JP3274216B2

JP3274216B2 - 半剛性舗装方法

Info

Publication number: JP3274216B2
Application number: JP7422593A
Authority: JP
Inventors: 誠之川本; 正二関; 孝弘志熊
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 2002-04-15
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: JPH06287045A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半剛性舗装方法、更に
詳しくは、熱安定性に優れる共重合体エマルションを用
いポリマーセメントグラウトを配合することにより、こ
のものを高温の開粒度アスファルトコンクリート中へも
ゲル化することなく安定に注入することができる半剛性
舗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】現在の舗装は、アスファル
トコンクリート舗装とセメントコンクリート舗装が主流
となっているが、最近、前者の撓み性と後者の剛度や耐
久性を複合的に活用した半剛性舗装方法が脚光を浴びて
いる。この半剛性舗装方法には、次のようないくつかの
特徴がある。すなわち、耐流動性に優れ、車の交通量
の増大によりわだち掘れ等の問題がある交差点、バス停
留所等の舗装に有効である。耐荷重性に優れ、コンテ
ナーヤード、工場構内、倉庫床等の舗装へも利用されて
いる。耐油性に優れ、高速道路の料金所、駐車場、ガ
ソリンスタンド等の舗装へも利用されている。

【０００３】半剛性舗装方法は、空隙率の大きい開粒度
アスファルトコンクリートを舗設後、その骨材の空隙中
にポリマーセメントグラウトを浸透し注入する方法であ
る。その際、使用されるポリマーセメントグラウトは、
セメントとフライアッシュ、ケイ砂等の骨材を混ぜ、そ
れにポリマーを添加し水で混練して調製する。そのポリ
マーとしては、アクリルエマルション、エチレン−酢酸
ビニルエマルション、合成ゴムラテックス等が用いられ
る。また、ポリマーセメントグラウトの注入は、通常、
舗設後 70〜100℃程度の高温になる開粒度アスファルト
コンクリートを３〜５時間かけて自然冷却し、その温度
が40℃以下になるのを待って開始される。ところで、夏
場では、自然冷却だけで開粒度アスファルトコンクリー
トの温度を40℃以下にすることは不可能な場合もあり、
短時間規制の中での舗装作業は困難である。そこで、上
記のように種々の場所で半剛性舗装が利用されるにつ
れ、従来の半剛性舗装方法には、工期の短縮と強度の早
期発現が強く要求されるようになった。これらの要求に
対応するため、特に工期を短縮するためには、高温の開
粒度アスファルトコンクリートを自然冷却せずそのまま
用いる方がよい。

【０００４】しかし、従来のポリマーセメントグラウト
では、熱安定性が悪く、それを高温の開粒度アスファル
トコンクリートへ浸透する途中でグラウトがゲル化し、
開粒度アスファルトコンクリートの空隙を完全に埋める
ことは不可能であり、半剛性舗装として充分な強度発現
が得られない。また、どうしても従来のポリマーセメン
トグラウトを用いる場合に、ポリマーの添加量を減らし
たり、多量の水で混練しポリマーセメントグラウトの流
動性を増せば、それを高温の開粒度アスファルトコンク
リート中へ注入することはできるが、やはり得られる半
剛性舗装体の強度が低下する。更に、強度の早期発現の
ため、超速硬セメント、早強セメント又は急結剤がポリ
マーセメントグラウトの結合材として使用されている
が、高温でのゲル化現象が顕著に現われてしまう。

【０００５】本発明の目的は、高温時におけるポリマー
セメントグラウトの安定性を改良し、それを高温の開粒
度アスファルトコンクリート中へゲル化することなく注
入させることによって、工期の短縮と強度の早期発現が
可能となる半剛性舗装方法を提供することである。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、これら
の課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリマーセ
メントグラウト中のポリマーとして、特定な組成及び粒
子径からなる共重合体エマルションが有効であることを
見出し、本発明を完成した。

【０００７】すなわち、本発明は、ヒドロキシル基を分
子中に有する不飽和単量体２〜20重量％とカルボキシル
基及びアミド基のいずれも含まない他の不飽和単量体80
〜98重量％との混合物を乳化重合し得られる平均粒子径
0.15〜1.0μm の共重合体エマルションを用いて調製し
たポリマーセメントグラウトを、40〜100℃の開粒度ア
スファルトコンクリートの骨材空隙中に注入することを
特徴とする半剛性舗装方法である。

【０００８】以下、本発明の半剛性舗装方法を説明す
る。本発明に使用される、ヒドロキシル基を分子中に有
する不飽和単量体としては、例えば、2-ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）
アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポ
リプロピレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げ
られる。これらは単独又は二種以上を混合して使用して
もよい。ヒドロキシル基を分子中に有する不飽和単量体
は、ポリマーセメントグラウトの混和性を向上させ、特
に高温での安定性のために必要であり、その含有量は、
共重合体エマルション中に２〜20重量％必要である。こ
の量が２重量％未満では、ポリマーセメントグラウトの
混和性が悪く、また、20重量％を越えると半剛性舗装に
した際の強度が低く、性能上問題を生じる。

【０００９】本発明に使用される、カルボキシル基及び
アミド基のいずれも含まない他の不飽和単量体として
は、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アク
リレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブ
チル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリ
レート、ｎ−アミル（メタ）アクリレート、イソアミル
（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレ
ート、2-エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチ
ル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレー
ト、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メ
タ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレー
ト、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）
アクリレート、2-ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の（メ
タ）アクリル酸エステル類；酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル等のビニルエステル類；（メタ）アクリロニトリ
ル等；スチレン、2-メチルスチレン、ビニルトルエン、
ｔ−ブチルスチレン、クロロスチレン、ビニルアニソー
ル、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビ
ニル類；塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲ
ン化ビニリデン類；エチレン、プロピレン、イソプレ
ン、ブタジエン、ビニルピロリドン、塩化ビニル、クロ
ロプレン等が挙げられる。これらは単独又は二種以上を
混合して使用してもよい。カルボキシル基及びアミド基
のいずれも含まない他の不飽和単量体の量は、80〜98重
量％である。

【００１０】本発明においては、共重合体エマルション
用単量体として、（メタ）アクリル酸、イタコン酸等の
カルボキシル基を含有する不飽和単量体、及び、（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリル
アミド等のアミド基を含有する不飽和単量体は、いずれ
も含まないことが必須条件である。これらのいずれか又
は両方を含んだ共重合体エマルションでは、常温におい
てはポリマーセメントグラウトの配合は可能であるが、
それを高温の開粒度アスファルトコンクリートへ注入す
る際、熱安定性が悪くゲル化を起してしまう。なお、上
記の説明文中、（メタ）アクリレート、（メタ）アクリ
ロニトリル、（メタ）アクリル酸及び（メタ）アクリル
アミドは、メタクリレート、アクリレート；メタクリロ
ニトリル、アクリロニトリル；メタクリル酸、アクリル
酸；メタクリルアミド、アクリルアミドを意味する。

【００１１】本発明において、上記の不飽和単量体混合
物は、一般に知られている乳化重合法により共重合体エ
マルションにすることが可能であり、また、その際、一
般に使用される公知の乳化剤、重合開始剤及び連鎖移動
剤が用いられる。重合の際に用いられる乳化剤として
は、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、
ラウリル硫酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテル
ジスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン
酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、
ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ナトリ
ウムジオクチルスルホサクシネート、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等の陰イオ
ン性乳化剤；ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポ
リオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレ
ンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニ
ルフェニルエーテル、オキシエチレン・オキシプロピレ
ンブロックコポリマー等の非イオン性乳化剤；ラウリル
トリメチルアンモニウムクロリド、ステアリルトリメチ
ルアンモニウムクロリド等の陽イオン性乳化剤が挙げら
れる。使用される乳化剤の量は、全単量体 100重量部に
対して、0.05〜10重量部である。

【００１２】また、重合開始剤としては、例えば、過酸
化水素；過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫
酸塩；アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系開始剤；
クメンハイドロパーオキシド、ｔ−ブチルハイドロパー
オキシド等の有機過酸化物；これらの過硫酸塩又は過酸
化物と、鉄イオン、ナトリウムスルホキシレート、ピロ
亜硫酸ナトリウム、Ｌ−アスコルビン酸等の還元剤との
組合せによるレドックス開始剤が挙げられる。これらの
重合開始剤は、全単量体 100重量部に対して、0.1〜４
重量部使用される。更に、必要に応じてメルカプタン類
等の連鎖移動剤の添加も可能である。

【００１３】本発明における乳化重合の際に、使用する
不飽和単量体は一括、連続又は分割して添加できるが、
予め不飽和単量体を水及び乳化剤と混合した乳化物とし
てもよい。重合温度は使用する不飽和単量体や重合開始
剤の種類等によって異なるが、通常 30〜90℃の範囲が
適当である。

【００１４】本発明において、得られる共重合体エマル
ションの粒子径は、0.15〜1.0μm、好ましくは 0.15〜
0.5 μm 程度が最適である。エマルションの粒子径は、
特に熱安定性に影響する。この粒子径が 0.15μm 未満
では、ポリマーセメントグラウトの熱安定性が悪く、高
温でゲル化し、それを高温の開粒度アスファルトコンク
リートへ注入することが困難である。また、1.0μm を
越えると、共重合体エマルションの放置安定性が悪く、
沈降する恐れがある。

【００１５】本発明では、上記のように得られる共重合
体エマルションをポリマーセメントグラウト中のセメン
ト重量基準で 0.5〜20重量％添加する。この量が 0.5重
量％未満では、本発明の目的を達することができず、ま
た、20重量％を越えると、ポリマーセメントグラウトの
凝結遅延が生ずることになる。本発明におけるポリマー
セメントグラウト中、セメントは、ポルトランドセメン
ト、混合セメント、早強セメント、ジェットセメント等
の超速硬セメント、白色セメント等、市販されているも
のであればいずれを用いてもよい。また、その他の添加
物としては、フライアッシュ、ケイ砂、急結剤、遅延
剤、消泡剤、減水剤等があり、これらを必要に応じて適
量添加してよい。

【００１６】本発明における半剛性舗装体の施工方法
は、次のとおりである。すなわち、ミキサー中、常温で
上記の共重合体エマルションをセメント、その他の添加
物及び水といっしょに混練し、ポリマーセメントグラウ
トを調製する。舗設を完了した開粒度アスファルトコン
クリート中に、このポリマーセメントグラウトを注入す
る。このとき、開粒度アスファルトコンクリートの温度
は 40〜100℃、特に 50〜80℃で注入することができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例により本発
明を詳細に説明する。以下において、「部」と「％」は
特記する以外重量基準であり、また、使用する不飽和単
量体は次の略号で示す。ＳＴ；スチレン、ＭＭＡ；メチ
ルメタクリレート、ｎ−ＢＡ；ｎ−ブチルアクリレー
ト、２ＥＨＡ；2-エチルヘキシルアクリレート、ＨＥＭ
Ａ；2-ヒドロキシエチルメタクリレート、ＨＥＡ；2-ヒ
ドロキシエチルアクリレート、ＭＡｃ；メタクリル酸、
ＡＡＭ；アクリルアミド、ＰＥＧＭＭ；ポリエチレング
リコールモノメタクリレート。

【００１８】合成例１反応容器（撹拌機、還流コンデンサー、温度計及び滴下
装置付き）に、純水 427ｇ及びドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム 0.05ｇを仕込み、窒素雰囲気中、撹拌
下、温度70℃で過硫酸カリウム 2.5ｇを添加した。次
に、ＳＴ 200ｇ、ｎ−ＢＡ 275ｇ及びＨＥＭＡ 25ｇを
純水 200ｇ及びエマルゲン920（商品名、花王社製、ポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル）10ｇで乳化
した混合物を、４時間かけて反応容器中に滴下した。更
に、70℃にて２時間保持した後に冷却し、アンモニアに
てｐＨを約８に調整して固形分45％の共重合体エマルシ
ョンＡを得た。得られた共重合体エマルションＡの粒子
径をコールターＮ４（商品名、コールター社製）で測定
したところ、平均粒子径は 0.25μm であった。これら
の結果を表１にまとめる。

【００１９】合成例２〜８合成例１において、使用する不飽和単量体の種類・組成
は表１のとおりである以外、全く同様に操作して、共重
合体エマルションＢ〜Ｈを得た。

【００２０】合成例９合成例１において、使用する不飽和単量体の種類・組成
は同様にして、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
の量 0.05ｇだけを 1.0ｇに変える以外、全く同様に操
作して、共重合体エマルションＩを得た。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例１〜７まず、表２に示す配合比率で、20℃にて、水、共重合体
エマルションＡ及び消泡剤をミキサーに入れ、撹拌し
た。撹拌下、ポルトランドセメント及びフライアッシュ
を投入し、３分間撹拌しポリマーセメントグラウトを調
製した。次に、表３に示す開粒度アスファルトコンクリ
ート（30cm×30cm×５cm厚）を80℃の乾燥炉で24時間養
生し、これを取り出して直ちに上記のポリマーセメント
グラウトを注入した。ポリマーセメントグラウトの注入
は、開粒度アスファルトコンクリート全面に所定量のポ
リマーセメントグラウトを流し込んだ後、平面バイブレ
ーターを用いて充分浸透させた。浸透作業終了後、開粒
度アスファルトコンクリート表面の余剰のポリマーセメ
ントグラウトを、ゴム製へらでコンクリート表面が露出
するまで完全に取り除き、半剛性舗装体を作製した。得
られたポリマーセメントグラウト及び半剛性舗装体につ
いて、下記の試験を行ない、その結果を表２に示す。

【００２３】試験方法・フロー値；上記のポリマーセメントグラウトについ
て、Ｐ漏斗を用いて、20℃でのフロー値（秒）を測定し
た。・熱安定性；容器中、上記のポリマーセメントグラウト
を撹拌下、80℃まで加温し、その増粘又はゲル化の有無
を目視で観察した。・浸透量及び浸透率；開粒度アスファルトコンクリート
の面積（ｍ²）及びそのコンクリート中へのポリマーセ
メントグラウトの浸透量（kg）を測定し、次式により、
単位面積当りの浸透量（lit/ｍ²）及び浸透率（体積
％）を求めた。

【００２４】単位面積当りの浸透量＝ポリマーセメント
グラウトの浸透量／｛ポリマーセメントグラウトの単位
体積重量×開粒度アスファルトコンクリートの面積｝

【００２５】浸透率＝｛単位面積当りの浸透量/11.9 ｝×100 ここで、ポリマーセメントグラウトの単位体積重量（kg
/lit）は、一定容量の容器にポリマーセメントグラウト
を入れ、容器中のグラウトの重量を測定し、求めた。ま
た、開粒度アスファルトコンクリート（５cm厚、空隙率
24.0体積％）の理論的な単位面積当りの浸透量を 11.9
lit/ｍ²とした。・曲げ強度；上記の半剛性舗装体について、ポルトラン
ドセメントを使用した場合は舗装体を４週間養生した
後、また、ジェットセメントを使用した場合はそれを３
日間養生した後、15cm×10cm×５cm厚の供試体を切出
し、JIS-R-5201に基づいて曲げ強度（Ｋｇ/cm ² ）を測
定した。

【００２６】比較例１〜６実施例１において、各成分の種類と配合比を表４のとお
りにする以外、全く同様に操作して、ポリマーセメント
グラウト及び半剛性舗装体を得た。これらのポリマーセ
メントグラウト及び半剛性舗装体について、上記の試験
を行ない、その結果を表４に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】

【表４】

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、得られた共重合体エマ
ルションを用いて調製したポリマーセメントグラウト
は、高温での安定性が良好であり、それを高温の開粒度
アスファルトコンクリート中に注入する際に、そのコン
クリートの空隙を浸透率96〜98体積％でほぼ完全に埋め
ることができる。更に、得られた半剛性舗装体は、充分
な曲げ強度（42〜50Ｋｇ/cm ² ）を有する。本発明にお
いては、これらによって、工期の短縮と強度の早期発現
を達成することができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 24:26）Ｃ０４Ｂ 24:26）Ｆ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 2/00 - 32/02 C04B 40/00 - 40/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒドロキシル基を分子中に有する不飽和
単量体２〜20重量％とカルボキシル基及びアミド基のい
ずれも含まない他の不飽和単量体80〜98重量％との混合
物を乳化重合し得られる平均粒子径0.15〜1.0μm の共
重合体エマルションを用いて調製したポリマーセメント
グラウトを、40〜100℃の開粒度アスファルトコンクリ
ートの骨材空隙中に注入することを特徴とする半剛性舗
装方法。