JP3888978B2 - 道路舗装構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透水性および保水性を備えた道路舗装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化に対する関心が高まり様々な方式の地球温暖化防止技術が開発されているが、その一つとして、夏場における舗装道路の温度上昇を抑制することによって沿道の環境改善を図り、地球温暖化を防止しようとするもの（例えば、特許文献１参照。）がある。
【０００３】
特許文献１には、晴天時における舗装面の温度を低下させる機能を有する透水性アスファルト舗装構造が記載されている。この透水性アスファルト舗装構造は、保水性骨材を主材料とする路盤材料によって形成された保水性路盤と、この保水性路盤の上方に敷設された透水性アスファルト舗装とからなるものである。
【０００４】
このような構成とすれば、雨天時に降り注いだ雨水は下方の保水性路盤に保持され、晴天時に舗装面の温度が上昇すると、保水性路盤に保持されていた水分は透水性アスファルト舗装の空隙を通って徐々に蒸発する。これにより、水分が蒸発するときの気化熱として舗装面から熱を奪うため、舗装面の温度を低下させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１２００１０号公報（第３−４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の透水性アスファルト舗装構造を構成する保水性路盤は、廃ベントナイトや廃泥水などの建設汚泥、セメントを主成分とする固化剤、分散機能を有するポリマーからなる混和薬剤などを原料とする保水性人工骨材によって形成されている。ところが、この保水性骨材は保水率が比較的小さく、保水率を増大させると強度が低下する傾向もあるため、実際の保水率は２０〜４０％程度である（特許文献１の[００２１]参照）。このため、夏期に晴天の日が続くと、保水性路盤から蒸発すべき水分が不足し、舗装面の温度を低下させる機能が十分に発揮されないおそれがある。
【０００７】
また、この保水性骨材が保水すると強度低下する傾向があるため、施工後、雨天が長期間にわたって継続すると、保水性路盤が大量の水分を吸収することによって強度が低下し、舗装面が徐々に沈下することも予測される。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、施工が容易で、優れた透水性、保水性および耐久性を発揮し、道路の温度上昇を確実に抑制することのできる道路舗装構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の道路舗装構造は、連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを路床上に敷設して形成した保水層と、この保水層上に砂状体を敷設して形成した緩衝層と、緩衝層と保水層との間に敷設された透水性を有する土木工事用シート材と、ガラス粉末、セメント系固化材および高分子化合物を混練、固化させて形成した透水・保水性ブロックを緩衝層上に敷設して形成した透水層とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成とすることにより、道路表面側から、透水・保水性ブロックで形成した透水層、砂状体で形成した緩衝層および発泡ガラスで形成した保水層が、この順番で積層された状態となる。このため、透水層および緩衝層は、雨天時などに路面に降り注ぐ雨水などの水分を迅速に吸い込んで下方へ通過させることで優れた透水性を発揮し、これらの層を通過した雨水などの水分は保水層の発泡ガラスの連続空孔内に貯留されることで優れた保水性を発揮する。
【００１１】
また、保水層は、これを形成する発泡ガラスが内蔵している連続空孔内に水分を収容することによって保水作用を発揮するので、水分の有無によって性状や体積が変化したり、水分吸収によって強度が低下したりすることがない。このため、施工後、舗装面が徐々に沈下することもなくなり、優れた耐久性を発揮する。
【００１２】
さらに、透水層と保水層との間に砂状体からなる緩衝層を配置することにより、粒状乃至塊状の発泡ガラスを敷設して形成した保水層上面の凹凸が砂状体で覆われ平面化されるため、この後に施工される、透水・保水性ブロックの敷設工事を容易化することができる。また、この緩衝層は、透水層に加わる荷重に対するクッション機能も発揮するので、本発明の道路舗装構造を歩道に採用した場合、歩行者の脚部への負担を軽減することができる。
【００１３】
このような道路舗装構造において、日照などにより路面の温度が上昇すると、保水層に貯留されている水分が緩衝層および透水層を通過して上昇し、路面で気化して大気中へ蒸発していくため、このときの気化熱によって道路の温度上昇を確実に抑制することができる。また、路床上に粒状乃至塊状の発泡ガラスを敷設し、その上に砂状体を敷設し、その上に透水・保水性ブロックを敷設するだけで構築することができるため、施工は容易である。発泡ガラスおよび透水・保水性ブロックを除けば、一般的な土木工事用の資材、工法を用いて構築することができるため、この点においても施工は容易である。
【００１４】
なお、透水層を形成する透水・保水性ブロックとしては、例えば、特開２００２−２９８０９号公報などにおいて開示されている株式会社シーマコンサルタントの透水性ブロックなどが好適である。また、保水層を形成する粒状乃至塊状の発泡ガラスのとしては、例えば、本出願人などが特願２００２−２２４８６３号で提案している発泡ガラス製造方法によって製造されたものなどが好適である。
【００１５】
次に、本発明の道路舗装構造は、連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを路床上に敷設して形成した保水層と、保水層上に形成した下層路盤と、下層路盤と保水層との間に敷設された透水性を有する土木工事用シート材と、この下層路盤上に形成した上層路盤と、この上層路盤上に形成した透水性アスファルト層とを備えたことを特徴とする。ここで、下層路盤、上層路盤および透水性アスファルト層は一般的な道路舗装工事で使用されている資材、工法を用いて形成することができる。
【００１６】
このような構成とすることにより、特に、車道に適した道路舗装構造となり、前述と同様、施工が容易で、優れた透水性、保水性および耐久性を発揮し、道路の温度上昇を確実に抑制することができる。また、保水層を形成する発泡ガラスは連続空孔を有することで振動吸収機能や吸音機能を発揮するため、自動車などの通過時の騒音を軽減することができる。
【００１７】
ここで、前述したように、下層路盤および上層路盤は一般的な道路舗装工事で使用される資材、工法を用いて構築することができるが、下層路盤や上層路盤に非吸水性の発泡ガラスを含ませた構造とすることも可能であり、これによって、下層路盤や上層路盤の透水性を高めることができる。この場合、一定範囲内に粒度調整した発泡ガラスを用いることが望ましい。
【００１８】
一方、透水性アスファルト層は約２５％程度の空隙率を有するものとすることが望ましい。これによって雨水などの透過性が高まり、路面の排水性を向上させることができる。
【００１９】
次に、本発明の道路舗装構造は、連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを路床上に敷設して形成した保水層と、この保水層上に形成した基層と、この基層上に形成した表層とを備えたことを特徴とする。ここで、基層および表層は一般的な舗装道路工事で使用される資材、工法を用いて形成することができる。
【００２０】
このような構成とすることにより、特に、トンネル内の舗装道路などに適した道路舗装構造となり、前述と同様、施工が容易で、優れた透水性、保水性および耐久性を発揮し、道路の温度上昇を確実に抑制することができるようになる。トンネル内の舗装道路として施工した場合、通行車両などによってトンネル内へ持ち込まれる雨水だけでなく、トンネル周囲の地山からの湧水や地下水なども保水層に誘導することができるため、排水機能も得ることができる。また、湧水や地下水がない場合においても、保水層を形成する発泡ガラスが自動車などの通過音を吸収するため、音声が反響しやすいトンネル内における騒音を軽減することができる。
【００２１】
一方、粒状乃至塊状の発泡ガラスの外径は１ｍｍ〜５０ｍｍであることが望ましく、これによって、道路の温度上昇を抑制するのに必要十分な水分量を保持できる保水層を形成することが可能となる。なお、発泡ガラスの外径が１ｍｍより小さくなると保水機能が殆どなくなり、外径が５０ｍｍより大きくなると、保水層を形成した状態において隣接する発泡ガラス同士の空隙が大きくなって保水機能が低下する傾向があるため、前記範囲が好適である。
【００２２】
また、粒状乃至塊状の発泡ガラスの嵩比重は０．３〜０．６であることが望ましく、これによって、保水機能と圧縮強度とが適切にバランスした保水層を形成することができる。なお、嵩比重が０．３より小であると発泡ガラス中の連続気孔の割合が増大することにより保水率は増大するが圧縮強度は低下するため、通行車両の車輪荷重に対する強度が低下する傾向がある。一方、嵩比重が０．６より大であると、発泡ガラス中の連続気孔の割合が減少し、保水率が９０％以下に低下する傾向がある。このため、発泡ガラスの嵩比重は前記範囲が好適である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態である道路舗装構造を示す垂直断面図である。図１に示すように、本実施形態の道路舗装構造１は、連続空孔を有する多数の塊状の発泡ガラス２を路床３上に敷設することによって形成した保水層４と、この保水層４の上面に砂状体５を敷設することによって形成した緩衝層６と、複数の透水・保水性ブロック７を緩衝層６の上面に平面状に敷設することによって形成した透水層８とを備えている。透水・保水性ブロック７は、ガラス粉末、セメント系固化材および高分子化合物の混練物を固化させて形成したものである。
【００２４】
道路舗装構造１は、道路表面１ａ側から、透水・保水性ブロック７で形成した透水層８、砂状体５で形成した緩衝層６および塊状の発泡ガラス２で形成した保水層４が、この順番で積層された状態となる。このような構造とすることにより、雨天時などに道路表面１ａに降り注ぐ雨水などの水分は直ちに透水層８に吸い込まれ、透水層８およびその下方の緩衝層６を通過して迅速に下方へ移動する。
【００２５】
このため道路全体は優れた透水性を発揮し、道路表面１ａに雨水などが溜まることもないので、水はね、スモーキング現象、ハイドロプレーニング現象などのトラブルが発生するのを防止することができる。また、透水層８および緩衝層６を通過して保水層４へ浸入した雨水などの水分は、この保水層４を形成する塊状の発泡ガラス２の連続空孔内に染み込んで貯留されるため、これによって優れた保水性が得られる。なお、透水層８および緩衝層６は、いずれも多数の微細空隙を有する構造であるため、通過する水分の一部は透水層８および緩衝層６内にも貯留される。
【００２６】
道路舗装構造１において、夏期の日照などによって道路表面１ａの温度が上昇すると、透水層８および緩衝層６内に貯留されている水分が道路表面１ａから蒸発するとともに、保水層４に貯留されている水分が緩衝層６および透水層８を通過して上昇し、道路表面１ａで気化して大気中へ蒸発していくため、このときの気化熱によって道路の温度上昇を確実に抑制することができる。
【００２７】
このような道路舗装構造１は、路床３上に塊状の発泡ガラス２を敷設し、その上に砂状体５を敷設し、その上に透水・保水性ブロック７を敷設するだけで構築することができるため、施工は容易である。また、塊状の発泡ガラス２および透水・保水性ブロック７を除けば、一般的な土木工事用の資材、工法を用いて構築することができるため、この点においても施工は容易である。
【００２８】
また、保水層４は、これを形成する多数の塊状の発泡ガラス２が内蔵している連続空孔内に水分を収容することによって保水作用を発揮するので、水分の有無によって塊状の発泡ガラス２の性状や体積が変化したり、水分吸収によって保水層４の強度が低下したりすることがない。このため、施工後、舗装面が徐々に沈下することもなく、優れた耐久性を発揮する。
【００２９】
さらに、透水層８と保水層４との間には、砂状体５で形成した緩衝層６を配置しているため、塊状の発泡ガラス２を敷設して形成した保水層４の上面の凹凸が砂状体５で覆われ平面化されるため、この後に施工される、透水・保水性ブロック７の敷設工事も容易である。また、緩衝層６は、透水層８に加わる荷重に対してクッション機能も発揮するので、道路舗装構造１を歩道に採用した場合、歩行者の脚部への負担を軽減することができる。
【００３０】
本実施形態において、透水・保水性ブロック７として、特開２００２−２９８０９号公報などで開示されている株式会社シーマコンサルタントの透水性ブロックを使用したところ、透水性、保水性および耐久性に優れた透水層８を形成することができた。また、塊状の発泡ガラス２として、本出願人などが特願２００２−２２４８６３号で提案している発泡ガラス製造方法によって製造されたものを用いたところ、適度な保水性と圧縮強度とを備えた保水層４を形成することができた。
【００３１】
また、本実施形態において、塊状の発泡ガラス２の外径を３０ｍｍ〜４０ｍｍとし、嵩比重を０．５としたところ、降雨などによって供給された水分を過不足なく保持することが可能であり、保水機能と圧縮強度とが適切にバランスした保水層４を形成することができた。なお、緩衝層６を構成する砂状体５が保水層４内へ進入していくのを防止するため、緩衝層６と保水層４との間に、透水性を有する土木工事用シート材を敷設することもできる。このような土木工事用シート材としては、ポリエステル綿をニードルパンチおよびバインダー加工した土木工事用不織布である「サンドフ（商品名）」などが好適である。
【００３２】
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態である道路舗装構造について説明する。なお、図２に示す道路舗装構造２０において、道路舗装構造１の構成部分と同様の機能、効果を発揮する部分については図１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施形態の道路舗装構造２０は、連続空孔を有する多数の塊状の発泡ガラス２を路床３上に敷設して形成した保水層４と、保水層４上に形成した下層路盤２１と、下層路盤２１上に形成した上層路盤２２と、上層路盤２２上に形成した透水性アスファルト層２３とを備えている。ここで、下層路盤２１、上層路盤２２および透水性アスファルト層２３は一般的な道路舗装工事で使用されている資材、工法を用いて形成したものである。
【００３４】
道路舗装構造２０は、特に、車道に適しており、前述の道路舗装構造１と同様、施工が容易で、優れた透水性、保水性および耐久性を発揮し、夏期などにおける道路の温度上昇を確実に抑制することができる。また、保水層４を形成する塊状の発泡ガラス２は連続空孔を有することで振動吸収機能および吸音機能を発揮するため、自動車などが通過する際の騒音を軽減することができる。
【００３５】
前述したように、下層路盤２１および上層路盤２２は一般的な道路舗装工事で使用される資材、工法を用いて構築することができるが、下層路盤２１や上層路盤２２に一定範囲内に粒度調整した非吸水性の発泡ガラスを含ませた構造とすれば、下層路盤２１および上層路盤２２の透水性を高めることができる。
【００３６】
一方、透水性アスファルト層２３は約２５％程度の空隙率を有していることにより、雨水などの透過性が高く、排水性に優れているため、雨天の際に道路表面２０ａに水溜まりが生じることもない。したがって、自動車が通過する際の、水はね、スモーキング現象あるいはハイドロプレーニング現象などを抑制することができる。なお、本実施形態においても、下層路盤２１を構成する資材が保水層４内へ進入していくのを防止するため、下層路盤２１と保水層４との間に、透水性を有する土木工事用シート材である「サンドフ（商品名）」などを敷設することができる。
【００３７】
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態である道路舗装構造について説明する。なお、図３に示す道路舗装構造３０において、道路舗装構造１の構成部分と同様の機能、効果を発揮する部分については図１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００３８】
本実施形態の道路舗装構造３０は、連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラス３１を路床３上に敷設して形成した保水層４と、保水層４上に形成した基層３２と、基層３２上に形成した表層３３とを備えている。基層３２および表層３３は一般的な舗装道路工事で使用される資材、工法を用いて形成している。
【００３９】
道路舗装構造３０は、特に、トンネル３４内の舗装道路に適しており、前述と同様、施工が容易で、優れた透水性、保水性および耐久性を発揮し、道路の温度上昇を確実に抑制することができる。トンネル３４内に道路舗装構造３０を構築した場合、通行車両などがトンネル３４内へ持ち込んだ雨水だけでなく、トンネル３４周囲の地山３５からの湧水やトンネル３４内へ染み出した地下水なども、図３の矢線３６で示すような経路に沿って保水層４に誘導されるため、排水効果も得ることができる。
【００４０】
また、地山３５からの湧水や地下水がない場合においても、保水層４を形成する粒状乃至塊状の発泡ガラス３１が、自動車などが通過する際に発生する振動や音を吸収するため、音が反響しやすいトンネル３４内における騒音を軽減することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００４２】
（１）連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを路床上に敷設して形成した保水層と、保水層上に砂状体を敷設して形成した緩衝層と、緩衝層と保水層との間に敷設された透水性を有する土木工事用シート材と、ガラス粉末、セメント系固化材および高分子化合物を混練、固化させて形成した透水・保水性ブロックを緩衝層上に敷設して形成した透水層とを備えたことにより、優れた透水性、保水性および耐久性を発揮し、道路の温度上昇を確実に抑制することができ、施工も容易であり、歩行者の脚部への負担を軽減することができる。
【００４３】
（２）連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを路床上に敷設して形成した保水層と、保水層上に形成した下層路盤と、下層路盤と保水層との間に敷設された透水性を有する土木工事用シート材と、この下層路盤上に形成した上層路盤と、この上層路盤上に形成した透水性アスファルト層とを備えたことにより、特に、車道に適した道路舗装構造となり、前述（１）と同様の効果が得られるほか、通行車両に起因する騒音を軽減することができる。
【００４４】
（３）連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを路床上に敷設して形成した保水層と、この保水層上に形成した基層と、この基層上に形成した表層とを備えたことにより、特に、トンネル内の舗装道路などに適した道路舗装構造となり、前述（１）と同様の効果が得られるほか、地下水や湧水などを排水することもできる。
【００４５】
（４）粒状乃至塊状の発泡ガラスの外径を１ｍｍ〜５０ｍｍとすることにより、道路の温度上昇を抑制するのに必要十分な水分量を保持できる保水層を形成することができる。
【００４６】
（５）粒状乃至塊状の発泡ガラスの嵩比重を０．３〜０．６とすることにより、保水機能と圧縮強度とが適切にバランスした保水層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態である道路舗装構造を示す垂直断面図である。
【図２】 本発明の第２実施形態である道路舗装構造を示す垂直断面図である。
【図３】 本発明の第３実施形態である道路舗装構造を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
１，２０，３０ 道路舗装構造
１ａ，２０ａ 道路表面
２，３１ 発泡ガラス
３ 路床
４ 保水層
５ 砂状体
６ 緩衝層
７ 透水・保水性ブロック
８ 透水層
２１ 下層路盤
２２ 上層路盤
２３ 透水性アスファルト層
３２ 基層
３３ 表層
３４ トンネル
３５ 地山
３６ 矢線

Claims (4)

1. 連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを路床上に敷設して形成した保水層と、前記保水層上に砂状体を敷設して形成した緩衝層と、前記緩衝層と前記保水層との間に敷設された透水性を有する土木工事用シート材と、ガラス粉末、セメント系固化材および高分子化合物を混練、固化させて形成した透水・保水性ブロックを前記緩衝層上に敷設して形成した透水層とを備えたことを特徴とする道路舗装構造。
2. 連続空孔を有する粒状乃至塊状の発泡ガラスを路床上に敷設して形成した保水層と、前記保水層上に形成した下層路盤と、前記下層路盤と前記保水層との間に敷設された透水性を有する土木工事用シート材と、前記下層路盤上に形成した上層路盤と、前記上層路盤上に形成した透水性アスファルト層とを備えたことを特徴とする道路舗装構造。
3. 前記発泡ガラスの外径が１ｍｍ〜５０ｍｍである請求項１または２記載の道路舗装構造。
4. 前記発泡ガラスの嵩比重が０．３〜０．６である請求項１〜３のいずれかに記載の道路舗装構造。

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