(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各粒径の大きさが５号〜７号にそれぞれ分級された中から１種の粗骨材が選択され、少なくともその選択された１種の粗骨材によって内部に連続空隙が作られた１つの吸音機能を有するポーラスコンクリート製の吸音材と、１つ１つが独立した凹凸が表面に多数設けられた鉄筋コンクリート製の遮音材とで構成され、表面に多数の凹凸が設けられた前記鉄筋コンクリート製の遮音材の表面にポーラスコンクリート製の吸音材が面状に重ね合わせ結合されていることを特徴とする防音材。
【請求項２】
各粒径の大きさが５号〜７号にそれぞれ分級された中から１種の粗骨材が選択され、少なくともその選択された１種の粗骨材によって内部に連続空隙が作られた１つの吸音機能を有するポーラスコンクリート製の吸音材を面状に重ね合わせ、各層の吸音機能がそれぞれ異なる多層構造とした最表面層の吸音材の製造方法であって、
前記最表面層の吸音材は、選択された１種の粗骨材にバインダー剤を入れて混合した後、二酸化チタン及び水を一緒に加えて混練し各粗骨材表面に二酸化チタンを付着させた後、パネル状に加工、成型したことを特徴とする最表面層吸音材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、高速道路の防音壁に適する防音材及びこれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車社会が急激、着実に進展する中で、一般道路や高速道路から発生する騒音への対策はまだ不十分な状態である。平成１０年度における全国の自動車交通騒音測定結果のうち、朝、昼間、夕、夜間の４つの時間帯すべてで環境基準が達成されたのはわずか１３．２％であった。
【０００３】
また、道路沿いに設置した遮音壁等による自動車騒音の反射が沿道のの騒音レベルをさらに上昇させており、新たな騒音対策が求められている。反射音に対する有効な対策としては吸音材が考えられる。
【０００４】
従来の吸音材としては、グラスファイバーやアルミニューム繊維、ガラス質発泡骨材やセラミック粒子などを樹脂バインダーで成型した吸音材の他、無機質な多孔質構造体で構成する吸音材があった。これらは価格面で高価であったり、吸音可能な音域に限界がある等、機能的な面で制約があり、道路や高速道路に適用するのが困難であった。例えば、ガラスウール等繊維系吸音材とスチルスリット板を組み合わせた吸音板がよく用いられているが、雨天の場合は繊維系吸音材が吸水し吸音効果が低くなる。
【０００５】
一方、連続空隙特性を有するポーラスコンクリートは優れた吸音材料であるが、現時点では、透水性の騒音低減型舗装として施工が行われているのみで、ポーラスコンクリートの特性を生かした吸音板としての実用化はほとんど為されていないのが実情である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に鑑みて、本発明は、ポーラスコンクリートの吸音特性について鋭意研究し、雨天時でも吸音、防音効果に優れると共に強度剛性の高い防音材及びこれらの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、本発明を完成するに先立ち、ポーラスコンクリートの吸音特性を把握すべく表１に示す各種粗骨材を用いて、表２に示すポーラスコンクリートの試験体を作成し、図１〜図７に示す実験研究を行った。これら実験研究結果の１部は本発明の実施例ともなるものである。
【０００８】
【表１】
0004303446.tif 000002
表１に示すように、試験体の作製に使用した粗骨材の粒径は０〜２．５ｍｍ（８号），２．５〜５ｍｍ（７号），５〜１３ｍｍ（６号）及び１０〜２０ｍｍ（５号）の４種類である。ポーラスコンクリートは、これら粗骨材の内１つを選択し、ミキサに投入し、これに水とバインダー剤を加えて粗骨材の表面にバインダー剤を搦め、これを成型して得ることができる。連続空隙率は、粒径に関係なく、４〜３５％の範囲で自由に設定できる。試験体の連続空隙率は２５％に調整した。
【０００９】
試験体は、以下に示す管内法、残響室法、斜入射法による吸音率測定を行うため、表２に示す通り、各粗骨材について、管内法に供試するための直径９１．５ｍｍの円盤状の試験体と、他の試験法に供試する３００×３００ｍｍの角形の試験体を作成した。
【００１０】
【表２】
0004303446.tif 000003
本研究では、表３に示す管内法によって垂直入射吸音率α0を測定し、まず、ポーラスコンクリートの粗骨材の粒径が吸音特性に与える影響について検討を行った。
【００１１】
【表３】
0004303446.tif 000004
表３に示すように、管内法による垂直入射吸音率のα0は、ＪＩＳＡ１４０５に定められている「管内法による建築材料の垂直入射吸音率測定方法」に準拠して行った。音響管の一端に軸方向に垂直に固定された試験体に、スピーカから１２５〜２０００Ｈｚまでの１／３オクターブ間隔の周波数の正弦平面波を送ると、入射波と試験体による反射波とに干渉を生じる。そこで、これをセンサで検出し入射波と反対波の音圧振幅の極大値と極小値の比から入射吸音率α0を求めることができる。
【００１２】
残響室法吸音率α１の測定は、表４に示すように、ＪＩＳＡ１４０９「残響室法吸音率の測定方法」に準じて行った。試験は、宮崎大学等の音響実験室を用いた。残響室の床面積は４６．２ｍ2 、室容積は２１２．１ｍ3 である。半無響室の床面積は１０４ｍ2 、室容積は５２０ｍ3 である。３００×３００ｍｍのポーラスコンクリート試験体１００枚（９ｍ2 ）を残響室の中央に敷き並べた。対象周波数は、１００〜５０００Ｈｚの１／３オクターブバンドとした。受音点数は残響室内３カ所とし、測定回数は各周波数ともに５回とした。
【００１３】
【表４】
0004303446.tif 000005
斜入射吸音率α（θ）の測定 1)は、表５に示すように前述の無響室にスピーカとマイクロフォンを１５度間隔で配置し、スイープパルス信号のインパルス応答関数を測定することにより行った。
【００１４】
【表５】
0004303446.tif 000006
表５に示す斜入射法において、音源、マイクロフォンおよび剛壁の位置を固定し、剛壁面（完全反射面）のみによる反射音と、ポーラスコンクリート試験体約１４ｍ2 （３９００×３６００ｍｍ）を剛壁面上に設置した際の反射音を測定し、ポーラスコンクリート試験体の設置による反射音の損失（低減分）から斜入射吸音率を求めた。斜め入射吸音率については入射角度を０度（垂直入射）、１５度、３０度および４５度の４種類としてそれぞれの条件で反射音の測定を行った。対象周波数は、４００〜４０００Ｈｚの１／３オクターブバンドである。斜入射吸音率α（θ）は、試験体の設置前と設置後の同一測定配置における測定結果から、各々の反射音成分を抽出して算出した。入射角度θで剛壁のみの場合に得られる反射音のパワースベクトルをＰｒ（ｆ）とし、試験体設置により得られる反射音のパワースベクトルをＰｓ（ｆ）とする。ここで、入射角度θに対する試験体の斜入射吸音率α（θ）を、試験体の設置前後で失われる音のエネルギー比Ｐｒ（ｆ）／Ｐｓ（ｆ）によって式（１）で求めた。
【００１５】
図１及び図２に試験体の厚さを５ｃｍ又は１０ｃｍとしたときの管内法による垂直入射吸音率α0の測定結果を示す。粗骨材の粒径が大きくなるにつれて、吸音ピーク周波数は高いほうへ移っている。また、厚さ５ｃｍ試験体の吸音特性と違って、１０ｃｍ厚さの試験体は、２０００Ｈｚまでに２つの吸音ピークを示している。さらに、粗骨材Ｇ６及びＧ７の試験体ＰＣ６、ＰＣ７が粗骨材Ｇ５又はＧ８の試験体より高い吸音率α0を有することがわかる。
【００１６】
図３は、ポーラスコンクリートの湿潤状態が吸音効果に与える影響を示している。この影響を測定するために、各粗骨材Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８を用いて作った厚さ１０ｃｍの試験体ＰＣ５（１００）、ＰＣ６（１００）、ＰＣ７（１００）、ＰＣ８（１００）を、水中に２４時間静置し、それを引上げ吸水率Ｗを測定し、すぐに垂直入射自動吸音率測定装置によって吸音率α0の測定を行った。
【００１７】
図３に示されるように、粗骨材Ｇ８（粒径０〜２．５ｍｍ）の試験体ＰＣ８（１００）の湿潤状態での吸音率α0は、表乾状態の半分以下である。これに対して、他の試験体の吸音率α0にはあまり大きな差が見られなかった。その理由は、骨材の粒径が小さければ、水中から取り出しとき、空隙中の水が流れ出るのが遅くなり、含水率が大きくなることによるものと考えられる。言い換えれば、直径２ｍｍ以下の粒径の粗骨材を用いて作ったポーラスコンクリートでは、雨天時に目詰まりし、吸音率α0を低くする可能性が高い。
【００１８】
図１及び図２より、粗骨材Ｇ６又はＧ７で作ったポーラスコンクリートの試験体ＰＣ６、ＰＣ７の吸音率α0が高く、かつ湿潤状態での使用に問題が無い。そこで、両者を複合し、遮音板（剛性床）と１体化可能の多層構造の吸音材の研究を行った。多層吸音材の多層化方法には２通り有る。１つは個別に作った吸音材を接着剤やボルト等で接合するものである。他の方式は、両者を相互が混合されない形で同時成型する方式である。これらの製造方法については、後で詳述する。
【００１９】
図４は、多層吸音材の効果を調べるため、６号粗骨材Ｇ６と７号粗骨材Ｇ７とを用いて、厚さ１０ｃｍの１つの試験体ＰＣ６＋ＰＣ７を作り、音波の入射面を変えて試験した結果を示す。
【００２０】
図４において、ＰＣ７＋ＰＣ６とあるのは、試験体ＰＣ７側が入射波に面している。ＰＣ６＋ＰＣ７とあるのは、ＰＣ６側が入射波に面している。図４から明らかなように、音波の入射面に、いずれの面が面しているかにより、吸音特性も大きく異なることがわかる。図４の例では、５００〜１５００Ｈｚの騒音を吸収することを目的とすればＰＣ６＋ＰＣ７が好ましく、１５００Ｈｚ以上の高周波では、ＰＣ７＋ＰＣ６の方が優れていることがわかる。用途、目的、対象に応じて使い分けなければならない。
【００２１】
図５は、実用可能性の高い粗骨材Ｇ６及びＧ７から作った試験体ＰＣ６（５０）及びＰＣ７（５０）を用いて行った管内法と残響室法の比較結果を示す。
【００２２】
図より明らかなように、両者の測定結果に大きな差は見られない。即ち、管内法のみによる試験結果は、十分信頼できる。
【００２３】
図６に粗骨材Ｇ６を用いた試験体ＰＣ６（５０）の斜入射角度別の吸音率α（θ）の変化を示す。音波の入射角度によって、試験体の吸音特性が異なることがわかる。
【００２４】
図７に粗骨材Ｇ６又はＧ７で作った試験体ＰＣ６（５０）、ＰＣ７（５０）の斜入射吸音率α（θ）と残響室法吸音率α１との比較を示す。同一試験体の斜入射吸音率α（θ）は残響室法の結果より小さくなっている。その理由は、残響室法での音波の入射はランダムであり、試験体全体を平均的に評価しているに対して、斜入射法での音波の入射は特定方向の吸音特性のみを評価することによる。また、ポーラスコンクリートの組成材料である粗骨材の粒径や配列方向によって、斜入射法で得られた吸音特性が変わり、吸音率α（θ）が残響室法より低くなることなどによる。結局、高速道路等での適用では、直近を通過する車両の騒音を吸収できるので、この差は大きな問題とはならないと考えられる。
【００２５】
以上の試験結果をまとめると、次の結果が得られる。第１に、粗骨材Ｇ６、Ｇ７で作った試験体ＰＣ６、ＰＣ７は、他の粒径の骨材の試験体より高い吸音率を有する。第２に、湿潤状態でのポーラスコンクリートの吸音率は８号以下の細い粗骨材を除いて表乾状態とあまり変わらない。第３に、残響室法で測定したポーラスコンクリートの吸音率α１は垂直入射法の結果に大差がない。第４に、残響室法で評価したポーラスコンクリートの吸音率α１は斜入射法より高くなるが、道路の騒音吸収では、余り大きな問題とはならない。第５に、複層構造の吸音材は、効果的であるが、いずれの面を入射面に合わせるかは、重要な事項である。以上の試験結果を参照して、本発明者等は、以下の通りの発明を完成した。
【００２６】
本発明の防音材は、各粒径の大きさが５号〜７号にそれぞれ分級された中から１種の粗骨材が選択され、少なくともその選択された１種の粗骨材によって内部に連続空隙が作られた１つの吸音機能を有するポーラスコンクリート製の吸音材と、１つ１つが独立した凹凸が表面に多数設けられた鉄筋コンクリート製の遮音材とで構成され、表面に多数の凹凸が設けられた前記鉄筋コンクリート製の遮音材の表面にポーラスコンクリート製の吸音材が面状に重ね合わせ結合されていることを特徴とする。
【００２７】
粒径が５号〜7号までの粗骨材を用いて作ったポーラスコンクリートの空隙構造は雨天時でも雨水による目詰まりしにくい大きさの連続空隙が構成される。連続空隙間に入射した騒音はそれぞれ異なった空隙径に反射され或いは遮蔽阻害されながら連続する微細な空隙間を通過する通過抵抗、エネルギ摩擦によって次第に音のレベルが衰退する吸音現象を示す。
【００２８】
ポーラスコンクリートの吸音機能は、構成する空隙の大きさや連続空隙の構造形態によって異なる外に、粗骨材の物理的性質による影響も受ける。例えば多孔質な粗骨材は緻密な粗骨材よりも吸音機能は良好である。また、粗骨材の大きさで決まる空隙径の大小によって音域や吸音機能も異なることが実験で判明している。
【００２９】
既に実験例で示したように、６号砕石を用いて作った厚さ５ｃｍのポーラスコンクリート板（連続空隙率２５％）は１０００〜１２００Ｈｚの音域を９０％近く吸音し、同じく６号砕石で厚さ１０ｃｍのポーラスコンクリート板は、５００Ｈｚ前後の音域を１００％近く吸音し、１５００Ｈｚの音域でも７０％程度吸音する。
【００３０】
また、５号砕石（１３〜２０ｍｍ）を用いて作った厚さ５ｃｍのポーラスコンクリート板は１３００Ｈｚ前後の音域を６０％近く吸着し、同じく５号砕石を用いて作った厚さ１０ｃｍのポーラスコンクリート板は５００〜６００Ｈｚ前後の音域を８０％近く吸音し、１６００Ｈｚ前後の音域を６０％程度吸音する。
【００３１】
さらに、７号砕石の粗骨材を用いて作った厚さ１０ｃｍのポーラスコンクリート板は５００Ｈｚ前後の音域において８０％近く吸音できる。厚みが５ｃｍの７号砕石ポーラスコンクリートと、厚み５ｃｍの８号砕石ポーラスコンクリート板を２層構造で複合構造とした場合は、５００〜１２００Ｈｚの音域を８０％吸音が可能である。
【００３２】
このように同じポーラスコンクリートでも単層の場合は吸音域が比較的狭い範囲に限り吸音機能を示すものの、それぞれ異なった粒径の粗骨材を用いて作ったポーラスコンクリート板を多層構造で成型した吸音材は広範囲な音域にわたって高い吸音機能を発揮する特徴がある。
【００３４】
空隙については、使用粗骨材の粒径が異なれば、空隙径や空隙構造も複雑に変化し、使用する砕石の粒径によって空隙径も変化し、当然ながら空隙構造も異なる。これら空隙径や空隙構造の管理には「連続空隙率」を用いると便利である。実験では連続空隙率は何れの砕石粒径の場合も２５％の設定で行ったが、これを調整することで吸音域の目標設定も可能である。
【００３５】
吸音率特性値に影響するファクターとしては大略次のような点が確認されている。第１に、同じ空隙率でも又は同じ粗骨材の粒径でも吸音材の厚さが異なれば吸音域も異なる。第２に、吸音材の表面構造、凹凸やウェーブなどの形状やこれらの有無でも吸音率や吸音域も異なる。第３に、同一粒径や同一の連続空隙率、同一の材料厚でも使用される粗骨材の物理的性質、例えば比重、吸水率、単位質量、例えば木材とか、大理石とか火山礫とか粘土質砂岩など粗骨材の種類、品質が異なるだけでも変動する。第４に、吸音材の含水状態は空隙径が大きいほど受ける影響は小さい。第５に、低レベルの騒音から高レベルの騒音のすべてにパーフェクトな組み合わせが可能である。
【００３６】
したがって、断面や表面の構造、層の数、層の序列、粗骨材の種類、品質、などを上手に組み合わせることにより、騒音源の音域に合わせた最も経済的な吸音材を選定し、設計することができる。
【００３９】
また、ポーラスコンクリート製の吸音材は多孔質であるため鉄筋による補強は期待できない。そこで、構造物の安全性確保のため、鉄筋コンクリート製の遮音材をポーラスコンクリート層に複合させ、防音壁機能と耐震、風圧その他の外力に対応できる安全構造とすることができる。また、遮音材の反射によっての音波を吸音材で再吸音することができる。
【００４１】
しかも、防音材は、表面に凹部ないし凹凸を備えた鉄筋コンクリート製の遮音層の表面に累加積層することにより、遮音層の表面に設けられた凹部ないし凹凸が１つの吸音層を形成するようになり、吸音及び遮音を効果的に行うことのできる防音材とすることができる。
【００４３】
また、本発明の最表面層吸音材の製造方法は、各粒径の大きさが５号〜７号にそれぞれ分級された中から１種の粗骨材が選択され、少なくともその選択された１種の粗骨材によって内部に連続空隙が作られた１つの吸音機能を有するポーラスコンクリート製の吸音材を面状に重ね合わせ、各層の吸音機能がそれぞれ異なる多層構造とした最表面層の吸音材の製造方法であって、前記最表面層の吸音材は、選択された１種の粗骨材にバインダー剤を入れて混合した後、二酸化チタン及び水を一緒に加えて混練し各粗骨材表面に二酸化チタンを付着させた後、パネル状に加工、成型したことを特徴とする。
【００４４】
本発明の最表面吸音材の製造方法によれば、バインダー剤を搦めた粗骨材の外側に二酸化チタンを位置させることができるので、少ない量の二酸化チタンで最大の光触媒効果を発揮させることができる。ポーラスコンクリートには通気性があるので、排ガスの接触面積も大きく、効果的に排ガス浄化できる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
図８は、本発明の一実施形態に係るパネル型２層構造の吸音材（吸音パネル）１を示す斜視図である。吸音パネル１は、７号粗骨材で作った厚みＤ１のポーラスコンクリートＰＣ７と、６号粗骨材Ｇ６で作った厚みＤ２のポーラスコンクリートＰＣ６とを積層して成る。厚みＤ１、Ｄ２は夫々３ｃｍ〜１０ｃｍ程度で吸音特性を見た上で適切な値とされる。積層は、２種のポーラスコンクリートＰＣ６、７を個別に作り相互の目が潰れない形で接合するか、又は一体成型で作られる。各ポーラスコンクリートＰＣ６、７又はその間には、適宜補強用の金網やアラミド繊維網等の補強用網材を介在させることもできる。ただし、このとき使用できる網材は、空隙構造を阻害させないため粗骨材粒径に対し網目が十分大きいものか、或いは網糸が１ｍｍ程度と十分細いものが使用される。
【００５３】
一体成型は、ミキサーなどで粗骨材に適量のバインダー剤を加えて混合し、粗骨材の表面にバインダー剤を搦めていずれか一方のポーラスコンクリートを打設して後、表面を整正し、次のポーラスコンクリートを打設して行う。各ポーラスコンクリート、又はその間に補強網を入れたい場合には、打設途中で網材を介在させれば良い。
【００５４】
粗骨材としては、６号、７号の他、表１で示した５号、８号等他の粒径のものを用い、各種組み合わせて構成できる。４種の粗骨材の２種組合わせは６通りあり、入射方向を変えての組合せは、１２通りとなる。各組み合わせによって図４で示したように吸音特性が夫々異なるので、吸音対象を特定し、吸音特性を見た上で、最適組合せを選択する。
【００５５】
以上示した２層構造の吸音材１により、粗骨材の組合わせに応じた吸音特性が得られる。２層構造の吸音パネル１を吸音材として壁面に固定することにより、その壁面に入射される騒音を図４に示したような特性により効果的に吸収することができる。層数は２に限定されず、３、４の多層構造とすることができる。その組合せに応じ、より高度の吸音特性を持たせることが可能となる。
【００５６】
図９は、本発明の一実施形態に係るパネル型３層構造の防音材（防音パネル）２を示す斜視図である。図示の例では、高密度のコンクリート製遮音材ＳＣに、図８に示した吸音パネル１を積層した形で示してある。積層は、遮音材ＳＣと吸音材１を別途に作り、両者を接合した形のものであってもよく、一体成型したものであっても良い。
【００５７】
遮音材ＳＣと吸音材１とを一体的に成型する手順を図１０に示した。図示のように、ステップ１００１〜１００６の手順にて、順次準備された生コンクリート又はポーラスコンクリート原料を、順次打設することにより層状の防音パネルを一体的に成型することができる。
【００５８】
ステップ１００１では、スランプ３〜４ｃｍの堅練りの生コンクリートを打設し、ステップ１００２で上面を平坦に均した後、振動占めし、ステップ１００３で第１吸音層（ＰＣ７）を打設する。
【００５９】
ステップ１００２に次いで次の打設を行うべく、第１吸音層を打設すべく予めポーラスコンクリート原料を作っておけねばならない。ポーラスコンクリート原料は、一定量の７号粗骨材（Ｇ７）と、水と、パインダー材、促進剤とをミキサーで練り、粗骨材Ｇ７の回りにバインダー剤を搦めて行われる。ステップ１００３でこれを打設する。打設途中で補強網を介在させることもできる。
【００６０】
ステップ１００４では表面整正する。次いで直にステップ１００５で第２層を打設する。予定された全ての吸音材料を重ね終えた後表面部に加圧板をおき、振動台の上で加圧と振動を併用しながら占め固め、設定厚さが得られるまで振動占め固めを続ける。それぞれのポーラスコンクリートは正しく理論質量を計量し、均等厚に均すことが肝要である。全ての種別のポーラスコンクリートを投入した後で、最後に同時加圧と振動の併用で占め固め、作業を規定の厚さになるまで続ける。これにより、目標どおりの連続空隙率を作り込むことができる。
【００６１】
ステップ１００６では、全体硬化を待ち、次いで型から外し、図９に示した定型サイズの防音パネル２を得ることができる。これを治具で掴んで移動させ、後述する防音壁を構築する材料として用いることができる。
【００６２】
図１１は、図１０に示した如くして製造される吸音材について、騒音対象に面すべき最表面層（図９の例では、吸音材ＰＣ６）の製造方法を示すフローチャートである。この方法は、最表面層に光触媒機能によりＮＯx 等を除去できる二酸化チタンを効果的に付着させるようにした新規の手法である。
【００６３】
ステップ１１０１で、ミキサーに規定の計量した粗骨材、例えば６号粗骨材Ｇ６を入れ、ステップ１１０２で計量した水の内１０〜１５％を入れる。次いで、ステップ１１０２で、セメント及び微粉末並びに混和剤から成るバインダー剤を入れる。このとき、ミキシングは行なわれている。次いでステップ１１０３で、残りの水の９０〜９５％を入れ、調整を行う。そこで、これらの手順によって、粗骨材Ｇ６の表面にバインダー剤が均一に搦される。
【００６４】
ステップ１１０４では、ここで、セメント量に対し所定の割合の二酸化チタンを混入し、ステップ１１０５で残りの水を用いて微調整し、ステップ１１０６で軽くミキシングして、投設する。
【００６５】
図１２は、図１１の手順により打設され、成型された吸音材ＰＣ６の二酸化チタンの配布状況を示す断面概念図である。図示の如く、粗骨材Ｇ６の回りにバインダー剤３が搦される。そのバインダー剤３の表面に二酸化チタン４が搦されて配布される。バインダー剤３に始めから混入しておくのと異なり、大半の二酸化チタン４を表面に配布でき、必要量を半減できる。また、二酸化チタン４は粗骨材Ｇ６の最表面に位置するので、効果的に光触媒機能を果しＮＯx 等を効果的に低減できる。
【００６６】
図１２で示したように、吸音材ＰＣ６の表面から二酸化チタン４を含めたコーティング剤でコーティングすることが考えられる。しかし、この方法では、粗骨材Ｇ６、Ｇ６間に存在する空隙を潰してしまい、吸音ないし吸音効果を減少させるので好ましくない。従って、図１２で示した本発明の最表面吸音層の製造方法によれば、吸音効率を低下すること無く、また隙間を縮小して雨による目詰まりの恐れ無く、二酸化チタンを効果的に配布し、ＮＯx 等を効果的に低減できる。
【００６７】
図１３及び図１４は、本発明の一実施形態に係り、道路５の路側に沿って構築された防音壁６の斜視図である。道路５の路側には、横断面がＨ形を為し、そのＨ形の凹部を合い隣り合う支柱の凹部と対向させ、各凹部を嵌め合い部としてその間に防音パネル７を嵌め込むことのできる支柱８が立設されている。
【００６８】
前記支柱８は、地下に埋設した基礎杭９と、地上部Ｈ型鋼材１０とを、それらに接合されたフランジ９Ｆ、１０Ｆをボルト及びナット１１で接合することにより、少なくとも地上部は垂直に立設される。ボルト及びナット１１による接合であるので、基礎杭９は多少傾斜していても構わない。
【００６９】
前記防音パネル７は、裏面に位置する厚みＰＣの遮音材ＳＣと、厚みが夫々Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のポーラスコンクリートＰＣ８、ＰＣ６、ＰＣ７の３層構造の吸音材ＰＣとで成り、合計４層構造とされている。最表面層のポーラスコンクリートＰＣ７には、図１２で示した二酸化チタン４が用いられている。
【００７０】
各防音パネル７は、治具で掴み、支柱８、８間に順次装着される。各パネル７、７間に生ずる目地には、防音及び相互緩衝を目的として適宜形状形成されたシール材１２を介在させる。シール材にはスポンジないしゴム状質のもので良い。スポンジ材であっても、上部パネルの重みによって圧縮されるので、遮音効果に悪影響は無い。
【００７１】
以上の構成の防音壁６は、以下の手順で構築される。まず、現場にフランジ９Ｆを備えた基礎抗９を打つ。その上に、下端内側にフランジ１０Ｆを備えたＨ形鋼材１０を垂直に立て、ボルト及びナット１１で結合する。次いで支柱８、８間に防音パネル７をシール材１２を介在させつつ所定段数（本例では３）挿入し装着する。要すればＨ形鋼材１０の上端を鋼板等連続屋根材で接続し、雨水の侵入を防止し、かつ補強を行う。鉄製屋根材を嵌め込む形とすることもできる。薄く上端をモルタルで埋め屋根とすることもできる。
【００７２】
以上の通り、本発明の防音壁６は、容易、迅速で、かつ安価に壁面構築することができる。しかも、構築される壁面は、３層構造の吸音材ＰＣの裏面に遮音材ＳＣを備えた合計４層構造の防音壁であるので、吸音効果が高く、環境基準に適合させ、自動車騒音の反射によって沿道の騒音レベルを更に高くするようなことが無い。吸音材の最表面層には二酸化チタンが塗されているが、ＮＯx 等の排ガスを有効に吸収できる。
【００７３】
図１５は、遮音層ＳＣの表面に６号粗骨材６ＧのポーラスコンクリートＰＣ６を積層し、その表面に凹部デザインを施して得た防音材ＳＰＣ６＋ＳＣの実施例を比較例と共に示す残響室法吸音率α１の特性線図である。比較例の防音材ＰＣ６＋ＳＣには、凹部デザインは設けられていない。
【００７４】
図１５に示すように、吸音材の表面層に凹部デザインを施すと、全体的に吸音機能が高まり、広音域の音波を吸音できる。デザインは、載頭円錐等の形状に限定されず、一又は複数方向に穿設した線状溝、その他のデザインを含むが、いずれの場合も、図１５に示すような吸音特性を見た上で、騒音対象に合わせて合理的に定められる。
【００７５】
凹部又は凹凸は、吸音層の表面デザインに限られず、遮音層の表面に施すことにより、図１５で示したと同様の吸音機能の向上を図ることができる。即ち、遮音材の表面に凹部又は凹凸を設け、その表面に１又は複数の吸音層を累加積層し、多層構造の防音材ＰＣ＋ＳＳＣ（図示せず）を構成することができる。
【００７６】
この防音材ＰＣ＋ＳＳＣは、まず凹部付コンクリートＳＳＣを作り、凹部を付けたコンクリートの表面にポーラスコンクリートＰＣを盛付け、整正して打設することにより作ることができる。凹部の大きさは、ポーラスコンクリートの粗骨材の直径より、十分小さいか、又は大きいかのいずれかの方向として径を異ならしめる。同一径の場合は、単にポーラスコンクリートの吸音層の厚みを凹部深さだけ追加しただけの構造となるからである。また、コンクリートの表面に同一径の粗骨材によるポーラスコンクリートを打設すると、凹部が埋め立てられてしまう恐れがある。
【００７７】
凹部付コンクリートＳＳＣを用いた防音材ＰＣ＋ＳＳＣは、吸音効果が高く、広音域にて高度の吸音を行うことができ、恰も吸音層を一層追加した形の防音材とすることができる。
【００７８】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計的変更を行うことにより、各種態様で実施できる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、粗骨材を雨水によって連続空隙の目詰まりが起こりにくくなる。したがって、コンクリート及びポーラスコンクリートとの組合せと相俟って雨天時であっても吸音ピーク幅が広がり、全体吸音率を高め、広音域の騒音を効果的に吸収できると共に、各層の破損、破壊、強度低下を招くことなく、強度剛性の高い防音材を得ることができる。また、二酸化チタンを粗骨材の最表面に位置させることができ、少ない量の二酸化チタンにより、光触媒機能を最大限発揮させることができる。しかも、二酸化チタンの表面コーティングと異なり、ポーラスコンクリートの目詰まりをなくし、吸音率を低下させる恐れも無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】各種粗骨材を用いて作った厚み５ｃｍの吸音材の管内法垂直入射吸音率の測定による周波数及び吸音率の特性線図である。
【図２】図１に対し厚みを１０ｃｍとした場合の周波数及び吸音率の特性線図である。
【図３】各種吸音材の湿潤又は表乾状態について示す管内法垂直入射吸音率の特性線図である。
【図４】異なる粒径の２種粗骨材で作った２層吸音材の音波入射方向を変えて行った管内法垂直入射吸音率による周波数及び吸音率の特性線図である。
【図５】６号及び７号粗骨材を用いて作った吸音材の管内法垂直入射吸音率と残響室法吸音率との比較結果を示す周波数及び吸音率の比較線図である。
【図６】６号粗骨材を用いて作った吸音材の斜入射法による角度を変えての周波数及び吸音率の特性線図である。
【図７】６号及び７号粗骨材を用いて作った２種の吸音材の残響室法吸音率と斜入射法吸音率との比較結果を示す周波数及び吸音率の比較線図である。
【図８】本発明の一実施形態を示す２層構造の吸音パネルの斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態を示す３層構造の防音パネルの斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態を示す一体成型による防音パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態を示す防音壁の構築方法を示すフローチャートである。
【図１２】バインダー剤及び二酸化チタンを搦した粗骨材の断面構造を示す断面概念図である。
【図１３】本発明の４層構造の防音パネルを用いて道路の路側に設置した防音壁の斜視図である。
【図１４】図１３に示した支柱及び基礎杭の地表部分でのフランジによる接合方式を示す部分左側面図である。
【図１５】遮音層の表面にポーラスコンクリート製の吸音材を積層し、その表面に凹部デザインを施して得た防音材の吸音特性を比較例と共に示す特性線図である。
【符号の説明】
１  ２層構造の吸音材（吸音パネル）１
２  ３層構造の防音材（防音パネル）２
３  バインダー剤
４  二酸化チタン
５  道路
６  防音壁
７  ４層構造の防音パネル
８  支柱
９  基礎抗
９Ｆ、１０Ｆ  フランジ
１０  Ｈ形鋼材
１１  ボルト及びナット
１２  シール材
Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８  粗骨材
ＰＣ５、ＰＣ６、ＰＣ７、ＰＣ８  ポーラスコンクリート製吸音材
ＤＣ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  厚み寸法
ＳＰＣ  凹部付ポーラスコンクリート
ＳＳＣ  凹部付コンクリート
α0   管内法による垂直入射吸音率
α１  残響室法による吸音率
α（θ）  斜入射法による吸音率
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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