JP2014224384A

JP2014224384A - 舗装材および舗装用ブロック

Info

Publication number: JP2014224384A
Application number: JP2013103817A
Authority: JP
Inventors: 泰弘佐藤; Yasuhiro Sato; 周二山本; Shuji Yamamoto
Original assignee: SANWA GROUND KK
Current assignee: SANWA GROUND KK
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2033-05-16
Also published as: JP5785217B2

Abstract

【課題】耐久性や強度の向上が図られるとともに、透水性も確保することができる舗装材および舗装用ブロックを提供する。
【解決手段】多孔質の水砕スラグ粒子と土とからなる骨材に、バインダーとしてポルトランドセメントを含有し、混和剤としてアクリル系ポリエーテルグラウト高分子化合物を含有し、ポルトランドセメントの重量１に対して混和剤を重量比で０．００３以上含有する。また、ポルトランドセメントの重量１に対して、水砕スラグ粒子を重量比で１０〜２５、土を重量比で１．０〜５．０の割合で含有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、舗装材および舗装用ブロックに係り、特に、歩道等の軽舗装用として好適な舗装材および舗装用ブロックに関する。

歩道等の軽舗装として採用される土系舗装は、天然の土壌が持つ弾力性や保水性、透水性を有し、衝撃の吸収や路面温度の安定化に寄与する舗装として施工され、特に、路面温度の上昇を抑える効果が高く、ヒートアイランド現象の対策として注目されている。また、周囲の自然環境に調和しやすいため、公園や遊歩道など、景観を重視する用途でも採用されており、土を用いるためコスト面でも有利とされている。土系舗装のための舗装材は、土や砂と、セメント系、アスファルト系、石灰系、樹脂系等の結合剤を混ぜ合わせたものが一般的である（特許文献１，２等参照）。

特開２００５−３４４３４８号公報特開２００７−２０５０１０号公報

しかしながら従来の土系舗装材では、次の点で不充分である場合があった。
（１）施工後２〜３年経過すると表面が劣化し、部分的に剥離が生じて凹凸状に変形し、歩行性能が低下する。特に冬季においては気温の寒暖差で凍結融解現象が繰り返し起こることにより表層面が劣化して、ひび割れ、部分剥離、砂状に流動化するなどといった状態が発生し、耐凍害性に劣る。
（２）舗装強度として求められる曲げ強さの値が低く、強度不足により舗装性能が低下する。
（３）歩行性能の一要素として求められる透水性が不充分で、例えば１０〜１５ｍｍ／ｈ程度の雨量の場合、透水係数が１．０×１０^−５〜１０^−７ｃｍ／ｓｅｃ程度であるため水溜まりが生じ、歩行者に滑りや歩きにくさを招いてしまう。

本発明は、上述した従来の土系舗装材が有する問題を解決するためになされたものであり、耐久性や強度の向上が図られるとともに、透水性および保水性も確保することができる舗装材および舗装用ブロックを提供することを目的としている。

本発明の舗装材は、多孔質の水砕スラグ粒子と土とからなる骨材に、バインダーとしてポルトランドセメントを含有し、混和剤としてアクリル系ポリエーテルグラウト高分子化合物を含有し、前記ポルトランドセメントの重量１に対して、前記混和剤を重量比で０．００３以上含有することを特徴とする（請求項１）。

本発明の水砕スラグは、高炉で生成される溶融状態のスラグを水で急冷することによって得られるガラス質粒子を備えた高炉水砕スラグが好適に用いられる。例えば、溶融したスラグに所定の水圧、水量の加圧水を噴射することによって得ることができる。加圧水の水圧、水量によって硬質で重い硬質水砕スラグと、多孔質で軽い軟質水砕スラグとに造り分けることができるが、本発明では軟質水砕スラグが好適に用いられる。

本発明の舗装材で舗装を行うと、ポルトランドセメントで結合された水砕スラグ粒子どうしの間の空孔と、水砕スラグ粒子の中の空孔の存在により、より空孔率の高い舗装となる。よって、この舗装の上面に落下した水は直ちに舗装の内部に浸み込むので、充分な透水性が確保される。なお、本発明では差し渡し最外径が５ｍｍ以下の水砕スラグ粒子が好適に使用される。また本発明では、ポルトランドセメントの重量１に対して上記混和剤を重量比で０．００３以上含有することにより、曲げ強度および圧縮強度の向上が図られる。混和剤の重量比が０．００３を下回ると添加する効果が期待できず、従って０．００３以上の含有を要する。また、ポルトランドセメントの配合比が、３〜９％程度と比較的低くなるため、熱収縮の発生が抑えられ、またその分、土の量が増えるので安価に施工することができる。

本発明では、前記ポルトランドセメントの重量１に対して、前記水砕スラグ粒子を重量比で１０〜２５、前記土を重量比で１．０〜５．０の割合で含有する形態を含む（請求項２）。骨材に対するポルトランドセメントの割合は、それがバインダーとして機能するに充分な量であればよく、骨材における土の量も適宜でよいが、本発明の目的を確実に達成するためには、骨材を構成する水砕スラグ粒子および土は上記比率での量が、透水性と強度のバランスがとれる点で好ましい。

次に、本発明の舗装用ブロックは、上記請求項１または２に記載の舗装材を成形してなることを特徴とする

本発明によれば、従来の土系舗装材が有する問題を解決し、耐久性や強度の向上が図られるとともに、透水性および保水性も確保することができる舗装材および舗装用ブロックが提供されるといった効果を奏する。

本発明の実施形態の舗装材を用いた舗装の一例を示す断面図である。混和剤の配合比を変化させた場合の舗装材の曲げ強さを示すグラフである。混和剤の配合比を変化させた場合の舗装材の圧縮強さを示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る舗装材を用いた路面舗装の断面を示している。この舗装は、路床１に水硬性粒度調整スラグや砕石（クラッシャーラン）、砂利などを所定厚さで敷き詰めて路盤２を敷設し、路盤２の上に本発明に係る舗装材を敷設して舗装３を形成したものである。路盤２および舗装３の厚さは使用条件に応じて適宜設定される。例えば、歩道、遊歩道、公園内の園路、プールサイド、ゲートボール場などのように、主に人が歩く程度の軽舗装の場合には、例えば５ｃｍ程度の厚さとされる。また、ローラースケート場やサイクリングロード、テニスコートなどのように人が運動することにより軽い衝撃を受ける場合には、路盤２の厚さを厚くして衝撃を吸収するようにする。本発明に係る舗装材は、このような衝撃吸収性を必要とされる舗装に好適とされる。

本発明の舗装材は、多孔質の水砕スラグ粒子と土とからなる骨材に、バインダーとしてポルトランドセメントを含有し、混和剤としてアクリル系ポリエーテルグラウト高分子化合物を含有し、ポルトランドセメントの重量１に対して、例えば液状の混和剤を重量比で０．００３以上含有し、さらに、ポルトランドセメントの重量１に対して、水砕スラグ粒子を重量比で１０〜２５、土を重量比で１．０〜５．０の割合で含有している。土としては、真砂土等の一般的な土系舗装用の土が用いられ、岩瀬砂等の他の土を適度に混ぜるか、あるいはその他の土を単体で使用してもよい。また、真砂土等の土は、例えば袋詰めにした絶乾状態のものを用いれば、なお良い。

本発明の舗装材は、水と混合すると比較的早期に固化するので、舗装する現場で混合することが望ましい。舗装材の敷設は、例えば路盤上に型枠を据え付けて１つの区画を形成するとともに型枠の内側に目地材を設け、型枠で囲まれた内部に水と混合した舗装材を敷き均し、ローラ等によって締固める。こうして型枠で囲まれた１つの区画の締固めを終了させ、次いで隣の区画の路盤上に同様に舗装材を敷設するが、その際には、隣接する区画の境界となっている型枠の型材を取り外す。そして、当該区画への舗装を行うことによって、隣接する区画どうしの境界に目地材が残されることになる。このようにして舗装材を敷設することにより、設計に対して極めて正確に目地材を配置することができる。よって、養生中の舗装の膨張量を計算通りに設定することができ、目地材のはみ出しなどの不具合の発生を防止することができる。なお、本発明の舗装材を用いて所定寸法のブロックを形成しておき、路盤の上にブロックを敷き詰めることにより舗装を行うこともできる。

以下、本発明の実施例を説明する。
（１）試験体の製造
ポルトランドセメント、骨材として「高炉水砕スラグ＋真砂土」および混和剤を、次の重量比で調合した。混和剤は、アクリル系ポリエーテルグラウト高分子化合物であってコンクリート用強度増進剤であるグレースケミカルズ社製「ＭＳＰ−２０」を用いた。
・ポルトランドセメント：１
・水砕スラグ：１０．４
・真砂土：１．６
・混和剤：０．００５

上記成分からなる舗装材を容量１００リットルのモルタルミキサーに入れて１分３０秒間の空練りを行った後、水を加えてさらに１分３０秒間練り混ぜ、それぞれの試験に応じて表１に示す試験体を製造した。なお、試験体は、練り混ぜた材料を鋼製型枠に充填して打ち固め、その後４８時間経過した後、型枠から取り出した。次いで、温度２０±３℃、湿度８０％以上の環境下で最高２８日間放置した。なお、以下の説明においては放置期間を「材齢」と称する場合もある。

（２）各種試験
（２−１）曲げ強さおよび圧縮強さ
７日間放置した３つの試験体と２８日間放置した３つの試験体についてＪＩＳＲ５２０１（セメントの物理試験方法）に従って曲げ強さと圧縮強さとを測定した。その結果を表２に示す。

表２に示す結果から明らかなように、上記配合比を有する舗装材で作製した試験体は、打ち固めてから２８日という材齢に達するまで曲げ強さおよび圧縮強さともに増加することが判る。また、２８日目に達した曲げ強さおよび圧縮強さは、舗装として充分な値を示すことが確認された。

ここで、比較例として混和剤を下記のものに換えた場合の舗装材の曲げ強さおよび圧縮強さを、表３に示す。舗装材および試験体の製法は上記と同じであり、材齢２８日の試験値である。また、配合比は、ポルトランドセメント、水砕スラグ、真砂土が上記実施例と同じ重量比であり、混和剤の重量比を、各混和剤の標準とされている０．０４とした。

・比較例１の混和剤
酢酸ビニル樹脂エマルジョンの土壌浸食防止剤（エスフィックス積水フーラー社）
・比較例２の混和剤
エチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョンのモルタル接着増強剤（ＮＳハイフレックスＨＦ１０００日本化成社）

材齢２８日では比較例１，２とも上記実施例（表２）よりも曲げ強さおよび圧縮強さは劣っており、本発明の混和剤が強度的に優位であることが認められた。

（２−２）滑り抵抗性
試験体を濡らしたときの表面の滑り抵抗値をＡＳＴＭＥ３０３（英国式ポータブルスキッドレジスタンステスター法）に従って測定した。その試験結果を表４に示す。表４に示す滑り抵抗値は、舗装として充分な値であった。これは、試験体の表面に無数の凹凸が存在するため、水に濡れても滑りにくい構造だからである。

（２−３）透水性
試験体に対してインターロッキングブロック舗装設計施工要領（インターロッキングブロック舗装技術協会）に規定される透水性試験を行った。その結果を表５に示す。表５に示す透水係数では、試験体に水を注ぐとほぼ同時に透過し、試験体の表面に水が一時も滞留しないことが確認された。また、透水性舗装として認定される透水係数「１．０×１０^−２ｃｍ／ｓｅｃ」を充分に超えている。従って例えば３０ｍｍ／ｈ程度の激しい雨量の場合にも水溜まりが生じにくい舗装面を得ることができる。

（２−４）混和剤の含有量について
ポルトランドセメント、高炉水砕スラグおよび真砂土を上記重量比としたまま、上記混和剤の重量比を０．００１（０．１重量％）、０．００３（０．３重量％）、０．００５（０．５重量％）、０．００７（０．７重量％）、０．０１（１．０重量％）と変化させて材料を調合した。そして上記の製法と同様にして混和剤の重量比ごとにそれぞれ３つの試験体を製造した。そして材齢２８日のこれら試験体につき、ＪＩＳＲ５２０１（セメントの物理試験方法）に従って曲げ強さと圧縮強さとを測定した。その結果を表６および図２、図３に示す。なお、表６および図２、図３では、混和剤の含有量をポルトランドセメントに対する重量％で示している。

表６および図２、図３によれば、混和剤の含有量が重量比でポルトランドセメント１に対し０．００３、すなわち０．３重量％を下回ると曲げ強さおよび圧縮強さが低減する傾向にあり、０．３重量％以上を含有していれば、曲げ強さおよび圧縮強さは舗装として充分な値を示すことが確認された。

（３）耐久性について
実施例の舗装材で出願人の私有地（実験ヤード）に舗装した実験路面を５年以上にわたって経過観測したところ、表面に部分的に剥離やひび割れが生じて歩行性が低下するといった問題は起こらなかった。これは上記のように曲げ強さおよび圧縮強さが高いことに加え、骨材（水砕スラグ＋真砂土）の成分がポルトランドセメントと類似し、舗装材として適合性に優れるといったことも理由として挙げられる。

また、主骨材である高炉水砕スラグは主要成分がセメントと同一であるため、その特性により水和反応が起こって時間とともに潜在水硬性を発揮して固結し、その結果、強度が増進するという利点がある。

上記フィールド実験において、冬季氷点下５℃の条件下での凍結融解現象を観察したところ、表層面の劣化は起こらず、耐凍害性にも優れることが確認された。また、ＪＩＳＡ１４３５で規定される気中凍結水中融解法の試験を実施した結果、上限値２００サイクルを超え、凍結融解の繰り返しにも耐えられることが判った。

１…路床
２…路盤
３…舗装

Claims

多孔質の水砕スラグ粒子と土とからなる骨材に、バインダーとしてポルトランドセメントを含有し、混和剤としてアクリル系ポリエーテルグラウト高分子化合物を含有し、
前記ポルトランドセメントの重量１に対して、前記混和剤を重量比で０．００３以上含有することを特徴とする舗装材。
前記ポルトランドセメントの重量１に対して、前記水砕スラグ粒子を重量比で１０〜２５、前記土を重量比で１．０〜５．０の割合で含有することを特徴とする請求項１に記載の舗装材。
請求項１または２に記載の舗装材を成形してなることを特徴とする舗装用ブロック。