(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に降った雨水を路盤層及び路床層に浸透させて地中に還元するようにした車道部における透水性舗装構造であって、
３０００回／ｍｍ以上の動的安定度、及び層全体で１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する舗装層と、
２Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する路盤層と、
Ｋ30＝０．２Ｎ／ｍｍ3 以上の路床面での支持力、及び１×１０-3cm/sec以上の透水係数を有する路床層とからなり、
前記舗装層が、最大粒径５ｍｍの小粒径骨材を用いた小粒径透水性アスファルトコンクリートによる表層部と、最大粒径２５ｍｍの大粒径骨材を用いた大粒径透水性アスファルトコンクリートによる基層部とからなり、前記表層部と前記基層部とが高粘度バインダーを用いて接合されていることを特徴とする透水性舗装構造。
【請求項２】
路面に降った雨水を路盤層及び路床層に浸透させて地中に還元するようにした透水性舗装構造であって、
５Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有するコンクリートブロック層と、
２Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する路盤層と、
Ｋ30＝０．２Ｎ／ｍｍ3 以上の路床面での支持力、及び１×１０-3cm/sec以上の透水係数を有する路床層とからなり、
前記路盤層の表面には不織布が敷設されると共に、該不織布の上にサンドクッションを敷設し、該サンドクッションの表面に透水性インターロッキングブロックを敷並べてコンクリートブロック層とし、
且つ前記路床層に所定幅の縦溝を形成して粒状材料を充填することにより、道路の縦断方向に所定の間隔をおいて、該縦断方向と交差して延設される路床面下排水トレンチが形成されていることを特徴とする透水性舗装構造。
【請求項３】
前記路盤層が、空隙率１５〜２５％、設計基準曲げ強度２〜３Ｎ／ｍｍ2 の透水性セメントコンクリートにより形成される請求項１又は２に記載の透水性舗装構造。
【請求項４】
前記路床層が、０．４２５ｍｍ通過質量百分率が２０％以下となるように粒度調整された路床土に、セメント系材料を用いた安定処理を行って形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透水性舗装構造。
【請求項５】
前記路床土は、ガラス、陶磁器くず等からなる産業廃棄物粒状材を用いて粒度調整される請求項４に記載の透水性舗装構造。
【請求項６】
前記路床層に所定幅の縦溝を形成して粒状材料を充填することにより、道路の縦断方向に所定の間隔をおいて、該縦断方向と交差して延設される路床面下排水トレンチが形成されている請求項１に記載の透水性舗装構造。
【請求項７】
前記粒状材料として、ガラス、陶磁器くず等からなる産業廃棄物粒状材を用いる請求項６に記載の透水性舗装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路面に降った雨水を地中に還元するようにした透水性舗装構造に関し、特に重交通道路へも適用することが可能な透水性舗装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
道路の舗装構造は、一般に、アスファルトやコンクリートからなる舗装層と、砕石等からなる路盤層と、砂等からなる路床層とによって構成され、自然な地形に切土や盛土を施して造成された基礎地盤上に築造される。また舗装構造は、路盤や路床に水が帯水するとこれらの支持力が損なわれ、耐久性が低下することから、水を侵入させないように設計・施工し、路面に降り注いだ雨水をこれの下方の地中に浸透させることなく排出するような工夫がなされている。
【０００３】
一方、道路舗装は人工的地表面の代表であり、かかる地表面の保水性と透水性は地表空間の水循環や熱循環の重要な要因となっている。このことに着目し、近年、道路の築造による地表空間の環境を道路築造前の「自然な状態」に近づけて水環境や熱環境の変化を抑制すると共に、天の恵みである雨水を有効利用すること目的として、路面に降り注いだ雨水を路盤及び路床を通過させて地中に還元できる舗装構造の開発が望まれている。
【０００４】
これに対し、路面に降った雨水を地中に浸透させながら排出するようにした透水性舗装が例えば歩道用の舗装に採用されているが、雨水の浸透による路盤や路床の支持力の低下が大きいため、かかる透水性舗装を重交通道路へ適用することは困難である。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、路面に降った雨水を地中まで容易に浸透させることができると共に、優れた耐久性を備え、重交通道路へも適用することが可能な透水性舗装構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、路面に降った雨水を路盤層及び路床層に浸透させて地中に還元するようにした車道部における透水性舗装構造であって、３０００回／ｍｍ以上の動的安定度、及び層全体で１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する舗装層と、２Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する路盤層と、Ｋ30＝０．２Ｎ／ｍｍ3 以上の路床面での支持力、及び１×１０-3cm/sec以上の透水係数を有する路床層とからなり、前記舗装層が、最大粒径５ｍｍの小粒径骨材を用いた小粒径透水性アスファルトコンクリートによる表層部と、最大粒径２５ｍｍの大粒径骨材を用いた大粒径透水性アスファルトコンクリートによる基層部とからなり、前記表層部と前記基層部とが高粘度バインダーを用いて接合されていることを特徴とする透水性舗装構造を提供することにより、上記目的を達成したものである（請求項１記載の発明）。
【０００８】
また本発明は、路面に降った雨水を路盤層及び路床層に浸透させて地中に還元するようにした透水性舗装構造であって、５Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有するコンクリートブロック層と、２Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する路盤層と、Ｋ30＝０．２Ｎ／ｍｍ3 以上の路床面での支持力、及び１×１０-3cm/sec以上の透水係数を有する路床層とからなり、前記路盤層の表面には不織布が敷設されると共に、該不織布の上にサンドクッションを敷設し、該サンドクッションの表面に透水性インターロッキングブロックを敷並べてコンクリートブロック層とし、且つ前記路床層に所定幅の縦溝を形成して粒状材料を充填することにより、道路の縦断方向に所定の間隔をおいて、該縦断方向と交差して延設される路床面下排水トレンチが形成されていることを特徴とする透水性舗装構造を提供することにより、上記目的を達成したものである（請求項２記載の発明）。
【０００９】
そして、本発明の透水性舗装構造は、前記路盤層を、空隙率１５〜２５％、設計基準曲げ強度２〜３Ｎ／ｍｍ2 の透水性セメントコンクリートにより形成することが好ましい（請求項３記載の発明）。
【００１０】
また、本発明の透水性舗装構造は、前記路床層を、０．４２５ｍｍ通過質量百分率が２０％以下となるように粒度調整された路床土に、セメント系材料を用いた安定処理を行って形成することが好ましい（請求項４記載の発明）。
【００１１】
前記路床土は、ガラス、陶磁器くず等からなる産業廃棄物粒状材を用いて粒度調整することができる（請求項５記載の発明）。
【００１２】
さらに、本発明の透水性舗装構造は、前記路床層に所定幅の縦溝を形成して粒状材料を充填することにより、道路の縦断方向に所定の間隔をおいて、該縦断方向と交差して延設される路床面下排水トレンチを形成することが好ましい（請求項６記載の発明）。
【００１３】
前記粒状材料としては、ガラス、陶磁器くず等からなる産業廃棄物粒状材を用いることができる（請求項７記載の発明）。
【００１４】
なお、上記記載において、動的安定度は、社団法人日本道路協会、舗装試験法便覧に規定する試験方法により測定されるものである。透水係数は、ＪＩＳ  Ａ１２１８に規定する試験方法により測定されるものである。路盤層の曲げ強度は、ＪＩＳ  Ａ  １１０６に規定する試験方法により測定されるものである。路床層の路床面での支持力（Ｋ30）は、ＪＩＳ  Ａ  １２１５に規定する試験方法により測定されるものである。コンクリートブロック層の曲げ強度は、ＪＩＳ  Ａ  １１０６に規定する試験方法により測定されるものである。透水性セメントコンクリートの設計基準曲げ強度は、ＪＩＳ  Ａ  １１０６に規定する試験方法により測定されるものである。さらに路床土の０．４２５ｍｍ通過質量百分率は、ＪＩＳ  Ａ  １２０４に規定する試験方法により測定されるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態の透水性舗装構造１０は、例えば原地盤を切土して造成した基礎地盤２５上に、図１に示すような幹線道路を築造する際に採用されたものである。ここで、切土前の原地盤は、地表面より下方に帯水層を有し、地表面に降った雨水を帯水層まで浸透させ、この帯水層を経て地下水として流下させていたものである。本実施形態によれば、道路築造後の地表空間の水環境を、原地盤による地表空間の水環境にできるだけ近づけることを目的として、車道部１２の路面１１に降った雨水をこれの全面から路盤層１３及び路床層１４を通過させて下方の地中に還元するべく採用されたものである。
【００１６】
なお、本実施形態の透水性舗装構造１０は、重交通道路である幹線道路の車道部１２を構成する。歩道部１５には、透水性ブロックを用いた舗装構造が採用され、また歩道部１５の路面の下方には、例えば凹状に敷設したシート部材の内部に高空隙産業廃棄物粒状材を充填して、雨水貯水槽１６が設置されている。
【００１７】
そして、本実施形態の透水性舗装構造１０は、図２にも示すように、３０００回／ｍｍ以上の動的安定度、及び層全体で１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する舗装層１７と、２Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する路盤層１３と、Ｋ30＝０．２Ｎ／ｍｍ3 （２０kgf/cm3 ）以上の路床面での支持力、及び１×１０-3cm/sec以上の透水係数を有する路床層１４とによって構成されている。
【００１８】
本実施形態によれば、舗装層１７は、最大粒径５ｍｍの小粒径骨材を用いた小粒径透水性アスファルトコンクリートによる厚さ１．５ｃｍ程度の表層部１８と、最大粒径２５ｍｍの大粒径骨材を用いた大粒径透水性アスファルトコンクリートによる厚さ８．５ｃｍ程度の基層部１９とからなる。小粒径透水性アスファルトコンクリートによる表層部１８は、その細い骨材間の間隙により雨水を通過させる際のフィルター機能を発揮すると共に、１５００回／ｍｍ以上の動的安定度と１×１０-2cm/sec以上の透水係数を備える。また、大粒径透水性アスファルトコンクリートによる基層部１９は５０００回／ｍｍ以上の耐流動性に優れた動的安定度と１×１０-2cm/sec以上の透水係数を備える。
【００１９】
そして、表層部１８及び基層部１９は、剥離抵抗性と耐候性に優れた高粘度バインダ（例えばシーロフレックス（商品名；大林道路株式会社製））を用いて接合され、上記３０００回／ｍｍ以上の動的安定度、及び層全体で１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する、一体となった表・基層構造からなる１０ｃｍ程度の厚さの舗装層１７が形成される。舗装層１７の路盤層１３との接着には、ゴム入りアスファルト乳剤（高濃度乳剤が望ましい）を使用するが、その散布量については透水性を損なわない程度とする。
【００２０】
なお、通常のアスファルト舗装の表層部及び基層部の厚さは、耐久性を考慮して必要最小厚さが決められている。重交通道路を対象とした透水性アスファルト舗装の表層部及び基層部の厚さについても同様に考えた場合、１０ｃｍ程度以上のアスファルトコンクリート層が要求される。従来の透水性アスファルトコンクリートによって１０ｃｍ以上の表・基層を構築した場合、塑性流動によるわだち掘れの発生と空隙の潰れの発生や、透水機能の回復が困難な透水層深部への泥土等の侵入といった課題が懸念される。本実施形態によれば、耐流動性に優れた厚層の大粒径透水性アスファルトコンクリート層と、フィルター機能を有する薄厚の小粒径透水性アスファルトコンクリート層とを接合した表・基層構造によって舗装層１７が構成されるので、透水機能の維持・補修が容易で（早期の空隙詰まりをフィルター機能により抑制するとともに、高圧水洗浄によって透水機能を回復を図ることが可能になる。）、重交通に対しても耐久的な舗装層１７が実現する。また舗装層１７を構成するポーラスな表層部１８及び基層部１９は、車両の走行による騒音を低減することができ、透水性を有する路盤層１３との組み合わせによって地下水の潅養等に貢献する。
【００２１】
本実施形態によれば、路盤層１３は、転圧コンクリート舗装の技術を基本としたポーラスなセメントコンクリートである透水性セメントコンクリートによって、２５ｃｍ程度の厚さで形成される。この透水性セメントコンクリートは、空隙率１５％程度、設計基準曲げ強度２Ｎ／ｍｍ2 の物性を備えている。なお、硬化収縮によるひび割れ発生に対しては、使用するセメントの物性やコンクリ−トの配合の改良等によって対処する。
【００２２】
このような透水性セメントコンクリートを路盤材料として用いることにより、上記２Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度（層下縁に生じる輪荷重応力の２倍程度の曲げ強度）、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有する、舗装層１５からの浸透水に対する排水機能と湿潤状態における耐久性とが十分に確保された路盤層１３が形成される。
【００２３】
また、路床層１４は、０．４２５ｍｍ通過質量百分率が２０％以下となるように粒度調整されて透水性が向上した路床土に、セメント系材料を用いた安定処理を行って４０ｃｍ程度の厚さで形成され、上記Ｋ30＝０．２Ｎ／ｍｍ3 （２０kgf/cm3 ）以上の路床面での支持力、及び１×１０-3cm/sec以上の透水係数を有する。なお、Ｋ30＝０．２Ｎ／ｍｍ3 の支持力の確保は、一般の路床安定処理工法に準拠するものとする。また、本実施形態によれば、この路床層１４の下方には、さらに、ＣＢＲが３程度の一般路床層２０が６０ｃｍ程度の厚さで設けられている。
【００２４】
ここで、一般の車道を対象とした舗装は、路盤層以下の支持力を確保するために、路盤・路床には水を侵入させないように設計・施工されている。本実施形態によれば、道路の築造によって生じる地盤の水環境の変化を最小限に抑えるために、車道部１２の全面から雨水を浸透させて地盤に還元する。従って、路盤・路床の構造・材料は、水浸条件下においても耐久的なものである必要がある。水浸による路盤・路床の支持力の低下は、繰り返し載荷環境下において保水状態が長時間継続することにより発生するが、本実施形態によれば、路盤層１３及び路床層１４は、いずれも上記浸透水を速やかに排除し、しかも所定の支持力を保持しているので、優れた透水性及び剛性を併せ持った路盤・路床が得られる。これによって、水循環の保全に貢献できると共に、一種のコンポジット構造となるため耐久的な舗装構造１０を築造することが可能になり、重交通道路への透水性舗装の適用を容易にする。
【００２５】
そして、本実施形態によれば、路床層１４を構成する路床土を粒度調整するための材料として、ガラス、陶磁器くず等からなる産業廃棄物粒状材が用いられている。ガラス、陶磁器くず等は、顆粒状の産業廃棄物であるが、荷重に対して脆弱であるため、重交通道路の舗装材料としては使用できない。これに対して、交通荷重を考慮して荷重の比較的かからない路床土の粒度調整用の材料としては用いることができるので、雨水透水能力の向上を目的としてこれらを積極的に利用することにより、産業廃棄物に費やしている処分費用を低減して、社会的便益に寄与することが可能になる。
【００２６】
本実施形態によれば、路床土にガラス、陶磁器くずを例えば２０％程度混合することにより、透水係数を１×１０-3cm/sec程度まで改善し、また舗装面積１ｍ2 当たり０．１４ｔのガラス、陶磁器くずを処理することができるように設計する。
【００２７】
さらに、本実施形態によれば、図１に示すように、路床層１４には、所定幅（例えば７０ｃｍ）の縦溝を形成して粒状材料を充填することにより、道路の縦断方向に所定の間隔（例えば５ｍ）をおいて、該縦断方向と交差して道路の横断方向に斜めに延設される路床面下排水トレンチ２１が形成されている。この路床面下排水トレンチ２１は、中央分離帯２２の下方及び歩道部１５の下方において道路の縦断方向に延設された粒状材料による縦断方向排水トレンチ２３に、その両端が各々接続している。また路床面下排水トレンチ２１及び縦断方向排水トレンチ２３は、一般路床層２０の下端に致る深さまで形成されていると共に、縦断方向排水トレンチ２３の下端部には、所定の排水勾配で、有孔浸透配水管２４が道路の縦断方向に延設されている。なお、路床面下排水トレンチ２１や縦断方向排水トレンチ２３の幅、深さ、配設間隔等は、舗装構造１０の透水性能や原地盤の水環境等を鑑みて適宜設計されるものである。
【００２８】
また、本実施形態によれば、路床面下排水トレンチ２１や縦断方向排水トレンチ２３を形成する粒状材料として、ガラス、陶磁器くず等からなる産業廃棄物粒状材が用いられている。このように産業廃棄物を積極的に使用することにより、これらの処分費用を低減して、社会的便益に寄与することが可能になる。なお、本実施形態によれば、路床面下排水トレンチ２１及び縦断方向排水トレンチ２３の粒状材料として、ガラス、陶磁器くずを使用することにより、例えば舗装面積１ｍ2 当たり０．２８ｔ程度のガラス、陶磁器くずを処理することができる。
【００２９】
そして、本実施形態の透水性舗装構造１０によれば、道路に降った雨水は、図３に示すように、十分な透水性を有する舗装層１７を介して、車道部１２の表面１１の全体から舗装構造１０に流入し、十分な透水性を有する路盤層１３及び路床層１４を介して原地盤である基礎地盤２５に向かって速やかに浸透してゆき、原地盤に還元される。従って、道路築造後の地表空間の水環境を、原地盤における地表空間の水環境に近づけることができる。また晴天時には舗装層１７の空隙を介して水分を蒸発させて、路面１１の温度が過度に高くなるのを防止して、熱環境をも道路築造前の環境に保持することができる。
【００３０】
また、路盤層１３及び路床層１４はその透水性能により雨水を速やかに浸透させて水浸することがなく、所望の強度を有していて支持力を低下させないので、耐久性に優れた透水性舗装構造１０が得られることになる。
【００３１】
すなわち、本実施形態の透水性舗装構造１０によれば、路面１１に降った雨水を地中まで容易に浸透させることが出来ると共に、優れた耐久性を備えた幹線道路の車道部を容易に築造することができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、路床層１４には、路床面下排水トレンチ２１が設けられているので、路床層１４を通過する雨水を横方向にも浸透させてさらに速やかに排出することができる共に、地下水が毛細管現象等により路盤層１３や路床層１４に侵入するのを効果的に防止することもできる。
【００３３】
さらに、本実施形態よれば、例えば５０ｍｍ／ｈｒ程度の降雨強度に対して舗装表面から溢れさせることなく雨水を原地盤に浸透させる能力を有しているので、例えば路肩排水構造物等の道路排水施設を設計する際に、舗装表面から排水可能な降雨強度を差し引いた降雨強度に基づいて設計することができ、かかる道路排水施設を簡易なものにすることができる。
【００３４】
図４は、本発明の他の実施形態に係る透水性舗装構造４０の構成を示すものである。図４の透水性舗装構造４０によれば、図２に示す透水性舗装構造１０における舗装層１７に換えて、５Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有するコンクリートブロック層４１を路盤層１３の上方に敷設して構成される。すなわち、路盤層１３の表面に不織布４２を砂流下防止材として敷設すると共に、粗目砂によるサンドクッション４３を敷設し、このサンドクッション４３の表面に厚さ１０ｃｍの透水性インターロッキングブロックを敷並べてコンクリートブロック層４１とする。
【００３５】
ここで、不織布４２は、サンドクッション４３を構成する粗目砂が、コンクリートブロック層４１からの雨水の流入に伴って路盤層１３内に流下侵入するのを防止するもので、単位体積重量が３００ｇ／ｍ2 程度の高耐久性の不織布４２を路盤層１３の上面に敷設して使用する。サンドクッション４３は、コンクリートブロック層４１を構成する透水性インターロッキングブロックの敷並べ作業を容易にすると共に、この透水性インターロッキングブロックに負荷される上載荷重を分散して路盤層１３に伝える機能を果たすもので、不織布４２を通過しにくいように粗目砂を用いて、路盤層１３の上面に例えば３ｍｍ程度の厚さで敷設される。
【００３６】
コンクリートブロック層４１を構成する透水性インターロッキングブロックは、１０ｃｍの厚さを備えることにより相当の曲げ強度を有すると共に、空隙率２０％以上のポーラスコンクリートからなることにより、相当の透水性能を備えている。すなわち、従来の透水性インターロッキングブロックによれば、基準曲げ強度が３Ｎ／ｍｍ2 程度、厚さが８ｃｍ程度であって、重交通道路に採用することは困難であったが、ブロックの厚さを１０ｃｍ以上とし、かつブロックの噛み合わせ形状を検討することにより、インターロッキング効果を強固にして重交通道路におけるブロック舗装の耐久性を高めるようにし、かつ空隙詰まりを考慮した持続的な透水性能が確保されるようにしている。かかる透水性インターロッキングブロックを用いることにより、コンクリートブロック層４１は、５Ｎ／ｍｍ2 以上の曲げ強度、及び１×１０-2cm/sec以上の透水係数を有することになる。
【００３７】
そして、図４の透水性舗装構造４０によれば、上記図２に示す透水性舗装構造１０と同様の作用効果が得られると共に、好ましくは、特に道路の交差点部や車両停止部における舗装構造として採用することができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、粒度調整された路床層１４の下方の一般路床層２０は必ずしも設ける必要はなく、路床層１４の厚さを増大してこの路床層１４のみによって路床部分を構成するようにしてもよい。また、路床面下排水トレンチ２１や縦断方向排水トレンチ２３は必ずしも設ける必要はない。さらに、本発明は、重交通道路に限定されることなく、その他の種々の一般の道路にも採用することができ、切土地盤のみならず盛土地盤に設けられる道路にも採用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の透水性舗装構造によれば、路面に降った雨水を地中まで容易に浸透させることができると共に、優れた耐久性を備え、重交通道路へも容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る透水性舗装構造の構成を説明する一部破断斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る透水性舗装構造の構成を示す断面図である。
【図３】路面に降った雨水の流れを説明する断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る透水性舗装構造の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，４０  透水性舗装構造
１１  路面
１２  車道部
１３  路盤層
１４  路床層
１５  歩道部
１７  舗装層
１８  表層部
１９  基層部
２１  路床面下排水トレンチ
２３  縦断方向排水トレンチ
２４  有孔浸透配水管
４１  コンクリートブロック層
４２  不織布
４３  サンドクッション
【図１】
0004225634.tif 000002
【図２】
0004225634.tif 000003
【図３】
0004225634.tif 000004
【図４】
0004225634.tif 000005