JP2019529754A - アスファルトで覆われたコンクリート系補強道路構造体 - Google Patents

Abstract

アスファルトによって被覆されたコンクリート系補強道路構造体であって、実質的に水平な上面を有するコンクリート製の基本層（１）であって、地面に直接に配置されるか地面にサブコンストラクションを介して配置された、基本層（１）と、基本層（１）上の少なくとも１つのアスファルト製の成形カバー層（２）と、基本層（１）とカバー層（２）との間に位置決めされた支持要素（３）と、を具備し、支持要素（３）は、基本層（１）に基本層（１）の硬化前に所定の深さ挿入され、その結果、基本層（１）から部分的に、上面に直交する方向に突出し、この突出する部分は、道路が暴露される荷重の下でカバー層（２）が基本層（１）に対して移動するのを防ぎ、支持要素（３）は、基本層（１）の表面に実質的に直交する壁を有する平坦なストライプであって、それぞれの蛇行線を形成するように方向が異なる後続部分を含む、平坦なストライプである、道路構造体。

Description

本発明は、アスファルトで覆われたコンクリート系補強道路構造体に関する。この構造体は、実質的に水平な上面を有するコンクリート製の基本層であって、地面に直接又はサブコンストラクションを介して配置された基本層と、基本層上にある少なくとも１つのアスファルト製成形カバー層と、基本層とカバー層との間に配置された支持要素と、を備える。この構造体は、熱の影響下でアスファルト層内の変形と、交通から生じる荷重とを防止又は減少させることができる。

ほとんどの型式の耐荷重道路がいくつかの層を備え、その下層は荷重に耐えるように設計された少なくとも１つのコンクリートベースを備え、コンクリートベースは１つ又は複数の成形アスファルト層によって覆われる。

結合材料として弾性瀝青を含むアスファルト層は、全世界の温帯に特有の温度範囲内で実質的に変化する物理的及び機械的な性質を有する。夏の急激な温度変化の間、アスファルトの急速な弛緩と、発生した張力のあらゆる方向への分布により、実質的な熱圧力や引張張力が落ち着くことはないであろう。典型的な結果は、大型商用車のタイヤの荷重、即ち、アスファルトの不均一な圧縮によって引き起こされる舗装のわだち又はくぼみである。冬季に突然温度が下がる場合、アスファルトの損傷は熱亀裂から生じる。

熱的及び機械的な圧力荷重に加えて、道路はこのほか、通過する交通に由来する曲げ荷重にさらされる。この荷重成分は熱的影響にも左右される。アスファルトの機械的性質の経時変化のために、曲げ型荷重は、道路構造体を構成する層が協働できない場合には、引張りに抵抗する所与の層の材料の引張張力を上回る可能性も否定できない曲げ張力及び引張張力が層に現れることがあるため、大きくなることになる。

この３種類の荷重に対する舗装を設計する方法の１つには、適切な材料の選択と、道路がこのような影響の結果になるのを防ぐ構造的な解決策の使用が挙げられる。

上記の３つの問題の主な理由には、荷重を受けてそれに抵抗する役割を果たすコンクリート製の基本層とその上のアスファルトカバー層との間に適切で強力な結合が存在しないため、ほとんどの場合アスファルト層がコンクリート上を移動するか、移動せずにひびが入ることが挙げられる。

特許文献１（米国特許第７２３２２７６Ｂ２号明細書）には、補強層を備える道路構造体が記載されている。通常適用される上部アスファルト層の下に、サンドイッチ状に２つのアスファルト層とその間のプラスチックバインダで安定化されたガラス繊維製の結合層とを含む別の補強層が配置される。この構造体には、適切に使用するには高度な技術を必要とし、温暖な気候環境下ではプラスチック結合強化層がすぐに破壊されるという欠点がある。別の欠点には、この解決法が硬質基本層と（少なくとも１つの）可撓性カバー層との協働をもたらすことができないことが挙げられる。

特許文献２（米国特許第５２４９８８３号明細書）には、アスファルトと骨材の４層からなる構造体が開示される。金属シートが構造体の下に配置される。この場合、この道路の耐荷重能力は良好であり、改質エラストマーの使用により４つの層は適切に協働する。しかし、この構造体は、洗練された高価な技術であるために狭い用途しかないことから、主に橋及びガレージの建物で使用される。橋の上で使用される場合、交通量が増大し、車両の高速化により荷重が増大するため、金属シートとアスファルト層との間の粘着力が不十分になる可能性があり、この協調はこのような層の熱伝導率の大きな差によって悪影響を受ける。

特許文献３（米国特許第５００９５４３号明細書）には、くぼみ及び／又はわだちがあるひどく摩耗した道路のためのアスファルト矯正方法が開示される。ここでは、格子構造体が、例えば、強い引留め効果を有し、それによって耐久性のある修正ができるハニカム形状を有するアスファルトに組み込まれる。この解決策の欠点には、アスファルトの下に耐荷重性の固体支持層がなく、格子構造体がアスファルト層に完全に埋め込まれているため、上記の問題、即ち、コンクリートベースとその上のアスファルトカバー層との間の移動を解決できないことが挙げられる。

特許文献４（米国特許出願公開第２００８／０１５２４３６号明細書）には、閉じた形態を形成するように組み合わされたジグザグストラップによってアスファルト層内に構築される補強構造体が記載される。特許文献４は、そのような補強構造体を何種類か記載しているが、このような構造体はいずれも、下にある（主に地面によって構成される）支持面上のアスファルト層の成形前に配置されるため、格子構造体はアスファルト層のみを補強することができるが、アスファルト層とその下にある支持体との間の接続品質には影響を及ぼさない。

コンクリートベースとその上に配置されたアスファルト層との接続を扱う他のいくつかの文献には、例えば、特許文献５（中国特許出願公開第１０１１０９１６８Ａ号明細書）、特許文献６（中国実用新案第２０４６６２１９４Ｕ号明細書）、特許文献７（中国特許出願公開第１０２４１８３０９Ａ号明細書）が挙げられる。ここに挙げた文献は、コンクリート基本層の上面が周期的な空間プロファイルを有するように（例えば、溝を有するように）形成され、そのような場合、２つの層の移動を防止する上層の成形アスファルト層との形状嵌合接続が生じることになるという共通の特徴を有する。

そのような解決法の一般的な欠点には、基本層のための空間的に構造化された上面が、非常に大型の道具を使用することによって形成することができることが挙げられる。これはコストのかかる仕事であり、凍結するとひびの原因になる溝の深めの部分に水が集まり、さらに、上記の荷重はあらゆる方向から付与される可能性があるが、溝は一般に単一の主方向を有し、移動に対する保護はこの方向に対して垂直の方向にのみ有効である。

米国特許第７２３２２７６Ｂ２号明細書 米国特許第５２４９８８３号明細書 米国特許第５００９５４３号明細書 米国特許出願公開第２００８／０１５２４３６号明細書 中国特許出願公開第１０１１０９１６８Ａ号明細書 中国実用新案第２０４６６２１９４Ｕ号明細書 中国特許出願公開第１０２４１８３０９Ａ号明細書

本発明の目的は、３つの列挙された変形荷重効果のいずれに対しても効果的な保護を提供することができ、コンクリート基本層に対して（少なくとも１つの）アスファルト層がずれるのを防止することができるコンクリートベース及び成形アスファルト層を有する補強道路構造体を提供することである。

この目的は、実質的に水平な上面を有するコンクリート製の基本層であって、地面に直接に配置されるか地面にサブコンストラクションを介して配置された基本層と、基本層上の少なくとも１つのアスファルト製の成形カバー層と、基本層とカバー層との間に位置決めされた支持要素と、を備える、アスファルトによって被覆されたコンクリート系補強道路構造体を提供することによって達成される。本発明によれば、支持要素は、基本層に、基本層の硬化前に所定の深さ挿入され、その結果、基本層から部分的に、上面に直交する方向に突出し、突出する部分は、道路が暴露される荷重の下でカバー層が基本層に対して移動するのを防ぎ、支持要素は、基本層の表面に実質的に直交する壁を有する平坦なストライプであって、それぞれの蛇行線を形成するように方向が異なる後続部分を含む、平坦なストライプである。

支持要素から形成された蛇行するストライプは、ある部分に沿って相互に連結されて閉じた形状のアレイをともに形成するように互いに隣接して延びることが好ましい。

基本層の上面まで延びる支持要素にはそれぞれ開口部が設けられ、開口部の下端部では、支持要素が、未だペースト状の状態にある基本層の材料に浸漬されるのを防ぐためにそれぞれの切断タブが折り畳まれると、位置決めはさらに容易になる。

閉じた形状が三角形、正方形、円形又は六角形であれば好ましい。

好ましい実施形態では、カバー層は石で作られた砂利片を含み、支持要素は基本層の上面から少なくとも砂利片の平均サイズの半分の高さまで延びる。

取り扱いをさらに容易にするために、支持要素の上側は、幅の広い上部リムを有するのが好ましく、そのような幅の広いリムが支持要素の下縁にも設けられるならばさらに好ましい。

ほかにも、支持要素は互いに隣接して配置され、互いに接続されたそれぞれの規則的な形状を形成するのが好ましい。

ここで、本発明を、その実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明による道路構造体の好ましい実施形態を段付き部分にて半準備状態で示す図。 図１に類似する拡大詳細図。 支持要素３の好ましい実施形態の拡大断面図。 支持要素３の代替設計を示す図。 道路構造体の拡大断面図。

図１は、本発明による道路構造体の第１の実施形態の簡略化された階段状の断面図を示しており、底部にはコンクリート製の硬質基本層１が配置される。基本層１の下には、例えば圧縮又は異なる方法によって地面が準備されるか、粗めの粒状コンクリートが存在し得る。基本層１は、建設中の道路に典型的に存在する静的及び動的な荷重を受け、その荷重に耐えることができる設計を有する。基本層１は、好ましくは平坦な上面又はわずかに湾曲した上面を有する。この上面は、関節構造体のように、水を逃がし、製造費を大幅に低下させるのに好ましいものである。基本層１は、本発明を理解するのに必要ではないため別途示す必要のない鋼製補強材によって強化されるのが好ましい。

道路が構築される場合、アスファルトカバー層２が成形によって基本層１の上に設けられる。アスファルト層２は、図５の断面図に示すように、サイズの異なる小片と、小片の間の間隙を埋める瀝青とを有する砂利を含む。図１では、カバー層２は、カバー層２を配置する前の構造体を示すために、部分的に除去した状態で示される。

基本層１が硬化する前に、図１に示すような特別な形状及び配置を有する支持要素３は、表面に直交する所定の高さの基本層１の上面から延びるが、同時に基本層１にも所定の深さで沈降するように、上方から位置決めされる。支持要素３は、必ずしも必要ではないが好ましくは鉄、鋼から作成するか、あるいは予想される荷重を受けるように設計された材料から作成することができる。この課題はこのほか、適切に選択されたプラスチック材料によっても解決可能である。

図２は、支持要素３の好ましい実施形態の設計を拡大図で示す。支持要素３は、表面に直交して配置され、互いに対向して配置された半六角形から形成されたストライプの形状を有し、ボルト、リベット又は溶接によって、支持要素の接触面で互いに接触し、それによって、安定な閉じた多角形の閉じた配置を構成する、即ち、表面から所定の高さまで延びる六角形の格子を形成する。この設計は、閉じた多角形が圧力嵌合アタッチメントと相互接続され、それによって後でカバー層２の型に作用するあらゆる方向から付与される力に抵抗することができ、それによってアスファルトのいかなる移動も防止するため、好ましいものである。

図１では、支持要素３は、支持要素３の材料から切り出されてストライプの元の面（この面はここでは垂直である）に対して外側に湾曲されたタブ４を形成し、このタブは、支持要素３がまだペースト状態にあるときに支持要素３が基本層１の材料に浸漬するのを防止する増大した水平面を提供する開口部であって、基本層１の上面の高さの近くに作成されたそれぞれの開口部を備えることが概略的に示される。タブ４及び関連する開口部の存在はこのほか、このようにして支持要素３が存在するにもかかわらず、支持要素３の開口部を水が自由に流れることになるため、好ましいものである。カバー層２が成形されるとき、瀝青が開口部に流れ込み、カバー層２の安定化効果をさらに生じさせる可能性がある。

図３の拡大詳細図は、好ましい実施形態では、支持要素３を構成するストライプが、丸みを帯びて増大した断面を有する上部リム５を有する、即ち、ストライプが鋭い縁ではなく厚くなった上面を有することを示す。そのような設計は、事故の危険性を最小限にするという観点から好ましいものである。支持要素３の下部を固定する下部基本層１を硬化したのちに、この上部リム５は、カバー層２の配置の前に、車両が、支持要素の表面を、車両のタイヤが支持要素３の鋭い上縁部によって切断される危険性なしに移動することができるようにする。支持要素３が対称的な断面を有する、即ち、図３に示されるように基本層１内での支持要素の姿勢を補強するほぼ同じ幅の下部リム５を備えることも好ましい。

図４は、間隔をあけて配置された支持要素３を構成するストライプ６（又はストラップ）を示しており、蛇行線を有するストライプ６はストライプの下部が挿入されている基本層１の硬化後に十分安定した状態にすることができることから、孔を画定する閉鎖構造体の形成が必須条件ではないことを図示している。低めの荷重のために設計された道路の場合には、そのような開放型設計もまた必要な安定性を提供することができる。必要ならば、支持要素３はこのほか、幅広のリム５を基本層１内の支持要素の平面に直交して配置することなく、ストライプとして製造することができる。

ここで、道路が完成した後の道路の断面を示す図５を参照する。これまでに記載したように、支持要素３が事前に挿入された基本層１の硬化の後に、カバー層２は柔軟なペースト状の状態で成形することによって上方から位置決めされることになる。基本層１上に突出する支持要素３の高さは重要ではないが、この高さが少なくともカバー層１の砂利を構成する石片７の平均サイズの半分と同じ高さであり、その結果、支持要素３の壁が石片７の圧力に対して十分に抵抗することができることが好ましい。支持要素３が基本層１に挿入される必要のある深さは、必要とされる耐荷重能力を知ることによってのみ決定することができるが、その深さが基本層１中の砂利片の平均サイズの少なくとも半分である場合も好ましい。図５は、さまざまな突出の高さを有する支持要素３を示す。所与のあらゆる実際の実施形態では、突出の高さが単一である場合のみが選択される。

図示の例から、アスファルトから作成されたカバー層２を支持する方法はいくつかあり、このような可能性の中から、特定の場所での局所的条件、予算の制限をはじめとする条件に従って選択される必要がある。基本層１に挿入されて結合された支持要素３がアスファルトカバー層２を安定化させ、これまでに記載した３種類の荷重が同時に影響を及ぼす場合でもアスファルトカバー層２が移動しないようにすることのみが重要である。

Claims (7)

1. アスファルトによって被覆されたコンクリート系補強道路構造体であって、
   実質的に水平な上面を有するコンクリート製の基本層（１）であって、地面に直接に配置されるか地面にサブコンストラクションを介して配置された、基本層と、
   前記基本層上の少なくとも１つのアスファルト製の成形カバー層（２）と、
   前記基本層（１）と前記カバー層（２）との間に位置決めされた支持要素（３）と、を具備する道路構造体において、
   前記支持要素（３）は、前記基本層（１）に前記基本層（１）の硬化前に所定の深さ挿入され、その結果、前記基本層（１）から部分的に、前記上面に直交する方向に突出し、
   この突出する部分は、前記道路が暴露される荷重の下で前記カバー層（２）が前記基本層（１）に対して移動するのを防ぎ、
   前記支持要素（３）は、前記基本層（１）の表面に実質的に直交する壁を有する平坦なストライプであって、それぞれの蛇行線を形成するように方向が異なる後続部分を含む、平坦なストライプであることを特徴とする道路構造体。
2. 前記支持要素（３）から形成された前記蛇行するストライプは、ある部分に沿って相互に連結されて閉じた形状のアレイをともに形成するように互いに隣接して延びることを特徴とする、請求項１に記載の道路構造体。
3. 前記基本層（１）の前記上面まで延びる前記支持要素（３）にはそれぞれ開口部が設けられ、前記開口部の下端部では、前記支持要素（３）が、未だペースト状の状態にある前記基本層（１）の材料に浸漬されるのを防ぐためにそれぞれの切断タブ（４）が折り畳まれることを特徴とする、請求項１又は２に記載の道路構造体。
4. 前記閉じた形状は、三角形、正方形、円形又は六角形であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の道路構造体。
5. 前記カバー層（２）は、石でできた砂利片を含み、前記支持要素（３）は前記基本層（１）の前記上面から少なくとも前記砂利片の平均サイズの半分の高さまで延びることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の道路構造体。
6. 前記支持要素（３）の上側は、幅の広い上部リム（５）を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の道路構造体。
7. 前記支持要素（３）は互いに隣接して配置され、互いに接続されたそれぞれの規則的な形状を形成することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の道路構造体。

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