JP2001336104A

JP2001336104A - ウレタン発泡体を用いた透水性舗装体及び透水性舗装工法

Info

Publication number: JP2001336104A
Application number: JP2000158250A
Authority: JP
Inventors: Fujio Iwata; 藤夫岩田
Original assignee: J C COMPOSITE KK
Current assignee: J C COMPOSITE KK
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2001-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】透水性を高めつつも強度が低下することが無
く、目詰まりが生じにくく、適度な弾性を有し、更に骨
材と１液配合であること、２〜３時間で硬化すること、
水分が硬化助剤であること等により、施工作業が簡便で
ある透水性舗装体を提供する点にある。また、廃棄され
ているガラスカット、碍子砕、高炉砕が資源になる特徴
もある。【解決手段】本発明に係る透水性舗装体１は、湿気硬
化型の発泡ウレタン樹脂を主体とした樹脂結合液と、発
泡触媒とよりなる水硬化性材料と、骨材とのコンパウン
ドを下地層３の上に層形成し硬化してなる弾性コンパウ
ンド層４を備えていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遊歩道、公園園路
広場、プール、駐車場、校庭およびテニスコートなどに
おいて、雨水の地面への浸透が可能で、雨水の蒸発によ
る気温降下、炭酸ガスの減少、人体の足腰への負担の少
ない弾性を有する透水性舗装体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境意識の高まりにより雨水の地
面への浸透が可能で、足腰への負担の少ない弾性を有す
る透水性舗装体が強く要求されている。例えば、近年、
河川流域において市街化が進展しているため、洪水の流
出形態の変化や、河川の氾濫区域内で被災の危険のある
人口資産の増大をもたらしている。これにより、都市部
の河川流域においては治水安全度の著しい低下がある。
また、そのような河川流域では、アスファルトコンクリ
ート、コンクリートおよびモルタルなどの路面の増大に
より、土部や草部が姿を消しつつあり、温度上昇、雨水
貯留などの問題が次第に顕在化し、全国でその影響が無
視できないようになってきた。例えば、東京都鶴見地区
では、平成８年迄の３５年間に８５％の土面が１５％に
激減した。また、韓国ソウル市でも市街化地域が７７％
に増加した。よって、環境改善、雨水貯留などの目的
と、気温の上昇阻止と、更には炭酸ガスを水蒸気で減少
させる目的で、透水性の高い舗装体が強く求められてい
るのが現状である。

【０００３】一般に、このような透水性舗装体は、
（１）その表面部のみ透水した後に横に水が流れる排水
性舗装体、（２）その表面部から下層まで水が浸透する
完全透水性舗装体、の２種類に大別される。従来の透水
性舗装体としては、本発明者による特公平３−５８００
２号（名称：屋外床の表面仕上げ法）に記載のものがあ
る。この舗装体は以下のようにして形成される。先ず、
砂又は土質の下地層上に金属網体を直接若しくは間接的
に覆設する。他方で、粒径１〜１５ｍｍの丸みのある粒
状骨材と該骨材同士が相互の結合し得る程度の結合樹脂
液とを混練し、前記骨材と結合樹脂液との混合物を上記
網体上に敷設してその結合樹脂液を硬化させ、それら粒
状骨材同士が結合すると同時に上記網体と一体化するこ
とにより、透水性多孔質のレジンコンクリート層を形成
し、もって舗装体が形成される。

【０００４】前記骨材同士を相互に結合する結合樹脂液
には、ウレタン、エポキシ、ポリエステル、アクリルな
どが挙げられ、中でも耐候性・耐水性などに優れ且つ扱
い易い観点から、エポキシ樹脂や二液性硬化型ウレタン
が好ましいとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の透水性舗装体では、以下の（１）〜（３）に
示すような問題があった。（１）当該透水性舗装体の透
水性を高めるには、結合樹脂材に対する骨材の配合率を
増やし、当該透水性舗装体内の空隙の占有率を高める必
要がある。かかる場合、図５に例示するように、骨材２
０，…を相互に結合する結合樹脂２１が収縮硬化した
後、骨材同士の接着部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，…が点
接合に近い状態になり、透水性を高めた代償として舗装
体の強度が低下し、耐久性が低下してしまうという問題
があった。このように従来の透水性舗装体は強度および
透水性の双方の特性を満足することは難しかったのであ
る。（２）また、上記の従来の透水性舗装体を長期使用する
と、当該透水性舗装体内の水分を通す空隙に土砂などが
侵入して累積し、目詰まりを起こすという問題があっ
た。これは、下地層上の透水性レジンコンクリート層の
厚みが大（６〜８ｃｍ）であることが一因である。従来
の透水性レジンコンクリート層では、この程度の厚みを
確保しないと、強度が低くなり耐久性を確保できなかっ
た。特に、下地層として、開粒度アスファルトコンクリ
ートやセメントを用いた透水性舗装体は排水性舗装体と
なり、目詰まりを早期に起こしやすい。（３）更に、上記透水性舗装体では、下地層上に金属網
体を覆設してこの上にレジンコンクリート層を形成して
いた。金属網体の欠点は、施工後に金網の膨張で１０ｍ
ｍで１〜２ｃｍ浮き上がることである。

【０００６】本発明が以上の問題に鑑みて解決しようと
するところは、透水性を高めつつも強度が低下すること
が無く、目詰まりが生じにくく、適度な弾性を有し、更
に簡易な施工が可能な透水性舗装体を提供する点にあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく、
本発明者が鋭意検討し試行錯誤の末に到達するに至った
発明は、湿気硬化型の発泡ウレタン樹脂を主体とした樹
脂結合液と、発泡触媒（低温時）とよりなる水硬化性材
料と、骨材とのコンパウンドを下地層上に層形成し、骨
材と骨材の接続部が水分とウレタンと反応して発泡し硬
化し面接着になることで接着強度が増加した弾性コンパ
ウンド層を備えていることを特徴とする透水性舗装体で
ある。骨材の持っている微量の水分で湿気硬化ウレタン
樹脂は２倍以上に発泡するので、骨材の接続部が発泡ポ
リウレタン樹脂で面接着となる。

【０００８】このように発泡ポリウレタン樹脂に発泡触
媒（低温時）を混入して硬化させるので、結合樹脂の硬
化時の収縮は殆ど無く、骨材同士の接着面積は増大し、
図５に示したような点接合にならないため、舗装体の強
度を増すことができる。同時に、硬化後の結合樹脂は発
泡体であるため水分を通すための空隙の占有率が高く、
透水性能を犠牲にすることが無い。また、ウレタンが発
泡することにより弾性が現出され、当該透水性舗装体は
舗装体に適した弾性を得ることが可能となる。更に、当
該弾性コンパウンド層中に含まれる気泡により、表面に
掛かる荷重を面で受け。また表面で衝撃を吸収すること
ができる。つまり、骨材同士が発泡ポリウレタン樹脂で
弾性的に面接着されているので、表面に加わる荷重、衝
撃を、接合部の弾性変形、捩れ変形によって吸収するの
である。

【０００９】このような特性をより発揮するには、前記
水硬化性材料中の発泡ウレタン樹脂−ＮＣＯ−：５〜１
６）と発泡触媒との混合割合を重量比で１００：２〜１
００：０の範囲内に調整するのが好ましい。触媒は気温
と相関関係があり、１０℃以上では使用しない場合もあ
る。

【００１０】そして、このような弾性コンパウンド層の
厚みは５〜５０ｍｍの範囲内に調整することが好まし
い。このように薄い厚みにより、目詰まりし難くなり、
大雨の時に自助洗浄能力を得ることができると同時に、
骨材同士の接着面積が大きいことから、このような薄い
厚みでも充分に高い強度を保つことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る透水性舗装
体の実施形態を図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は、本発明に係る透水性舗装体の代表
的な実施形態を示す概略断面図である。同図によれば、
透水性舗装体１は、天然または人工の地盤である被舗装
基盤２の上に、クラッシャーランなどからなる下地層３
を形成し、この下地層３の上に、湿気硬化型の発泡ウレ
タン樹脂を主体とした樹脂結合液と発泡触媒とよりなる
水硬化性材料と、骨材とのコンパウンドを下地層３の上
に層形成し硬化してなる弾性コンパウンド層４を備えた
ものである。

【００１３】前記骨材としては、粗骨材や細骨材を使用
でき、具体的には、粒度調整した山砂や川砂、砕石、砂
利、ケイ砂、粉砕ガラスなどを用いることができるが、
これらの中でも、透水と目詰まりの理由から、その平均
粒径が２〜３０ｍｍ、更には３〜５ｍｍのものが好まし
い。このような骨材がコンパウンド中に占める割合は、
弾性コンパウンド層上を重荷重が通過したとしても耐え
得る構造を得るという観点から、６０〜９０体積％、よ
り好ましくは７０〜８５体積％が好ましい。その混合割
合が６０体積％未満では、弾性コンパウンド層の強度が
低くなりその耐久性を確保できず、また発泡ウレタン樹
脂の混合割合が多すぎて骨材杆の透水孔が詰まって弾性
コンパウンド層が不連続となり、その透水性が低下し、
他方でその混合割合が９０体積％を超えると、樹脂結合
材である発泡ウレタン樹脂の混合割合が低すぎて骨材同
士を強固に接着できず、弾性コンパウンド層が脆くなり
その耐久性が低下してしまう。

【００１４】また、発泡ウレタンとしては、耐候性・耐
水性などに優れ且つ扱い易い観点から、一液湿気硬化型
の発泡ウレタン樹脂が好ましい。発泡ウレタン樹脂は、
（１）ポリアミンまたはポリオールとポリイソシアネー
トとの反応、（２）イソシアネートと水とによる尿素生
成反応および同時に発生する炭酸ガスによる泡化反応、
によりつくられる。一液湿気硬化型ウレタン樹脂に使用
するポリイソシアネートとしては、例えば、２，４−お
よび２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、
４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、ヘキサメチレンイソシアネート、フェニレンジイ
ソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、
メタキシリレンジイソシアネート、水添加トリレンジイ
ソシアネート、水添加４，４'−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
トなどが挙げられ、これらの中から１種または２種以上
混合して用いることができる。

【００１５】また、前記ポリオールとしては、公知のも
ので良く、例えば、エチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロ
ールプロパン、ヒマシ油、ジグリセリン、ペンタエリス
リトール、ジペンタエリスリトールなどの活性水素含有
化合物などが挙げられ、これらの中から１種または２種
以上混合して用いることが可能である。

【００１６】また、発泡触媒としては、有機錫化合物な
どの有機金属化合物や第三級アミンを用いることができ
るが、中でも、弾性コンパウド層の透水性を向上させる
理由からは、第三級アミン触媒、特に高沸点アミンが好
ましい。第三級アミン触媒の具体例としては、以下の化
学構造式を有する高沸点アミンが挙げられる。この種の
３００℃以上の沸点を有する高沸点アミン触媒は、架橋
反応を抑制するため硬化したウレタン樹脂に舗装体とし
て適度な弾性を付与し得るものである。

【００１７】

【化１】

【００１８】実際に、上記化学構造式を有する好適な発
泡触媒として、商品名「ＪＥＦＦＣＡＴＤＭＤＥＥ」
（ＨＵＮＴＳＭＡＮ社製；沸点３０９℃）があり、その
他の好適な発泡触媒として、商品名「Ｕ−ＣＡＴ６６
０Ｍ」（サンアプロ株式会社製；沸点３０９℃）などが
挙げられる。

【００１９】また、上記下地層３としては、図２（ａ）
に示すように、表面３ａの凹凸の程度が高いものでも良
いし、図２（ｂ）に示すように、表面に欠損部３ｂを有
するものでも良い。このように表面状態が粗い下地層３
の上に、直接、上記した水硬化性材料と骨材とのコンパ
ウンドを流し込み硬化させることにより、本発明に係る
透水性の弾性コンパウンド層を形成し若しくは部分補修
を施すことが可能である。

【００２０】また、透水性能が優れた他の下地層３の例
としては、以下のものが挙げられる。図３に示すよう
に、被舗装基盤１０の上に、直径６４〜２５６ｍｍ程度
の栗石からなる層１１を設け、この層上に、被舗装基盤
１０へ面均一に荷重を伝達させるために、岩石および玉
石などを破砕機で砕いた切込砕石などからなるクラッシ
ャーランや土砂などの混合物の層１２を設け、この層を
ローラなどで転圧し均した下地層３である。

【００２１】また、図４に示すように、砂層１３を転圧
し均した後に、この砂層１３の上に、クラッシャーラン
および土砂などの混合物からなる層１４を形成して転圧
した後に、合成樹脂エマルジョンを撒布し、前記混合物
を相互に樹脂結合してなる下地層３も好適である。ここ
で、エマルジョンを撒布硬化させないと、砂層に足が入
って施工不能となる。

【００２２】次に、本発明に係る透水性舗装体の形成手
順の一実施例を説明する。先ず、被舗装基盤上に、予め
充分に乾燥させた砂、砂利および砕石からなるクラッシ
ャーランを敷設し１トンローラで転圧した下地層を用意
し、他方で、以下の表に示す配合によるコンパウンドを
用意した。ここで、コンパウンドをつくる際の気温が低
い場合、樹脂の粘度が上昇するので、これを防ぐため５
％程度のキシロールを添加するのが望ましい。

【００２３】

【表１】

【００２４】次に、これらコンパウンドをミキサーで十
分に混和した後、前記下地層上にレーキを用いて敷設
し、２時間（夏場）〜４時間（冬場）で乾燥させてタッ
クフリーとし、その後溶剤（キシレン）を付けた鏝を用
いて表面仕上げを施すことにより、又は熱鏝で押えて仕
上げることにより、厚みが１５ｍｍの弾性コンパウンド
層を形成した。これら実施例に係る透水性舗装体の透水
性能、弾性および耐摩耗性を調べたところ、非常に優れ
ていることが確認された。

【００２５】例えば、実施例の弾性コンパウンド層の物
性は、圧縮強度が１２７４Ｎ／ｃｍ ²、曲げ強度が７８
４Ｎ／ｃｍ²、伸び率が５％であった。

【００２６】また、珪砂（６号〜７号）を本実施例に係
る弾性コンパウンド層の表面に撒布してノンスリップ仕
上げを施すことにより、歩行のし易い適度な表面摩擦を
得られることが確認された。

【００２７】

【発明の効果】以上の如く、本発明の透水性舗装体によ
れば、湿気硬化型の発泡ウレタン樹脂を主体とした樹脂
結合液と、発泡触媒とよりなる水硬化性材料と、骨材と
のコンパウンドを下地層上に層形成し硬化してなる弾性
コンパウンド層を備えているから、結合樹脂の硬化時の
収縮は殆ど無いため骨材同士の接着面積は増大し、もっ
て舗装体の強度を増して長期耐久性を得ることが可能と
なる。また、結合樹脂は結合部分のみが発泡体であるた
め、舗装体の強度が増大するにも関わらず透水性能を確
保することができ、雨水の貯留と蒸発作用が期待できる
から環境に優しい舗装体を得ることが可能である。更
に、水分を土中に供給するので、水蒸気の作用によって
気温の上昇を抑制するとともに、炭酸ガスを減少させる
ことができ、環境改善の効果も有する。また、ウレタン
発泡体により足腰への負担が少ない好適な弾性が得られ
る。更に、粗い下地層上であっても弾性コンパウンド層
を安定して形成できる。例えば、１ｃｃの水で６００℃
以上の温度低下、及び炭酸ガス（ＣＯ₂）を水に溶解す
れば、Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂＝Ｈ₂ＣＯ₃となり、水１ｃｃで約
２．５ｇの炭酸ガスの除去が期待される。

【００２８】また、前記弾性コンパウンド層の厚みを５
〜５０ｍｍの範囲内に調整することにより、目詰まりし
難くなり、いわゆる大雨による自動洗浄能力を得ること
ができると同時に、上記のように骨材同士の接着面積が
大きいことから、このような薄い厚みでも強度の低下を
防ぐことができる。また、樹脂が疎水性故に草が生えな
いし、埃が付着しない。また、土や砂と同じ膨張係数で
あり、しかも弾性があるので、目地が不用であり、例え
ば１００ｍ〜２００ｍに亘って目地を設ける必要がな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る透水性舗装体の代表的な実施形態
を示す概略断面図である。

【図２】本発明に係る透水性舗装体の他の実施形態を示
す概略断面図である。

【図３】本発明に係る下地層の実施形態を示す概略断面
図である。

【図４】本発明に係る下地層の他の実施形態を示す概略
断面図である。

【図５】従来の相互に樹脂結合された骨材を示す概略断
面図である。

【符号の説明】

１透水性舗装体２被舗装基盤３下地層４弾性コンパウンド層４ａ弾性コンパウンド１０被舗装基盤１１栗石からなる層１２混合物層１３砂層１４混合物からなる層２０骨材２１結合樹脂２１ａ，２１ｂ，２１ｃ接着部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湿気硬化型の発泡ウレタン樹脂を主体と
した樹脂結合液と、発泡触媒とよりなる水硬化性材料
と、骨材とのコンパウンドを下地層上に層形成し、骨材
と骨材の接続部が水分とウレタンと反応して発泡し硬化
し面接着になることで接着強度が増加した弾性コンパウ
ンド層を備えていることを特徴とする透水性舗装体。
【請求項２】前記水硬化性材料中の発泡ウレタン樹脂
と発泡触媒との混合割合を重量比で１００：２〜１０
０：０の範囲内に調整してなる請求項１記載の透水性舗
装体。
【請求項３】前記発泡触媒としてアミン触媒を用いて
なる請求項２記載の透水性舗装体。
【請求項４】前記弾性コンパウンド層の厚みを５〜５
０ｍｍの範囲内に調整してなる請求項１〜３の何れか１
項に記載の透水性舗装体。
【請求項５】前記弾性コンパウンドの骨材が高圧電線
碍子粉砕品、高炉砕、ガラス粉砕カレット、陶器粉砕粒
又は合成樹脂粉砕粒である請求項１〜４の何れか１項に
記載の透水性舗装体。
【請求項６】前記請求項１〜５の何れか１項に記載の
透水性舗装体を、屋上防水層又は断熱層、若しくは緑化
面上に施工してなることを特徴とする透水性舗装工法。