JP2013142259A - 舗装構造及び舗装工法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた透水性及び保水性を有し、施工後の舗装面の「色落ち」が生じ難い舗装構造を形成する技術を提供する。
【解決手段】真砂土と顔料との混合物を加熱することによって形成された着色真砂土１２と、セメント系若しくはマグネシウム系の固化材１４と、団粒化剤１５と、水１３と、を混合装置２００で撹拌、混合することによって形成された混練物１６を地盤１７上に直接的若しくは間接的に打設して固化させた舗装層１８を備えた舗装構造１９である。舗装構造１９を構成する舗装層１８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。着色真砂土１２は、真砂土１０の粒子の表面に顔料１１が強固に固着しているため、施工後の舗装面の「色落ち」が発生し難い。
【選択図】図２

Description

本発明は、透水性及び保水性を備えたカラー舗装技術に関する。

公園の歩道や遊歩道などにおいて外観性を高めるなどの目的で施工されているカラー舗装については、従来、様々な技術が提案されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１記載の「舗装材及び舗装材の製造方法」がある。

この舗装材は、真砂土を主成分とし、これに無機固化材と、透水材及び顔料を混合して構成されたものであり、地面に敷設して転圧するだけで舗装層を形成することができるため、短期間で容易に施工することができる点が長所である。また、この舗装層は、透水性を有するため、樹木などの周囲に施工しても、樹木などが枯死することがなく、雑草の生育を抑制することができるなどの長所も有している。

特開２００２−１９４７０９号公報

特許文献１記載の「舗装材及び舗装材の製造方法」は前述したような種々の長所を備えているが、この舗装材で形成された舗装層は保水性が不十分である。また、この舗装材で形成された舗装層は、施工後、比較的短期間のうちに舗装表面が色褪せていく現象、いわゆる「色落ち」が生じ易いという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、優れた透水性及び保水性を有し、施工後の舗装面の「色落ち」が生じ難い舗装構造を形成する技術を提供することにある。

本発明の舗装構造は、土材と顔料との混合物を加熱して形成された着色土と、セメント系若しくはマグネシウム系の固化材と、団粒化剤と、水と、を含む混練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た舗装層を備えたことを特徴とする。ここで、地盤上に直接的に打設とは、地盤と前記舗装層との間に他の舗装用資材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舗装層との間に他の舗装用資材を介在させることをいう。

このような構成とすれば、着色土、セメント系の固化材（若しくはマグネシウム系の固化材）、団粒化剤及び水を含む混練物中において、団粒化剤に含まれるイオンの作用により、着色土の粒子とセメント系の固化材（若しくはマグネシウム系の固化材）の粒子とが立体的に結合した団粒構造が形成され、やがて混練物中に連続した空隙が発生する。従って、これらの混練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舗装層を備えた舗装構造を得ることができる。また、土材と顔料との混合物を加熱して形成された着色土は、土材の粒子の表面に顔料が強固に固着しているため、施工後の舗装面の「色落ち」が発生し難く、耐久性も良好である。なお、前記土材は限定しないが、例えば、真砂土、残土、シラス、ロームあるいは赤土などを好適に使用することができる。

なお、舗装層に含まれる着色土は当該舗装層を一定形状に保つ主材料となり、団粒化剤は着色土とセメント系固化材（若しくはマグネシウム系固化材）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（若しくはマグネシウム系固化材）は団粒化剤によって形成された舗装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。

ここで、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ることが望ましい。

このような構成とすれば、舗装層中に比較的強固な団粒構造を形成することができるため、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。

次に、本発明の舗装工法は、
土材と顔料との混合物を加熱して着色土を形成する工程と、
前記着色土と、セメント系若しくはマグネシウム系の固化材と、団粒化剤と、水と、を混合して混練物を形成する工程と、
前記混練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舗装層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

このような構成とすれば、前述した技術的根拠に基づき、優れた透水性及び保水性を有し、施工後の舗装面の「色落ち」が生じ難い舗装構造を形成することができる。

また、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ることが望ましい。

このような高分子化合物を用いれば、前述した技術的根拠に基づき、舗装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。

本発明により、優れた透水性及び保水性を有し、施工後の舗装面の「色落ち」が生じ難い舗装構造を形成する技術を提供することができる。

本発明の実施形態である舗装工法において使用する着色真砂土の製造工程を示す概略図である。 本発明の実施形態である舗装工法の概略工程図である。 本発明の実施形態である舗装構造の降雨時における機能を示す垂直断面図である。 本発明の実施形態である舗装構造の晴天時における機能を示す垂直断面図である。

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。まず、図１に示すように、土材の一つである真砂土１０及び顔料１１を混合加熱装置１００に投入し、この混合加熱装置１００内において真砂土１０と顔料１１との混合物２０を混合、加熱することによって着色真砂土１２を形成する。

混合加熱装置１００は、横方向の仮想軸心１０１ｃを中心に回転するロータリーキルン１０１と、ロータリーキルン１０１内の混合物２０を間接的に加熱する発熱体１０２と、真砂土１０及び顔料１１をロータリーキルン１０１内に導入するホッパ１０３と、ロータリーキルン１０１内で形成されて排出される着色真砂土１２を容器１０５に導入するホッパ１０４と、を備えている。なお、着色真砂土１２を形成する手段は混合加熱装置１００に限定されないので、他の装置を使用することもできる。

混合加熱装置１００内に投入する真砂土１０と顔料１１との混合比率は特に限定しないが、例えば、１立方メートルの真砂土１０に対し、１〜３体積％程度の顔料１１を混合させることができる。ロータリーキルン１０１内において、真砂土１０と顔料１１との混合物２０を７００℃〜９００℃程度に加熱し、４００分程度の時間をかけて焼成すると、顔料１１と同色に色付けされた着色真砂土１２を得ることができる。

着色真砂土１２が完成したら、図２に示すように、着色真砂土１２、水１３、固化材１４及び団粒化剤１５を混合装置２００に投入し、充分に撹拌、混合することによってこれらの混練物１６を形成する。混合装置２００は、着色真砂土１２、水１３、固化材１４及び団粒化剤１５を収容する混合槽２０１と、モータ２０２の駆動により混合槽２０１内で回転する撹拌羽根２０３と、を備えている。なお、混練物１６を形成する手段は混合装置２００に限定されないので、他の装置を使用することもできる。

混合装置２００に投入する着色真砂土１２、水１３、固化材１４及び団粒化剤１５の混合比率は特に限定しないが、例えば、１立方メートルの着色真砂土１２に対し、６０ｋｇ〜１５０ｋｇ程度の固化材１４と、２リットル〜３リットル程度の団粒化剤１５と、混練物１６の固さや流動性を確認しながら調節した適量の水１３と、を混合することができる。本実施形態では、固化材１４としてセメント系固化材を使用し、団粒化剤１５として、有限会社グローバル研究所の「商品名：ＧＢ−２０００」の原液を用いたが、セメント系固化材の代わりにマグネシウム系固化材を使用することもできる。

なお、団粒化剤１５として使用した「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り、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。

図２に示すように、混合装置２００内において着色真砂土１２、水１３、固化材１４及び団粒化剤１５を撹拌、混合することによってスラリー状の混練物１６を形成されたら、この混練物１６を地盤１７上に打設して固化させると舗装層１８が形成され、舗装構造１９が完成する。

路盤１７上に打設された混練物１６中においては、団粒化剤１５の団粒化作用により、着色真砂土１２及び固化材１４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１７上に打設された混練物１６が充分に固化して舗装層１８が形成されると、地盤１７上に直接的に舗装層１８が積層された舗装構造１９が完成する。

図１，図２に示す工程を経て形成された舗装構造１９を構成する舗装層１８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、真砂土１０と顔料１１との混合物２０を加熱して形成された着色真砂土１２は、真砂土１０の粒子の表面に顔料１１が強固に固着した状態となっているため、施工後の舗装面の「色落ち」が発生し難く、耐久性も良好である。

図３に示すように、雨天時に、舗装面１８ａ上に降り注いだ雨水などは舗装層１８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１７中へ排出されるため、雨天時に舗装面１８ａ上に雨水が溜まるのを防止することができる。

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舗装面１８ａ上にて溢れたり、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３に示す舗装構造１９においては、地盤１７上に直接的に舗装層１８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１７と舗装層１８との間に他の舗装用資材による層状体（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）を介在させることもできる。

一方、図４に示すように、晴天時（特に夏季などの気温の高い時）には、太陽光によって温められた舗装構造１９の舗装層１８中に貯留されている雨水などの水分が舗装面１８ａから蒸発し、その際に気化熱を奪うので、舗装層１８を含む舗装構造１９全体の温度上昇を抑制することができる。このため、夏場の舗装構造１９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。

なお、本実施形態においては、土材として真砂土を使用しているがこれに限定しないので、真砂土に代えて、残土、シラス、ロームあるいは赤土などをそれぞれ単独で使用したり、真砂土、残土、シラス、ロームあるいは赤土などのうちの複数を互いに混合して使用したりすることもできる。また、前述した実施形態は本発明を例示したものであり、本発明の舗装構造及び舗装工法は前述した実施形態に限定されない。

本発明に係る舗装構造及び舗装工法は、公園の歩道や遊歩道あるいは広場などの舗装技術として広く利用することができる。

１０ 真砂土
１１ 顔料
１２ 着色真砂土
１３ 水
１４ 固化材
１５ 団粒化剤
１６ 混練物
１７ 地盤
１８ 舗装層
１８ａ 舗装面
１９ 舗装構造
２０ 混合物
１００ 混合加熱装置
１０１ ロータリーキルン
１０１ 仮想軸心
１０２ 発熱体
１０３，１０４ ホッパ
１０５ 容器
２００ 混合装置
２０１ 混合槽
２０２ モータ
２０３ 撹拌羽根

Claims (4)

1. 土材と顔料との混合物を加熱して形成された着色土と、セメント系若しくはマグネシウム系の固化材と、団粒化剤と、水と、を含む混練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た舗装層を備えたことを特徴とする舗装構造。
2. 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た請求項１記載の舗装構造。
3. 土材と顔料との混合物を加熱して着色土を形成する工程と、
   前記着色土と、セメント系若しくはマグネシウム系の固化材と、団粒化剤と、水と、を混合して混練物を形成する工程と、
   前記混練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舗装層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする舗装工法。
4. 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た請求項３記載の舗装工法。

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