JP2002047608A - 大気汚染対策舗装用骨材並びにそれを用いた舗装構造及びその生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃木材のリサイクル化を促進するとともに、
大気や雨水中などの汚染物質を分解して環境浄化を図
る。 【解決手段】 廃木材を原料とする略粒状のウッドセラ
ミックス11ａや、これに二酸化チタン11ｂを塗布したも
のを、舗装用骨材11として再利用する。この舗装用骨材
11をバインダ12ａでネット12に接合した形の多層式舗装
構造１を用いている。大気中の窒素酸化物，有機汚染物
質などはウッドセラミックス11ａの多孔質部分に吸着さ
れ、その後雨水などで流されてしまう。また、大気中や
雨水中の窒素酸化物，有機汚染物質などは二酸化チタン
11ｂの光触媒反応によって酸化分解される。舗装構造１
をあらかじめ作成しておけば舗装現場ではこれを配置・
固定するだけなので施工が簡単である。また、舗装用骨
材と、バインダを塗布した砂粒とからなる混合式舗装構
造も開示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大気汚染対策舗装
用骨材（以下、必要に応じて単に「舗装用骨材」とい
う）に関し、特に廃木材を原料とする略粒状のウッドセ
ラミックスからなる舗装用骨材、またこれに二酸化チタ
ンなどの光触媒を付加した舗装用骨材並びにそれを用い
た舗装構造及びその生成方法に関する。

【０００２】このような舗装用骨材を用いることによっ
て、廃木材の有効利用を図るとともに、大気中の窒素酸
化物などの汚染物質を多孔部分に吸着してからその後の
雨水などで除去されるようにしたり、さらには大気や雨
水などに含まれる窒素酸化物，有機汚染物質など光触媒
反応で酸化分解するなどして環境浄化を図るものであ
る。

【０００３】なお、本明細書においては、「廃木材」の
用語を焼却対象などの木材だけではなく不要となった家
屋、遊具、家具などの各種の木製品を含む意で用いる。

【０００４】

【従来の技術】廃木材の再利用方法には、 ・燃料として利用する ・チップ化して新たな建設木材などとして利用する などがある。

【０００５】しかしながら、新たな建設木材などとして
の用途は新材のそれと重複しており、また新材の市場価
格が低迷し、廃木材が新材に比べて品質が劣ることなど
から、廃木材は十分に再利用されることなしに、そのま
ま放置されたり、焼却処分されたりしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、廃木材を再利用
せずに放置しているので、その腐食によって二酸化炭素
やメタンガス等の有害物質が排出され、大気汚染を引き
起こすという問題点があった。

【０００７】また、廃木材を有効に利用することなく焼
却処分しているので、資源が無駄になるという問題点が
あった。

【０００８】このような状況下で廃木材の積極的な有効
利用を図るためには、単なるリサイクルではなく高い付
加価値を呈するような形での再利用が望ましい。

【０００９】そこで、本発明では、廃木材を原料とする
略粒状のウッドセラミックスやこれに光触媒（二酸化チ
タンなど）を付加したものを舗装用骨材として用いるこ
とにより、廃木材のリサイクルに加え、大気や雨水など
に含まれる窒素酸化物や有機物を除去して環境浄化を図
ることを目的とする。

【００１０】また、複数の当該舗装用骨材と、接着機能
を備えた保持部材や砂などとからなる舗装構造を生成す
ることにより、施工が簡単で環境にやさしい舗装技術の
実現を図ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を次の
ようにして解決する。 （１）廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックス
（例えば後述の１１ａ，５１ａ）からなる大気汚染対策
舗装用骨材を提供する。 （２）上記（１）において、ウッドセラミックスに二酸
化チタン（例えば後述の１１ｂ，５１ｂ）などの光触媒
を付加する。 （３）接着機能を備えた略平面状の保持部材（例えば後
述のネット１２）と、廃木材を原料とする略粒状のウッ
ドセラミックス（例えば後述の１１ａ）からなる大気汚
染対策舗装用骨材とを構成要素とし、当該接着機能によ
り複数の大気汚染対策舗装用骨材が保持部材に取り付け
られ、全体としては保持部材の層と大気汚染対策舗装用
骨材の層との積層状態になる舗装構造を提供する。 （４）接着機能を備えた砂粒（例えば後述の５２）と、
廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックス（例え
ば後述の５１ａ）からなる複数の大気汚染対策舗装用骨
材とを構成要素とし、当該接着機能により複数の大気汚
染対策舗装用骨材が連結し、全体としては砂粒および大
気汚染対策舗装用骨材の混合状態になる舗装構造を提供
する。 （５）上記（３），（４）において、ウッドセラミック
スに二酸化チタン（例えば後述の１１ｂ，５１ｂ）など
の光触媒を付加したものを用いる。 （６）接着機能を備えた略平面状の保持部材（例えば後
述のネット１２）と、廃木材を原料とする略粒状のウッ
ドセラミックス（例えば後述の１１ａ）からなる大気汚
染対策舗装用骨材とを積層状態にし、当該接着機能によ
り複数の大気汚染対策舗装用骨材のそれぞれを保持部材
に取り付けるといった方法で、舗装構造を生成する。 （７）接着機能を備えた砂粒（例えば後述の５２）と、
廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックス（例え
ば後述の５１ａ）からなる大気汚染対策舗装用骨材とを
混合状態にし、当該接着機能により複数の大気汚染対策
舗装用骨材を連結させるといった方法で、舗装構造を生
成する。 （８）上記（６），（７）において、ウッドセラミック
スに二酸化チタン（例えば後述の１１ｂ，５１ｂ）など
の光触媒を付加したものを用いる。

【００１２】本発明では、上記（１），（３），
（４），（６），（７）のように、廃木材を原料とする
略粒状のウッドセラミックスからなる舗装用骨材を用い
ることによって、廃木材のリサイクル化を図るととも
に、大気中の窒素酸化物などの汚染物質を当該舗装用骨
材の多孔部分に吸着して環境浄化を図っている。この多
孔部分に吸着された窒素酸化物などは例えば雨水に溶け
て流れる。略粒状のウッドセラミックスの大きさや形状
は任意である。

【００１３】また、上記（２），（５），（８）のよう
に、廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックスに
二酸化チタンなどの光触媒を付加した舗装用骨材を用い
ることによって、廃木材のリサイクル化を図るととも
に、大気中や雨水中の窒素酸化物や有機汚染物質などを
光触媒反応で酸化分解して環境浄化を図っている。

【００１４】また、上記（３），（４）のように、舗装
構造を工場などであらかじめ作成しておけば、道路など
の舗装現場ではこれを配置・固定するだけでよく、舗装
施工が簡単である。

【００１５】また、上記（３），（６）のように、舗装
用骨材のそれぞれを略平面状の保持部材に固定した多層
式の舗装構造とすることによって、舗装構造全体を強固
なものにし、これにせん断応力が働いたときの舗装用骨
材のずれを防いでいる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１乃至図
６を用いて説明する。本発明は、上述のように、廃木材
を原料とする略粒状のウッドセラミックス自体、すなわ
ち二酸化チタンなどの光触媒を付加しない状態でも十分
な環境浄化機能を呈している。

【００１７】この実施の形態の記載では、説明の便宜
上、廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックスに
光触媒を付加したものを対象にする。

【００１８】これらの図において、１は多層式の舗装構
造，11は廃木材から生成した舗装用骨材，11ａは舗装用
骨材を構成する球状で多孔質のウッドセラミックス（略
粒状のウッドセラミックス），11ｂはウッドセラミック
ス11ａに塗布した二酸化チタンや酸化亜鉛（光触媒），
12は舗装用骨材11のそれぞれを固定するためのネット
（略平面状の保持部材），12ａはネットに含浸させた接
着性のバインダ，13は舗装構造１において隣接する舗装
用骨材11の相互間に形成される空間部，２は基層，３は
ガイドブロック，４は舗装構造１の底面・周面部分を基
層２やガイドブロック３に固定するためのアスファル
ト，５は混合式の舗装構造，51は廃木材から生成した舗
装用骨材，51ａは舗装用骨材を構成する球状で多孔質の
ウッドセラミックス（略粒状のウッドセラミックス），
51ｂはウッドセラミックス51ａに塗布した二酸化チタン
や酸化亜鉛（光触媒），52はウッドセラミックス51ａと
混合する砂粒、52ａは砂粒52の表面に塗布した接着性の
バインダ，をそれぞれ示している。

【００１９】ウッドセラミックス11ａ，51ａは、木材、
木質材料などにフェノール樹脂を含浸させて焼成したも
のであり、木材の性状としての多孔質構造や異方性構造
およびフェノール樹脂の性状としてのすぐれた強度を併
せ持つ。舗装用骨材11，51はこの多孔部分に大気中の窒
素酸化物などの汚染物質を吸着する。また、舗装用骨材
自体の保水性は良い。

【００２０】二酸化チタンや酸化亜鉛11ｂ，51ｂは光触
媒であり、太陽光を受けると光触媒反応を起こし、接触
する物質を酸化分解する。例えば、車から排出される排
気ガス中の一酸化窒素や二酸化窒素を酸化して硝酸イオ
ンにしたり、雨水中の有機汚染物質を酸化分解したりす
る。この酸化力によって殺菌作用や悪臭分解作用が生じ
る。

【００２１】バインダ12ａ, 52ａには、既存の、例えば
ストレートアスファルト60／80や高粘度改質アスファル
ト（タフファルトスーパー），セメントミルク，ＳＢＲ
ラテックスを用いる。

【００２２】また、ネット12には、既存の、例えばガラ
ス繊維および綿繊維からなる混紡ネット（混合割合50：
50）や化学合成繊維の非混紡ネット，化学合成繊維の混
紡ネットを用いる。

【００２３】図１は、多層式の舗装構造１を示してい
る。舗装構造１は、複数の舗装用骨材11をバインダ12ａ
の接着作用でネット12に取り付けたもので、舗装用骨材
11およびネット12の計８層からなっている。図示の舗装
構造１の高さは３cmほどである。また、ネット12の個々
のメッシュは例えば球状の舗装用骨材11がすり抜けない
程度の大きさである。

【００２４】格子状に配置した（各層の）球状の舗装用
骨材11のそれぞれは、隣接骨材同士が略点接触の状態で
ネット12に確実に固定される。

【００２５】このように、点接触状態の各舗装用骨材11
をネット12に固定して骨材同士間に充分な空間部13を形
成する、すなわち二酸化チタン11ｂの露出範囲を広くす
ることにより、舗装構造１に働くせん断応力に対抗して
舗装用骨材11のずれを防ぎ、光触媒反応を促進させると
ともに、良好な排水性を確保している。

【００２６】バインダ12ａを含浸させた後のネット12の
目詰まりの程度はたかだか１５％位であり、雨水などは
骨材同士間の空間部13やネット12の目詰まりしていない
部分などを通って、舗装構造１の表面側から底面側へと
流れる。

【００２７】図２は、廃木材から舗装用骨材11を生成す
る手順を示す説明図であり、その内容は次のようになっ
ている。なお、舗装用骨材51の生成手順も同様である。 (11)廃木材の中質繊維板を１ｃｍ角程度の立方体に加工
する。 (12)アスピレータで排気しながら、超音波発振装置を取
り付けた含浸槽にこの加工体を約２時間から４時間入れ
てフェノール樹脂を含浸させる。 (13)真空ポンプで排気しながら、フェノール樹脂含浸後
の加工体を炭炉内で焼成して炭化させる。このとき、常
温から８００℃まで（１〜２度）／分で温度を上昇させ
る。８００℃の状態を約４時間保持して、５００℃まで
２度／分で下降させる。５００℃に下がった時点で自然
冷却する。 (14)炭化後の加工体をローラコンパクタで破砕して、粒
径が約 2.0〜 9.5ｍｍの球状のウッドセラミックス11ａ
にする。 (15)このウッドセラミックス11ａをゾル状二酸化チタン
に約５分間浸漬する。 (16)浸漬処理後のウッドセラミックス11ａに対して約１
分間遠心分離を行い、その表面の余分な二酸化チタンゾ
ルを除去する。 (17)除去処理後のウッドセラミックス11ａを約 200℃で
約１時間真空焼成し、その表面に二酸化チタンゾルを固
定して舗装用骨材11を生成する。

【００２８】なお、舗装試験法便覧（社団法人日本道路
協会 1988年）を参照して、二酸化チタンを含浸させる
前のウッドセラミックス11ａに対し、 ・比重および吸水試験（JIS A 1109 及び 1110 準拠） ・すり減り減料試験（JIS A 1121準拠） ・静的剥離試験（JPI-5S-27 準拠） ・骨材損失量試験（JIS A 1122準拠） の試験を行なった。

【００２９】比重は耐久性を示す指標であり、また、吸
水率はアスファルト混合物として適した性状であるかを
判定する指標である。

【００３０】球状のウッドセラミックスの表乾比重およ
び吸水率については、それぞれの目標値の「2.45％〜
3.0％」を満足することができなかった。

【００３１】すり減り減量は粗骨材としての耐磨耗性や
耐久性を示す指標であり、その試験結果は目標値の「３
０％以下」を満足するものであった。

【００３２】静的剥離試験は、加熱アスファルト混合物
の剥離現象に対する抵抗性を確認するためのものであ
る。試験対象のウッドセラミックス11ａの剥離面積率は
５％であり、ストレートアスファルトによる皮膜特性が
非常に優れているといえる。

【００３３】骨材損失試験は、粗骨材・細骨材の凍結融
解等に対する耐久性を判定するためのものである。試験
対象のウッドセラミックス11ａの場合、舗装用骨材の対
象と目される粒径2.36mm以上の何れのサイズのウッドセ
ラミックスにおいても、目標値の「１２％以下」を満足
する「７％以下」であった。

【００３４】上記試験項目の中で目標値を満足できなか
った比重（耐久性）や吸水率（アスファルト混合物とし
ての適性）に関しては、ウッドセラミックス11ａをネッ
ト12に接着させて舗装構造の強度を確保し、また、舗装
構造全体におけるアスファルトの使用の程度を少なくす
ることにより対応している。

【００３５】図３は、多層式舗装構造用のネット12を生
成する手順を示す説明図であり、その内容は次のように
なっている。 (21)約50cm×50cmの大きさのネット12に裁断する。 (22)約 130〜 180℃の溶融状態のストレートアスファル
ト60／80に裁断処理後のネット12を約５分間浸漬して、
当該ネットにバインダ12ａを含浸させる。 (23)約 130〜 180℃の恒温槽に浸漬処理後のネット12を
入れて余分なバインダを除去する。最終的な含浸バイン
ダ量を約 100〜500g／cm² とする。

【００３６】図４は、図１の舗装構造１を生成する手順
を示す説明図であり、その内容は次のようになってい
る。 (31)第１のネット12に、約 140〜 200℃に加熱した約25
00個の舗装用骨材10を載せてその上から軽く押さえつけ
る。 (32)この舗装用骨材10の上に第２のネット12を設置す
る。 (33)第２のネット12に、約 140〜 200℃に加熱した約25
00個の舗装用骨材10を載せてその上から軽く押さえつけ
る。

【００３７】以下、この(32), (33)の作業を繰り返す。
舗装用骨材11を加熱するのはバインダ12ａの接着性を良
くするためであり、バインダ12ａの量が多ければこの加
熱処理を省略したり、加熱温度を下げるようにしてもよ
い。なお、舗装構造１の表面層を舗装用骨材10にするか
ネット12にするか、また、舗装構造１の全体を何層にす
るかは任意である。

【００３８】図５は、多層式の舗装構造１の現場施工例
（概要）を示している。ここでは、舗装対象範囲を掘削
した基層２にアスファルト４を塗り、その上にいわばユ
ニット態様の舗装構造１を必要数だけ敷き詰めてから、
この舗装構造群をガイドブロック３にアスファルト４で
固定（接着）している。

【００３９】舗装構造１をあらかじめ作成しておけば、
舗装現場の作業はこれをアスファルト４の上に配置して
固定するだけであり、簡単な施工となる。

【００４０】なお、舗装現場で、舗装対象範囲に対応し
たサイズの舗装構造１を生成するようにしてもよいこと
は勿論である。

【００４１】図６は、舗装用骨材51と砂粒52との混合式
の舗装構造５を示している。これは、多層式の場合のネ
ット12を用いずに、 ・ウッドセラミックス51ａに二酸化チタンや酸化亜鉛51
ｂを塗布した舗装用骨材51と、バインダ52ａを塗布した
砂粒52とを混合状態にして、 ・これを通常の舗装の場合と同じように基層２の上に敷
き均し、 ・その表面にロードローラーなどで転圧を加える、こと
により生成したものである。

【００４２】ここで、舗装用骨材51は粗骨材として機能
し、砂粒52は細骨材として機能する。舗装用骨材51およ
び砂粒52はバインダ52ａの作用により一体化している。

【００４３】雨水などは骨材同士間の砂粒52が存在して
いない空間部などを通って、舗装構造５の表面側から底
面側へと流れる。

【００４４】なお、この混合式の舗装構造５をあらかじ
め工場などで作成しておき、これを図５の施工例のよう
に用いてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明では、このように、廃木材を原料
とするウッドセラミックスからなる大気汚染対策舗装用
骨材を用いているので、廃木材を有効利用するととも
に、大気中の窒素酸化物などの汚染物質を当該骨材の多
孔部分に吸着して環境浄化を図ることができる。

【００４６】また、廃木材を原料とするウッドセラミッ
クスに二酸化チタンなどの光触媒を付加した大気汚染対
策舗装用骨材を用いているので、廃木材を有効利用する
とともに、大気中や雨水中の窒素酸化物，有機汚染物質
などを光触媒反応で酸化分解するなどして環境浄化を図
ることができる。

【００４７】また、球状の大気汚染対策舗装用骨材の受
光表面が広範なものとなるようにしているので、光触媒
反応の実効性をより高めることができる。

【００４８】また、大気汚染対策舗装用骨材が略平面状
の保持部材に確実に固定されるので、せん断応力などに
対する当該舗装用骨材のずれを防止して、舗装構造全体
の強度を大きくすることができる。

【００４９】また、舗装構造をあらかじめ作成しておけ
ば、舗装現場ではこれを配置・固定するだけで工事が完
了することになり、施工の簡単化を図ることができる。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、多層式の舗装構造を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の、廃木材から舗装用骨材を生成する手
順を示す説明図である。

【図３】本発明の、多層式舗装構造用ネットを生成する
手順を示す説明図である。

【図４】本発明の、多層式の舗装構造を生成する手順を
示す説明図である。

【図５】本発明の、多層式の舗装構造の現場施工例（概
要）を示す説明図である。

【図６】本発明の、舗装用骨材と砂粒との混合式の舗装
構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１：多層式の舗装構造 11：舗装用骨材 11a ：球状のウッドセラミックス（略粒状のウッドセラ
ミックス） 11b ：二酸化チタン（光触媒） 12：ネット（略平面状の保持部材） 12a ：バインダ 13：空間部 ２：基層 ３：ガイドブロック ４：アスファルト ５：混合式の舗装構造 51：舗装用骨材 51a ：球状のウッドセラミックス（略粒状のウッドセラ
ミックス） 51b ：二酸化チタン（光触媒） 52：砂粒 52ａ：バインダ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃木材を原料とする略粒状のウッドセラ
   ミックスからなることを特徴とする大気汚染対策舗装用
   骨材。
2. 【請求項２】 前記ウッドセラミックスに二酸化チタン
   などの光触媒を付加したことを特徴とする請求項１記載
   の大気汚染対策舗装用骨材。
3. 【請求項３】 接着機能を備えた略平面状の保持部材
   と、廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックスか
   らなる大気汚染対策舗装用骨材とを構成要素とし、 前記接着機能により複数の前記大気汚染対策舗装用骨材
   が前記保持部材に取り付けられ、全体としては前記保持
   部材の層と前記大気汚染対策舗装用骨材の層との積層状
   態になっていることを特徴とする舗装構造。
4. 【請求項４】 接着機能を備えた砂粒と、 廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックスからな
   る複数の大気汚染対策舗装用骨材とを構成要素とし、 前記接着機能により複数の前記大気汚染対策舗装用骨材
   が連結し、全体としては前記砂粒および前記大気汚染対
   策舗装用骨材の混合状態になっていることを特徴とする
   舗装構造。
5. 【請求項５】 前記大気汚染対策舗装用骨材として、前
   記ウッドセラミックスに二酸化チタンなどの光触媒を付
   加したものを用いることを特徴とする請求項３または４
   記載の舗装構造。
6. 【請求項６】 接着機能を備えた略平面状の保持部材
   と、 廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックスからな
   る大気汚染対策舗装用骨材とを積層状態にし、 前記接着機能により複数の前記大気汚染対策舗装用骨材
   を前記保持部材に取り付けることを特徴とする舗装構造
   の生成方法。
7. 【請求項７】 接着機能を備えた砂粒と、 廃木材を原料とする略粒状のウッドセラミックスからな
   る大気汚染対策舗装用骨材とを混合状態にし、 前記接着機能により複数の前記大気汚染対策舗装用骨材
   を連結させることを特徴とする舗装構造の生成方法。
8. 【請求項８】 前記大気汚染対策舗装用骨材として、前
   記ウッドセラミックスに二酸化チタンなどの光触媒を付
   加したものを用いることを特徴とする請求項６または７
   記載の舗装構造の生成方法。