JP3867973B2

JP3867973B2 - Ｎｏｘ除去機能を付加した透水性道路の施工方法

Info

Publication number: JP3867973B2
Application number: JP2002305701A
Authority: JP
Inventors: 賢治保岡; 浩清水; 直文板野; 政樹青木; 俊介佐々木
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Taisei Rotec Corp
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Taisei Rotec Corp
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2022-10-21
Also published as: JP2004137842A

Description

【０００１】
本発明は、表面にＮＯ_Ｘ除去機能を付加した透水性道路の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車から排出される排気ガスの成分中、窒素酸化物（ＮＯｘ）は人体に悪影響を与えることがわかっており、大気汚染原因物質として低減させることが産業界の至上命題となっている。
【０００３】
当然のことながら、排出する自動車側からの改善も進められているが、同時に自動車が走行する道路面を利用したＮＯｘの分解も研究されている。特に、近年の研究により明らかになった二酸化チタンの光触媒作用を用いたＮＯｘの分解は注目されており、例えば特開２００１−２０２０８号公報には、排水性舗装表面に二酸化チタン層を形成する方法として、２つの噴射ノズルにより吹き付ける二酸化チタン層の形成方法が開示されており、排水性舗装表面に二酸化チタン層を均一に形成し、汚染空気の浄化を道路上において効率良く行なえるようにした発明が記載されている。
【０００４】
上記発明によれば、二酸化チタン及び二酸化チタンを保持する保持材、二酸化チタンを道路表面に固定する固定材を混合した混合物を、２つの噴射ノズルによって吹き付けることにより、排水性舗装表面の凹部の底面や側面にも二酸化チタン層を形成するというものである。
【０００５】
二酸化チタンの保持材、及び道路表面への固定材は、上記発明の実施の形態によれば、セメントを使用している。従って、二酸化チタン、充填材、セメント、水の混合物を吹き付けることにより、二酸化チタン層を形成するため、セメントが硬化した時にセメント表面にある二酸化チタンは光触媒として機能するが、セメント層内部にある二酸化チタンについては、光触媒として機能することはほとんど期待できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記発明より一層効果的な二酸化チタンによる光触媒作用を可能とするべく、セメント系接着層（上記発明でいうところの保持材及び固定材）の表層のみに二酸化チタン層を形成させる方法を開発したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決せんとして、本発明者は鋭意研究の結果、セメントと二酸化チタンとを分離し、別々に吹き付けることで、上記課題を解決したものである。しかして本発明の要旨は、以下に存する。
【０００８】
透水性を有する舗装表面に、第１工程としてセメント、水、骨材、樹脂からなる混合物（ａ）を吹きつけ、第２工程として舗装表面の混合物（ａ）をヘラ状物で掻き取り、第３工程として、第１工程において混合物（ａ）を吹き付けた表面上に二酸化チタン、水、添加剤からなる混合物（ｂ）を吹き付け、第４工程として舗装表面の混合物（ｂ）をヘラ状物で掻き取ることを特徴とするＮＯ_Ｘ除去機能を付加した透水性道路の施工方法。
以下に詳細に説明する。
【０００９】
透水性を有する舗装に関しては、既に普及しており、従来公知の方法で施工されている舗装であれば、問題無く本発明に使用できる。即ち、道路表面を構成する骨材間に、従来舗装に比較して大きく隙間が開いており、降雨等による水は、この隙間に透水するため、道路表面に水が溜まらず、スリップやハイドロプレーニング等、道路表面の水の薄層が原因で発生する交通事故を未然に防ぐことができるものである。
【００１０】
本発明になる透水性道路を構成するためには、まず、セメント、水、骨材、樹脂からなる混合物（ａ）を透水性道路表面に吹き付ける。セメントは、ホワイトセメント、アルミナセメント、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが使用できるが、特にホワイトセメントが好ましい。
【００１１】
水は、セメントを水和反応により硬化させるために必須である。
骨材は、従来公知のセメント混和用骨材が使用できる。即ち、フライアッシュ、シリカダスト、珪石粉、陶磁器粉、廃コンクリート粉砕物、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、クレイ、タルクが例示でき、また、パーライト、シリカバルーン、シラスバルーン、プラスチックバルーン、炭素無機中空球等の軽量骨材の使用も可能である。
樹脂は、オールアクリル樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などの樹脂エマルジョンが例示できる。特に好ましくは、末端にカルボキシル基等の極性基を持つアクリル系樹脂エマルジョンが推奨される。
【００１２】
以上は混合物（ａ）に必須の配合物であるが、必要に応じて、繊維材料、混和材料、凝結制御剤等の混和材を配合することは妨げない。
これらの混合物は、従来公知のセメント用ミキサー等により混合し、スクイーズポンプ、スネーク式ポンプ、ダイヤフラム式ポンプ等により加圧圧送し、吹き付けノズル付近で圧縮空気と混合して、透水道路表面に吹き付ける。吹き付け量としては、５０〜２０００ｇ／ｍ²、好ましくは２００〜１６００ｇ／ｍ²の範囲である。５０ｇ／ｍ²未満であると必要なセメント系接着層が形成できず、２０００ｇ／ｍ²を超えると透水性が低下する虞れが生じる。
【００１３】
混合物（ａ）の吹き付け終了後、出来れば連続作業により、作業間隔が空く場合には可及的速やかに、混合物（ａ）によるセメント系接着層形成物をかきとり、その後引き続き、混合物（ｂ）の吹き付け作業を実施する。
混合物（ｂ）に使用することができる二酸化チタンは、特に限定されるものはない。一般に広く使用されている二酸化チタンは、ルチル型結晶構造を有するものと、アナターゼ型結晶構造を有するものが知られているが、どちらの二酸化チタンも使用できる。しかし、光触媒活性が強いのは、アナターゼ型結晶構造を有する二酸化チタンとされているため、本発明に使用するには、アナターゼ型がより好ましい。
【００１４】
二酸化チタンは一般に粉体であるため、これを効率良くセメント系接着層に吹き付けるには、適当な溶媒に分散し、液状にして吹き付けることが好ましい。適当な方法により、粉体の二酸化チタンを直接散布することもできるが、透水性道路の骨材の隙間に多くの二酸化チタンによる光触媒層を形成するには、一度液状にして吹き付けた方が効率が良い。二酸化チタンは多くの溶媒に分散するが、本発明においてはセメント表面に吹き付けることによりセメント表面に光触媒層を形成することが目的であるため、セメントとの硬化を考慮し、水に混合分散させる。更に、粘度が低いと吹き付けが困難であるため、水系材料に適用が可能な増粘剤、チクソトロピック剤、レオロジーコントロール剤等を加え、混合する。これらは水系材料に適用が可能なものであれば特に制限はなく、超微粉シリカ系、マグネシウムアルミニウムシリケート系等の無機系増粘剤、キサンタンガム系、グアーガム系、ポリアクリル酸ソーダ系、アクリル酸・アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルアルコール系、ポリエチレンオキサイド系、ウレタン変成ポリエーテル系等の有機系増粘剤が例示できる。これらは、高速攪拌機等の公知の混合分散機により混合分散する。
【００１５】
水に二酸化チタン、増粘剤を混合分散させた混合物（ｂ）は、従来公知の方法により、混合物（ａ）の表面に吹き付ける。吹き付ける方法としては、真空ポンプ等により混合物（ｂ）を加圧してノズルから吹き付けるエアレススプレー法、加圧空気と混合して吹き付けるエアスプレー法などがある。これらの吹き付け法の他、刷毛塗り、ローラー塗りにより塗布してもかまわないが、これらの方法の場合、透水性道路表面にのみ付着してしまう虞れがある。混合物（ｂ）の塗布量としては、５０〜１０００ｇ／ｍ²が好ましい。５０ｇ／ｍ²未満であると、光触媒層の形成が不充分であり、１０００ｇ／ｍ²を超えて塗布しても、形成される光触媒層の有機物分解作用が塗布量に比例して大きくならず、コストが大きくなる分が経済的に不利である。
【００１６】
混合物（ａ）の塗布作業が終了後、出来れば連続作業により、作業間隔が空く場合には可及的速やかに、透水性道路表面に付着しているセメント層形成物を、ヘラ状の物品により掻き取る。また、混合物（ｂ）の塗布作業が終了後、出来れば連続作業により、作業間隔が空く場合には可及的速やかに、透水性道路表面に付着している二酸化チタン層を、ヘラ状の物品により掻き取る。
ここで、透水性道路表面のセメント層形成物、及び二酸化チタン層を掻き取る理由としては、セメント層により硬化させたとしても、道路表面においては自動車等の通行により二酸化チタンが次第に削り取られていき、削り取られてしまった二酸化チタンは粉状となって四散するか、降雨により流されてしまうため、表面の二酸化チタンによる光触媒作用は減少してしまう。
しかし、混合物（ａ）を道路表面から掻き取ることにより、予め透水性道路の隙間内部の骨材側面、隙間底面等にセメント系接着層を形成させ、次に道路表面から掻き取られた二酸化チタン片が透水性道路を構成する骨材同士の隙間中に落ち込むことにより、既に付着しているセメント系接着層表面に積層付着し、セメント硬化に従って一体化するため、ほとんど無駄にならない。
また、混合物（ａ）、及び混合物（ｂ）は、道路表面ではなく、透水性道路を構成する骨剤の隙間内部で硬化させるため、道路表面においては硬化を待つ時間は不要であり、道路を速やかに開放できる利点がある。
【００１７】
掻き取るための方法は特に限定されず、吹き付ける混合物（ａ）、及び（ｂ）が、透水性道路表面を構成する骨材の隙間に落ち込めば、いかなる方法であっても良い。掻き取るヘラ状物としては、あまり堅い材質のものである必要はなく、ゴム、軟質のプラスチック、木などの材質により形成されたブレード部が付いたヘラなどが例示できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の理解に供するため、以下に実施例を記載する。いうまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１９】
【実施例１】
混合物（ａ）−１
ホワイトセメント３０質量％
骨材２０質量％
水３０質量％
アクリル樹脂エマルジョン２０質量％
混合物（ｂ）−１
二酸化チタン（アナターゼ型）２５質量％
水７０質量％
添加剤（増粘剤・安定剤他）５質量％
上記混合物（ａ）−１を透水性道路表面に１４００ｇ／ｍ²吹き付けて、直後に先端にゴムブレードのついたヘラにより、吹き付け面を掻き取る作業を実施し、終了後連続して上記混合物（ｂ）−１を４００ｇ／ｍ²、（ａ）−１吹き付け個所にエアスプレーにて塗布した。塗布作業終了後連続して、先端にゴムブレードのついたヘラにより、（ｂ）−１塗布部分の道路表面に付着した二酸化チタン層を掻き取り、道路表面を構成する骨材の隙間に落とした。
【００２０】
【実施例２】
混合物（ａ）−２
普通ポルトランドセメント３０質量％
骨材２０質量％
水３０質量％
アクリル樹脂エマルジョン２０質量％
混合物（ｂ）−２
二酸化チタン（アナターゼ型）２５質量％
水７０質量％
添加剤（増粘剤・安定剤他）５質量％
上記混合物（ａ）−２を透水性道路表面に１４００ｇ／ｍ²吹き付けて、直後に先端にゴムブレードのついたヘラにより、吹き付け面を掻き取る作業を実施し、終了後連続して上記混合物（ｂ）−２を４００ｇ／ｍ²、（ａ）−２吹き付け個所にエアスプレーにて塗布した。塗布作業終了後連続して、先端にゴムブレードのついたヘラにより、（ｂ）−２塗布部分の道路表面に付着した二酸化チタン層を掻き取り、道路表面を構成する骨材の隙間に落とした。
【００２１】
【実施例３】
混合物（ａ）−３
アルミナセメント３０質量％
骨材２０質量％
水３０質量％
アクリル樹脂エマルジョン２０質量％
混合物（ｂ）−３
二酸化チタン（アナターゼ型）２５質量％
水７０質量％
添加剤（増粘剤・安定剤他）５質量％
上記混合物（ａ）−３を透水性道路表面に１４００ｇ／ｍ²吹き付けて、直後に先端にゴムブレードのついたヘラにより、吹き付け面を掻き取る作業を実施し、終了後連続して上記混合物（ｂ）−３を４００ｇ／ｍ²、（ａ）−３吹き付け個所にエアスプレーにて塗布した。塗布作業終了後連続して、先端にゴムブレードのついたヘラにより、（ｂ）−３塗布部分の道路表面に付着した二酸化チタン層を掻き取り、道路表面を構成する骨材の隙間に落とした。
【００２２】
【試験結果】
実施例１〜３の施工道路表面の任意の個所を、各３箇所（ｎ＝３）づつ、５ｃｍ×１０ｃｍサイズの５０ｃｍ²の面積の長方形に切り出し、これを試験片として流通式試験によりＮＯ（一酸化窒素）除去率を測定した。測定条件は、次の通り。
一酸化窒素ガス濃度：１ｐｐｍ
一酸化窒素ガス流量：３リットル／ｍｉｎ
紫外線強度：１．０ｍＷ／ｃｍ²
湿度：５０％
試験時間：６時間
《結果》

【００２３】
【発明の効果】
本発明になる透水性道路表面は、極めて高い光触媒活性により、有機物分解作用を示すことが明らかとなった。この構造による道路は、自動車が排出する排気ガスに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を分解して固定し、降雨により流されるため、大気汚染の減少に貢献する。
また、道路表面には敢えて二酸化チタン層を形成せず、透水性道路表面を構成する骨材の隙間にのみ二酸化チタン層を形成するため、自動車の走行による表面の磨耗には影響されないため、長期間の光触媒活性を保持する。
更には、道路表面からセメント接着層、及び二酸化チタン層を掻き取ってしまうため、道路表面のセメントの硬化を待つ必要がなく、従って、本発明による工事を実施した場合、道路を閉鎖して自動車の通行を禁止しておく時間は、従来の光触媒層形成工事に要する８〜１０時間に比較して、本発明工法であれば４時間程度で完了するため、著しく短縮され、その経済効果は極めて大きい。仮に従来工法で、道路閉鎖時間を短縮しようとすれば、セメントの硬化時間を短くするために、硬化促進剤を配合するなどの工夫が必要となるが、この場合には塗布材料のポットライフ（可使時間）が短くなり、作業管理上困難が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるＮＯｘ除去機能を付加した透水性道路の施工方法の各工程後における状態を、道路表面拡大断面図として模式的に図示したものである。

Claims

透水性を有する舗装表面に、第１工程としてセメント、水、骨材、樹脂からなる混合物（ａ）を吹きつけ、第２工程として舗装表面の混合物（ａ）をヘラ状物で掻き取り、第３工程として、第１工程において混合物（ａ）を吹き付けた表面上に二酸化チタン、水、添加剤からなる混合物（ｂ）を吹き付け、第４工程として舗装表面の混合物（ｂ）をヘラ状物で掻き取ることを特徴とするＮＯ_Ｘ除去機能を付加した透水性道路の施工方法。