(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面における除氷又は防塵の機能を維持のために散布する液体、即ち機能液４２、を表層上に散布する手段に関して、
1）交通により弾性的に変形する変形機構１が舗装ブロックのような表層要素２の一部を構成すること、
2）機能液４２を路面の表層下に貯留するブロック目地のような空間１３を設けること、
3）変形機構１の変形によって貯留された機能液４２が該空間１３から表層要素２の表面に溢れ出ること、
4）補給タンク３１から輸送パイプ３５を介して該空間１３に機能液４２を輸送して補給する液体補給機構６を設けること、
以上の四条件を具備することによって道路の機能維持を行う機能舗装 において、
（ａ）機能液４２を補給タンク３１に注入する注入口37が、任意に密封される密封機構を有し、該密封機構が一旦密封されると、補給タンク３１から補給パイプ３５によって道路に導かれた機能液４２が該空間１３の中に設けた吐出口３５Ｂだけで大気の圧力に接すること、
（ｂ）吐出口３５Ｂの開口部が、路面における機能液４２の液面を、通過交通による表層の低下又は空間１３の圧縮によって表層が濡れるために維持すべき維持水面２２の設計高さに保持され、密封された該液の圧力と大気圧との均衡によって該空間１３内における該維持水面２２が該設計高さに維持されること、
上記の２条件を有することを特徴とする機能舗装 。
【請求項２】
膨張係数の大きい材料から成る変形材３８を、該空間１３に機能液４２を補給する補給パイプ３５の内側に設け、該変形材の温度膨張又は温度収縮による体積変化によって管内を通る液体の通過面積の増減が生ずることを利用することにより機能液４２の通過量を増減させる手段を該液体補給機構６の補給制御に用いることを特徴とする請求項１記載の機能舗装。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、路面の液体散布を交通自体で行う舗装に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、除氷、凍結防止、防塵、路面冷却あるいはタイヤ洗浄などで路面に液体を散布するときは、散水車などが使われた。しかし、周辺に流れるので長時間路面に滞留させる散布が難しかった。特に、寒冷地では除氷の融氷液は交通の安全に関わるので、池状の窪みの中に溜める方法も行われているが、跳ねて車体等にも付着し、液の損失量が多く、不経済であった。これらの欠点を解決するため、透水性のブロックを通して路面に凍結防止剤を供給する方法も提案されているが、吐出量の制御に常時の監視、電子的センサー、電動ポンプなどの特別の人手と装置を要し、結氷を機械的に破壊しないので除氷に時間が掛り、また、目詰まりや浸透水の結氷で、その機能を失った。
【０００３】
水をはじめ、様々な目的の機能を果たす液体でも融氷液の場合と同じ欠点があり、相当量が側溝に流れ去り、表面に残った分は空気に暴露され、短時間で蒸発した。また、特別な散水車やスプリンクラーなど維持の難しい装置を必要とした。
【０００４】
冒頭の機能を持つ液体を、総称して機能液４２と呼ぶ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、雫の跳ね、蒸発、流失を防ぎ、適量、適時、適所に、継続的に、かつ簡便な方法によって、表層の上に機能液を供給することが課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１のように、機能液４２、若しくはその上部に生ずる真空的な液上空間３３を任意に密閉する機構を有し、路面における液面の設計高さ（水の場合は設計水位）を一定に保持する舗装であり、除氷防塵などの路面の機能維持のために散布する液体、即ち機能液４２、を表層上に散布する手段に関して、
1）交通により弾性的に変形する変形機構１が舗装ブロックのような表層要素２に接合されて該表層要素の一部を構成すること、
2）機能液４２を路面の表層下に貯留するブロック目地のような空間１３を設けること、
3）通過する車輪の荷重を受けた変形機構１の変形によって貯留された機能液４２が該空間１３から表層要素２の表面に溢れ出ること、
4）補給タンク３１から輸送パイプ３５を介して該空間１３に機能液４２を輸送して補給する液体補給機構６を設けること、
以上の4条件を具備することによって道路の機能維持を行う機能舗装 において、
（ａ）機能液４２を補給タンク３１に注入する注入口37が、任意に密封される密封機構を有し、一旦密封されると、機能液４２が吐出口３５Ｂだけで大気に接すること、
（ｂ）吐出口３５Ｂの開口部が、路面における機能液４２の設計高さに保持され、密封された該液の圧力と大気圧との均衡によって維持水面２２が該高さに維持されること、
上記の２条件を有する機構によって機能液４２を路面に保持し、消失分を補給する。即ち、密閉された液体の液面が気圧によって定まる原理を利用して機能液４２の路面での高さ（水の場合は水位）を一定に保ち、該機能液の中に舗装ブロックなどの弾性的な挙動の変形要素２を配列することによって課題を解決する。
【０００７】
水を機能液４２とした場合について補足説明すると次のようである。防水層１５で防水した浅い池を準備し、この中に表層要素２として弾性的な舗装ブロックを並べ、池に水を満たして該ブロックの表面から僅かに下に維持水面２２として水位を一定に保つ。自動車のタイヤなどが通過するとブロックが水面下に沈むので表面が冠水して濡れ、タイヤも濡れるので該水が機能液４２として周囲に広げられる。この広げられた分は消費分であるから補給がなければ水位が低下する。しかし出口３５Ｂが大気に暴露されると自動的に補給タンク３１内から補給される。
【０００８】
請求項１のポイントは水位を一定に保つ機構である。即ち、補給タンク３１内に密閉された液の高さ（水位）と吐出口３５Ｂに接する大気圧下の高さ（水位）との差を利用して正確な液面高の維持を図る。このように密封された液体の液面を一定に保つ機構はトリチェリの気圧測定実験がよく知られているが、小鳥小屋や鶏舎で飲んだ分量だけ自動的に補給する吸水装置としても広く用いられている。なお、通過する自動車などの重量でブロックの表面を僅かに下げるために、ブロックの一部には変形機構１を保有させる。この変形機構１は、ゴム、プラスチック、金属、それらの複合材料など弾性的な材料を用いて製作する。このような舗装では、通過交通が変形機構１を変形させ表層要素２の上に機能液４２を押し出すことによって、上記課題を解決する。
【０００９】
なお、請求項2の記述のごとく膨張係数の大きい材料から成る変形材３８を液体によって流れないように拘束して液体補給機構６の補給制御に用いることによって、気温が高いときに補給を停止することができる。即ち、温度が上昇すると変形材３８は管内で膨張して終には隙間を塞いで液体の通過を阻止し、温度が低下すると変形材３８が収縮して隙間が広がり液体の通過が容易になる。この機能によって、液体の吐出しが凍結を生ずる大気温のときだけに補給を限定する。
【００１０】
【作用】
請求項１の手段では、表層要素２は機能液４２の上を覆って雫の跳ねや蒸発や損失などを防ぐ。いま、空間１３に機能液４２を溜めると、荷重で空間１３の中の液が圧迫されて路面に溢れ出る。溢れた液が表層要素の上に薄く残る。従って、この液はタイヤの裏のみに付着して隣接部分に塗布される。即ち、スタンプのインクパッドと同様に機能して周辺路面に供給される。こうして消失した消失分は吐出口３５Ｂを覆うまで自動的に補給される。
【００１１】
用途や場合によって、空間１３の寸法や変形機能を変えたり、異なる寸法や性質の空間１３を混在させたりすると機能液４２を供給する効率が向上する。
【００１２】
場合によって、表層要素２に独立小片を上に用いると、変形機構１の劣化を防止し、目地層５の上の表面の結氷に応力集中してするので除氷効果が加速される。特に、表層要素をレジンブロックにすると、製作が容易になり、変形繰り返しの速度が向上し、かつ、舗装の耐久性が向上する。特に除氷液の成分によっては化学的耐久性が極めて向上する。
【００１３】
場合によって、液量センサー３４を設けると、凍結防止が必要な気温の時に限定して変形機構１の内部に液の不足分を不断に補うことができる。
【００１４】
場合によって、補給タンクが機能液４２で充満された後、自動的に密閉するようになした補給タンクを用いると、補給の能率が向上し、不完全な密閉による液の自由な流失を止める。
【００１５】
場合によって、融氷液３２の補給系統に舗装内の温度を測定する温度センサー３６を設けると、その判断により結氷が無い時には補給を止めることができるので、不要な夏場などの維持費を低下させることができる。
【００１６】
場合によって、変形材３８を例えば補給パイプ３５の途中に詰めると、この体積の温度収縮によって、一定温度以下でのみ融氷液３２が流れて液の補給を行うことができる。即ち、温度による制御装置になる。この方法は逆に、補給パイプを該変形材に中に配置して、変形材３８で外からパイプを押さえても同様の作用が生じる。
【００１７】
場合によって、変形機構１に電熱装置を設けると、浸透水の結氷を防ぎ、吐出口の目詰まりを防止する。また、表層要素２の運動を保証する。下の表層要素２が揺動するので、結氷は交通で機械的に除氷される。この方法は結氷を全て熱的に融氷する方法に較べ遥かに消費熱量が少ない。
【００１８】
場合によって、変形機構１の下面を下地に接着させると、表層要素の保持が安定し、かつ、部分的な加熱による取替が容易になる。なお保持の安定が増すので表層要素の重量や厚さを減じることができる。
【００１９】
場合によって、複数の表層要素の変形機構１の下面を一枚板に接着して準備すると、工事現場での表層要素の配列の手間が節約される。
【００２０】
場合によって、表層要素のブロックが不透水性であると、浸透を防ぎ、液の効率が上がり、除氷の場合は表面の除氷が極めて容易になる。
【００２１】
場合によって、側面に目地層を付けた表層要素を準備すると目地機能が確保され、表層要素の揺動が確実になり、かつ、施工が簡単になる。
【００２２】
場合によって、変形機構１の中に逆流防止弁５Ａを設けた変形可能な空間を持つポンプ７を設けると、ポンプ７が踏まれる度に必要量の機能液４２を舗装に供給することができる。
【００２３】
場合によって、該ポンプ７などから離れた適宜位置の吐出口３５Ｂトまでを補給パイプ３５などで連結して離すと、機能液４２を効率の高い方法で散布することができる。たとえば、表層要素２は交通の多いところに設置し、液は坂の上から流したり、結氷の危険度の高いところに流したり、路面工事の難しい場所で道路脇から流したりすることができる。
【００２４】
場合によって、変形量を一定量以下に限定するために、潰れ止め４３を設けると、簡単なゴムホースなどを変形機構１と表層要素２の一体ユニットとして使用しても、これがぺっちゃんこになって弾性を失うまで潰されることを防ぐ。即ち、交通による過度の沈下が防止されるので、変形機構１は表層要素２自体の重量分だけを支えれば、ポンプ機能を長く維持することができる。
【００２５】
場合によって、路面９に多数の紋様化された浅い窪み１０を設けると、該窪みは常に一定の維持水面２２を保ち、散布を維持することができる。従って、通過車輪のトレッドが必要量の機能液４２を溢れ出させる。
【００２６】
【実施例】
実施例１。これは除氷を目的としたものであり、交通量の多い交差点や横断歩道などの水平な路面への適用例である。図２の斜視図に示すように、配列されたブロックの付近に機能液４２である融氷液３２の補給タンク３１を設ける。施工法は後述のユニットを既存路面上にアスファルトで貼るものである。図１と図３とは注入口３７を通る断面図である。図１は機能液４２即ち融氷液３２を貯蔵した状態、図３はタンクが空の状態の図である。
【００２７】
図１の断面図を参照して、請求項１の作用を補足説明する。まず、注入口３７から融氷液３２を注入し、栓３７Ａを閉めて液上空間３３を密閉する。補給タンクからの舗装側出口には補給パイプ３５が設けられ、その先端を舗装の融氷液３２の維持水面２２に保持する。該補給パイプの吐出口３５Ｂの位置が液量センサーである。即ち、液面が下がると該吐出口が面上に出るので、これが隠れるまで自動的に補給される。
【００２８】
場合によって該補給パイプの出口付近に、零度以下では収縮して液を自由に通過させ、零度以上では膨張して液の流下を防ぐように変形材３８を詰める。これは温度センサーとして機能するので、凍結防止が不要な気温の場合における液の消費を節約する。
【００２９】
以上の両センサー機構で、融氷液３２は必要な時だけ自動的に補給され、路面の管理者は定期的に融氷液３２をタンクに補給するだけで確実に除氷を行う事ができる。
【００３０】
表層要素２のブロックは、踏まれる度に、個別に沈下し、微小な変動巾で揺動する。従って、該液はブロックの上に溢れ出すので路面の結氷が融ける。また、不透水のブロックの上に薄く溜まるので、タイヤだけに付着して進行方向の路面に塗布され、効果的かつ広範囲に除氷される。散布量は交通に比例する。
【００３１】
一方．結氷の受ける応力は表層要素周辺に集中し、それに沿って亀裂が発生する。続いて、交通荷重の作用点が移動するので、割れた氷が前後左右に繰り返し押されて除氷が促進される。
【００３２】
排水口周辺など局部的な除氷機能の強化には、円筒形のブロックと周囲と底のゴム層とを結合したユニットを単体で用いて補足してもよい。
【００３３】
なお、図４に示すように、２８０ｘ２８０ｘ５０（ミリ）の高強度の不透水ブロックを表層要素２とし、その下面に２５ｍｍ厚さのゴム板の変形機構１を貼り、２側面に２０ｍｍ厚のゴム板の目地層５を貼り、基本要素のユニットを作製する。ゴム板は透水性を持ち、チップを結合したものである。場合によっては、ブロックの５側面（６面体の上面を除く）に貼付して工場生産してもよい。なお、変形機構１のゴム層に、使用済タイヤの砕片ゴム材を固めたものを用いると耐久的で安価になる。
【００３４】
実施例２。これは前例と同じ基本要素を用い、勾配の大きい路面や階段に適用するものである。図５の断面図に示すように最下段のブロック周辺に、外気温度を測定する温度センサーと融氷液３２の液量を測定する液量センサーとを配置する。外気温が零度以下で、かつ、この水位が定点以下になると、補給パイプを電気的に開き最上段に融氷液３２を補給する。各段は関１４を設けて融氷液３２を溜める。補給された液は最上段の関から溢れ、逐次に下の関から溢れて流下する。最下段の液量が定点に達するまで補給を続ける。従って、各段の水位は一定に保たれる。また、各段では変形機構１の細孔に毛細管現象で溜められている。表層要素２が踏まれると融氷液３２は路面に押し出され除氷する。路面の管理者は定期的に融氷液３２をタンクに補給するだけで適時の除氷を行う事ができる。
【００３５】
なお、上記の二実施例は、容易に機能液４２を取り替えて、自動散水機能を持つ舗装にも応用される。
【００３６】
実施例３。これは、坂、タイヤ洗浄場、路面内工事の困難な場所などに散布を所望の点に行う場合に適用される。図６の側方断面図に示すように、管内の液の逆流を防止する逆流防止弁３５Ａを設けたゴム管の弾性を利用する。即ち、ゴム管を変形機構１と表層要素２を結合したユニットとしたものである。タイヤ８がゴム管を踏むと内部の液体は一方向に送られるので、ポンプ７として機能する。通過後は元の形に戻る。このポンプ７から補給パイプ３５で導き、吐出口３５Ｂを任意の離れた地点に選ぶことができる。図７の横断面図に示すように、表層要素の下で潰れ止め４３が潰れを防止している。ゴム管の保護ために上に表層要素の保護として鋼板片などを配列してもよい。
【００３７】
実施例４ これは除氷方式を電熱による方法に置き換えたもので、炭素繊維による通電発熱板の上に基本要素を並べ、代表的な地点に氷センサーを配置し、表面温度が下がると通電加熱して除氷機能を保つ。氷点以上に加熱された浸透水は融氷液３２と同じ作用をする。
【００３８】
実施例５ これは表層要素２を薄いレジンコンクリートで製作し、変形機構１を図８の斜視図に示すようなプラスチック性のバネで製作したものである。図９の横断面図は変形機構１にこのバネを用いたユニットを示す。踏まれる度にバネが変形して散水などの維持機能を発揮する。
【００３９】
実施例６ これは変形機構１にゴムホースを用いたものである。表層要素２のブロックと結合してユニットを製作する。ユニットを下から見た斜視図を図１０に示す。
【００４０】
実施例７ これは通過するタイヤが一時的に変形機構１として働くものである。図１１の断面図に示すように、空間１３は連結された窪み１０とし路面上を縦横に走っている。実施例１の補給方式で左端の大きい窪みの維持水面２２に吐出口３５Ｂを設定する。従って、各々の窪み１０での維持水面も等しい。これらをタイヤが踏むと、液は外に溢れる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上のような構成で、路面維持に必要な液体を経済的、かつ、効果的に散布して、交通の安全を確保する。特に路面の結氷にたいしては、融氷剤などの化学製品や電力の使用量を減少させて環境汚染を防ぐ。また従来の方法と組み合わせて路面の維持管理を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のタンクに液が入った状態の断面図である。
【図２】 実施例１の斜視図である。
【図３】 実施例１のタンクが空の状態の断面図である。
【図４】 実施例１に用いた基本要素の斜視図である。
【図５】 実施例２の断面図である。
【図６】 実施例３の側方断面図である。
【図７】 実施例３の横断面図である。
【図８】 実施例５の変形機構１の斜視図である。
【図９】 実施例５の基本要素の横断面図である。
【図１０】 実施例６の基本要素の斜視図である。
【図１１】 実施例７の断面図である。
【符号の説明】
１     変形機構
２     表層要素
２Ａ   突起
３     融氷機構
４     維持機構
５     目地層
６     液体補給機構
７     ポンプ
８     タイヤ
９     路面
１０   窪み
１１   結氷防止機構
１２   電熱装置
１３   空間
１４   関
１５   防水層
１８   排水機構
２２   維持水面
３１   補給タンク
３２   融氷液
３３   液上空間
３４   液量センサー
３５   補給パイプ
３５Ａ 逆流防止弁
３５Ｂ 吐出口
３６   温度センサー
３７   注入口
３７Ａ 栓
３８   変形材
４２   機能液
４３   潰れ止め
【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】
0003787577.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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