(57)【要約】【課題】弾性舗装材の耐久性等の長期評価をより短時間で出すことができる、弾性舗装材の促進試験装置を提供する。【解決手段】板状の弾性舗装材Ｐを載置固定できる載置台１と、この載置台１をスライド往復させる往復駆動機２と、タイヤ状体Ｔ0 のトレッド部Ｔを転動自在に上記弾性舗装材Ｐに圧接する圧接機３とを備えている促進試験装置であって、上記タイヤ状体Ｔ0 には、そのトレッド部Ｔ以外の部分に、タイヤ状体Ｔ0 の転動軸回りの慣性モーメントを設定するフライホイールＷが備えられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の弾性舗装材を載置固定する載置台と、タイヤ状体のトレッド部を上記弾性舗装材に圧接する圧接機と、上記載置台および圧接機の少なくとも一方をスライド往復させる往復駆動機とを備えている促進試験装置であって、上記タイヤ状体には、そのトレッド部以外の部分に、タイヤ状体の転動軸回りの慣性モーメントを設定する重りが備えられていることを特徴とする、弾性舗装材の促進試験装置。
【請求項２】
上記重りが、タイヤ状体の側面に同軸的に設けられる円板状体ないし環状体である請求項１記載の、弾性舗装材の促進試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムチップ等の弾性骨材をバインダーで結合した弾性舗装材の促進試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車道，歩道，ゴルフ場の歩経路等の舗装路では、排水性や衝撃吸収性等を向上させるために、ゴムチップ等の弾性骨材を用いた弾性舗装材が用いられている（例えば、特許文献１参照）。この弾性舗装材は、廃棄タイヤ等の廃棄されるゴム製品を粉砕したり研削したり等して得られる粒状やひじき状等のゴムチップを、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂等のバインダーで結合したものである。その弾性舗装材の内部には、複数の微細な線状空隙路が形成されており、その空隙路により、透水性，排水性，吸音性，衝撃吸収性等を向上させている。さらに、雨天時のすべり防止を目的に、バインダーに硬質骨材（砂利や珪砂や樹脂粒体等）を分散含有させたものも用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
そして、本出願人は、このような弾性舗装材の耐久性等の長期評価を短時間で判断できる試験（促進試験）方法を提案し既に出願している（特許文献３参照）。この促進試験方法は、板状の弾性舗装材の表面に硬質粒体（珪砂や樹脂粒体等）と水とを散布し、その散布部分にタイヤ状体のトレッド部（接地部分）を圧接し、その状態でタイヤ状体を転動させ、弾性舗装材と相対的に往復運動させる方法である。
【特許文献１】特開平１１−３４３６０４号公報
【特許文献２】特開２００２−２１００８号公報
【特許文献３】特開２００５−２８３２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記促進試験方法において、長期評価の判断を出す時間の一層の短縮化が要請されており、この点で、なお改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、弾性舗装材の耐久性等の長期評価をより短時間で出すことができる、弾性舗装材の促進試験装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の弾性舗装材の促進試験装置は、板状の弾性舗装材を載置固定する載置台と、タイヤ状体のトレッド部を上記弾性舗装材に圧接する圧接機と、上記載置台および圧接機の少なくとも一方をスライド往復させる往復駆動機とを備えている促進試験装置であって、上記タイヤ状体には、そのトレッド部以外の部分に、タイヤ状体の転動軸回りの慣性モーメントを設定する重りが備えられているという構成をとる。
【０００７】
本発明者らは、弾性舗装材の耐久性等の長期評価をより短時間で出せるようにすべく、本出願人が提案し既に出願している上記特許文献３の発明を基に、弾性舗装材の促進試験装置について、鋭意研究を重ねた。その過程で、タイヤ状体の転動軸回りの慣性モーメントとトレッド部の面圧を特定の範囲とすると、弾性舗装材の摩耗が促進されることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、上記タイヤ状体と弾性舗装材との相対的な往復運動では、上記慣性モーメントと面圧とを特定の範囲に設定すると、それら慣性モーメントと面圧との相互作用により、往復運動の運動方向が変化した後も、しばらくの間は、タイヤ状体は、運動方向が変化する前の転動方向に転動し続け、タイヤ状体がスリップ（トレッド部と弾性舗装材とが摺動）した状態になる。このスリップにより、弾性舗装材の摩耗が適正に促進され、そのような促進試験方法を行った弾性舗装材の状態が、実際に路上にて使用した弾性舗装材の状態と、相関関係を有するようになる。
【０００９】
なお、本発明において、「タイヤ状体」とは、自動車等に装着されるタイヤだけでなく、円柱状体や円筒状体の外周面にタイヤのゴム材を周設しタイヤ状にしたもの等の、少なくともトレッド部（接地部分）がタイヤのゴム材と同等材で形成されているタイヤ形状（略円柱状または略円筒状）のものをいう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の弾性舗装材の促進試験装置は、上記タイヤ状体には、そのトレッド部以外の部分に、重りが備えられているため、その重りにより、タイヤ状体の転動軸回りの慣性モーメントを特定の範囲内に設定することができる。また、タイヤ状体のトレッド部を上記弾性舗装材に圧接する圧接機により、そのトレッド部の面圧を特定の範囲内に設定することができる。そして、これらの相互作用により、弾性舗装材の上記促進試験を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。但し、本発明は、これに限定されるわけではない。
【００１２】
図１は、本発明の弾性舗装材の促進試験装置の一実施の形態を示している。この促進試験装置は、フレーム（図示せず）に、弾性骨材をバインダー結合した板状の弾性舗装材Ｐを載置固定できる載置台１と、この載置台１をスライド往復させる往復駆動機２と、タイヤ状体Ｔ0 のトレッド部Ｔを転動自在に上記弾性舗装材Ｐに圧接する圧接機３と、上記弾性舗装材Ｐの表面に硬質粒体と水とをそれぞれ散布する各散布機４，５とが設けられている。
【００１３】
上記タイヤ状体Ｔ0 は、ゴム材からなる略円筒状のトレッド部Ｔと、このトレッド部Ｔの中空部に内嵌されるホイールと、このホイールの中心軸（タイヤ状体Ｔ0 の転動軸）に回転自在に設けられているシャフトＳと、上記ホイールの側面に着脱自在に装着される円板状のフライホイール（重り）Ｗとからなっている。そして、そのフライホイールＷにより、タイヤ状体Ｔ0 の転動軸回りの慣性モーメントが特定の範囲内に設定されるようになっている。また、上記シャフトＳの両端部は、雄ねじが螺刻されている。なお、上記トレッド部Ｔは、特に限定されないが、弾性舗装材Ｐに接地する部分であり、より正確な試験結果が得られるようにするためには、トレッド部Ｔの外周面全面が弾性舗装材Ｐに接地することが好ましく、その観点から、トレッド部Ｔの外周面には、溝が形成されていない方が好ましい。また、上記トレッド部Ｔは、弾性舗装材Ｐに圧接されるため、タイヤ状体Ｔ0 は、高荷重に対応することができ、しかも、その圧力を有効に作用させられることが好ましく、その観点から、タイヤ状体Ｔ0 は、ソリッドタイヤ（ホイールの外周面に直接トレッド部Ｔが形成されており、それらの間に空気層がないタイヤ）であることが好ましい。そして、タイヤ状体Ｔ0 の外径は、特に限定されないが、５〜１００ｃｍの範囲内が好ましい。また、トレッド部Ｔの幅も、特に限定されないが、１〜３０ｃｍの範囲内が好ましい。
【００１４】
上記硬質粒体としては、珪砂，砂利，樹脂粒体，金属粉等があげられ、その大きさは、評価する実際の路面の状況に応じて適宜設定され、均一なものであってもよいし、様々な大きさが混在したものであってもよい。通常、道路上に存在する砂等の大きさに設定される。
【００１５】
上記促進試験装置について、より詳しく説明すると、上記載置台１は、タイヤ状体Ｔ0 のトレッド部Ｔの通過路よりも広い略四角形の板状に形成されており、上記フレームに固定された一対のガイドレールＲに乗って矢印Ａ方向（往復方向）にスライド自在に設けられている。また、上記載置台１の一端の固定部には、下記往復駆動機２の接続ロッド２３が取り付けられる接続ピン１１が設けられている。
【００１６】
上記往復駆動機２は、駆動モータ２１と、この駆動モータ２１の動力により回転される円板クランク２２と、この円板クランク２２の偏心軸２２ａと上記載置台１の一端の接続ピン１１とを接続する接続ロッド２３とを備えている。そして、円板クランク２２の矢印Ｂ方向への回転により、上記載置台１がスライド往復するようになっている。なお、図１において、２４は、減速機である。
【００１７】
上記圧接機３は、タイヤ状体Ｔ0 を回転自在に固定するコ字状の固定部３１と、この固定部３１を上下させる油圧シリンダ３２とを備えている。上記固定部３１は、コ字状の開放端を下にして設けられており、コ字状の対面する２つの板材の下端中央に、上方に延びる切り欠き溝（図では隠れている）が形成されている。そして、上記タイヤ状体Ｔ0 の固定は、上記切り欠き溝の開放端からタイヤ状体Ｔ0 のシャフトＳを挿入し、ナットＮにより締め付けて固定する。
【００１８】
上記散布機４，５は、硬質粒体と水をそれぞれ収容する容器４１，５１と、この容器４１，５１の下部から硬質粒体と水をそれぞれ吐出させるノズル４２，５２と、その吐出量をそれぞれ調節する調節弁（図示せず）とを備えている。そして、ノズル４２，５２の先端は、上記弾性舗装材Ｐの表面とタイヤ状体Ｔ0 のトレッド部Ｔとが当接する領域の方向に向けられ、その領域に硬質粒体と水とがそれぞれ散布されるようになっている。
【００１９】
つぎに、上記促進試験装置を用いた促進試験方法について、より詳しく説明する。
【００２０】
まず、促進試験の対象となる板状の弾性舗装材Ｐを準備する。この弾性舗装材Ｐは、タイヤ状体Ｔ0 のトレッド部Ｔの通過路よりも広いものとする。そして、その弾性舗装材Ｐを劣化環境に晒して劣化させる。この劣化は、例えば、屋外曝露，キセノンウェザーメーターを用いた処理等により行われる。その時間は、特に限定されないが、長期評価をより正確に出すことができる観点から、屋外曝露は、６〜１２ヶ月程度、キセノンウェザーメーターによる処理は、２００〜１０００時間程度行われることが好ましい。なお、上記キセノンウェザーメーターによる処理としては、紫外線もしくはそれを含む光の照射，加熱・冷却，水の噴霧，水蒸気やオゾン雰囲気下に晒すこと等があげられ、その中の単独の処理もしくは２種類以上併せた処理が適宜行われる。
【００２１】
つぎに、上記弾性舗装材Ｐの４隅に貫通孔（図示せず）を形成し、各貫通孔にボルト（図示せず）を挿通し、そのボルトで上記弾性舗装材Ｐを載置台１に固定する。
【００２２】
ついで、上記圧接機３の固定部３１を下降させ、タイヤ状体Ｔ0 のトレッド部Ｔを弾性舗装材Ｐの表面に圧接する。このとき、上記油圧シリンダ３２の油圧設定により、弾性舗装材Ｐの表面とタイヤ状体Ｔ0 のトレッド部Ｔとの接地圧（トレッド部Ｔの面圧）を０．１〜１．０ＭＰａの範囲内に設定する。
【００２３】
その状態で、上記散布機４，５から硬質粒体と水とを散布するとともに、上記往復駆動機２を作動させ、上記載置台１とともに弾性舗装材Ｐをスライド往復させる。ここで、散布する硬質粒体の大きさは、摩耗を適正に促進させる観点から、平均粒径０．０１〜１．００ｍｍの範囲内に設定することが好ましく、その散布量も、同様の観点から、１時間，５００ｃｍ2 当り１〜３００ｇの範囲内とすることが好ましい。また、水の散布量も、同様の観点から、１時間，５００ｃｍ2 当り５０〜５００ｃｍ3 の範囲内とすることが好ましい。そして、上記スライド往復の１往復の長さは、特に限定されないが、タイヤ状体Ｔ0 の転動量を適正にし摩耗を適正に促進させる観点から、１００〜１０００ｍｍの範囲内が好ましい。また、１時間当りの往復回数（往復速さ）も、特に限定されないが、タイヤ状体Ｔ0 の回転の勢いを適正につけることができ摩耗を適正に促進させる観点から、１０００〜１００００回／時間の範囲内が好ましい。
【００２４】
そして、上記スライド往復を特定回数行った後、弾性舗装材Ｐを上記載置台１から取り外し、その弾性舗装材Ｐの表面の摩耗状態等を評価する。その評価によると、弾性舗装材Ｐの表面の摩耗状態や摩擦係数等は、往復回数に応じてより短時間で、実際の長期使用と略同程度になっている。その理由は、つぎのようになっている。すなわち、上記タイヤ状体Ｔ0 の慣性モーメントと面圧とを上記特定の範囲内に設定することにより、上記弾性舗装材Ｐのスライド往復では、そのスライド方向が変化した後も、しばらくの間は、タイヤ状体Ｔ0 は、スライド方向が変化する前の転動方向に転動し続け、タイヤ状体Ｔ0 がスリップした状態になる。このスリップにより、弾性舗装材Ｐの摩耗が適正に促進され、その摩耗した弾性舗装材Ｐの状態と、実際に路上にて使用した弾性舗装材の状態とが、相関関係を有するようになる。
【００２５】
このように、上記促進試験を行うと、スライド往復の回数と、実際に路上にて使用した期間とに相関関係があるものとなるため、その期間の長期評価を、そのスライド往復の回数に要した短時間で判断することができる。
【００２６】
特に、この実施の形態のように、弾性舗装材Ｐを屋外曝露やキセノンウェザーメーターを用いた処理等により劣化環境に晒して劣化させると、屋外での実使用の条件に近くなるため、屋外での使用を想定した試験結果を得ることができる。
【００２７】
なお、上記実施の形態では、タイヤ状体Ｔ0 の転動軸回りの慣性モーメントの設定を、円板状のフライホイールＷをホイールの側面に装着することにより行ったが、その慣性モーメントの設定方法は、これに限定されるものではなく、例えば、つぎのような設定方法があげられる。すなわち、フライホイールＷとして円板状のものに貫通孔が形成されたものを用いる方法、環状のものを用いる方法、ホイールの内周面に筒状ないし環状の重りを同軸的に装着する方法、ホイールとして中実のものを用いる方法等である。また、これらの設定方法のうち２つ以上を組み合わせてもよい。
【００２８】
また、上記実施の形態では、弾性舗装材Ｐのスライド往復に先立って、弾性舗装材Ｐを劣化環境に晒したが、スライド往復させている最中に、劣化環境に晒してもよいし、その両方を行ってもよい。このように弾性舗装材Ｐを劣化環境に晒す目的は、屋外での実使用の条件に近づけるためであり、屋内での実使用を想定する場合等には、上記劣化環境に晒さなくてもよい。
【００２９】
さらに、上記実施の形態では、載置台１をスライド往復させるようにしたが、他でもよく、例えば、タイヤ状体Ｔ0 を回転自在に固定した圧接機３をスライド往復させるようにしてもよいし、または、載置台１と圧接機３の両方をスライド往復させるようにしてもよい。また、上記圧接機３の油圧シリンダに代えて、エアシリンダを用いてもよい。
【００３０】
また、上記実施の形態では、硬質粒体および水の散布を散布機４，５を用いて行ったが、手動で行ってもよく、その場合は、散布機４，５を設けなくてもよい。
【００３１】
つぎに、実施例について従来例および比較例と併せて説明する。
【実施例１】
【００３２】
まず、促進試験の対象となる弾性舗装材を下記に示すように準備した。
【００３３】
〔弾性舗装材の形成材料〕
ひじき状ゴムチップ（平均厚み：１ｍｍ程度、平均長さ：１０ｍｍ程度）１００重量部（以下「部」と略す）に対して、ウレタンバインダー〔４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）＋ポリブタジエン（ＰＢ）〕３０部と、ＳｉＣ粒子シナノランダムＧＣ（Ｆ１２０）４０部とを配合して攪拌混合した。
【００３４】
〔弾性舗装材の作製〕
空隙率が４０％となるよう、上記形成材料を秤量し、金型に投入した。そして、加熱圧縮（１５０℃×３０分間）することにより、板状（４００ｍｍ×４００ｍｍ×３０ｍｍ）に成形し、促進試験の対象となる弾性舗装材を得た。
【００３５】
〔促進試験〕
そして、上記実施の形態と同様にして、つぎのような条件下で促進試験を行った。すなわち、タイヤ状体としては、ソリッドタイヤ（外径３６．３ｃｍ、接地幅１４．２ｃｍ）を用い、そのホイールの側面に円板状のフライホイールを装着することにより、転動軸回りの慣性モーメントを０．６８ｋｇ・ｍ2 に設定した。この慣性モーメントは、計算により算出した。また、油圧シリンダの油圧設定により、弾性舗装材の表面にタイヤ状体のトレッド部を圧接させた状態におけるトレッド部の面圧を０．５ＭＰａに設定した。また、スライド往復の１往復の長さを４５０ｍｍ、往復回数を１時間当り５０００回とした。また、散布する硬質粒体として、平均粒径０．２ｍｍの７号珪砂を用い、その散布量は、試験開始時と往復回数５０００回毎に、５００ｃｍ2 当り２０ｇとした。また、水の散布量も、試験開始時と往復回数５０００回毎に、５００ｃｍ2 当り１００ｃｍ3 とした。
【実施例２】
【００３６】
上記実施例１において、フライホイールを取り替えることにより、タイヤ状体の転動軸回りの慣性モーメントを０．８０ｋｇ・ｍ2 に設定した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【００３７】
〔比較例１〕
上記実施例１において、フライホイールを外すことにより、タイヤ状体の転動軸回りの慣性モーメントを０．５５ｋｇ・ｍ2 に設定した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【００３８】
〔比較例２〕
上記比較例１と同様に、フライホイールを外すことにより、タイヤ状体の転動軸回りの慣性モーメントを０．５５ｋｇ・ｍ2 に設定した。また、油圧シリンダの油圧設定を変えることにより、トレッド部の面圧を０．７ＭＰａに設定した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【００３９】
〔すべり摩擦係数の測定〕
実施例１，２および比較例１，２の各弾性舗装材のすべり摩擦係数（ＲＳＮ：Rolling Skid Number ）を、上記促進試験実施の前と、往復回数２４万回で測定した。その結果、促進試験実施の前のすべり摩擦係数は、いずれも０．５２であった。そして、往復回数２４万回でのすべり摩擦係数は、実施例１が０．３６、実施例２が０．３３、比較例１が０．４３、比較例２が０．４１であった。なお、この測定は、ＤＦ（Dynamic Friction）テスター（日邦産業社製）を用いて、ＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials）Ｅ１９１１−９８に準じて行った。また、上記摩擦係数（ＲＳＮ）は、６０ｋｍ／ｈ時の値をとった。
【００４０】
〔従来例１〕
上記実施例１における弾性舗装材を、実際の道路〔大型車（１０〜１５ｔ）が１ヶ月当り約２千台、中型車（５〜８ｔ）が１ヶ月当り約３千台、および小型車（１〜２ｔ）が１ヶ月当り約１万台走行する道路〕に敷設し、そのすべり摩擦係数を、敷設直後，１ヶ月後，３ヶ月後，６ヶ月後，８ヶ月後，１０ヶ月後および１２ヶ月後に測定した。この測定は、弾性舗装材上で上記ＤＦテスターを用い、上記と同様にして行った。その結果は、図２に示すグラフのようになった。
【００４１】
上記すべり摩擦係数の測定値および図２に示すグラフから、スライド往復回数２４万回は、実施例１の促進試験では、実際の使用（従来例１）の１０ヶ月と相関関係があり、実施例２の促進試験では、実際の使用（従来例１）の１２ヶ月と相関関係があることがわかる。これに対して、比較例１の促進試験では、実際の使用（従来例１）の７ヶ月と相関関係があり、比較例２の促進試験では、実際の使用（従来例１）の７ヶ月と相関関係があることがわかる。すなわち、比較例１，２の促進試験では、上記スライド往復回数２４万回では、実施例１，２のすべり摩擦係数に至らず、実施例１，２よりも促進試験に時間を要することがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
弾性舗装材の耐久性等の長期評価を、短時間で出すことができるようになり、弾性舗装材の改良や開発に要する時間をより短縮することができる。さらに、弾性舗装材の寿命予測がより短時間でできるようになり、その保守や管理が一層容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の促進試験装置の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】従来例１のすべり摩擦係数の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１：載置台
２：往復駆動機
３：圧接機
Ｐ  弾性舗装材
Ｔ0   タイヤ状体
Ｔ  トレッド部
Ｗ  フライホイール
【図１】
2007278829.tif 000003
【図２】
2007278829.tif 000004