JP2845337B2

JP2845337B2 - 浸透舗装方法

Info

Publication number: JP2845337B2
Application number: JP3162790A
Authority: JP
Inventors: 厚一名方; 仁緒形; 正樹広瀬; 康成前嶋; 邦彦西川; 明洋緒方
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Kotobuki Kogyo KK
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Kotobuki Kogyo KK
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JPH03250105A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、道路をコンクリート等の水硬性材料で剛性
舗装する際に、短時間で工事が完成され、道路の開放が
短時間で可能で然も施工が簡単な舗装方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］従来の舗装方法には、コンクリート舗装とアルファル
ト舗装とがあり、コンクリート舗装方法は、路床上に切
り込み採石並びに粒度調整採石等をあらかじめ定められ
た交通量に従ってコンクリート舗装要綱等で規定されて
いる所定厚に敷き均し、不陸調整、転圧により造成した
路盤上にコンクリートを所定厚敷き均し、所定の精度に
表面を仕上げ、所定期間養生した後、開放していた。

このようなコンクリート舗装の場合は、コンクリート
供試体の現場養生強度で、35Kg/cm²以上か、普通ボルト
ランドセメントの場合、２週間程度の養生期間を要する
と定められている。更に、コンクリート舗装の場合、ス
ランプで2.5cmを標準としたコンシステンシーが悪いコ
ンクリートを使用するため、通常施行時には、スプレッ
タ、フィニシャ、表面仕上機、目地切り機の施行機械を
使用する必要があり、更に小規模の舗装を施行する場合
にも、振動機を使用する締め固め、所定の精度に表面を
仕上げる道具を使用する技術者並びに作業員が必要であ
るばかりでなく、施行にも時間を要していた。従って、
使用中の道路の補修工事等には不向きで、施行単価も高
くなる等の欠点があった。

アスファルト舗装の場合は、上記と同様アスファルト
舗装要綱に従って、路床、路盤を造成し、所定の厚さに
アスファルトを敷き均し、転圧した後、施行道路を開放
していた。

即ち、アスファルト舗装は、コンクリート舗装に比
べ、施行が簡単であり、養生期間等を必要としないた
め、工期が短く、施行単価も安いため、小規模舗装から
大規模舗装並びに使用中の道路の部分打ち換え等の補修
工事にも幅広く、使用されている。然し乍ら、外気温並
びにタイヤとの摩擦熱等に起因する路面温度の上昇によ
り流動化し易い、また、路盤との接着強度が低い等の理
由により、轍掘れ並びにヒビ割れが発生し易く、路面の
平坦性が失われ故に、耐久性が悪く、寿命が短い等の欠
点がある。

また、従来の半剛性舗装方法では、5mm以上の粒度の
大きい骨材にアスファルトを、３〜５重量％配合して混
練した後に、舗装の表層厚さが、50〜100mm程度となる
ように敷き均し、転圧した開粒度アスファルトコンクリ
ート舗装に、普通ポルトランドセメント或いは通称ジェ
ットセメントと称する速硬性セメント等と、鉱物質の粉
末及び特殊添加剤等を配合したグラウト材を水で混練し
たペーストを、前記開粒度のアスファルトコンクリート
中の空隙部に注入していた（特公昭62−51323号参
照）。

舗装に、ポルトランドセメント使用した場合は、２〜
４時間程度の短期の強度発現に問題がある。また、ジェ
ットセメントを用いた場合は、凝結調節剤を使用しても
作業に必要とする流動性を維持できる時間が短く、更に
注入に必要な流動性を確保するために多量の水と混練の
必要があり、施行時に巻き込んだ空気が抜け難く、この
ため注入後の舗装体の強度が所定値に達し難いという問
題があった。

かくして、本発明の目的とするところは、施行が簡単
で施行能率及びに耐久性も良く、しかも施行単価が安
く、早期に開放可能な舗装方法を提供することである。

［問題点を解決するための手段］本発明者は、上記の問題を解決するために、ポルトラ
ンドセメント又は混合セメント100重量部に対して、速
硬性硬化材３〜300重量部混合した速硬性セメント材
と、そして、その速硬性セメント材100重量部に対して
凝結調整剤0.1〜2.0重量部とを配合したグラウト材に、
水を前記速硬性セメント材に対して、重量比で、20〜20
0重量％の範囲で混練して得られた混練物を、空隙率５
〜50％に敷き均された舗装骨材層中に浸透充填させるこ
とを特徴とする浸透舗装方法を提供する。更に、本発明
は、その１態様によれば、前記グラウト材に、水を前記
水硬性セメント材に対して、重量比で20〜200％の範囲
で添加して、混練する際に、前記水硬性セメント材100
重量部に対して、減水剤0.05〜５重量部及び又は流動化
剤0.05〜10重量部を添加して、混練するものである。

本発明によると、ポルトランドセメント又は混合セメ
ントと速硬性硬化材を混合して、速硬性セメント材を
得、更に、その速硬性セメント材に対して凝結調整剤0.
1〜2.0重量％を配合し、グラウト材を得る。そして、こ
の速硬性セメント材に対して、水を20〜200重量％の範
囲で混練して得られた混練物を、空隙率５〜50％に敷き
均された舗装骨材層中に浸透充填させ、舗装床を固化
し、固める舗装工法である。

このとき、速硬性セメント材に水で混練する際に、減
水剤0.05〜５重量％及び又は流動化剤0.05〜10重量％を
添加して、得られる混練物の特性を改良することができ
る。

本発明の舗装方法において、使用する速硬性硬化材と
しては、特開昭63年277542号に示されているアルミン酸
カルシウム化合物を50％以上含む微粉末冶金滓にII型無
水石膏を加えたもので、前記配合で混練した場合、セメ
ント中の酸化カルシウムとアルミン酸カルシウムが水和
反応して、カルシウムアルミネートハイドレートが生成
し、更にこのカルシウムアルミネートハイドレートとII
型無水石膏との水和反応により、針状結晶のエトリンガ
イト（C₃A・CaSO₄・32H₂O）を生成し、急速に硬化して
初期強度の発現となる。更に長期的にはポルトランドセ
メント及び混合セメント中のカルシウムシリケート系水
和物が強度発現に寄与することとなる。以上の通り速硬
性セメント材は、水と接すると急結性を示す性質があ
り、凝結調整剤を含有させることにより、凝結時間を遅
くすることができる。その凝結調整剤としては、以下の
ように、有機酸系凝結遅延剤と炭酸アルカリの組合わせ
が、著しく有効であることを見出した。

また、上記の速硬性硬化材に混入するべき凝結調整剤
は、クエン酸、酒石酸、グルコン酸或いはこれらの塩の
うち、１種或いは２種以上の混合物である有機酸系凝結
遅延剤と炭酸アルカリより選択できる。その混合割合が
有機酸系凝結遅延剤１重量部に対して炭酸アルカリが0.
5〜７重量部の割合範囲であることが好適である。これ
は、混練して、混練スラリーを作製するための作業時間
を確保するため、凝結時間の化学反応を調整するためで
あり、作業時の温度により凝結調節材の添加量を変える
必要がある。

本発明によると、前記配合で混練し、得たスラリーを
使用することにより、混練した後、一定時間の間は、混
練直後の流動性を維持することができ、その後は、急激
に硬化し、早期に開放可能な強度を得ることができる。

尚、速硬性セメント材としては、前記特開昭63年2775
42号に記載されたもの以外、酸化カルシウムの存在下で
早期にエトリンガイトを生成し、以後前記と同様の水和
反応を示すものであれば使用可能であり、本発明にも使
用することができる。

また、ポルトランドセメント又は混合セメントと、速
硬性硬化材（微粉末冶金滓及びII型無水石膏等の混合
物）とは、使用前に予め混合されていてもよく、使用時
の混練のときに、混合して使用することもできる。

［作用］本発明に用いる舗装材料においては、ポルトランドセ
メント又は混合セメントに、主として12CaO・7al₂O₃よ
りなるアルミン酸カルシウムを50重量％以上含有する微
粉末冶金滓とII型無水石膏とよりなる速硬性硬化材を、
配合した前記速硬性セメント材を、水と混練することに
より、水和初期において、セメント中の水酸化カルシウ
ムとアルミン酸カルシウムとが水和反応してカルシウム
アルミネートハイドレートが生成し、更にこのカルシウ
ムアルミネートハイドレートとII型無水石膏との水和反
応によって針状結晶のエトリンガイト（3CaO・Al₂O₃・C
aSO₄・32H₂O）が生成し急速に硬化し、初期強度の発現
となる。更に長期的にはポルトランドセメントまたは混
合セメント中のカルシウムシリケート型水和物が強度の
発現に寄与するものである。

速硬性硬化材の、ポルトランドセメント又は混合セメ
ントに対する配合割合が多いと、グラウト材の初期強度
が高くなり、少ないと初期の強度が低くなる。

ポルトランドセメントと速硬性硬化材との配合につい
ては、速硬性硬化材を多くすれば初期強度が高くなり、
初期強度に対する長期強度の伸び率が小さくなり、速硬
性硬化材の割合が少ないと初期強度が低くなる傾向を示
す。従って、前記配合割合は、ポルトランドセメント及
び混合セメント100重量部に対して100重量部を超える
と、短期強度は大きくなるが、長期強度は低くなる傾向
になり、不経済であり、３重量部未満となると、初期強
度が不足し、早期の開放が不可能になる。従って、速硬
性硬化材の配合比は、ポルトランドセメント100重量部
に対して、５〜50重量部が好適である。

本発明の舗装方法において、凝結調整剤の添加量は、
少なくすれば、混練後、所定の流動性を維持する時間が
短くなり、多くすると長くなる傾向がある。所定の流動
性を維持する時間、即ち、作業時間は、過去の経験より
15〜120分間とすると、その配合量は前記のように速硬
性セメント材100重量部に対して、0.1〜５重量部である
が、好適には、0.2〜2.0重量部である。然し乍ら、凝結
調整作用が化学反応によっているため、作業時の温度に
より配合比を調整する必要がある。

減水剤並びに流動化剤を使用すると、所定の流動性を
得るため、水と速硬性セメント材との重量比（以下、W/
Cと称する）を小さくすることができる。

W/Cを大きくすると、前記混練スラリーの流動性は大
きくなるが、逆に強度は低下する傾向がある。従って、
作業に必要な流動性を得るためのW/Cとして、減水剤並
びに流動化剤を使用しない状態で、40〜80％であり、よ
り好適には、45〜55％の範囲である。減水剤使用のみ
で、水配合を５〜20％程度、流動化剤使用のみで、５〜
20％程度、水量を減らすことができ、また、両者を併用
した場合でも、同程度の水量を減らすことができる。
尚、減水剤並びに流動化剤は、JIS規格に合格したもの
であれば、いずれも使用可能である。

前記の混練スラリーを浸透充填させる舗装骨材層の空
隙率は、10％未満では、浸透性が悪くなり、50％を超え
ると、混練スラリーの使用量が増加し、単価が高くな
り、不経済であるばかりでなく、耐摩耗性等の耐久性が
悪くなり、不都合である。

その舗装骨材の空隙率は、JIS A1104の規格の骨材の
単位容積試験方法により、実績率を求め、これより、空
隙率を算出した値である。

この速硬性硬化材は、アルミン酸カルシウム化合物を
50重量％以上含有する微粉末冶金滓とII型無水石膏とか
るなり、アルミン酸カルシウムの含有量が50重量％未満
では、ゲーレナイト等の硬化作用のない化合物が、生成
してしまい、硬化作用（速硬性の）が、小さくなる、不
都合である。

次に、本発明の浸透舗装方法について具体例により説
明するが、本発明は、次の実施例に限定されるものでは
ない。

［実施例］本実施例に用いた材料は、以下に示すものである。

セメント三菱鉱業セメント社製普通ポルトランドセメント速硬性硬化材三菱鉱業セメント社製コーカエース（登録商標）：アルミン
酸カルシウム系硬化材凝結調整剤コーカセッター（登録商標）（三菱鉱業セメント社製）：オキシカル
ボン酸系の凝結時間調整剤）減水剤ポゾリス物産社製［ポゾリス＃70］流動化剤：花王社製；マイテイFD ［実施例１］上記の普通ポルトランドセメント100重量部に対し
て、上記の速硬性硬化材コーカエース（三菱鉱業セメン
ト社製）25重量部を混合して、作製した速硬性セメント
材100重量部に対して、コーカセッターの添加量を、０
〜0.4重量部の範囲、即ち、０、0.1、0.2、0.25及び0.4
重量部に変化させ、W/C＝50％で、混練したスラリーの
流動性を、Ｐロート流下試験法（土木学会基準「プレパ
ックトコンクリートのの注入モルタルのコンシステンシ
ー試験法」参照）で測定し、その結果を第１図のグラフ
に示す。第１図では、縦軸にＰロートの流下時間を、横
軸に混練した後からの経過時間を示す。

普通ポルトランドセメント100重量部に対して、コー
カエースを各々、10、25、70、100重量部を混合し、W/C
＝50％で混練したスラリーを、JIS Ｒ−5201規定の物
理試験方法に準じ、４×４×16cmの型枠に詰め、所定の
材令に達したものについて、圧縮強度及び曲げ強度を測
定した。

その結果を、第２図Ａ、Ｂに示す。第２図Ａでは、縦
軸に圧縮強度をとり、横軸に材令をとった。第２図Ｂで
は、縦軸に曲げ強度を、横軸に、材令をとる。

以上の結果から、コーカエースの好適な添加量は、ポ
ルトランドセメント100重量部に対して20〜70重量部で
あり、経済性を考慮すると、100重量部以下とするのは
好ましい。

コーカセッターの添加量については、外気温等を考慮
すると、最小0.1重量部以上添加する必要があると判断
される。

混練スラリーの流動性は、土木学会基準に規定するＰ
ロート法により測定した。第１図のグラフは、縦軸にＰ
ロート法で測定した流下時間（秒）をとり、横軸に、混
練直後からの経過時間を示し、実線曲線に示すものは、
セメント100重量部に対する凝結調節剤の添加割合を示
す。

［実施例２］上記の普通ポルトランドセメント100重量部に対し
て、上記の速硬性硬化材コーカエース（三菱鉱業セメン
ト社製）25重量部を混合して、作製した速硬性セメント
材100重量部に対して、コーカセッターの添加量を、0.2
重量部添加し、速硬性セメント材とした。

更に、同じ配合のグラウト材を作成した、このグラウ
ト材に対し、市販のポゾリス＃70減水剤を0.5重量％、W
/C＝45％で、又は流動化剤マイテイFDを、2.5重量％、W
/C＝45％で混練し、充填用スラリーとした。

粒径2.5〜5mmの骨材を5.31Kg、150mmΦ×300mmのコン
クリート試験用型枠にテーブルバイブレータ上で振動し
ながら、充填した。その際の充填高さは、195mmであ
り、空隙率は37％であった。

前記スラリーは、舗装骨材を充填した型枠中に骨材表
面とスラリーとが同一レベルになるまで投入し、各々、
５、20、40、60℃の温度で、24時間以上放置して、浸透
充填の状況を調査した。

尚、浸透充填の際に、比較のため一部のものについ
て、スラリー投入後、バイブレータを20秒間かけ、空気
を抜いた後、再度、同一レベルになるまでスラリーを投
入した。

その結果、第１表に示す。即ち、散布のみでは、150m
mの振動ローラ等を使用すると、200mm以上の骨材層に充
填可能であることが判明した。

［実施例３］第２表に示す粒度分布の骨材を、別に造成した3m×3m
の路盤上に厚さ10cmに敷き均し、転圧したものを、３等
分し、その各々に、第３表に示す配合の３種類のスラリ
ーを散布し、十分に浸透させた後、ゴムレーキ等を用い
て、表層仕上げを行なった。硬化した後、各箇所より各
々３個コアを抜き取り、充填の状況を調査した結果、す
べて良好に充填されていることが確認された。

その際に、前記骨材を、10cmΦ×20cmの型枠に詰め、
第３表に示す割合の３種類のスラリーを充填し、圧縮強
度測定用の供試体を製作した。また、30×30×5cmの型
枠に、前記骨材を詰め、前記配合のスラリーを充填した
コンクリート盤より、30×５×5cmの供試体を切り出
し、曲げスパン200mmの１点載荷による曲げ試験を実施
した。

それらの各々の結果を、第３図Ａ、Ｂに示す。

［発明の効果］本発明の浸透舗装方法は、特定配合の速硬性セメント
材（グラウト材）を、特定の空隙率の骨材層に浸透充填
させる舗装施行を行なうことにより、第１に、路盤造成後、採石を敷き均し、転圧するだけ
で、直ちに、表層舗装にかかることができ、工期が大幅
に短縮でき、急を要する工事用に最適なものであり、且
つ、短期に強度が上昇する舗装ができること、第２に、混練した後、一定時間経過後、早期に強度が
発現するため、短い養生期間で、早期に開放可能な強度
を得ることができ、交通量の多い幹線道路等の補集にも
十分利用できること、第３に、表層舗装には、大型の施行機械を必要としな
いばかりか、特別な技能を有する者を必要としないた
め、施行費用が安価となること、第４に、アスファスト並びにセメントコンクリート舗
装のように材料を混練する特別のプラントを必要としな
いため、場所的、時間的な制約のない工法を提供し、プ
ラントより遠く離れた僻地でも舗装工事を容易に実施す
ることができること、第５に、そのために、著しくコスト低減のできる舗装
方法が可能になったこと、などの技術的効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による舗装方法において、セッター添
加量とスラリー流動性を示すグラフである。第２図Ａ、Ｂは、本発明の舗装方法において、コーカエ
ース添加量と圧縮及び曲げ強度を示すグラフである。第３図Ａ、Ｂは、本発明の舗装方法に用いる舗装板の圧
縮及び曲げ強度の試験結果を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者緒形仁福岡県北九州市八幡西区洞南町１番地１三菱鉱業セメント株式会社九州事業所開発研究部内 (72)発明者広瀬正樹福岡県北九州市八幡西区洞南町１番地１三菱鉱業セメント株式会社九州事業所開発研究部内 (72)発明者前嶋康成福岡県北九州市八幡西区洞南町１番地１三菱鉱業セメント株式会社九州事業所開発研究部内 (72)発明者西川邦彦福岡県北九州市八幡西区洞南町１番地１三菱鉱業セメント株式会社九州事業所開発研究部内 (72)発明者緒方明洋福岡県北九州市八幡西区洞南町１番地１三菱鉱業セメント株式会社九州事業所開発研究部内 (56)参考文献特開昭63−247467（ＪＰ，Ａ) 特開平２−145469（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01C 7/14 E01C 7/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポルトランドセメント又は混合セメント10
0重量部に対して、速硬性硬化材３〜300重量部混合した
速硬性セメント材と、その速硬性セメント材100重量部に対して凝結調整剤0.1
〜2.0重量部とを配合したグラウト材に、水を前記速硬
性セメント材に対して、重量比で、20〜200重量％の範
囲で混練して得られた混練物を、空隙率５〜50％に敷き
均された舗装骨材層中に浸透充填させることを特徴とす
る浸透舗装方法。
【請求項２】前記グラウト材に、水を前記水硬性セメン
ト材に対して、重量比で20〜200％の範囲で添加して、
混練する際に、前記水硬性セメント材100重量部に対し
て、減水剤0.05〜５重量部及び／又は流動化剤0.05〜10
重量部を添加して、混練することを特徴とする請求項１
記載の浸透舗装方法。