(57)【要約】  【課題】  保水性舗装において六価クロムの溶出量を低減するとともに、すべり抵抗性を改善し、しかも充分な保水性能を発揮させることを一の課題とする。  【解決手段】  開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の空隙中にセメントミルクとして注入されるセメント組成物であって、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、保水性材料、及びゴム粉末を含有することを特徴とするセメント組成物による。また、アスファルト舗装又はコンクリート舗装の空隙中に、上述のようなセメントミルクが注入され、硬化してなることを特徴とする保水性舗装による。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の空隙中にセメントミルクとして注入されるセメント組成物であって、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、保水性材料、及びゴム粉末を含有することを特徴とするセメント組成物。
【請求項２】
前記セメント組成物中の前記ゴム粉末の割合が５〜１５重量％であることを特徴とする請求項１記載のセメント組成物。
【請求項３】
前記セメント１００重量部に対し、前記保水性材料が５０〜１６０重量部配合されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のセメント組成物。
【請求項４】
前記セメント組成物中の前記高炉スラグ微粉末の割合が２〜１０重量％であって、前記硫酸第一鉄の割合が０．１〜５．０重量％であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のセメント組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のセメント組成物と、水とが、水／粉体比５０〜１５０％で混合されてなることを特徴とするセメントミルク。
【請求項６】
開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の空隙中に、前記請求項５記載のセメントミルクが注入され、硬化してなることを特徴とする保水性舗装。
【請求項７】
開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の表層部に、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、保水性材料、及びゴム粉末を含有し、水／粉体比が５０〜１５０％であるセメントミルクを注入することを特徴とする保水性舗装の施工方法。
【請求項８】
開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の内部に、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、及び保水性材料を含有する第一のセメントミルクを注入した後、該開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の表層部に、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、保水性材料、及びゴム粉末を含有する第二のセメントミルクを注入することを特徴とする保水性舗装の施工方法。
【請求項９】
前記第一のセメントミルクの水／粉体比が１００〜２００％であり、前記第二のセメントミルクの水／粉体比が５０〜１５０％であり、且つ前記第一のセメントミルクの水／粉体比よりも前記第二のセメントミルクの水／粉体比が小さいことを特徴とする請求項８記載の保水性舗装の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント組成物、セメントミルク、保水性舗装及び保水性舗装の施工方法に関し、特に、セメントから有害な六価クロム等が溶出するのを防止しつつ、すべり抵抗性に優れた保水性舗装を施工するためのセメント組成物、セメントミルク、保水性舗装及び保水性舗装の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、路面の温度上昇を抑制する観点から、２０〜３０％の空隙率を有する開粒度アスファルトや開粒度コンクリート等（以下、開粒度アスファルト等ともいう）の空隙中に、保水作用のある材料を含んだセメントミルクを浸透させ、これを硬化させてなる保水性舗装が知られている。
該保水性舗装は、雨水等の水分を保水性材料に一時的に蓄えておき、晴天時の温度上昇に伴ってこの水分を蒸発させることにより、潜熱によって路面等の温度上昇を抑制するものであり、ヒートアイランド現象の防止策として注目されている。
【０００３】
ところで、この保水性舗装の施工等に用いられるセメントミルクは、開粒度アスファルト等の空隙中に浸透させる必要があることから、低粘度であって流動性に優れたものでなければならず、高い水／粉体比のものが使用される。
【０００４】
しかしながら、セメント中にはその原料由来のクロム元素が微量ながら含まれており、このような高水粉体比のセメントミルクを硬化させたセメント硬化体からは、有害な六価クロム等が溶出しやすいという問題がある。
【０００５】
従来、セメントミルク（セメントスラリー）からの六価クロム溶出防止方法としては、地盤改良やグラウト材として使用されるセメントスラリー（セメントミルク）を対象として、六価クロムの溶出防止を図った方法が知られている。例えば、下記特許文献１には、有害な六価クロムを三価クロムに還元する還元剤を用いる方法が記載されており、下記特許文献２には、硫酸鉄塩とキレートとを併用する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３３５７８０号公報
【特許文献２】特開２００２−６０７５１号公報
【０００６】
しかしながら、これら特許文献１および２に記載されたような従来の溶出低減方法では、六価クロムの溶出低減効果が不十分となる場合があり、六価クロム溶出低減機能の更なる改善が求められている。
【０００７】
また、この種の保水性舗装の施工に用いられるセメントミルクは、開粒度アスファルト等の空隙中に浸透させる必要があることから、水セメント比が比較的大きく、しかも保水性材料を含むものであるため、硬化後のセメント強度があまり高くないものである。よって、該保水性舗装の上を人や車が通行すると、保水性材料がセメント硬化体から脱落し、飛散するという問題がある。
このような保水性材料の脱落および飛散は、環境に悪影響を及ぼす虞があり、また、舗装体のすべり抵抗を低下させる原因となり、人や車の通行にとって大変危険な状態を招く虞がある。
【０００８】
従来、舗装体のすべり抵抗低下を防止する方法としては、舗装体を構成する骨材として弾性骨材と硬質骨材とを用いる方法（特許文献３）や、ゴムチップを舗装体の表面に散布し転圧することで舗装に付着させる方法（特許文献４）などが知られている。
【特許文献３】特開２００５−１８８１４７号公報
【特許文献４】特開２００１−３２９５０３号公報
【０００９】
しかしながら、舗装体を構成する骨材として弾性骨材と硬質骨材とを用いる方法（特許文献３）は、舗装体の弾性変形量が大きいので、当該舗装体にセメントミルクを注入してセメント硬化体を形成した場合、セメント硬化体が舗装体の弾性変形に追随できずにひび割れを生じて飛散するという問題がある。
【００１０】
また、ゴムチップを舗装体の表面に散布し転圧することで舗装に付着させる方法（特許文献４）では、人や車の通行によって付着されたゴムチップ自体が舗装体から脱離しやすく、該ゴムチップによる効果が持続し難いという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、保水性舗装において六価クロムの溶出量を低減するとともに、すべり抵抗性を改善し、しかも充分な保水性能を発揮させることを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決すべく、本発明は、開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の空隙中にセメントミルクとして注入されるセメント組成物であって、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、保水性材料、及びゴム粉末を含有することを特徴とするセメント組成物を提供する。
また、好ましくは、前記セメント組成物中の前記ゴム粉末の割合が、５〜１５重量％であることを特徴とするセメント組成物を提供する。
【００１３】
また、本発明は、上述のようなセメント組成物と、水とが、水／粉体比５０〜１５０％で混合されてなることを特徴とするセメントミルクを提供する。
【００１４】
また、本発明は、アスファルト舗装又はコンクリート舗装の空隙中に、上述のようなセメントミルクが注入され、硬化してなることを特徴とする保水性舗装を提供する。
【００１５】
さらに、本発明は、開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の内部に、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、及び保水性材料を含有する第一のセメントミルクを注入した後、該開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の表層部に、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、保水性材料、及びゴム粉末を含有する第二のセメントミルクを注入することを特徴とする保水性舗装の施工方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装に注入するセメントミルク中にゴム粉末が含まれていることにより、表面に露出したゴム粉末によってすべり抵抗性が向上するとともに、ゴム粉末が含まれていることによってセメント硬化体の弾性率が高くなるため、人や車の通行によってセメント硬化体に応力が加わった際にも該セメント硬化体が弾性変形し、保水性材料の脱落および飛散を防止することができる。
【００１７】
また、セメント組成物中にゴム粉末がプレミックスされているため、該ゴム粉末自体もセメント硬化体中に保持されることとなり、脱落し難いという効果がある。
【００１８】
さらに、本発明によれば、該セメントミルクが硬化するまでの間に、セメントミルクとゴム粉末との比重差によってゴム粉末がセメントミルクの上方に浮上するため、セメント硬化体の表層部分に於けるゴム粉末の含有量が、他部分と比較して多くなるような濃度勾配が形成されることとなる。よって、保水性舗装の表層付近においてゴム粉末による上記のような効果が得られやすくなり、ゴム粉末の添加量が少ない場合であっても、すべり抵抗性が高く、保水性材料の脱落が少ない保水性舗装を得ることができる。
【００１９】
また、硫酸第一鉄及び高炉スラグ微粉末の作用によってセメント中に含まれる六価クロムが三価クロムに還元され、且つ安定化され、該三価クロムは、保水性材料中に固定化されることとなる。また、潜在水硬性材料である高炉スラグ微粉末は、セメント等のアルカリ成分によって刺激されて硬化するが、この高炉スラグ微粉末の硬化の際にも、クロムが取り込まれて固定化されることとなる。
従って、水／粉体比の高いセメントミルクを調製し、開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装に注入された場合であっても、保水性材料の脱落および飛散を防止することができ、該セメントからの六価クロムの溶出量を顕著に低減することができる。
【００２０】
以上のように、本発明によれば、すべり抵抗性が高く、保水性材料の脱落が少なく、六価クロム等の溶出量が少なく、しかも十分な保水性能を発揮しうる保水性舗装を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係るセメント組成物は、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、及び保水性材料を含有するものである。
本発明において用いられるセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、耐流酸塩ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメントなどの各種ポルトランドセメントが挙げられる。
【００２２】
本発明において用いられるゴム粉末については、特にその種類が限定される訳ではなく、各種のゴム材料の中から1種又は２種以上を選択して用いることができる。中でも、廃材の有効利用の観点から、廃タイヤや産業廃棄物として発生したゴム材料などを粉砕したものを好適に用いることができる。
【００２３】
該ゴム粉末の粒径は、特に限定されるものではないが、練り混ぜのし易さ、及び注入の確実性を高めるという観点から、０．１〜０．５ｍｍが好ましく、０．２〜０．３ｍｍがより好ましい。
【００２４】
また、該ゴム粉末は、セメントミルク中に於いて他成分との比重差により表層へと浮上させやすくする観点から、比重の小さいものが好ましい。具体的には、比重が０．９〜１．２であるゴム粉末が好ましく、斯かるゴム粉末として、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等の汎用ゴム、及びエチレンプロピレンゴム等の特殊ゴムを好適に使用しうる。
【００２５】
また、該ゴム粉末の含有量は、本発明のセメント組成物中に於いて８〜１５重量部とすることが好ましく、１０〜１２重量部とすることがより好ましい。
このような含有量でゴム粉末を含有させることにより、該セメント硬化体の強度低下を防止しつつ保水性材料の脱落を防止し、しかもすべり抵抗性の高い保水性舗装とすることが可能となる。
【００２６】
本発明において用いられる高炉スラグ微粉末としては、溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する高炉スラグであれば特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ６２０６の「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に規定された高炉スラグ微粉末や、ＪＩＳ  Ａ  ５０１１の「高炉スラグ骨材」に規定された高炉スラグ粗骨材又は高炉スラグ細骨材を粉砕したもの等を好適に使用することができる。
該高炉スラグ微粉末は単独では水和硬化しないが、セメント等のアルカリ成分の作用により水和硬化する性質、即ち、潜在水硬性を有する。本発明においては、還元された三価クロムを安定化させ、さらに、上述のような水和硬化作用によって該クロムを固定化し、保水性舗装等を構成するセメント硬化体からの溶出を抑制する。
【００２７】
高炉スラグ微粉末の添加量は、セメント組成物中２〜１０重量％とすることが好ましく、５〜７．５重量％とすることがより好ましい。
斯かる配合のセメント組成物によれば、六価クロムの溶出低減作用をより一層顕著に発揮しうるという優れた効果がある。
【００２８】
本発明において用いられる硫酸第一鉄としては、一水塩のもの、及び七水塩のもの、何れも使用することができる。特に、セメント組成物中に予め混合しておく場合には、セメントの変質が生じにくいという観点から、一水塩のものが好適に用いられる。
【００２９】
本発明のセメント組成物においては、セメント組成物中に硫酸第一鉄が０．１〜５重量％となるように配合することが好ましく、０．１〜１．０重量％となるように配合することがより好ましい。０．１重量％以上とすることにより、六価クロムを略確実に還元することができ、５重量％以下とすることにより、硬化体の強度低下を略確実に防止できるという効果がある。
【００３０】
特に、前記セメント組成物中の前記高炉スラグ微粉末の割合が２〜６重量％である場合には、硫酸第一鉄は、０．１〜５．０重量％とすることが好ましく、前記高炉スラグ微粉末の割合が６〜１０重量％である場合には、硫酸第一鉄は、０．１〜０．５重量％となるように配合することが好ましい。
【００３１】
また、本発明において用いられる保水性材料としては、ゼオライト、バーミキュライト、パーライトなどの無機鉱物系多孔質粉末や、シルト質粘土などの粘土系保水材、珪藻土、珪砂等を挙げることができ、特に、六価クロム等の溶出低減を図る観点から、ゼオライトを好適に使用することができる。
【００３２】
ゼオライトは、ケイ素（Ｓｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とが酸素（Ｏ）を介して結合し、このＳｉ−Ｏ−Ａｌ−Ｏ−Ｓｉの構造が三次元的に組み合わさった構造を有するものである。そして、アルミニウム（＋３価）とケイ素（＋４価）が酸素（−２価）を互いに共有し、ケイ素の周りが電気的に中性、アルミニウムの周りが−１価となる。従って、この負電荷を補償するためにゼオライトの骨格中に陽イオンが必要となる結果、六価や三価のクロムイオンがゼオライトの骨格中に積極的に吸着固定化されることとなる。
【００３３】
本発明のセメント組成物においては、前記セメント１００重量部に対してゼオライトを２０〜３００重量部配合することが好ましく、５０〜１６０重量部配合することがより好ましい。前記セメント１００重量部に対してゼオライトを２０〜３００重量部配合することにより、保水作用を発揮しつつ六価クロムの溶出量を大幅に低減しうるという優れた効果があり、また、前記セメント１００重量部に対してゼオライトを５０〜１６０重量部配合することにより、このような効果に加えて、さらに、全クロムの溶出量を顕著に低減しうるという極めて優れた効果を発揮する。
【００３４】
また、本発明に係るセメント組成物中には、本発明の作用効果を阻害しない範囲内において、他の成分を添加することができる。
他の成分の具体例としては、石灰石粉、シリカフューム、フライアッシュ等が挙げられる。石灰石粉としては、消石灰粉又は生石灰粉の何れを使用することもできる。石灰石粉の添加量は、セメント組成物中に０〜８重量％とすることが好ましく、２．５〜５重量％とすることがより好ましい。
【００３５】
本発明に係るセメントミルクは、上述のようなセメント組成物と水とを、水／粉体比が５０〜１５０％、より好ましくは６０〜１００％となるように混合してなるものである。ここで、水／粉体比とは、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄および保水性材料等の粉体成分の合計量に対する水の添加量（重量比）をいう。水／粉体比を５０〜１５０％とすることにより、該セメントミルクは、アスファルト舗装やコンクリート舗装の空隙中へ浸透させやすい流動性を有するものとなる。
【００３６】
本発明に係る保水性舗装は、開粒度アスファルト舗装やポーラスコンクリート舗装の空隙中に、上記のようなセメントミルクが浸透され、硬化してなるものである。
アスファルト舗装やコンクリート舗装としては、上記のようなセメントミルクを浸透させうるような空隙を有するものであれば特に限定されず、空隙率が通常１０％以上、好ましくは２０％以上、３０％以下のものであればよい。
【００３７】
本発明に係る保水性舗装の施工方法は、第一の実施形態として、上述のような配合よりなるセメントミルクを調製した後、該セメントミルクを開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の表面に塗布し、さらに該セメントミルクを該開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の空隙中へと浸透させることによって、該セメントミルクを開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装に注入し、これを硬化させる方法を挙げることができる。
セメントミルクの調製手段や、開粒度アスファルト舗装等表面への塗布手段等については、従来公知の種々の手段を採用することが可能である。
【００３８】
また、本発明に係る保水性舗装の施工方法は、第二の実施形態として、開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の内部に、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、及び保水性材料を含有し、水／粉体比が１００〜２００％である第一のセメントミルクを注入し、次いで、該開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の表層部に、セメント、高炉スラグ微粉末、硫酸第一鉄、保水性材料、及びゴム粉末を含有し、水／粉体比が５０〜１５０％であり且つ前記第一のセメントミルクよりも水／粉体比が小さい第二のセメントミルクを注入する方法が挙げられる。
【００３９】
該第二の実施形態においては、ゴム粉末を含有しない第一のセメントミルクは、好ましくは、前記開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の５０％〜８０体積％を占めるように、該開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の下層部へと注入する。
【００４０】
ここで、該第一のセメントミルクは、ゴム粉末を含有しない点を除き、他は前記セメントミルクと同様のものを使用することができ、より好ましくは、水／粉体比が１００〜１４０であるものを使用することができる。
【００４１】
その後、好ましくは該第一のセメントミルクが固まらないうち、具体的には、該第一のセメントミルクを打設し３０〜４０分経過した後に、ゴム粉末を含有した第二のセメントミルクを、前記開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の残りの空隙を埋めるように、該開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の表層部へと注入する。
【００４２】
ここで、該第二のセメントミルクとしては、前述したような、本発明に係るセメントミルクを使用することができ、より好ましくは、水／粉体比が６０〜１００であるものを使用しうる。
【００４３】
第二の実施形態に係る保水性舗装の施工方法によれば、開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の下層部分に、ゴム粉末を含有しない第一のセメントミルクを注入することにより、該開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装が該第一のセメントミルクによって高密度に充填されることとなる。そして、開粒度アスファルト舗装又はポーラスコンクリート舗装の表層部に、ゴム粉末を含有する第二のセメントミルクを注入することにより、舗装体の表層部分においては、ゴム粉末による作用、即ち、硬化体の弾性力向上による保水性材料の脱落防止作用、並びにゴム粉末自体によるすべり抵抗性の向上作用を発揮させることができる。
【００４４】
特に、第二のセメントミルクの水／結合材比を上記のような範囲とすることにより、硬化体の強度が高くなり、しかもセメントミルクとゴム粉末との比重差が拡大するため、より一層保水性材料の脱落防止とすべり抵抗性の向上を図ることが可能となる。
【実施例】
【００４５】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
【００４６】
普通ポルトランドセメントランド（住友大阪セメント社製）、ゼオライト（日東粉化工業社製、ＳＰ＃２３００）、石灰石粉（近江鉱業社製、ＬＰ２００）、高炉スラグ微粉末（名古屋エスメント社製）、硫酸第一鉄（試薬）およびゴム粉末（平均粒径０．２５ｍｍ、比重１．０５のブタジエンゴム）を下記表１に示す配合割合で混合し、セメントミルクＡ〜Ｅを調製した。
【００４７】
【表１】
2007270464.tif 000002
【００４８】
（圧縮強度試験）
内寸４ｃｍ×４ｃｍ、高さ１６ｃｍの型枠に、前記セメントミルクＡ乃至Ｅをそれぞれ打設し、材齢１日で脱型した後、材齢７日まで水中養生を行い、セメントミルクＡ乃至Ｅの硬化体を作成した。
次いで、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に規定された圧縮強さ試験に準じて試験を行った。結果を表３に示す。
【００４９】
（吸水率試験）
内寸４ｃｍ×４ｃｍ、高さ１６ｃｍの型枠に、同じく前記セメントミルクＡ乃至Ｅをそれぞれ打設し、材齢３日で脱型することによって供試体を作成した。該供試体を２４時間水中に浸漬させて吸水状態の重量（Ｗ1）を測定した後、６０℃の通風式乾燥機内に２４時間以上放置して乾燥させた状態の重量（Ｗ0）を測定し、次式に基づいて最大吸水率を算出した。
最大吸水率（％）＝（Ｗ1−Ｗ0）／Ｗ0×１００
結果を表３に示す。
【００５０】
（すべり抵抗試験）
粒径１３ｍｍ以下の粗骨材及びアスファルトを原材料として、寸法３０×３０×５ｃｍ、空隙率２０％の開粒度アスファルト平板を作成し、該アスファルト平板の側面をシールした後、前記セメントミルクＡ乃至Ｅを、下記表２に示す組み合わせにて下部２ｃｍに第一のセメントミルク、上部３ｃｍに第二のセメントミルクを注入することにより、供試体１乃至５を作成した。得られた各供試体のすべり抵抗として、舗装試験法便覧（（社）日本道路協会）に記載された振子式スキッドレジスタンステスターを用いた試験方法に基づいた試験を行った。
試験結果は、該振子式スキッドレジスタンステスターで測定されるすべり抵抗値「ＢＰＮ（British Pendulum Number）」として得た。
結果を表３に示す。
【００５１】
【表２】
2007270464.tif 000003
【００５２】
【表３】
2007270464.tif 000004
【００５３】
上記表３に示されたように、ゴム粉末を含有してなる試験体Ｎｏ．２〜５では、ゴム粉末を含有しない試験体Ｎｏ．１と比較して、圧縮強度の測定値およびすべり抵抗性の計測値（ＢＰＮ）が、大きく改善されていることが認められる。