(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸・アルカリ中和反応で気泡を発生する酸性化合物と塩基性化合物の組合せの一方の化合物を、土砂類で詰まった連続空隙をもつ排水性舗装体の表面に散布して連続空隙内に浸透させた後、他方の化合物を散布し、舗装体内で中和反応に伴う気泡を発生させ、連続空隙に詰まっている土砂類を壊砕することを特徴とする排水性舗装の機能回復方法。
【請求項２】
酸性化合物がＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３、蓚酸、酒石酸または酢酸であり、塩基性化合物がＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３またはＣａＣＯ３である請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに高圧水による洗浄を行う請求項１または２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水性舗装の機能の回復および回復のための前処理の方法に関する。さらに詳しくは排水性舗装体内の空隙中に降下し固着した土砂・粉塵（以下土砂類と称する）を単独で、あるいは水の噴流およびそれに伴う吸引除去と併用して、固化した土砂類を壊砕し、除去を容易ならしめるために、酸・アルカリ中和反応に伴って発生する気泡を利用する方法である。
【０００２】
【従来の技術】
排水性舗装は、舗装体内を雨水が通過できる程度に空隙を持たせることによって、道路表面の雨水を舗装体内を通して路肩に排除し、道路表面の水膜形成を防ぐことによってハイドロプレーニング現象の緩和、水はね、水しぶきの緩和、雨天夜間のヘッドライトによる路面反射を緩和し、車の走行安全性を確保する技術である。
この舗装は同時にタイヤと路面の接触による発生音を抑制し、また舗装体空隙内への吸音により交通騒音の低減効果もある。
排水性舗装は、上述の通りの効果をもち日本の道路事情にも適合するため、施工面積も平成５年度で累計２００万ｍ2、平成８年度末で累計８００万ｍ2と増加している。
排水性舗装には上述の特徴を持たせるため骨材およびバインダーの配合を工夫して、１５〜２７％程度の空隙を持たせているが、供用に伴い路面に降下する粉塵、車輛が持ち込む土砂などによって空隙を閉塞させ、次第に当初の表面排水性能・騒音抑制機能を失っていくという問題がある。
これらの機能の回復方法は従来から、高圧水による洗浄、超音波振動による洗浄、過酸化水素水よる洗浄、高圧水洗浄と真空吸引の併用等、様々な方法が試みられている。
超音波振動による洗浄は、目詰まりした土砂の壊砕を超音波の振動によって図ったものだが、その効果は明確ではない。
高圧水による洗浄は効果が認められ、真空吸引と併用して機能回復を図る排水性舗装機能回復車が開発され、一定の効果が得られている。しかし、高圧水は道路表面からしか噴射できないので、排水性舗装深部の土砂類の壊砕には不向きである。
過酸化水素水による洗浄は、土砂類との接触により過酸化水素が分解し、発生する気体酸素の圧力で土砂の壊砕を図るもので、過酸化水素水が目詰まりした土砂類中に浸透しつつ気泡を発生するという意味では、高圧水噴射の欠点を補う効果があるが、浸透中に土砂との接触により分解を始め、深部においては気体の発生能が低下した状態となるため効果が十分でない。また壊砕効果を得るのに十分な濃度の過酸化水素水は、人体に対して強い刺激作用があり公道に適用することはできない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記高圧水噴射の欠点を補い、また過酸化水素水のもつ生体への影響を除いた発泡助剤を用い、更にまた発泡の開始する場所を巧みに制御することによって、従来不可能と考えられていた排水性舗装体内深部の固着土砂をも容易に効率よく壊砕し、これによって排水性舗装機能回復装置の目詰まり除去効率を飛躍的に向上させようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
排水性舗装の目詰まりは、舗装体内に無秩序かつ連続的に存在する空隙の深部に、土砂類が雨水の流れとともに浸入し捕捉されて生ずると考えられる。この土砂類は水分の自然排除および乾燥によって空隙内壁面に固着し除去を困難にする。
本発明者らはこの固着した土砂類を壊砕する効果的な方法を検討する目的で、目詰まりがどのように進行するかを実験によって確認することとした。
この方法として、供試体中の連続空隙体積に相当する量の乾燥黒土（０．４ｍｍふるい下）をスラリー状にして強制的に充填させ、一定水頭差で透水量の変化、土砂類の流出の状況を調べた。
その結果、定水位で清水を通水したにもかかわらず、時間の経過とともに一方では土砂類が流出し一方では透水係数が低下するという現象（図１）が見られた。これは空隙の隘路部に比較的大きい粒子が捕捉され、通水とともにその上に順次微細な粒子が積層し、一方その下流側の土砂類は排出されていくために起こる現象と推定された。
これを模式的に示すと、図２に示すように、舗装体内にある多数の連続する空隙の大部分が、ごく短い土砂類の閉塞部分により区分けされている状態として表すことができる。
このことは、その閉塞部分を個別に破壊してやれば、ブリッジ化していた土砂類が一気に排出され、排水機能が回復する。
【０００５】
さて、舗装体中の網目状空隙のあちこちに土砂類で形成される短い閉塞部分（これを土砂膜と呼ぶ）は、物理的に破砕していくことは実際上不可能であり、何らかの方法で一括して土砂膜を壊砕除去する必要がある。
この方法として通常用いられるのが、高圧水を利用した排水性舗装機能回復装置である。この装置の作動原理は次の通りである。
すなわち、通常、１５〜２７％の空隙率で、２〜５ｃｍの厚みを持つ排水性舗装体の表面から８〜５０ｋｇ／ｃｍ2 の高圧水を噴射して土砂膜を壊砕し土砂類を洗い出す。引き続いて噴射洗浄後の水を吸引除去して、舗装体内の土砂類を系から取り除く。
排水性舗装の新規舗設時の定水位透水係数は、通常１×１０0 〜１×１０-2ｃｍ／ｓである。
目詰まり状態における透水係数は舗装体の空隙率、供用期間、供用の部分（わだち部、非わだち部）などの条件により大きく異なるが、目詰まりの激しい部分では１〜２年の間に１×１０-2ｃｍ／ｓ以下にまで低下する。
目詰まり回復作業は、騒音低減効果の低下等により必要な時期が判断されるが、一般に透水係数が１×１０-2ｃｍ／ｓ以下が目安となる。高圧水洗浄による機能回復度は、報告されているデータが少なくまた回復の度合いもまちまちであるが、０．５〜１．０×１０-2ｃｍ／ｓ程度に低下した舗装体の場合、回復率は洗浄前後で１０〜５０％のことが多い。
高圧水を利用した排水性舗装機能回復装置の実施上の限界として次の点があげられる。
１  舗装体表面上からの高圧水噴射のため、舗装体内で水流が周囲の空隙に逸散し舗装体深部の土砂膜にとどかない。
２  ひとつの連続空隙中に土砂膜が何重にも連なっている場合には、順次上流側から壊砕されなければならず、結果として同一連続空隙の全経路開通に至らない場合がある。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決する手段を提供するものであり、具体的には、酸・アルカリ中和反応に伴って発生する気泡を利用して排水性舗装体内の空隙に詰まった土砂類を壊砕することを特徴とする排水性舗装の機能回復方法である。
本発明は酸・アルカリ中和反応に伴って発生する気体により土砂膜を壊砕するものであり、通常中和反応に供される酸性化合物または塩基性化合物の一方を目詰まりした舗装体に散布しその空隙に浸透させた後、中和反応の他方の成分である塩基性物質または酸性化合物を散布して土砂膜内及びその近傍にて中和反応に伴う気体を発生させる。
用いる酸および塩基性化合物は中和反応に伴って気体を発生するものであれば、従来知られた適宜の有機化合物または無機化合物を用いることができるが、舗装体の空隙への浸透性、取り扱い易さなどから液状、就中水溶液の状態で用いることができる化合物が好ましい。発生する気体としては無害な気体である炭酸ガスや窒素ガスが好ましい。
【０００７】
これらの観点から好ましい酸性化合物および塩基性化合物を例示すると、酸性化合物としてはＨＣｌ、Ｈ2 ＳＯ4 、ＨＮＯ3 、蓚酸、酒石酸、酢酸等が、また塩基性化合物としてはＮａＨＣＯ3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＫＨＣＯ3 、Ｋ2 ＣＯ3 、ＣａＣＯ3 等がある。
一般にこれらの酸または塩基性化合物は土砂類に対して十分な浸透力があるから、目詰まりした空隙の内部に速やかに浸透し、舗装体深部や連続空隙中に形成される多重の土砂膜層内部にも比較的速やかに到達する。
以後、最初に散布する成分を第１液と称し、その後に中和用に散布する成分を第２液と称して説明する。第１液と第２液は中和反応に過不足が生じないようできるだけ当量関係で用いることが望ましい。
【０００８】
第１液の散布後第２液の散布に至るまでの時間は、任意にとることができる。第１液散布後、十分時間をとれば空隙内部で散布液が濃縮し、有効成分のみを残存させることもできる。
前記したように第１液、第２液共水溶液の形で用いることが望ましい。その際の濃度も特に制限はなく自由に選ぶことができる。第１液の濃度を小さく散布液量を多くすると、舗装体表面近傍での気泡の発生が多くなり、表面の土砂膜の壊砕に適する。濃度を上げ散布液量を少なくすれば、有効成分が局所に集中する。尚上記に例示した塩基性化合物のように常温で固体で溶解度に制限のある化合物の場合にはしばしば飽和濃度またはそれに近い濃度で用いることが好ましい。通常用いられる濃度は５〜３０％程度である。
第１液と第２液の散布は、数回に分けて実施することができる。
特に第２液の散布を数回に分けることにより気泡の発生速度と発生する部位を調整することができる。
第１液と第２液の散布の順序は交換することができる。
第１液と第２液の組み合わせを選定するに当たっては、土砂膜に対する破砕の効果（化合物水溶液単位重量あたりの気泡の発生量、化合物の水に対する溶解度、生成する気体の種類等）、使用する化合物または化合物水溶液の環境や人体に対する影響度合い、使用後残存する物質の舗装機能に対する影響などを考慮する必要があるが、これらは簡単な実験等により適宜確認しうる。
【０００９】
実用的見地からは第１液として塩基性化合物の水溶液を用いることが好ましく、特に入手が容易なこと、水に溶けやすく散布液量あたりの気体発生量が大きいことから炭酸ナトリウム（Ｎａ2 ＣＯ3 ）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3 ）などの水溶液を用いることが好ましい。
これらの化合物は高濃度においても人体に対する影響は軽微である。
第２液としては第１液との組み合わせで沈澱の生成等により排水性舗装の機能を阻害しないものを選択すべきである。安価であること、容易に入手可能であることから、塩酸、蓚酸などを使うことが好ましい。塩酸は、人体への影響度の小さい希塩酸を使用することが好ましい。
第１液として炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムまたは炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）の水溶液を、第２液として希塩酸を用いた場合には、中和後生成する塩を、通常融雪剤として道路に散布する薬剤と同一の化合物種とすることができる。
【００１０】
本発明方法は既存の目詰まり回復機能装置と組合せることも可能であり、その場合には既存の装置の機能回復効率を向上させる方法としても位置づけることができる。特に従来から一般的に用いられている高圧水による洗浄および必要に応じそれに引き続いての真空吸引を行なった場合にはその効果が一層促進される。いずれにせよ本発明方法を排水性舗装の機能を回復させる際の必須工程として用いることにより、従来達成できなかった高い効率をもってその目的を達成することが可能となったのである。
【００１１】
【実施例】
実施例１：
（新規供試体の調製並びに定水位透水係数の測定）
空隙率を２３％となるように調製した開粒度アスファルト混合物のマーシャル供試体を作製し、水頭差１０ｃｍで定水位透水係数を測定した。
（目詰まり供試体の調製並びに定水位透水係数の測定）
この供試体に、排水性舗装上の目詰まり物質に相当する土（園芸用黒土を６０℃で２４時間乾燥後、０．４ｍｍのふるいで分けたふるい下を用いた、以下目詰め土と呼ぶ）を少量の水と混ぜ合わせ、スラリー状にして流し込んだ。
供試体表面に余剰の目詰まり土が残る状態でよく震盪した後、６０℃で２４時間乾燥した。
表面の目詰まり土をていねいに刷毛で除去した後、定水位透水係数を水頭差１０ｃｍで測定した。
定水位透水係数は、値の安定する通水後１０分の値で求めた。
（差圧付与洗浄）
比較のためあらかじめ、機能回復装置を想定して供試体の上底面に５０ｃｍの水頭差を１５分かけた後の定水位透水係数の測定も行なった。水頭差５０ｃｍ、１５分の差圧の付与は、機能回復装置の機能の原理から、機能回復装置での洗浄効果を代表する値と判断した。
（気泡洗浄）
《発泡剤の調製》
第１液：炭酸水素ナトリウム２０ｇに２００ｃｃの水を加え、よく攪拌し上澄み液を用いた。
第２液：蓚酸２０ｇに２００ｃｃの水を加え、よく攪拌し、上澄み液を用いた。
《洗浄》
洗浄に供した供試体は、差圧付与洗浄後定水位透水係数を測定したものを６０℃で２４時間乾燥させて用いた。
第１液を供試体上面に均一に、供試体底面から散布液が十分に漏出するまで散布した。
１０分間静置後、第２液を上面から均一に散布した。散布は発泡がなくなるまで行ない、これを中和の完了と判定した。
（洗浄後の供試体の定水位透水係数の測定）
気泡洗浄した供試体は、土砂膜の壊砕によって表面に浮き上がった土砂を流水で軽く流した後、透水係数の測定に供した。
差圧付与洗浄では１．５倍までにしか回復できなかった目詰まりが気泡洗浄することにより、７．４倍の透水性能を持つまでに回復している。
空隙率が小さいので、排水性舗装としての性能を十分に確保するところまで機能が回復していないが、頑固な目詰まりに対しての気泡洗浄の効果を示している。
【００１２】
実施例２：
実施例１において新規供試体の空隙率を２５％とした例である。
【００１３】
実施例３：
実施例１において新規供試体の空隙率を２７％とした例である。
【００１４】
実施例４：
実施例２において新規供試体の空隙率を２５％としたまま、連続空隙率をかえたものの例である。
【００１５】
実施例５：
実施例３において新規供試体の空隙率を２７％としたまま、連続空隙率をかえたものの例である。
【００１６】
実施例６：
実施例２において発泡剤を次のとおりとした場合の例である。
第１液：炭酸ナトリウム１５重量％水溶液
第２液：希塩酸（２規定）
【００１７】
実施例７：
実施例２において差圧付与洗浄を行なわずに気泡洗浄を実施した例である。
【００１８】
比較例１：
実施例７と同一条件で調製し、同一方法で目詰まり行なわせた供試体について、差圧付与洗浄のみを行った例である。
【００１９】
比較例２：
実施例２において、気泡洗浄をおこなう薬剤を過酸化水素水とし、次の方法で洗浄を行った例である。
６％過酸化水素水を供試体上面に均一に、供試体底面から散布液が十分に漏出するまで散布し、５分間静置後過酸化水素分解酵素を約１０ｃｃ散布し、続いて気泡の発生がなくなるまで１５分間静置した。
洗浄に用いた供試体は、差圧付与洗浄後定水位透水係数を測定、６０℃で２４時間乾燥させたものを用いた。
【００２０】
比較例３：
実施例２において、気泡洗浄を次の方法による超音波洗浄に置き換えて洗浄を行った例である。
差圧付与洗浄後定水位透水係数を測定した供試体を、６０℃で２４時間乾燥したのち、超音波洗浄器（２３５×１３５×１０２、発信周波数４７ＫＨｚ、出力１２５Ｗ、ブランソン社製）にて５分加振した。
さらに、差圧付与洗浄（水頭差５０ｃｍ、１５分の差圧の付与）を実施した上で定水位透水係数を測定した。
結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】排水性舗装の透水係数の経時変化の一例を示すグラフ。
【図２】排水性舗装の目詰まり状況を示す模式断面図。
【図１】
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【図２】
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