JP2019210785A - 歩行者系弾性舗装混合物、歩行者系弾性舗装の施工方法及び硬化体 - Google Patents
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Description
さらに、従来の歩行者系の舗装は、ウレタン系樹脂及びアクリル系樹脂の結合材が紫外線によって劣化し、表面が親水性(濡れ性)に改質されてしまうことで、降雨等で水膜が生じるようになり、水膜を原因とするすべり抵抗性の低下の問題がある。また、歩行者系の舗装が親水性(濡れ性)に改質されてしまうことで、水分による膨潤で体積変化が生じ、舗装端部で反り返りが生じ、早期に破損が進行するといった問題がある。
[1]樹脂系結合材と、骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理してなる撥水骨材とを備える歩行者系弾性舗装混合物。
[2]前記樹脂系結合材と前記撥水骨材との混合割合が、撥水骨材体積100に対して、樹脂系結合材体積が10以上100以下である、[1]の歩行者系弾性舗装混合物。
[3]前記撥水骨材は、前記骨材の吸水率が10%以上150%未満である場合、前記骨材に対する前記シリコーン系撥水処理材の混合割合が、骨材体積100に対して、シリコーン系撥水処理材体積が0.5以上20以下である、[1]又は[2]の歩行者系弾性舗装混合物。
[4]前記撥水骨材は、前記骨材の吸水率が150%以上300%以下である場合、前記骨材に対する前記シリコーン系撥水処理材の混合割合が、骨材体積100に対して、シリコーン系撥水処理材体積が1.0以上100以下である、[1]又は[2]の歩行者系弾性舗装混合物。
[5]前記シリコーン系撥水処理材は、シリコーン系オイル及びシリコーンオリゴマーの少なくともいずれかである、[1]〜[4]のいずれかの歩行者系弾性舗装混合物。
[6]前記シリコーンオリゴマーは、分子中に反応性官能基を有する、[5]の歩行者系弾性舗装混合物。
[7]前記シリコーン系オイルは、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びメチルハイドロジェンシリコーンオイルからなる群から選択される1種以上である、[5]の歩行者系弾性舗装混合物。
[8]前記樹脂系結合材は、シリコーン系結合材、ウレタン系結合材及びアクリル系結合材からなる群から選択される1種以上である、[1]〜[7]のいずれかの歩行者系弾性舗装混合物。
[9]骨材とシリコーン系撥水処理材とを混合し、前記骨材を撥水処理して撥水骨材とする工程と、樹脂系結合材と前記撥水骨材との混合割合が、撥水骨材体積100に対して、樹脂系結合材体積が10以上100以下である歩行者系弾性舗装混合物を用意する工程と、前記歩行者系弾性舗装混合物を混合する工程と、混合した前記歩行者系弾性舗装混合物を路面に供給する工程とを含む、歩行者系弾性舗装の施工方法。
[10]骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理してなる撥水骨材と、前記撥水骨材同士を結合する樹脂系結合材とを備え、前記樹脂系結合材と前記撥水骨材との混合割合が、撥水骨材体積100に対して、樹脂系結合材体積が10以上100以下である、硬化体。
本発明の実施の形態に係る歩行者系弾性舗装混合物は、樹脂系結合材と、骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理してなる撥水骨材とを備えることを特徴とする。
樹脂系結合材と撥水骨材との混合割合が上記範囲内であることで、優れた衝撃吸収性、弾力性及び柔軟性を発揮することができる。また、樹脂系結合材と撥水骨材との混合割合が上記範囲内であることで、撥水骨材による優れた撥水効果及び耐候性を発揮することができる。
なお、撥水骨材体積は、絶乾状態における体積であり、「絶乾状態」とは、撥水骨材の含水率が0%である状態をいう。
本発明の撥水骨材は、骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理することによって得られる。
本発明に用いる骨材は、特に限定することはなく、無機系骨材及び有機系骨材を用いることができ、単体又は複合体を用いることができる。骨材には、繊維補強材及び舗装用充填材等を適宜添加することもできる。
無機系骨材としては、例えば、砕石、砂、硅砂、スクリーニングス、石粉、再生骨材、カラーサンド、カラーチップ及び鉱物チップ等が挙げられる。
有機系骨材としては、例えば、木本植物又は草本植物のおがくず、樹皮、木質チップ、果実の種子及び種子殻、並びに、ゴム素材等が挙げられる。
骨材の吸水率が10%以上150%未満である場合、骨材に対するシリコーン系撥水処理材の混合割合が、骨材体積100に対して、シリコーン系撥水処理材体積が0.5以上20以下であることが好ましく、1.0以上15以下であることがより好ましく、1.5以上10以下であることがさらに好ましい。
骨材の吸水率が150%以上300%未満である場合、骨材に対するシリコーン系撥水処理材の混合割合が、骨材体積100に対して、シリコーン系撥水処理材体積が1.0以上100以下であることが好ましく、2.0以上75以下であることがより好ましく、3.0以上50以下であることがさらに好ましい。
骨材とシリコーン系撥水処理材との混合割合が上記範囲内であることで、シリコーン系撥水処理材が発揮する優れた撥水性により、種々の骨材を使用することができるようになる。
ここで、「シリコーン系オイル」とは、数平均分子量が1,000以上のポリオルガノシロキサンをいい、「シリコーンオリゴマー」とは、数平均分子量が1,000未満のポリオルガノシロキサンをいう。
なお、シリコーン系オイルは、直鎖型構造であることが好ましい。シリコーンオリゴマーは、分岐型構造であることが好ましい。
また、シリコーンオリゴマーは、メチル基及びフェニル基等の有機基を有していてもよい。
シリコーンオリゴマーの数平均分子量は、100以上1,000未満であることが好ましく、150以上950以下であることがより好ましく、200以上900以下であることがさらに好ましい。
シリコーン系オイル及びシリコーンオリゴマーの数平均分子量は、上記範囲であることによって、適度な粘性状を得ることができる。
なお、シリコーン系オイル及びシリコーンオリゴマーの数平均分子量は、核磁気共鳴分光法(NMR)及びゲル浸透クロマトグラフィー法(GPC)等により測定される。数平均分子量の測定法については、以下同様である。
シリコーン系オイルの25℃における動粘度が上記範囲内であることで、骨材の気孔部に浸透し、骨材の自然な質感を損なうことが無く撥水処理を行うことが可能となる。
樹脂系結合材は、シリコーン系結合材、ウレタン系結合材及びアクリル系結合材からなる群から選択される1種以上であることが好ましい。樹脂系結合材がシリコーン系結合材、ウレタン系結合材及びアクリル系結合材のいずれかであることによって、歩行者系弾性舗装混合物が硬化した際に、衝撃吸収性及び弾性等の性状を良好にすることができる。
樹脂系結合材の硬化前の常温状態での粘度は、0.1Pa・s以上であることで、骨材の粒度に依存することなく、硬化養生中のダレを抑制することができ、結合機能及び硬化後の排水機能が有効に発揮する。
樹脂系結合材の硬化前の常温状態での粘度は、50Pa・s以下であることで、一般的な混合機械(タライミキサー)を用いた場合でも骨材との混合性を良好にすることができ、均質に混合することができる。また、樹脂系結合材の硬化前の常温状態での粘度は、50Pa・s以下であることで、左官ゴテ及びレーキ等による敷き均し又はローラー等による転圧が十分にでき、耐久性を向上させることができる。
なお、「常温状態」とは、環境温度が5℃以上35℃以下である状態をいう。常温状態での粘度は、JIS K 7117-1で示される単一円筒回転粘度計を用いる方法によって測定される。
本発明の実施の形態に係る歩行者系弾性舗装混合物は、撥水骨材及び樹脂系結合材とともにその他の添加成分を必要により添加含有させることができる。その他の添加成分としては、例えば、防カビ剤及び接着剤等を挙げることができる。
防カビ剤は、歩行者系弾性舗装混合物に含有される撥水骨材及び樹脂系結合材の材質又は供用される周辺環境により発生するカビを防止する。
防カビ剤としては、トリアゾール系、ハロアルキルチオ系、イソチアリゾン系、イミダゾール系、トリアジン系、ハオアルキルチオ系、スルファミド系及びカルボン酸系等が挙げられる。
接着剤は、歩行者系弾性舗装混合物と既設のアスファルト舗装及びコンクリート舗装等との接着性を付与する。
接着剤としては、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂及びスチレン系樹脂の各樹脂あるいはこれらの変性物が挙げられる。また、これらは、二種以上混合して用いても構わない。
ポリエステル系樹脂としては、例えば、多塩基酸又はそのエステル形成誘導体を2種以上と、ポリオール又はそのエステル形成誘導体を1種あるいは2種以上用いて得られた各種樹脂が挙げられる。
アクリル系樹脂としては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート系モノマーを主成分とするポリマーが用いられ、さらに、アミド基含有アクリレートモノマー、水酸基含有アクリレートモノマー、グリシジル基含有アクリレートモノマー等を共重合させたものが挙げられる。
ウレタン系樹脂としては、例えば、ポリエステル系、アクリル系、エーテル系のポリオールに、鎖長伸長剤として、ジイソシアネート類やその水素添加物、あるいはアダクト体、ビューレット体、イソシアヌレート体などのポリイソシアネート類を作用させることによって得られたポリウレタンが挙げられる。また、上述したポリイソシアネートと作用させる官能基としてエチレンイミン又はその誘導体、あるいはそのカルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、あるいはこれらの塩も併用することも可能である。
スチレン系樹脂としては、例えば、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体が挙げられる。
本発明の実施の形態に係る歩行者系弾性舗装の施工方法は、骨材を撥水処理して撥水骨材とする工程と、歩行者系弾性舗装混合物を用意する工程と、歩行者系弾性舗装混合物を混合する工程と、歩行者系弾性舗装混合物を路面に供給する工程とを含むことを特徴とする。
骨材を撥水処理して撥水骨材とする工程として、骨材とシリコーン系撥水処理材とを混合し、骨材を撥水処理して撥水骨材とする。
骨材及びシリコーン系撥水処理材は、上記のものを適宜用意する。用意した骨材及びシリコーン系撥水処理材は、混合機械(タライミキサー)等で混合されることで、骨材の表面の全部又は一部にシリコーン系撥水処理材を担持させ、撥水骨材とすることができる。
撥水骨材としては、上述したように、骨材とシリコーン系撥水処理材との混合割合を骨材の吸水率に基づいて決定したものを用意することが好ましい。
歩行者系弾性舗装混合物を用意する工程として、樹脂系結合材と撥水骨材との混合割合が、撥水骨材体積100に対して、樹脂系結合材体積が10以上100以下である歩行者系弾性舗装混合物を用意する。
歩行者系弾性舗装混合物を混合する工程として、用意した歩行者系弾性舗装混合物を混合する。
用意した歩行者系弾性舗装混合物は、混合機械(タライミキサー)等で混合されることで調製される。
歩行者系弾性舗装混合物を路面に供給する工程として、混合した歩行者系弾性舗装混合物を路面に供給する。
混合して調整された歩行者系弾性舗装混合物は、供用中又は新設のコンクリート舗装又はアスファルト舗装等の路面上に供給される。路面上に供給された歩行者系弾性舗装混合物は、左官ゴテ及びレーキ等による敷き均し又はミニアスファルトフィニッシャ及びハンドガイドローラー等の機械施工によって転圧される。敷き均し又は転圧された歩行者系弾性舗装混合物は、空気中の湿度等で硬化する湿気硬化性を有しているため、1〜3日程度で硬化し、歩行者系弾性舗装体が表層として敷設される。表層として敷設される歩行者系弾性舗装体は、表層の表面部分に薄層として敷設される形態であってもよい。薄層を敷設する場面としては、既設表層上に敷きならしを行う場合で舗装の嵩上げが可能な場所等が挙げられる。
薄層としての歩行者系弾性舗装体の厚さは、3.0mm以上30.0mm以下であることがより好ましく、3.5mm以上29.5mm以下であることがより好ましく、4.0mm以上29.0mm以下であることがさらに好ましい。
表層又は薄層としての歩行者系弾性舗装体の厚さが上記範囲内であることで、優れた衝撃吸収性、弾力性及び柔軟性を発揮することができ、安全で良好な歩行感を得ることができる。
また、本発明の歩行者系弾性舗装混合物を用いた歩行者系弾性舗装体によれば、骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理してなる撥水骨材による優れた撥水効果を発揮することで濡れ性がなく、降雨等の水が付着しても水滴状となり、水膜になりづらい。このように、本発明における歩行者系弾性舗装体は、濡れ性がなく、水滴状となるため勾配により速やかに表面排水されるのに加え、骨材により形成される肌理により滑り抵抗性を向上させることができる。また、本発明における歩行者系弾性舗装体は、濡れ性がなく、水膜を形成することがないので、冬季における路面での氷板生成を抑制することができる。仮に、上述の歩行者系弾性舗装体の表面に氷板が生成した場合であっても、氷板が剥がれやすいことから歩行者の安全性を向上させることができる。また、上述の歩行者系弾性舗装体によれば、骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理してなる撥水骨材による優れた耐候性を発揮することができ、屋外に施工される場合でも長期にわたり撥水効果を発揮することができる。
さらに、上述の歩行者系弾性舗装体は、濡れ性がないことによって、水分による膨潤で体積変化が生じることがなく、舗装端部での反り返りを抑制することができる。
本発明の実施の形態に係る硬化体は、骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理してなる撥水骨材と、撥水骨材同士を結合する樹脂系結合材とを備え、樹脂系結合材と撥水骨材との混合割合が、撥水骨材体積100に対して、樹脂系結合材体積が10以上100以下であることを特徴とする。
硬化体は、上述の歩行者系弾性舗装体だけでなく、レンガ及びブロック等の資材として用いることができる。
[評価方法]
実施例と比較例の歩行者系弾性舗装混合物の物性を下記の方法に従って評価した。
歩行者系弾性舗装材としての強度を評価するため『舗装調査・試験法便覧(B001)』(公益社団法人日本道路協会発行)に準拠し、試験温度20℃の環境下で評価した。
なお、マーシャル安定度の評価において、舗装設計指針(日本道路協会発行)より開粒度アスファルト混合物の基準値を3.43kN以上とした。
一般社団法人樹脂舗装技術協会から発刊されている『ニート工法樹脂系すべり止め舗装要領書』に示される「2−1−2.試験方法(4)塗膜収縮性」を参照して、骨材と結合材を混合した各種混合物について以下の方法で評価を行った。
200×50×7mmの型枠を準備する。
所定の混合比(体積率)で、骨材と結合材を混合する。その後、直ちに上記の型枠へ左官コテ及びヘラ等を使用して均一な厚みに敷き均す。
3日間20℃にて養生後、ヘラ及びナイフ等で型枠から混合物を剥がし供試体とする。
左官コテ及びヘラで均した面を上向きにして、20℃の恒温水槽に供試体を全浸させ1日水浸養生する。
水浸養生終了後、60℃の恒温乾燥器内で5日間養生する。さらに20℃の室内又は恒温槽内で30分保持した後、水平なガラス板上に供試体を置き、供試体の長手方向片側の端部を板に接地させ反対端部の最大高さを反り上がり量(mm)として計測する。
なお、収縮性評価の評価において、反り上がりがない、または、反り上がり量が1mm以上2mm以下であれば、屋外供用で問題なく用いることができるため好ましい。
上記(2)収縮性評価と同様の工程で作製した供試体について、下記式により吸水率を算出した。式中の「表乾重量」は、水浸養生終了後、供試体表面の水分を拭取って測定した供試体の重量である。また、式中の「乾燥重量」は、水浸養生終了後、60℃の恒温乾燥器内で5日間養生し、さらに20℃の室内又は恒温槽内で30分保持した後に測定した供試体の重量である。
吸水率(%)=[表乾重量(g)−乾燥重量(g)/乾燥重量(g)]×100
舗装路面の硬さ試験として『舗装調査・試験法便覧(S026−2T)』に準拠して評価を行った。試験機は、JIS A 6519「体育館用鋼製床下地構成材」に規定される床の硬さ試験機を用いた。既往の研究で代表的な舗装材の硬さの例や歩道の適正な硬さの範囲例『舗装調査・試験法便覧(S026−2T)』の表S026・1、表S026・2、及び、図S026・3が示されており、実施例、比較例の実測結果から歩行者系弾性舗装混合物としての評価を行った。
なお、衝撃吸収性評価において、衝撃加速度は、歩行者が安全に歩行することができる観点から、転倒しても比較的安全な範囲である55G以上91G以下であることが好ましい。
舗装路面の滑り抵抗性評価として『舗装調査試験法便覧(S021−2)』の振り子式スキッドレジスタンステスタによるすべり抵抗性試験で示される滑り抵抗値(BPN)により評価を行った。
なお、滑り抵抗性評価において、BPNは、50以上であることが好ましい。
<ウレタン樹脂A>
末端NCO基ウレタン樹脂
数平均分子量:約3,600
粘度(常温):6Pa・s
引張り強度(硬化後):47.0MPa
ショア硬度:74
<ウレタン樹脂B>
末端NCO基ウレタンプレポリマー
数平均分子量:約7,500
粘度(常温):10Pa・s
引張り強度(硬化後):27.0MPa
ショア硬度:50
<アクリル樹脂>
メタクリル酸メチル及びベンゾイルパーオキサイドを硬化剤としたMMA樹脂
数平均分子量:約62,000
粘度(常温):14Pa・s
引張り強度(硬化後):48MPa
ショア硬度:90
<シリコーン樹脂>
オルガノポリシロキサン
数平均分子量:約105,000
粘度(常温):15Pa・s
引張り強度(硬化後):1.7MPa
ショア硬度:20
<種子殻>
吸水率(JIS A 1109):71.7%
最大粒径:2,800μm
中心粒径:約2,000μm
モース硬度:4.0
嵩比重:0.74g/cm3
油脂分:0%
<おがくず>
吸水率(JIS A 1109):250.0%
最大粒径:3,000μm
中心粒径:約1,180μm
モース硬度:2.0
嵩比重:0.24g/cm3
油脂分:0.12%
<シリコーン系オイル>
数平均分子量:約25,000のポリオルガノシロキサン
動粘度:1,000mm2/s(25℃)
反応性官能基:なし
有機基:なし
<シリコーンオリゴマー>
数平均分子量:約800のポリオルガノシロキサン
動粘度:20mm2/s(25℃)
反応性官能基:なし
有機基:メチル基、フェニル基
実施例1〜36に示す配合処方により、結合材と骨材とをタライミキサーにて25℃で混合した。混合により得られた歩行者系弾性舗装混合物を25℃で締固めして、実施例1〜36の歩行者系弾性舗装を得た。
比較例1〜6に示す配合処方により、結合材と骨材とをタライミキサーにて25℃で混合した。混合により得られた歩行者系弾性舗装混合物を25℃で締固めして、比較例1〜6の歩行者系弾性舗装を得た。
実施例及び比較例の歩行者系弾性舗装混合物を、上述した評価方法により評価した。結果を表1〜4に示す。
実施例は比較例と比較して、供試体の反り上がり量及び吸水率がともに低下しており、シリコーン系撥水処理材の配合効果が認められる。
実施例において、衝撃吸収性は、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂の樹脂系結合材の場合、配合量の増加に伴って向上し、シリコーン樹脂の樹脂系結合材の場合、配合量の増加に伴って減少した。これは、結合に寄与する樹脂量が撥水処理の程度によって増え、それぞれの樹脂性状が示されたものとわかった。また、樹脂系結合材の配合量の増加に伴って表面凹凸が無くなるため、滑り抵抗性が低下傾向となることがわかった。
Claims (10)
- 樹脂系結合材と、
骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理してなる撥水骨材とを備える歩行者系弾性舗装混合物。 - 前記樹脂系結合材と前記撥水骨材との混合割合が、撥水骨材体積100に対して、樹脂系結合材体積が10以上100以下である、請求項1に記載の歩行者系弾性舗装混合物。
- 前記撥水骨材は、前記骨材の吸水率が10%以上150%未満である場合、前記骨材に対する前記シリコーン系撥水処理材の混合割合が、骨材体積100に対して、シリコーン系撥水処理材体積が0.5以上20以下である、請求項1又は2に記載の歩行者系弾性舗装混合物。
- 前記撥水骨材は、前記骨材の吸水率が150%以上300%以下である場合、前記骨材に対する前記シリコーン系撥水処理材の混合割合が、骨材体積100に対して、シリコーン系撥水処理材体積が1.0以上100以下である、請求項1又は2に記載の歩行者系弾性舗装混合物。
- 前記シリコーン系撥水処理材は、シリコーン系オイル及びシリコーンオリゴマーの少なくともいずれかである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の歩行者系弾性舗装混合物。
- 前記シリコーンオリゴマーは、分子中に反応性官能基を有する、請求項5に記載の歩行者系弾性舗装混合物。
- 前記シリコーン系オイルは、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びメチルハイドロジェンシリコーンオイルからなる群から選択される1種以上である、請求項5に記載の歩行者系弾性舗装混合物。
- 前記樹脂系結合材は、シリコーン系結合材、ウレタン系結合材及びアクリル系結合材からなる群から選択される1種以上である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の歩行者系弾性舗装混合物。
- 骨材とシリコーン系撥水処理材とを混合し、前記骨材を撥水処理して撥水骨材とする工程と、
樹脂系結合材と前記撥水骨材との混合割合が、撥水骨材体積100に対して、樹脂系結合材体積が10以上100以下である歩行者系弾性舗装混合物を用意する工程と、
前記歩行者系弾性舗装混合物を混合する工程と、
混合した前記歩行者系弾性舗装混合物を路面に供給する工程とを含む、歩行者系弾性舗装の施工方法。 - 骨材をシリコーン系撥水処理材で撥水処理してなる撥水骨材と、
前記撥水骨材同士を結合する樹脂系結合材とを備え、
前記樹脂系結合材と前記撥水骨材との混合割合が、撥水骨材体積100に対して、樹脂系結合材体積が10以上100以下である、硬化体。
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