(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質コンクリートを成形し、多孔質コンクリート成形体の空隙中にセメントと多孔質フィラーとを混合したスラリー状充填材を注入し、前記コンクリートは、空隙率が１５％乃至３０％の透水性アスファルトコンクリートであり、前記スラリー状充填材は、前記セメントと前記多孔質フィラーとの重量比が、前記セメント１００部に対して多孔質フィラーが２５部乃至６５部であり、Ｐロート試験で９秒乃至１５秒間粘度を調整してあり、前記多孔質フィラーは、吸水率が１００％以上、粒径が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする保水性舗装体の形成方法。
【請求項２】
成形された多孔質コンクリートの空隙中に、セメントと多孔質フィラーとを混合したスラリー状充填材を注入し、前記コンクリートは、空隙率が１５％乃至３０％の透水性アスファルトコンクリートであり、前記スラリー状充填材は、前記セメントと前記多孔質フィラーとの重量比が、前記セメント１００部に対して多孔質フィラーが２５部乃至６５部であり、Ｐロート試験で９秒乃至１５秒間粘度を調整してあり、前記多孔質フィラーは、吸水率が１００％以上、粒径が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする保水性舗装体。
【請求項３】
前記セメントは、発泡セメントであることを特徴とする請求項２に記載の保水性舗装体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な空隙中に保水性の高い物質を充填することにより、路面温度の上昇を抑制する保水性舗装体の形成方法及び保水性舗装体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市部では地表面の多くが建造物又は舗装道路等の人工物で覆われており、これらが日中に太陽エネルギーを吸収し熱せられて環境温度が上昇するいわゆるヒートアイランド現象が問題となっている。
【０００３】
この対策として従来、▲１▼保水性を有するセラミックタイル又はセラミックブロックを用いた舗装体▲２▼半たわみ性舗装の注入グラウトとして多量の余剰水分を含むセメントペーストに鉱物質微粉末（シルト材）を混入したものを用い、注入材が硬化乾燥することで、水分が存在していた箇所に微細空隙を得るようにしたもの、等舗装体にミクロな連続空隙を生じさせ当該連続空隙内に降雨時等における水分を保水し、さらに毛管上昇作用により、舗装体に保水した水分を舗装体表面に移動し、舗装体表面にて水分を蒸発させることによって舗装体の表面温度上昇を抑制しようとするものである。
【０００４】
さらに、本願出願人が特願平１０−２８３０９号で示したようにシルト質及び粘土質の土を０．０７４から〜２．００ｍｍの粒度、所謂砂の粒度に加工し透水性舗装体、排水性舗装体等マクロな連続空隙を有する舗装体の空隙中に充填することにより、適度な透水性を有し降雨等の水分を素早く舗装体内に取り込み、砂の間隙の毛管上昇を利用し、舗装体中の空隙又は砂の間隙に保水した水分を舗装体表面へ移動させ、舗装体の表面温度上昇を抑制した舗装体等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、セラミックタイル又はセラミックブロックを用いた舗装体では、連続した舗装体を得ることができないので、歩道用舗装体としては利用することはできるが車道舗装体には適用が困難であるという問題があった。またセメントペーストの水分を余剰にし、硬化させた舗装体では、舗装体の構造にミクロな連続空隙が生じその強度には問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは保水能力及び温度上昇抑制効果を低下させることなく連続した舗装体を得ることができ、またセメントペーストの強度を上昇させ、車道においても耐え得る保水性舗装体の形成方法及び保水性舗装体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る保水性舗装体の形成方法は、多孔質コンクリートを成形し、多孔質コンクリート成形体の空隙中にセメントと多孔質フィラーとを混合したスラリー状充填材を注入し、前記コンクリートは、空隙率が１５％乃至３０％の透水性アスファルトコンクリートであり、前記スラリー状充填材は、前記セメントと前記多孔質フィラーとの重量比が、前記セメント１００部に対して多孔質フィラーが２５部乃至６５部であり、Ｐロート試験で９秒乃至１５秒間粘度を調整してあり、前記多孔質フィラーは、吸水率が１００％以上、粒径が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る保水性舗装体は、成形された多孔質コンクリートの空隙中に、セメントと多孔質フィラーとを混合したスラリー状充填材を注入し、前記コンクリートは、空隙率が１５％乃至３０％の透水性アスファルトコンクリートであり、前記スラリー状充填材は、前記セメントと前記多孔質フィラーとの重量比が、前記セメント１００部に対して多孔質フィラーが２５部乃至６５部であり、Ｐロート試験で９秒乃至１５秒間粘度を調整してあり、前記多孔質フィラーは、吸水率が１００％以上、粒径が１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、セメントと吸水率が非常に高い多孔質フィラーとを配合したスラリー状充填材をつくり、そしてこのスラリー状充填材を成型された多孔質コンクリートの空隙内に注入するようにしたので、保水能力の向上により路面の温度上昇を抑制することができ、また車道用としても使用可能な強度の高い保水性舗装体の形成方法及び保水性舗装体を提供することができる。さらに、本発明による保水性舗装体を用いることによって夏期の路面温度上昇を抑え都市部のヒートアイランド現象を緩和することができる。
【００１１】
吸水率を向上させるためにはより多くの多孔質フィラーを添加するのが好ましいが、過度の添加は強度上問題がある。そこで、第３発明にあっては、充填材としての多孔質フィラーを重量比でセメント１００部に対して６５部以下にするようにして曲げ強度及び圧縮強度を確保するようにした。また、充填材としての多孔質フィラーを重量比でセメント１００部に対して２５部以上にするようにして吸水機能を確保するようにした。同様に強度を確保すべく透水性アスファルトコンクリートの空隙率は３０％以下、粘度はＰロート試験で１５秒以下とし、吸水機能を確保すべく透水性アスファルトコンクリートの空隙率は１５％以上、粘度はＰロート試験で９秒以上とするようにしたので、保水能力が高く、車道用としても使用可能な強度の高い保水性舗装体を提供することができる。
【００１８】
本発明にあっては、充填材として、砂（粒径７５μｍ〜２ｍｍ）及びシルト材（粒径５μｍ〜７５μｍ）よりも更に小径の粘土に分類される粒径が１μｍ以上５μｍ以下の多孔質フィラーを用いる。多孔質フィラーは吸水率が１００％以上と非常に高いので保水能力の高い保水性舗装体を提供することができる。
【００１９】
本発明に係る保水性舗装体は、前記セメントが、発泡セメントであることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、セメントに発泡材を加えた発泡セメントを用いる。発泡セメントは通常のセメント（早強セメント）と比較して微細な空隙を多く有するため、保水性が高い。したがって、多孔質フィラーの保水能力と相俟って更に保水性の高い保水性舗装体を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００２２】
実施の形態１
図１は多孔質フィラー（図示せず）を充填材４として使用した保水性舗装体１の構造を示す模式的断面図である。図中１は本発明に係る保水性舗装体である。保水性舗装体１はアスファルト３によって結合された砂利等の骨材２で構成されている。この骨材２、２…の隙間には、セメントに多孔質フィラーを分散させてスラリー状にした充填材４が注入されている。
【００２３】
多孔質フィラーとはセピオライト、ケイソウ土又はアラゴナイト質針柱状炭酸カルシウムの一次粒子が３次元的に不規則に絡み合ったウニ状又はマリモ状の多孔質炭酸カルシウム等であって数10-10 ｍ〜数百10-10 ｍの細孔を無数に備えた高吸水率を有する吸着性フィラーと称される鉱物をいう。通常多孔質フィラーは吸水率が１００％を上回るものであるが、吸水率が高くても例えばシリカゲルの如く１００℃以上の温度を加えないと水分を放出しない材料は良好な水分の蒸発が得られず好ましくない。また、吸水によって体積変化を起こす、例えばベントナイト等は強度低下をもたらすこととなり好ましくない。
【００２４】
表１に今回の試験に用いる多孔質フィラーの種類及び性状を示す。
【００２５】
【表１】
0004005759.tif 000002
【００２６】
表１に示すとおり、吸水率が１００％を越えるものはフィラーＣ及びフィラーＤである。
【００２７】
半たわみ性舗装に用いる試料Ｎｏ１乃至Ｎｏ４を作成し、それぞれの試料の曲げ強度、圧縮強度、最大吸水率及び５ｃｍ吸い上げ時間を検出した。結果は表２に示すとおりである。
【００２８】
【表２】
0004005759.tif 000003
【００２９】
表２から明らかなようにＮｏ３が最も５ｃｍ吸い上げ時間が早く、しかも曲げ強度、圧縮強度の低下も小さく抑制できていることが確認できた。しかし、吸水率が高い繊維状のフィラーＤではセメントの硬化が不十分となり良好な結果は得られなかった。表２中曲げ強度及び圧縮強度はＪＩＳＲ５２０１に準じて求めた値である。また最大吸水率は（供試体を２４時間水に浸した後の重量−供試体の乾燥重量）÷供試体体積×１００で求められる。また、５ｃｍ吸い上げ時間は、５ｃｍの水を供試体が吸収する時間を測定したものであり短ければ短い程良い。正確には、５ｃｍ吸い上げ時間は、供試体の高さ×（各吸水時間の吸水重量÷最大吸水重量）の関係をグラフ化し、グラフから５ｃｍ吸い上げた時間を求めた。
【００３０】
次に、早強セメントに対するフィラーＣの添加率（早強セメント：フィラー）を変化させ半たわみ性舗装に用いる試料Ｎｏ５乃至Ｎｏ８を作成し、曲げ強度、圧縮強度及び最大吸水率を検出した。結果は表３に示すとおりである。
【００３１】
【表３】
0004005759.tif 000004
【００３２】
表３から明らかなように、フィラーの添加率を高くすれば最大吸水率が上昇する。しかし、曲げ強度は強度上の問題より１．０Ｎ／ｍｍ2 以上必要とされるところ、早強セメント１００部に対してフィラーを６６部添加したＮｏ８は曲げ強度が０．３Ｎ／ｍｍ2 であり、強度上問題がある。今回の試験により曲げ強度を１．０Ｎ／ｍｍ2 以上とするためにはフィラーは６５部以下としなければならないことが明らかになった。また、最大吸水率は少なくとも４０％以上必要とされるところ、早強セメント１００部に対してフィラーを２５部添加したＮｏ６は最大吸水率が４３．１％であるが、フィラーが２４部以下のもの（Ｎｏ５など）は最大吸水率が４０％以下であり保水機能が不十分である。今回の試験により吸水率を４０％以上とするためにはフィラーは２５部以上としなければならないことが明らかになった。
【００３３】
次に、フィラーＣのみ、フィラーＤのみ及びフィラーＣとＤとを適宜配合した半たわみ性舗装体の試料Ｎｏ９乃至Ｎｏ１２を作成し、曲げ強度、圧縮強度、最大吸水率及び５ｃｍ吸い上げ時間を検出した。結果は表４に示すとおりである。
【００３４】
【表４】
0004005759.tif 000005
【００３５】
表４から明らかなように、フィラーＤのみを配合した試料Ｎｏ１０では硬化不良が発生したが、フィラーＣとＤとを混合させた試料Ｎｏ１１及びＮｏ１２は、フィラーＣのみを配合した試料Ｎｏ９よりも曲げ強度又は圧縮強度がそれぞれ上昇していることが分かる。つまり、フィラーＤを単独で使用することは困難であるが、フィラーＣと適宜混合することによってより強度の高い保水性舗装体１を得ることができる。
【００３６】
図２は保水性舗装体１の日照試験による表面温度変化を示すグラフである。グラフ（１）は母体アスファルトコンクリート、グラフ（２）は半たわみ性舗装体、グラフ（３）は本発明に係る保水性舗装体１（試料Ｎｏ３）の日照時間に対する舗装体の表面温度の変化をそれぞれ示したものである。図２のグラフから明らかなように実施の形態１に係る保水性舗装体１（試料Ｎｏ３）を用いることにより、従来の母体アスファルトコンクリート（１）及び半たわみ性舗装体（２）と比較して大幅に表面温度上昇を低減することが可能となった。
【００３７】
実施の形態２
実施の形態１ではセメントに多孔質フィラーを分散させたスラリー状充填材４を、コンクリートの空隙に充填する保水性舗装体１について述べたが、実施の形態２ではセメントに多孔質フィラーを分散させてモルタル状にした締結剤５を、骨材２に加えて混合する保水性舗装体１、つまり多孔質フィラーを締結剤５として使用する場合について詳述する。
【００３８】
図３は多孔質フィラーを締結材５として使用した保水性舗装体１の構造を示す模式的断面図である。図において５は、セメントに多孔質フィルタを分散させてモルタル状にした締結材である。実施の形態２の保水性舗装体１は、骨材２、２…とモルタル状の締結材５とを混合し、この混合物を地盤上に敷設することにより完成する。
【００３９】
早強セメント、フィラーＣ及びＤの混合物、珪砂及び水から構成される締結剤５と骨材２とを混合した保水性舗装体Ｎｏ１３乃至Ｎｏ１６を作成し、曲げ強度、圧縮強度及び５ｃｍ吸い上げ時間を検出した。結果は表５に示すとおりである。
【００４０】
【表５】
0004005759.tif 000006
【００４１】
表５から明らかなように、早強セメント１００部に対してフィラー２９部の試料Ｎｏ１６は曲げ強度が目標値である１．０とほぼ同様であり強度上問題があるということがわかった。つまり、今回の実験では確実に強度を確保するためにはフィラーは２５部以下であることが必要であることが明らかになった。また、５ｃｍ吸い上げ時間は４５０秒以下であることが要求されるところ、Ｎｏ１３（フィラー１６部）では４２０秒であり保水性舗装体としての機能を満たしているが、フィラーが１５部以下では５ｃｍ吸い上げ時間が４５０秒以上となり保水性舗装体としての機能を発揮し得ないことが明らかになった。
【００４２】
図４は骨材２と締結材５とを混合した保水性舗装体１の日照試験による表面温度変化を示すグラフである。図３のグラフと同じく、グラフ（１）は母体アスファルトコンクリート、グラフ（２）は半たわみ性舗装体、グラフ（３）は実施の形態１に係る保水性舗装体（試料Ｎｏ３）、グラフ（４）は実施の形態２に係る保水性舗装体（試料Ｎｏ１５）の日照時間に対する舗装体の表面温度の変化をそれぞれ示したものである。図４のグラフから明らかなように実施の形態２に係る保水性舗装体（試料Ｎｏ１５）を用いることにより、従来の母体アスファルトコンクリート（１）及び半たわみ性舗装体（２）と比較して大幅に表面温度上昇を低減することが可能となった。
【００４３】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４４】
実施の形態３
早強セメントに多孔質フィラーＣを混合した試料（Ｎｏ１７）と発泡剤（図示せず）を加えた発砲セメントに多孔質フィラーＣを混合した試料（Ｎｏ１８）とを作成し、曲げ強度、圧縮強度、最大吸水率及び５ｃｍ吸い上げ時間を検出した。結果は表６に示すとおりである。
【００４５】
【表６】
0004005759.tif 000007
【００４６】
表６から明らかなように、今回の実験により試料Ｎｏ１７と比較して発泡材を加えた試料Ｎｏ１８は最大吸水率が上昇し、また５ｃｍ吸い上げ時間も大幅に短縮していること明らかとなった。
【００４７】
図５は発泡材を混合した保水性舗装体１の日照試験による表面温度変化を示すグラフである。図３及び図４のグラフと同じく、グラフ（１）は母体アスファルトコンクリート、グラフ（２）は半たわみ性舗装体、グラフ（３）は保水性舗装体（試料Ｎｏ３）、グラフ（５）は実施の形態３に係る発泡材を加えた保水性舗装体（試料Ｎｏ１８）の日照時間に対する舗装体の表面温度の変化をそれぞれ示したものである。図５のグラフから明らかなように実施の形態３に係る発泡材を加えた保水性舗装体（試料Ｎｏ１８）を用いることにより、従来の母体アスファルトコンクリート（１）及び半たわみ性舗装体（２）及び保水性舗装体（試料Ｎｏ３）（３）と比較して表面温度上昇を低減することが可能となった。
【００４８】
本実施の形態３は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１及び実施の形態２と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４９】
【発明の効果】
以上の詳述した如く、本発明にあっては、セメントと吸水率が非常に高い多孔質フィラーとを配合したスラリー状充填材をつくり、そしてこのスラリー状充填材を成型された多孔質コンクリートの空隙内に注入するようにしたので、保水能力の向上により路面の温度上昇を抑制することができ、また車道用としても使用可能な強度の高い保水性舗装体の形成方法及び保水性舗装体を提供することができる。さらに、本発明による保水性舗装体を用いることによって夏期の路面温度上昇を抑え都市部のヒートアイランド現象を緩和することができる。
【００５０】
本発明にあっては、充填材としての多孔質フィラーを重量比でセメント１００部に対して６５部以下にするようにして曲げ強度及び圧縮強度を確保するようにした。また、充填材としての多孔質フィラーを重量比でセメント１００部に対して２５部以上にするようにして吸水機能を確保するようにした。同様に強度を確保すべく透水性アスファルトコンクリートの空隙率は３０％以下、粘度はＰロート試験で１５秒以下とし、吸水機能を確保すべく透水性アスファルトコンクリートの空隙率は１５％以上、粘度はＰロート試験で９秒以上とするようにしたので、保水能力が高く、車道用としても使用可能な強度の高い保水性舗装体を提供することができる。
【００５３】
本発明にあっては、充填材として、砂（粒径７５μｍ〜２ｍｍ）及びシルト材（粒径５μｍ〜７５μｍ）よりも更に小径の粘土に分類される粒径が１μｍ以上５μｍ以下の多孔質フィラーを用いる。多孔質フィラーは吸水率が１００％以上と非常に高いので保水能力の高い保水性舗装体を提供することができる。
【００５４】
本発明にあっては、セメントに発泡材を加えた発泡セメントを用いる。発泡セメントは通常のセメント（早強セメント）と比較して微細な空隙を多く有するため、保水性が高い。したがって、多孔質フィラーの保水能力と相俟って更に保水性の高い保水性舗装体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多孔質フィラーを充填材として使用した保水性舗装体の構造を示す模式的断面図である。
【図２】保水性舗装体の日照試験による表面温度変化を示すグラフである。
【図３】多孔質フィラーを締結材として使用した保水性舗装体の構造を示す模式的断面図である。
【図４】骨材と締結材とを混合した保水性舗装体の日照試験による表面温度変化を示すグラフである。
【図５】発泡材を混合した保水性舗装体の日照試験による表面温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  保水性舗装体
２  骨材
３  アスファルト
４  充填材
５  締結材
【図１】
0004005759.tif 000008
【図２】
0004005759.tif 000009
【図３】
0004005759.tif 000010
【図４】
0004005759.tif 000011
【図５】
0004005759.tif 000012