JP2006045782A - 道路用路盤材 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で透水性に優れた路盤材を提供する。
【解決手段】アルミナーシリカ系レンガ、マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガの一種または二種以上と高炉徐冷スラグ及び／または山砕石で路盤材を構成し、アルミナーシリカ系レンガはＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系としマグネシア系レンガはＭｇＯ系、マグネシアクロム系レンガはＭｇＯ−Ｃｒ_２Ｏ_３系とし、製鐵所の廃レンガを利用する。
【選択図】無し

Description

本発明は、道路用路盤材に関し、特に透水性に優れ高強度なものに関する。

道路の垂直方向断面の一例を図１に示す。舗装の表層１と路床４との間となる部分が路盤で、非塑性の粗粒材料が用いられている。路盤のうち、舗装の表層直下となる部分は上層路盤２と呼ばれ、交通車両の荷重を分散させることを主な役割とする。

そのため、上層路盤材には含水量の変化や凍結融解作用の影響が少ない砕石や高炉徐冷スラグ等が使用される。上層路盤２と路床４の間は下層路盤３と呼ばれ、砕石や高炉徐冷スラグの他、経済性を考慮して砂利、砂など現地材料が使用されることが多い。

上層や下層の路盤材に用いられる砕石、高炉徐冷スラグはＪＩＳ規格（道路用砕石：ＪＩＳＡ５００１、道路用鉄鋼スラグＪＩＳＡ５０１５）により、外観、呈色、水膨張比、粒度、単位容積質量、一軸圧縮強さ、修正ＣＢＲが規定されている。表５に路盤材に使用される砕石、高炉徐冷スラグとＪＩＳ規格の対応を示す。

一方、道路路面となる舗装材はアスファルト舗装が代表的であったが、近年、多発するようになった集中豪雨や益々顕著となるヒートアイランド現象に対応するため、透水性や更に保水性にも優れた舗装材が新たに開発されている。

下水汚泥焼却灰を利用した透水性舗装材は例えば、特許文献１に記載され、透水性と保水性を兼ね備えた舗装は例えば、特許文献２に記載されている。

特開平７−２９１７０９号公報 特開２００２−２５０００１号公報

透水性舗装材は、内部の空隙を利用し舗装表面から雨水を路盤部に排水する構造のため、その機能を十分に発揮するためには路盤部においても排水性能の向上が必要となる。

本発明は、砕石、高炉徐冷スラグとＪＩＳ規格（道路用砕石：ＪＩＳＡ５００１，道路用鉄鋼スラグ：ＪＩＳＡ５０１５）で規定される特性においてほぼ同等の性能を有し、特に透水性や強度に優れる路盤材を提供することは目的とする。

本発明の課題は以下の手段により達成できる。
１ レンガ材と、高炉徐冷スラグと山砕石の一種または二種を含有する路盤材。
２ レンガ材がアルミナーシリカ系レンガ、マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガの一種または二種以上であることを特徴とする１記載の路盤材。
３ レンガが廃レンガであることを特徴とする１または２に記載の路盤材。

本発明によれば、道路の舗装や敷設状況に応じて要求される特性を備えた路盤材、例えば、透水性舗装材に最適な透水性に優れる路盤材や交通量が多い地域の道路に最適な防音性、耐久性に優れる路盤材が製鐵所の廃レンガを利用して安価に得られ産業上極めて有用である。

本発明に係る路盤材について以下、詳細に説明する。
アルミナーシリカ系レンガ、マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガについて路盤材としての性能を表１に示す。評価は透水性とＪＩＳ規格（道路用砕石：ＪＩＳＡ５００１，道路用鉄鋼スラグ：ＪＩＳＡ５０１５）の規定に準じた項目について行い、試験材はレンガ材単体とした。高炉徐冷スラグの場合、道路用鉄鋼スラグＪＩＳＡ５０１５において水浸膨張比は規定されていないが参考のため、評価を行った。試験材はレンガ材単体とした。

（アルミナーシリカ系レンガ）
アルミナーシリカ系レンガとしてＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系を試験に供した。

［透水性］：アルミナーシリカ系レンガはＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系を除いて高炉徐冷スラグ、山砕石のいずれよりも透水速度が早く透水性に優れる。山砕石の透水速度０．３μm／ｓ、高炉徐冷スラグの１．０μm／ｓに対し、最も透水速度が速いアルミナーシリカ系レンガのＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系では、６．８μm／ｓが得られる。Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系は山砕石より優れるが、高炉徐冷スラグより劣る。

［外観、呈色判定、粒度］：外観、呈色判定、粒度はＪＩＳ規格（道路用砕石：ＪＩＳＡ５００１，道路用鉄鋼スラグ：ＪＩＳＡ５０１５）に準じ、判定した。呈色判定は道路用鉄鋼スラグ：ＪＩＳＡ５０１５では規定されているが、道路用砕石：ＪＩＳＡ５００１では規定されていない。

アルミナーシリカ系レンガのＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系のいずれも外観、呈色判定、粒度はＪＩＳ規格を満足した。

［水浸膨張比１．５％以下、単位容積質量１．５ｋｇ／Ｌ以上、一軸圧縮強さ１．２Ｎ／ｃｍ^２以上、修正ＣＢＲ８０以上］
水浸膨張比：アルミナーシリカ系レンガはＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系のいずれも０．１％以下で高炉徐冷スラグの０．２５％、山砕石の０．２０％より優れる。

単位容積質量：アルミナーシリカ系レンガは１．６２〜１．８２ｋｇ／Ｌ（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系：１．６２ｋｇ／Ｌ，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ系：１．８２ｋｇ／Ｌ，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系：１．８１ｋｇ／Ｌ）で高炉徐冷スラグ１．７６ｋｇ／Ｌ、山砕石の１．４０ｋｇ／Ｌとほぼ同等である。

一軸圧縮強さ：アルミナーシリカ系レンガは０．６〜１．０N／ｃｍ^２（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系：０．６Ｎ／ｃｍ^２，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ系：１．０Ｎ／ｃｍ^２，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系：０．８Ｎ／ｃｍ^２）で高炉徐冷スラグ１．６Ｎ／ｃｍ^２、山砕石の０．３Ｎ／ｃｍ^２とほぼ同等である。

修正ＣＢＲ：Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系が６８と道路用鉄鋼スラグＪＩＳＡ５０１５の規定である８０以上を満足しない。Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ系は１３２，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系は１３８で高炉徐冷スラグの１７０、山砕石の９５の中間である。

（マグネシア系レンガ）
マグネシア系レンガとしてＭｇＯ系を試験に供した。

［透水性］：マグレシア系レンガの透水速度は０．７μm／ｓで山砕石の透水速度０．３μm／ｓより優れるが高炉徐冷スラグの透水速度１．０μm／ｓより劣る。

［外観、呈色判定、粒度］：ＭｇＯ系は外観、呈色判定、粒度はＪＩＳ規格を満足した。

［水浸膨張比１．５％以下、単位容積質量１．５ｋｇ／Ｌ以上、一軸圧縮強さ１．２Ｎ／ｃｍ^２以上、修正ＣＢＲ８０以上］
水浸膨張比：ＭｇＯ系は２．７６％で高炉徐冷スラグの０．２５％、山砕石の０．２０％より劣る。

単位容積質量：ＭｇＯ系は２．０３ｋｇ／Ｌで高炉徐冷スラグ１．７６ｋｇ／Ｌ、山砕石の１．４０ｋｇ／Ｌに対し優れる。

一軸圧縮強さ：ＭｇＯ系は２．０N／ｃｍ^２で高炉徐冷スラグ１．６Ｎ／ｃｍ^２、山砕石の０．３Ｎ／ｃｍ^２に対し優れる。

修正ＣＢＲ：ＭｇＯ系は１７５で高炉徐冷スラグの１７０、山砕石の９５より優れる。

（マグネシアクロム系レンガ）
マグネシアクロム系レンガとしてＭｇＯ−Ｃｒ_２Ｏ_３系を試験に供した。

［透水性］：ＭｇＯ−Ｃｒ_２Ｏ_３系の透水速度は０．６μm／ｓで山砕石の透水速度０．３μm／ｓより優れるが高炉徐冷スラグの透水速度１．０μm／ｓより劣る。

［外観、呈色判定、粒度］：ＭｇＯ−Ｃｒ_２Ｏ_３系は外観、呈色判定、粒度はＪＩＳ規格を満足した。

［水浸膨張比１．５％以下、単位容積質量１．５ｋｇ／Ｌ以上、一軸圧縮強さ１．２Ｎ／ｃｍ^２以上、修正ＣＢＲ８０以上］
水浸膨張比：ＭｇＯ−Ｃｒ_２Ｏ_３系は０．５５％で高炉徐冷スラグの０．２５％、山砕石の０．２０％より劣る。

単位容積質量：ＭｇＯ−Ｃｒ_２Ｏ_３系は２．２９ｋｇ／Ｌで高炉徐冷スラグ１．７６ｋｇ／Ｌ、山砕石の１．４０ｋｇ／Ｌより優れる。

一軸圧縮強さ：ＭｇＯ−Ｃｒ_２Ｏ_３系は１．５N／ｃｍ^２で高炉徐冷スラグ１．６Ｎ／ｃｍ２と同等で山砕石の０．３Ｎ／ｃｍ２に対し優れる。

修正ＣＢＲ：ＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３系は２０９で高炉徐冷スラグの１７０、山砕石の９５より優れる。

上述したように、アルミナーシリカ系レンガは、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系を除く、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ系，Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＣ−Ｃ系で、現在、上層路盤材として用いられている山砕石より種々の試験項目で優れた特性を示す。

また、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系は修正ＣＢＲが山砕石より低いが、上層路盤材として一般的とされている修正ＣＢＲの４５〜７０以上の範囲内（例えば、土木用語辞典 土木学会監修 コロナ社技法堂出版）であり、上層路盤材として十分使用可能である。

アルミナーシリカ系レンガは高炉徐冷スラグや山砕石より水浸膨張比が小さく、透水速度も同等もしく優れているため、上層路盤材として使用した場合、優れた透水性を得ることができる。

マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガは水浸膨張比が高炉徐冷スラグ、山砕石より劣る。しかし、透水速度は高炉徐冷スラグより劣るものの山砕石よりは優れ、路盤材として使用可能である。

また高炉徐冷スラグより単位容積質量が大きく、一軸圧縮強さ、修正ＣＢＲなど強度特性に優れるため、路盤材として使用した場合、防音性や耐久性に優れる。

アルミナーシリカ系レンガ、マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガを二種以上を混合し、透水性や防音特性を道路の敷設環境に応じた最適な特性に調整した路盤材とすることも可能である。

また、現在、路盤材として用いられている高炉徐冷スラグや山砕石と混合することも可能である。

表２にアルミナーシリカ系レンガ、マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガのいずれかを３０％、高炉徐冷スラグを７０％として混合した路盤材の特性を山砕石と比較して示す。

表においてアルミナーシリカとは、アルミナーシリカ系レンガを３０％、高炉徐冷スラグを７０％として混合した路盤材を示す。各成分組成のレンガと高炉徐冷スラグの粒度は一般の道路路盤材品に準じ、表３に示す粒度分布とした。

表２に示すように、高炉徐冷スラグを混合することにより種々の透水性−強度バランスを有する路盤材を製造することが可能となる。アルミナーシリカ系レンガに高炉徐冷スラグを混合した場合、透水性はやや低下するが、強度が向上し、透水性ー強度バランスに優れた路盤材が得られる。マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガの場合は強度の変動は少なく、透水性が若干向上する。

尚、アルミナーシリカ系レンガ、マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガとして、製鐵所の諸設備から廃レンガとして発生するものを使用することが可能である。表４に廃レンガが発生する使用設備と廃レンガの具体的成分組成の一例を示す。

道路の垂直方向構成を示す模式的断面図。

符号の説明

１ 舗装
２ 上層路盤
３ 下層路盤
４ 路床

Claims (3)

1. レンガ材と、高炉徐冷スラグと山砕石の一種または二種を含有する路盤材。
2. レンガ材がアルミナーシリカ系レンガ、マグネシア系レンガ、マグネシアクロム系レンガの一種または二種以上であることを特徴とする請求項１記載の路盤材。
3. レンガが廃レンガであることを特徴とする請求項１または２に記載の路盤材。

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