JP2009155939A - 透水型保水性舗装およびその施工方法 - Google Patents

透水型保水性舗装およびその施工方法 Download PDF

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Abstract

【課題】舗装面全体に亘って高い保水機能を備えつつ透水機能を備えた透水型保水性舗装およびその施工方法を提供することを課題とする。
【解決手段】透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装1であって、水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダを予め形成しておき、このバインダを単粒砂14等の細骨材と混合して透水型保水性樹脂モルタル16を形成し、母体となるアスファルト混合物13または粗骨材の空隙部13bに充填して透水保水層17を形成した。
【選択図】図1

Description

本発明は、透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装およびその施工方法に関する。
都市部の熱環境を改善する一つの手段として、路面温度上昇を抑制する保水性舗装を適用することが提案されている。保水性舗装は、舗装内に保水してこの水分が蒸発する際の吸熱効果を利用して、路面およびその周辺の温度を下げるものである。
保水性舗装は、一般的に、半たわみ性舗装と同様に、空隙を有する母体アスファルト混合物の空隙に、保水性を有するセメントグラウトを注入して構成されている。このような保水性舗装では、セメントグラウト中の毛細管に水分が保持されることで、保水機能が発揮される。しかしながら、この毛細管の管径は非常に小さいため、水が瞬間的に毛細管を満たすのではなく、非常にゆっくりとした速度で浸透していくと考えられる。そのために保水性舗装の透水係数は非常に小さく(1×10−6〜10−8cm/s程度)、土質分類においては、不透水のカテゴリーに分類される。
ところで、歩道は、歩行者の利便性を要し、また雨水を地下に還元する必要があるため、透水性舗装の適用が一般的である。歩道に前記のような保水性舗装を適用した場合、雨水の大部分が表面排水されるので、路面に水たまりができ易く、また舗装下部の路盤まで雨水が浸透しないため好ましくない。
また、車道は、水たまりが発生しにくい排水性舗装や透水性舗装の適用が一般的であり、前記のような雨水の排水が表面排水である保水性舗装は、車道への適用が限定されているのが現状である。
そこで、近年では、透水性と保水性を兼ね備えた透水型保水性舗装の開発が求められている。透水型保水性舗装は、たとえば、特許文献1に示すようなものがあった。この透水型保水性舗装は、水分散型樹脂からなるバインダを、クリスタルクレー等の保水性を有する保水砂に混合し、この混合物を多孔質舗装体の施工表面に擦り込むことで構成されており、透水機能と保水機能とを兼ね備えるようになっていた。
特開2007−63861号公報
しかしながら、前記の特許文献1の透水型保水性舗装では、保水性を有する保水砂に水を吸収させた後に、バインダを混合しているので、バインダの成分が保水砂の全体に亘って均一に混合されにくい場合があり、改善の余地が残されていた。
そこで、本発明は、これらの問題に鑑みて創案されたものであり、舗装面全体に亘って高い保水機能を備えつつ透水機能を備えた透水型保水性舗装およびその施工方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための請求項1に係る発明は、透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装であって、水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダを単粒砂等の細骨材と混合して構成される透水型保水性樹脂モルタルを、母体となるアスファルト混合物または粗骨材の空隙部に充填して透水保水層を形成したことを特徴とする透水型保水性舗装である。
このような構成によれば、水分散型樹脂に水を添加・混合してバインダを形成しているので、バインダの粘度が低くなり、バインダを単粒砂等の細骨材の空隙部全体に亘って均一に行き渡らせることができる。これによって、細骨材の全体に亘って、細骨材同士が所定の間隔で確実に固着され、細骨材間の間隙を保水に適切な寸法に保持することができる。また、バインダは親水性なので、細骨材間の間隙に水が円滑に流れ込んで、保水することが可能となる。一方、細骨材間の間隙が水で満たされ、余剰の水が流れ込んだ場合は、細骨材間の間隙を流れて下方へ排水される。すなわち、かかる構成によれば、透水型保水性舗装の全体に亘って高い保水機能と透水機能とを併せて得ることができる。よって、路面およびその周辺の温度を下げることができるとともに、水たまりの発生を防止することができる。
請求項2に係る発明は、前記水分散型樹脂が、水分散型エポキシ系樹脂または水分散型アクリル系樹脂からなることを特徴とする請求項1に記載の透水型保水性舗装である
このような構成によれば、バインダの親水性を高めることができ、透水保水層内に水が流れ込み易くなり、保水性をさらに高めることができる。
請求項3に係る発明は、透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装の施工方法であって、路盤または基層上に母体となるアスファルト混合物を敷設し、このアスファルト混合物の表面に振動を加えながら、前記アスファルト混合物の空隙部に単粒砂を充填し、前記アスファルト混合物の表面から前記単粒砂の一部を所定の厚さで吸引除去し、予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダを、単粒砂等の細骨材と混合して透水型保水性樹脂モルタルを形成し、前記単粒砂が吸引除去された前記アスファルト混合物の表面の空隙部に、前記透水型保水性樹脂モルタルを擦り込むことを特徴とする透水型保水性舗装の施工方法である。
このような方法によれば、透水型保水性樹脂モルタルが擦り込まれた透水保水層が透水型保水性舗装の表面に形成されるので、透水型保水性舗装の表層部での保水性が高く、温度低減効果が大きい。また、透水型保水性樹脂モルタルの下部には単粒砂が充填されているので、透水型保水性樹脂モルタルから飽和して流れた水が下層に流下し、透水性と高い保水性を有する。また、充填した単粒砂を一旦吸引して、透水型保水性樹脂モルタルを擦り込むことによって、風雨による単粒砂の飛散、洗掘や流出を防止することができる。さらに、単粒砂と透水型保水性樹脂モルタルは、同一骨材であるので、充填した単粒砂と透水型保水性樹脂モルタルの擦り込み部との空隙径がほぼ同等になる。したがって、透水型保水性舗装の透水性および保水性が連続した一様のものになる。
請求項4に係る発明は、透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装の施工方法であって、路盤または基層上に母体となるアスファルト混合物を敷設し、このアスファルト混合物の表面に振動を加えながら、前記アスファルト混合物の空隙部に単粒砂を充填し、予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダを、前記アスファルト混合物の表面から散布して前記単粒砂に浸透させることを特徴とする透水型保水性舗装の施工方法である。
このような方法によれば、バインダを、アスファルト混合物の表面から散布するといった簡単な作業で、単粒砂に浸透させて透水保水層を形成しており、透水型保水性舗装全体に亘って高い保水機能と透水機能とを併せて得ることができるといった作用効果の他に、施工にかかる手間と時間を大幅に低減できるといった作用効果も得られる。さらに、バインダが浸透する深さを大きく確保することができ、一様な層を構築することができるので、透水性および保水性をより一層高めることができる。
請求項5に係る発明は、前記路盤の上に不織布を敷設した後に、前記アスファルト混合物を敷設することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の透水型保水性舗装の施工方法である。
このような方法によれば、施工後および施工中において、単粒砂が下層に流出するのを防止することができるとともに、透水保水層から飽和して流れ出た水は下層に流すことができる。
請求項6に係る発明は、透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装の施工方法であって、粗骨材と、単粒砂等の細骨材と、予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダとを混合させて舗装材を形成し、この舗装材を路盤または基層上に敷設することを特徴とする透水型保水性舗装の施工方法である。
このような方法によれば、粗骨材と、単粒砂等の細骨材と、予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダとを混合させて舗装材を形成し、この舗装材を敷設するといった簡単な作業で、透水保水層を形成しており、透水型保水性舗装全体に亘って高い保水機能と透水機能とを併せて得ることができるといった作用効果の他に、施工にかかる手間と時間を大幅に低減できるといった作用効果も得られる。さらに、表面から底面に亘って均一な断面の透水保水層を構築することができる。
本発明によれば、透水型保水性舗装全体に亘って高い保水機能と透水機能とを併せて得ることができるといった優れた効果を発揮する。
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
[第一実施形態]
まず、第一実施形態に係る車両用の透水型保水性舗装の構成を説明する。図1は、本発明に係る車道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第一の形態を示した断面図である。
図1に示すように、かかる透水型保水性舗装1は、路床10の上に路盤11および基層12が下部から順に形成されている。路盤11および基層12は、従来の道路と同様に施工されており、路盤11は、たとえば、最大粒径40〜20mmの粒径材料11a(たとえば、粒度調整砕石M−40(40〜0mm)、M−30(30〜0mm)、M−20(20〜0mm)やクラッシャランC−40(40〜0mm)、C−30(30〜0mm)、C−20(20〜0mm)等)を、200〜800mmの厚さに敷設して転圧する等して形成され、基層12は、たとえば、粗骨材、細骨材やアスファルト等を所定の割合で混合してなるアスファルト混合物12aにて構成されており、50〜100mmの厚さに形成されている。
基層12の上には、母体となるアスファルト混合物13の空隙部に単粒砂14を充填してなる単粒砂充填層15が形成されている。また、単粒砂充填層15の上には、透水性と保水性とを兼ね備えた透水保水層17が形成されている。透水保水層17は、水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダを単粒砂等の細骨材と混合して構成される透水型保水性樹脂モルタル16を、母体となるアスファルト混合物13の空隙部に充填して形成されている。
アスファルト混合物13は、粗骨材、細骨材やアスファルト等を所定の割合で混合して構成されており、最大粒径が20〜13mmで、空隙率が20〜25%のものが用いられている。アスファルト混合物13の空隙部に充填される単粒砂14は、粒径が0.2〜0.8mmのものが使用されている。
透水型保水性樹脂モルタル16の一部を構成するバインダは、細骨材と混合されるまえに、水分散型樹脂に水を添加・混合して形成されている。水分散型樹脂は、水分散型エポキシ系樹脂または水分散型アクリル系樹脂が用いられている。細骨材として用いられる単粒砂14は、粒径が0.2〜0.8mmのものが使用されている。透水型保水性樹脂モルタル16を構成する細骨材、水分散型樹脂、水の配合率(重量%)は、下記の表1にしめすように、細骨材:87.0〜95.2重量%、水分散型樹脂3.7〜11.9重量%、水:0.4〜3.0重量%といった比率となっている。
Figure 2009155939
透水型保水性樹脂モルタル16は、アスファルト混合物13の空隙部に擦り込まれて圧入されることで充填されている。このようにして形成された透水保水層17は、透水型保水性舗装1の表面に配置される層であって、10〜15mmの厚さを有している。透水保水層17と単粒砂充填層15とは、合わせて30〜40mmの厚さを有している。
次に、第一実施形態に係る歩道用の透水型保水性舗装の構成を説明する。図2は、本発明に係る歩道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第一の形態を示した断面図である。
図2に示すように、かかる透水型保水性舗装2は、路床10の上に路盤21が形成されている。路盤21は、従来の道路と同様に施工されており、たとえば、最大粒径40〜20mmの粒径材料21a(たとえば、粒度調整砕石M−40(40〜0mm)、M−30(30〜0mm)、M−20(20〜0mm)やクラッシャランC−40(40〜0mm)、C−30(30〜0mm)、C−20(20〜0mm)等)を、100〜150mmの厚さに敷設して転圧する等して形成されている。これは、車道用の透水型保水性舗装1と比較して、路面にかかる荷重が少なくて済むので、薄く形成されている。また、かかる透水型保水性舗装2は、路盤21の上に、不織布22が敷設されている。不織布22は、1mm程度の厚さを有しており、180℃程度の耐熱性を有するものが用いられている。不織布22は、たとえば、ビニロン等の耐熱性を有する材質にて構成されており、水は透過させるが、単粒砂14は透過させない構成となっている。
不織布22の上には、母体となるアスファルト混合物13の空隙部13b(図3の(e)参照)に単粒砂14を充填してなる単粒砂充填層15が形成されている。また、単粒砂充填層15の上には、透水性と保水性とを兼ね備えた透水保水層17が形成されている。これら単粒砂充填層15と透水保水層17は、車道用の透水型保水性舗装1と同様の構成であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。
次に、前記構成の歩道用の透水型保水性舗装2の施工方法を、図3および図4を参照しながら説明する。
まず、図3の(a)に示すように、転圧などによって表面が平らに整地された路床10の上に、粒径材料21aを100〜150mmの厚さに敷設して転圧する等して路盤21を整正して形成する(図4のStep1−1)。この工程は通常の道路施工と同様に実施する。その後、図3の(b)に示すように、路盤11の上に不織布22を敷設する(図4のStep1−2)。なお、車道用の透水型保水性舗装1を施工する場合は、図1に示すように、厚さが200〜800mmの路盤11上に、アスファルト混合物12aにて構成される基層12を形成する。
そして、図3の(c)に示すように不織布22の上に、母体となるアスファルト混合物13を30〜40mmの範囲の所定の厚さで敷設する(図4のStep1−3)。ここで、アスファルト混合物13は、最大粒径が20〜13mmで、空隙率が20〜25%となっている。
その後、図3の(d)に示すように、敷設されたアスファルト混合物13の温度が常温(気温と同程度)まで下がったら、アスファルト混合物13の表面に振動ローラ25等を用いて振動を加えながら、アスファルト混合物13の空隙部13a(図3の(c)参照)に単粒砂14を撒きながら充填する(図4のStep1−4)。このとき、振動は単粒砂14に直接加えるのではなく、アスファルト混合物13の表面に加えるようにする。このようにすれば、単粒砂14が空隙部13aで締め固まることがなく、アスファルト混合物13の層の底部から表面に亘って、空隙部13aの全体に均一に分散して充填されることとなる。また、アスファルト混合物13は、最大粒径が20〜13mmで、空隙率が20〜25%であって、単粒砂14は、粒径が0.2〜0.8mm程度であるので、単粒砂14がアスファルト混合物13の空隙部13aで詰まることなく、底部から順次充填されていく。また、このときアスファルト混合物13の下部には不織布22が敷設されているので、単粒砂14が路盤21側に流出することはない。
そして、図3の(e)に示すように、単粒砂14の充填が完了後、吸引機26等を用いて、アスファルト混合物13の表面から、単粒砂14の一部を10〜15mm程度の所定の厚さで吸引除去する(図4のStep1−5)。このとき、単粒砂14は締め固められてはいないので、円滑に吸引される。なお、単粒砂14の吸引深さは、吸引量あるいは吸引時間等で管理することができる。
一方で、予め水分散型エポキシ系樹脂または水分散型アクリル系樹脂からなる水分散型樹脂に水を添加・混合してバインダ(図示せず)を形成しておく(図4のStep1−6)。そして、このバインダをStep1−5において吸引した単粒砂14あるいは別途の単粒砂に混合して透水型保水性樹脂モルタル16を形成する(図4のStep1−7)。
そして、図3の(f)に示すように、単粒砂14が吸引除去されたアスファルト混合物13の表面の空隙部13b(図3の(e)参照)に、透水型保水性樹脂モルタル16を擦り込む(図4のStep1−8)。透水型保水性樹脂モルタル16の擦り込みは、レーキ(図示せず)等を用いて、アスファルト混合物13の表面から押圧して押し込むようにする。最終的には、4t程度のゴム巻きローラ、タイヤローラまたはビブロプレート等を用いて空隙部13bに圧入する。
以上のような施工方法および構成によれば、水分散型樹脂に水を添加・混合してバインダを形成しているので、バインダの粘度が低くなり、バインダを単粒砂14等の細骨材の表面に均一に被膜させることができる。これによって、単粒砂14(細骨材)の全体に亘って、単粒砂14同士が所定の間隔で確実に固着され、単粒砂14間の間隙を保水に適切な寸法に保持することができる。また、バインダには親水性の水分散型樹脂が用いられているので、バインダが水をはじくことがなく、単粒砂14間の間隙に水を円滑に流入させることができ、確実に保水することが可能となる。一方、細骨材間の間隙が水で満たされ飽和状態になると、余剰水は単粒砂14間の間隙を流れて下方へ排水される。このとき、単粒砂14はバインダによって固定されているので、水と一緒に流されることはない。すなわち、かかる構成によれば、透水型保水性舗装の全体に亘って高い保水機能と透水機能とを併せて得ることができる。よって、路面およびその周辺の温度を下げることができるとともに、水たまりの発生を防止することができる。
また、前記の透水型保水性舗装2の施工方法によれば、透水型保水性樹脂モルタル16が擦り込まれた透水保水層17が透水型保水性舗装2の表面に形成されるので、透水型保水性舗装2の表層部での保水性が高く、保持された水が蒸発し易くなり温度低減効果が大きくなる。また、透水型保水性樹脂モルタル16の下部には単粒砂14が充填されているので、透水保水層17が飽和して流れた余剰水が下層に流下し、透水性と高い保水性を有する。なお、単粒砂14が充填されている単粒砂充填層15の下部には、不織布22が敷設されているので、単粒砂14が路床10に流出してしまうことはない。
また、Step1−5における吸引部分は、10〜15mmの厚さとなっているので、保水スペースの容積を確保でき、保水量を所定量確保できるとともに、透水型保水性樹脂モルタル16を擦り込んで充填された単粒砂14の層まで確実に圧入することができる。これによって、単粒砂充填層15の単粒砂14と、透水保水層17の透水型保水性樹脂モルタル16とが接触して連続することとなり、単粒砂14に保水された水が、透水型保水性樹脂モルタル16へと供給されて路面から蒸発するので、路面およびその周囲の温度低減効果をさらに高めることができる。
一方、前記の透水型保水性舗装2の施工方法では、一旦充填した単粒砂14を吸引して、その空隙部13bに透水型保水性樹脂モルタル16を擦り込んでいるので、透水型保水性樹脂モルタル16の充填量を管理しやすく、透水保水層17を所望の厚さに容易に形成することができ、寸法精度を高めることができる。また、充填した単粒砂14を一旦吸引して、透水型保水性樹脂モルタル16を擦り込むことによって、風雨による単粒砂14の飛散、洗掘や流出を防止することができる。さらに、単粒砂14と透水型保水性樹脂モルタル16は、同一骨材であるので、充填した単粒砂14と透水型保水性樹脂モルタル16の擦り込み部との空隙径がほぼ同等になる。したがって、透水型保水性舗装の透水性および保水性が連続した一様のものになる。
以下に、本実施形態に係る透水保水層17と単粒砂充填層15とで構成された供試体を用いて行った物性試験について説明する。ここでは、骨材飛散抵抗性試験と、透水量を測定する試験と、保水性舗装室内照射試験を行った。
骨材飛散抵抗性試験と、透水量試験に用いられる供試体は、下記の表2に示すような配合で形成されており、一辺30×30cm×厚さ3cmの正方形の板状に形成されたものを用いている。供試体の透水保水層17と単粒砂充填層15の厚さの割合は、3:7である。
Figure 2009155939
表2に示すように、前記試験には、二つの供試体が用いられる。各供試体の母体となるアスファルト混合物は最大粒径13mmで空隙率25%のものが用いられ、単粒砂は粒径が0.3〜1.2mmのものが用いられている。一方の供試体Aは、透水型保水性樹脂モルタルの各材料の配合が、単粒砂(粒径0.3〜0.8mm):90.9重量%、水分散型樹脂:7.5重量%、水:1.5重量%であり、他方の供試体Bは、透水型保水性樹脂モルタルの各材料の配合が、単粒砂:95.2重量%、水分散型樹脂:3.7重量%、水:1.1重量%となっている。
骨材飛散抵抗性試験は、公知のウェットトラック磨耗試験機に準じた試験機を用いて、国際スラリー舗装協会(ISSA:International Slurry Surfacing Association)で規定されたゴムホースを供試体に水平に設置し、5kgで載荷し、ゴムホースを自転117rpm、公転35.5rpmの遊星運動で規定の時間、連続運転を行って骨材飛散抵抗性を求めた。評価は、試験前後の供試体重量差比率とした(重量差/試験前重量×100(%))。ここで、供試体Aでは骨材飛散抵抗性が0.5%で、供試体Bでは骨材飛散抵抗性が5.0%となり、良好な結果が得られた。特に、表2より透水型保水性樹脂モルタルの水分散型樹脂の配合量(添加量)が多い供試体Aの方が、骨材飛散抵抗性が小さく良好であることが判った。
透水量測定試験は、舗装調査・試験法便覧 第1分冊の「S025現場透水量試験方法」に準拠して行う。ここで、透水量は、供試体Aでは、15秒で400mlであり、供試体Bでは、15秒で1300mlであり、十分な透水性を有することが判った。また、透水型保水性樹脂モルタルの水分散型樹脂の配合量が少ない供試体Bの方が、透水量が多いことが判った
保水性舗装室内照射試験に用いられる供試体は、下記の表3に示すような配合で形成されており、一辺30×30cm×厚さ5cmの正方形の板状に形成されたものを用いている。供試体の透水保水層17と単粒砂充填層15の厚さの割合は、3:7であって、厚さ5cmの場合で、透水保水層17は厚さ1.5cm、単粒砂充填層15は厚さ3.5cmである。
Figure 2009155939
表3に示すように、前記供試体Cでは、母体となるアスファルト混合物は最大粒径13mmで空隙率25%のものが用いられ、単粒砂は粒径が0.3〜1.2mmのものが用いられている。透水型保水性樹脂モルタルの各材料の配合は、単粒砂(粒径0.3〜0.8mm)89.3重量%、水分散型樹脂8.9重量%、水1.8重量%となっている。
保水性舗装室内照射試験は、保水性研究会技術資料の付録−1「保水性舗装室内照射試験方法」に準拠して行う。具体的には、図5に示すような試験装置100を用いて行われる。試験装置100は、所定の高さに設置されるランプ101と、供試体102(供試体C)の周辺部と下部を覆う断熱材103と、供試体102の表面に設けられる熱電対104とを備えて構成されており、ランプ101で供試体102を照射しながら、熱電対104で供試体102表面の温度を計測するようになっている。
試験手順は、まず、本発明に係る表3に示した配合の供試体102および標準舗装の供試体(図示せず)を作成して、それらの表面に熱電対104を3箇所ずつに設置する。そして、標準舗装の供試体を水浸養生した後に、断熱材103を設けて断熱処理を行う。その後、ランプ101の照射を行い、ランプ101の設置高さHの調整を行う。
ランプ101の照射によって、2〜4時間で標準舗装の供試体の表面温度が60℃となる高さHに、ランプ101が設置されたならば、本発明に係る供試体102を、水浸養生(20℃で12時間以上)した後に、断熱材103(発泡スチロール)を供試体102の周辺部と下部を覆うように設けて断熱処理を行う。そして、ランプ101を照射し、測定を開始する。このとき、供試体102は表面乾燥状態であることを確認する。そして、照射時間が4時間に達したら試験を終了する。そして、標準舗装の供試体の表面温度が60℃に達した照射時間における供試体102の表面温度を求め、その温度差を温度低減効果として評価する。なお、今回の試験では、本発明に係る供試体102の他に、従来型の保水性舗装の供試体も作成して同様の試験を行った。
図6に保水性舗装室内照射試験の試験結果を示す。図6に示すように、本発明に係る透水型保水性舗装の供試体Cでは、標準舗装の表面温度が60℃に達した経過時間(照射時間)180分の時点で、表面温度は約50℃である。また、従来の保水性舗装の供試体では、経過時間180分の時点で、約35℃である。すなわち、本発明に係る透水型保水性舗装の供試体では、従来の保水性舗装程の温度低減効果は得られないが、約10℃といった高い温度低減効果を得られたといえる。
[第二実施形態]
次に、第二実施形態に係る車両用の透水型保水性舗装の構成を説明する。図7は、本発明に係る車道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第二の形態を示した断面図である。
図7に示すように、かかる透水型保水性舗装3は、路床10の上に路盤11および基層12が下部から順に形成されている。路盤11および基層12は、第一実施形態と同じく従来の道路と同様に施工されている。
基層12の上には、透水性と保水性とを兼ね備えた散布タイプ透水保水層37が形成されている。散布タイプ透水保水層37は、母体となるアスファルト混合物33の空隙部33a(図9の(c)参照)に単粒砂34(図9の(d)参照)を充填した後に、予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダ38(図9の(e)参照)を、アスファルト混合物33の表面から散布して、単粒砂34に浸透させることで形成されている。単粒砂34にバインダ38を散布することで透水型保水性樹脂モルタル39が形成されており、この透水型保水性樹脂モルタル39は、アスファルト混合物33の空隙部33aに充填された構成となっている。このように形成される散布タイプ透水保水層37は、透水型保水性舗装3の表面に配置される層であって、30〜40mmの厚さを有している。
アスファルト混合物33は、第一実施形態のアスファルト混合物13と同様に、粗骨材、細骨材やアスファルト等を所定の割合で混合して構成されており、最大粒径が20〜13mmで、空隙率が20〜25%のものが用いられている。また、アスファルト混合物33の空隙部に充填される単粒砂34は、第一実施形態の単粒砂14と同様に、粒径が0.2〜0.8mmのものが使用されている。
バインダ38は、水分散型樹脂に水を添加・混合して形成されている。水分散型樹脂は、水分散型エポキシ系樹脂または水分散型アクリル系樹脂が用いられている。水分散型樹脂と水の配合率(重量%)は、下記の表4にしめすように、水分散型樹脂:33.3〜70重量%、水:66.7〜30重量%といった比率となっている。
Figure 2009155939
表4に示すように、バインダ38の散布量は、200〜700g/mである。
次に、第二実施形態に係る歩道用の透水型保水性舗装の構成を説明する。図8は、本発明に係る歩道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第二の形態を示した断面図である。
図8に示すように、かかる透水型保水性舗装4は、路床10の上に路盤21が形成されている。路盤21は、第一実施形態と同じく従来の道路と同様に施工されている。また、かかる透水型保水性舗装4は、路盤21の上に、不織布22が敷設されている。不織布22は、第一実施形態と同じく1mm程度の厚さを有しており、180℃程度の耐熱性を有するものが用いられている。
不織布22の上には、散布タイプ透水保水層37が形成されている。この散布タイプ透水保水層は、車道用の透水型保水性舗装3と同様の構成であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。
次に、前記構成の車道用の透水型保水性舗装3の施工方法を、図9および図10を参照しながら説明する。
まず、図9の(a)に示すように、転圧などによって表面が平らに整地された路床10の上に、粒径材料11aを200〜800mmの厚さに敷設して転圧する等して路盤11を整正して形成する(図10のStep2−1)。その後、図9の(b)に示すように、路盤11の上にアスファルト混合物12aを50〜100mmの厚さに敷設して転圧する等して基層12を形成する。(図10のStep2−2)。なお、歩道用の透水型保水性舗装4を施工する場合は、図8に示すように、厚さが100〜150mmの路盤21上に、不織布22を敷設する。
そして、図9の(c)に示すように基層12の上に、母体となるアスファルト混合物33を30〜40mmの範囲の所定の厚さで敷設する(図10のStep2−3)。ここで、アスファルト混合物33は、最大粒径が20〜13mmで、空隙率が20〜25%となっている。
その後、図9の(d)に示すように、敷設されたアスファルト混合物33の温度が常温(気温と同程度)まで下がったら、アスファルト混合物33の表面に振動ローラ等を用いて振動を加えながら、アスファルト混合物33の空隙部33a(図9の(c)参照)に単粒砂34を撒きながら充填する(図10のStep2−4)。このとき、振動は単粒砂34に直接加えるのではなく、アスファルト混合物33の表面に加えるようにする。
一方で、予め水分散型エポキシ系樹脂または水分散型アクリル系樹脂からなる水分散型樹脂に水を添加・混合してバインダ38(図9の(e)参照))を形成しておく(図10のStep2−5)。
そして、図9の(e)に示すように、スプレーヤー35等を用いて、アスファルト混合物33の表面から、バインダ38を散布して単粒砂34に浸透させる(図10のStep2−6)。このとき、単粒砂34は締め固められてはいなく、また、バインダ38は、液状になっているので、円滑に単粒砂34に浸透する。なお、スプレーヤー35は、圧縮空気を利用したスプレーヤーではなく、ギヤ式のエアレススプレーヤーを用いるのが好ましい。これによれば、単粒砂34が圧縮空気により飛散するのを防止できる。
以上の工程によって、図7に示した透水型保水性舗装3が完成する。以上のような施工方法および構成によれば、透水型保水性舗装3全体に亘って高い保水機能と透水機能とを併せて得ることができるといった作用効果の他に、以下のような作用効果が得られる。本実施形態によれば、バインダ38は、水分散型樹脂に水を添加・混合して形成しているので、粘度が低い。そのため、バインダ38を、アスファルト混合物33の表面から散布するといった簡単な作業で、単粒砂34に浸透させて散布タイプ透水保水層37を形成することができ、施工にかかる手間と時間を大幅に低減することができる。さらに、バインダ38が浸透することにより形成される散布タイプ透水保水層37の厚さを、第一実施形態よりも大きく確保することができ、一様な層(散布タイプ透水保水層37)を構築することができるので、透水型保水性舗装3の透水性および保水性をより一層高めることができる。
以下に、本実施形態に係る散布タイプ透水保水層37で構成された供試体を用いて行った物性試験について説明する。ここでは、透水量を測定する試験と、吸水率を測定する試験を行った。
透水量試験に用いられる供試体は、下記の表5に示すような配合で形成されており、一辺30×30cm×厚さ3cmの正方形の板状に形成されたものを用いている。
Figure 2009155939
表5に示すように、前記試験には、二つの供試体が用いられる。各供試体の母体となるアスファルト混合物は最大粒径13mmで空隙率25%のものが用いられ、単粒砂は粒径が0.2〜0.4mmの6号硅砂と、粒径が0.3〜0.8mmの5号硅砂が用いられている。一方の供試体D(単粒砂34が6号硅砂)は、バインダ38を構成する各材料の配合が、水分散型樹脂:70重量%、水:30重量%で、バインダ38の散布量が350g/mであり、他方の供試体E(単粒砂34が5号硅砂)は、バインダ38を構成する各材料の配合が、水分散型樹脂:70重量%、水:30重量%で、バインダ38の散布量が200g/mとなっている。
透水量測定試験は、舗装調査・試験法便覧 第1分冊の「S025現場透水量試験方法」に準拠して行う。ここで、透水量は、供試体Dでは、15秒で250mlであり、供試体Eでは、15秒で700mlであり、十分な透水性を有することが判った。また、アスファルト混合物33の空隙部33aに充填される単粒砂34の粒径が大きい供試体Eの方が、透水量が多いことが判った。
吸水率試験に用いられる供試体は、下記の表6に示すような配合で形成されており、直径10cm、厚さ3cmの円柱状に形成されたものを用いている。
Figure 2009155939
表6に示すように、前記試験には、二つの供試体が用いられる。各供試体の母体となるアスファルト混合物は最大粒径13mmで空隙率25%のものが用いられ、単粒砂は粒径が0.2〜0.4mmの6号硅砂と、粒径が0.3〜0.8mmの5号硅砂が用いられている。単粒砂34が6号硅砂である供試体Fおよび単粒砂34が5号硅砂である供試体Gは、ともに、バインダ38を構成する各材料の配合が、水分散型樹脂:33.3重量%、水:66.7重量%で、バインダ38の散布量が700g/mとなっている。
吸水率試験は、舗装調査・試験法便覧 第3分冊の「保水材の最大吸水率試験法」に準拠して行う。吸水率試験の結果は、図11に示すように、供試体Fでは、試験開始後5分で吸水率が83%程度まで急激に上昇し、その後は徐々に上昇して60分経過時点で、約93%となる。一方、供試体Gでは、試験開始後5分で吸水率が88%程度まで急激に上昇し、その後は徐々に上昇して60分経過時点で、約100%となる。以上のように、本実施形態の透水型保水性舗装3,4では、十分な吸水率を得られた。
[第三実施形態]
次に、第三実施形態に係る車両用の透水型保水性舗装の構成を説明する。図12は、本発明に係る車道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第三の形態を示した断面図である。
図12に示すように、かかる透水型保水性舗装5は、路床10の上に路盤11および基層12が下部から順に形成されている。路盤11および基層12は、第一および第二実施形態と同じく従来の道路と同様に施工されている。
基層12の上には、透水性と保水性とを兼ね備えた混合タイプ透水保水層55が形成されている。混合タイプ透水保水層55は、粗骨材53と、単粒砂等の細骨材と、予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダとを混合させて舗装材51を形成し、この舗装材51を路盤または基層12上(歩道の場合は路盤21上)に敷設することで形成されている。混合タイプ透水保水層55は、透水型保水性舗装5の表面に配置される層であって、30〜40mmの厚さを有している。なお、混合タイプ透水保水層55は完成した状態で、細骨材とバインダとで透水型保水性樹脂モルタル54が構成され、この透水型保水性樹脂モルタル54内に微細な空隙を有し、粗骨材53の隙間に充填された構造となっている。
粗骨材53は、粒径が5〜13mmの6号砕石、または粒径2.5〜5mmの7号砕石が用いられている。細骨材は、粒径0.2〜0.8mmの単粒砂(6号硅砂または5号硅砂)が用いられている。水分散型樹脂は、水分散型エポキシ系樹脂または水分散型アクリル系樹脂が用いられており、予め水を添加・混合してバインダが形成されている。水分散型樹脂と水の配合率は、下記の表7にしめすように、水分散型樹脂:76.9〜83.3重量%で、水:23.1〜16.7重量%といった比率となっている。
Figure 2009155939
また、粗骨材53、細骨材、バインダおよび混合される空気量の比率(容積配合率)は、粗骨材:45〜50%、細骨材:20〜30%、バインダ:4〜10%、空気量:15〜25%となっている。
次に、第三実施形態に係る歩道用の透水型保水性舗装の構成を説明する。図13は、本発明に係る歩道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第三の形態を示した断面図である。
図13に示すように、かかる透水型保水性舗装6は、路床10の上に路盤21が形成されている。路盤21は、第一実施形態および第二実施形態と同じく、厚さ100〜150mmで従来の道路と同様に施工されている。なお、本実施形態では、不織布は敷設されていない。これは、混合タイプ透水保水層55は、路盤21上に形成しても、混合物として適度な粘性を有しているため、細骨材分が流出することがないためである。
路盤21の上には、混合タイプ透水保水層55が形成されている。この混合タイプ透水保水層55は、車道用の透水型保水性舗装5と同様の構成であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。
次に、第三実施形態の透水型保水性舗装5,6の施工方法を、図14を参照しながら説明する。
図14に示すように、まず、転圧などによって表面が平らに整地された路床の上に、粒径材料を100〜150mm(歩道用)または200〜800mm(車道用)の厚さに敷設して転圧する等して路盤を整正して形成する(Step3−1)。この工程は通常の道路施工と同様に実施する。なお、車道用の透水型保水性舗装の場合は、路盤の上に、アスファルト混合物にて構成される基層を50〜100mmの厚さで形成する。
その後、前記粗骨材と細骨材とをドライ混合する(Step3−2)。ドライ混合は、粗骨材と細骨材とが均一に分散できるように、約30秒かけて行う。なお、混合の時間は、粗骨材と細骨材の分量によって決定されるものであって、30秒に限定されるものではない。ここで、粗骨材は、6号砕石または7号砕石が用いられ、細骨材は6号硅砂または5号硅砂が用いられており、表7に示した比率となるように配合されている。
このドライ混合とは別に、水分散型エポキシ樹脂の主剤および硬化剤(外観は、主剤が赤色液体、硬化剤が淡黄色透明液体)の混合を約30秒行った(Step3−3)後に、この水分散型樹脂に水を加えて、約30秒混合を行って(Step3−4)バインダを形成する。なお、混合の時間は、水分散型樹脂の主剤と硬化剤、または水分散型樹脂と水とが均一に分散できる時間であればよく、30秒に限定されるものではない。
その後、粗骨材と細骨材とを混合した骨材にバインダを添加して、約90秒かけてウェット混合して(Step3−5)、舗装材を形成する。混合時間は、骨材とバインダが均一に分散するとともに、各骨材とバインダと空気量が表7に示した比率となるように決定されるものであって、90秒に限定されるものではない。
そして、人力またはアスファルトフィニッシャによって、前記の舗装材を、路盤または基層上に排出して敷き均しする(Step3−6)。その後、ローラおよびビブロプレートを用いて、敷き均しされた舗装材を転圧して(Step3−7)、厚さが30〜40mmの混合タイプ透水保水層55を形成し(図12および図13参照)、その後、1日程度養生する(Step3−8)ことで、透水型保水性舗装5(図12参照)または透水型保水性舗装6(図13参照)が完成する。
以上のような施工方法および構成によれば、粗骨材53と、単粒砂等の細骨材と、予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダとを混合させて舗装材51を形成し、この舗装材51を敷設するといった簡単な作業で、混合タイプ透水保水層55を形成しており、透水型保水性舗装全体に亘って高い保水機能と透水機能とを併せて得ることができるといった作用効果の他に、施工にかかる手間と時間を大幅に低減できるといった作用効果も得られる。
特に、水分散型樹脂に水を添加・混合してバインダを形成しているので、バインダの粘度が低く、バインダを粗骨材および細骨材の全体に亘って均一に分散させることができ、混合タイプ透水保水層55の表面から底面の全体にわたって、均一な断面の混合タイプ透水保水層55を構築することができるとともに、均一な保水機能と透水機能を得ることができる。
以下に、本実施形態に係る混合タイプ透水保水層55で構成された供試体を用いて行った物性試験について説明する。ここでは、骨材飛散抵抗性試験と、透水量および透水係数を測定する試験と、吸水量を測定する試験と、保水性舗装室内照射試験を行った。
骨材飛散抵抗性試験と、透水量試験に用いられる供試体は、下記の表8に示すような配合で形成されており、一辺30×30cm×厚さ3cmの正方形の板状に形成されたものを用いている。
Figure 2009155939
表8に示すように、前記試験には、二つの供試体が用いられる。各供試体の粗骨材は、粒径が5〜13mmの6号砕石、または粒径2.5〜5mmの7号砕石が用いられ、細骨材は、粒径0.2〜0.8mmの単粒砂(6号硅砂または5号硅砂)が用いられている。
一方の供試体H(配合名称:バインダ2.5重量%)は、各材料の容積配合率が、粗骨材:49.4%、細骨材:23.7%、バインダ:4.6%、空気量:22.4%となっている。バインダの配合率は、水分散型樹脂:83.3重量%、水:16.7重量%となっている。他方の供試体I(配合名称:バインダ5.0重量%)は、各材料の容積配合率が、粗骨材:49.3%、細骨材:23.6%、バインダ:9.2%、空気量:17.9%となっている。バインダの配合率は、水分散型樹脂:83.3重量%、水:16.7重量%となっている。
骨材飛散抵抗性試験は、公知のウェットトラック磨耗試験機に準じた試験機を用いて、国際スラリー舗装協会(ISSA:International Slurry Surfacing Association)で規定されたゴムホースを供試体に水平に設置し、5kgで載荷し、ゴムホースを自転117rpm、公転35.5rpmの遊星運動で規定の時間、連続運転を行って骨材飛散抵抗性を求めた。評価は、試験前後の供試体重量差比率とした(重量差/試験前重量×100(%))。ここで、供試体Hでは骨材飛散抵抗性が0.1%で、供試体Iでは骨材飛散抵抗性が0.0%となり、良好な結果が得られた。また、表8に示すバインダの配合量(添加量)では、供試体Hと供試体Iとも同程度の骨材飛散抵抗性を示した。
透水量測定試験は、舗装調査・試験法便覧 第1分冊の「S025現場透水量試験方法」に準拠して行う。ここで、透水量は、供試体Hでは、15秒で1250mlであり、供試体Iでは、15秒で650mlであり、十分な透水性を有することが判った。また、空気量の多い供試体Hの方が、透水量が多いことが判った。透水係数は、供試体Hでは、1×10−1であり、供試体Iでは、4×10−2であり、十分な透水性を有することが判った。また、バインダの配合量(添加量)の多い供試体Iの方が、透水係数が小さいことが判った。
吸水量試験は、舗装調査・試験法便覧 第1分冊の「B012開粒度アスファルト混合物の透水試験方法」に準拠して行う。吸水量試験の結果は、図15に示すように、供試体Hでは、試験開始後5分で吸水量が110g程度まで急激に上昇し、その後は徐々に上昇して30分経過時点で、約130gとなる。一方、供試体Iでは、試験開始後5分で吸水量が100g程度まで急激に上昇し、その後は徐々に上昇して30分経過時点で、約125gとなる。なお、従来型の保水性舗装では、試験開始後5分で吸水量が75g程度まで急激に上昇し、その後は徐々に上昇して30分経過時点で、約150gとなる。以上のように、最終的には、従来型の保水性舗装の方が、吸水量は多いものの、本実施形態の透水型保水性舗装5,6は、短時間で十分な吸水量を得られるので、水たまりが発生しにくい。また、バインダの配合量(添加量)の多い供試体Iの方が、吸水量が低いことが判った。
保水性舗装室内照射試験は、第一実施形態と同様に、保水性研究会技術資料の付録−1「保水性舗装室内照射試験方法」に準拠して行う。保水性舗装室内照射試験の試験結果は図16に示すように、供試体Hでは、標準舗装の表面温度が60℃に達した経過時間(照射時間)180分の時点で、表面温度は約52℃で、供試体Iでは、約50℃である。また、従来の保水性舗装の供試体では、経過時間180分の時点で、約40℃である。すなわち、本発明に係る透水型保水性舗装の供試体では、従来の保水性舗装程の温度低減効果は得られないが、約8〜10℃といった高い温度低減効果を得られたといえる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であるのは勿論である。
本発明に係る車道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第一の形態を示した断面図である。 本発明に係る歩道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第一の形態を示した断面図である。 (a)乃至(e)は、本発明に係る透水型保水性舗装の施工方法を実施するための最良の第一の形態を示した工程断面図である。 本発明に係る透水型保水性舗装の施工方法を実施するための最良の第一の形態を示したフローチャート図である。 保水性舗装室内照射試験装置を示した構成図である。 室内照射試験における経過時間と表面温度との関係を示したグラフである。 本発明に係る車道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第二の形態を示した断面図である。 本発明に係る歩道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第二の形態を示した断面図である。 (a)乃至(e)は、本発明に係る透水型保水性舗装の施工方法を実施するための最良の第二の形態を示した工程断面図である。 本発明に係る透水型保水性舗装の施工方法を実施するための最良の第二の形態を示したフローチャート図である。 吸水率試験における経過時間と吸水率との関係を示したグラフである。 本発明に係る車道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第三の形態を示した断面図である。 本発明に係る歩道用の透水型保水性舗装を実施するための最良の第三の形態を示した断面図である。 本発明に係る透水型保水性舗装の施工方法を実施するための最良の第三の形態を示したフローチャート図である。 吸水率試験における経過時間と吸水率との関係を示したグラフである。 室内照射試験における経過時間と表面温度との関係を示したグラフである。
符号の説明
1 透水型保水性舗装
2 透水型保水性舗装
13 アスファルト混合物
13b 空隙部
14 単粒砂
16 透水型保水性樹脂モルタル
17 透水保水層
22 不織布
3 透水型保水性舗装
4 透水型保水性舗装
33 アスファルト混合物
33a 空隙部
34 単粒砂
37 散布タイプ透水保水層(透水保水層)
39 透水型保水性樹脂モルタル
5 透水型保水性舗装
6 透水型保水性舗装
51 舗装材
53 粗骨材
55 混合タイプ透水保水層(透水保水層)

Claims (6)

  1. 透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装であって、
    水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダを単粒砂等の細骨材と混合して構成される透水型保水性樹脂モルタルを、母体となるアスファルト混合物または粗骨材の空隙部に充填して透水保水層を形成した
    ことを特徴とする透水型保水性舗装。
  2. 前記水分散型樹脂は、水分散型エポキシ系樹脂または水分散型アクリル系樹脂からなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の透水型保水性舗装。
  3. 透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装の施工方法であって、
    路盤または基層上に母体となるアスファルト混合物を敷設し、
    このアスファルト混合物の表面に振動を加えながら、前記アスファルト混合物の空隙部に単粒砂を充填し、
    前記アスファルト混合物の表面から前記単粒砂の一部を所定の厚さで吸引除去し、
    予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダを、単粒砂等の細骨材と混合して透水型保水性樹脂モルタルを形成し、
    前記単粒砂が吸引除去された前記アスファルト混合物の表面の空隙部に、前記透水型保水性樹脂モルタルを擦り込む
    ことを特徴とする透水型保水性舗装の施工方法。
  4. 透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装の施工方法であって、
    路盤または基層上に母体となるアスファルト混合物を敷設し、
    このアスファルト混合物の表面に振動を加えながら、前記アスファルト混合物の空隙部に単粒砂を充填し、
    予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダを、前記アスファルト混合物の表面から散布して前記単粒砂に浸透させる
    ことを特徴とする透水型保水性舗装の施工方法。
  5. 前記路盤の上に不織布を敷設した後に、前記アスファルト混合物を敷設する
    ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の透水型保水性舗装の施工方法。
  6. 透水性と保水性とを兼ね備えた透水型保水性舗装の施工方法であって、
    粗骨材と、単粒砂等の細骨材と、予め水分散型樹脂に水を添加・混合してなるバインダとを混合させて舗装材を形成し、
    この舗装材を路盤または基層上に敷設する
    ことを特徴とする透水型保水性舗装の施工方法。
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