JP2005048403A - 保水性機能を有する舗装体 - Google Patents
保水性機能を有する舗装体Info
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Abstract
【課題】舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度を短時間で得られる保水性機能を有する舗装体の提供
【解決手段】本発明の保水性機能を有する舗装体は、空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を含み、この保水性注入材の組成が、セメント系結合材１００質量部、保水性材料５〜６０質量部及び水６０〜２００質量部からなる混練物である。舗装体としては、透水性コンクリート舗装体、透水性アスファルト舗装体、透水性インターロッキングブロック、透水平板等が挙げられる。
【選択図】 なし
【解決手段】本発明の保水性機能を有する舗装体は、空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を含み、この保水性注入材の組成が、セメント系結合材１００質量部、保水性材料５〜６０質量部及び水６０〜２００質量部からなる混練物である。舗装体としては、透水性コンクリート舗装体、透水性アスファルト舗装体、透水性インターロッキングブロック、透水平板等が挙げられる。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、保水性機能を有する舗装体に関するもので、更に詳しくは、本発明は、保水性注入材の圧縮強度に優れ、かつ吸水性に優れ、温度上昇抑制効果の持続性に優れた保水性注入材を用いた保水性機能を有する舗装体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、開粒度アスコン、透水性コンクリート舗装などの空隙部分に保水機能を有する注入材を注入する保水性舗装の技術がある。このような保水性舗装においては、注入材の強度を維持するために保水材の量が制限され、注入材に十分な吸水率が得られず、降雨がない場合の温度上昇抑制効果の持続期間が短い。これとは逆に、保水材の量を増加させると、注入材の強度が低下し、実用上問題が生じる。一方、セメントと疎水性の被膜を形成する吸水性樹脂を含む舗装用処理材においては、該処理材をスラリー状で舗装面に散布することで、スラリーが舗装の間隙に入り込むと共に、セメントの凝結によって固定されるので、疎水性被膜によって吸水による吸水性樹脂の膨張速度が遅延し、舗装用処理材、特に吸水性樹脂を舗装に大量に注入することができる。その結果、吸水性樹脂中の水の気化熱で舗装体の温度を低下させることができ、また冬季における舗装面の凍結を抑制することができる（特許文献１参照）。また舗装表面に滞水することなく水の気化熱を利用し、継続的に舗装体の温度上昇を抑制できる舗装体構造において、有孔表層中に多量の空隙を有する保水能力の高い材料であって、前記空隙に走行車両の通行にも耐えうる材料であるシルト系充填材を充填した技術が開示されている（特許文献２参照）。更に、保水性舗装体において、吸水率１００％以上で粒径１〜５μｍの超微粉の多孔質フィラーをセメント１００質量部に対して２５〜６５質量部含有する保水性を持つスラリー状充填材が提案されている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００１−８１７１
【特許文献２】
特許第３１５６１５１号
【特許文献３】
特開２００１−３０３５０４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の如く、特許文献１に開示されている吸水性樹脂を含む舗装用処理材においては、吸水速度が速いものの、乾燥速度も速く、したがって水の蒸発潜熱による舗装面の温度抑制効果の持続性に乏しいという問題がある。また、特許文献２に開示されている舗装体構造の有効有孔表層中の空隙に走行車両の通行にも耐えうる材料であるシルト系充填材を充填したものにあっては、吸水率を高くするためにシルト系充填材（注入材）の含有率を大きくすると、注入材の圧縮強度が低下し、得られる舗装体は実用上適当ではない。またシルト系充填材の含有率小さくすると、注入材に十分な吸水率が得られず、降雨などによる吸水がない場合に温度上昇抑制効果が得られないという問題がある。さらに、特許文献３に開示されているように保水性舗装体において、高吸水率の超微粉材料を添加すると、スラリーの流動性が悪いこと、さらにその経時変化が著しく大きいという問題があるばかりでなく、多孔質フィラーの吸水時と乾燥時における体積変化が非常に大きいことなどにより、スラリーが硬化したあとの乾燥作用により硬化体にひび割れが入るという問題も明らかになった。 そこで、本発明者等は、前記問題点について、種々、検討した結果、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度を得るために、保水能力の高い保水材として非焼成バーミュライト又は製紙スラッジ又は珪藻土を単独、又はこれらを適宜の比率で混合しかつ少ない添加量で使用することを見出した。本発明はこの知見に基づいて保水能力の高い保水材をセメント系結合材と混合し、保水性注入材を製造し、これを舗装体に適用したところ、舗装体の表面温度をきわめて良好に抑制でき、長時間にわたって温度上昇抑制効果が持続することを見出した。更にセメント系結合材として、超速硬セメントを使用することで、短時間で実用強度を得ることができる。したがって、本発明が解決しようとする第１の課題は、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度を得る保水性機能を有する舗装体を提供することにある。また本発明が解決しようとする第２の課題は、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度を短時間で得られる保水性機能を有する舗装体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、以下の各発明によってそれぞれ達成される。
【０００６】
（１）空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することを特徴とする保水性機能を有する舗装体。
（２）保水性注入材が、セメント系結合材１００質量部、保水性材料５〜６０質量部及び水６０〜２００質量部からなる混練物であることを特徴とする前記第１項に記載の保水性機能を有する舗装体。
（３）保水性材料が、粒子径２０〜４００μｍで最大吸収率が５％以上である天然非焼成バーミュライト、粒子径が５〜１０００μｍで主要成分がＳｉＯ２とＡ２Ｏ３からなり最大吸収率が３０％以上である製紙スラッジ焼却灰又は粒子径が５〜５０μｍで最大吸収率が１０〜１００％である珪藻土から選択された少なくとも一種からなることを特徴とする前記第１項又は第２項に記載の保水性機能を有する舗装体。
（４）セメント系結合材が、ポルトランドセメントであることを特徴とする前記第１項乃至第３項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（５）セメント系結合材が、超速硬セメントであり、かつ保水性注入材の材齢３時間で０．５Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を発現し得ることを特徴とする前記第１項乃至第３項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（６）セメント系結合材１００質量部に対し、粒子径５０〜１５０μｍの範囲の粒子が、９０％以上である細骨材を１〜６０質量部添加することを特徴とする前記第１項乃至第５項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（７）セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有することを特徴とする前記第１項乃至第６項６のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（８）保水性注入材が、１〜５％の空気を含有することを特徴とする前記第１項乃至第７項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（９）セメント系結合材１００質量部に対し、高性能減水剤を０．０１〜３．０質量部含有することを特徴とする前記第１項乃至第８項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（１０）セメント系結合材１００質量部に対し、ポリマーを０．０１〜１０質量部含有することを特徴とする前記第１項乃至第９項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、この例によって限定されるものではなく、明細書からみて、直接的かつ一義的に導き出せる範囲の事項をも含むものである。本発明の第１項に記載の保水性機能を有する舗装体は、空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することを特徴とするものであり、前期舗装体の空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することにより、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度が得られるという優れた効果を奏するものである。本発明に用いられる舗装体は、空隙率が１０〜４０％であって、好ましくは透水性コンクリート舗装体、透水性アスファルト舗装体、透水性インターロッキングブロック、透水平板、玉砂利、バラスト等の舗装体に適用される。これらの舗装体の空隙率は、１０〜４０％であって、空隙率が１０％未満では保水性注入材の注入量が十分でなく、舗装体として十分な保水効果が得られないので、温度上昇抑制効果を十分発揮できない。またこの空隙率が４０％を超えると舗装体の強度が弱くなり走行車両の通行に支障がでる恐れがある。したがって、舗装体の空隙率は、１０〜４０％が好ましく、更には１０〜３５％が好ましい。また舗装体の空隙部分には、最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材が注入されている。本発明では、舗装体の空隙部分に注入される保水性注入材の最大吸水率が３０〜８０％の範囲が好ましく、このような保水性注入材は、セメント系結合材と保水性材料を主成分とし、このうち保水性材料としては、非焼成バーミュライト、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土等が挙げられ、好ましくは、非焼成バーミュライトは、粉体のものが用いられ、粒径２０〜４００μｍで、最大吸水率が５％以上である天然の非焼成バーミュライトであり、更に好ましくは１０〜３０％の範囲である。また製紙スラッジ焼却灰は、粒子径が、５〜１０００μｍで、主要成分がＳｉＯ２ とＡｌ２Ｏ３ からなり、最大吸水率が３０％以上である製紙スラッジ焼却灰が好ましく、更に好ましくは４０〜８０％の範囲である。珪藻土にあっては、特に単独で用いる場合には、粒子径が５〜５０μｍで、最大吸水率が１０〜１００％であり、珪藻土は他の保水性材料と併用する場合に特に好ましい性能を発揮する。
【０００８】
セメント系結合材としては、超速硬セメント、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、白色セメント等が挙げられる。本発明に用いられる超速硬セメントは、ポルトランドセメント１００質量部に対し、カルシウムアルミネートと無水石膏からなる速硬成分を５〜１００質量部混合して得られるセメントであり、ＭＧ−５（三菱マテリアル株式会社製）などが挙げられる。またカルシウムアルミネートと無水石膏からなる速硬成分としては、コーカエース（三菱マテリアル株式会社製）、コスミック（電気化学工業株式会社）などがあり、これらはポルトランドセメントと適宜混合して使用される。本発明に用いられる保水性注入材は、セメント系結合材１００質量部、保水性材料５〜６０質量部及び水６０〜２００質量部からなる混練物であることが好ましく、保水性材料が５質量部未満のときは、十分な保水効果が得られない。また保水性材料が６０質量部を越えても、それ以上の保水効果は得られないばかりか強度の低下に影響し十分な舗装体が得られない。好ましくは１０〜５０質量部である。また水の量は、水６０〜２００質量部が好ましく、保水性材料の注入性や施工性等を考慮してこの範囲で選択することができる。本発明の保水性注入材には、適度の流動性を付与しかつ注入性を良くするために、セメント系結合材１００質量部に対し、粒子径５０〜１５０μｍの範囲の粒子が９０％以上である細骨材を添加することことができる。また細骨材の添加量は、セメント系結合材１００質量部に対して１〜６０質量部が添加される。細骨材の添加量が、１質量部未満では、注入性の改善に寄与しない。また細骨材の添加量が、６０質量部を越えると、セメント系結合材の相対比率が下がるので、強度が低下するばかりでなく最大吸水率も低下する。
【０００９】
本発明において、前期第７項に記載される保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有する。このような起泡剤としては、合成界面活性剤系起泡剤、樹脂石鹸系起泡剤、タンパク質系起泡剤等が用いられ、起泡剤により保水性注入剤中にマクロエアを導入することで注入材の最大吸収率を高めることができる。導入空気量は、セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有させることで、保水性注入剤中に１〜５％の範囲で空気を含有させることができる。空気量が１％以下では吸水率の増加があまり見られず、逆に空気量が５％以上となる場合には圧縮強度の低下を招く。また本発明において、前期第８項に記載される保水性機能を有する舗装体では、保水性注入材が、１〜５％の空気を含有するが、空気の導入には、空気連行剤が用いられる。空気連行剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両面界面活性剤等が用いられ、空気連行剤により保水性注入剤中にマクロエアを導入することで注入材の最大吸収率を高めることができる。導入空気量は、１〜５％の範囲がよく、空気量が１％以下では吸水率の増加があまり見られず、逆に空気量が５％以上となる場合には圧縮強度の低下を招く。
【００１０】
本発明において、前期第９項に記載される保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、高性能減水剤を０．０１〜３．０質量部含有する。本発明に用いられる高性能減水剤は、保水性注入剤の舗装体への注入性を改善するために用いられ、好ましくはナフタレンスルフォン酸塩系、メラミンスルフォン酸系セメント系、ポリカルボン酸系、リグニンスルフォン酸系等の化合物が挙げられ、液体であっても粉末状のものであってもよい。これらの添加率は、セメント系結合剤に対して０．０１％〜３．０質量％であることが好ましく、０．０１質量％未満では保水性注入剤の舗装体への注入性の改善効果が顕著でない。一方、３質量％を超えると保水性注入剤の流動性が過剰となり材料分離やブリーディングを生じるので好ましくない。本発明において、前期第１０項に記載される保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、ポリマーを０．０１〜１０質量部含有する。本発明に用いられるポリマーは、保水性注入剤の分離やブリーディングの低減，更には硬化後のひび割れの発生を抑制するために用いられ、アクリル系の再乳化粉末樹脂、シリコーン樹脂、ＳＢＲ樹脂などが挙げられる。ポリマーの添加率が０．０１質量％未満では、材料分離やブリーディングの抑制効果が顕著ではなく、一方、１０質量％を超えると保水性注入剤の粘性が大きくなり過ぎて注入性を阻害するため好ましくない。
【００１１】
【実施例】以下、実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。まず、実施例及び比較例に用いられる使用材料を表１に示す。表１において、本発明に用いられる非焼成バーミュライト１は、吸水率９．２％、平均粒子径２５μｍであり、製紙スラッジ焼却灰は、吸水率５１．５％、平均粒子径１３５μｍであり、珪藻土は吸水率１４．５％、平均粒子径８．１μｍである。また比較例で用いられる非焼成バーミュライト２は、吸水率４．２％、平均粒子径１５μｍであり、鹿沼土は、吸水率８２％、平均粒子径３６０μｍであり、多孔質炭酸カルシウムは、吸水率１５５％、平均粒子径２．５μｍである。これら保水材料の吸水率は、ＪＩＳ−Ａ−１１０９「細骨材の密度及び吸水率の試験方法に準拠して測定し、また平均粒子径はレーザー回折式の粒度分布計を用いて測定した。本発明に用いられる保水性注入剤の製造に際し、２種類の混練方法を用いた。混練方法１は、所定量計量した水に、結合材料と保水材料の混合物（３０００）を投入し、ラボスターラーで混合し、保水性舗装用セメントミルク（保水性注入剤）を製造した。混練方法２は、所定量計量した水に、保水材料を投入しラボスターラーで２分間混合して保水材料に吸水させた後、結合材料を投入して２分間混合し、保水性舗装用セメントミルク（保水性注入剤）を製造した。
【００１２】
〔保水性注入剤の吸水率測定方法〕保水性注入剤を４×４×１６ｃｍの型枠に流し込み、材齢３日で脱型した。これを２０℃の水の中に２４時間浸漬した後、重量を測定した（飽和質量Ｗ１）。これを４０℃の通風乾燥機で２４時間乾燥したものの重量を測定した（絶乾質量Ｗ２）。これらより次式で最大吸水率を算出した。
【００１３】
最大吸水率＝１００×（飽和質量−絶乾質量）／絶乾質量
【００１４】
保水性注入剤の流動性は、舗装試験便覧によるＰ漏斗流下時間を測定して表した。また保水性注入剤の注入性は、混練した保水性注入剤ミルクを空隙率２５％の開粒度アスファルト混合物に流し込み、自然流下により注入されるものを良好と判定し、軽く振動させて注入されるものを、やや良好と判定し、更に注入しないものを、不良と判定した。
【００１５】
〔実施例１〕表１に示す３種類の保水材料を用いて本発明の保水性注入剤を製造した。該保水性注入材において、普通セメント、保水材料及び水の配合割合を質量％で表１に示すとともに混合方法１または２によって製造した。普通セメントとしては普通ポルトランドセメントを用いた。また表１に示すように比較例を同様に製造した。試験した結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
表１から明らかなように、比較例１−１では、保水材料を含有していないので、注入材硬化体の最大吸水率が１０．８％と低い。比較例１−２では非焼成バーミキュライト２を、比較例３では鹿沼土をそれぞれ２５質量部添加したものであるが、いずれも混練直後にこわばりが生じＰ漏斗流下時間は測定不可、さらに注入性は不良であった。また、比較例１−４では多孔質炭酸カルシウムを２５質量部添加したものであるが、Ｐ漏斗流下時間は測定可能で、注入性はやや良好であり、注入材硬化体の最大吸水率は６７．０％を示したが、１週後の供試体にひびわれが発生した。これに対して、本発明では非焼成バーミキュライト１を使用することにより実施例１−１〜１−３に示されるように、Ｐ漏斗流下時間は目標範囲である９〜１３秒であり、さらに注入性は良好であった。また、最大吸水率も５１．５〜７４．０％と優れている。また、本発明の如く、保水材料として製紙スラッジ焼却灰を用いた場合は、実施例１−４〜１−６に示されるように最大吸水率も５４．８〜８３．８％とさらに高い値を示した。保水材料として珪藻土を用いた場合は、実施例１−７〜１−９に示されるように最大吸水率も４９．８〜７０．０％であった。また、これらの供試体にはひびわれの発生は認められなかった。
【００１８】
〔実施例２〕表２に示す３種類の保水材料を用いて本発明の保水性注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、保水材料および水の配合割合を表２で示すとともに混合方法１または２によって製造した。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。以下、速硬材としてはコーカエース（三菱マテリアル（株）製）を使用した。又、表２に示すように比較例を同様に製造した。試験の結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】
表２から明らかなように、比較例２−１の保水材料を含有しない場合には、Ｐ漏斗流下時間は１０．０秒で注入性は良好であり、また圧縮強度も良好であるが、最大吸水率が９．２％と低い。また、比較例２−２では多孔質炭酸カルシウムを２５質量部添加したものであるが、Ｐ漏斗流下時間は１４秒であり、注入性は不良であった。注入材硬化体の最大吸水率は６８．３％を示したが、１週後の供試体にひびわれが発生した。本発明では超速硬セメントを用いても、実施例２−１〜実施例２−９から明らかなように非焼成バーミキュライト１、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土いずれの保水材料を用いても、注入性、最大吸水率が優れている。
【００２１】
〔実施例３〕〔保水材料の組合せ１〕製紙スラッジ焼却灰と珪藻土の組合せ：
保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を組合せて本発明の保水性注入剤を製造した。該保水性注入材において、速硬性セメント、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土及び水の配合割合を質量％で表３に示すとともに混合方法１によった。速硬性セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験した結果を表３に示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】
表３から明らかなように、製紙スラッジ焼却灰と珪藻土とを組合せることにより圧縮強度をさらに向上させることができる。
【００２４】
〔保水材料の組合せ２〕非焼成バーミュライト１と製紙スラッジ焼却灰の組合せ：
保水材料として非焼成バーミキュライト１と製紙スラッジ焼却灰を組み合せ、本発明の注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、非焼成バーミキュライト１と製紙スラッジ焼却灰および水の配合割合を質量部で表４に示す。混合方法は、１の方法によった。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表４に示す。
【００２５】
【表４】
【００２６】
表４から明らかなように、非焼成バーミュライト１と製紙スラッジ焼却灰とを組合せることにより最大吸収率をさらに向上させることができる。
【００２７】
〔保水材料の組合せ３〕非焼成バーミュライト１と珪藻土の組合せ：
保水材料として非焼成バーミキュライト１と珪藻土を組み合わせて本発明の注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、非焼成バーミキュライト１と珪藻土および水の配合割合を質量部で表５に示す。混合方法は、１の方法によった。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表５に示す。
【００２８】
【表５】
【００２９】
表５から明らかなように、非焼成バーミュライト１と珪藻土とを組合せることによって、最大吸収率はわずかに減少するが、Ｐ漏斗流下時間を最適にし、また圧縮強度をさらに向上させることができる。
【００３０】
〔保水材料の組合せ４〕非焼成バーミュライト１と珪藻土と製紙スラッジ焼却灰の組み合わせ：
保水材料として非焼成バーミキュライト１と珪藻土と製紙スラッジ焼却灰とを組み合わせて本発明の保水性注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、非焼成バーミキュライト１と珪藻土と製紙スラッジ焼却灰および水の配合割合を質量部で表６に示す。混合方法は、１の方法によった。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表６に示す。
【００３１】
【表６】
【００３２】
表６から明らかなように、非焼成バーミュライト１と珪藻土と製紙スラッジ焼却灰とを組合せることによって、Ｐ漏斗流下時間、注入性、圧縮強度並びに最大吸収率の優れた保水性注入材を得ることができる。
【００３３】
〔実施例４〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を組み合わせ、かつ、起泡剤を添加して本発明の保水性注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土、起泡剤（ファインフォーム７０７、ポゾリス（株）製）および水の配合割合を質量部で表７に示すとともに、混合方法１により製造し、また起泡剤は混練水に混合して使用した。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表７に示す。
【００３４】
【表７】
【００３５】
表７から明らかなように、超速硬セメントに製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を加えた保水性注入材の組成に、起泡剤を添加することによって、Ｐ漏斗流下時間、注入性、圧縮強度および最大吸水率の優れた保水性注入材を得ることができる。
【００３６】
〔実施例５〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を組み合わせ、かつ、細骨材と高性能減水剤と起泡剤を添加して本発明の保水性注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土、細骨材（日瓢社製）、高性能減水剤（商品名：メルメントＦ１０Ｍ（ＳＫＷ社製））、起泡剤（ファインフォーム７０７、ポゾリス（株）製）および水の配合割合を質量部で表８に示すとともに、混合方法１により製造した。細骨材と高性能減水剤は、超速硬セメントおよび保水材料とプレミックスした。また、起泡剤は混練水に混合して使用した。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表８に示す。
【００３７】
【表８】
【００３８】
表８から明らかなように、超速硬セメントに保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を加えた保水性注入材の組成に、細骨材、高性能減水剤および起泡剤を添加することによって、Ｐ漏斗流下時間、注入性、圧縮強度および最大吸水率の優れた保水性注入材を得ることができる。
【００３９】
〔実施例６〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土とを１：１の質量比で混合し、該保水材料３０質量部、超速硬性セメント１００質量部、細骨材２０質量部及び水１５０質量部と、表９に示すように、起泡剤（商品名エアフォーム７０７、ポゾリス社製）を超速硬セメントに対して０．０１〜１質量部添加し製造した保水性注入材の空気量、圧縮強度および最大吸水率を測定した。混合方法は混合方法１とした。試験の結果を表９に示す。
【００４０】
【表９】
【００４１】
表９からも明らかなように、起泡剤無添加の場合は空気量が少なく、したがって圧縮強度は高いが、最大吸水率が低い。これに対して本発明の範囲の添加率で起泡剤を加えることによって、より高い最大吸水率を得ることができる。
【００４２】
〔実施例７〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土とを１：１の質量比で混合し、該保水材料３０質量部、超速硬性セメント１００質量部、細骨材２０質量部及び水１５０質量部と、表１０に示すように、高性能減水剤（商品名メルメントＦ１０Ｍ、ＳＫＷ社製）を超速硬セメントに対して０．０１〜１質量部添加し製造した保水性注入材の材料分離、ブリーディング率、舗装体への注入性を測定した。混合方法は混合方法１とした。試験の結果を表１０に示す。
【００４３】
【表１０】
【００４４】
表１０から明らかなように、保水性注入材に高性能減水剤を添加しないものは、材料分離やブリーディングは生じないが、舗装体への注入性がやや不良となることがわかる。また、この高性能減水剤のセメントに対する添加率が５質量部を超えると材料分離が生じ、またブリーディング率が大きくなる。これに対して、本発明の範囲の添加率で高性能減水剤を加えることによって、材料分離することなく、ブリーディング率も少なくでき、さらに舗装体への良好な注入性が得られるのである。
【００４５】
〔実施例８〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を１：１の質量比で混合し、該保水材料を３０質量部、超速硬セメント１００質量部、細骨材２０質量部、高性能減水剤（商品名メルメントＦ１０Ｍ、ＳＫＷ社製）０．３質量部と、表１１に示すように再乳化粉末樹脂（クラリアントポリマー社製）を超速硬セメントに対して０．０１〜１５質量部加え、さらに水２００質量部を混合方法１で混練して保水性注入材を製造した。この保水性注入材の材料分離、ブリーディング率、舗装体への注入性を測定した。混合方法は混合方法１とした。試験の結果を表１１に示す。
【００４６】
【表１１】
【００４７】
表１１から明らかなように、保水性注入材に再乳化粉末樹脂を添加しないものは、材料分離が発生し、ブリーディング率が高く、注入性もよくない。また、再乳化粉末樹脂のセメントに対する添加率が１０％を超えると材料分離は発生しないが、舗装体への注入性が不良となる。これに対して本発明の範囲の添加率で再乳化粉末樹脂を添加することによって、材料分離、ブリーディングを抑えることができ、舗装体への注入性も改善される。
【００４８】
〔実施例９〕図１に示されるような６０×６０×５ｃｍの形状を有し、空隙率２５％の開粒度アスコン試験体に、表９に示される配合１〜配合４の保水性注入材を注入して供試体１を作製した。保水性注入材は、表１２に示されるような配合割合で製造した。ポリマーとしては、再乳化粉末樹脂（クラリアントポリマー社製）を使用した。他の使用材料は、実施例５までと同一である。また、混合方法１を用いて、保水性注入材を混合した。
また、比較例として配合５、配合６の注入材を、同様に前記アスコンに注入した供試体を得た。
得られた注入供試体は、１日間２０℃の気中で養生した後、７日間水中に浸漬して飽水状態とした。ついで、図２に示される装置を用いて、これらの供試体１から４０ｃｍの上部に赤外線ランプ４を配置し、１２時間照射し、該供試体１から５ｃｍの位置に温度センサー３１、３２を設置し、温度記録計３により供試体１の表面温度を測定した。さらに同時に供試体１の質量を測定し、吸水率の変化を算出した。供試体表面温度のグラフを図３に、また、供試体１の吸水率変化のグラフを図４に示す。また、保水性注入材の試験結果を表１２に示す。
【００４９】
【表１２】
【００５０】
表１２から明らかなように、本発明の保水性注入材である配合１〜配合４の保水性注入材を注入した供試体は、最大吸水率が優れているばかりでなく、図３および図４からも明らかなように１２時間後の表面温度は５０℃以下であり良好な温度上昇抑制効果が確認された。比較の配合５では短時間では温度上昇抑制効果が発揮されるものの、時間の経過とともに温度上昇が大きくなった。また配合６では、短時間で温度上昇が激しい。また、供試体の吸水率は、本発明の保水性注入材を使用した供試体では徐々に減少するのに対して、比較例の配合では吸水率の減少が著しい。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、保水性機能を有する舗装体は、空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することにより、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度が得られるという優れた効果を奏するものである。また本発明において、保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有することにより保水性注入剤中にマクロエアを導入することで注入材の最大吸収率を高めることができる。導入空気量は、セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有させることで、保水性注入剤中に１〜５％の範囲で空気を含有させることができる。また空気連行剤により保水性注入剤中にマクロエアを導入することで注入材の最大吸収率を高めることができる。
【００５２】
本発明において、保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、高性能減水剤を０．０１〜３．０質量部含有することにより、保水性注入剤の舗装体への注入性を改善する。本発明において、保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、ポリマーを０．０１〜１０質量部含有することにより、保水性注入剤の分離やブリーディングの低減，更には硬化後のひび割れの発生をいっそう抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の保水性注入材を注入された、空隙率２５％の開粒度アスコン試験体からなる供試体を示す斜視図である。
【図２】表面温度と質量変化率を測定する装置を示す略図である。
【図３】赤外線照射時間と舗装体表面温度の関係を示すグラフである。
【図４】赤外線照射時間と舗装体の吸水率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 保水性注入剤
２ アスファルト母体
３ 温度記録計
３１、３２ 温度センサー
４ 赤外線ランプ
【発明の属する技術分野】本発明は、保水性機能を有する舗装体に関するもので、更に詳しくは、本発明は、保水性注入材の圧縮強度に優れ、かつ吸水性に優れ、温度上昇抑制効果の持続性に優れた保水性注入材を用いた保水性機能を有する舗装体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、開粒度アスコン、透水性コンクリート舗装などの空隙部分に保水機能を有する注入材を注入する保水性舗装の技術がある。このような保水性舗装においては、注入材の強度を維持するために保水材の量が制限され、注入材に十分な吸水率が得られず、降雨がない場合の温度上昇抑制効果の持続期間が短い。これとは逆に、保水材の量を増加させると、注入材の強度が低下し、実用上問題が生じる。一方、セメントと疎水性の被膜を形成する吸水性樹脂を含む舗装用処理材においては、該処理材をスラリー状で舗装面に散布することで、スラリーが舗装の間隙に入り込むと共に、セメントの凝結によって固定されるので、疎水性被膜によって吸水による吸水性樹脂の膨張速度が遅延し、舗装用処理材、特に吸水性樹脂を舗装に大量に注入することができる。その結果、吸水性樹脂中の水の気化熱で舗装体の温度を低下させることができ、また冬季における舗装面の凍結を抑制することができる（特許文献１参照）。また舗装表面に滞水することなく水の気化熱を利用し、継続的に舗装体の温度上昇を抑制できる舗装体構造において、有孔表層中に多量の空隙を有する保水能力の高い材料であって、前記空隙に走行車両の通行にも耐えうる材料であるシルト系充填材を充填した技術が開示されている（特許文献２参照）。更に、保水性舗装体において、吸水率１００％以上で粒径１〜５μｍの超微粉の多孔質フィラーをセメント１００質量部に対して２５〜６５質量部含有する保水性を持つスラリー状充填材が提案されている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００１−８１７１
【特許文献２】
特許第３１５６１５１号
【特許文献３】
特開２００１−３０３５０４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の如く、特許文献１に開示されている吸水性樹脂を含む舗装用処理材においては、吸水速度が速いものの、乾燥速度も速く、したがって水の蒸発潜熱による舗装面の温度抑制効果の持続性に乏しいという問題がある。また、特許文献２に開示されている舗装体構造の有効有孔表層中の空隙に走行車両の通行にも耐えうる材料であるシルト系充填材を充填したものにあっては、吸水率を高くするためにシルト系充填材（注入材）の含有率を大きくすると、注入材の圧縮強度が低下し、得られる舗装体は実用上適当ではない。またシルト系充填材の含有率小さくすると、注入材に十分な吸水率が得られず、降雨などによる吸水がない場合に温度上昇抑制効果が得られないという問題がある。さらに、特許文献３に開示されているように保水性舗装体において、高吸水率の超微粉材料を添加すると、スラリーの流動性が悪いこと、さらにその経時変化が著しく大きいという問題があるばかりでなく、多孔質フィラーの吸水時と乾燥時における体積変化が非常に大きいことなどにより、スラリーが硬化したあとの乾燥作用により硬化体にひび割れが入るという問題も明らかになった。 そこで、本発明者等は、前記問題点について、種々、検討した結果、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度を得るために、保水能力の高い保水材として非焼成バーミュライト又は製紙スラッジ又は珪藻土を単独、又はこれらを適宜の比率で混合しかつ少ない添加量で使用することを見出した。本発明はこの知見に基づいて保水能力の高い保水材をセメント系結合材と混合し、保水性注入材を製造し、これを舗装体に適用したところ、舗装体の表面温度をきわめて良好に抑制でき、長時間にわたって温度上昇抑制効果が持続することを見出した。更にセメント系結合材として、超速硬セメントを使用することで、短時間で実用強度を得ることができる。したがって、本発明が解決しようとする第１の課題は、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度を得る保水性機能を有する舗装体を提供することにある。また本発明が解決しようとする第２の課題は、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度を短時間で得られる保水性機能を有する舗装体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、以下の各発明によってそれぞれ達成される。
【０００６】
（１）空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することを特徴とする保水性機能を有する舗装体。
（２）保水性注入材が、セメント系結合材１００質量部、保水性材料５〜６０質量部及び水６０〜２００質量部からなる混練物であることを特徴とする前記第１項に記載の保水性機能を有する舗装体。
（３）保水性材料が、粒子径２０〜４００μｍで最大吸収率が５％以上である天然非焼成バーミュライト、粒子径が５〜１０００μｍで主要成分がＳｉＯ２とＡ２Ｏ３からなり最大吸収率が３０％以上である製紙スラッジ焼却灰又は粒子径が５〜５０μｍで最大吸収率が１０〜１００％である珪藻土から選択された少なくとも一種からなることを特徴とする前記第１項又は第２項に記載の保水性機能を有する舗装体。
（４）セメント系結合材が、ポルトランドセメントであることを特徴とする前記第１項乃至第３項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（５）セメント系結合材が、超速硬セメントであり、かつ保水性注入材の材齢３時間で０．５Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を発現し得ることを特徴とする前記第１項乃至第３項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（６）セメント系結合材１００質量部に対し、粒子径５０〜１５０μｍの範囲の粒子が、９０％以上である細骨材を１〜６０質量部添加することを特徴とする前記第１項乃至第５項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（７）セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有することを特徴とする前記第１項乃至第６項６のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（８）保水性注入材が、１〜５％の空気を含有することを特徴とする前記第１項乃至第７項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（９）セメント系結合材１００質量部に対し、高性能減水剤を０．０１〜３．０質量部含有することを特徴とする前記第１項乃至第８項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
（１０）セメント系結合材１００質量部に対し、ポリマーを０．０１〜１０質量部含有することを特徴とする前記第１項乃至第９項のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、この例によって限定されるものではなく、明細書からみて、直接的かつ一義的に導き出せる範囲の事項をも含むものである。本発明の第１項に記載の保水性機能を有する舗装体は、空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することを特徴とするものであり、前期舗装体の空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することにより、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度が得られるという優れた効果を奏するものである。本発明に用いられる舗装体は、空隙率が１０〜４０％であって、好ましくは透水性コンクリート舗装体、透水性アスファルト舗装体、透水性インターロッキングブロック、透水平板、玉砂利、バラスト等の舗装体に適用される。これらの舗装体の空隙率は、１０〜４０％であって、空隙率が１０％未満では保水性注入材の注入量が十分でなく、舗装体として十分な保水効果が得られないので、温度上昇抑制効果を十分発揮できない。またこの空隙率が４０％を超えると舗装体の強度が弱くなり走行車両の通行に支障がでる恐れがある。したがって、舗装体の空隙率は、１０〜４０％が好ましく、更には１０〜３５％が好ましい。また舗装体の空隙部分には、最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材が注入されている。本発明では、舗装体の空隙部分に注入される保水性注入材の最大吸水率が３０〜８０％の範囲が好ましく、このような保水性注入材は、セメント系結合材と保水性材料を主成分とし、このうち保水性材料としては、非焼成バーミュライト、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土等が挙げられ、好ましくは、非焼成バーミュライトは、粉体のものが用いられ、粒径２０〜４００μｍで、最大吸水率が５％以上である天然の非焼成バーミュライトであり、更に好ましくは１０〜３０％の範囲である。また製紙スラッジ焼却灰は、粒子径が、５〜１０００μｍで、主要成分がＳｉＯ２ とＡｌ２Ｏ３ からなり、最大吸水率が３０％以上である製紙スラッジ焼却灰が好ましく、更に好ましくは４０〜８０％の範囲である。珪藻土にあっては、特に単独で用いる場合には、粒子径が５〜５０μｍで、最大吸水率が１０〜１００％であり、珪藻土は他の保水性材料と併用する場合に特に好ましい性能を発揮する。
【０００８】
セメント系結合材としては、超速硬セメント、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、白色セメント等が挙げられる。本発明に用いられる超速硬セメントは、ポルトランドセメント１００質量部に対し、カルシウムアルミネートと無水石膏からなる速硬成分を５〜１００質量部混合して得られるセメントであり、ＭＧ−５（三菱マテリアル株式会社製）などが挙げられる。またカルシウムアルミネートと無水石膏からなる速硬成分としては、コーカエース（三菱マテリアル株式会社製）、コスミック（電気化学工業株式会社）などがあり、これらはポルトランドセメントと適宜混合して使用される。本発明に用いられる保水性注入材は、セメント系結合材１００質量部、保水性材料５〜６０質量部及び水６０〜２００質量部からなる混練物であることが好ましく、保水性材料が５質量部未満のときは、十分な保水効果が得られない。また保水性材料が６０質量部を越えても、それ以上の保水効果は得られないばかりか強度の低下に影響し十分な舗装体が得られない。好ましくは１０〜５０質量部である。また水の量は、水６０〜２００質量部が好ましく、保水性材料の注入性や施工性等を考慮してこの範囲で選択することができる。本発明の保水性注入材には、適度の流動性を付与しかつ注入性を良くするために、セメント系結合材１００質量部に対し、粒子径５０〜１５０μｍの範囲の粒子が９０％以上である細骨材を添加することことができる。また細骨材の添加量は、セメント系結合材１００質量部に対して１〜６０質量部が添加される。細骨材の添加量が、１質量部未満では、注入性の改善に寄与しない。また細骨材の添加量が、６０質量部を越えると、セメント系結合材の相対比率が下がるので、強度が低下するばかりでなく最大吸水率も低下する。
【０００９】
本発明において、前期第７項に記載される保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有する。このような起泡剤としては、合成界面活性剤系起泡剤、樹脂石鹸系起泡剤、タンパク質系起泡剤等が用いられ、起泡剤により保水性注入剤中にマクロエアを導入することで注入材の最大吸収率を高めることができる。導入空気量は、セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有させることで、保水性注入剤中に１〜５％の範囲で空気を含有させることができる。空気量が１％以下では吸水率の増加があまり見られず、逆に空気量が５％以上となる場合には圧縮強度の低下を招く。また本発明において、前期第８項に記載される保水性機能を有する舗装体では、保水性注入材が、１〜５％の空気を含有するが、空気の導入には、空気連行剤が用いられる。空気連行剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両面界面活性剤等が用いられ、空気連行剤により保水性注入剤中にマクロエアを導入することで注入材の最大吸収率を高めることができる。導入空気量は、１〜５％の範囲がよく、空気量が１％以下では吸水率の増加があまり見られず、逆に空気量が５％以上となる場合には圧縮強度の低下を招く。
【００１０】
本発明において、前期第９項に記載される保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、高性能減水剤を０．０１〜３．０質量部含有する。本発明に用いられる高性能減水剤は、保水性注入剤の舗装体への注入性を改善するために用いられ、好ましくはナフタレンスルフォン酸塩系、メラミンスルフォン酸系セメント系、ポリカルボン酸系、リグニンスルフォン酸系等の化合物が挙げられ、液体であっても粉末状のものであってもよい。これらの添加率は、セメント系結合剤に対して０．０１％〜３．０質量％であることが好ましく、０．０１質量％未満では保水性注入剤の舗装体への注入性の改善効果が顕著でない。一方、３質量％を超えると保水性注入剤の流動性が過剰となり材料分離やブリーディングを生じるので好ましくない。本発明において、前期第１０項に記載される保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、ポリマーを０．０１〜１０質量部含有する。本発明に用いられるポリマーは、保水性注入剤の分離やブリーディングの低減，更には硬化後のひび割れの発生を抑制するために用いられ、アクリル系の再乳化粉末樹脂、シリコーン樹脂、ＳＢＲ樹脂などが挙げられる。ポリマーの添加率が０．０１質量％未満では、材料分離やブリーディングの抑制効果が顕著ではなく、一方、１０質量％を超えると保水性注入剤の粘性が大きくなり過ぎて注入性を阻害するため好ましくない。
【００１１】
【実施例】以下、実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。まず、実施例及び比較例に用いられる使用材料を表１に示す。表１において、本発明に用いられる非焼成バーミュライト１は、吸水率９．２％、平均粒子径２５μｍであり、製紙スラッジ焼却灰は、吸水率５１．５％、平均粒子径１３５μｍであり、珪藻土は吸水率１４．５％、平均粒子径８．１μｍである。また比較例で用いられる非焼成バーミュライト２は、吸水率４．２％、平均粒子径１５μｍであり、鹿沼土は、吸水率８２％、平均粒子径３６０μｍであり、多孔質炭酸カルシウムは、吸水率１５５％、平均粒子径２．５μｍである。これら保水材料の吸水率は、ＪＩＳ−Ａ−１１０９「細骨材の密度及び吸水率の試験方法に準拠して測定し、また平均粒子径はレーザー回折式の粒度分布計を用いて測定した。本発明に用いられる保水性注入剤の製造に際し、２種類の混練方法を用いた。混練方法１は、所定量計量した水に、結合材料と保水材料の混合物（３０００）を投入し、ラボスターラーで混合し、保水性舗装用セメントミルク（保水性注入剤）を製造した。混練方法２は、所定量計量した水に、保水材料を投入しラボスターラーで２分間混合して保水材料に吸水させた後、結合材料を投入して２分間混合し、保水性舗装用セメントミルク（保水性注入剤）を製造した。
【００１２】
〔保水性注入剤の吸水率測定方法〕保水性注入剤を４×４×１６ｃｍの型枠に流し込み、材齢３日で脱型した。これを２０℃の水の中に２４時間浸漬した後、重量を測定した（飽和質量Ｗ１）。これを４０℃の通風乾燥機で２４時間乾燥したものの重量を測定した（絶乾質量Ｗ２）。これらより次式で最大吸水率を算出した。
【００１３】
最大吸水率＝１００×（飽和質量−絶乾質量）／絶乾質量
【００１４】
保水性注入剤の流動性は、舗装試験便覧によるＰ漏斗流下時間を測定して表した。また保水性注入剤の注入性は、混練した保水性注入剤ミルクを空隙率２５％の開粒度アスファルト混合物に流し込み、自然流下により注入されるものを良好と判定し、軽く振動させて注入されるものを、やや良好と判定し、更に注入しないものを、不良と判定した。
【００１５】
〔実施例１〕表１に示す３種類の保水材料を用いて本発明の保水性注入剤を製造した。該保水性注入材において、普通セメント、保水材料及び水の配合割合を質量％で表１に示すとともに混合方法１または２によって製造した。普通セメントとしては普通ポルトランドセメントを用いた。また表１に示すように比較例を同様に製造した。試験した結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
表１から明らかなように、比較例１−１では、保水材料を含有していないので、注入材硬化体の最大吸水率が１０．８％と低い。比較例１−２では非焼成バーミキュライト２を、比較例３では鹿沼土をそれぞれ２５質量部添加したものであるが、いずれも混練直後にこわばりが生じＰ漏斗流下時間は測定不可、さらに注入性は不良であった。また、比較例１−４では多孔質炭酸カルシウムを２５質量部添加したものであるが、Ｐ漏斗流下時間は測定可能で、注入性はやや良好であり、注入材硬化体の最大吸水率は６７．０％を示したが、１週後の供試体にひびわれが発生した。これに対して、本発明では非焼成バーミキュライト１を使用することにより実施例１−１〜１−３に示されるように、Ｐ漏斗流下時間は目標範囲である９〜１３秒であり、さらに注入性は良好であった。また、最大吸水率も５１．５〜７４．０％と優れている。また、本発明の如く、保水材料として製紙スラッジ焼却灰を用いた場合は、実施例１−４〜１−６に示されるように最大吸水率も５４．８〜８３．８％とさらに高い値を示した。保水材料として珪藻土を用いた場合は、実施例１−７〜１−９に示されるように最大吸水率も４９．８〜７０．０％であった。また、これらの供試体にはひびわれの発生は認められなかった。
【００１８】
〔実施例２〕表２に示す３種類の保水材料を用いて本発明の保水性注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、保水材料および水の配合割合を表２で示すとともに混合方法１または２によって製造した。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。以下、速硬材としてはコーカエース（三菱マテリアル（株）製）を使用した。又、表２に示すように比較例を同様に製造した。試験の結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】
表２から明らかなように、比較例２−１の保水材料を含有しない場合には、Ｐ漏斗流下時間は１０．０秒で注入性は良好であり、また圧縮強度も良好であるが、最大吸水率が９．２％と低い。また、比較例２−２では多孔質炭酸カルシウムを２５質量部添加したものであるが、Ｐ漏斗流下時間は１４秒であり、注入性は不良であった。注入材硬化体の最大吸水率は６８．３％を示したが、１週後の供試体にひびわれが発生した。本発明では超速硬セメントを用いても、実施例２−１〜実施例２−９から明らかなように非焼成バーミキュライト１、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土いずれの保水材料を用いても、注入性、最大吸水率が優れている。
【００２１】
〔実施例３〕〔保水材料の組合せ１〕製紙スラッジ焼却灰と珪藻土の組合せ：
保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を組合せて本発明の保水性注入剤を製造した。該保水性注入材において、速硬性セメント、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土及び水の配合割合を質量％で表３に示すとともに混合方法１によった。速硬性セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験した結果を表３に示す。
【００２２】
【表３】
表３から明らかなように、製紙スラッジ焼却灰と珪藻土とを組合せることにより圧縮強度をさらに向上させることができる。
【００２４】
〔保水材料の組合せ２〕非焼成バーミュライト１と製紙スラッジ焼却灰の組合せ：
保水材料として非焼成バーミキュライト１と製紙スラッジ焼却灰を組み合せ、本発明の注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、非焼成バーミキュライト１と製紙スラッジ焼却灰および水の配合割合を質量部で表４に示す。混合方法は、１の方法によった。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表４に示す。
【００２５】
【表４】
表４から明らかなように、非焼成バーミュライト１と製紙スラッジ焼却灰とを組合せることにより最大吸収率をさらに向上させることができる。
【００２７】
〔保水材料の組合せ３〕非焼成バーミュライト１と珪藻土の組合せ：
保水材料として非焼成バーミキュライト１と珪藻土を組み合わせて本発明の注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、非焼成バーミキュライト１と珪藻土および水の配合割合を質量部で表５に示す。混合方法は、１の方法によった。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表５に示す。
【００２８】
【表５】
表５から明らかなように、非焼成バーミュライト１と珪藻土とを組合せることによって、最大吸収率はわずかに減少するが、Ｐ漏斗流下時間を最適にし、また圧縮強度をさらに向上させることができる。
【００３０】
〔保水材料の組合せ４〕非焼成バーミュライト１と珪藻土と製紙スラッジ焼却灰の組み合わせ：
保水材料として非焼成バーミキュライト１と珪藻土と製紙スラッジ焼却灰とを組み合わせて本発明の保水性注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、非焼成バーミキュライト１と珪藻土と製紙スラッジ焼却灰および水の配合割合を質量部で表６に示す。混合方法は、１の方法によった。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表６に示す。
【００３１】
【表６】
表６から明らかなように、非焼成バーミュライト１と珪藻土と製紙スラッジ焼却灰とを組合せることによって、Ｐ漏斗流下時間、注入性、圧縮強度並びに最大吸収率の優れた保水性注入材を得ることができる。
【００３３】
〔実施例４〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を組み合わせ、かつ、起泡剤を添加して本発明の保水性注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土、起泡剤（ファインフォーム７０７、ポゾリス（株）製）および水の配合割合を質量部で表７に示すとともに、混合方法１により製造し、また起泡剤は混練水に混合して使用した。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表７に示す。
【００３４】
【表７】
表７から明らかなように、超速硬セメントに製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を加えた保水性注入材の組成に、起泡剤を添加することによって、Ｐ漏斗流下時間、注入性、圧縮強度および最大吸水率の優れた保水性注入材を得ることができる。
【００３６】
〔実施例５〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を組み合わせ、かつ、細骨材と高性能減水剤と起泡剤を添加して本発明の保水性注入材を製造した。当該保水性注入材において、超速硬セメント、製紙スラッジ焼却灰、珪藻土、細骨材（日瓢社製）、高性能減水剤（商品名：メルメントＦ１０Ｍ（ＳＫＷ社製））、起泡剤（ファインフォーム７０７、ポゾリス（株）製）および水の配合割合を質量部で表８に示すとともに、混合方法１により製造した。細骨材と高性能減水剤は、超速硬セメントおよび保水材料とプレミックスした。また、起泡剤は混練水に混合して使用した。超速硬セメントとしては、普通ポルトランドセメントと速硬材の割合が６０：４０のものを用いた。試験の結果を表８に示す。
【００３７】
【表８】
表８から明らかなように、超速硬セメントに保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を加えた保水性注入材の組成に、細骨材、高性能減水剤および起泡剤を添加することによって、Ｐ漏斗流下時間、注入性、圧縮強度および最大吸水率の優れた保水性注入材を得ることができる。
【００３９】
〔実施例６〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土とを１：１の質量比で混合し、該保水材料３０質量部、超速硬性セメント１００質量部、細骨材２０質量部及び水１５０質量部と、表９に示すように、起泡剤（商品名エアフォーム７０７、ポゾリス社製）を超速硬セメントに対して０．０１〜１質量部添加し製造した保水性注入材の空気量、圧縮強度および最大吸水率を測定した。混合方法は混合方法１とした。試験の結果を表９に示す。
【００４０】
【表９】
表９からも明らかなように、起泡剤無添加の場合は空気量が少なく、したがって圧縮強度は高いが、最大吸水率が低い。これに対して本発明の範囲の添加率で起泡剤を加えることによって、より高い最大吸水率を得ることができる。
【００４２】
〔実施例７〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土とを１：１の質量比で混合し、該保水材料３０質量部、超速硬性セメント１００質量部、細骨材２０質量部及び水１５０質量部と、表１０に示すように、高性能減水剤（商品名メルメントＦ１０Ｍ、ＳＫＷ社製）を超速硬セメントに対して０．０１〜１質量部添加し製造した保水性注入材の材料分離、ブリーディング率、舗装体への注入性を測定した。混合方法は混合方法１とした。試験の結果を表１０に示す。
【００４３】
【表１０】
表１０から明らかなように、保水性注入材に高性能減水剤を添加しないものは、材料分離やブリーディングは生じないが、舗装体への注入性がやや不良となることがわかる。また、この高性能減水剤のセメントに対する添加率が５質量部を超えると材料分離が生じ、またブリーディング率が大きくなる。これに対して、本発明の範囲の添加率で高性能減水剤を加えることによって、材料分離することなく、ブリーディング率も少なくでき、さらに舗装体への良好な注入性が得られるのである。
【００４５】
〔実施例８〕保水材料として製紙スラッジ焼却灰と珪藻土を１：１の質量比で混合し、該保水材料を３０質量部、超速硬セメント１００質量部、細骨材２０質量部、高性能減水剤（商品名メルメントＦ１０Ｍ、ＳＫＷ社製）０．３質量部と、表１１に示すように再乳化粉末樹脂（クラリアントポリマー社製）を超速硬セメントに対して０．０１〜１５質量部加え、さらに水２００質量部を混合方法１で混練して保水性注入材を製造した。この保水性注入材の材料分離、ブリーディング率、舗装体への注入性を測定した。混合方法は混合方法１とした。試験の結果を表１１に示す。
【００４６】
【表１１】
表１１から明らかなように、保水性注入材に再乳化粉末樹脂を添加しないものは、材料分離が発生し、ブリーディング率が高く、注入性もよくない。また、再乳化粉末樹脂のセメントに対する添加率が１０％を超えると材料分離は発生しないが、舗装体への注入性が不良となる。これに対して本発明の範囲の添加率で再乳化粉末樹脂を添加することによって、材料分離、ブリーディングを抑えることができ、舗装体への注入性も改善される。
【００４８】
〔実施例９〕図１に示されるような６０×６０×５ｃｍの形状を有し、空隙率２５％の開粒度アスコン試験体に、表９に示される配合１〜配合４の保水性注入材を注入して供試体１を作製した。保水性注入材は、表１２に示されるような配合割合で製造した。ポリマーとしては、再乳化粉末樹脂（クラリアントポリマー社製）を使用した。他の使用材料は、実施例５までと同一である。また、混合方法１を用いて、保水性注入材を混合した。
また、比較例として配合５、配合６の注入材を、同様に前記アスコンに注入した供試体を得た。
得られた注入供試体は、１日間２０℃の気中で養生した後、７日間水中に浸漬して飽水状態とした。ついで、図２に示される装置を用いて、これらの供試体１から４０ｃｍの上部に赤外線ランプ４を配置し、１２時間照射し、該供試体１から５ｃｍの位置に温度センサー３１、３２を設置し、温度記録計３により供試体１の表面温度を測定した。さらに同時に供試体１の質量を測定し、吸水率の変化を算出した。供試体表面温度のグラフを図３に、また、供試体１の吸水率変化のグラフを図４に示す。また、保水性注入材の試験結果を表１２に示す。
【００４９】
【表１２】
表１２から明らかなように、本発明の保水性注入材である配合１〜配合４の保水性注入材を注入した供試体は、最大吸水率が優れているばかりでなく、図３および図４からも明らかなように１２時間後の表面温度は５０℃以下であり良好な温度上昇抑制効果が確認された。比較の配合５では短時間では温度上昇抑制効果が発揮されるものの、時間の経過とともに温度上昇が大きくなった。また配合６では、短時間で温度上昇が激しい。また、供試体の吸水率は、本発明の保水性注入材を使用した供試体では徐々に減少するのに対して、比較例の配合では吸水率の減少が著しい。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、保水性機能を有する舗装体は、空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することにより、舗装面の温度上昇抑制効果を長時間持続させ、かつ舗装面が実用上問題のない圧縮強度が得られるという優れた効果を奏するものである。また本発明において、保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有することにより保水性注入剤中にマクロエアを導入することで注入材の最大吸収率を高めることができる。導入空気量は、セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有させることで、保水性注入剤中に１〜５％の範囲で空気を含有させることができる。また空気連行剤により保水性注入剤中にマクロエアを導入することで注入材の最大吸収率を高めることができる。
【００５２】
本発明において、保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、高性能減水剤を０．０１〜３．０質量部含有することにより、保水性注入剤の舗装体への注入性を改善する。本発明において、保水性機能を有する舗装体では、セメント系結合材１００質量部に対し、ポリマーを０．０１〜１０質量部含有することにより、保水性注入剤の分離やブリーディングの低減，更には硬化後のひび割れの発生をいっそう抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の保水性注入材を注入された、空隙率２５％の開粒度アスコン試験体からなる供試体を示す斜視図である。
【図２】表面温度と質量変化率を測定する装置を示す略図である。
【図３】赤外線照射時間と舗装体表面温度の関係を示すグラフである。
【図４】赤外線照射時間と舗装体の吸水率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 保水性注入剤
２ アスファルト母体
３ 温度記録計
３１、３２ 温度センサー
４ 赤外線ランプ
Claims (10)
- 空隙率が１０〜４０％の舗装体において、前記空隙部分に最大吸水率３０〜８０％の保水性注入材を有することを特徴とする保水性機能を有する舗装体。
- 保水性注入材が、セメント系結合材１００質量部、保水性材料５〜６０質量部及び水６０〜２００質量部からなる混練物であることを特徴とする請求項１に記載の保水性機能を有する舗装体。
- 保水性材料が、粒子径２０〜４００μｍで最大吸収率が５％以上である天然非焼成バーミュライト、粒子径が５〜１０００μｍで主要成分がＳｉＯ２とＡ２Ｏ３からなり最大吸収率が３０％以上である製紙スラッジ焼却灰又は粒子径が５〜５０μｍで最大吸収率が１０〜１００％である珪藻土から選択された少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の保水性機能を有する舗装体。
- セメント系結合材が、ポルトランドセメントであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
- セメント系結合材が、超速硬セメントであり、かつ保水性注入材の材齢３時間で０．５Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を発現し得ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
- セメント系結合材１００質量部に対し、粒子径５０〜１５０μｍの範囲の粒子が、９０％以上である細骨材を１〜６０質量部添加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
- セメント系結合材１００質量部に対し、起泡剤を０．０１〜１．０質量部含有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
- 保水性注入材が、１〜５％の空気を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
- セメント系結合材１００質量部に対し、高性能減水剤を０．０１〜３．０質量部含有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
- セメント系結合材１００質量部に対し、ポリマーを０．０１〜１０質量部含有することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の保水性機能を有する舗装体。
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