JP4546328B2 - 舗装体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、舗装体に塗布する塗料の配合をできる限り単純なものとして、しかも路面の温度上昇をより大きく抑制することにある。
まず、第1の発明は、路床上又は路盤上に敷き固められる舗装体であって、該舗装体の表面に少なくともペリレン系の黒色顔料、白色顔料及びビヒクルが混合された塗料が塗布されたことを特徴とする。
ここで、本発明において「ペリレン系の黒色顔料」とは、ペリレン骨格を有し、黒色又は極めて黒色に近い色をした顔料のことを意味している。ペリレン系の黒色顔料は、赤外線の反射率が高く、赤外線の吸収率が低いので路面における温度上昇を有効に抑制することができる。具体的なペリレン系の黒色顔料としては、例えば、Paliogen Schwarz S−0084(商品名、BASF社製)を用いることができる。また、ペリレン系の黒色顔料には、赤外線反射性の高い複合酸化物からなる無機系の黒色顔料を混合させて用いることもできる。具体的な無機系の黒色顔料としては、例えば、AG235(商品名、川村化学社製)や42−703A(商品名、東罐マテリアルテクノロジー社製)を用いることができる。また、本発明において「白色顔料」とは、白色又は極めて白色に近い色をした顔料のことを意味している。具体的な白色顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどを用いることができる。
このうち、車道用としては、硬化が早く強度が高いMMA樹脂を使用することが好ましい。また、公園・広場等の公益の場所には、施工が容易で、コストを低く抑えられるアクリル系エマルジョン樹脂を使用することが好ましい。また、歩道には、舗装体の表面にやや弾力性があり足への負担が少ないウレタン樹脂を使用することが好ましい。
本発明における塗料に他の顔料を混合させた場合、ペリレン系の黒色顔料、白色顔料及び他の顔料を合わせたこれらの顔料の総質量%は、3〜15%であることが好ましい。なぜなら、3質量%より小さくなると路面の温度上昇抑制効果が著しく低減し、15質量%より大きくなると路面の温度上昇抑制効果がそれ以上期待できなくなるからである。
また、ルチル型酸化チタンは、その性状等の構成内容を適宜変化させて使用することもできる。すなわち、波長1.4〜3.0μmにおける赤外線透過率が通常のルチル型酸化チタンの赤外線透過率(一般的には36%だと言われている)よりも低い特性、即ち、より赤外線反射率が高い特性を有するものを用いる。具体的には、JR−1000(商品名、テイカ社製)は、波長1.4〜3.0μmにおける赤外線透過率が3.0%であり、これと同等以上の品質のルチル型酸化チタンを用いることが、より好ましい。このように、ルチル型酸化チタンの構成内容を適宜変化させることにより、舗装体への赤外線の透過を防止して、路面における温度上昇を抑制することもできる。なお、この赤外線透過率は、例えば、フーリエ変換赤外分光装置を用いて試験対象顔料の各波長の赤外線の透過率を測定する方法により、特定することができる。
そして本発明では、塗料中における白色顔料の総質量が2.4〜12質量%である。さらに本発明では、第2の発明のように塗料中における黒色顔料の総質量%が0.3〜1.5%であることが望ましい。
また、中空微粒子は適宜粒子径を変更して使用することができる。例えば、平均粒子径45μm未満の中空微粒子を用いることができる。この場合、塗料を塗布した後のその塗装面の凹凸が抑えられるので、舗装体の熱反射性が向上する効果が得られる。
また、中空微粒子は、塗布される塗料に3〜15質量%含有される。なぜなら、3質量%より小さくなると路面の温度上昇抑制効果が低減し、15質量%より大きくなると路面の温度上昇抑制効果がそれ以上期待できなくなる上、塗料としての強度が低下するからである。
同様に、表面調整剤、潤滑剤、可塑剤、消泡剤、防腐剤、凍結防止剤、硬化剤、顔料分散剤、乳化剤、乾燥剤、紫外線吸収剤、防かび剤、抗菌剤などを混合させることもできる。
同様に、舗装体に塗布する前に滑り止め材として、珪砂、人工骨材などを予め混合させておくこともできる。
同様に、粘性調整するための有機溶剤等の溶剤や水を適宜加えることもできる。
すなわち第3の発明として、舗装体表面を清掃し、塵埃や水分を除去した後、この表面に第1層目として塗料を塗布し、この塗料が硬化しないうちに別途滑止め材を適量散布し、定着させる。次いで、第1層目の塗料が硬化した後、この塗布面に第2層目として同じ塗料を塗布する方法を用いる。
また、舗装体表面を清掃し、塵埃や水分を除去した後、予め滑止め材を混合させた塗料を塗布する方法や、まず第1層目として予め滑止め材を混合させた塗料を塗布した後、第1層目の同じ塗料を表面に重ねて複数回塗布する方法を用いることができる。複数回塗布する方法を使用する場合には、直前に塗布した層(下層)の塗料が硬化した後に上層を塗布することが好ましい。
また、塗料の舗装面に対する塗布量(別途滑止め材を適量散布する場合には、この滑止め材の散布量は除く)は、0.2〜1.5kg/m2とすることが好ましい。なぜなら、0.2kg/m2より小さくなると、路面の温度抑制効果が十分に発揮されず、1.5kg/m2より大きくなると路面の温度上昇抑制効果がこれ以上期待できなくなるからである。さらに、路面の温度抑制効果を十分に発揮させる観点から塗料の舗装面に対する塗布量は0.3〜1.0kg/m2であることがより好ましい。
まず、第1の発明においては、舗装体に塗布する塗料の配合をできる限り単純として、しかも路面の温度上昇をより大きく抑制することができる。また第1の発明によれば、路面の温度上昇をより確実に抑制することができる。また第1の発明によれば、舗装体に中空微粒子を介在させることで断熱性に優れた舗装体を得ることができる。また第1の発明によれば、路面の温度上昇をさらに抑制することができ、舗装体の耐久性を向上させることができる。
また、表面に塗料が塗布される舗装体(以下、母体舗装という)は、各種の舗装形態に使用可能なものである。例えば、密粒度アスファルト舗装、開粒度アスファルト舗装、ギャップ粒度アスファルト舗装、砕石マスチック舗装などのアスファルト系の舗装や、セメントコンクリート舗装、樹脂系舗装、歩道用平板ブロック、インターロッキングブロック、プレキャストコンクリート版等を使用したブロック舗装に用いることができる。
黒色顔料1は「ペリレン系黒色顔料(赤外線反射型黒色有機顔料)」、黒色顔料2は「複合酸化物系黒色顔料(赤外線反射型黒色無機顔料)」、黒色顔料3は「酸化鉄系黒色顔料(一般的な黒色顔料)」のものをそれぞれ用いた。
白色顔料はいずれもルチル型酸化チタンを用いた。白色顔料1は、波長1.4〜3.0μmにおける赤外線透過率3%(赤外線透過率が低く、赤外線反射率の高い)のものを用いた。白色顔料2は、波長1.4〜3.0μmにおける赤外線透過率36%(一般的な白色顔料の赤外線透過率とほぼ同じ)のものを用いた。
中空微粒子1は、「ホウケイ酸ガラス」からなる中空微粒子であって、平均粒子径40μm、300kg加圧破壊率15体積%、密度0.45g/cm3のものを用いた。そして、中空微粒子2は、「シリカ系のセラミック」である中空微粒子であって、平均粒子径100μm、280kg加圧破壊率5体積%、密度0.73g/cm3のものを用いた。
ビヒクル1は「MMA樹脂」、ビヒクル2は「アクリル系エマルジョン」をそれぞれ用いた。
滑止め材1(7号珪砂)及び滑止め材2(8号珪砂)は、ビヒクル2のアクリル系エマルジョンに予め混合させるものである。
屋内における光照射による舗装供試体内の温度を測定する試験を行った。母体舗装供試体として、各実施例及び各比較例共に密粒アスファルトコンクリート供試体(縦横30×30cm、厚さ5cm)を用いた。この供試体への塗布方法は、まず、所望塗布量の半分を表面にハケ塗りにより塗布し、この塗布した層が硬化した後、残りの半分をこの硬化した層の表面にハケ塗りにより重ねて塗布した。
なお、比較例1は、密粒アスファルトコンクリート供試体に塗料を塗布しないものを用いた。
また、各実施例では、顔料を効率よく分散させるためにビヒクルを適量混合させた。従って、各実施例は、「ペリレン系の黒色顔料、白色顔料及びビヒクルが混合された塗料」を使用したものである。
各実施例及び各比較例の塗料の配合及び試験結果を下記の表2に示す。
また、実施例7の温度測定値は、比較例4の温度測定値より15.2℃低い値を示していることから、ビヒクルとしてアクリル系エマルジョンを使用した場合でも十分な温度上昇抑制効果があることが確認された。
また、実施例2の温度測定値は実施例1の温度測定値より1.2℃、実施例5の温度測定値は実施例3の温度測定値より1.7℃低いことから、視認性において同程度の明るさ(明度)と認められる場合は、赤外線反射性の高いルチル型酸化チタン白色顔料(例えば、本試験における白色顔料1)は、通常のルチル型酸化チタン白色顔料(例えば、本試験における白色顔料2)よりも温度上昇抑制効果がより発揮されることが示唆された。
屋外において太陽光暴露による舗装供試体内の温度を経時的に測定する試験を行った。使用した舗装供試体は、上述した屋内試験で用いた実施例2、実施例5及び比較例1である。温度の測定方法は、上述した屋内試験と同様である。すなわち、舗装供試体の略中央付近の表面から5mmの深さの位置に埋め込まれた熱電対が感知した温度をデータロガーで計測した。なお、測定日時は平成17年1月27日の9時から18時までである。
各実施例及び比較例1の温度測定値の経時的変化を表したものを図1に示す。
また、図1から明らかなように、実施例5の温度測定値はいずれの時間帯においても、実施例2の温度測定値に対して低値を示していることから、塗料中に中空微粒子を混合させる方が温度上昇抑制効果をより発揮させやすいことがこの野外試験でも確認された。
上記屋内試験その1に加えて、塗料中の顔料の多少による温度上昇抑制効果を確認するために屋内で光照射による舗装供試体内の温度を測定する試験を行った。使用した舗装供試体は、上述した屋内試験その1で用いた実施例6及び下記の表3に示した実施例8〜13である。温度の測定方法及び評価方法は、上述した屋内試験その1と同様である。
各実施例の配合及び試験結果を下記の表3に示す。なお、各実施例はすべて「ペリレン系の黒色顔料、複合酸化物系の黒色顔料、白色顔料、ビヒクル及び中空微粒子を混合させた塗料」を使用したものである。
また、各実施例の野内試験その2で測定された温度と全顔料混合量との関係を表したものを図2に示す。
また、上記の試験結果からペリレン系の黒色顔料と複合酸化物系の黒色顔料を併用した場合でも十分な温度上昇抑制効果が得られることが確認された。
上記屋内試験その1及びその2に加えて、中空微粒子の多少による温度上昇抑制効果を確認するために屋内で光照射による舗装供試体内の温度を測定する試験を行った。使用した母体舗装供試体は、上述した屋内試験その1で用いた実施例6及び下記の表4に示した実施例14〜17である。温度の測定方法及び評価方法は、上述した屋内試験その1と同様である。なお、各実施例は屋内試験その2と同様に、すべて「ペリレン系の黒色顔料、複合酸化物系の黒色顔料、白色顔料、ビヒクル及び中空微粒子を混合させた塗料」を使用したものである。
各実施例の配合及び試験結果を下記の表4に示す。また、各実施例の屋内試験その3で測定された温度と中空微粒子の混合量との関係を表したものを図3に示す。
本発明の舗装体による耐久性の向上を確認するために、室内においてホイールトラッキング試験を舗装試験法便覧3−7−3に準じて行った。ホイールトラッキング試験は、アスファルト混合物の耐流動性を評価する試験であり、所定の寸法の供試体上を載荷したゴム車輪を所定の温度、所定の速度で繰り返し往復走行させ、単位時間あたりの変形量から動的安定度(DS)を求めるものである。ここでいう「耐流動性」とは、高温時における流動のし難さ、わだち掘れの生じ難さなどの性質を示すものである。この耐流動性を評価する指標である動的安定度の数値が大きいほど耐流動性が高い、即ち耐久性が高いことを示す。
動的安定度(回/mm)=42×(t2−t1)÷(d2−d1)
ここで、上記の式において、d1はt1(標準的には走行開始後45分)における変形量(mm)を意味し、d2はt2(標準的には走行開始後60分)における変形量(mm)を意味している。
また、本試験においては、上記動的安定度の測定とは別に、舗装供試体の表面の外観を目視により確認した。詳細には、塗膜の表面におけるひび割れや剥れの有無を確認した。各実施例及び各比較例の試験結果を下記の表5に示す。
また、各実施例の試験開始時の温度測定値はいずれも、各比較例の温度測定値に対して低値を示していることから、各実施例は各比較例よりも舗装供試体内での温度上昇抑制効果の面で優れていることが再度確認することできた。
以上の結果から、ホウケイ酸ガラスからなる中空微粒子を塗料に混合させ、その塗料を舗装体の表面に塗付した場合、大型車輌の走行による大きな荷重や衝撃にも十分耐え得ることが示唆された。
Claims (3)
- 路床上又は路盤上に敷き固められる舗装体であって、該舗装体の表面に少なくともペリレン系の黒色顔料、白色顔料、ビヒクル及び中空微粒子が混合された塗料が塗布されており、
前記白色顔料が、波長1.4〜3.0μmにおける赤外線透過率が36%よりも低い酸化チタンであり、中空微粒子が、300kg加圧破壊率が20体積%未満のホウケイ酸ガラスであり、
前記塗料中における前記白色顔料の総質量が2.4〜12質量%であり、前記塗料中における前記中空微粒子の総質量%が3〜15%であることを特徴とする舗装体。 - 請求項1に記載の舗装体であって、
前記塗料中における前記黒色顔料の総質量%が0.3〜1.5%であることを特徴とする舗装体。 - 請求項1又は請求項2に記載の舗装体の製造方法であって、
路床又は路盤表面に第1層目として塗料を塗布し、この塗料が硬化しないうちに滑止め材を散布し定着させるとともに、前記第1層目の塗料が硬化した後、この塗布面に第2層目として同じ塗料を塗布することを特徴とする舗装体の製造方法。
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