JP2005009265A - 表層用セメントモルタル及び地下構造物用蓋の取替工法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マンホール等の地下構造物蓋の周辺舗装部の表層用として優れたセメントモルタルとそれを用いた地下構造物用蓋の取替工法を提供する。
【解決手段】ポルトランドセメント、急硬材、骨材、長さ３〜３０ｍｍの繊維物質、減水剤、及び凝結調整剤を成分として含有し、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対する骨材の含有割合が１６０〜３００部であるセメントモルタル組成物に、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し、水を３５〜５０部の比率で添加し、混練してなる表層用セメントモルタル、及び、既設の地下構造物用蓋の受枠周囲の舗装、その下方の路盤及び受枠を撤去し、該受枠の下方に埋設されている下桝上に、新設受枠を周辺の舗装と同一の高さになるように設置し、受枠と前記下桝との間に下層モルタル充填層を形成し、その上に周辺の舗装と同一高さとなるように前記表層用モルタル充填層を形成する工程を有する地下構造物用蓋の取替工法。
【選択図】 図１
【解決手段】ポルトランドセメント、急硬材、骨材、長さ３〜３０ｍｍの繊維物質、減水剤、及び凝結調整剤を成分として含有し、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対する骨材の含有割合が１６０〜３００部であるセメントモルタル組成物に、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し、水を３５〜５０部の比率で添加し、混練してなる表層用セメントモルタル、及び、既設の地下構造物用蓋の受枠周囲の舗装、その下方の路盤及び受枠を撤去し、該受枠の下方に埋設されている下桝上に、新設受枠を周辺の舗装と同一の高さになるように設置し、受枠と前記下桝との間に下層モルタル充填層を形成し、その上に周辺の舗装と同一高さとなるように前記表層用モルタル充填層を形成する工程を有する地下構造物用蓋の取替工法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表層用セメントモルタル及び表層用セメントモルタルを用いた地下構造物蓋の取替工法に関する。
なお、本明細書における「表層部」とは、マンホール蓋、消火栓蓋、溝蓋等の地下構造物用蓋周辺のアスファルトやコンクリートなどによる舗装部を総称する。
また、本発明における「部」は、特に規定のない限り質量基準である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マンホール周辺の表層部の補修方法としては、非炎加熱してアスファルトを除去し、受枠を取り換えた後、その周りの空間にアスファルトを充填する方法が知られている（特許文献１参照）。
また、ひび割れ部、骨材間隙、及び未充填部に注入する部材としては、常温硬化性樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）が知られている（特許文献２参照）。
また、従来の地下構造物蓋の取替工法においては、平板状のカッター、コアカッター等を用いて地下構造物用蓋の周囲路面を四角形又はカット面がストレートな円筒状に切断し、路面の切断部及び地下構造物用蓋を除去した後、新規の地下構造物用蓋周りの空間に表層材としてアスファルトを充填するとともに転圧機等の機械で転圧して工事を終了している（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２６９９６号公報
【特許文献２】
特開平０７−１５０５８２号公報
【特許文献３】
特許第３１０８０７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されているようなアスファルトを使用する場合、アスファルト合材の出荷が１ｔｏｎ／ｂ以上の単位が普通であるために、施工量が少ない場合には多量の余剰分が発生して経済的でないし、また、アスファルト舗装の場合は転圧作業が必要となるために夜間作業時の騒音の問題を解決しなければならないこと、路盤部と表層部を同時に充填することができないために道路開放までの施工時間が長くなること、施工厚さが５〜１０ｃｍ程度であること、傾斜地の表層部分では高温環境下では軟化が生じて外観のダレが発生しやすいことなどの難点がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載されている常温硬化性樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）の場合は、注入・充填作業のための時間調整が難しく、均一な支持耐力が得難いという難点を有している。
さらに、特許文献３に記載されている地下構造物用蓋の取替工法においては、表層材としてアスファルトを用いていることから、取替工事において転圧機を用いた転圧作業が必要となり施工時間が長くなるという問題や、転圧機の騒音発生問題に加えて、所定高さの舗装面に仕上げるのが難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の従来の問題点に鑑みてなされたものであり、粘性を有し、かつコテ上げ可能な流動性を備えていて、容易に平滑な施工面を形成することができ、また、緻密な水和硬化体が形成できるので耐久性に優れるとともに、短時間材齢で強度発現が得られ、さらに、夏場や傾斜地での施工性にも優れており、各種充填・補修工事、なかでもマンホール蓋、消火栓蓋、溝蓋等の地下構造物用蓋を設置する際に、その周辺の表層部に好適に使用できる表層用セメントモルタルを提供すること、及び地下構造物用蓋の取替工事における工事の手間を省き、工事時間を短縮することができる表層用セメントモルタルを用いた地下構造物用蓋の取替工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の各発明を包含する。
（１）ポルトランドセメント、急硬材、骨材、長さ３〜３０ｍｍの繊維物質、減水剤、及び凝結調整剤を成分として含有し、かつ、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対する骨材の含有割合が１６０〜３００部であるセメントモルタル組成物に、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し、水を３５〜５０部の比率で添加し、混練してなる表層用セメントモルタル。
【０００８】
（２）既設の地下構造物用蓋の受枠周囲の舗装及びその下方の路盤に切込み溝を入れる工程と、
前記切込み溝内側の舗装、その下方の路盤及び受枠を撤去する工程と、
前記受枠の下方に埋設されている地下構造物用の下桝上に、新設する受枠をその上面が周辺の舗装と同一の高さになるように設置する工程と、
前記受枠と前記下桝との間の基礎調整部及び前記受枠外周の路盤部に行き渡るように下層用モルタルを充填して下層モルタル充填層を形成する工程と、
前記下層モルタル充填層の上に、周辺の舗装と同一高さの表層を形成するように表層用モルタルを充填して表層モルタル充填層を形成する工程を有し、かつ、該表層用モルタルが前記（１）項記載の表層用セメントモルタルからなることを特徴とする地下構造物用蓋の取替工法。
【０００９】
（３）前記下層モルタル充填層を形成する工程において前記下層用モルタルは、前記（１）記載の表層用セメントモルタル以外の無収縮モルタルであることを特徴とする（２）に記載の地下構造物用蓋の取替工法。
【００１０】
（４）前記（１）記載の表層用セメントモルタル以外の下層用モルタルが、前記撤去した路盤と同一の路盤形成用モルタルであることを特徴とする（２）に記載の地下構造物用蓋の取替工法。
【００１１】
（５）前記下層用モルタルを充填する工程が、前記（１）記載の表層用セメントモルタルを１回又は複数回に分けて充填する工程からなることを特徴とする（２）記載の地下構造物用蓋の取替工法。
【００１２】
（６）前記下層モルタル充填層上に前記表層モルタル充填層を形成する工程において、先に形成された下層モルタル充填層が固化する前に該下層モルタル充填層の上面を粗面化処理することを特徴とする（２）〜（５）のいずれか１項に記載の地下構造物用蓋の取替工法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の表層用セメントモルタルが充填される地下構造物用蓋外周部は、例えば、路面に敷設されている地下構造物用蓋の外径φ５００〜９００ｍｍに対して、外径φ５００ｍｍ超１，３００ｍｍ以下で、幅０ｍｍ超４００ｍｍ以下、深さ０ｍｍ超３００ｍｍ以下の範囲を指す。
【００１４】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられるポルトランドセメントとしては、通常市販されている普通、早強、中庸熱、及び超早強等のポルトランドセメントを使用することができる。また、ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した各種混合セメントも使用することができる。これらの各種混合セメントは微粉砕して使用することもできる。
【００１５】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられる急硬材としては、一般に用いられているアルミン酸ナトリウムやケイ酸ナトリウムなどの無機塩類やカルシウムアルミネートなどのセメント鉱物系急硬材等が挙げられる。これらの中では、セメントモルタルの凝結硬化が早く凝結性状が優れていることに加えて、強度発現性が良好な点でセメント鉱物系急硬材が好ましい。
【００１６】
急硬材の使用量は、ポルトランドセメント（以下、単にセメントという）１００部に対して３〜２５部が好ましく、５〜１５部がより好ましい。３部未満では凝結時間が長くなり過ぎる場合があり、２５部を超えると必要なハンドリングタイムを確保することが困難になる場合がある。
【００１７】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられる凝結調整剤は、セメント急硬材に一時的に吸着することによって、水和反応を遅らせたり、一時的に停止させたりするために使用されるものであり、具体的には、クエン酸、酒石酸、グルコン酸及びリンゴ酸等のオキシカルボン酸又はその塩や、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、及び炭酸カリウムなどの無機塩の一種又は二種以上が使用可能である。
なお、遅延調整の目的で消石灰や生石灰等を上記凝結調整剤と共に用いることもできる。
【００１８】
凝結調整剤の使用量は、その目的に応じて適宜選択すれば良く、特に制限されるものでは無いが、セメントと急硬材の合計１００部に対して、０．１〜２部が好ましく、０．２〜１部がより好ましい。０．１部未満では凝結が早くなる場合があり２部を超えると強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１９】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられる骨材は、セメント混練物の流動性を改善するために、また、セメント硬化体の耐久性を改善するために使用するもので、川砂、海砂、及び珪砂等が使用可能である。
さらに、所望の特性の硬化体を得るためにはその粒度構成や配合量にも好適な範囲があり、骨材の粒度としては、粒度は４ｍｍ以下のものが好ましく、さらに、１．２ｍｍ未満のものが５０〜６５部で、１．２〜４ｍｍのものが３５〜５０部である混合物が好ましく、特に１．２〜４ｍｍのものの割合が３５〜４５部である混合物がより好ましい。最大粒度が４ｍｍを超えると流動性や充填性が低下し、１．２〜４ｍｍのものの割合が３５部未満では耐久性に劣り、１．２〜４ｍｍのものの割合が５０部を超えると必要な早期強度が得られない場合がある。
【００２０】
骨材の使用量は、セメントと急硬材の合計１００部に対して、１６０〜３００部である。１６０部未満ではひび割れが発生しやすくなる傾向があり、３００部を超えると充分な流動性の確保が難しくなる場合がある。
【００２１】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられる繊維物質としては、耐アルカリガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、及びアクリル繊維等が挙げられる。繊維種としては、収束や無収束繊維があるが、混合時の材料分離抵抗性が良好なことから収束繊維が好ましい。
【００２２】
本発明の組成物に用いられる繊維物質の繊維長は３〜３０ｍｍである。繊維長が３ｍｍ未満ではひび割れ発生防止効果が充分でない場合があり、３０ｍｍを超えると混練性や施工性が低下する場合がある。
繊維物質の使用量は、セメント１００部に対して０．２〜１０部が好ましい。０．２部未満では、ひび割れ発生防止効果が充分でない場合があり、１０部を超えると混練性や施工性が低下する場合がある。
【００２３】
本発明では、凝結遅延効果を持続させるために、セメントモルタルに減水剤を混合させる。減水剤は粉体、液体いずれの形態のものも使用できる。
減水剤としては、ポリオール誘導体、リグニンスルホン酸塩やその誘導体、及び高性能減水剤等が挙げられ、これらの一種又は二種以上が使用できる。これらの中では、凝結遅延効果、流動性の点から、高性能減水剤が好ましい。
【００２４】
高性能減水剤としては、ナフタレンスルホン酸塩、メラミンスルホン酸塩、及びアルキルアリールスルホン酸塩のホルマリン縮合物、並びに、ポリカルボン酸系高分子化合物等が挙げられる。これらの中で、凝結遅延効果、流動性、及び圧送性が大きい点で、ナフタレンスルホン酸塩が好ましく、通常、β−ナフタレンスルホン酸縮合物が用いられる。
【００２５】
減水剤の使用量は、セメント１００部に対して、固形物換算で０．１〜５部が好ましく、０．３〜２部がより好ましい。０．１部未満では良好な流動性が得られない場合があり、５部を超えると必要以上の凝結遅延を起こし、強度発現性に悪影響を与える場合がある。
【００２６】
本発明の表層用セメントモルタルの調製のために使用される水の量は、ポルトランドセメント、急硬材、骨材、長さ３〜３０ｍｍの繊維物質、減水剤、及び凝結調整剤を成分として含有し、かつ、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対する骨材の含有割合が１６０〜３００部であるセメントモルタル用組成物に、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し３５〜５０部が好ましく、３５〜４５部がより好ましい。３５部未満では充分な流動性が得られない場合があり、５０部を超えると充分な耐久性が得られない場合がある。
【００２７】
本発明の表層用セメントモルタルには、さらに必要に応じて、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースなどのメチルセルロース類、酢酸ビニルエマルジョンやアクリルエマルジョンなどの高分子エマルジョン、スチレンブタジエンゴムラテックスやクロロプレンゴムラテックスなどのゴムラテックス、並びに、シリコーンなどの消泡剤等の各種混和材又は混和剤を併用することが可能である。また、施工周囲部に応じて着色材を混合してもよい。
【００２８】
本発明の表層用セメントモルタルは、あらかじめ前記セメントモルタル用組成物を構成する全部の成分を混合している状態の組成物であって、現場で水を加えて練り混ぜるだけで使用されるプレミックスタイプとなっているものに水を添加して混練して調製されることが好ましいが、セメント、急硬材、骨材、凝結調整剤、減水剤、及び繊維状物質からなる成分を使用現場で混合して調製されるものであってもよい。
【００２９】
本発明の表層用セメントモルタルを使用した施工方法としては、地下構造物用蓋の周辺において、補修が必要なアスファルトやコンクリートからなる舗装材の表層を所定の幅と深さで除去した後、本発明の表層用セメントモルタルを充填し、硬化させる方法が採用される。
本発明の表層用セメントモルタルによる補修作業においては、表層材としてアスファルト合材を用いた施工の場合に不可欠である転圧作業が不要であるため、施工時間の短縮が可能である。
【００３０】
舗装材の除去深さが、例えば、１５０ｍｍ以上のように深い場合には、▲１▼先ず、急硬性、流動性、無収縮性を有するモルタルを充填した後に本発明の表層用セメントモルタルを充填し、硬化させる方法、▲２▼先ず、路盤材と同様の充填材料を充填した後に本発明の表層用セメントモルタルを充填、固化させる方法、並びに、▲３▼先ず、本発明の表層用セメントモルタルを一定厚さに充填し硬化させた後に、本発明の表層用セメントモルタルをその上に重ねて充填し、硬化させる作業を１回以上繰り返す方法等が挙げられる。これらの方法のうち、表層部の補修を短時間で行い、早期に道路開放を行うことが可能であるという利点があることから、上記▲１▼の方法が好ましい。
【００３１】
本発明に係る地下構造物用蓋の取替工法における下層用モルタルは急硬性、流動性、無収縮性を有するモルタルが道路開放時間、作業性・充填性、ひび割れ抑制の点から好ましい。
また、表層用セメントモルタルの充填部の幅が４００ｍｍ、深さが３００ｍｍを越える場合には、容積が大きくなるため硬化時の発熱の影響によりひび割れが発生しやすくなる場合がある。このため、ひび割れ抑制のために、下層用モルタルが完全に硬化する前に該下層用モルタルの表面にワイヤーブラシで目粗らしを行う等の方法により粗面化処理することにより、本発明の表層用セメントモルタルとの打継面の付着性を向上させると、２層間の密着性が向上し、表層用セメントモルタルのひび割れ防止にも効果が挙がるため、好ましい。
【００３２】
本発明の表層用セメントモルタルは、地下構造物用蓋周辺の舗装の補修だけではなく、地下構造物用蓋を新設する場合に適用できることはいうまでもない。さらに、アスファルトやコンクリートで舗装された道路、歩道、処理場及び駐車場において表層の沈下や亀裂が発生した部分を補修するためにも使用することができる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例等に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例等によって限定されるものではない。
【００３４】
実施例１〜５
普通セメント１００部に対して、急硬材２４部の比率で混合したセメントと急硬材の合計１００部に対して、凝結調整剤を０．７部、骨材Ａ／Ｂ＝６０／４０部の比率の混合物１８０部、減水剤を０．３部、表１に示した長さの繊維物質０．５部をそれぞれ配合した実施例１〜５のセメントモルタル用の組成物を調製し、それぞれのセメントモルタル用の組成物のポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し水４０部を加えて混練して表層部補修用のセメントモルタルを作製した。
作製したモルタルのミニスランプ値、ハンドリングタイム（ＨＴ）を測定後、地下構造物用蓋周囲に外径φ１，０００／内径φ６００×深さ２００ｍｍに急硬性、流動性、無収縮性を有するセメントモルタルを充填して硬化させた後、その上に、作製した表層用セメントモルタルを深さ５０ｍｍ充填・硬化させて、以下の評価を行った。結果を表１に示す。なお、セメントモルタル用の組成物の調製に使用した材料は以下の通りである。
【００３５】
＜使用材料＞
セメント：電気化学工業（株）社製、普通ポルトランドセメント
急硬材 ：カルシウムアルミネート系急硬材
石膏 ：市販品、天然石膏、ブレーン値４，０００ｃｍ２／ｇ
骨材Ａ ：新潟県姫川産天然砂、粒度１．２ｍｍ未満、比重２．６２
骨材Ｂ ：新潟県姫川産天然砂、粒度１．２〜４ｍｍ、比重２．６５
減水剤 ：市販品、主成分ナフタレンスルフォン酸塩、粉状
凝結調整剤：市販品、クエン酸ナトリウム
繊維物質：市販品、収束繊維、長さ１０ｍｍ
【００３６】
＜測定・評価方法＞
ミニスランプ値：
ＪＩＳ Ａ １１７１に準じて２０℃、所定の材齢で評価した。本発明での判定基準は７０〜１１０ｍｍ。７０ｍｍ未満では充分な施工性が得られない場合があり、１１０ｍｍを超えるとブリージングが発生する場合がある。
ハンドリングタイム：
フレッシュな練り上がりモルタルの温度が２℃上昇するまでの時間（分）を測定した。本発明での判定基準は８〜２５分。８分未満ではハンドリングタイム不足で施工性に劣り、２５分を超えると、その後の施工箇所開放に時間を要して制約を受ける。
【００３７】
交通開放可能時間：
路盤材をはつり、除去後、下層セメントモルタルを所定深さに施工後、本発明の表層用のセメントモルタルを施工した場所で、作製した充填用モルタルについて充填施工終了後に交通開放可能な時間（分）を評価した。
傾斜地での施工後の外観評価：
夏場（マンホール蓋周囲温度３５℃）、θ＝１０°の傾斜地で表層部補修モルタルの外観を観察し、端部にダレが認められたものを×、ダレが若干認められたものを△、ダレが認められず外観良好なものを○で示した。
弾性係数：
ＪＳＣＥ−Ｇ５０２−１９９９に準じて、２０℃、所定の材齢で評価した。
【００３８】
耐久性Ｉ：
舗装の構造の必要性能規定（４９ＫＮ輪荷重での疲労破壊輪数）；
鉄製枠と鉄製定盤で囲まれた内寸６００×８００×１５０ｍｍの中に１００ｍｍ深さのモルタルを充填後、５０ｍｍ厚みで本発明品のセメントモルタルを充填し、その中央に２００×５００ｍｍの載荷板を載せ、その上から４９ＫＮの荷重を３５０万回負荷した。その際のクラックと表面剥離を評価した。外観良好なものを○、クラック或いは剥離が認められたものを×とした。
耐久性ＩＩ：
鋳鉄製枠の周囲に、前述サイズの本発明品を、さらに、その周囲にアスファルト充填を施したモデル試験機で、温度７０℃で２時間保持、温度−２０℃で２時間保持のサイクルを行う冷熱衝撃を１０回加え、目視で材料のクラックや鋳鉄製枠・アスファルト界面での剥離の外観を観察し、外観良好なものを○、クラック或いは剥離が認められたものを×とした。
【００３９】
実施例６〜７
セメントとして電気化学工業（株）社製の早強セメント（商品名：デンカ早強セメント）を使用し、表１記載の長さの繊維物質を使用した以外は、実施例１と同様の材料を使用して実施例６〜７のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４０】
実施例８〜１０
（セメント＋急硬材）／骨材の配合比率を変えた以外は、実施例１と同様にして実施例８〜１０のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４１】
実施例１１〜１２
（セメント＋急硬材）合計量に対する水の割合をそれぞれ３５部、５０部としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１１〜１２のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４２】
比較例１〜２
（セメント＋急硬材）／骨材の配合比率を変えた以外は、実施例１と同様にして比較例１〜２のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４３】
比較例３〜４
使用している繊維物質の長さを代えた以外は、実施例１と同様にして比較例３〜４のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４４】
比較例５〜６
（セメント＋急硬材）合計量に対する水の割合をそれぞれ３０部、６０部としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１１〜１２のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
比較例７
実施例１のセメントモルタルに代えて、市販のセメントアスファルト合材を使用し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４６】
実験例
実施例１、比較例４のセメントモルタル及び比較例７のアスファルト合材を使用して調製したものを温度を変えて硬化させたものについて、弾性係数値と、それぞれのモルタルを使用して傾斜地で施工した場合の施工後の外観評価を行った。結果を表２に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
次に、本発明に係る表層用セメントモルタルを用いた地下構造物用蓋の取替工法に関する実施例について説明する。
本実施例においては、特許第３３７１２５４号公報等により公知の球面状ブレードを有する路面用カッター装置（以下「カッター装置」という。）を用いて、既設の地下構造物用蓋の受枠（筒状部外径ｄを６５４ｍｍと仮定する。）をこれと同寸法を有する新設の受枠に取替える場合について説明する。
【００５０】
先ず、既設の受枠の筒状部外径ｄが６５４ｍｍの場合、カッター装置による切断径Ｄが１０５０ｍｍとなるように、カッター装置の旋回中心軸を設定し、切断径Ｄに応じた曲率半径を有する球面状ブレードをセットする。
次にカッター装置を起動させ、このカッター装置を旋回中心軸を回転中心として旋回させることにより、既設の受枠周囲の舗装及びその下方の路盤に球面状の切込み溝を入れ、その後、この切込み溝より内側の舗装、その下方の路盤及び既設の受枠を撤去する。
この状態においては、既設の受枠の下側に埋設されている地下構造物用の下桝の上面が露出した状態となるので、この下桝の上面を清掃する。
【００５１】
次に、図１に基づき、新設する受枠１を設置する工程について説明する。
先ず、下桝２の上面（３箇所）に立設されたアンカーボルト３のそれぞれに嵩調整具４を螺合させる。この嵩調整具４には、その中央のボルト挿通孔にナットがインサート成形されており、アンカーボルト３との間で螺合位置を調整できるようになっている。次に、新設する受枠１のフランジ５に設けられたアンカー孔６にアンカーボルト３を挿通させ、受枠１を嵩調整具４の上に戴置させ、嵩調整することにより受枠１の上面と周囲の路面とを一致させる。
続いて、固定ブロック７をアンカーボルト３に挿し込んで凸部８をアンカー孔６の中に嵌め込むとともに、ナット９をアンカーボルト３に螺合して受枠１を嵩調整具４上に固定する。その後、回転防止キャップ１０の孔にナット９を嵌合させるとともに、回転防止キャップ１０を固定ブロック７に係止させてナット９の緩みを防止する。
【００５２】
次に、受枠１の嵩調整をして受枠１と下桝２との間に形成された基礎調整部１１（空間部）の内周側に内枠１２を添着する。この内枠１２は、常時は帯状で使用時に円筒状に変形させることができる可撓性を有するものであり、本実施例では発泡ポリスチレンの帯状材を用いた。続いて、受枠１と下桝２との間の基礎調整部１１及び受枠１外周の路盤部分に行き渡るように下層用モルタルとしての無収縮モルタル１４を充填する。
無収縮モルタル１４の充填層の高さについては、後述する本発明に係る表層用セメントモルタル１５を表層材として周辺の舗装と同一になるように充填した際に、表層用セメントモルタル１５の充填層の高さｈが約５０ｍｍとなるように、無収縮モルタル１４を充填する際に充填層の高さを調整する。
【００５３】
なお、無収縮モルタル１４の硬化時間は、気温２０℃において約２０分である。
そして無収縮モルタル１４の硬化終了前にワイヤーブラシ等を用いて無収縮モルタル１４の表面の目粗しを行う。この目粗しを行うことにより、後述する本発明に係る表層用セメントモルタル１５を無収縮モルタル１４の充填層の上に充填した際に、下層の無収縮モルタル１４と上層の表層用セメントモルタル１５とを強固に固着することができる。続いて、無収縮モルタル１４の充填層の上に、周辺の舗装と同一になるように本発明に係る表層用セメントモルタル１５を充填し、最後に表層面の手直し作業（コテ仕上げ）を行う。
なお、表層用セメントモルタル１５の養生時間は気温２０℃において約４５分である。
【００５４】
本実施例においては、受枠１と下桝２との間の基礎調整部１１及び受枠１外周の路盤部分に無収縮モルタル１４を充填するため、土砂等による埋め戻しと異なり路盤の転圧が不要であり、また道路開放後に車両通過等によって地下構造物用蓋ががたついたり、その周囲の舗装面が沈下するといった問題点が解消される。また、本実施例においては、基礎調整部１１及び受枠１外周の路盤部分に無収縮モルタル１４と表層用セメントモルタル１５の二層を充填した構造とされているが、下層の無収縮モルタル１４は、優れた流動性を備え且つ短時間で強度発現が得られる材質であり、また、表層用セメントモルタル１５は、コテ仕上げ可能な流動性を備えるとともに、短時間で強度発現が得られる材質であるため、充填作業及び手直し作業のみで埋め戻し作業を完了することができ、従来の取替工事において必要とされていた転圧機による転圧作業を一切行う必要がなく、工事の手間を省くとともに、工事時間の大幅な短縮を図ることができる。更に、本発明に係る表層用セメントモルタル１５は粘性及び耐久性を備えているため、夏場や傾斜地での施工性にも優れている。
【００５５】
また、本発明においては、カッター装置を用いて路面に球面状の切込み溝を入れることにより取替工事を行っており、充填された無収縮モルタル１４及び表層用セメントモルタル１５は、球面状を形成する切断面１３により支持されることになる。このため車両通過等による上方からの荷重を受ければ受けるほど、充填材と切断面１３との密着性は高まることになり、新規に施工した部分の陥没等を防止することができる。
なお、本実施例では、球面状ブレードを備えたカッター装置を用いて球面状に切込み溝を入れた場合について説明したが、本発明に係る取替工法はこれに限定されるものではなく、例えば、切断面を円筒状とした場合や、方形筒状とした場合にも適用できることは言うまでもない。
【００５６】
以上、本発明に係る取替工法の一実施例について説明したが、本発明に係る取替工法においては、無収縮モルタル１４の充填層の中に図示しない鉄筋を介在させることにより、無収縮モルタル１４及び表層用モルタル１５の陥没・沈下等をより一層防ぐことができる。図示しない鉄筋を無収縮モルタル１４の中に介在させる手段としては、無収縮モルタル１４を充填する前に、受枠１或いはアンカーボルト３等の固定物に固着させておく等の手段がある。
【００５７】
【発明の効果】
表１と表２の結果から明らかなように、本発明の表層用セメントモルタルは粘性を有し、且つコテ仕上げ可能な流動性を備えているため、容易に平滑な施工面を形成することができる。
また、繊密な水和硬化体が形成できるので、耐久性に優れると共に、短時間材齢で強度発現が得られ、早期の交通開放が可能となる。また、夏場や傾斜地での施工性にも優れているため、地下構造用蓋の周辺のアスファルトやコンクリートなどによる舗装部の補修部分に充填して表層を補修する用途に好適に使用できるなどの効果を奏する。
【００５８】
上記した地下構造用蓋の取替工法によれば、受枠と下桝との間の基礎調整部及び受枠外周の路盤部分に無収縮モルタルを充填するため、土砂等による埋め戻しと異なり、路盤の転圧が不要であり、また、道路開放後に車両通過等によって地下構造物用蓋ががたついたり、その周囲の舗装面が沈下するといった問題が解消される。更に、表層材として表層用セメントモルタルを使用するため、従来の工事で必要であった表層部分の転圧作業が不要となり、工事の手間を省くとともに工事時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地下構造物用蓋の取替工法を説明する図である。
【符号の説明】
１：受枠、２：下桝、３：アンカーボルト、４：嵩調整具、５：フランジ、６：アンカー孔、７：固定ブロック、８：凸部、９：ナット、１０：回転防止キャップ、１１：基礎調整部、１２：内枠、１３：切断面、１４：無収縮モルタル、１５：表層用セメントモルタル
【発明の属する技術分野】
本発明は、表層用セメントモルタル及び表層用セメントモルタルを用いた地下構造物蓋の取替工法に関する。
なお、本明細書における「表層部」とは、マンホール蓋、消火栓蓋、溝蓋等の地下構造物用蓋周辺のアスファルトやコンクリートなどによる舗装部を総称する。
また、本発明における「部」は、特に規定のない限り質量基準である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マンホール周辺の表層部の補修方法としては、非炎加熱してアスファルトを除去し、受枠を取り換えた後、その周りの空間にアスファルトを充填する方法が知られている（特許文献１参照）。
また、ひび割れ部、骨材間隙、及び未充填部に注入する部材としては、常温硬化性樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）が知られている（特許文献２参照）。
また、従来の地下構造物蓋の取替工法においては、平板状のカッター、コアカッター等を用いて地下構造物用蓋の周囲路面を四角形又はカット面がストレートな円筒状に切断し、路面の切断部及び地下構造物用蓋を除去した後、新規の地下構造物用蓋周りの空間に表層材としてアスファルトを充填するとともに転圧機等の機械で転圧して工事を終了している（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２６９９６号公報
【特許文献２】
特開平０７−１５０５８２号公報
【特許文献３】
特許第３１０８０７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されているようなアスファルトを使用する場合、アスファルト合材の出荷が１ｔｏｎ／ｂ以上の単位が普通であるために、施工量が少ない場合には多量の余剰分が発生して経済的でないし、また、アスファルト舗装の場合は転圧作業が必要となるために夜間作業時の騒音の問題を解決しなければならないこと、路盤部と表層部を同時に充填することができないために道路開放までの施工時間が長くなること、施工厚さが５〜１０ｃｍ程度であること、傾斜地の表層部分では高温環境下では軟化が生じて外観のダレが発生しやすいことなどの難点がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載されている常温硬化性樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）の場合は、注入・充填作業のための時間調整が難しく、均一な支持耐力が得難いという難点を有している。
さらに、特許文献３に記載されている地下構造物用蓋の取替工法においては、表層材としてアスファルトを用いていることから、取替工事において転圧機を用いた転圧作業が必要となり施工時間が長くなるという問題や、転圧機の騒音発生問題に加えて、所定高さの舗装面に仕上げるのが難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の従来の問題点に鑑みてなされたものであり、粘性を有し、かつコテ上げ可能な流動性を備えていて、容易に平滑な施工面を形成することができ、また、緻密な水和硬化体が形成できるので耐久性に優れるとともに、短時間材齢で強度発現が得られ、さらに、夏場や傾斜地での施工性にも優れており、各種充填・補修工事、なかでもマンホール蓋、消火栓蓋、溝蓋等の地下構造物用蓋を設置する際に、その周辺の表層部に好適に使用できる表層用セメントモルタルを提供すること、及び地下構造物用蓋の取替工事における工事の手間を省き、工事時間を短縮することができる表層用セメントモルタルを用いた地下構造物用蓋の取替工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の各発明を包含する。
（１）ポルトランドセメント、急硬材、骨材、長さ３〜３０ｍｍの繊維物質、減水剤、及び凝結調整剤を成分として含有し、かつ、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対する骨材の含有割合が１６０〜３００部であるセメントモルタル組成物に、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し、水を３５〜５０部の比率で添加し、混練してなる表層用セメントモルタル。
【０００８】
（２）既設の地下構造物用蓋の受枠周囲の舗装及びその下方の路盤に切込み溝を入れる工程と、
前記切込み溝内側の舗装、その下方の路盤及び受枠を撤去する工程と、
前記受枠の下方に埋設されている地下構造物用の下桝上に、新設する受枠をその上面が周辺の舗装と同一の高さになるように設置する工程と、
前記受枠と前記下桝との間の基礎調整部及び前記受枠外周の路盤部に行き渡るように下層用モルタルを充填して下層モルタル充填層を形成する工程と、
前記下層モルタル充填層の上に、周辺の舗装と同一高さの表層を形成するように表層用モルタルを充填して表層モルタル充填層を形成する工程を有し、かつ、該表層用モルタルが前記（１）項記載の表層用セメントモルタルからなることを特徴とする地下構造物用蓋の取替工法。
【０００９】
（３）前記下層モルタル充填層を形成する工程において前記下層用モルタルは、前記（１）記載の表層用セメントモルタル以外の無収縮モルタルであることを特徴とする（２）に記載の地下構造物用蓋の取替工法。
【００１０】
（４）前記（１）記載の表層用セメントモルタル以外の下層用モルタルが、前記撤去した路盤と同一の路盤形成用モルタルであることを特徴とする（２）に記載の地下構造物用蓋の取替工法。
【００１１】
（５）前記下層用モルタルを充填する工程が、前記（１）記載の表層用セメントモルタルを１回又は複数回に分けて充填する工程からなることを特徴とする（２）記載の地下構造物用蓋の取替工法。
【００１２】
（６）前記下層モルタル充填層上に前記表層モルタル充填層を形成する工程において、先に形成された下層モルタル充填層が固化する前に該下層モルタル充填層の上面を粗面化処理することを特徴とする（２）〜（５）のいずれか１項に記載の地下構造物用蓋の取替工法。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の表層用セメントモルタルが充填される地下構造物用蓋外周部は、例えば、路面に敷設されている地下構造物用蓋の外径φ５００〜９００ｍｍに対して、外径φ５００ｍｍ超１，３００ｍｍ以下で、幅０ｍｍ超４００ｍｍ以下、深さ０ｍｍ超３００ｍｍ以下の範囲を指す。
【００１４】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられるポルトランドセメントとしては、通常市販されている普通、早強、中庸熱、及び超早強等のポルトランドセメントを使用することができる。また、ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した各種混合セメントも使用することができる。これらの各種混合セメントは微粉砕して使用することもできる。
【００１５】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられる急硬材としては、一般に用いられているアルミン酸ナトリウムやケイ酸ナトリウムなどの無機塩類やカルシウムアルミネートなどのセメント鉱物系急硬材等が挙げられる。これらの中では、セメントモルタルの凝結硬化が早く凝結性状が優れていることに加えて、強度発現性が良好な点でセメント鉱物系急硬材が好ましい。
【００１６】
急硬材の使用量は、ポルトランドセメント（以下、単にセメントという）１００部に対して３〜２５部が好ましく、５〜１５部がより好ましい。３部未満では凝結時間が長くなり過ぎる場合があり、２５部を超えると必要なハンドリングタイムを確保することが困難になる場合がある。
【００１７】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられる凝結調整剤は、セメント急硬材に一時的に吸着することによって、水和反応を遅らせたり、一時的に停止させたりするために使用されるものであり、具体的には、クエン酸、酒石酸、グルコン酸及びリンゴ酸等のオキシカルボン酸又はその塩や、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、及び炭酸カリウムなどの無機塩の一種又は二種以上が使用可能である。
なお、遅延調整の目的で消石灰や生石灰等を上記凝結調整剤と共に用いることもできる。
【００１８】
凝結調整剤の使用量は、その目的に応じて適宜選択すれば良く、特に制限されるものでは無いが、セメントと急硬材の合計１００部に対して、０．１〜２部が好ましく、０．２〜１部がより好ましい。０．１部未満では凝結が早くなる場合があり２部を超えると強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１９】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられる骨材は、セメント混練物の流動性を改善するために、また、セメント硬化体の耐久性を改善するために使用するもので、川砂、海砂、及び珪砂等が使用可能である。
さらに、所望の特性の硬化体を得るためにはその粒度構成や配合量にも好適な範囲があり、骨材の粒度としては、粒度は４ｍｍ以下のものが好ましく、さらに、１．２ｍｍ未満のものが５０〜６５部で、１．２〜４ｍｍのものが３５〜５０部である混合物が好ましく、特に１．２〜４ｍｍのものの割合が３５〜４５部である混合物がより好ましい。最大粒度が４ｍｍを超えると流動性や充填性が低下し、１．２〜４ｍｍのものの割合が３５部未満では耐久性に劣り、１．２〜４ｍｍのものの割合が５０部を超えると必要な早期強度が得られない場合がある。
【００２０】
骨材の使用量は、セメントと急硬材の合計１００部に対して、１６０〜３００部である。１６０部未満ではひび割れが発生しやすくなる傾向があり、３００部を超えると充分な流動性の確保が難しくなる場合がある。
【００２１】
本発明の表層用セメントモルタルに用いられる繊維物質としては、耐アルカリガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、及びアクリル繊維等が挙げられる。繊維種としては、収束や無収束繊維があるが、混合時の材料分離抵抗性が良好なことから収束繊維が好ましい。
【００２２】
本発明の組成物に用いられる繊維物質の繊維長は３〜３０ｍｍである。繊維長が３ｍｍ未満ではひび割れ発生防止効果が充分でない場合があり、３０ｍｍを超えると混練性や施工性が低下する場合がある。
繊維物質の使用量は、セメント１００部に対して０．２〜１０部が好ましい。０．２部未満では、ひび割れ発生防止効果が充分でない場合があり、１０部を超えると混練性や施工性が低下する場合がある。
【００２３】
本発明では、凝結遅延効果を持続させるために、セメントモルタルに減水剤を混合させる。減水剤は粉体、液体いずれの形態のものも使用できる。
減水剤としては、ポリオール誘導体、リグニンスルホン酸塩やその誘導体、及び高性能減水剤等が挙げられ、これらの一種又は二種以上が使用できる。これらの中では、凝結遅延効果、流動性の点から、高性能減水剤が好ましい。
【００２４】
高性能減水剤としては、ナフタレンスルホン酸塩、メラミンスルホン酸塩、及びアルキルアリールスルホン酸塩のホルマリン縮合物、並びに、ポリカルボン酸系高分子化合物等が挙げられる。これらの中で、凝結遅延効果、流動性、及び圧送性が大きい点で、ナフタレンスルホン酸塩が好ましく、通常、β−ナフタレンスルホン酸縮合物が用いられる。
【００２５】
減水剤の使用量は、セメント１００部に対して、固形物換算で０．１〜５部が好ましく、０．３〜２部がより好ましい。０．１部未満では良好な流動性が得られない場合があり、５部を超えると必要以上の凝結遅延を起こし、強度発現性に悪影響を与える場合がある。
【００２６】
本発明の表層用セメントモルタルの調製のために使用される水の量は、ポルトランドセメント、急硬材、骨材、長さ３〜３０ｍｍの繊維物質、減水剤、及び凝結調整剤を成分として含有し、かつ、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対する骨材の含有割合が１６０〜３００部であるセメントモルタル用組成物に、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し３５〜５０部が好ましく、３５〜４５部がより好ましい。３５部未満では充分な流動性が得られない場合があり、５０部を超えると充分な耐久性が得られない場合がある。
【００２７】
本発明の表層用セメントモルタルには、さらに必要に応じて、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースなどのメチルセルロース類、酢酸ビニルエマルジョンやアクリルエマルジョンなどの高分子エマルジョン、スチレンブタジエンゴムラテックスやクロロプレンゴムラテックスなどのゴムラテックス、並びに、シリコーンなどの消泡剤等の各種混和材又は混和剤を併用することが可能である。また、施工周囲部に応じて着色材を混合してもよい。
【００２８】
本発明の表層用セメントモルタルは、あらかじめ前記セメントモルタル用組成物を構成する全部の成分を混合している状態の組成物であって、現場で水を加えて練り混ぜるだけで使用されるプレミックスタイプとなっているものに水を添加して混練して調製されることが好ましいが、セメント、急硬材、骨材、凝結調整剤、減水剤、及び繊維状物質からなる成分を使用現場で混合して調製されるものであってもよい。
【００２９】
本発明の表層用セメントモルタルを使用した施工方法としては、地下構造物用蓋の周辺において、補修が必要なアスファルトやコンクリートからなる舗装材の表層を所定の幅と深さで除去した後、本発明の表層用セメントモルタルを充填し、硬化させる方法が採用される。
本発明の表層用セメントモルタルによる補修作業においては、表層材としてアスファルト合材を用いた施工の場合に不可欠である転圧作業が不要であるため、施工時間の短縮が可能である。
【００３０】
舗装材の除去深さが、例えば、１５０ｍｍ以上のように深い場合には、▲１▼先ず、急硬性、流動性、無収縮性を有するモルタルを充填した後に本発明の表層用セメントモルタルを充填し、硬化させる方法、▲２▼先ず、路盤材と同様の充填材料を充填した後に本発明の表層用セメントモルタルを充填、固化させる方法、並びに、▲３▼先ず、本発明の表層用セメントモルタルを一定厚さに充填し硬化させた後に、本発明の表層用セメントモルタルをその上に重ねて充填し、硬化させる作業を１回以上繰り返す方法等が挙げられる。これらの方法のうち、表層部の補修を短時間で行い、早期に道路開放を行うことが可能であるという利点があることから、上記▲１▼の方法が好ましい。
【００３１】
本発明に係る地下構造物用蓋の取替工法における下層用モルタルは急硬性、流動性、無収縮性を有するモルタルが道路開放時間、作業性・充填性、ひび割れ抑制の点から好ましい。
また、表層用セメントモルタルの充填部の幅が４００ｍｍ、深さが３００ｍｍを越える場合には、容積が大きくなるため硬化時の発熱の影響によりひび割れが発生しやすくなる場合がある。このため、ひび割れ抑制のために、下層用モルタルが完全に硬化する前に該下層用モルタルの表面にワイヤーブラシで目粗らしを行う等の方法により粗面化処理することにより、本発明の表層用セメントモルタルとの打継面の付着性を向上させると、２層間の密着性が向上し、表層用セメントモルタルのひび割れ防止にも効果が挙がるため、好ましい。
【００３２】
本発明の表層用セメントモルタルは、地下構造物用蓋周辺の舗装の補修だけではなく、地下構造物用蓋を新設する場合に適用できることはいうまでもない。さらに、アスファルトやコンクリートで舗装された道路、歩道、処理場及び駐車場において表層の沈下や亀裂が発生した部分を補修するためにも使用することができる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例等に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例等によって限定されるものではない。
【００３４】
実施例１〜５
普通セメント１００部に対して、急硬材２４部の比率で混合したセメントと急硬材の合計１００部に対して、凝結調整剤を０．７部、骨材Ａ／Ｂ＝６０／４０部の比率の混合物１８０部、減水剤を０．３部、表１に示した長さの繊維物質０．５部をそれぞれ配合した実施例１〜５のセメントモルタル用の組成物を調製し、それぞれのセメントモルタル用の組成物のポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し水４０部を加えて混練して表層部補修用のセメントモルタルを作製した。
作製したモルタルのミニスランプ値、ハンドリングタイム（ＨＴ）を測定後、地下構造物用蓋周囲に外径φ１，０００／内径φ６００×深さ２００ｍｍに急硬性、流動性、無収縮性を有するセメントモルタルを充填して硬化させた後、その上に、作製した表層用セメントモルタルを深さ５０ｍｍ充填・硬化させて、以下の評価を行った。結果を表１に示す。なお、セメントモルタル用の組成物の調製に使用した材料は以下の通りである。
【００３５】
＜使用材料＞
セメント：電気化学工業（株）社製、普通ポルトランドセメント
急硬材 ：カルシウムアルミネート系急硬材
石膏 ：市販品、天然石膏、ブレーン値４，０００ｃｍ２／ｇ
骨材Ａ ：新潟県姫川産天然砂、粒度１．２ｍｍ未満、比重２．６２
骨材Ｂ ：新潟県姫川産天然砂、粒度１．２〜４ｍｍ、比重２．６５
減水剤 ：市販品、主成分ナフタレンスルフォン酸塩、粉状
凝結調整剤：市販品、クエン酸ナトリウム
繊維物質：市販品、収束繊維、長さ１０ｍｍ
【００３６】
＜測定・評価方法＞
ミニスランプ値：
ＪＩＳ Ａ １１７１に準じて２０℃、所定の材齢で評価した。本発明での判定基準は７０〜１１０ｍｍ。７０ｍｍ未満では充分な施工性が得られない場合があり、１１０ｍｍを超えるとブリージングが発生する場合がある。
ハンドリングタイム：
フレッシュな練り上がりモルタルの温度が２℃上昇するまでの時間（分）を測定した。本発明での判定基準は８〜２５分。８分未満ではハンドリングタイム不足で施工性に劣り、２５分を超えると、その後の施工箇所開放に時間を要して制約を受ける。
【００３７】
交通開放可能時間：
路盤材をはつり、除去後、下層セメントモルタルを所定深さに施工後、本発明の表層用のセメントモルタルを施工した場所で、作製した充填用モルタルについて充填施工終了後に交通開放可能な時間（分）を評価した。
傾斜地での施工後の外観評価：
夏場（マンホール蓋周囲温度３５℃）、θ＝１０°の傾斜地で表層部補修モルタルの外観を観察し、端部にダレが認められたものを×、ダレが若干認められたものを△、ダレが認められず外観良好なものを○で示した。
弾性係数：
ＪＳＣＥ−Ｇ５０２−１９９９に準じて、２０℃、所定の材齢で評価した。
【００３８】
耐久性Ｉ：
舗装の構造の必要性能規定（４９ＫＮ輪荷重での疲労破壊輪数）；
鉄製枠と鉄製定盤で囲まれた内寸６００×８００×１５０ｍｍの中に１００ｍｍ深さのモルタルを充填後、５０ｍｍ厚みで本発明品のセメントモルタルを充填し、その中央に２００×５００ｍｍの載荷板を載せ、その上から４９ＫＮの荷重を３５０万回負荷した。その際のクラックと表面剥離を評価した。外観良好なものを○、クラック或いは剥離が認められたものを×とした。
耐久性ＩＩ：
鋳鉄製枠の周囲に、前述サイズの本発明品を、さらに、その周囲にアスファルト充填を施したモデル試験機で、温度７０℃で２時間保持、温度−２０℃で２時間保持のサイクルを行う冷熱衝撃を１０回加え、目視で材料のクラックや鋳鉄製枠・アスファルト界面での剥離の外観を観察し、外観良好なものを○、クラック或いは剥離が認められたものを×とした。
【００３９】
実施例６〜７
セメントとして電気化学工業（株）社製の早強セメント（商品名：デンカ早強セメント）を使用し、表１記載の長さの繊維物質を使用した以外は、実施例１と同様の材料を使用して実施例６〜７のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４０】
実施例８〜１０
（セメント＋急硬材）／骨材の配合比率を変えた以外は、実施例１と同様にして実施例８〜１０のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４１】
実施例１１〜１２
（セメント＋急硬材）合計量に対する水の割合をそれぞれ３５部、５０部としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１１〜１２のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４２】
比較例１〜２
（セメント＋急硬材）／骨材の配合比率を変えた以外は、実施例１と同様にして比較例１〜２のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４３】
比較例３〜４
使用している繊維物質の長さを代えた以外は、実施例１と同様にして比較例３〜４のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４４】
比較例５〜６
（セメント＋急硬材）合計量に対する水の割合をそれぞれ３０部、６０部としたこと以外は、実施例１と同様にして実施例１１〜１２のセメントモルタルを作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
比較例７
実施例１のセメントモルタルに代えて、市販のセメントアスファルト合材を使用し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００４６】
実験例
実施例１、比較例４のセメントモルタル及び比較例７のアスファルト合材を使用して調製したものを温度を変えて硬化させたものについて、弾性係数値と、それぞれのモルタルを使用して傾斜地で施工した場合の施工後の外観評価を行った。結果を表２に示す。
【００４７】
【表１】
【表２】
次に、本発明に係る表層用セメントモルタルを用いた地下構造物用蓋の取替工法に関する実施例について説明する。
本実施例においては、特許第３３７１２５４号公報等により公知の球面状ブレードを有する路面用カッター装置（以下「カッター装置」という。）を用いて、既設の地下構造物用蓋の受枠（筒状部外径ｄを６５４ｍｍと仮定する。）をこれと同寸法を有する新設の受枠に取替える場合について説明する。
【００５０】
先ず、既設の受枠の筒状部外径ｄが６５４ｍｍの場合、カッター装置による切断径Ｄが１０５０ｍｍとなるように、カッター装置の旋回中心軸を設定し、切断径Ｄに応じた曲率半径を有する球面状ブレードをセットする。
次にカッター装置を起動させ、このカッター装置を旋回中心軸を回転中心として旋回させることにより、既設の受枠周囲の舗装及びその下方の路盤に球面状の切込み溝を入れ、その後、この切込み溝より内側の舗装、その下方の路盤及び既設の受枠を撤去する。
この状態においては、既設の受枠の下側に埋設されている地下構造物用の下桝の上面が露出した状態となるので、この下桝の上面を清掃する。
【００５１】
次に、図１に基づき、新設する受枠１を設置する工程について説明する。
先ず、下桝２の上面（３箇所）に立設されたアンカーボルト３のそれぞれに嵩調整具４を螺合させる。この嵩調整具４には、その中央のボルト挿通孔にナットがインサート成形されており、アンカーボルト３との間で螺合位置を調整できるようになっている。次に、新設する受枠１のフランジ５に設けられたアンカー孔６にアンカーボルト３を挿通させ、受枠１を嵩調整具４の上に戴置させ、嵩調整することにより受枠１の上面と周囲の路面とを一致させる。
続いて、固定ブロック７をアンカーボルト３に挿し込んで凸部８をアンカー孔６の中に嵌め込むとともに、ナット９をアンカーボルト３に螺合して受枠１を嵩調整具４上に固定する。その後、回転防止キャップ１０の孔にナット９を嵌合させるとともに、回転防止キャップ１０を固定ブロック７に係止させてナット９の緩みを防止する。
【００５２】
次に、受枠１の嵩調整をして受枠１と下桝２との間に形成された基礎調整部１１（空間部）の内周側に内枠１２を添着する。この内枠１２は、常時は帯状で使用時に円筒状に変形させることができる可撓性を有するものであり、本実施例では発泡ポリスチレンの帯状材を用いた。続いて、受枠１と下桝２との間の基礎調整部１１及び受枠１外周の路盤部分に行き渡るように下層用モルタルとしての無収縮モルタル１４を充填する。
無収縮モルタル１４の充填層の高さについては、後述する本発明に係る表層用セメントモルタル１５を表層材として周辺の舗装と同一になるように充填した際に、表層用セメントモルタル１５の充填層の高さｈが約５０ｍｍとなるように、無収縮モルタル１４を充填する際に充填層の高さを調整する。
【００５３】
なお、無収縮モルタル１４の硬化時間は、気温２０℃において約２０分である。
そして無収縮モルタル１４の硬化終了前にワイヤーブラシ等を用いて無収縮モルタル１４の表面の目粗しを行う。この目粗しを行うことにより、後述する本発明に係る表層用セメントモルタル１５を無収縮モルタル１４の充填層の上に充填した際に、下層の無収縮モルタル１４と上層の表層用セメントモルタル１５とを強固に固着することができる。続いて、無収縮モルタル１４の充填層の上に、周辺の舗装と同一になるように本発明に係る表層用セメントモルタル１５を充填し、最後に表層面の手直し作業（コテ仕上げ）を行う。
なお、表層用セメントモルタル１５の養生時間は気温２０℃において約４５分である。
【００５４】
本実施例においては、受枠１と下桝２との間の基礎調整部１１及び受枠１外周の路盤部分に無収縮モルタル１４を充填するため、土砂等による埋め戻しと異なり路盤の転圧が不要であり、また道路開放後に車両通過等によって地下構造物用蓋ががたついたり、その周囲の舗装面が沈下するといった問題点が解消される。また、本実施例においては、基礎調整部１１及び受枠１外周の路盤部分に無収縮モルタル１４と表層用セメントモルタル１５の二層を充填した構造とされているが、下層の無収縮モルタル１４は、優れた流動性を備え且つ短時間で強度発現が得られる材質であり、また、表層用セメントモルタル１５は、コテ仕上げ可能な流動性を備えるとともに、短時間で強度発現が得られる材質であるため、充填作業及び手直し作業のみで埋め戻し作業を完了することができ、従来の取替工事において必要とされていた転圧機による転圧作業を一切行う必要がなく、工事の手間を省くとともに、工事時間の大幅な短縮を図ることができる。更に、本発明に係る表層用セメントモルタル１５は粘性及び耐久性を備えているため、夏場や傾斜地での施工性にも優れている。
【００５５】
また、本発明においては、カッター装置を用いて路面に球面状の切込み溝を入れることにより取替工事を行っており、充填された無収縮モルタル１４及び表層用セメントモルタル１５は、球面状を形成する切断面１３により支持されることになる。このため車両通過等による上方からの荷重を受ければ受けるほど、充填材と切断面１３との密着性は高まることになり、新規に施工した部分の陥没等を防止することができる。
なお、本実施例では、球面状ブレードを備えたカッター装置を用いて球面状に切込み溝を入れた場合について説明したが、本発明に係る取替工法はこれに限定されるものではなく、例えば、切断面を円筒状とした場合や、方形筒状とした場合にも適用できることは言うまでもない。
【００５６】
以上、本発明に係る取替工法の一実施例について説明したが、本発明に係る取替工法においては、無収縮モルタル１４の充填層の中に図示しない鉄筋を介在させることにより、無収縮モルタル１４及び表層用モルタル１５の陥没・沈下等をより一層防ぐことができる。図示しない鉄筋を無収縮モルタル１４の中に介在させる手段としては、無収縮モルタル１４を充填する前に、受枠１或いはアンカーボルト３等の固定物に固着させておく等の手段がある。
【００５７】
【発明の効果】
表１と表２の結果から明らかなように、本発明の表層用セメントモルタルは粘性を有し、且つコテ仕上げ可能な流動性を備えているため、容易に平滑な施工面を形成することができる。
また、繊密な水和硬化体が形成できるので、耐久性に優れると共に、短時間材齢で強度発現が得られ、早期の交通開放が可能となる。また、夏場や傾斜地での施工性にも優れているため、地下構造用蓋の周辺のアスファルトやコンクリートなどによる舗装部の補修部分に充填して表層を補修する用途に好適に使用できるなどの効果を奏する。
【００５８】
上記した地下構造用蓋の取替工法によれば、受枠と下桝との間の基礎調整部及び受枠外周の路盤部分に無収縮モルタルを充填するため、土砂等による埋め戻しと異なり、路盤の転圧が不要であり、また、道路開放後に車両通過等によって地下構造物用蓋ががたついたり、その周囲の舗装面が沈下するといった問題が解消される。更に、表層材として表層用セメントモルタルを使用するため、従来の工事で必要であった表層部分の転圧作業が不要となり、工事の手間を省くとともに工事時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地下構造物用蓋の取替工法を説明する図である。
【符号の説明】
１：受枠、２：下桝、３：アンカーボルト、４：嵩調整具、５：フランジ、６：アンカー孔、７：固定ブロック、８：凸部、９：ナット、１０：回転防止キャップ、１１：基礎調整部、１２：内枠、１３：切断面、１４：無収縮モルタル、１５：表層用セメントモルタル
Claims (4)
- ポルトランドセメント、急硬材、骨材、長さ３〜３０ｍｍの繊維物質、減水剤、及び凝結調整剤を成分として含有し、かつ、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対する骨材の含有割合が１６０〜３００部であるセメントモルタル組成物に、ポルトランドセメントと急硬材の合計１００部に対し、水を３５〜５０部の比率で添加し、混練してなる表層用セメントモルタル。
- 既設の地下構造物用蓋の受枠周囲の舗装及びその下方の路盤に切込み溝を入れる工程と、
前記切込み溝内側の舗装、その下方の路盤及び受枠を撤去する工程と、
前記受枠の下方に埋設されている地下構造物用の下桝上に、新設する受枠をその上面が周辺の舗装と同一の高さになるように設置する工程と、
前記受枠と前記下桝との間の基礎調整部及び前記受枠外周の路盤部に行き渡るように下層用モルタルを充填して下層モルタル充填層を形成する工程と、
前記下層モルタル充填層の上に、周辺の舗装と同一高さの表層を形成するように表層用モルタルを充填して表層モルタル充填層を形成する工程を有し、かつ、該表層用モルタルが請求項１記載の表層用セメントモルタルからなることを特徴とする地下構造物用蓋の取替工法。 - 前記下層モルタル充填層を形成する工程において、前記下層用モルタルは、請求項１記載の表層用セメントモルタル以外の無収縮モルタルであることを特徴とする請求項２に記載の地下構造物用蓋の取替工法。
- 前記下層モルタル充填層上に表層モルタル充填層を形成する工程において、先に形成された下層モルタル充填層が固化する前に該下層モルタル充填層の上面を粗面化処理することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の地下構造物用蓋の取替工法。
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