JP2010071066A - 路盤の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】膨張性がある路盤について、膨張による隆起や破壊を適切に予防することができる補修方法を提供する。
【解決手段】膨張性のある路盤材の敷設層Ａの上層にアスファルトコンクリート層Ｂが設けられた路盤の補修方法であって、敷設層Ａをアスファルトコンクリート層Ｂとともにカッターで切断してカッター溝Ｇを形成した後、カッター溝Ｇ内に敷設層Ａの膨張を吸収できる充填材Ｆを充填するか、若しくは、敷設層Ａのカッター溝Ｇを敷設層Ａの膨張を吸収する空隙部Ｈとする。敷設層Ａの一部分を略全層厚方向でカッター溝Ｇで除去することにより、敷設層Ａの膨張によってそれまでに蓄積されてきたひずみが開放されるとともに、充填材Ｆまたは空隙部Ｈが補修後の敷設層Ａの膨張を吸収するので、敷設層Ａの膨張による隆起・破壊などを適切に予防することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、膨張による隆起や破壊を生じる恐れがある路盤を、膨張による隆起や破壊の予防を目的として補修するための補修方法に関するものである。

従来、道路や駐車場などの路盤材としては、天然系の材料の他に、コンクリート廃材や鉄鋼スラグなどが用いられている。施工した路盤材に、遊離ＣａＯ、遊離ＭｇＯ、或いはエトリンガイト（3CaO・Al_２O_３・3CaSO_４・32H_２O）鉱物を生成する成分が含まれていると、遊離ＣａＯや遊離ＭｇＯによる水和物の生成、或いはエトリンガイトの生成によって路盤が膨張し、この膨張量が大きい場合には、路盤が隆起して舗装が隆起・破壊したり、舗装に隣接した構造物が破壊されるなどの問題を生じることがある。

上記のような問題に対して、従来では適切な予防策はなく、実際に舗装面に隆起や破壊（亀裂など）が発見された場合に、その異常部分を除去して路盤およびアスファルトコンクリートの再施工を行うといった補修が行われていた。
したがって本発明の目的は、膨張性がある路盤について、膨張による隆起や破壊を適切に予防することができる路盤の補修方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、以下を要旨とするものである。
［1］膨張性のある路盤材敷設層（Ａ）の上層にアスファルトコンクリート層（Ｂ）が設けられた路盤の補修方法であって、
路盤材敷設層（Ａ）をアスファルトコンクリート層（Ｂ）とともにカッターで切断してカッター溝（Ｇ）を形成した後、該カッター溝（Ｇ）内に、路盤材敷設層（Ａ）の膨張を吸収できる充填材（Ｆ）を充填することを特徴とする路盤の補修方法。
［2］上記［1］の補修方法において、路盤材敷設層（Ａ）に形成されたカッター溝（Ｇ）内に、路盤材敷設層（Ａ）の膨張を吸収できる充填材（Ｆ）を充填し、アスファルトコンクリート層（Ｂ）に形成されたカッター溝（Ｇ）内に他の充填材を充填することを特徴とする路盤の補修方法。
［3］上記［1］または［2］の補修方法において、充填材（Ｆ）が、液状でカッター溝（Ｇ）内に注入された後、固化または硬化するものであることを特徴とする路盤の補修方法。
［4］上記［3］の補修方法において、充填材（Ｆ）が、発泡セメントミルクであることを特徴とする路盤の補修方法。

［5］膨張性のある路盤材敷設層（Ａ）の上層にアスファルトコンクリート層（Ｂ）が設けられた路盤の補修方法であって、
路盤材敷設層（Ａ）をアスファルトコンクリート層（Ｂ）とともにカッターで切断してカッター溝（Ｇ）を形成した後、アスファルトコンクリート層（Ｂ）に形成されたカッター溝（Ｇ）内に充填材（Ｄ）を充填し、路盤材敷設層（Ａ）に形成されたカッター溝（Ｇ）を、路盤材敷設層（Ａ）の膨張を吸収する空隙部（Ｈ）とすることを特徴とする路盤の補修方法。
［6］上記［5］の補修方法において、充填材（Ｄ）を支持するためのバックアップ材（Ｅ）を、充填材（Ｄ）の下端位置に設置することを特徴とする路盤の補修方法。
［7］上記［1］〜［6］のいずれかの補修方法において、路盤材敷設層（Ａ）の平面に対して、カッター溝（Ｇ）を並列状または格子状に設けることを特徴とする路盤の補修方法。

本発明によれば、路盤を構成する膨張性のある路盤材敷設層（Ａ）の一部分を略全層厚方向でカッター溝（Ｇ）で除去することにより、路盤材敷設層（Ａ）の膨張によってそれまでに蓄積されてきたひずみ（膨張圧）が開放されるとともに、カッター溝（Ｇ）に充填された充填材（Ｆ）またはカッター溝（Ｇ）で構成される空隙部（Ｈ）が補修後の路盤材敷設層（Ａ）の膨張を吸収するので、路盤材敷設層（Ａ）の膨張による隆起・破壊などを適切に予防することができる。

本発明法の一実施形態を工程順に示す説明図 本発明法の他の実施形態（補修完了後の状態）を示す説明図 本発明法の他の実施形態（補修完了後の状態）を示す説明図 本発明法の他の実施形態を工程順に示す説明図 本発明法において、路盤材敷設層Ａの平面に対するカッター溝Ｇの設置形態を例示した説明図

本発明の路盤の補修方法は、膨張性のある路盤材敷設層Ａの上層にアスファルトコンクリート層Ｂが設けられた路盤の補修方法であって、路盤材敷設層Ａをアスファルトコンクリート層Ｂとともにカッターで切断してカッター溝Ｇを形成し、次いで、下記（イ）または（ロ）を行う。
（イ）カッター溝Ｇ内（少なくとも、路盤材敷設層（Ａ）に形成されたカッター溝（Ｇ）内）に、路盤材敷設層Ａの膨張を吸収できる充填材Ｆを充填する。
（ロ）アスファルトコンクリート層Ｂに形成されたカッター溝Ｇ内に充填材Ｄを充填し、路盤材敷設層Ａに形成されたカッター溝Ｇを、路盤材敷設層Ａの膨張を吸収する空隙部Ｈとする。
ここで、膨張性のある路盤材敷設層Ａとは、路盤材が遊離ＣａＯ、遊離ＭｇＯ、エトリンガイトを生成する成分などのような膨張原因成分を１種以上含むことにより、膨張性（膨張する性質）を有する敷設層のことである。

路盤材敷設層Ａの一部分を略全層厚方向でカッター溝Ｇにより除去することにより、路盤材敷設層Ａの膨張によってそれまでに蓄積されてきたひずみ（膨張圧）が開放される。また、カッター溝Ｇに充填された充填材Ｆまたはカッター溝Ｇで構成される空隙部Ｈは、補修後の路盤材敷設層Ａの膨張を吸収する。これにより、路盤材敷設層Ａの膨張による隆起・破壊などを適切に予防することができる。

図１（イ），（ロ）は、本発明による路盤の補修方法の一実施形態を工程順に示したものである。
図において、Ａは路盤を構成する路盤材敷設層（以下、単に「敷設層Ａ」という）、Ｂはこの敷設層Ａの上層に設けられるアスファルトコンクリート層、Ｃは敷設層Ａが設けられる路床である。前記敷設層Ａは、これを構成する路盤材（例えば、鉄鋼スラグ）が遊離ＣａＯ、遊離ＭｇＯ、或いはエトリンガイトを生成する成分を含むことにより、膨張性（膨張する性質）を有する。

本実施形態では、図１（イ）に示すように、アスファルトコンクリート層Ｂの表面からカッターを入れ、敷設層Ａの略全層厚をアスファルトコンクリート層Ｂとともに切断して、カッター溝Ｇを形成する。
次いで、図１（ロ）に示すように、カッター溝Ｇ内に敷設層Ａの膨張を吸収できる充填材Ｆを充填する。この充填材Ｆとしては、敷設層Ａの膨張を吸収できる適度な圧縮性を有するものであれば特別な制限はなく、例えば、従来目地材として広く使用されているものを適用できる。代表的なものとしては、注入後、固化または硬化する液状注入タイプと、板材、繊維材などの固形タイプがある。

液状注入タイプとしては、発泡セメントミルク、ゴムアスファルト、ゴム、ポリエチレン樹脂、ウレタン樹脂、ブローンアスファルト、ストレートアスファルト、ポリサルファイドなどがあり、これらの１種以上を用いることができる。これらの充填材は、液状でカッター溝Ｇ内に注入された後、（1）加熱状態からの冷却、（2）水和硬化、（3）反応による硬化、などにより固化または硬化する。一方、固形タイプとしては、ゴムスポンジ・樹脂発泡体系、瀝青系、瀝青繊維質系などの弾性変形可能な板材、鉱物質繊維などの繊維材、コルクなどが挙げられ、これらは固形の状態でカッター溝Ｇに装入される。ここで、敷設層Ａの膨張吸収の観点からは、圧縮率の大きい充填材Ｆを構成できる液状注入タイプが好ましい。
なお、充填材Ｆは、必ずしもカッター溝Ｇ内を完全に満たす必要はないが、少なくとも敷設層Ａに形成されたカッター溝Ｇを満たす必要はある。

上述した充填材の中で特に好適なものは、発泡セメントミルク（エアセメントミルク、気泡モルタルとも言う）である。この発泡セメントミルクは、水に気泡剤、粉状細骨材（例えば、炭酸カルシウムなど）、セメント（好ましくは超速硬セメント）を適量配合して発泡させたものである。
充填材として、粘弾性系の液状注入タイプのものを用いた場合には、充填材が路盤の膨張により圧縮されて舗装面にはみ出し、車両や歩行者の通行の障害となるおそれがある。これに対して、発泡セメントミルクによる充填材は、カッター溝Ｇ内に注入されて硬化した状態で、充填材としての形状を保つことができる基本性能を有するとともに、圧縮によって潰れやすい気泡モルタルを形成し、この気泡モルタルは路盤の膨張による圧縮を受けると圧潰され、粉化することで膨張を吸収する。また、この気泡モルタルは徐々に圧潰されて下方の路床上に崩落していくため、粘弾性系の液状注入タイプの充填材のように舗装面にはみ出すおそれがない。
このような発泡セメントミルクタイプの充填材は、水に気泡剤を添加し、電動泡立器などを用いて発泡させた上で、粉状細骨材（例えば、炭酸カルシウム粉）を添加し、適当な時間（例えば、１分間程度）練り混ぜ、さらにセメントを添加し、適当な時間（例えば、１分間程度）練り混ぜることにより得ることができる。

充填材Ｆとして発泡セメントミルクを用いる場合、発泡セメントミルクを図１（ロ）の形態のようにカッター溝Ｇの全体に充填してもよいが、特に、図２に示すような実施形態が好ましい。
図２の本実施形態は、カッター溝Ｇを形成する点は図１の実施形態と同様であるが、敷設層Ａに形成されたカッター溝Ｇ内にのみ発泡セメントミルクからなる充填材Ｆを充填し、その上のアスファルトコンクリート層Ｂに形成されたカッター溝Ｇ内には他の充填材Ｄを充填する。

前記充填材Ｄの材料に特別な制限はないが、特にアスファルトを含む液状注入タイプの充填材（例えば、アスファルトと樹脂および／またはゴムを主体とする加熱注入タイプの充填材）が好ましい。また、このような液状注入タイプのものを充填材として用いる場合には、充填材Ｄを支持するためのバックアップ材Ｅを、事前に充填材Ｄの下端位置に設置することが好ましい。このバックアップ材Ｅは、例えば、ゴムや樹脂（例えば、ポリウレタン、ポリエチレンなど）などからなる弾性変形可能な棒状体で構成される。

一方、充填材Ｆには、施工の簡便性などの点からは既製の固形タイプの充填材を用いるのが好ましいが、そのなかでも好適なものは、瀝青系、瀝青繊維質系の板材（瀝青板、瀝青繊維質板）である。瀝青板は、主成分であるアスファルトなどの瀝青物質に充填材（ゴム、コルク、鉱物質繊維などの１種以上）を混合し、圧延などによって板状に成形したものである。瀝青板は、通常、アスファルトなどの瀝青物質を７０mass％以上含んでおり、また、表裏面をアスファルト紙で覆ったものもある。市販品としては、ニチレキ（株）製の商品名「エラスタイト」などがある。また、瀝青繊維質板は、アスファルトなどの瀝青物質を繊維板に含浸させ、或いは繊維板の表面に塗布したものである。瀝青繊維質板は、通常、アスファルトなどの瀝青物質を５０mass％以上含んでおり、市販品としては、ニチレキ（株）製の商品名「セロタイト」などがある。

固形タイプの充填材として、瀝青板や瀝青繊維質板が好ましいのは、（i）板厚方向において大きな圧縮率で圧縮可能であり、高い膨張吸収能を有し、且つ圧縮による舗装面へのはみ出しが少ないこと、（ii）耐水性、耐腐食性に優れていること、（iii）カッターなどで簡単に切断できるため施工が容易であり、且つ軽量であること、などの理由による。
充填材Ｆとして瀝青板または／および瀝青繊維質板（以下、瀝青板を使用する場合を例に説明する。）を用いる場合、充填材Ｆを図１（ロ）の形態のようにカッター溝Ｇの全体に充填してもよいが、特に、図３に示すような実施形態が好ましい。

図３の本実施形態は、カッター溝Ｇを形成する点は図１の実施形態と同様であるが、敷設層Ａに形成されたカッター溝Ｇ内にのみ瀝青板からなる充填材Ｆを充填し、その上のアスファルトコンクリート層Ｂに形成されたカッター溝Ｇ内には他の充填材Ｄを充填する。この充填材Ｄおよび充填材Ｄを支持するためのバックアップ材Ｅなどについては、図２の実施形態と同様である。

図４（イ），（ロ）は、本発明による路盤の補修方法の他の実施形態を工程順に示したものである。
本実施形態では、図４（イ）に示すように、アスファルトコンクリート層Ｂの表面からカッターを入れ、敷設層Ａの略全層厚をアスファルトコンクリート層Ｂとともに切断して、カッター溝Ｇを形成する点は、図１の実施形態と同様である。
次いで、図４（ロ）に示すように、アスファルトコンクリート層Ｂに形成されたカッター溝Ｇ内に充填材Ｄを充填し、敷設層Ａに形成されたカッター溝Ｇを、敷設層Ａの膨張を吸収する空隙部Ｈとする。

前記充填材Ｄは、空隙部Ｈの蓋の役目をすればよいので、材料に特別な制限はなく、例えば、上述した充填材Ｆとして例示した材料と同じものを用いることができる。但し、液状タイプのものを注入した際に空隙部Ｈに流入する恐れがある場合には、充填材Ｄを支持するためのバックアップ材Ｅを、事前に充填材Ｄの下端位置に設置することが好ましい。このバックアップ材Ｅは、例えば、ゴムや樹脂（例えば、ポリウレタン、ポリエチレンなど）などからなる弾性変形可能な棒状体で構成される。
なお、図２および図３の実施形態と同様、前記充填材Ｄとしては、特にアスファルトを含む液状注入タイプの充填材（例えば、アスファルトと樹脂および／またはゴムを主体とする加熱注入タイプの充填材）が好ましい。

本発明の補修方法において、カッター溝Ｇを設ける形態は基本的に任意であるが、敷設層Ａの膨張を適切に吸収するという観点からは、敷設層Ａの平面に対して並列状または格子状に設けることが好ましい。また、カッター溝Ｇを格子状に設けることにより、敷設層Ａを小区画に分断できるので、敷設層Ａの膨張をより適切に吸収できるので好ましい。なお、カッター溝Ｇを並列状に設ける場合には、溝どうしが必ずしも平行でなくてもよい。また、カッター溝Ｇを格子状に設ける場合には、必ずしも碁盤目状でなくてもよい。したがって、格子状に区画された部分の大きさや形状が異なっていてもよく、また、区画された部分が正方形以外の形状でもよい。

図５は、敷設層Ａの平面に対するカッター溝Ｇの設置形態を例示したものであり、図５（イ）はカッター溝Ｇを並列状に設けたもの、図５（ロ）はカッター溝Ｇを格子状（この例では碁盤目状）に設けたものである。さきに述べたように、敷設層Ａの膨張を適切に吸収するという観点からはカッター溝Ｇは格子状に設けることが特に好ましいが、例えば、道路などのような細長い路盤の場合には、図５（イ）に示すような形態で、路盤幅方向に沿ったカッター溝Ｇを並列状に設ければ十分なこともある。

ここで、図５に示すようなカッター溝Ｇの幅ｗ_Ｇと設置間隔ｐ（隣接するカッター溝Ｇ間の距離）は、敷設層Ａの水平方向での残存膨張量α（補修後にカッター溝Ｇ幅方向で生じる膨張量）と充填材Ｆまたは空隙部Ｈの膨張吸収量β（カッター溝Ｇ幅方向において吸収できる膨張量）に応じて、α≦βとなるように決定することが好ましい。α＞βでは充填材Ｆまたは空隙部Ｈによる膨張吸収が間に合わず、隆起を生じる恐れがある。

例えば、図１〜図３の実施形態において、圧縮率が５０％の充填材Ｆを用いる場合、カッター溝Ｇの幅ｗ_Ｇの５０％に相当する敷設層Ａの膨張量を吸収することができ、カッター溝Ｇの幅ｗ_Ｇが１０ｍｍの場合には、膨張吸収量βは５ｍｍとなる。一方、膨張性の敷設層Ａの残存線膨張率（残留膨張ひずみ）は、膨張の原因となる路盤材の成分分析に基づいて計算することができ、仮に、残存線膨張率が０．１４％であるとすると、カッター溝Ｇの設置間隔ｐを約３．６ｍ以下とすればよいことになる。また、図４の実施形態では、空隙部Ｈの幅（＝カッター溝Ｇの幅ｗ_Ｇ）に相当する敷設層Ａの膨張量を吸収することができ、カッター溝Ｇの幅ｗ_Ｇが１０ｍｍの場合には、膨張吸収量βは同じく１０ｍｍとなる。したがって、膨張性の敷設層Ａの残存線膨張率（残留膨張ひずみ）が、上記と同じであるとすると、カッター溝Ｇの設置間隔ｐを約７．１ｍ以下とすればよいことになる。
一般的にカッター溝の幅ｗ_Ｇは１０〜３０ｍｍ程度であり、したがって、上述したの観点から規定されるカッター溝Ｇの設置間隔ｐは、通常、３〜２２ｍ程度となる。

なお、敷設層Ａの残存線膨張率は、例えば、遊離ＣａＯの水和（Ｃａ（ＯＨ）_２の生成）が膨張の原因である場合には、敷設層Ａ中でのＣａ（ＯＨ）_２生成可能量ｘ（mass％）（＝遊離ＣａＯの全量がＣａ（ＯＨ）_２となった場合の生成量）、補修前のＣａ（ＯＨ）_２生成量ｙ（mass％）、Ｃａ（ＯＨ）_２生成１mass％当たりの膨張率ｚ（mass％）に基づき、残存線膨張率＝（ｘ−ｙ）×ｚにより求めることができる。

Ａ 敷設層
Ｂ アスファルトコンクリート層
Ｃ 路床
Ｄ 充填材
Ｅ バックアップ材
Ｆ 充填材
Ｇ カッター溝
Ｈ 空隙部

Claims (7)

1. 膨張性のある路盤材敷設層（Ａ）の上層にアスファルトコンクリート層（Ｂ）が設けられた路盤の補修方法であって、
   路盤材敷設層（Ａ）をアスファルトコンクリート層（Ｂ）とともにカッターで切断してカッター溝（Ｇ）を形成した後、該カッター溝（Ｇ）内に、路盤材敷設層（Ａ）の膨張を吸収できる充填材（Ｆ）を充填することを特徴とする路盤の補修方法。
2. 路盤材敷設層（Ａ）に形成されたカッター溝（Ｇ）内に、路盤材敷設層（Ａ）の膨張を吸収できる充填材（Ｆ）を充填し、アスファルトコンクリート層（Ｂ）に形成されたカッター溝（Ｇ）内に他の充填材を充填することを特徴とする請求項１に記載の路盤の補修方法。
3. 充填材（Ｆ）が、液状でカッター溝（Ｇ）内に注入された後、固化または硬化するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の路盤の補修方法。
4. 充填材（Ｆ）が、発泡セメントミルクであることを特徴とする請求項３に記載の路盤の補修方法。
5. 膨張性のある路盤材敷設層（Ａ）の上層にアスファルトコンクリート層（Ｂ）が設けられた路盤の補修方法であって、
   路盤材敷設層（Ａ）をアスファルトコンクリート層（Ｂ）とともにカッターで切断してカッター溝（Ｇ）を形成した後、アスファルトコンクリート層（Ｂ）に形成されたカッター溝（Ｇ）内に充填材（Ｄ）を充填し、路盤材敷設層（Ａ）に形成されたカッター溝（Ｇ）を、路盤材敷設層（Ａ）の膨張を吸収する空隙部（Ｈ）とすることを特徴とする路盤の補修方法。
6. 充填材（Ｄ）を支持するためのバックアップ材（Ｅ）を、充填材（Ｄ）の下端位置に設置することを特徴とする請求項５に記載の路盤の補修方法。
7. 路盤材敷設層（Ａ）の平面に対して、カッター溝（Ｇ）を並列状または格子状に設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の路盤の補修方法。

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