JP2014105507A - 舗装道路の表層・基層補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の接地による曲げおよびせん断に抵抗できる、金属面材を表層・基層部に配置した舗装道路の表層・基層補強構造を提供する。
【解決手段】舗装道路において、基礎支持層１の上部に舗装層２を積層し、前記舗装層２に、路面と略平行に金属面材３を配置する。
上部舗装層内に金属面材を配置する場合を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行による曲げおよびせん断に抵抗する、舗装道路の表層・基層の補強構造に関するものである。

我が国においては、過去数十年で車両の大型化が進み、流通業者が保有するトレーラや工事用車両等の大型車両が増加した。
図３に示す社団法人全日本トラック協会のトラック輸送データによれば、１９７０年に２万台強だったトレーラの保有台数は２００８年には１５万台強まで増加し続けてきている。この為、大型車両の走行による荷重増加と交通量の増加から、道路の曲げおよびせん断に対する負担が増加している。
一方で現在の交通インフラは、大半が高度経済成長期に整備されており、想定した荷重や交通量を超えた舗装道路は、図５に示すように車輪から道路に作用する荷重によって生じる曲げおよびせん断応力の負担によりわだち掘れ等の路面の破損や変形等の不具合が生じている。
この為、曲げおよびせん断耐力と、疲労耐久性を向上させた舗装道路の開発が望まれている。

従来技術の舗装は、図４に示すような、路床上の路盤、基層、表層により構成される。
路床は舗装の下の厚さ約1m部分の土の部分のことであり均等な支持力が求められる。
路床土の強度特性は舗装厚さを決定する基礎となる。
路盤は交通荷重を分散させて安全に路床に伝える役割を果たす。十分な支持力をもち、耐久性に富む材料で必要な厚さによく締め固めたものである必要がある。経済的にも力学的にも釣合いのとれた形にするため、通常下層路盤と上層路盤とに分けられる。
基層は上層路盤の上にあって、その不陸を補整し、表層に加わる荷重を均一に路盤に伝達する役割をもつ。基層を2層以上つくる場合は最下層を基層といい、上の層を中間層ということがある。
表層は舗装の最上部にあって交通車両による摩耗とせん断に抵抗し、平坦ですべりにくく、快適な走行ができ、また雨水が下部に浸透するのを防ぐ機能をもつ。
材料には、層毎に決定した配合のアスファルトコンクリートやセメントコンクリート、砕石等の混合物が用いられる。

舗装の構造は、交通量・交通荷重・地盤支持力等の条件により、路盤・基層・表層の厚さを増加させる手法で設計される。これは、砕石の圧縮強度および形状による噛み合わせ抵抗と、接着材料の付着強度に期待した構造であって、曲げおよびせん断抵抗の機能を有する異なる材料を積極的に層内に配置する構造ではない。
厚さの増加は、施工時間を増大させるだけでなく、既設の橋梁や盛土部の上載荷重の増加に伴う補強工事の追加や、上部に別の構造物がある等の建築限界を有する場所に適用できない等の問題がある。

本発明の舗装道路の表層・基層補強構造は、上記のような課題を解決するために、基礎支持層の上部に舗装層を積層し、前記舗装層に、路面と略平行に金属面材を配置したことを特徴とするものである。

本発明の舗装道路車両では車輪の接地によって道路に作用する曲げおよびせん断に金属面材が抵抗するため、路面の破損や変形を防止・低減することができる。
これによって舗装道路の長寿命化及びライフサイクルコストの低減を図ることができる。さらに表層・基層の厚さを従来手法よりも低減することができる。

本願発明による道路が、車両の車輪接地による曲げおよびせん断応力に抵抗する概念図。 本願発明の実施例における道路の断面図。 本願発明の実施例における道路の断面図。 本願発明の実施例における道路の断面図。 本願発明の実施例における道路の断面図。 トレーラ等の保有台数の推移表。 従来技術における道路の断面図。 車両の車輪接地による曲げおよびせん断の道路に及ぼす影響概念図。

以下図面を参照にしながら本発明の舗装道路の表層・基層補強構造の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞全体の構成
本発明の舗装道路の表層・基層補強構造は、路面と略平行に金属面材３を挟持して構成する。

＜２＞基礎支持層
基礎支持層１は、舗装道路の深い位置にある積層体である。
基礎支持層１の構造は、舗装道路の舗装形態によって異なる。

＜２−１＞アスファルト舗装などの場合（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）
基礎支持層１は、アスファルト舗装、コンポジット舗装及びコンクリート舗装においては、路床と路体の積層体であり、路体の上層に路床が位置する。
路床の材料は砂材または自然土、路体の材料は自然土である。

＜２−２＞橋面舗装の場合（図２Ｄ）
基礎支持層１は、橋面舗装においては、橋梁の床版である。
床版の材料は橋梁の躯体の種類によって異なり、鉄筋コンクリート製のＲＣ床版や鋼床版等である。

＜３＞舗装層
舗装層２は、基礎支持層１の上層に位置する積層体である。
舗装層２の構造は、舗装道路の舗装形態によって異なる。

＜３−１＞アスファルト舗装の場合（図２Ａ）
アスファルト舗装道路において、舗装層２は、上層から順に表層、基層、路盤である。
路盤はさらに上層路盤と下層路盤に分かれる。
表層及び基層の材料はアスファルト混合物であり、上層路盤の材料は粒度調整砕石またはアスファルト混合処理路盤であり、下層路盤の材料は砕石・スラグ等の石材である。
例えば基層と表層を合わせた層厚を１００ｍｍ程度で構成することができる。

＜３−２＞コンポジット舗装の場合（図２Ｂ）
コンポジット舗装道路において、舗装層２は、上層から順に、表層、中間層、連続鉄筋コンクリート版、路盤である。
表層及び中間層の材料はアスファルト混合物であり、路盤の材料は砕石・スラグ等の石材である。
例えば基層と中間層を合わせた層厚を８０ｍｍ程度、舗装層２全体の層厚を２５０ｍｍ乃至３００ｍｍ程度で構成することができる。

＜３−３＞コンクリート舗装の場合（図２Ｃ）
コンクリート舗装道路において、舗装層２は、上層から順に、コンクリート舗装版、路盤である。
路盤の材料は石材である。
例えば舗装層２全体の層厚を１５０ｍｍ乃至３００ｍｍ程度で構成することができる。

＜３−４＞橋面舗装の場合（図２Ｄ）
橋面舗装道路において、舗装層２は、上層から順に、表層、レベリング層である。
表層及びレベリング層の材料はアスファルト混合物である。レベリング層の材料は、モルタルやコンクリートの場合もある。
例えば舗装層２全体の層厚を８０ｍｍ程度で構成することができる。

＜４＞金属面材
金属面材３は、例えば矩形の金属製の板やワイヤーメッシュ、金属シート等を採用することができる。
その場合に金属面材３は、道路通行方向の長さと、道路横断方向の幅と、厚みを備えている。
車両の走行による曲げおよびせん断に対し、層全体が一体として抵抗するため、金属面材３を、車両の車輪の接地幅より広く、進行方向には連続的に配置する。施工性を考慮し金属面材３は、重ねや接続機構等の継手構造により連続構造としてもよい。
金属面材３が配置されても、その上下の構造が縁切りされることなく一体として挙動する為に面材に孔や窓を開口することもできる。
また、面材の表面に凹凸を形成することでも上記と同様に縁切りを防止し一体化の効果を得られる。
金属面材３として、金属製の板だけでなくワイヤーメッシュ(溶接金網)、パンチングメタル、ラス網等を採用することができる。
この場合には、上下層が分断されず一体化されやすい効果に加え、金属製の板より軽量で取り扱いや施工が容易で、また安価であるという効果がある。
これらを重ねて、二重敷き、三重敷きにすることもできる。

＜５＞金属面材の設置位置
金属面材３は、舗装内の層の間に、路面と略平行に配置する。
舗装の積層の構成は舗装の種類によって変わるため、具体的な設置位置は舗装道路の舗装形態ごとに異なる。

＜５−１＞アスファルト舗装の場合（図２Ａ）
アスファルト舗装の場合には、金属面材３は上層路盤の上面付近か基層内に敷設する。その上に基層の舗装を行う。

＜５−２＞コンポジット舗装の場合（図２Ｂ）
コンポジット舗装の場合には、金属面材３は連続鉄筋コンクリート層の上面付近に敷設する。その上に中間層の舗装を行う。

＜５−３＞コンクリート舗装の場合（図２Ｃ）
コンクリート舗装の場合には、金属面材３は路盤の上面付近やコンクリート舗装内に敷設する。その上にコンクリート舗装版の舗装を行う。

＜５−４＞橋面舗装の場合（図２Ｄ）
橋面舗装の場合には、金属面材３は橋梁の床版の上面付近やレベリング層内に敷設する。その上にレベリング層の舗装を行う。

＜６＞金属面材の機能（図１）
本発明の舗装道路の表層・基層補強構造では、大型車両の走行によって道路に作用する曲げおよびせん断に対して、舗装内に設置した金属面材３が抵抗する。
金属面材３は一定の厚みを持った金属板などである為、舗装への補強効果が高い。
また、金属面材３は、その幅が車両の車輪の接地幅より広く進行方向には連続して配置するため、曲げおよびせん断に対する抵抗力が分散することなく、一体として抵抗することができる。

＜７＞敷設
従来技術に基づく敷設作業の工程において、基礎支持層１と舗装層２との間、或いは舗装層２の各層の間に金属面材３を平面的に敷設する。舗装層２との一体化を強固にするため、舗装層２内に配置する場合を含む。
その敷設方法は舗装形態によって異なる。

＜７−１＞アスファルト舗装の場合（図２Ａ）
従来技術に基づいて均敷、転圧した上層路盤の表面に、金属面材３を、平面的に敷設する。
次に、敷設した金属面材３の上に、アスファルト混合物を敷き均し、転圧し、基層を敷設する。
上層路盤の表面と金属面材３の下面との間に基層の材料が回り込むと金属面材３との一体化がより強固となり長期的な耐久性が効果的である。
その後の工程については、従来技術である為ここでは詳説しない。
ここで、金属面材３の上下の構造が縁切りされることなく一体として挙動するために、金属面材３に孔や窓を開口するとさらに有効である。

＜７−２＞コンポジット舗装の場合（図２Ｂ）
従来技術に基づいて打設した連続鉄筋コンクリート版の表面に、金属面材３を、平面的に敷設する。
次に、敷設した金属面材３の上に、アスファルト混合物を敷き均し、転圧し、基層を敷設する。
連続鉄筋コンクリート版の表面と金属面材３の下面との間に中間層の材料が回り込むと金属面材３との一体化がより強固となり長期的な耐久性が効果的である。
その後の工程については、従来技術である為ここでは詳説しない。
ここで、金属面材３の上下の構造が縁切りされることなく一体として挙動するために、金属面材３に孔や窓を開口するとさらに有効である。

＜７−３＞コンクリート舗装の場合（図２Ｃ）
従来技術に基づいて均敷、転圧した路盤の表面に、金属面材３を、平面的に敷設する。
次に、敷設した金属面材３の上に、コンクリートを打設し、コンクリート舗装版を敷設する。
路盤の表面と金属面材３の下面との間にコンクリート舗装版の材料が回り込むと金属面材３との一体化がより強固となり長期的な耐久性が効果的である。
その後の工程については、従来技術である為ここでは詳説しない。
ここで、金属面材３の上下の構造が縁切りされることなく一体として挙動するために、金属面材３に孔や窓を開口するとさらに有効である。

＜７−４＞橋面舗装の場合（図２Ｄ）
従来技術に基づいて設置した橋梁の床版の表面に、金属面材３を、平面的に敷設する。
次に、敷設した金属面材３の上に、アスファルト合材を敷き均し、転圧し、レベリング層を敷設する。
橋梁の床板の表面と金属面材３の下面との間にレベリング層の材料が回り込むと金属面材３との一体化がより強固となり長期的な耐久性が効果的である。
その後の工程については、従来技術である為ここでは詳説しない。
ここで、金属面材３の上下の構造が縁切りされることなく一体として挙動するために、金属面材３に孔や窓を開口するとさらに有効である。

１：基礎支持層
２：舗装層
２１：上部舗装層
２２：下部舗装層
３：金属面材

Claims (6)

1. 舗装道路の表層・基層補強構造であって、
   基礎支持層の上部に積層した舗装層と、
   前記舗装層に路面と略平行に配置した金属面材と、により構成したことを特徴とする、
   舗装道路の表層・基層補強構造。
2. 舗装道路の表層・基層補強構造であって、
   前記金属面材は前記基礎支持層と前記舗装層の間に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の舗装道路の表層・基層補強構造。
3. 舗装道路の表層・基層補強構造であって、
   前記舗装層は上部舗装層と下部舗装層からなり、前記金属面材は前記上部舗装層と前記下部舗装層の間に位置していることを特徴とする、
   請求項１に記載の舗装道路の表層・基層補強構造。
4. 舗装道路の表層・基層補強構造であって、
   前記舗装層は上部舗装層と下部舗装層からなり、前記金属面材は前記上部舗装層内に位置していることを特徴とする、
   請求項１に記載の舗装道路の表層・基層補強構造。
5. 舗装道路の表層・基層補強構造であって、前記金属面材は、金属製の板である事を特徴とする、請求項１乃至４何れか一項に記載の舗装道路の表層・基層補強構造。
6. 舗装道路の表層・基層補強構造であって、前記金属面材は、穿孔板、溶接金網、又は金属製網状材である事を特徴とする、請求項１乃至４何れか一項に記載の舗装道路の表層・基層補強構造。

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