(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート舗装道路に設ける目地の形成方法において、打設されたコンクリートがまだ固まらない流動性のあるうちに目地溝を形成し、この目地溝に該溝の幅とほぼ同じ厚さの帯び状に成形した充填材を機械的に押し込んで目地を形成する工法であって、充填材が生コンクリートに接触した面がコンクリートの硬化後にコンクリート面に接着する性質を有する合成高分子系材料からなり、充填材の針入度が３．０〜８．０mm（２５℃）であることを特徴とするコンクリート舗装道路の目地充填材の合理化施工法。
【請求項２】
コンクリート舗装道路に設ける目地の形成方法において、打設されたコンクリートがまだ固まらない流動性のあるうちに目地溝を形成し、目地溝の形成に対応させてペースト状の充填材を機械的に押し込んで目地を形成する工法であって、充填材が生コンクリートに接触した面がコンクリートの硬化後にコンクリート面に接着する性質を有する合成高分子系材料からなり、コンクリート硬化後の充填材の針入度が３．０〜８．０mm（２５℃）であることを特徴とするコンクリート舗装道路の目地充填材の合理化施工法。
【請求項３】
充填材としての合成高分子系材料が、アタクチック型ポリプロピレン１００重量部に対して、トールピッチ２０〜８０重量部、前記ポリプロピレンと相溶性の新ゴム３０〜６０重量部および脂肪族系炭化水素樹脂２４〜９０重量部の割合からなる混合物であることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート舗装道路の目地充填材の合理化施工法。
【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、トンネル、空港、港湾その他の広い面積の舗装において必要とされる目地の充填材において、従来の施工法が主に施工現場で加熱して溶解して用いる目地充填材であるのに対して、現場で火力などを用いないで施工できる工法で、排出ＣＯ2 を削減でき、同時に機械資材や労力、危険作業などを省力できかつ、工期短縮ができる新たな目地の充填材の施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート舗装は道路、トンネルの中の舗装、港湾地区などのヤード、工場内、貯木場などの運輸関連のヤード、様々な広場などの舗装として、アスファルト舗装に並ぶ舗装形式である。また、近年、アスファルト舗装の基盤舗装にコンクリート舗装を用いる、いわゆるコンポジット舗装も増加している。
【０００３】
コンクリート舗装の目地は予め目地の設置箇所を決めておき、目地の両側のに相当するコンクリートが硬化した後にその表面の目地予定箇所をコンクリートカッターで切断除去して空隙を作り、その空隙に後から目地充填材を注入する方法によるか、もしくはコンクリート打設時に仮の挿入物をその目地箇所に設置しておき、コンクリートの硬化後にその仮挿入物を切削除去して空隙を作って目地充填材を注入する方法が採られている。
【０００４】
目地充填材の注入は、舗装が延長が長く、かつ、水平な目地であるため、流動性の有るシール材を特殊な機械を用いて注入している。このための機械には、シール材の貯蔵部と流量調節可能なポンプ、そしてそのポンプを動かす動力等を有したある程度大がかりな機械を用いている。
特にコンクリート道路の舗装では目地充填材として、加熱式注入材を用いているため、その注入材を加熱して溶解する機械設備、かつ保温する装置も兼ね備えた機械を用いて注入作業を行っている。
また、注入作業に要するこれらの機械装置の他にその前工程でコンクリートの目地空隙（目地溝）形成のためのコンクリートカッターも必要とする。同時にカッター切断後には目地の空隙の清掃が必要で、そのためにウオーターブラスト、エアーブラスト、研磨機、スイーパー等も必要とし、これらを用いて注入工事を行っている。
【０００５】
次に従来のこれらの工法と工程の所要期間についてであるが、コンクリートカッターによる目地部分のコンクリートの切断作業は時間を要する作業となっている。切断速度はコンクリートに用いた骨材の種類にも左右されるし、作業自体も熟練を要す作業である。次にカッター切断時に発生したコンクリート屑を除去せねばならず、人員と時間を要する。さらにコンクリート切断時に水を使用しているため、注入作業に移るにはこの水分の乾燥を待たなければならない。十分な乾燥を経て充填材の注入作業に移るが、注入作業では清掃、プライマー塗布、注入の工程となる。以上のように従来の目地の注入作業はカッター切断、清掃、乾燥、前処理、注入と各工程に機械、人員、期間を要している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このようなコンクリート舗装の目地の充填工法において、従来の施工法と比較して極めて工程が短縮でき、同時に機械資材や労力、危険作業などを省くことができる新たな目地の充填材の施工方法を提供するものである。
すなわち、充填材として、生コンクリートと接着する性質を有する合成高分子材料を用いて所定の目地形状を形成できるような寸法に予め成型したもの、あるいは、ペースト状のものを、コンクリートの打設時のまだ固まらない時期に専用の機械設備を用いて、目地の所定位置に設置することで目地充填材としての役割である止水ならびに緩衝の役割を果たす目地を連続的にかつ効率的に施工するものである。
【０００７】
従来、一般に採られてきた施工方法の問題点ならびに本発明で解決したい課題を列挙すると下記のものがある。
（１）従来の施工方法では、多くの工程を必要とすること。
従来の目地充填材の注入作業はカッター切断、清掃、乾燥、前処理、注入の工程を必要とする。
（２）従来の施工方法では各工程で比較的規模の大きい機械設備を必要とすること。
カッター切断ではコンクリートカッターを必要な台数準備する必要があり、同時にウオーターブラスト、スイーパー等も必要とする。乾燥後にはエアーコンプレッサー、充填材注入機械、加熱式充填材の場合はその溶解機を、その他プライマー塗布機などの諸機械を必要とする。従って、これらの機械設備を動かすエネルギー確保の結果から、排出されるＣＯ2 量も多い。
【０００８】
（３）各工程に労力、熟練工を必要とする。
カッター作業、充填材注入作業などは長い延長距離を効率的に正確に作業して行かねばならず、極めて熟練を要す作業である。近年、これらの熟練工は少なくなりつつある。
（４）危険や過酷な労働を伴う作業が多い。
特に目地充填材の注入作業は一定の姿勢で注入機械を保持するため、長い広大な距離の注入作業は過酷な労働となる。特に、加熱式充填材の場合は作業開始の数時間前から溶解作業を開始せねばならず、火力を使う作業で危険を伴うことから熟練工不足は深刻な問題である。
【０００９】
（５）空港、石油プラント等の火気厳禁の場所
加熱式充填材の場合は、充填材を溶解注入するために、溶解機、充填注入機に火力を使用しなくてはならず、空港、石油プラント等の現場には引火する燃料、石油製品が作業現場近くにある場合、そのエリアでは作業が出来なくなるなどの問題点を有する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記の課題を解決するため、コンクリート舗装の目地充填材としての要求を満たし、かつ、後から打設する生コンクリートが固まった時点でこれと強固に接着する充填材料を開発し、それと共に、まだ固まらないコンクリートに強制的に目地を形成させ、そのなかに当該充填材料を連続的に挿入もしくは注入する施工機械を開発した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細を説明する。
本発明の充填材料であるコンクリートの硬化後にコンクリートと接着する性質を有する充填材料としては、アタクチック型ポリプロピレン１００重量部に対して、トールピッチ２０〜８０重量部、前記ポリプロピレンと相溶性の新ゴム３０〜６０重量部および脂肪族系炭化水素樹脂２４〜９０重量部の割合からなる混合物等の高分子系材料が使用できる（特公平２−４２８７５号公報）。充填材には必要に応じて前記組成に、炭酸カルシウム、カーボン等のフィラー、老化防止剤等の助剤を加えることができる。但し、この充填材料に限定されることなく、打設した生コンクリートが固まった時点でこれと強固に接着する充填材料であれば本発明に用いることができる。充填材料は針入度が３．０〜８．０mm（２５℃）であるものが好ましい。
ペースト状の充填材料は、上記の性質を有する高分子系材料に溶剤、流動化剤を加えて適当な粘度と流動性の物質としたものが通常使用される。
これらの充填材料は熱可塑性材料であることが多いので、ここでは以下その材料について記載する。
【００１２】
本発明に用いる熱可塑性材料はその配合を調整検討することにより、コンクリート舗装等の目地充填材としての役割を充たすものを製造する。その一つの形式は、施工後の目地充填材の形状に相応する形状の物を、予め工場で押し出し成型したものである。そしてもう一つの形式は、目地に注入するまでは不定形で流動性があり、ポンプなどの圧力によって流動することが可能なものである。この種の充填材は若干の流動化剤を混入して流動性をだすもの、あるいは主剤、硬化剤の２液からなり、施工の直前に混入することにより、目地溝に充填後反応して硬化するものなどがある。流動化剤は施工後に揮発することにより、充填材が流動しなくなり、目地材の役割を果たすもの、また、反応型で充填材料と反応して充填材の構成材料として時間の経過により、所定の性能を発揮するものとなるものなどが使用できる。
【００１３】
一般にコンクリート舗装などの目地は舗装版とその両側の円形水路などの構造物との間の側目地、縦方向の打ち継ぎ目などに設ける縦目地、収縮クラックの発生を防止するための収縮目地や施工の途中の区切りにできる施工目地、舗装版の温度膨張による伸縮を緩和するための膨張目地などがある。
これらの目地に於ける充填材が占める断面形状は対象とする舗装の用途により異なるが、舗装道路では膨張目地で幅２５ｍｍ、深さ４０ｍｍ程度、その他の目地で幅８〜１０ｍｍ、深さ４０〜７０ｍｍ程度である。
【００１４】
これらの目地を形成する方法は、主としてコンクリートの硬化後にコンクリートカッターで切断して充填材を注入するスペース（目地溝）を作り、ここに充填材を注入するのであるが、予め形成してあるコンクリートの版面を使ってそこに充填材を予め成型した物を貼り付けて施工する工法は既に発明者らが実施し、発明と成しているものである。本発明はそれよりまた一歩進んだものであり、コンクリートは予め打設し、その直後のコンクリートに流動性がある時点で目地を形づくる位置に充填材を挿入する方法である。
コンクリートの舗装道路を打設する場合は、一定幅の幅員で延長の長いコンクリート面になるので、その両側に設置面を有する車輪を有する台車を延長方向に動かしながら、充填材を挿入することとなる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお、実施例において部は重量部を示す。
【００１６】
実施例１
本発明のまず最初の発明である予め成型した充填材料を打設したコンクリートに挿入する工法は、その充填材としてコンクリートの硬化後にコンクリートと接着する性質を有する熱可塑性材料を使用して行う方法で、その充填材は
アタクチック型ポリプロピレン        １００部
トールピッチ                    ２０〜８０部
新ブチルゴム                    ３０〜６０部
脂肪族系炭化水素樹脂            ２４〜９０部
の割合からなる上記成分を約１８０℃に加熱して均一に混合し、冷却後長い帯び状に成形して巻き取り充填材とした。なお、充填材は道路舗装の目地充填材に係わる公的性能規格である「セメントコンクリート舗装要綱」並びに「日本道路公団土木工事共通仕様書」に規定されている性能規格に合致するよう調整した。
調整後の本発明の熱可塑性材料の性能を表１に示す。
上記成分のうち、ポリプロピレンは分子量約２００００〜１０００００で、軟化点１５０℃のもの、トールピッチは酸価１９〜３５、粘度７００〜１２００のハートールピッチ（商品名）を使用し、脂肪族系炭化水素樹脂はアルコン−Ｐ１２５（商品名）を用いた。
【００１７】
表１
0004482846.tif 000002
注１）：▲１▼日本道路公団注入目地材低弾性タイプの規格と
▲２▼セメントコンクリート舗装要綱注入目地低弾性タイプの規格
上記組成の熱可塑性材料（充填材）は押し出し機により断面形状１０mm×４０mmのテープ状に成形して冷却し、片面を離型フイルムで覆いながら１巻き１０ｍの巻物の製品（充填材）に仕上げた。
この製品を施工機械に取付け、施工を実施する。施工機械は次の機能を有する装置を組み合わせたものを設計すれば良い。
【００１８】
（１）打設されたコンクリートの面を跨ぐような構造で、コンクリート構造物の延長方向へ水平に移動できる機能をもつ台車。
（２）（１）の台車に取付けられた目地の成形機でまだ固まらないコンクリートに振動等を与えて所定の目地を形成する装置。
（３）熱可塑性材料（充填材）の巻物を搭載する回転台とその一端を（２）の成形機で形成された目地位置へ充填材を送り込む装置。
（４）目地を直線的に形成するよう、台車に設置されたレールの上を動きながら連続して充填材を挿入する装置。
（５）挿入した充填材の周囲並びに表面のコンクリートに振動を与えながら、仕上げを行ってゆく装置。
【００１９】
このような施工機械の一例を簡易図で示したのが図１である。図中、１は台車、２は目地成形機、３は充填材Ｆの送り及び挿入装置、４は台車の幅方向に設けられたレール、５は振動装置、６は仕上げコテ（鏝）、７はレール４で移動する走行架台、８は架台の車輪を示し、Ａはコンクリート舗装を示す。台車１は打設コンクリート舗装Ａを跨ぐ大きさで、左右２個ずつの車輪１ａによって、舗装の長さ方向に自走または牽引されて移動できるようになっている。台車１上に設けたレール４にしたがって、目地成形機２、充填材挿入装置３および仕上げ装置を備えた走行架台７が台車１間を移動しながら目地を形成するとともに充填材Ｆを挿入するように作動する。
本実施例の場合、充填材Ｆはあらかじめほぼ目地の幅と同じ厚さの帯び状に成形されてロール（巻物）状に巻き取られていて、リール１１内から送りロール９ａによって巻き戻され、押し込みロール９ｂによって目地溝内に充填される。目地溝内に押し込まれた充填材Ｆは、後からくるコテ６によって平らな面に仕上げられる。目地成形機２と仕上げコテ６にはそれぞれバネ２ａ、６ａが介装されていて、目地成形機２は走行架台７の移動時のバネ２ａの動きによって目地を切り、仕上げコテ６は振動装置５に基づくバネ６ａの振動で舗装面を仕上げる。走行架台７はレール４を挟む形で台車１上に配置され、架台７の車輪８はレール４の走行版４ａ上を移動する。台車１の左右に示す１ｂは走行架台７の制御装置を示す。
図２は充填材Ｆの送りおよび挿入装置３の他の例を示す詳細図で、軸１２に回転可能に設けられたリール１１内に装着された巻物状の充填材Ｆを巻き戻しながら送りロール９ａ、９ｂでコンクリートの目地部へ送り、細幅の回転円盤１０で目地溝内へ押し込むようになっている。充填材を押し込んだコンクリート面は仕上げコテ６で平滑化される。
なお、本発明はこれらの機械の構成に限ることはない。
【００２０】
実施例２
本発明の第２の発明である目地に注入するまでは不定形で流動性があり、ポンプなどの圧力によって流動することが可能な充填材を目地位置に注入充填してゆく形式のものは次のようにして調整した。
その充填材は実施例１の組成と同じ熱可塑性材料とし、これに流動化剤として溶剤を混入し、施工時はポンプで圧送することができるが、施工後は含有した溶剤分が揮発し、適切な弾性を有する目地充填材となるように調整した。
この充填材を、吐出ノズルを備えたタンクに収納し、このノズル付きタンクを図１の巻物状充填材に代えて、前記施工装置の走行架台７に取り付け、実施例１と同様にしてコンクリート面に目地溝を形成しつつ該溝に充填材を挿入して目地を形成した。
本実施例に用いる装置の一例を図３に示す。図１と同じ部材、装置には同一符号を付して説明を省略する。走行架台７に流動性のある目地充填材を入れたタンク２０と、回転スクリュー等の押出し手段を備えた押出機２１を取り付け、走行架台７の進行と目地成形機２による目地の形成に対応させて押出機２１のノズル２２より目地形状に充填材Ｆを射出して目地内に充填させる。充填面はコテ６でならして仕上げる。なお、図中２３はバルブを示す。
施工後の充填材を道路舗装の目地充填材に係わる公的性能規格である「セメントコンクリート舗装要綱」並びに「日本道路公団土木工事共通仕様書」に規定されている性能規格にしたがって試験した。試験結果を表２に示す。
【００２１】
表２
0004482846.tif 000003
注１）：▲１▼日本道路公団注入目地材低弾性タイプの規格と
▲２▼セメントコンクリート舗装要綱注入目地低弾性タイプの規格
【００２２】
この充填材は配合調整後、密閉した容器に入れておき、この容器の中の充填材上に容器の内径に合致した蓋を当てがって押し出す形式の圧力注入器により圧入できるようにする。
この圧力注入器を実施例１に示すような機能を有する施工機械と組み合わせ、まだ固まらないコンクリートの所定位置に目地寸法どおりの空間（溝）を形成させ、その空間に流動性の充填材を注入する。
注入後の目地充填材は流動化剤の揮散後に所定の性能を有する目地充填材となる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のシール器具を用いて施工時間、施工数量を調査した。
この結果、単位時間当たりの施工延長は３００ｍ以上に達する様にすることが可能で、これは従来のコンクリート道路の舗装目地の注入に用いられていた加熱注入式注入材の最大注入可能量にも匹敵する施工速度であった。
また、従来の施工で必要とした人員は注入ノズルを担当する者、注入機械を所定位置に移動させる者、材料の溶解作業を担当するものの最低３名の人員が必要であったが、本発明の施工法では貼り付け機械の移動と操作を担当する者と成形材料の準備と交換を行う者の最低２名で施工が可能である。
【００２４】
本発明を舗装の目地充填工事に用いた場合のその効果を列挙すると、
（１）従来の施工方法では、カッター切断、清掃、乾燥、前処理、注入など多くの工程を必要としていたが本発明によりすべての作業がコンクリートの打設直後に１段階でできる。
（２）従来の施工方法でコンクリートカッター、ウオーターブラスト、スイーパー、エアーコンプレッサー、充填材注入機械、溶解機、プライマー塗布機など、その工程毎に多くの器械、設備を必要としていたが、本工法では１台の機械で可能である。
【００２５】
（３）従来の施工では各工程に熟練工を必要とし、また従来の施工は極めて重労働であったが、機械化された本工法では熟練も必要とせず簡単に施工ができる。従って、熟練工不足の事態を回避できる。
（４）従来の施工は火力を用いて大量の重量の充填材を溶解する等の作業が必要であり、ＣＯ2 を多く発生するし、環境上でも問題があったが、本工法はＣＯ2 の発生が低減出来、危険や過酷な労働も伴わない。
【００２６】
（５）施工の速度も従来に劣らず、一人当たりの施工数量は増大すると言える。（６）以上、労務費を含めた施工単価、設備償却費、管理費などの低減に寄与し、工期も短縮されたトータルコストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用される施工装置の一例を示す模式図である。
【図２】充填材の送り及び挿入装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明に使用される施工装置の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
１  台車
２  目地形成機
３  充填材の送りおよび挿入装置
４  走行架台用レール
５  振動装置
６  仕上げコテ
７  走行架台
９  送りロール
１０  押し込み用の回転円盤
１１  リール
２０  充填材用タンク
２１  押出機
Ａ  コンクリート舗装
Ｆ  充填材
【図１】
0004482846.tif 000004
【図２】
0004482846.tif 000005
【図３】
0004482846.tif 000006