JP2011122351A - 舗装材 - Google Patents

Abstract

【課題】充分な透水性と、適度な弾力性を長期に渡って備え、歩行に適した舗装路の表層として敷設される舗装材を提供する。
【解決手段】骨材と固化材とを混合物からなり、舗装路の表層として敷設される舗装材１の骨材を、自然土１２と、小片状のファイバーチップ１１との混合物で構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、適度な弾力性、衝撃吸収性を有する歩行に適した道路の舗装材に関する。

従来から、歩道や公園などの遊歩道には、適度な硬さを備え、快適に歩行、通行できるように、道路の表層に土系舗装（特許文献１参照）や、木質系舗装（特許文献２参照）を採用することが一般的に行なわれている。土系舗装は、天然の土や砂と固化材とを混合し、表層に敷設する舗装で、木質系舗装は、木材や樹皮を破砕した木片と固化材とを混合し、表層に敷設する舗装である。

特開平１１−１３１４１５号公報 特開２００２−４７６０９号公報

ところで、土系舗装は、天然の土や砂の粒子が細かいために、締め固まりやすい上に、透水性がほとんどなく、保水性が高いという特徴を備えている。このため、降雨時には水溜まりが発生しやすく、寒冷期には降霜や降雪によって表面が浸食されやすい（凍害）等の問題があった。

また、木質系舗装は、木片と木片との間に隙間が生じるため、高い透水性を有するため、降雨時でも水溜まりができずに快適に通行でき、寒冷期の凍害にも強い特徴を備えている。また、通行時の荷重によって木片が撓むことで、適度な弾力性も備えている。しかし、木質系舗装は、撓み変形する際に、木片が破損、脱落しやすく、長期に渡って快適な通行を提供することが困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、充分な透水性と、適度な弾力性を長期に渡って備え、歩行に適した舗装路の表層として敷設される舗装材を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、骨材と固化材との混合物からなり、舗装路の表層として敷設される舗装材において、前記骨材が、自然土と、小片状のファイバーチップとの混合物からなることを特徴とする。

本発明の舗装材によれば、骨材が自然土と小片状のファイバーチップとの混合物からなることで、敷設した際に、ファイバーチップ間の隙間に自然土が入り込み、通行時の荷重によってファイバーチップが撓みつつ、自然土がファイバーチップの過度の撓みを防止するので、適度な弾力性を備えつつ、ファイバーチップの破損、脱落が防止できるため、長期に渡って適度な弾力性を発揮することができる。また、ファイバーチップと自然土の隙間を通じて雨水等が流れるので、充分な透水性を備えることができる。

本発明の一実施形態に係る舗装材を表層に敷設した状態を示す表面図である。 本発明の舗装材を構成する骨材のファイバーチップ配合量に対する諸性状の特性（固化材：マグネシウム系固化材）を示すグラフである。 本発明の舗装材を構成する骨材のファイバーチップ配合量に対する諸性状の特性（固化材：アスファルト乳剤）を示すグラフである。 本発明の舗装材の排水性を評価する試験器の概要図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。

本実施形態の舗装材に係る歩行に適した舗装路は、下から路床、路盤、基層、表層で構成されている。路床は、道路の基面となるもので、地面に切土や盛土を行なった後に、表面が均され、さらにローラー等で転圧されて、しっかりと平らに締め固められている。路盤は、所定の粒度の砕石が所定の厚さで、路床上に敷き均されて、ローラー等で転圧され、砕石が平らに締め固められている。表層は、本実施形態の舗装材１が路盤上に敷き均されて、ローラー等で転圧することで舗装材１が平らに締め固められている。

表層を構成する舗装材１は、主に骨材と固化材とを混合したもので構成されている。本実施形態では、骨材は、主に自然土１２と、小片状のファイバーチップ１１との混合物で構成されている。ここで、自然土１２は、粒径が比較的小さい（粒径は１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下）マサ土、山砂、砕砂、溶岩を砕いたもの、および人工的な溶融スラグ等を単独、または混合したものである。なお、図１では、ファイバーチップ１１の周囲の灰色の部位の多くが自然土１２で、固化材との区別が困難なため、固化材の符号は省略する。

ファイバーチップ１１は、間伐材や廃木材等の天然材、ゴム等の人工材を単独、または混合したものである。間伐材等の樹木の他に適用可能な天然材には、ウッドチップ、樹皮、竹、ヤシ等があり、防腐効果の高い針葉樹の樹皮がより適しているが、上記天然材を防腐処理して使用してもよい。また、ゴムの他に適用可能な人工材には、ＥＰＤＭ、ポリプロピレン、ポリエステル等がある。

ファイバーチップ１１は、図１に示すように、軸径が５ｍｍ以下、全長が１００ｍｍ以下の細長い略松葉形状、あるいは繊維状に形成されている。より好ましくは、軸経が３ｍｍ以下、全長が１０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である。ファイバーチップ１１の軸経を５ｍｍ以下とすることで、自然土１２とファイバーチップ１１とを混合した際に、ファイバーチップ１１が適度に屈曲し、舗装路表面から突出することがない。また、ファイバーチップ１１の全長を１００ｍｍ以下とすることで、自然土１２とファイバーチップ１１とを混合した際に、ムラなく均一に混合することができる。なお、手で容易に曲がる程度の柔軟性があれば、ファイバーチップ１１に使用する素材に応じて、上記寸法に限ることなく、様々な寸法での適用が可能である。

なお、自然土１２とファイバーチップ１１との混合割合は、厳密には骨材、および固化材それぞれの真比重により混合する割合いを決めることが望ましいが、骨材となるファイバーチップ１１や自然土１２には隙間が多く、施工現場で真比重による混合比に従って作業を進めることは困難である。そこで、実際に施工するする現場では、骨材であるファイバーチップ１１や自然土１２と固化材の混合割合は、容積％（かさ比重）を基本としていればよい。また、施工面積が広いなどの理由により、容積％による混合割合に従って作業を進めることも困難な場合には、自然土１２やファイバーチップ１１の各含水量を加味して、混合割合を重量％に換算し、適用してもよい（たとえば、ウッドチップの場合、ウッドチップと同じ程度の重量部の水を吸収することが多い。）。

固化材は、セメント等の無機系固化材、アスファルト等の有機系固化材等が適用可能で、舗装材１全体の１０容積％〜２０容積％の配合割合が好ましい。

セメントの他に適用可能な無機系固化材には、石灰またはマグネシウム系固化材などがある。無機系固化材を使用する場合には、骨材に対して５重量％〜１５重量％の配合割合が好ましい。なお、無機系固化材を固化材として使用する場合には、別途水を配合する必要があるが、表層を敷設する際の施工方法（転圧施工、または小手仕上げなど仕上げや転圧の機械重量等）によって舗装表面の仕上がり状態が異なるため、水の配合量を調整する。たとえば、配合する水の量を多くすることで、骨材間、および骨材と固化材との摩擦が減少して、混合物の流動性が高まるため、表層の敷設が容易になる。また、固化材にセメントなどを用いた場合には、配合する水の量を多くすることで、施工後に固化材内に留まる水分量が多くなるため、乾燥後に水分が蒸発することによって、表層内に多くの空隙が形成され、高い透水性、および保水性を発揮することができる。逆に、配合する水の量を少なくすることで、施工後に固化材内に留まる水分量が減少するため、乾燥後に水分が蒸発することによってできる空隙が減少し、通行負荷に対して高い強度を発揮することができる。

アスファルトの他に適用可能な有機系固化材には、アスファルト乳剤、樹脂エマルジョン等がある。アスファルトや、アスファルト乳剤を使用する場合には、骨材に対して４重量％〜８重量％の配合割合が好ましい。

また、アスファルトを固化材として使用する場合には、アスファルトに対して水を１重量％〜３重量％添加しながら噴射すると泡状化（フォームドアスファルト）し、骨材と均一に混ざりやすくなる。

さらに、粒径５ｍｍ以下の砕砂骨材を１８０℃程度に加熱して常温のファイバーチップ１１を混合して、１６０℃程度の加熱中温化アスファルトを混合すれば全体として１２０℃程度の加熱混合物を得ることができる。なお、中温化アスファルトとは、アスファルトにワックスなどのアスファルトの粘性を低下させるものを配合したものであり、製造温度、施工温度を３０℃〜５０℃低減できる。

また、樹脂エマルジョンを固化材に使用する場合には、常温で骨材と混合できる。骨材と固化材との混合は、無機系固化材、有機系固化材を問わず、敷設の規模に応じて、プラントまたは小型のパン型ミキサ等が適用できる。

なお、上記固化材に限らず、歩行用舗装、および車道用舗装等の道路舗装に用いられ、充分な強度が得られる固化材であれば、適用が可能である。

また、骨材、および固化材に、添加剤として所定の色の顔料を所定量添加することで、周囲の景観と違和感がない等の所望する色合いの舗装面が得られる。たとえば、黄色い顔料を骨材と固化材との混合物に０．１容積％〜０．５容積％で配合すると舗装表面を周囲の景観と違和感のない土色の色調とすることができる。また、骨材と固化材との混合物にエマルジョンを添加することによって、骨材間の結合力を強固にし、骨材の脱落をより一層防止することができる。さらに、骨材と固化材との混合物に界面活性剤を添加することによって、骨材間、および骨材と固化材との摩擦が減少して、混合物の流動性が高まる。このため、固化材にセメントなどを用いた場合には、施工の手間が軽減されるとともに、配合される水の量を減らすことができるので、施工後に固化材内に留まる水分量が減少し、乾燥後に水分が蒸発することによってできる空隙が減少し、通行負荷に対して高い強度を発揮することができる。

本実施形態の舗装材１を用いた敷設工程について説明する。まず、舗装材１の骨材を構成するファイバーチップ１１を製造する。たとえば、間伐材や廃木材を木材破砕機にかけて、軸径最大３ｍｍ（平均２．５ｍｍ）、全長５０ｍｍのウッドチップを製造する。次に、舗装材１の骨材と固化材を調合する。たとえば、骨材であるウッドチップ９０リットル（１８ｋｇ（乾燥時））とマサ土２７リットル（４４．５ｋｇ（乾燥時））、固化材である高炉セメントＢ種２０ｋｇを均一になるよう混合し、さらに高炉セメントを固化させるために水１８リットルを加え、モルタルミキサで撹拌する。このとき、必要に応じて顔料（ベージュ）１ｋｇを加える。

次に、調合された舗装材１を敷設場所で既に敷き均された路盤上に拡げ、敷き均す。舗装材１が所定の厚さに敷き均されたところで、ローラー等で繰返し転圧を行ない、表面を整える。転圧を行なった後は、固化材が固化し、充分な強度を発揮するまで、養生する。なお、通行量が多い、通行負荷が高い等の場合には、トップコート（酢酸ビニル系エマルジョン）を散布し、骨材の脱落を防止する。

本実施形態の舗装材１を構成する骨材のファイバーチップ１１と自然土１２との配合割合を変えて、一軸圧縮強度、透水量、保水量、耐凍害性を計測し、評価を行なった。なお、骨材は、ウッドチップ（軸径２〜３ｍｍ、全長５０ｍｍ以下）とマサ土を混合したもの。固化材はマグネシウム系固化材を骨材に対して９容積％で配合した。計測は、敷設後７日が経過し、固化材が充分に硬化した状態で行なった。計測結果は、図２に示すように、透水量の基準（３００ｍｌ／１５ｓｅｃ以上）、保水量の基準（５リットル／ｍ²以上）、耐凍害性の基準（損失重量率１％以下）を満たしつつ、充分な圧縮強度を備えていることから、骨材の配合割合は、自然土１２が舗装材１全体の３０〜１５容積％、ファイバーチップ１１が舗装材１全体の７０〜８５容積％と設定した。なお、透水性は、図４に示す試験器を用いて、供試体を透過する水量を比較した。耐凍害性は、供試体を−５℃の環境下に１４時間放置した後、２０℃の環境下に８時間放置するサイクルを１０サイクル繰返す繰返し凍結融解を行なった後に、鉄たわしで供試体表面を磨き、供試体の摩耗損失量を計測、比較した。

なお、固化材にアスファルト乳剤を用いた場合は、図３に示すように、透水量、保水量、耐凍害性について、上記のマグネシウム系固化材を用いた場合と同様の性状が得られることを確認した。

以上の構成により、本実施形態の舗装材１では、骨材が自然土１２と小片状のファイバーチップ１１との混合物からなることで、敷設した際に、ファイバーチップ１１間の隙間に自然土１２が入り込み、通行時の荷重によってファイバーチップ１１が撓みつつ、自然土１２がファイバーチップ１１の過度の撓みを防止するので、適度な弾力性を備えつつ、ファイバーチップ１１の破損、脱落が防止できるため、長期に渡って適度な弾力性を発揮することができる。また、ファイバーチップ１１と自然土１２の隙間を通じて雨水等が流れるので、充分な透水性を備えることができる。

また、自然土１２が３０〜１５容積％、ファイバーチップ１１が７０〜８５容積％の割合で、骨材が混合されたことによって、自然土１２が、ファイバーチップ１１間の隙間を埋め尽くすことなく、適度な隙間が残されるので、通行時の荷重によってファイバーチップ１１が撓みつつ、自然土１２がファイバーチップ１１の過度の撓みを防止することができる。

ファイバーチップ１１の軸経を５ｍｍ以下とすることで、自然土１２とファイバーチップ１１とを混合した際に、ファイバーチップ１１が繊維状に屈曲し、舗装路表面から突出することがない。また、ファイバーチップ１１の全長を１００ｍｍ以下とすることで、自然土１２とファイバーチップ１１とを混合した際に、ムラなく均一に混合することができる。

骨材を自然土１２が３０〜１５容積％、ファイバーチップ１１が７０〜８５容積％の割合で、混合し、ファイバーチップ１１は、軸径が５ｍｍ以下、且つ全長が１００ｍｍ以下の略松葉形状にすることで、３００ｍｌ／１５ｓｅｃ以上の透水量と、1×１０^-2以上の透水性、５リットル／ｍ²以上の保水量を確保することができるとともに、凍害にも強い舗装路の表層を敷設することができる。なお、舗装設計施工指針（平成１８年版）には、舗装試験法便覧に準じた試験器を使用した際の透水量が、３００ｍｌ／１５ｓｅｃ以上と規定されている。また、保水量が高いことで、夏場の太陽光によって表層中の水分が蒸発する際に、周囲から気化熱を奪うことで、路面温度が低下するため、歩行者が快適に通行できる。

なお、上記実施形態では、自然土１２にマサ土を単体で用いたが、マサ土、山砂、砕砂、溶岩を砕いたもの、および人工的な溶融スラグ等を単体、または混合して用いることも好適である。

また、顔料やエマルジョンなどの添加剤を加えることで色調や強度を増進させることができるので砕砂など灰色の砂や土であっても景観に合わせた自然な土色の舗装が出来る。

さらに、セメント系固化材の場合には、水量を多くすると敷き均した後の転圧時に砂分の入ったモルタル分が表面に多く出てくるので見た目には土舗装に近い仕上がりにすることができ、水が少ないとチップが表面に残ってややチップ舗装の形状色調とすることができる。

１…舗装材
１１…ファイバーチップ（骨材）
１２…自然土（骨材）

Claims (3)

1. 骨材と固化材との混合物からなり、舗装路の表層として敷設される舗装材において、
   前記骨材が、自然土と、小片状のファイバーチップとの混合物からなることを特徴とする舗装材。
2. 請求項１に記載の舗装材において、
   前記骨材は、前記自然土が３０〜１５容積％、前記ファイバーチップが７０〜８５容積％の割合で、混合されたことを特徴とする舗装材。
3. 請求項１、または請求項２に記載の舗装材において、
   前記ファイバーチップは、軸径が５ｍｍ以下、且つ全長が１００ｍｍ以下の略松葉形状に形成されたことを特徴とする舗装材。