(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路盤の上に設けられた基層部と、
前記基層部の上に設けられた路面を構成する内部に空隙を有するアスファルト混合物層とを具備し、
前記アスファルト混合物層は、
上側に位置する第１のアスファルト混合物層と、
前記第１のアスファルト混合物層の下方に位置し、前記第１のアスファルト混合物層と一体の第２のアスファルト混合物層とを具備し、
前記第１のアスファルト混合物層の空隙内には、酸化チタン微粉末及び該酸化チタン微粉末を固定する固定材が充填されており、
前記第２のアスファルト混合物層の空隙には、充填材が充填されているものの、酸化チタンは充填されていない
ことを特徴とする大気浄化舗装構造。
【請求項２】
酸化チタンの微粉末を固定する固定材は、少なくともセメント、骨材、及び水を混ぜ合わせて得たグラウト材が固化したものであることを特徴とする請求項１の大気浄化舗装構造。
【請求項３】
酸化チタンの微粉末を固定する固定材は、少なくとも樹脂、及び骨材を混ぜ合わせて得たグラウト材が固化したものであることを特徴とする請求項１の大気浄化舗装構造。
【請求項４】
表層部は不透水性を有するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの大気浄化舗装構造。
【請求項５】
表層部は透水性を有するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの大気浄化舗装構造。
【請求項６】
請求項１の大気浄化舗装を構築するための方法であって、
路盤の上に基層部を形成するＡ工程と、
前記基層部の上に、内部に空隙を有するアスファルト混合物層を形成するＢ工程と、
第１のアスファルト混合物層と第２のアスファルト混合物層との境界面の高さまで、前記アスファルト混合物層が有する空隙内に酸化チタンを含まないグラウト材を充填するＣ工程と、
前記Ｃ工程の後、前記アスファルト混合物層が有する空隙内に、このアスファルト混合物層の表面高さまで、グラウト材に酸化チタンの微粉末を分散させてなる酸化チタン含有グラウト材を充填するＤ工程
とを具備することを特徴とする大気浄化舗装構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気浄化機能を備えた舗装の構造およびその構築方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
日々、自動車から大量に排出され続けている窒素酸化物（ＮＯＸ）は、大気汚染の主要な原因物質と考えられており、その対策が急がれている。
【０００３】
さて、近年、酸化チタン光触媒（以下、単に光触媒とも言う）が、大気浄化に著しい効果を発揮することがわかり、大きな注目を浴びている。この光触媒については既によく知られているが、ここで参考までに、それが有する大気浄化機能について簡単に説明する。
【０００４】
光触媒とは、光励起を受けて触媒作用を示す物質の総称である。大気と接触するよう置かれたこの光触媒は、太陽光（特に波長が３８０ｎｍ以下の紫外光）を受けた際、大気中の窒素酸化物を、たとえば光触媒固定材の主成分であるカルシウムと化合させ、それを中性の硝酸カルシウム（硝酸塩）へと変化させる。このようにして間断なく生成される硝酸塩は、光触媒の表面に留まり、そこに蓄積されていくが、これは同時に、大気中の窒素酸化物が絶え間なく消費されていくことを意味する。こうした理由で、窒素酸化物によって汚染された大気は、光触媒の作用により徐々に浄化されていく。
【０００５】
なお、光触媒の表面に堆積した硝酸塩は、降雨時、雨水に溶けて硝酸イオンとカルシウムイオン（金属イオン）とに分離し、光触媒の表面から洗い流される。この結果、光触媒は、表面に堆積物が存在しない初期の状態に戻る。すなわちこのようにして、次第に低下してくる大気浄化能力は完全に元どおりに回復し、光触媒は再び本来の機能を発揮するようになる。
【０００６】
ところで、光触媒を利用して大気を浄化しようとした場合、排気ガスを直接浴びる路面を、この光触媒を用いて構成すれば非常に都合がよい。こうすることで、光触媒は常に窒素酸化物濃度の高いガスと接触するようになり、高い浄化効率が得られる。光触媒を用いて路面を構築する従来技術としては、たとえば特開２０００−４５２０８号公報に開示されるものが挙げられる。
【０００７】
この技術は、排水性舗装が施された道路の表面すなわち路面に、酸化チタンの微粉末を分散させたセメントモルタルを吹き付けて、路面を、大気浄化機能を有する非常に薄い層で被覆することを特徴とする。こうして得られた道路は、確かに大気の浄化に、ある程度貢献はするものの、その一方で次のような不具合を抱えている。
【０００８】
たとえば、トラックなど大型車両の通行量が多い主要幹線道路、一般道路でも上り坂あるいは下り坂の区間や交差点、更には車両が頻繁に停止・発進を繰り返すパーキングエリアなどにおいては、路面の摩耗が急速に進む。ゆえに、このような箇所の路面に、先の技術を用いて大気浄化機能を付与しても、同機能（言いかえれば大気浄化機能を有する層）は極めて短期間のうちに消滅する。
【０００９】
むろん、これ以外の場所でも、大気浄化機能を有する層の寿命は非常に短い。ゆえに、これまでは、酸化チタンの微粉末を含むセメントモルタルの吹き付け作業を、かなり短い間隔で頻繁に実施しなければならなかった。
【００１０】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、長期間にわたって優れた大気浄化機能を発揮する大気浄化舗装構造を提供することである。特に、舗装強度が高く良好な耐久性を具備すると共に、長期間にわたって優れた大気浄化機能を発揮する大気浄化舗装構造を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、路盤の上に設けられた基層部と、
前記基層部の上に設けられた路面を構成する内部に空隙を有するアスファルト混合物層とを具備し、
前記アスファルト混合物層の空隙内に、酸化チタン微粉末及び該酸化チタン微粉末を固定する固定材が充填されてなる
ことを特徴とする大気浄化舗装構造によって解決される。
【００１２】
又、路盤の上に設けられた基層部と、
前記基層部の上に設けられた路面を構成する内部に空隙を有するアスファルト混合物層とを具備し、
前記路面を構成する内部に空隙を有するアスファルト混合物層は、
上側に位置する第１のアスファルト混合物層と、
前記第１のアスファルト混合物層の下方に位置し、前記第１のアスファルト混合物層と一体の第２のアスファルト混合物層
とからなり、
前記第１のアスファルト混合物層の空隙内に、酸化チタン微粉末及び該酸化チタン微粉末を固定する固定材が充填されており、
前記第２のアスファルト混合物層には酸化チタンが充填されていない
ことを特徴とする大気浄化舗装構造によって解決される。
【００１３】
又、路盤の上に設けられた基層部と、
前記基層部の上に設けられた路面を構成する内部に空隙を有するアスファルト混合物層とを具備し、
前記路面を構成する内部に空隙を有するアスファルト混合物層は、
上側に位置する第１のアスファルト混合物層と、
前記第１のアスファルト混合物層の下方に位置し、前記第１のアスファルト混合物層と一体の第２のアスファルト混合物層
とからなり、
前記第１のアスファルト混合物層の空隙内に、酸化チタン微粉末及び該酸化チタン微粉末を固定する固定材が充填されており、
前記第２のアスファルト混合物層には、充填材が充填されているものの、酸化チタンが充填されていない
ことを特徴とする大気浄化舗装構造によって解決される。
【００１５】
なお、上記酸化チタンの微粉末を固定する固定材としては、少なくともセメント、骨材および水を混ぜ合わせて得たグラウト材が固化したものを挙げることができる。また、同じく上記酸化チタンの微粉末を固定する固定材としては、少なくとも樹脂および骨材を混ぜ合わせて得たグラウト材が固化したものを挙げることができる。
【００１６】
更に本発明においては、上記表層部を不透水性を有するものとすることも、あるいは同表層部を透水性を有するものとすることもできる。表層部に不透水性を付与するか、透水性を付与するかは、舗装が施される場所それぞれの状況や、そこに要求される特性を考慮して選定される。
【００１７】
たとえば、橋梁の舗装に際しては、表層部に不透水性を付与し、雨水が内部に浸透しないように施工される。一方、道路のその他の部分は、基本的に、路面の水はけをよくするため表層部には透水性が付与される。ちなみに、透水量の調整（透水量をゼロにすれば表層部は不透水性を具備したものとなる）は、たとえば、上記グラウト材の原料である骨材の粒径や、それを一体化させる結合材（セメントモルタルや樹脂など）の種類を変更することによって、あるいは添加材を用いることによってなされる。
【００１８】
又、上記構造（特に、表層部がアスファルト混合物層であって、このアスファルト混合物層の空隙に酸化チタンの微粉末および固定材が充填されている構造）を備えた大気浄化舗装を構築するための方法であって、
路盤の上に基層部を形成するＡ工程と、
前記基層部の上に、内部に空隙を有するアスファルト混合物層を形成するＢ工程と、
前記アスファルト混合物層が有する空隙内に、グラウト材に酸化チタンの微粉末を分散させてなる酸化チタン含有グラウト材を充填するＣ工程
とを具備することを特徴とする大気浄化舗装構築方法によって解決される。
【００１９】
又、上記構造（特に、表層部は第１のアスファルト混合物層および第２のアスファルト混合物層を具備しており、前記第１のアスファルト混合物層の空隙内に、酸化チタン微粉末及び該酸化チタン微粉末を固定する固定材が充填されており、前記第２のアスファルト混合物層の空隙内には、充填材が充填されているものの、酸化チタンが充填されていない構造）を備えた大気浄化舗装を構築するための方法であって、
路盤の上に基層部を形成するＡ工程と、
前記基層部の上に、内部に空隙を有するアスファルト混合物層を形成するＢ工程と、
第１のアスファルト混合物層と第２のアスファルト混合物層との境界面の高さまで、前記アスファルト混合物層が有する空隙内にグラウト材を充填するＣ工程と、
前記Ｃ工程の後、前記アスファルト混合物層が有する空隙内に、このアスファルト混合物層の表面高さまで、グラウト材に酸化チタンの微粉末を分散させてなる酸化チタン含有グラウト材を充填するＤ工程
とを具備することを特徴とする大気浄化舗装構築方法によって解決される。
【００２０】
さて、上述したように、基層部の上に設けられて路面を構成する表層部（殊にその第１の層）を、光触媒として機能する酸化チタンを含む材料から形成した場合、車両の通行により路面が摩耗しても、そこには、酸化チタンが散在する新しい面、つまり大気浄化機能を有する面が絶えず出現する。したがって、これまでのように路面の大気浄化機能が短期間のうちに消滅してしまうといった不具合は起きず、路面の大気浄化能力は半永久的なものとなる。
【００２１】
すなわち、本発明に係る大気浄化舗装構造を採用した場合には、長期間にわたって優れた大気浄化機能が発揮される。そして更に、上記表層部を構成するアスファルト混合物層の空隙を、その内部に酸化チタンの微粉末を固定するための固定材（あるいは充填材）で満たした場合、この空隙の存在に起因する表層部の脆さが大幅に改善され、この結果、表層部の、したがって舗装の強度が格段に向上する。総じて、本発明に係る技術を用いることで、舗装強度が高く良好な耐久性を具備すると共に、長期間にわたって優れた大気浄化機能を発揮する大気浄化舗装構造が実現する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２を用いて、本発明の第１実施形態を具体的に説明する。なお、図１には本実施形態に係る大気浄化舗装の構造を断面にて示し、図２（ａ）〜（ｃ）には同大気浄化舗装を構築する際の手順を示している。
【００２３】
本実施形態に係る大気浄化舗装構造が採用された大気浄化舗装は、図１からわかるように、路盤１の上に設けられた基層部２と、この基層部２の上に設けられた、路面を構成する表層部３とからなる。
【００２４】
このうち路盤１および基層部２は、既存の舗装を構成するものと同じであってもよく、特に説明は要しない。これに対して表層部３は、光触媒として機能する酸化チタンを含む材料から構成されている。
【００２５】
更に詳しく言うと、この表層部３は、図１にその一部を拡大して示すように、内部に空隙を有する開粒度アスファルト混合物層（以下、単にアスファルト混合物層と言う）１１と、酸化チタンの微粉末１２と、この酸化チタンの微粉末１２を上記アスファルト混合物層１１の空隙中に固定する固定材１３とから構成されている。なお、アスファルト混合物層１１の空隙率は、通常、１０〜３０％程度に設定される。
【００２６】
このうち固定材１３は、セメント、骨材および水を混ぜ合わせて得たグラウト材（セメントモルタル）が固化したものである。なお、図１中、１１ａで示すのは、このグラウト材の成分である上記骨材（この骨材は不図示）ではなく、アスファルト混合物層１１を形成している骨材である。アスファルト混合物層１１の内部空隙とは、この骨材１１ａ同士の間の空隙のことである。
【００２７】
但し、こうした組成のグラウト材に替えて、たとえばエポキシ樹脂と骨材を混ぜ合わせて得たグラウト材を用いることもできる。すなわち、酸化チタンの微粉末を固定する固定材としては、この樹脂と骨材を混ぜ合わせて得たグラウト材が固化してなるものが挙げられる。
【００２８】
加えて、本実施形態では、上記表層部３に不透水性を付与している。しかしながら、もし必要とあれば、逆に表層部３に透水性を持たせることもできる。すなわち、表層部３を構成する固定材１３を、樹脂と骨材を混ぜ合わせて得たグラウト材から形成した場合、適切な種類の樹脂や添加材を用いることで、表層部３が透水性を発揮するようになる。
【００２９】
上記構造を有する大気浄化舗装は、本実施形態に係る大気浄化舗装構築方法を用いて得られたものであり、この大気浄化舗装構築方法は、次に述べるような手順にて実施される。以下、上記大気浄化舗装の構築方法について、すなわち本実施形態に係る大気浄化舗装構築方法（以降、本構築方法と言う）について説明する。
【００３０】
本構築方法を実施するに当たっては、まず、路盤１の上に基層部２を形成する〔Ａ工程：図２（ａ）参照〕。続いては、基層部２の上に、内部に空隙を有するアスファルト混合物層１１を形成する〔Ｂ工程：図２（ｂ）参照〕。なお、ここまでは、従来の舗装構築方法を用いた場合と同様の作業内容となる。
【００３１】
さて、こうしてアスファルト混合物層１１が完成したならば、続いては、このアスファルト混合物層１１が有する空隙内に、グラウト材（ここでは、セメント、速硬材、骨材である砂、樹脂、遅延材、水を成分とする）に酸化チタンの微粉末を分散させてなる酸化チタン含有グラウト材１４を充填する〔Ｃ工程：図２（ｃ）参照〕。そして、この充填されたグラウト材１４を一定期間養生して固化させることにより表層部３ができあがり、したがって本実施形態に係る構造を備えた上記大気浄化舗装が完成となる。
【００３２】
ところで、こうして得られた大気浄化舗装は、大気浄化機能を具備するだけでなく、後述するように、表層部３に空隙が存在しないことから高い強度（剛性）を有する。本実施形態では、こうした特長を大気浄化機能と同じく重視し、酸化チタンの微粉末とセメントと速硬材と砂と樹脂と遅延材と水の混合比率（質量比）を、７：７４：２５：１８：５：４：６７に設定した。ちなみに、こうして得られた内部に空隙が存在しない舗装は、それが酸化チタンを含むか否かに関わらず、「半たわみ舗装」と呼ばれている。
【００３３】
これに対して、上記グラウト材として樹脂と骨材を混ぜ合わせて得たものを用い、更に表層部に透水性を付与する場合、すなわちそれほど舗装強度を重視しない場合には、酸化チタン含有グラウト材の成分、すなわち酸化チタンの微粉末と骨材である砕石とエポキシ樹脂の混合比率（質量比）は、たとえば、６：１２：８８に設定される。この条件では、上述したように表層部に透水性が付与され、この結果、できあがった大気浄化舗装は所要の排水特性を備えたものとなる。
【００３４】
このように本実施形態では、基層部２の上に設けられて路面を構成する表層部３を、光触媒として機能する酸化チタンを含む材料から形成した。このため、車両の通行により路面が摩耗しても、そこには、酸化チタンが散在する新しい面、すなわち大気浄化機能を有する面が絶えず現れる。したがって、これまでのように路面の大気浄化機能が短期間のうちに消滅してしまうといった不具合は起きず、路面の大気浄化能力は半永久的なものとなる。
【００３５】
言いかえれば、本実施形態に係る大気浄化舗装構造を採用した場合には、長期間にわたって優れた大気浄化機能が発揮される。更に本実施形態では、表層部３を構成するアスファルト混合物層１１の空隙を、その内部に酸化チタンの微粉末１２を固定するための固定材１３で満たしたので、この空隙の存在に起因する表層部３の脆さが大幅に改善される。そしてこの結果、表層部３の、ひいては舗装全体の強度が格段に向上する。このように、本実施形態に係る技術を用いることで、舗装強度が高く良好な耐久性を具備すると共に、長期間にわたって優れた大気浄化機能を発揮する大気浄化舗装構造が実現する。
【００３６】
続いて、図３および図４を用いて、本発明の第２実施形態を具体的に説明する。ここで、図３には本実施形態に係る大気浄化舗装の構造を断面にて示し、図４（ａ）〜（ｄ）には同大気浄化舗装を構築する際の手順を示している。なお、本実施形態についても、その基本的な技術思想や要部以外の基本構造、更にはそれが奏する効果は、上記第１実施形態とおおむね同じである。よって以下では、第１実施形態との相違点を中心に解説する。
【００３７】
本実施形態に係る大気浄化舗装構造が採用された大気浄化舗装も、図３からわかるように、路盤２１の上に設けられた基層部２２と、この基層部２２の上に設けられた、路面を構成する表層部２３とからなる。そして、このうち表層部２３が、光触媒として機能する酸化チタンを含む材料から構成されている。
【００３８】
更に詳しく言うと、この表層部２３は、上側に位置する第１の層３１およびこの第１の層３１の下方に位置する第２の層３２からできている。但し、両者は一体であって、分離させることはできない。
【００３９】
表層部２３を構成するこれら第１の層３１および第２の層３２のうち、前者すなわち大気と接する第１の層３１は、上述したごとく酸化チタンを含む材料から構成されている。一方、後者すなわち大気と接しない第２の層３２は、酸化チタンを含まない材料から構成されている。なお本実施形態では、後に詳述するようにグラウト材を充填することで、第２の層３２の内部に空隙が存在しないように処理しているが、場合によっては、グラウト材その他を一切充填せず、第２の層３２の内部に空隙をそのまま残すこともある。
【００４０】
さて、上記第１の層３１は、図３にその一部を拡大して示すように、上記第１実施形態における表層部と同様、内部に空隙を有する第１のアスファルト混合物層４１と、酸化チタンの微粉末４２と、この酸化チタンの微粉末４２を第１のアスファルト混合物層４１の空隙中に固定する固定材４３とから構成されている。
【００４１】
このうち固定材４３は、セメント、骨材および水を混ぜ合わせて得たグラウト材（セメントモルタル）が固化したものである。なお、図３中、４１ａで示すのは、このグラウト材の成分である上記骨材（この骨材は不図示）ではなく、第１のアスファルト混合物層４１を形成している骨材である。第１のアスファルト混合物層４１の内部空隙とは、この骨材４１ａ同士の間の空隙のことである。
【００４２】
これに対して第２の層３２は、やはり図３にその一部を拡大して示すように、内部に空隙を有する第２のアスファルト混合物層４４と、この第２のアスファルト混合物層４４の空隙を埋める充填材４５とから構成されている。但し、言うまでもなく上記第１のアスファルト混合物層４１およびこの第２のアスファルト混合物層４４は一体不可分である。
【００４３】
また、充填材４５は上記固定材４３と同じ成分のものである。すなわち、ここでは酸化チタンを分散させたグラウト材が固化したものを「固定材」と呼び、一方、酸化チタンを含まない同質のグラウト材が固化したものを「充填材」と呼んでいる。なお、図３中、４４ａで示すのは、このグラウト材の成分である上記骨材（この骨材は不図示）ではなく、第２のアスファルト混合物層４４を形成している骨材である。第２のアスファルト混合物層４４の内部空隙とは、この骨材４４ａ同士の間の空隙のことである。
【００４４】
但し、こうした組成のグラウト材に替えて、たとえばエポキシ樹脂と骨材を混ぜ合わせて得たグラウト材を用いることもできる。すなわち、酸化チタンの微粉末を固定する固定材（あるいは充填材）としては、この樹脂と骨材を混ぜ合わせて得たグラウト材が固化してなるものが挙げられる。
【００４５】
加えて本実施形態では、上記表層部２３に不透水性を付与している。しかしながら、もし必要とあれば、樹脂と骨材を混ぜ合わせて得たグラウト材を用いるなどして、この表層部２３に透水性を持たせることもできる。
【００４６】
上記構造を有する大気浄化舗装は、本実施形態に係る大気浄化舗装構築方法を用いて得られたものであり、この大気浄化舗装構築方法は、次に述べるような手順にて実施される。以下、上記大気浄化舗装の構築方法について、すなわち本実施形態に係る大気浄化舗装構築方法（以降、再び本構築方法と言う）について説明する。
【００４７】
本構築方法を実施するに当たっては、まず、路盤２１の上に基層部２２を形成する〔Ａ工程：図４（ａ）参照〕。続いては、基層部２２の上に、内部に空隙を有するアスファルト混合物層２３’を形成する〔Ｂ工程：図４（ｂ）参照〕。なお、ここまでは、従来の舗装構築方法を用いた場合と同様の作業内容となる。
【００４８】
さて、こうしてアスファルト混合物層２３’が完成したならば、続いては、上記第１のアスファルト混合物層４１と第２のアスファルト混合物層４４との境界面の高さ〔図４（ｃ）中、一点鎖線で示す〕まで、このアスファルト混合物層２３’が有する空隙内に、たとえば上記第１実施形態にて用いたのと同じ成分のグラウト材４６（但し酸化チタンは非混入）を充填する〔Ｃ工程：図４（ｃ）参照〕。
【００４９】
一定期間養生して、このＣ工程にて充填されたグラウト材４６が、ある程度固化した後（すなわち上記第２の層３２が完成した後）、更に、アスファルト混合物層２３’が有する空隙内に、このアスファルト混合物層２３’の表面高さまで、先のものと同質のグラウト材に、酸化チタンの微粉末を分散させてなる酸化チタン含有グラウト材４７を充填する〔Ｄ工程：図４（ｄ）参照〕。そして、この充填されたグラウト材４７を一定期間養生して固化させることにより上記第１の層３１が、したがって表層部２３ができあがり、本実施形態に係る構造を備えた上記大気浄化舗装が完成となる。
【００５０】
こうして得た大気浄化舗装についても、長期間にわたって優れた大気浄化機能を発揮する。また、これに加えて、舗装強度が高く良好な耐久性を示す。その上、第１実施形態に比して、光触媒である酸化チタンの使用量を節減することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、長期間にわたって優れた大気浄化機能を発揮する大気浄化舗装構造が得られる。特に、舗装強度が高く良好な耐久性を具備すると共に、長期間にわたって優れた大気浄化機能を発揮する大気浄化舗装構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る大気浄化舗装の構造を示す断面図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態に係る大気浄化舗装を構築する際の手順を示す概略図
【図３】本発明の第２実施形態に係る大気浄化舗装の構造を示す断面図
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態に係る大気浄化舗装を構築する際の手順を示す概略図
【符号の説明】
１          路盤
２          基層部
３          表層部
１１          開粒度アスファルト混合物層（アスファルト混合物層）
１１ａ        骨材
１２          酸化チタンの微粉末
１３          固定材
１４          酸化チタン含有グラウト材
【図１】
0003747219.tif 000002
【図２】
0003747219.tif 000003
【図３】
0003747219.tif 000004
【図４】
0003747219.tif 000005