部〜１２０重量部である舗装体である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の舗装用一粉型セメント組成物は、従来にはない一粉型の凍結抑制機能を有するセメント組成物であり、最大吸水率５％〜８０％の保水性注入材を有していても、舗装面が実用上問題のない圧縮強度が得られるという優れた効果を奏するとともに、保水性注入材１００重量部に対して塩化物系粉末材を１重量部〜３０重量部の割合となるように調製したことで、路面凍結や氷結を抑制することができる。このセメント組成物を用いた凍結抑制機能を有する舗装体は、耐流動性及び耐摩耗性に優れ、かつ塩化物系粉末材が舗装体の隅々にまで行渡るため、凍結抑制効果を長期間に渡って持続させることができるという優れた利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の凍結抑制機能を有する舗装用一粉型セメント組成物は、半たわみ性舗装用又はコンクリート舗装用に好適であり、最大吸水率が５％〜８０％の保水性注入材と塩化物系粉末材を有し、保水性注入材１００重量部に対して塩化物系粉末材を１重量部〜３０重量部の割合となるように調製したことを特徴とする。本発明のセメント組成物は、一粉型（プレミックスタイプ）であり、水以外の成分は全て含まれているため、施工現場で迅速に調合でき、人為的調合ミスを避けることができる。本発明のセメント組成物に水を添加し浸透用セメントミルクとした場合、塩化物系粉末材がミルク中に均一に分散され、かつ優れた浸透能力を有するため、短期間での施工に好適である。本発明のセメント組成物は、最大吸水率５％〜８０％の保水性注入材を有していても、舗装面が実用上問題のない圧縮強度が得られるという優れた効果を奏するとともに、保水性注入材１００重量部に対して塩化物系粉末材を１重量部〜３０重量部の割合となるように調製したことで、路面凍結や氷結を抑制することができる。保水性注入材１００重量部に対して塩化物系粉末材を５重量部〜１５重量部の割合となるように調製することが好ましい。
【００１９】
塩化物系粉末材は、粒子径７００μｍ以下の微粉末であり、次の３つの形態を取ることができる。第１の形態として図２（ａ）に示すように、母材２１中に塩化物２２が吸着される。第２の形態として図２（ｂ）に示すように、塩化物２３がシリカ質２４でコーティングされる。更に第３の形態として図２（ｃ）に示すように、塩化物２２が吸着された母材２１がシリカ質２４でコーティングされてなる。上記構成を有する塩化物系粉末材により、路面温度−５℃程度までの路面凍結や氷結を抑制することができる。例えば、塩化物系粉末材としては母材にシリカ質を用い、この母材中に塩化物が吸着されているもの、また、塩化物が吸着された母材がシリカ質でコーティングされたものが挙げられる。塩化物としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム等がある。このような塩化物系粉末材には、鉄成分、マグネシウム成分又はマンガン成分の少なくとも１種が更に吸着されていることが好ましい。塩化物系粉末材中に鉄成分、マグネシウム成分又はマンガン成分が吸着されることで、このセメント組成物を用いて舗設した舗装体において、これらの各成分がイオンとなって塩素イオンと反応し、凍結抑制効果を助長する役割を果たす。本発明において使用される塩化物系粉末材の好適な性状の一例を次の表１に示す。
【００２０】
【表１】
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また本発明の塩化物系粉末材として、上記性状を有する粉末材だけでなく、酢酸系の塩化物を含むような粉末材を用いてもよい。
【００２１】
保水性注入材には、セメント系結合材及び保水性材料が主成分としてそれぞれ含まれる。保水性注入材は、セメント系結合材１００重量部及び保水性材料５重量部〜８０重量部がそれぞれ含むように調製される。この範囲内であれば、十分な保水効果と十分な強度が得られる。保水性材料が５重量部未満のときは十分な保水効果が得られない。また保水性材料が８０重量部を越えても、それ以上の保水効果は得られないばかりか強度の低下に影響し十分な舗装体が得られない。保水性注入材にはセメント系結合材１００重量部及び保水性材料５〜８０重量部がそれぞれ含まれ、好ましくは保水性材料が５〜６０重量部含まれ、より好ましくは保水性材料が１０〜５０重量部含まれる。
保水性材料としては、非焼成バーミュライト、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土等が挙げられる。非焼成バーミュライトは、粒径２０μｍ〜４００μｍ、最大吸水率が５％〜５０％、好ましくは１０％〜３０％の粉体のものが用いられ、天然産出のものが好ましい。製紙スラッジ焼却灰は、粒子径が５μｍ〜１０００μｍで、主要成分がＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3からなり、最大吸水率が３０％〜１００％、好ましくは５０％〜１００％のものが用いられる。珪藻土としては、特に単独で用いる場合、粒子径が５μｍ〜５０μｍで、最大吸水率が１０％〜１００％のものが用いられる。珪藻土は他の保水性材料と併用する場合に特に好ましい性能を発揮する。
【００２２】
セメント系結合材としては、超速硬セメント、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、白色セメント等が挙げられる。本発明のセメント組成物は、水と所定の割合で混合して浸透用セメントミルクを調製したとき、このセメントミルクは従来の半たわみ性舗装に用いられるセメントミルクに比べて流動性が高いという特徴を有するため、短期間での養生に好適な超速硬セメントが好ましい。
本発明に用いられる超速硬セメントとしては、ポルトランドセメント１００重量部に対し、カルシウムアルミネートと無水石膏からなる速硬成分（コーカエース；三菱マテリアル社製、コスミック；電気化学工業社製）を５重量部〜１００重量部混合して得られるセメント（例えば、ＭＧ−５Ｓ；三菱マテリアル社製）が挙げられる。この超速硬セメントを用いたとき、保水性注入材の材齢３時間で０．５Ｎ／ｍｍ2以上の圧縮強度を発現し得る性状であることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の保水性注入材には、適度の流動性を付与しかつ注入性をよくするために、セメント系結合材に、粒子径５０μｍ〜１５０μｍの範囲の粒子が９０％以上である細骨材を添加することができる。細骨材の添加量は、セメント系結合材１００重量部に対して１重量部〜６０重量部が添加される。細骨材の添加量が１重量部未満では、注入性の改善に寄与しない。また細骨材の添加量が６０重量部を越えると、セメント系結合材の相対比率が下がるので、強度が低下するばかりでなく最大吸水率も低下する。細骨材の添加量は、セメント系結合材１００重量部に対して１〜６０重量部、好ましくは１０重量部〜４０重量部、より好ましくは１５重量部〜３０重量部である。細骨材に含まれる粒子の粒子径が５０μｍ未満であると、浸透してしまう不具合を生じ、粒子径が１５０μｍを越えると注入性が向上しない。細骨材に含まれる粒子の粒子径は５０μｍ〜１５０μｍ、好ましくは７０μｍ〜１３０μｍの範囲、より好ましくは８０μｍ〜１２０μｍである。細骨材に含まれる粒子径５０μｍ〜１５０μｍの範囲の粒子を９０％以上に規定したのは、９０％未満では注入性のばらつきが大きくなる不具合を生じるためである。細骨材に含まれる粒子径５０μｍ〜１５０μｍの範囲の粒子は９０％以上、好ましくは９５％〜１００％である。
【００２４】
また、本発明の保水性注入材には、保水性注入材の最大吸水率を高めるために、セメント系結合材に対して起泡剤を添加することもできる。起泡剤の添加量は、セメント系結合材１００重量部に対して０．０１重量部〜１．０重量部である。この起泡剤の添加により、保水性注入材中に１％〜５％の範囲でマクロエア（空気）を導入することができ、このマクロエアによって保水性注入材の最大吸水率が高まる。起泡剤の添加量が０．０１重量部未満では、導入される空気量が１％未満となり、吸水率の増加があまり見られず、逆に起泡剤の添加量が１．０重量部を越えると、導入される空気量が５％を越えてしまい、圧縮強度の低下を招く。起泡剤の添加量は、セメント系結合材１００重量部に対して０．０１重量部〜１．０重量部、好ましくは０．０５重量部〜０．５重量部、より好ましくは０．１重量部〜０．３重量部である。
保水性注入材中への空気の導入には、空気連行剤を用いてもよい。空気連行剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両面界面活性剤等が用いられる。空気連行剤により保水性注入材中に１％〜５％の範囲でマクロエアを導入することで注入材の最大吸水率を高めることができる。
【００２５】
また、本発明の保水性注入材には、保水性注入材の舗装体への注入性を改善するために、セメント系結合材に対して高性能減水剤を添加することもできる。高性能減水剤の添加量は、セメント系結合材１００重量部に対して、０．０１重量部〜３．０重量部が添加される。高性能減水剤としては、ナフタレンスルホン酸塩系、メラミンスルホン酸系、ポリカルボン酸系、リグニンスルホン酸系等の化合物が挙げられ、液体であっても粉末状のものであってもよい。高性能減水剤の添加量が０．０１重量部未満では保水性注入材の舗装体への注入性の改善効果が顕著に現れない。一方、添加量が３．０重量部を越えると、保水性注入材の流動性が過剰となり材料分離やブリーディングを生じるため好ましくない。高性能減水剤の添加量は、セメント系結合材１００重量部に対して、０．０１重量部〜３．０重量部、好ましくは０．０５重量部〜０．５重量部、より好ましくは０．１重量部〜０．２５重量部である。
【００２６】
更に、本発明の保水性注入材には、保水性注入材の分離やブリーディングの低減、更には硬化後の保水性注入材の耐摩耗性や表面強度の改善、硬化後のひび割れの発生を抑制するために、セメント系結合材に対してポリマーを添加することもできる。ポリマーの添加量は、セメント系結合材１００重量部に対して、０．０１重量部〜１０重量部が添加される。ポリマーとしては、アクリル系の再乳化粉末樹脂、シリコーン樹脂、ＳＢＲ樹脂等が挙げられる。ポリマーの添加量が０．０１重量部未満では、材料分離やブリーディングの抑制効果や、硬化後の保水性注入材の耐摩耗性や表面強度の改善効果が顕著ではなく、添加量が１０重量部を越えると、保水性注入材の粘性が大きくなりすぎて注入性を阻害するため好ましくない。ポリマーの添加量は、セメント系結合材１００重量部に対して、０．０１重量部〜１０重量部、好ましくは０．０５重量部〜５重量部、より好ましくは０．１重量部〜３重量部である。
【００２７】
次に、本発明の凍結抑制機能を有する舗装体を半たわみ性舗装体を例にして図面に基づいて説明する。
舗装された一般的な道路は、図示しないが、路床と、この路床上に形成された路盤、この路盤の上に形成された基層と、この基層上に形成された表層とを備える。本発明の半たわみ性舗装体は、主として表層部分に用いられる。また本発明の半たわみ性舗装体を基層部分に用いてもよい。
【００２８】
図１に示すように、本発明の凍結抑制機能を有する半たわみ性舗装体１１は、全体空隙率が１８％〜３０％の開粒度アスコン１２を備える。開粒度アスコン１２は、開粒度アスファルト混合物を舗設して形成される。開粒度アスファルト混合物は、骨材として粗骨材、細骨材、石粉及びバインダからなる群より選ばれた１種又は２種以上を所定の結合材とともに所定の配合で混合したものが用いられる。本発明に用いられる開粒度アスコン１２は、後述する浸透用セメントミルクが十分に浸透する空隙を持つ粒度であることと、マーシャル試験による安定度で３ｋＮ以上の強度を有することが求められる。また本発明の舗装体は、後述する浸透用セメントミルクが保水性という特性を有しているため、一般的な耐流動対策としての半たわみ性舗装よりも浸透用セメントミルク硬化体自体の強度が小さい。この点を補うために半たわみ性舗装の場合、開粒度アスコン１２のバインダには改質アスファルトを使用する。改質アスファルトを用いない場合、通常の半たわみ性舗装に比べその強度が小さくなる問題がある。改質アスファルトを用いることで、その強度を一般的な耐流動対策としての半たわみ性舗装と同等程度に保つとともに、耐流動性や耐摩耗性にも優れるという効果も併せ持つ。バインダとしては、ストレートアスファルト、改質アスファルトＩ型、改質アスファルトII型、セミブローンアスファルト、高粘度改質アスファルト、付着性改善改質アスファルト、樹脂系結合材及びセメント系結合材からなる群より選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。改質アスファルトＩ型とは、アスファルトに改質材としてスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）単独、或いはＳＢＲと熱可塑性エラストマーとを併用して混入したものであり、低温伸度、把握力、粘着力が増加し、滑り止めや耐摩耗の目的として使用される。改質アスファルトII型とは、アスファルトに改質材としてスチレンブタジエンブロックポリマー、スチレンイソプレンブロックポリマー、エチレン酢酸ビニル共重合体などの可塑性エラストマーを混入したものであり、ゴム的な性質と樹脂的な性質を併せ持っており、耐流動、耐摩耗、滑り止めの目的として使用される。セミブローンアスファルトとは、加熱したストレートアスファルトに、軽度に加熱した空気を吹き込む操作を行ったものであり、この操作によって感温性が改善され、６０℃における粘度を高めることができる。この６０℃における粘度は、一般に使用されている舗装用石油アスファルトに比べると３〜１０倍高く、耐流動の目的として使用される。軽交通路や歩行者道などでは、ストレートアスファルトを用いたものでもよい。開粒度アスファルト混合物に含まれるバインダ添加量は３．０％〜５．５％である。バインダの添加量が３．０％未満であると、マーシャル安定度の強度に不具合を生じ、添加量が５．５％を越えると全体空隙に不具合を生じる。バインダである改質アスファルトの添加量は好ましくは３．５％〜５．２％であり、より好ましくは４．０％〜５．０％である。
【００２９】
調製した混合物を舗設して開粒度アスコン１２を形成する。一般的な寒冷地用の高機能舗装は全体空隙率１７％程度であるが、１７％程度の空隙率では、本発明のセメント組成物を調製した浸透用セメントミルクを空隙内に全浸透充填することは極めて難しい。そのため本発明では、開粒度アスコン１２の全体空隙率を１８％〜３０％の範囲内となるように規定する。全体空隙率が１８％未満では浸透用セメントミルクを全浸透充填することが難しく、舗装体として十分な凍結抑制効果が得られないためであり、全体空隙率が３０％を越えると、得られる舗装体の強度が弱くなり走行車両の通行に支障が出るおそれがあるためである。開粒度アスコン１２の全体空隙率は好ましくは２０％〜２６％の範囲内であり、より好ましくは２２％〜２４％である。
【００３０】
本発明のセメント組成物と水とを所定の割合で混練して浸透用セメントミルクを調製する。浸透用セメントミルクの調製には、グラウトミキサーを用いるのが好ましい。浸透用セメントミルクに含まれる水の割合は、保水性材料の注入性や施工性等を考慮して、セメント組成物が１００重量部に対して水が３０重量部〜１２０重量部となるように調製される。水の添加量が３０重量部未満であると、浸透性に不具合を生じ、添加量が１２０重量部を越えると十分な強度を得られないという不具合を生じる。水の添加量は、セメント組成物１００重量部に対して３０重量部〜１２０重量部であり、好ましくは４０重量部〜８０重量部、より好ましくは５０重量部〜７０重量部である。
【００３１】
調製された浸透用セメントミルク１３を開粒度アスコン１２の空隙部分に全浸透させる。開粒度アスコン１２の空隙部分に浸透用セメントミルク１３を全浸透させると、浸透用セメントミルク１３に含まれる塩化物系粉末材１３ａは舗装体の空隙部分の隅々にまでほぼ均一に行渡る。
【００３２】
このようにして得られる本発明の半たわみ性舗装体１１は、１〜２年程度の使用によって、多数の走行車両の通行で舗装面が摩耗をうけたとしても強固な骨格を形成する開粒度アスコンによって舗装体内部のセメントミルク硬化体に塩化物系粉末材１３ａが保持されているため、凍結抑制効果が損なわれることはない。
また、空隙に浸透用セメントミルクを全浸透して硬化させたセメントミルク硬化体は、吸水性を有する。そのため、供用後に硬化体内に含まれる塩化物が徐々に流出したとしても、冬季路面管理に行う塩化ナトリウム溶液散布によって、散布した塩化ナトリウムが舗装体内、即ちセメントミルク硬化体内に浸透するため、凍結抑制効果の更なる持続性が期待できる。
【実施例】
【００３３】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
先ず、３０ｃｍ×３０ｃｍ×５ｃｍの形状を有し、全体空隙率２２％の開粒度アスコン試験体を用意した。この開粒度アスコンは、開粒度アスファルト混合物を舗設したものである。開粒度アスファルト混合物には、６号砕石と細砂と石粉とバインダを用い、バインダには高粘度改質アスファルトを用いた。高粘度改質アスファルトは開粒度アスファルト混合物全体を１００重量％としたとき、４．７重量％となるように配合した。この試験体はマーシャル密度の１００±１％の締固め度となるように作製した。
次いで、セメント組成物を用意した。このセメント組成物は、保水性注入材１００重量部に対して塩化物系粉末材（マフィロン；エムアイテック社製）を１０重量部の割合となるように配合したものである。保水性注入材に含まれるセメント系結合材としてはポルトランドセメントに対し、カルシウムアルミネートと無水石膏からなる速硬成分を所定量混合して得られる結合材（ＭＧ−５Ｓ；三菱マテリアル社製）を用い、保水性材料としては製紙スラッジ焼却灰及び珪藻土を用い、製紙スラッジ焼却灰と珪藻土とが同量となるように配合した。保水性注入材は、セメント系結合材１００重量部及び保水性材料１０重量部の割合となるように調製した。
次に、セメント組成物に水を加えて浸透用セメントミルクを調製した。セメント組成物と水との割合は、セメント組成物が１００重量部に対して水が６５重量部の割合である。次に、試験体に浸透用セメントミルクを注入し全浸透させて半たわみ性舗装体を得た。得られた半たわみ性舗装体を、２０℃に保たれた恒温室にて７日間養生した。これを供試体とした。
【００３４】
＜比較例１＞
セメント組成物に塩化物系粉末材を添加しない以外は実施例１と同様にして供試体を作製した。
＜氷着引張強度試験＞
先ず、実施例１及び比較例１でそれぞれ得られた供試体の表面に厚さ８ｍｍの不織布を貼付けた引張治具を不織布が供試体との設置面側となるように配置した。この引張治具は直径１５ｃｍの鋼製版である。次いで、供試体の周囲に目張りを施し、供試体を０℃にて３時間養生した。３時間養生後に、不織布が完全に浸る程度にまで供試体上に注水した。注水後は、供試体を−５℃に保ち、５時間及び２０時間それぞれ養生した。養生後に引張治具を用いて引張強度試験を行った。試験結果を次の表２に示す。
【００３５】
【表２】
2005097957.tif 000004
表２より明らかなように、比較例１の不織布には、かなり大きな氷が氷着しており、５時間養生、２０時間養生ともに引張強度が大きい。これに対して、実施例１の供試体では、２０時間養生後の引張強度が比較例１の５時間養生後の引張強度よりも小さく、凍結抑制効果が発現していることが認められた。
＜往復チェーンによる剥氷試験＞
先ず、実施例１及び比較例１でそれぞれ得られた供試体を切断して３０ｃｍ×１５ｃｍ×５ｃｍの形状とした。次いで、供試体の周囲に目張りを施し、供試体を０℃にて３時間養生した。３時間養生後に、厚さ５ｍｍ程度の氷膜が形成する程度にまで供試体上に注水した。注水後は、供試体を−５℃に保ち、５時間及び２０時間それぞれ養生し、供試体上に氷膜を形成した。
次に、左右に可動可能な台に供試体を氷膜を上方に向けて配置した。また車輪にチェーンを巻き付けたチェーン付き車輪を用意した。チェーン付き車輪を２００回／分で回転させながら上下に可動させるとともに、供試体を載置した台も可動させて、チェーン付き車輪と供試体の氷膜とを接触させた。この接触によってチェーン付き車輪で供試体の表面の氷膜を叩き、氷膜が剥がれて縦方向に全て舗装面が露出するまでの時間を計測した。試験結果を次の表３に示す。
【００３６】
【表３】
2005097957.tif 000005
表３より明らかなように、塩化物系粉末材を含む供試体である実施例１は、塩化物系粉末材を含まない供試体である比較例１に比べ舗装表面が露出するまでの時間は、５時間養生、２０時間養生ともに、短時間で露出するという結果が得られた。このことから実施例１の供試体において形成した氷膜は、比較例１の供試体において形成した氷膜に比べて結氷力が小さいといえる。このことからも凍結抑制効果が認められた。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の半たわみ性舗装体を示す断面構成図。
【図２】本発明の塩化物系粉末材を示す模式図。
【符号の説明】
【００３８】
１１  半たわみ性舗装体
１２  開粒度アスファルトコンクリート
１３  浸透用セメントミルク
１３ａ  塩化物系粉末材
【図１】
2005097957.tif 000006
【図２】
2005097957.tif 000007