JP3311985B2 - 半たわみ性舗装材、それを用いた半たわみ性舗装体及びその構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路舗装工事にお
いて空隙率の大きな開粒度タイプのアスファルト混合物
に浸透させ、アスファルト舗装のもつたわみ性を活かし
てコンクリート舗装のもつ剛性や耐久性を併せもたせ
た、半たわみ性舗装材、それを用いた半たわみ性舗装体
及びその構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半たわみ性舗装とは、アスファルト舗装
のたわみ性とコンクリート舗装の剛性とを複合的に活用
して、耐久性のある舗装を造ろうとするものであり、一
般的には空隙率２０〜２８％の開粒度アスファルト混合
物を舗設した後、その空隙に浸透用セメントミルクを注
入浸透させたものである（（社）日本道路協会・アスフ
ァルト舗装要綱）。

【０００３】この浸透用セメントミルクの流動性を示す
コンシステンシーは、土木学会基準で規定するＰロート
流下値で９〜２０秒、好ましくは９〜１１秒である。

【０００４】また、セメントミルクは、硬化後、細かい
ひび割れが生じやすく、このひび割れが成長して舗装ま
で破壊するケースがあるため、ひび割れ抑制に所定量の
ポリマーが使用されている。

【０００５】ポリマーとしては、一般にはエマルジョン
タイプが使用され、その種類はゴム系エマルジョンや樹
脂系エマルジョンがあり、これらをセメント量の５〜１
５重量％配合することが知られている（特公昭６２−２
０３２２号公報等）。

【０００６】従来、半たわみ性舗装は、現場において、
例えば、グラウトミキサを使用し、水とエマルジョンタ
イプのポリマーの混合液を撹拌しながら、セメントや急
硬材などの粉体を添加した浸透用セメントミルクを練り
混ぜ、これを開粒度アスファルト混合物の空隙の中へ注
入する方法がとられていた。

【０００７】これらが、道路舗装に施工される場合は、
その交通規制の関係で工事は夜間の限られた時間の中で
行われることが多く、多品種の材料を添加すると計量ミ
スの可能性があること、エマルジョンタイプのポリマー
使用による缶等の容器の処理が課題となっており、最近
では粉末タイプの再乳化型ポリマーをセメントや他の粉
末と予め混合調整した一粉型ポリマーセメント組成物が
使用されるようになった（特許第２５３４５７２号公
報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、粉末タ
イプの再乳化型ポリマーを混和した一粉型ポリマーセメ
ント組成物から得られる急硬性のセメントミルクは、ポ
リマーの再乳化が不十分なうちに硬化するため、乾燥収
縮や耐凍結融解抵抗性などの耐久性は、エマルジョンタ
イプのポリマーを使用する場合に比べて悪く、施工箇所
にひび割れがはいりやすいという課題があった。

【０００９】本発明は、上記従来の課題にかんがみてな
されたもので、現場での計量やポリマー缶の処分を省略
でき、しかも乾燥収縮が小さく、耐凍結融解抵抗性に優
れた半たわみ性舗装材、これを含有するセメントミルク
を浸透させた半たわみ性舗装体及びその構築方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解消すべく種々検討を重ねた結果、ひび割れ抑制に非再
乳化型微粉末弾性ポリマーを使用することにより、前記
課題が解決できる知見を得て本発明を完成するに至っ
た。

【００１１】即ち、本発明は、セメント、急硬材及び非
再乳化型微粉末弾性ポリマーを含有してなる半たわみ性
舗装材であって、急硬材が、カルシウムアルミネートと
硫酸塩を含有してなり、セメントと急硬材の合計１００
重量部中、１０〜２５重量部であり、非再乳化型微粉末
弾性ポリマーが、セメントと急硬材の合計１００重量部
に対して、２〜１０重量部である半たわみ性舗装材であ
り、それを含有したセメントミルクを浸透させた半たわ
み性舗装体であり、その構築方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、限られた作業時間の中
で施工する半たわみ性舗装工事において、セメント、急
硬材及び非再乳化型微粉末弾性ポリマーをプレミックス
することにより、現場での計量やポリマー缶処理などを
省略し、短時間での現場開放を可能とし、乾燥収縮や凍
結融解に対する耐久性などを向上させた舗装が得られる
ものである。

【００１３】本発明で使用するセメントとしては、普通
や早強などの各種ポルトランドセメント、並びに、これ
らポルトランドセメントに高炉スラグやフライアッシュ
などを混合した各種混合セメント等が挙げられ、また、
白色セメントも使用可能である。

【００１４】本発明で使用する急硬材は、カルシウムア
ルミネートと硫酸塩を含有するものである。

【００１５】急硬材中に含まれるカルシウムアルミネー
トとは、通常、電気炉やロータリーキルンで溶融及び／
又は焼成したもので、結晶質、非晶質、いずれも使用可
能であるが強度発現性から、非晶質のカルシウムアルミ
ネートの使用が好ましい。

【００１６】カルシウムアルミネートの種類としては
ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、及び１２
ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３等が挙げられる。

【００１７】急硬材中に含まれる硫酸塩とは、アルカリ
金属又はアルカリ土類金属の硫酸塩であり、例えば、無
水、半水、及び二水のセッコウの使用が好ましく、なか
でも、ＩＩ型無水セッコウがより好ましい。

【００１８】カルシウムアルミネートと硫酸塩の比率
（カルシウムアルミネート／硫酸塩）は、重量比で１／
１〜１／１．５が好ましく、この範囲外では強度発現性
が低くなりやすい。

【００１９】カルシウムアルミネートと硫酸塩からなる
急硬材の使用量は、セメントと急硬材の合計１００重量
部中、１０〜２５重量部が好ましく、１０〜１５重量部
がより好ましい。１０重量部未満では短時間強度が低い
場合があり、２５重量部を超えると強度発現性が少ない
場合があり、またコストも高くなりやすい。

【００２０】本発明では、急硬材が混和されていること
から、開粒度アスファルト混合物層にセメントミルクを
注入する作業時間を確保するために、凝結遅延剤を使用
することが好ましい。

【００２１】本発明で使用する凝結遅延剤としては、炭
酸カリウムや炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩
と、クエン酸や酒石酸などの有機酸の混合物を使用する
ことが好ましい。

【００２２】凝結遅延剤の使用量は、使用するセメント
の種類や施工時の温度などによって変化し、特に限定さ
れるものではないが、通常、３時間程度で交通開放を行
う必要性があり、短時間強度を得るためには３０〜６０
分程度で硬化させる必要がある。そのために、セメント
ミルクの可使時間が３０〜６０分になるように調整でき
る量が好ましい。通常、凝結遅延剤は、セメントと急硬
材の合計１００重量部に対して、０．４〜０．７重量部
使用される。

【００２３】本発明に使用する非再乳化型微粉末弾性ポ
リマー（以下弾性ポリマーという）とは、組成的には、
天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、
ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレ
ン、ニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴム及びフッ素
ゴム等からなる群より選ばれた一種又は二種以上を主成
分とするものであり、実際には、市販の各種ゴムの粉砕
品や産業廃棄物としてだされるタイヤやホースなどの粉
砕品も使用可能である。

【００２４】弾性ポリマーの粒度は、０．６ｍｍ通過品
が好ましい。０．６ｍｍ非通過品では、セメントミルク
へ十分分散させにくく、また、開粒度アスファルト混合
物層への浸透性も不十分となりやすい。

【００２５】弾性ポリマーの使用量は、セメントと急硬
材の合計１００重量部に対して、２〜１０重量部が好ま
しく、４〜６重量部がより好ましい。２重量部未満では
凍結融解抵抗性が低い場合があり、１０重量部を超える
とセメントミルクの注入に適する流動性を得るための水
量が多くなり、短時間強度発現性が低下する場合があ
る。

【００２６】本発明では、ポルトランドセメントを使用
する場合、セメントミルクの流動性をさらに向上させる
目的でフライアッシュを添加することも可能であり、ま
た、セメントミルクの練り混ぜによる分散性を向上させ
る目的で７〜８号の細砂である硅砂を添加することも可
能である。

【００２７】本発明で使用する水の量は、セメント、急
硬材及び弾性ポリマーの合計１００重量部に対して、４
０〜６０重量部が好ましく、４０〜５０重量部がより好
ましい。６０重量部を超えると強度発現性が低下する場
合がある。

【００２８】以上のようにして、セメント、急硬材及び
弾性ポリマーを含有してなるプレミックスセメントタイ
プの半たわみ性舗装材を施工現場に供給する。

【００２９】本発明による半たわみ性舗装材を用いてな
される半たわみ性舗装工法は特に限定されるものではな
いが、通常、施工現場で一般のグラウトミキサを使用し
撹拌しながら、現場にあわせて事前に計量した凝結遅延
剤を水に溶解し、半たわみ性舗装材を添加練り混ぜるだ
けで特別な機械を必要とせず、開粒度アルファルト混合
物を舗設した後、振動ローラー等によって注入する等、
従来の施工法によって施工できる。

【００３０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。

【００３１】実施例１及び比較例１ ２０℃、８０％ＲＨで、練り容量２リットルのホバート
型モルタルミキサを使用し、水を投入し、撹拌しなが
ら、凝結遅延剤を添加・溶解した後、表１に示す材料を
添加し２分間低速練り混ぜし、Ｐロート流下値で９〜１
１秒となるコンシステンシーに調整したセメントミルク
を調製し、圧縮強度と乾燥収縮を測定した。結果を表１
に併記する。

【００３２】なお、凝結遅延剤の添加量は、実際の施工
で調整される３０〜６０分の可使時間となるように計量
した。

【００３３】＜使用材料＞ ・セメント：普通ポルトランドセメント ・急硬材：カルシウムアルミネート／硫酸カルシウムの
重量比１／１．５の混合品 ・凝結遅延剤：炭酸カリウム／クエン酸の重量比３／１
の混合品 ・弾性ポリマー：タイヤ微粉、０．６ｍｍ通過品、市販
品 ・再乳化型粉末ポリマーＡ：酢酸ビニル／パーサチック
酸ビニル共重合体樹脂粉末、市販品 ・再乳化型粉末ポリマーＢ：酢酸ビニル／エチレン共重
合樹脂粉末、市販品 ・プレミックスセメント：カルシウムアルミネート系、
一粉再乳化型ポリマーセメント、市販品

【００３４】＜測定方法＞ ・可使時間：ハンドリングタイム、急硬材使用のため、
急激に硬化してＰロート値が増大し、測定不良となった
時点 ・圧縮強度：ミキサで練り混ぜたセメントミルクを、Ｊ
ＩＳ・Ｒ・５２０１に準じ、４×４×１６ｃｍの三連型
枠に充填し、２０℃、８０％ＲＨにて養生し、所定の材
齢で測定 ・乾燥収縮：ミキサで練り混ぜたセメントミルクを、Ｊ
ＩＳ・Ａ・１１２９に準じ、４×４×１６ｃｍの三連型
枠に充填し、材齢３時間で脱型、２０℃、６０％ＲＨに
て基長し同室にて養生、所定材齢毎に測定

【００３５】

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から明らかなように、本発明の半たわ
み性舗装材を使用したセメントミルクは、従来の再乳化
型ポリマー混合品やプレミックスセメント混合品と比較
して、同等若しくはそれ以上の強度発現性を有するとと
もに、乾燥収縮による長さ変化も比較的小さい。

【００３８】実施例２及び比較例２ 表２に示す配合を用い、実施例１と同様、Ｐロート流下
値９〜１１となるコンシステンシーに調整したセメント
ミルクを練り混ぜ凍結融解抵抗性を測定した。結果を表
２に併記する。

【００３９】凝結遅延剤の添加量は、実施例１と同様
に、３０〜６０分の可使時間となるように計量した。

【００４０】＜測定方法＞ ・凍結融解試験：ミキサで練り混ぜたセメントミルク
を、１０×１０×４０ｃｍ型枠に充填し、材齢１日まで
２０℃、８０％ＲＨで養生し、脱型、ＪＩＳ・Ａ・６２
０４附属書２・コンクリートの凍結融解試験方法に準
じ、前養生１４日２０℃水中養生後凍結融解試験（水中
凍結・水中融解）を行った。

【００４１】

【表２】

【００４２】表２から明らかなように、本発明の半たわ
み性舗装材を使用したセメントミルクは、従来の再乳化
型ポリマー混合品やプレミックスセメント混合品と比較
して、凍結融解に対する抵抗性が大きく、耐久性に優れ
た材料である。

【００４３】実施例３及び比較例３ 各ふるい目の通過質量百分率が、１９．０ｍｍが１００
％、１３．２ｍｍが９５．６％、４．７５ｍｍが１９．
５％、２．３６ｍｍが１３．１％、０．６ｍｍが９．１
％、０．３ｍｍが７．０％、０．１５ｍｍが４．４％、
及び０．０７５ｍｍが３．４％で、最大粒径１３ｍｍ
で、アスファルト量が３．６重量％の開粒度アスファル
ト混合物を調製した。

【００４４】また、セメント９０重量部、急硬材１０重
量部、弾性ポリマー４重量部、凝結遅延剤０．６重量
部、及び半たわみ性舗装材１００重量部に対して水４
４．２重量部を混合し、Ｐロート流下時間１０．５秒の
セメントミルクを調製した。

【００４５】調製した開粒度アスファルト混合物を用い
て、厚さ５ｃｍに舗装した開粒度アスファルト舗装に、
調製した浸透用セメントミルクを注入し、振動ローラに
よって舗装体を振動させて、舗装体の全層にセメントミ
ルクが充分浸透するように浸透作業を行った。その後ゴ
ム製のレーキで表面の余剰ミルクをかき取り、ホウキ目
仕上げを行い施工試験を終了した。

【００４６】注入に用いたセメントミルクは、一粉型に
調合した半たわみ性舗装注入材で、Ｐロート流下値９〜
１１秒となるコンンシステンシーに調整した。

【００４７】練り混ぜは、凝結遅延剤を添加した水をグ
ラウトミキサで攪拌しながら行った。

【００４８】なお、比較のため、セメント、急硬材、弾
性ポリマー、及び凝結遅延剤の代わりに、プレミックス
セメント（従来品）に水５０重量部を混合した、Ｐロー
ト流下時間１０．５秒のセメントミルクを使用し、同様
に施工試験を実施した。

【００４９】施工試験の結果、本セメントミルクは、注
入に適した流動性を保有し、施工性および供用性ともに
良好であった。

【００５０】施工試験時に、現場と同一条件になるよう
にして作製した供試体により曲げ強度試験を行った。結
果を表３に示す。

【００５１】曲げ強度試験は、空隙率が２３％で寸法が
３０×３０×５ｃｍ厚に整形した開粒度アスファルト混
合物の供試体に、前記配合で混合したセメントミルクを
注入し、３０×５×５ｃｍ厚の供試体を切り出し、スパ
ン２０ｃｍ、載荷速度１０ｍｍ／分、中央集中載荷方式
により曲げ強度試験を行い、曲げ強度を測定した。

【００５２】半たわみ性混合物供試体の養生は、２０
℃、９０％ＲＨ以上の湿空養生で、試験温度２０℃とし
て、１日、３日、及び７日の３材齢で曲げ強度試験を行
った。

【００５３】

【表３】

【００５４】表３から明らかなように、本発明の半たわ
み性舗装材を使用したセメントミルクを、開粒度アスフ
ァルト混合物に注入して作製した半たわみ性舗装体の強
度は、従来のプレミックス品と比較して、同等以上の値
を有していた。

【００５５】

【発明の効果】以上の通り、本発明の半たわみ性舗装材
を使用したセメントミルクは、従来の再乳化型ポリマー
混合品やプレミックスセメント混合品と比較して、ひび
割れ耐久性に優れ、また、開粒度アスファルト混合物に
注入して得る半たわみ性混合物の強度は、従来のプレミ
ックスセメント混合品と同等以上の値を有する優れた品
質の半たわみ性舗装体及びその構築方法を提供できる。

【００５６】さらに、本発明の半たわみ性舗装体は、水
を加えるだけでセメントミルクを製造できるため、現場
での浸透用セメントミルクの品質の均質性を高めること
ができるとともに、セメントミルクの製造作業を簡便と
する優れた施工性を有する半たわみ性舗装体及びその構
築方法を提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｅ０１Ｃ 7/26 Ｅ０１Ｃ 7/26 // Ｃ０４Ｂ 103:60 Ｃ０４Ｂ 103:60 111:50 111:50 (72)発明者 中丸 貢 東京都中央区京橋３丁目13番１号 大成 ロテック株式会社内 (72)発明者 辻井 豪 東京都中央区京橋３丁目13番１号 大成 ロテック株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−145469（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−309658（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−254908（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−1646（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−183814（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−188457（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−1351（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−1346（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 14/00 - 28/36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメント、急硬材及び非再乳化型微粉末
   弾性ポリマーを含有してなる半たわみ性舗装材であっ
   て、急硬材が、カルシウムアルミネートと硫酸塩を含有
   してなり、セメントと急硬材の合計１００重量部中、１
   ０〜２５重量部であり、非再乳化型微粉末弾性ポリマー
   が、セメントと急硬材の合計１００重量部に対して、２
   〜１０重量部であることを特徴とする半たわみ性舗装
   材。
2. 【請求項２】 開粒度アスファルト混合物からなる半た
   わみ性舗装用アスファルト混合物に請求項１記載の半た
   わみ性舗装材を含有してなるセメントミルクを浸透させ
   たことを特徴とする半たわみ性舗装体。
3. 【請求項３】 請求項２記載の半たわみ性舗装体を構築
   することを特徴とする半たわみ性舗装の構築方法。