JP2004218283A

JP2004218283A - 舗装用バインダ、舗装用透水性レジンモルタル、および排水性舗装の機能維持および強化方法

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Publication number: JP2004218283A
Application number: JP2003007070A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kimura; 浩一郎木村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】舗装強度を高め、紫外性による劣化が進みにくく、透水機能の低下がなくなり、タイヤノイズを小さくでき、樹脂の使用量を少なくして、舗装工事費用とメンテナンス費用を大幅に下げる。
【解決手段】この発明に用いる舗装用バインダは、湿気硬化型ポリウレタンと、ストレートアスファルトと、溶剤とを混合したものである。この舗装用バインダに微細な骨材を混合することにより舗装用透水性レジンモルタルが得られる。湿気硬化型ポリウレタンと微細な骨材とストレートアスファルトとを混合した透水性レジンモルタルは、これを排水性舗装の表面にすり込むことにより、舗装面に表れた骨材（下層の粗い骨材）の空隙にこのレジンモルタルを充填して使用する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、道路などの舗装に用いる舗装用バインダと、舗装用透水性レジンモルタルと、これらを用いた排水性舗装の機能維持および強化方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加熱アスファルトバインダを用いた舗装では耐久性が不足する場合や、排水性（透水性）舗装を行う場合に、樹脂を用いることが知られている。例えばアスファルトに代えてエポキシ樹脂を用いることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特に排水性舗装は、ポーラス構造のため骨材間の接着面が小さく、舗装表面の強度が不足して骨材が飛散し易い。また樹脂は紫外線により劣化し易い。このため舗装の耐久性が悪いという問題がある。
【０００４】
また排水性舗装は骨材の間に形成した空隙が表面に開いているため、表面から骨材間の空隙に小さな埃や砂が侵入し、空隙を塞ぐことになる。このため透水機能が低下すると共に、表面の摩擦係数が低下してすべり抵抗性が低下するという問題がある。
【０００５】
さらに従来の排水性舗装は表面に骨材の空隙が開き表面の平滑性が悪いため、路面を走行する車両のタイヤノイズが大きいという問題もある。さらにまた従来の樹脂舗装では高価な樹脂の使用量が多く、舗装コストが高くなるという問題もある。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、舗装強度を高め、紫外性による劣化が進みにくく、透水機能の低下がなくなり、タイヤノイズを小さくでき、樹脂の使用量を少なくして、舗装工事費用とメンテナンス費用を大幅に下げることが可能な舗装用バインダを提供することを第１の目的とする。
【０００７】
またこの発明は、このバインダを用いた舗装用透水性レジンモルタルを提供することを第２の目的とする。さらにこの発明は、これらのバインダや舗装用透水性レジンモルタルを用いた排水性舗装の機能維持および強化方法を提供することを第３の目的とする。
【０００８】
【発明の構成】
この発明によれば第１の目的は、湿気硬化型ポリウレタンと、ストレートアスファルトと、溶剤とを混合したことを特徴とする舗装用バインダ、により達成される。
【０００９】
湿気硬化型ポリウレタンは、特殊変性湿気硬化型ポリウレタンであり、これに希釈剤を混合したものであってもよい。溶剤はこのポリウレタンの希釈剤およびアスファルトの溶剤を含み、このバインダの粘度を調整するものである。ポリウレタンの希釈剤としては酢酸エチルが適し、またアスファルトの溶剤には高沸点溶剤（軽油、灯油、重油など）が適する。
【００１０】
第２の目的は、請求項１〜３のいずれかの舗装用バインダに微細な骨材を混合したことを特徴とする舗装用透水性レジンモルタル、により達成される。
【００１１】
ここで用いる微細な骨材は、ニッケル鉱砕（粒度０．５〜３．０ｍｍ）が最も望ましいが、これに硅砂を含むものであってもよい。硅砂に代えてセラミック（粒度１〜３ｍｍ）を用いてもよい。ニッケル鉱砕は耐摩耗剤となるものであり、舗装面の耐久性を向上させる。これらにはさらにファイバを加えてもよい。ファイバとしては、例えばカーボンファイバ、ナイロンファイバ、ポリエステルファイバ、ビニロンファイバなどが使用できる。
【００１２】
第３の目的は、排水性舗装の表面に、湿気硬化型ポリウレタンと微細な骨材とストレートアスファルトとを混合した透水性レジンモルタル（請求項４または５のレジンモルタル）をすり込むことにより、舗装面に表れた骨材（下層の粗い骨材）の空隙にこのレジンモルタルを充填することにより達成される（請求項６）。
【００１３】
同じ第３の目的は、排水性舗装の表面に、請求項１〜３のいずれかの舗装用バインダと、微細な骨材とを別々に散布し、転圧することを特徴とする排水性舗装方法、によっても達成できる。
【００１４】
舗装用バインダや舗装用透水性レジンモルタルは気密性の缶や袋に詰めて保存することができる。この場合、缶や袋には不活性ガスを充填しておくのが望ましい。舗装用バインダは舗装現場で微細な骨材と混練し、レーキや専用すり込み機械などで敷き均し・充填する。
【００１５】
またこの舗装用バインダはアスファルトプラントで微細な骨材と混練し、アスファルトフィニッシャによってこの混練物（アスファルト合材）を所定の厚さに敷き均しすることも可能である。予めバインダと微細な骨材とを混練したレジンモルタルを缶や袋に密封して用意した場合には、これをそのまま排水性舗装表面に敷き均せばよいので、作業工程が一層減り作業性が一層良くなる。
【００１６】
舗装用バインダやレジンモルタルには使用前に硬化促進剤を添加してもよい。例えば寒冷地では、錫化合物と溶剤とを混合したものを硬化促進剤とするのがよい。酢酸エチルおよび高沸点溶剤に代えてテレピン油を用いることができる。
【００１７】
テレピン油は、松の木から採れる精油および柑橘類の果皮に含まれるオレンジ油等（これらを総称してテルペン類という）である。このテレピン油は天然原料であって微生物による分解が可能であるため、環境への悪影響が少ない舗装が可能である。ここで用いるテレピン油としては、例えばヤスハラケミカル株式会社（広島県府中市高木町１０８０）により提供される「Ｄ−リモネン」（商品名）が適する。
【００１８】
【実施態様】
図１は本発明の第１の実施態様である舗装方法の工程図、図２はここで用いる舗装用バインダの生産工程を示す図、図３は舗装用レジンモルタルの生産工程を示す図である。
【００１９】
この発明で用いる舗装用バインダ１０は、図２に示すようにして作られる。まず特殊変性湿気硬化型ポリウレタン１２にストレートアスファルト１４と希釈液となる溶剤１６とを混合し、粘度を調整し後記するように舗装面に散布し易い粘度にする。
【００２０】
ここに用いる希釈液となる溶剤１６は酢酸エチルが適する。ポリウレタン１２と酢酸エチルの重量混合比は、８０：２０〜５０：５０の範囲にするのが望ましい。酢酸エチルの混合比がこの範囲より少ないと舗装用バインダ１０の粘度が十分でなく、均一な散布ができなくなる。また反対にこの混合比がこの範囲より多いと、舗装用バインダ１０が薄すぎて、その硬化後の舗装強度が不十分になる。
【００２１】
ストレートアスファルトはアスファルト基原油を常任蒸留および真空蒸留し、釜残油として得られるものであり、その粘度を調整するために加熱したり、溶剤１６として例えば石油、軽油、重油などの高沸点溶剤を加えてもよい。このように作られた舗装用バインダ１０は、密封容器（缶や袋）２２に入れて密封する。この時容器２２内に不活性ガスを充填することにより、バインダ１０の硬化を防止しバインダ１０の長期保存が可能になる。表１はここで用いるバインダ１０の構成例を示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
なお表１において、▲２▼溶剤ａ、▲３▼溶剤ｂに代えてテレピン油を用いれば、環境への悪影響が少なくなる。
【００２４】
舗装用透水性レジンモルタル２０は図３に示すようにして作られる。特殊変性湿気硬化型ポリウレタン１２と、ストレートアスファルト１４と、溶剤１６を用いるのは図２で説明したバインダ１０と同じであるが、このレジンモルタル２０ではさらに微細な骨材２２、補強材２６、耐摩耗材２８などを加える。
【００２５】
微細な骨材２２は、ニッケル鉱砕（粒度０．５〜３．０ｍｍ）の単粒度のものが最適であるが、硅砂またはセラミックス（粒度１ｍｍ〜３ｍｍ）を５０〜９０重量％、ニッケル鉱砕および他の金属微粉体（粒度０．３〜３ｍｍ）を５０〜１０重量％混ぜたものとすることができる。レジンモルタル２０にはその使用前に硬化促進剤を加えてもよい。この硬化促進剤は寒冷時に硬化を促進するものであり、例えば錫化合物と溶剤の混合物を用いる。その成分としては表２のものが適する。
【００２６】
【表２】

【００２７】
ポリウレタンは外気温−５℃〜６０℃の範囲で使用可能であるが、特に冬期や寒冷地ではその硬化速度が遅くなる。硬化促進剤は特に低温時の硬化を促進するものである。この硬化促進剤の混合比は、ポリウレタン１２に対して重量比で２．５〜５％とするのが望ましい。
【００２８】
補強材２６は舗装強度を特に高める必要がある場合に用いるものであり、粒径１０ミクロン以下のカーボン粉末や、長さ１０ミクロン以下のカーボンファイバを使用することができる。この補強材２６の混合比は、ポリウレタン１２に対して重量比で５〜１０％にするのが望ましい。カーボンファイバに代えて、ナイロンファイバ、ポリエステルファイバ、ビニロンファイバなどでもよく、これらは太さ７０ｄｔ以上、長さ２〜６ｍｍのものが適する。
【００２９】
また舗装面の耐摩耗性をさらに高めるためには、耐摩耗材２８を添加するのがよい。この耐摩耗材２８としては、粒径１０ミクロン以下のニッケルクロム鉱さいパウダーが適し、その添加量はポリウレタン１２に対して５〜１０重量％とするのがよい。
【００３０】
このようにして作った混合物、すなわち舗装用透水性レジンモルタル２０は、所定の密封可能な缶（鉄製）３０などに入れ、この缶３０に不活性ガスを充填する。このように缶３０に入れ密封することにより、レジンモルタル２０の長期保存と貯蔵が可能になる。その保存保証期間は６ヶ月間とすることが可能である。
【００３１】
次に図２に示した舗装用バインダ１０あるいは図３に示したレジンモルタル２０を用いた舗装方法を図１を用いて説明する。まず路面を排水性舗装する。この排水性舗装は、図１に示すように行う。すなわち舗装構造体となる砕石などの粗い骨材（アスファルト廃材やプラスチック廃材でもよい）６０と加熱アスファルト（改質アスファルト）６２とを混練し（ステップＳ２００）、路面に敷き詰め・締め固めることによって形成する（ステップＳ２０２）。この敷き詰め・締め固めは、公知の方法により行えばよい。
【００３２】
図４は舗装の断面構造を示す。この排水性舗装では、粗い骨材６０はその表面に付着した改質アスファルト６２によって互いに結合し、骨材６０の間に大きい空隙６４ができる。この空隙６４により排水性・透水性が得られるものである。
【００３３】
この出来上がった排水性舗装の表面に、前記図３に示した透水性レジンモルタル２０をすり込み、舗装表面の空隙に充填する（ステップＳ２０４）。レジンモルタル２０に含まれるポリウレタン１２は舗装面に含まれる水分や空気中の水分によって速やかに硬化する（ステップＳ２０６）。通常常温で３０分〜１時間で十分な強度を持つようになる。硬化を促進するために硬化促進剤を加えたり、舗装面に水を散布してもよい。
【００３４】
以上の作業は、レーキ引き均しの後でタイヤローラで転圧する方法で行うことができる。また透水性レジンモルタル２０をスプレーガンを用いて舗装表面に吹き付ける方法で行ってもよい。この場合は、粘度調整をして吹き付ける必要がある。粘度調整には、白灯油・酢酸エチル・キシレン・トルエンを使用する。
【００３５】
なお微細骨材２２と他の成分であるバインダ１０（湿気硬化型ポリウレタン樹脂１２とストレートアスファルト１４と溶剤１６との混合物）とを分けて散布してもよい。この場合、後者（バインダ）をスプレーガンで路面に吹き付け、前者をその上に撒き散らすようにしてもよい。なおこれらの散布の順番を逆にして、微細骨材を先に撒き散らした後、その上にバインダ１０を散布してもよい。
【００３６】
このモルタル２０の路面１平方メートル当たりの使用量は、０．５ｋｇ〜２．０ｋｇとするのがよい。ニッケル鉱砕は、粒度０．５ｍｍ〜３．０ｍｍのものを透水性レジンモルタルの１００重量部に対して、９５％〜７０％を含むようにするのがよい。
【００３７】
大規模な施工を行う場合には、別途設けたアスファルトプラントで舗装用バインダ１０と微細骨材２２などとを混練して透水性レジンモルタル２０を生成し、これをアスファルトフィニッシャで排水性舗装の表面に敷設する。またはグランド整備用ブラシなどで均等に路面に擦り込む方法でもよい。その後タイヤローラなどで転圧すればよい。なおこの透水性レジンモルタル２０にはカラー顔料を添加することにより、カラー舗装も可能になる。この場合、カラー顔料の添加量は、透水性レジンモルタル２０の１００重量部に対して２〜１０重量部とするのがよい。
【００３８】
このように透水性レジンモルタル２０を排水性舗装面にすり込むことにより、このモルタル２０は図４に示すように、舗装面の粗い骨材６０の間隙６２に舗装表面から進入する。このため舗装表面付近の粗い骨材６０は、このモルタル２０で互いに結合される。
【００３９】
この場合、バインダ１０の可使時間内すなわち未硬化中に、タンパなどで表層の転圧・加圧を行えば、骨材の固着強度が増大する。本発明による硬化は化学反応によるから、硬化前のタンパによる転圧・加圧は必ずしも必要としない。しかしタンパによる転圧・加圧を加えたり、スコップやシャベルの背で表面を叩いて不陸調整をしたりして、常温アスファルト合材の場合に行うのと同様な方法で表面を固めれば、舗装表面の強度を上げ一層堅牢な仕上げが可能になる（Ｓ２０４）。
【００４０】
【発明の効果】
第１の発明（請求項１）は以上のように、湿気硬化型ポリウレタンと、ストレートアスファルトと、溶剤とを混合したものであるから、これに微細骨材を混練することにより、透水性レジンモルタルを現場でも容易に作ることが可能になる。このため現場での作業性が向上する。ここにアスファルトは紫外線を吸収するのでポリウレタン樹脂の劣化が防止されることになり、舗装面の耐久性が向上する。
【００４１】
また舗装表面に埃や砂が侵入せず、透水機能の低下が発生せず、舗装表面の摩擦係数の低下を招くことがなくなる。さらに舗装表面の耐摩耗性が向上し、路面舗装骨材の飛散が減少し、耐用年数が大幅に伸び、メンテナンス回数が減る。このために経済的な効果が大きい。また舗装表面を覆う骨材が微細であるから舗装表面が滑らかになり、騒音防止効果も大きい。
【００４２】
またポリウレタンは一液で速やかに硬化するから工事の作業能率を上げて施工時間を短縮することが可能になる。従って工事による車両などの通行規制時間を短縮できる。
【００４３】
第２の発明（請求項４）によれば、バインダと微細骨材を混合したから、これをそのまま舗装面にすり込んで使用することができ、工事の作業性が一層向上する。
【００４４】
第３の発明（請求項６、７）によれば、第１または第２の発明を用いた排水性舗装の機能維持および強化方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の舗装方法の工程図
【図２】舗装用バインダの生産工程を示す図
【図３】透水性レジンモルタルの生産工程を示す図
【図４】舗装路の断面構造を示す図
【符号の説明】
１０舗装用バインダ
１２特殊変性湿気硬化型ポリウレタン
１４ストレートアスファルト
１６溶剤
２０舗装用透水性レジンモルタル
２２微細骨材
２６補強剤
６０粗い骨材
６２加熱アスファルト
６４空隙

Claims

湿気硬化型ポリウレタンと、ストレートアスファルトと、溶剤とを混合したことを特徴とする舗装用バインダ。
溶剤は、高沸点溶剤と酢酸エチルとを含む請求項１の舗装用バインダ。
溶剤をテレピン油とした請求項１の舗装用バインダ。
請求項１〜３のいずれかの舗装用バインダに微細な骨材を混合したことを特徴とする舗装用透水性レジンモルタル。
微細な骨材は、ニッケル鉱砕を含む請求項４の舗装用透水性レジンモルタル。
排水性舗装の表面に、請求項４または５の舗装用透水性レジンモルタルをすり込み充填することを特徴とする排水性舗装の機能維持および強化方法。
排水性舗装の表面に、請求項１〜３のいずれかの舗装用バインダと、微細な骨材とを別々に散布し、転圧することを特徴とする排水性舗装の機能維持および強化方法。