JP2010229685A - Pavement structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火山噴出物が堆積した地層から採取されるシラスを利用した舗装構造に関する。 The present invention relates to a pavement structure using shirasu collected from a formation in which volcanic ejecta are deposited.
近年、夏場の都心部において多発しているヒートアイランド現象を抑制するため、ビルの屋上緑化あるいは舗装構造などに関する様々な技術が提案されているが、本出願人は、施工が容易であって、日照による舗装面の温度上昇を抑制することのできる舗装構造を提案している(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, various technologies related to rooftop greening of buildings or pavement structures have been proposed in order to suppress the heat island phenomenon that frequently occurs in the city center in summer. The pavement structure which can suppress the temperature rise of the pavement surface by (for example, refer patent document 1) is proposed.
一方、近年はゲリラ豪雨などのような激しい集中豪雨が日本各地で多発し、ビルディング周辺の排水施設の処理能力を超えた雨水が道路上に溢れたり、地下道などへ流入したりして洪水などの被害が発生している。 On the other hand, in recent years, severe torrential rains such as guerrilla heavy rains have occurred frequently in various parts of Japan, and rainwater exceeding the capacity of drainage facilities around buildings has overflowed on roads and flowed into underground passages, etc. Damage has occurred.
特許文献1記載の舗装構造は透水性及び保水性を備えており、舗装面に降り注いだ雨水を吸い込んで、貯留することができるため、大量の雨が降ったときに雨水が道路上に溢れるのを防止することができる。しかしながら、近年、多発しているゲリラ豪雨などのような特に激しい集中豪雨の際の雨水量には対処できないことがある。 Since the pavement structure described in Patent Document 1 has water permeability and water retention, it can absorb and store rainwater that has poured onto the pavement surface, so that rainwater overflows on the road when a large amount of rain falls. Can be prevented. However, in recent years, it may not be possible to cope with the amount of rainwater in the case of particularly heavy torrential rains such as guerrilla heavy rains that have occurred frequently.
本発明が解決しようとする課題は、ゲリラ豪雨などのような特に激しい集中豪雨の際の路面浸水を防止することができ、ヒートアイランド現象の抑制にも有効な舗装構造を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a pavement structure that can prevent flooding of the road surface during particularly severe torrential rain such as guerrilla heavy rain and is effective in suppressing the heat island phenomenon.
本発明の舗装構造は、シラスと、セメント系固化材若しくは高炉セメントの少なくとも一方と、団粒化剤と、水と、を含む混合物を地盤上に直接的若しくは間接的に打設して固化させて形成した路盤層を備えたことを特徴とする。ここで、シラスとは、南九州地域などに広く分布する火山噴出物が堆積した地層(例えば、シラス台地など)から採取される灰白色の砂状物質をいう。また、地盤上に直接的に打設とは地盤と前記路盤との間に他の舗装材層を介在させないことをいい、地盤上に間接的に打設とは地盤と前記路盤との間に他の舗装材層を介在させることをいう。 The pavement structure of the present invention solidifies a mixture containing shirasu, at least one of cement-based solidifying material or blast furnace cement, an aggregating agent, and water directly or indirectly on the ground. It is characterized by comprising a roadbed layer formed in the above manner. Here, shirasu means an off-white sandy substance collected from a formation (for example, shirasu plateau) where volcanic ejecta widely distributed in the southern Kyushu region and the like are deposited. Moreover, direct placement on the ground means that no other pavement layer is interposed between the ground and the roadbed, and placement indirectly on the ground means between the ground and the roadbed. This refers to interposing other pavement material layers.
このような構成とすれば、シラス、セメント系固化材や高炉セメント、団粒化剤及び水を含む混合物において、団粒化剤に含まれるイオンの作用により、シラスの粒子とセメント系固化材や高炉セメントの粒子とが立体的に結合した団粒構造が形成され、やがて混合物中に連続した空隙が発生する。従って、これらの混合物を地盤上に打設して固化させれば、優れた透水性及び保水性を有する路盤層を備えた舗装構造を得ることができる。また、比較的比重の小さなシラスの粒子によって連続空隙が形成されることにより、全体の空隙率が高まるため、完成した路盤層は比較的軽量となる。さらに、灰白色をしたシラスを含むことにより、舗装面(当該路盤層の表面)はシラス特有の色調、質感を発現するため、外観性が良好であり、自然環境との調和性にも優れている。 With such a configuration, in the mixture containing shirasu, cement-based solidifying material or blast furnace cement, aggregating agent and water, the action of ions contained in the aggregating agent causes shirasu particles and cement-based solidifying material, A aggregate structure in which the particles of the blast furnace cement are three-dimensionally bonded is formed, and continuous voids are generated in the mixture. Therefore, if these mixtures are cast on the ground and solidified, a pavement structure having a roadbed layer having excellent water permeability and water retention can be obtained. Further, since the continuous voids are formed by the shirasu particles having a relatively small specific gravity, the overall porosity is increased, and thus the completed roadbed layer is relatively light. Furthermore, by including grayish white shirasu, the pavement surface (surface of the roadbed layer) expresses the color tone and texture peculiar to shirasu, so the appearance is good and the harmony with the natural environment is also excellent. .
なお、路盤層に含まれるシラスは当該路盤層を一定形状に保つ主材料となり、団粒化剤はシラスとセメント系固化材や高炉セメントの粒子を立体的な団粒構造へと変化させる作用を発揮し、セメント系固化材や高炉セメントは団粒化剤によって形成された路盤層中の団粒構造を外力で破壊されない程度の強度に固める作用を果たす。 Shirasu contained in the roadbed layer is the main material that keeps the roadbed layer in a certain shape, and the aggregating agent acts to change the particles of the shirasu and cement-based solidifying material and blast furnace cement into a three-dimensional aggregated structure. The cement-based solidifying material and blast furnace cement act to solidify the aggregate structure in the roadbed layer formed by the aggregate agent to a strength that is not destroyed by external force.
また、本発明の舗装構造は、シラスと、セメント系固化材若しくは高炉セメントの少なくとも一方と、団粒化剤と、砕石・真砂土の少なくとも一方と、水と、を含む混合物を地盤上に打設して固化させて形成したことを特徴とする。 Further, the pavement structure of the present invention is a mixture of shirasu, at least one of cement-based solidifying material or blast furnace cement, an aggregating agent, at least one of crushed stone / sand sand, and water. It is characterized by being formed and solidified.
このような構成とすれば、シラス粒子及びセメント系固化材や高炉セメントの粒子によって形成された団粒構造中に砕石や真砂土が散在した状態となるため、路盤層の強度、特に、圧縮強度を高めることができる。また、砕石や真砂土に基づく色調、質感を路盤層の表面に発現させることができる。 With such a configuration, the crushed stones and pure sand soil are scattered in the aggregate structure formed by shirasu particles, cement-based solidified material and blast furnace cement particles, so the strength of the roadbed layer, especially the compressive strength Can be increased. In addition, the color tone and texture based on crushed stone and pure sand can be expressed on the surface of the roadbed layer.
前記団粒化剤として、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物を用いれば、路盤層中に比較的強固な団粒構造が形成されるため、優れた透水性及び保水性を長期間に渡って維持することができる。 If a polymer compound composed of a composite of magnesium salt of acrylic acid / dimethylaminoethyl methacrylate copolymer and polyethyleneimine is used as the aggregating agent, a relatively strong aggregate structure is formed in the roadbed layer. Therefore, excellent water permeability and water retention can be maintained over a long period of time.
本発明により、ゲリラ豪雨などのような特に激しい集中豪雨の際の路面浸水を防止することができ、ヒートアイランド現象の抑制にも有効な舗装構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent a road surface from being flooded in the case of a particularly severe torrential rain such as a guerrilla heavy rain, and to provide a pavement structure that is also effective in suppressing the heat island phenomenon.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。図1に示すように、シラス11、高炉セメント12及び水13をミキサ19に投入して充分に撹拌、混合する。ミキサ19はモータやエンジンなどで駆動される撹拌機構を有する一般的なものを用いることができる。シラス11と高炉セメント12とがムラ無く混合されたら、団粒化剤14を添加し、さらに撹拌、混練することによってスラリー状の混合物15を形成する。このようにして得られた混合物15を地盤16上に打設して固化させて路盤層20を形成すると、舗装構造10が完成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
路盤16上に打設された混合物15中においては、団粒化剤14の団粒化作用により、シラス11及び高炉セメント12の粒子群が互いに結合して団粒化しながら立体網目構造が形成されていく。この団粒化の過程において、さらに粒子群の結合、連結が進行していき、大小の連続空隙を有する多孔質状の粗大粒子が形成され、養生過程を経ることによって固化する。地盤16上に打設された混合物15が充分に固化して路盤層20が形成されると、地盤16上に直接的に路盤層20が積層された舗装構造10が完成する。
In the
図1に示す工程を経て形成された舗装構造10を構成する路盤層20は内部に立体網目構造を備え、この立体網目構造内に存在する無数の連続空隙により、水分を効率的に吸収したり、透過したりする機能が生じるため、優れた透水性及び保水性を発揮する。また、路盤層20は立体網目構造を有し、空隙率が高いため、比較的軽量である。さらに、路盤層20が灰白色のシラス11を含有していることにより、従来の舗装構造には無い、特有の外観、色調、質感を発現するため、外観性も良好である。
The
図2に示すように、地盤16上に路盤層20を形成すれば、路面20a上に降り注いだ雨水などは路盤層20に速やかに吸収され、立体網目構造内に存在する連続空隙に貯留され、貯留しきれない雨水が徐々に下方の地盤16中へ排出されるため、雨天時に路面20a上に雨水が溜まるのを防止することができる。
As shown in FIG. 2, if the
従って、近年、多発しているゲリラ豪雨などのような特に激しい集中豪雨の場合でも、周辺の排水施設の処理能力を超えた大量の雨水が路面20a上に溢れたり、地下道などへ流入したりして発生する局地的洪水を回避することができる。なお、図2に示す舗装構造10においては、地盤16上に直接的に路盤層20を形成しているが、これに限定するものではないので、地盤16と路盤層20との間に他の舗装材層(例えば、保水層、貯水層、補強層あるいは地震発生時の滑り層など)を介在させたり、路盤層20上に他の舗装材層(例えば、透水層、滑り止め層、衝撃緩衝層など)を形成したりすることもできる。
Therefore, even in the case of particularly severe torrential rains such as guerrilla heavy rains that have occurred frequently in recent years, a large amount of rainwater exceeding the capacity of the surrounding drainage facilities overflows on the
一方、夏季などの気温の高い時期には、図3に示すように、太陽光によって温められた舗装構造10の路盤層20中に貯留されている雨水などの水分が路面20aから蒸発し、その際に気化熱を奪うので、路盤層20を含む舗装構造10全体の温度上昇を抑制することができる。このため、夏場の道路構造10近辺における気温上昇を抑制することが可能となり、いわゆる、ヒートアイランド現象の防止にも有効である。
On the other hand, when the temperature is high such as summer, as shown in FIG. 3, water such as rainwater stored in the
図1に示す製造工程で使用するシラス11、高炉セメント12及び団粒化剤14は特に限定するものではないが、本実施形態では、南九州に分布するシラス台地から採取したシラス10を用い、高炉セメント12としてポルトランドセメントに高炉スラグ微粉末を混合して製造されたものを使用し、団粒化剤14として有限会社グローバル研究所の「商品名:GB−2000」を用いたところ、強固な団粒構造を有する路盤層20を備えた舗装構造10を構築することができた。「GB−2000」はアクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物である。「GB−2000」は原液のまま、あるいは水溶液にして使用することができる。
Although the Shirasu 11, the
本実施形態において、図1に示す混合物15を構成する各成分の混合比率は次の通りであるが、これに限定するものではないので、舗装構造10を構築する場所、最大予測雨量、シラス11の性状などに応じて変更することができる。また、高炉セメント12の代わりにセメント系固化材を使用したり、高炉セメント12及びセメント系固化材の両方を使用したりすることもできる。
シラス11:1立方メートル当たり
高炉セメント12:10kg〜100kg
団粒化剤14(GB−2000の原液):1.5リットル〜2.5リットル
水:適量(混合物15の固さ、流動性を確認しながら添加量を調節する。)
In the present embodiment, the mixing ratio of each component constituting the
Shirasu 11: per cubic meter Blast Furnace Cement 12: 10-100kg
Aggregating agent 14 (stock solution of GB-2000): 1.5 liters to 2.5 liters Water: appropriate amount (addition amount is adjusted while confirming the hardness and fluidity of the mixture 15)
一方、図1に示すように、混合物15を形成する際に砕石17や真砂土18などを混入させれば、シラス11の粒子及び高炉セメント12の粒子によって形成された団粒構造中に砕石17や真砂土18が散在した状態となるため、路盤層20の強度、特に、圧縮強度を高めることができる。また、砕石17や真砂土18に基づく色調、質感を路面20a(路盤層20の表面)に発現させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 1, if the crushed
なお、舗装構造10の施工方法は図1に示すものに限定しないので、最終的に路盤層20を形成することができる施工技術であれば、その他の各種建設機械(混合装置や打設装置など)を使用して施工することができる。
In addition, since the construction method of the
本発明に係る舗装構造は、車道、歩道などの一般道路、園路、広場あるいはグラウンドなどの舗装構造として広く利用することができる。 The pavement structure according to the present invention can be widely used as a pavement structure such as a general road such as a roadway and a sidewalk, a garden road, a plaza, and a ground.
10 舗装構造
11 シラス
12 高炉セメント
13 水
14 団粒化剤
15 混合物
16 地盤
17 砕石
18 真砂土
19 ミキサ
20 路盤層
20a 路面
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JP2009077399A JP2010229685A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Pavement structure |
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JPS646402A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Taisei Corp | Soil cement road foundation material containing staple fiber like substance |
JP2005180166A (en) * | 2003-11-28 | 2005-07-07 | Shiima Consultant:Kk | Pavement structure |
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2009
- 2009-03-26 JP JP2009077399A patent/JP2010229685A/en active Pending
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