JP2000064213A

JP2000064213A - 道路用継手及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000064213A
Application number: JP10239231A
Authority: JP
Inventors: Kinji Masuda; 欽司増田; Mitsuaki Maeda; 光明前田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエット時においても優れた耐スリップ
性能を有する道路用継手及びその効率のよい製造方法を
提供する。【解決手段】ゴムマトリックス１２中に平均粒子径
３〜４０ｍｍの骨材１４を含有してなるゴム／骨材複合
層１６を表面に有することを特徴とする。ゴム／骨材複
合層１６は、ゴムマトリックス中の表面近傍のみに骨材
を含有する層を有する一体型でも、ゴム基材表面にシー
ト状のゴム／骨材複合層１６を接着、固定した二層型で
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速道路、一般道
路等の橋桁部分の橋体上に設けられる舗装部分に係わ
り、橋体の舗装部分の伸縮遊間上に配置される道路用継
手に関するものである。詳しくは、タイヤとの摩擦係数
を向上させて、雨天時の濡れた路面でも安定して走行で
きる耐スリップ性に優れた道路用継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市部における道路交通網整備と
して高架橋タイプの採用が増えてきている。しかしなが
ら、橋桁には、温度変化による伸縮、荷重撓みによる主
桁端部の回転変形、コンクリート製の桁である場合はコ
ンクリートの乾燥やクリープなどに起因する収縮などの
変形を生じ、さらに、経時的要因や、車輌の制動、地震
等によってより変形を受け易くなる。このため、この伸
縮や変形を分散、吸収させる目的から鋼製の継手装置や
ゴム製の伸縮継手を設置する場合が多い。

【０００３】この様な伸縮装置は、特別な管理を必要と
しなくともかなりの耐久性があることが知られている。
また、伸縮装置自体や近傍の構造物の破損があっても、
緊急施工で対応可能で有る。しかしながら、鋼製やゴム
製の継手部材は、素材の特性上、雨天時に表面が濡れた
場合はスベリ抵抗値が著しく低くなり、スリップ事故の
原因になりやすい。特に、道路継手のうち、縦型ジョイ
ントの場合は横型ジョイントに比較してタイヤとの接触
時間が長くなり、耐スリップ性が重要である。また、走
行車両の観点からは、２輪車はすべてのタイヤが継手上
に乗る確率が高いため、４輪車よりもその影響を受け易
く、事故防止の観点からその対策が切望されている。

【０００４】耐スリップ性向上のため、継手表面にスベ
リ防止用のパターンや溝を設けることが行われ、各種の
パターンが提案されている。しかしながら、表面の形状
を変化させるのみでは、ウェット時のスベリ抵抗を大き
く改善することは困難であった。逆に、表面に種々にマ
クロパターンを形成することで、却って、早期の偏摩耗
やブロック欠けが起き、耐久性が不足し、さらには交通
騒音発生の起点となもなって本質的な問題は解決されて
いないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、通常
の条件のみならず、降雨等のウェット時においても優れ
た耐スリップ性能を有する道路用継手及びその効率のよ
い製造方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この様な問題点を解決す
る方法として、本発明者らは、ゴム表面層にスベリ抵抗
を改善したゴム／骨材複合体層を設けることをに見いだ
し、本発明を完成した。即ち、本発明の道路用継手は、
ゴムマトリックス中に平均粒子径３〜４０ｍｍの骨材を
含有してなるゴム／骨材複合層を表面に有することを特
徴とする。ここで用いられる骨材は、カドのある不定形
状であることが好ましく、ゴム／骨材複合層の安定性の
観点から、骨材表面が、ゴムマトリックスとの接着性を
向上させる表面処理を施されていることが好ましい。

【０００７】本発明によれば、従来から用いられている
ゴム製継手の表面層として、耐摩耗性が良好で、すべり
抵抗値の高い骨材が配合されたゴム複合層を配置するた
め、従来と同様の継手としての機能を確保しながら、表
面層のみに高スベリ抵抗性を付与できたため、耐久性と
耐スリップ性を両立した継手が得られる。

【０００８】また、本発明の道路用継手の製造方法は、
未加硫ゴムマトリックス表面に、平均粒子径３〜４０ｍ
ｍの骨材を散布した後、表面を板状部材で加圧して未加
硫ゴムマトリックス中に骨材を埋没させ、しかる後、加
硫処理を行なって、表面にゴム／骨材複合層を形成する
ことを特徴とする。また、他の製造方法としては、薄い
シート状に成形した未加硫ゴムマトリックス表面に、平
均粒子径３〜４０ｍｍの骨材を散布した後、表面を板状
部材で加圧して未加硫ゴムマトリックス中に骨材を埋没
させ、しかる後、加硫処理を行なって、ゴム／骨材複合
シート状物を形成した後、ゴム製基材上に該ゴム／骨材
複合シート状物を接着することを特徴とする。いずれの
場合も、前記骨材表面は、ゴムマトリックスとの接着性
を向上させる表面処理を施されていることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳しく説明す
る。図１は、本発明の道路用ゴム継手を配置した例を示
す断面図である。道路用継手１０は、舗装面１８の一部
を堀り込み路床と一体に道路用継手１０を埋設し、舗装
面１８が道路用継手１０の表面と一致するよう敷設す
る。継手１０の表面近傍には、ゴムマトリックス１２中
に骨材１４を含有してなるゴム／骨材複合層１６が配置
されている。図１示す態様では、継手を形成するゴムマ
トリックス層１２は一体的で連続した層であり、その表
面近傍のみに骨材１４が偏在して、部分的にゴム／骨材
複合層１６が形成されて構成となっている。

【００１０】図２は、本発明の道路用ゴム継手で、二層
構造を有するものを配置した例を示す断面図である。継
手１０の表面近傍には、ゴム製の継手基材２０の表面
に、ゴムマトリックス１２中に骨材１４を含有してなる
シート状のゴム／骨材複合層２２が継手基材２０に接着
されて配置されている。図２示す態様では、継手はゴム
マトリックス層１２のみからなる継手基材２０と、ゴム
マトリックス層１２中に骨材１４を含有してなるシート
状のゴム／骨材複合層２２とが接着、固定された二層構
造を有するものとなっている。

【００１１】本発明の道路用継手に用いうる骨材／ゴム
複合層は、ウエット時にも優れた耐スリップ性を発現す
ることができ、ゴム製継手の持つ伸縮機能を低下させ
ず、さらに、これらの性能が耐久性を有することが重要
である。

【００１２】骨材／ゴム複合層に含有される骨材として
は、所望の耐摩耗性及びすべり抵抗値を重要視して、材
料、形状及び、サイズを選定することが必要であり、継
手の配置目的、配置場所などにより、適宜、選択される
が、一般的には、耐久性の観点から、少なくとも基材ゴ
ムと同等の耐久性、耐摩耗性を達成する必要があり、具
体的には、硬質砂岩、珪石、セラミック等の無機硬質素
材からなるものが好ましく用いられる。また、すべり抵
抗値の観点からは、滑らかな表面を有する球状の骨材よ
り、不定形状の物が好ましく、なかでも、鋭角的なカド
のある不定形状が好ましい。このような形状の骨材とし
ては、砕石やガラスカレット、破砕セラミック等が好適
であり、また、やや粒子径の大きい砕石を破砕した骨材
も良好である。

【００１３】骨材のサイズとしては、スベリ抵抗、成型
性や耐久性から平均粒子径が３ｍｍ〜４０ｍｍサイズが
好適である。平均粒子径が３ｍｍ未満であるとスベリ抵
抗が不十分となり、４０ｍｍを超える大きな物では、ゴ
ムマトリックスとの接着力が不十分となり、骨材／ゴム
複合層自体の強度も低下するため、いずれも好ましくな
い。用いる骨材は１種であっても２種以上を組み合わせ
てもよい。

【００１４】骨材／ゴム複合層への骨材の含有量は、交
通量や許容磨耗限界によって適宜、選択することができ
るが、ゴムマトリックス１００重量部に対して、５〜５
０重量部が一般的である。また、骨材／ゴム複合層の調
製に、未加硫ゴムに骨材を散布して加圧する方法を用い
る場合には、単位面積当たりに存在する骨材の量が性能
に大きく係わるため、散布量が０．１ｋｇ／ｍ²〜５ｋ
ｇ／ｍ²の範囲にあることが好ましく、散布量が０．１
ｋｇ／ｍ²未満であるとスベリ抵抗が不十分となり、５
ｋｇ／ｍ²を超えると、接着不良の原因となる虞があ
り、いずれも好ましくない。

【００１５】また、骨材／ゴム複合層の耐久性、安定性
向上のため、骨材は予めゴムマトリックスとの接着性を
向上させる表面処理を施されていることが好ましい。こ
の表面処理としては、シランカップリング剤による処
理、金属とゴムを加硫接着するための２液性や１液性の
金属／ゴム加硫接着剤による処理、エポキシ樹脂による
処理、フェノール樹脂による処理等が挙げられ、これら
の表面処理を施された骨材は、未加硫ゴムマトリックス
内に添加され、加硫成型する際にマトリックスに強固に
接着し、車両の走行による振動、制動、摩耗等の外部因
子による骨材の剥離を防止して、一層の耐久性の向上が
図れる。

【００１６】ゴム複合材料に用いられるゴムマトリック
ス材料には特に制限はないが、通常、摩耗性や物性の温
度依存性の観点から、架橋ゴム、熱可塑性エラストマー
及びこれらの発泡体から選択される１種以上が好ましく
用いられる。ゴム系としては天然ゴム、ブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロ
ロプレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びそれらのブレ
ンド物に対して、イオウなどの架橋剤を添加して架橋さ
れた架橋ゴムが挙げられる。また、熱可塑性エラストマ
ーとしては、スチレンブロックコポリマー等のスチレン
系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリ
アミド系、フッ素系等のエラストマー及びこれらの混合
物などが好適である。

【００１７】これらのマトリックスのうちゴムには、ゴ
ム工業で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラ
ックなどの充填剤、硫黄などの加硫剤、ステアリン酸、
酸化亜鉛、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤等を適宜配
合することができ、また、エラストマーにおいても、通
常用いられる滑剤、酸化防止剤、顔料、軟化剤などの配
合剤を適宜配合することができる。

【００１８】このようにして得られた高スベリ抵抗値を
持つ道路用ゴム継手は、橋梁の橋桁伸縮装置、道路の横
断方向の継手、合流部分、交差部分等に配置される継
手、横型や縦型のジョイント部材として好適に使用でき
る。

【００１９】ゴム継手１０を路面に敷設する際は、図１
の断面図に示すように、舗装面１８の一部を堀り込み路
床と一体にゴム継手１０を埋設し、舗装面１８がゴム継
手表面と一致するよう敷設する。かくすれば、耐スリッ
プ性が向上し、さらに、道路清掃や除雪作業に係る応力
や摩擦力の付加による骨材１４の剥離、骨材／ゴム複合
層１６の基材２０からの剥離、及びゴム継手の路床から
の剥離が防止できる。

【００２０】ゴム継手を路面に敷設する方法としては、
路床にそのまま接着剤、あるいは、路床に用いたモルタ
ル等の素材そのものを利用して接着し、一体化してもよ
く、ボルト等を利用して固定してもよい。使用するボル
トとしては、ゴム継手を固定する強度が充分であれば特
に制限はなく、例えば、路床にナットを埋め込んで、ね
じ込み式のボルトを用いる方法、たたき込み式のアンカ
ーボルトを用いる方法等が挙げられる。

【００２１】本発明の道路用継手の製造方法には特に制
限はないが、重要な構成部分である骨材／ゴム複合層を
製造する場合、未加硫ゴムと骨材を混合攪拌機で混合す
る方法をとることもできるが、混合時に骨材が応力によ
り破砕されて所望の粒子径が得られなかったり、骨材が
接触することにより混合機が異状摩耗する虞がある等、
品質確保とコスト面から改良の余地があった。

【００２２】骨材／ゴム複合層として均一の品質の物を
効率よく製造する方法として、所定の添加剤等を配合し
た未加硫ゴム成型体の表面層に骨材を所定量散布し、板
状部材でプレスすることにより骨材を未加硫ゴム内に圧
入埋設させ、次に、規定の温度／時間／圧力で加硫工程
において生じる反応を利用してゴムと骨材を強固に接着
一体化する方法が好適であることを見いだした。

【００２３】この製造方法によれば、骨材の散布量の均
一化が容易であり、さらに、ゴムとの親和性を高める表
面処理を施した骨材を用いた場合には、加硫工程におい
て生じる反応により、マトリックスゴムと骨材とが強固
に接着され、動的接着性に優れた高スベリ抵抗値を有す
る複合体を得られる。

【００２４】また、この方法によれば、骨材への強い応
力負荷がないため、選定した骨材サイズの変動がなく、
散布量を調製することである程度の埋没深さも調製で
き、均一な品質の骨材／ゴム複合層が容易に得られる。
本発明の道路用継手では、走行する車両のタイヤに接触
する継手の表面部分にこの骨材／ゴム複合層が形成され
ていればよく、先に述べたようにゴム継手の表面近傍に
骨材が偏在して、一体的なゴムマトリックスの一部分に
複合層が形成されていても、基材となるゴム製継手の表
面に、別に製造した骨材／ゴム複合層を接着、固定した
ものでもよく、その製造方法も、（１）未加硫ゴムマト
リックス表面に、平均粒子径３〜４０ｍｍの骨材を散布
した後、表面を板状部材で加圧して未加硫ゴムマトリッ
クス中に骨材を埋没させ、しかる後、加硫処理を行なっ
て、表面にゴム／骨材複合層を形成する方法、或いは、
（２）薄いシート状に成形した未加硫ゴムマトリックス
表面に、平均粒子径３〜４０ｍｍの骨材を散布した後、
表面を板状部材で加圧して未加硫ゴムマトリックス中に
骨材を埋没させ、しかる後、加硫処理を行なって、ゴム
／骨材複合シート状物を形成した後、ゴム製基材上に該
ゴム／骨材複合シート状物を接着する方法のいずれであ
ってもよい。二層のシート間の接着は、例えば、ゴム系
接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤等を使用
して、常法により行うことができる。

【００２５】両者の方法を比較すれば、前者の方法は簡
便で、且つ、複合層が一体的に形成されるため、層間剥
離の懸念がなく、後者の方法は、骨材／ゴムとの複合層
の厚さが自由に調整でき、さらに、表面層が劣化した場
合に、表面層のみを交換しうるという利点を有するもの
で、目的に応じて選択することができる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。骨
材としては、セラミック及び硬質砂岩を破砕した５号ク
ラス（１３〜２０ｍｍサイズ）及び７号クラス（２．５
〜５ｍｍサイズ）のサイズの骨材を用いた。なお、骨材
は水分の安定化を図るため１１０℃で２時間乾燥したも
のを使用した。

【００２７】表面処理剤として、骨材表面との親和性を
良好なエポキシ末端シランカップリング剤（γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン）又はアミノシラン
カップリング剤（γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン）を用い、それぞれ酢酸エチルにて５重量％溶液を調
液し、表面処理液とした。モルタルミキサーに骨材を計
量して投入し、攪拌しながら、表面処理液を骨材に対し
て５重量％の割合で添加し、骨材表面全体が濡れるよう
にした。その後、自然乾燥することによって表面処理骨
材を作成した。ゴムマトリックス材料としては、下記表
１に示される配合のゴム材料を用いた。

【００２８】

【表１】

【００２９】６０ｃｍ×６０ｃｍ×５０ｍｍ厚さのモー
ルドを準備し、モールド内に前記ゴム材料を充填して未
加硫ゴム成形体を作成し、前記の表面処理を施した骨材
を所定量、均一に散布し、プレス圧力にて骨材を未加硫
ゴム成形体表面より圧入、埋没させた。その後、１４３
℃で４０分加硫をして、表面に骨材／ゴム複合層を有す
るモデル道路継手を得た。用いたゴム材料のＪＩＳＫ
６３０１の試験法に準拠して測定した物性値は、引張り
強さ２２０ｋｇ／ｃｍ²、伸び５３０％、硬度６６、圧
縮永久歪１２％、老化試験（７０℃、９６ｈｒ）におけ
る引張り強さ２０５ｋｇ／ｃｍ²、伸び４５０％、硬度
変化２であった。なお、モデル道路継手に用いた骨材、
表面処理剤、骨材の散布量は下記表２に示す通りであ
る。

【００３０】（性能評価）耐スリップ性の目安として、
以下の方法でスベリ抵抗値を測定した。スキッドテスターによる摩擦試験（ＢＰＮ）ＡＳＴＭＥ３０３の方法に準拠して、常温（２５
℃）にて、表面が湿潤した状態で測定をおこなった。結
果を下記表２に示す。ダイナミックフリクションテスターによる動的摩擦係数
測定（ＤＦＴ）高速回転円板下に所定のゴム片３個を取り付けたもの
を、６０ｋｍ／ｈに相当する速度で回転させながら、一
定荷重下で表面が湿潤した試験片に押しつけた時の摩擦
係数を検出した。結果を下記表２に示す。なお、ダイナ
ミックフリクションテスターによる動的摩擦係数測定
は、日本ゴム協会誌第６８巻、第９号、第６７４頁（１
９９５年）に詳細に記載されている。いずれの試験法に
おいても、得られた値が高いほどスベリ難く、耐スリッ
プ性が高いと評価する。一例として、アスファルト舗装
の場合、湿潤時、ＢＰＮで６５以上、ＤＦＴで０．３５
以上が実用上必要とされる値である。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２に記載の如く、本発明の道路用継手
は、いずれも湿潤時のすべり抵抗値が高く、ウエット時
にも優れた耐スリップ性を発現することが確認された。

【００３３】

【発明の効果】本発明の道路用継手は通常時のみなら
ず、降雨等のウェット時においても優れた耐スリップ性
能を有する。また、本発明の道路用継手の製造方法によ
れば、均一な品質の道路用継手を効率のよく製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の道路用ゴム継手を配置した例を示す
断面図である。

【図２】二層構造を有する本発明の道路用ゴム継手を
配置した例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０道路用継手１２ゴムマトリックス１４骨材１６骨材／ゴム複合層１８舗装面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2D051 AA08 AC04 AF07 AF09 AG03 AH02 FA02 FA03 FA10 FA29 4J002 AC011 AC031 AC061 AC081 AC091 BB011 BB241 BD121 BP011 CF031 CK021 CL001 DJ006 DM006 FB136 FB146 GL00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴムマトリックス中に平均粒子径３〜４
０ｍｍの骨材を含有してなるゴム／骨材複合層を表面に
有することを特徴とする道路用ゴム継手。
【請求項２】前記骨材が不定形状であることを特徴と
する請求項１に記載の道路用ゴム継手。
【請求項３】前記骨材表面が、ゴムマトリックスとの
接着性を向上させる表面処理を施されていることを特徴
とする請求項１又は２に記載の道路用ゴム継手。
【請求項４】未加硫ゴムマトリックス表面に、平均粒
子径３〜４０ｍｍの骨材を散布した後、表面を板状部材
で加圧して未加硫ゴムマトリックス中に骨材を埋没さ
せ、しかる後、加硫処理を行なって、表面にゴム／骨材
複合層を形成することを特徴とする道路用ゴム継手の製
造方法。
【請求項５】薄いシート状に成形した未加硫ゴムマト
リックス表面に、平均粒子径３〜４０ｍｍの骨材を散布
した後、表面を板状部材で加圧して未加硫ゴムマトリッ
クス中に骨材を埋没させ、しかる後、加硫処理を行なっ
て、ゴム／骨材複合シート状物を形成した後、ゴム製基
材上に該ゴム／骨材複合シート状物を接着することを特
徴とする道路用ゴム継手の製造方法。
【請求項６】前記骨材表面が、ゴムマトリックスとの
接着性を向上させる表面処理を施されていることを特徴
とする請求項４又は５に記載の道路用ゴム継手の製造方
法。