JP4548976B2 - 融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法と、それによって得られる舗装構造に関するものである。さらに詳しくは、有料道路の料金所、交差点、横断歩道、道路曲線部、坂路及び坂下、チェーン脱着所、駐車場あるいは公共施設周辺の車道等に、また、歩道、コミュニティ道路、歩道橋、自転車道、公園あるいは広場等の歩道や自転車道に、さらには建築物の屋上駐車場等のブロック舗装等に実施して、美観と共に、優れた融雪機能と耐久性とを具備したブロック舗装を提供することができる融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法とそれによって得られる舗装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冬期における積雪寒冷地での交通の確保は、地域社会の健全な経済活動や生活環境を確保する上で重要な課題であり、交通安全上の問題も含めて、除雪、融雪の諸観点から様々な対策が施されてきている。特に冬期交通の要衝となる幹線道路や公共機関へのアクセス道路等は除雪の徹底を図らねばならないが、中でも交差点、道路曲線部、坂道、橋、消防署前あるいは病院前等の交通安全対策上ないしは社会生活上重要な箇所に対しては、部分的に融雪機能を備えた舗装とし、積雪期においても常時舗装面を露出させて対応している。
【０００３】
舗装に融雪機能を付加する方法には消雪方式や融雪方式等があり、最も一般的には、地下水、海水あるいは温泉水などを舗装面下に埋設したパイプに通水して一定時間間隔で路面に散水し、融雪する消雪パイプ方式が行われている。しかし、地下水を利用した消雪パイプ方式の場合には、ランニングコストが低いという利点を持つものの、地下水位の低下や地盤沈下を招くおそれがあり、地下水が豊富な地域以外には適用が困難である。また、海水を利用する場合には、海水の入手が容易な海岸沿いである必要があるばかりでなく、海水に含まれる電解質による塩害対策が平行して必要となる。また、温泉水を利用するにしても、温泉水を豊富に入手できる環境にある必要があり、利用できる地域はかなり限定され、普遍性に欠けるものである。
【０００４】
このため、道路の限られた区間に融雪機能を持たせようとする場合には、舗装体の内部に、電熱線や放熱パイプなどの放熱体を埋設して、電熱線に通電したり、放熱パイプに加熱した水や不凍液或いは気体などの熱媒体を通して、舗装体を加温して融雪する融雪方式が採られることがある。放熱パイプとしては、一般に金属製又はプラスチック製のものが用いられている。金属製の放熱パイプは、敷設が煩雑で作業性は劣るものの耐久性が高いという特徴を有している。一方、プラスチック製の放熱パイプは、金属製のものよりも耐久性は劣るものの、敷設作業が容易で取り扱いやすいという特徴を有しており、最近では、プラスチック製の放熱パイプが主流になってきている。
【０００５】
一方、舗装ブロックを敷設して舗装体とするブロック舗装は、景観に優れるとともに、最近では耐久性も向上し、歩道や広場等に限られず、車道などにも使用されるようになってきている。このようなブロック舗装に融雪機能を具備させるには、例えばアスファルト安定処理層や基層などの基盤上に、支持層としてサンドクッション層やドライモルタル層を設け、この中に放熱体を埋設し、更にその上に舗装ブロックを敷き並べる方法を採用することが一般的に行われている。しかし、この方法では、サンドクッション層やドライモルタル層などに埋設されている放熱体が損傷を受ける危険性があるので、サンドクッション層やドライモルタル層などに十分な転圧を加えることができず、そのため均一な支持層が構築できないばかりでなく、放熱体の埋設位置と非埋設位置とで締固め度が異なることから支持層の支持力が不均一となり易いという欠点がある。支持層の支持力が不均一であると、供用後に目地部のゆるみが発生し、不陸が発生しやすいことに加えて、目地部から浸入した雨水や融雪水等による砂の流出等が発生し、舗装ブロックにがたつきを生じ、時には、埋設された電熱線や放熱パイプ等の放熱体の破損につながる場合があり、放熱パイプから熱媒体が漏出することすらある。
【０００６】
このような欠点を避けるため、基層としてのアスファルト舗装体中に放熱体を埋設し、アスファルト舗装と放熱体を一体化させた上にサンドクッション層の支持層を介して舗装ブロックを敷設するブロック舗装も試みられている。しかし、基層としてのアスファルト舗装体内に放熱体を埋設するに際しては、高温の加熱混合物を使用すると、放熱体の軟化変形や圧密変形、圧潰あるいは膨張による浮き上がり等が発生する恐れがあるので、あまり高温の加熱混合物は使用することができないという制約がある。しかも、強く転圧を加えると、埋設されている放熱体が損傷を受ける恐れがあるので、施工に際しては敷設機械は使用できず、人力に頼らざるを得なくなり、十分な締固めが期待できないばかりでなく、高い作業効率も期待できない。そのため、結果的に耐久性の劣るアスファルト舗装体しか得られず、供用後に、放熱体の破損や、放熱パイプの詰まり等の不具合の発生が後を絶たないという問題がある。
【０００７】
一方、埋設された放熱パイプ等が転圧時に破損するのを防止する方策としては、例えば、特開平４−１９８５０５号公報に見られるように、路盤上に予め敷設されたプラスチックパイプ内に冷却媒体を封入し、この封入された冷却媒体を所定の加圧状態に保持しながら、アスファルトを打設することによって、プラスチックパイプの圧潰を防止するアスファルト舗装路加熱用パイプの敷設方法も提案されている。しかし、この方法は、作業中にプラスチックパイプが損傷を受けた場合には加圧状態にある冷却媒体が飛散する危険性を包含しており、必ずしも満足できるものではない。また例えば、特開平６−２５７１０７号公報にあるように、放熱体の上に保護カバーと補助板を被せて、下層アスファルト混合物を打設し、しかる後に補助板と保護カバーを外し、再度保護カバーを被せて上層アスファルトを打設する工法が提案されているが、作業がきわめて煩雑となる問題点を抱えている。
【０００８】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は、これらの従来技術が抱える問題点を解決するためになされたものであり、支持層の転圧を不要とし、しかも常温施工を可能とすることによって、埋設された電熱線や放熱パイプ等の放熱体の破損を危惧することなく施工することができる、耐久性の高い、融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法と、その構築方法によって構築される舗装構造を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく融雪機能を備えたブロック舗装を構築する工法について鋭意研究を重ねた結果、従来の砂やドライモルタルあるいは加熱アスファルト混合物等の放熱体保護材料に替えて、アスファルトセメントグラウト（以下、単に「ＡＣグラウト」という）を放熱体の保護材料として使用し、放熱体を埋設した支持層を構築することにより、常温施工が可能で、充填性に優れ、転圧工程が不要で、かつ短時間に舗装ブロックを安定化させ、均一な支持力が得られるばかりでなく、放熱体に密着して熱伝導効率が優れる融雪機能を備えたブロック舗装を構築できることを見い出して本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明は、道路等の基盤上に、放熱体を埋設した支持層と、舗装ブロックからなるブロック層とを下からこの順に有する舗装構造を構築するに際し、基盤上の所定位置に放熱体を設置する工程、設置された放熱体よりも上部に舗装ブロックを敷設する工程、及び、基盤上面と舗装ブロック下面との間に存在する空間にＡＣグラウトを注入し、放熱体を埋設した支持層を構築する工程を含む、融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法を提供するとともに、道路等の基盤上に、放熱体を埋設した硬化したＡＣグラウトを含む支持層と、舗装ブロックからなるブロック層とを、下からこの順に有する融雪機能を備えたブロック舗装構造を提供することによって上記課題を解決するものである。
【００１１】
本発明の構築方法及び舗装構造においては、電熱線や放熱パイプ等の放熱体は、基盤と舗装ブロックとの間の支持層に埋設されるものであるが、その放熱体の埋設にはＡＣグラウトが用いられる。ＡＣグラウトは後述するように、アスファルト乳剤とセメントと細骨材をその主要成分として含む注入材であり、アスファルト乳剤を使用しているため常温施工が可能である。しかも充填性に優れ、基盤と舗装ブロック間の空間に注入された場合、電熱線や放熱パイプ等の放熱体の周囲や微少な間隙にも隈無く浸透、充填し、空隙を残さず、転圧が不要で、短時間で硬化して、放熱体を確実に固定、埋設、保護する支持層を形成することができるものである。本発明で使用するＡＣグラウトが硬化して形成された支持層は、放熱体に密着し、放熱体から放出される熱を効率良く舗装ブロックに伝達することができると共に、基盤及び舗装ブロックとの接着性に優れ、十分な支持力を有し、また、雨水や融雪水等が基盤へ浸透するのを防止して、その結果、耐久性のある、熱応答性に優れた、融雪機能を備えたブロック舗装を構築することを可能にするものである。
【００１２】
本発明の構築方法及び舗装構造においては、設置された放熱体よりも上部に舗装ブロックを敷設する工程の前であって、基盤上の所定位置に放熱体を設置する工程の後或いは後及び前に、骨材を敷き均し、設置された放熱体を骨材に埋没させ、骨材と、骨材間に充填されたＡＣグラウトとによって、放熱体を埋設する支持層を形成することも可能である。舗装ブロックは、敷き均された骨材上に敷設されるので、これにより、レベル調整機能を有しない舗装ブロックを用いても、舗装ブロック上面レベルを所定位置に揃えた施工が可能である。一方、レベル調節部材を備えた舗装ブロックを用いる場合には、骨材を敷き均すことなく、舗装ブロックをその上面を所定レベルに揃えながら敷設し、舗装ブロックと基盤との間の空間にＡＣグラウトを注入すれば良い。このように、本発明の構築方法は、どのような舗装ブロックにも対応することができるものである。
【００１３】
本発明で使用するＡＣグラウトは、使用する骨材の粒径や、基盤と舗装ブロック下面との距離などにも依存するけれども、フロータイムを９〜２０秒の範囲に調整したものを使用するのが望ましく、ＡＣグラウトのフロータイムが９〜２０秒の範囲であれば、基盤と舗装ブロック下面との間の空間に、骨材の有無に関わりなく、速やかに浸透し、放熱体周囲も含めて、隙間なく充填、硬化することができる。
【００１４】
また、本発明の構築方法において、施工時に、放熱体に通電或いは加熱した熱媒体を流入させることによって放熱体から熱を放出させると、注入されたＡＣグラウトの硬化を促進することができると共に、特に、寒冷期の施工においては、注入したＡＣグラウトの凍結を防止することができるという利点がある。
【００１５】
本発明の構築方法及び舗装構造においては、支持層がＡＣグラウト或いはＡＣグラウトと骨材とによって構築されているので、舗装ブロック目地部からの浸透水が基盤まで浸透することは有効に防止されているが、舗装ブロック間の目地部に止水性の目地材を充填しておくことにより、基盤への雨水や融雪水などの浸透をより完全に防止することができる。
【００１６】
本発明において、放熱体とは、電熱線や、金属製或いはプラスチック製などの放熱パイプを含み、その他、熱を放出して融雪することができるものであれば、加熱方式に制限はなく、どのようなものであっても良い。また、本発明において、基盤とは、その上に支持層と舗装ブロック層を構築することができるもの全てを含み、典型的には、アスファルト安定処理層や、基層を挙げることができる。
更に、本発明の構築方法並びに舗装構造の対象は、歩道、車道に限られず、その他、融雪機能が必要とされる舗装箇所であれば全てを対象とし、例えば、コミュニティ道路、ショッピングモール、自転車道、公園、広場、駐車場等も含むものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
まず使用材料について説明する。
【００１８】
〈放熱体〉
本発明で放熱体として使用する電熱線は、通電線の材料、絶縁材料、被覆形状等を含めて特に限定するものではなく、一般的に融雪システムに適した材質のものであれば、いずれも使用することができるが、支持層中に埋設される必要があるので、基盤上に張り巡らしたときの高さが３０ｍｍ以下のものが好ましい。また、同じく放熱体として使用する放熱パイプにあっても、材質、断面形状等を含めて特に限定するものではなく、鉄管、鉛管あるいはステンレス管やナイロン、ポリエチレン、ポリブテンあるいは塩化ビニール等のプラスチック製の温水ヒータ、ガスヒータ、不凍液ヒータ等の融雪システムに適した材質のものであれば、いずれも使用することができるが、支持層中に埋設される必要があるので、基盤上に張り巡らしたときの高さが３０ｍｍ以下のものが好ましい。
【００１９】
これらの放熱体を舗装等の基盤上に直接固定するための釘あるいはアンカーピン等は、一般的に融雪システムに使用されているものであれば特に限定するものではないが、ステンレス製やプラスチック等にてコーティングされた耐食性材料が望ましい。また、放熱体を、基盤上に予め設置したラス網やメッシュに固定する場合には、使用するラス筋やメッシュ筋及び結束線は、従来から使用されている融雪システムに適した材質、形状のものであればいずれも使用することができるが、ステンレス製やプラスチック等にてコーティングされた耐食性材料のものが望ましい。また、ラス網やメッシュは、目開きが５０ｍｍ以上、線径が２ｍｍ〜５ｍｍのものが望ましい。
【００２０】
〈骨材〉
本発明で使用する支持層に用いる骨材は、最小寸法が５ｍｍ以上の単粒タイプで、連続空隙が確保でき、通常の強度を有していれば石質、サイズ等は特に限定するものではなく、砕石、鉱滓、玉砕、砂利、アスコン破砕材、コンクリート破砕材あるいは、人工焼成骨材、レンガ、タイル等の破砕材、陶磁器粒、エメリー等も使用することができる。好ましくは、粒径５〜１３ｍｍの６号砕石が用いられる。
【００２１】
〈舗装ブロック〉
本発明で使用する舗装ブロックとは、天然石、舗装用コンクリート、平板、レンガ、インターロッキングブロック、弾性ブロック、およびタイル等のいずれであっても良い。これら舗装ブロックには、その底面に空気抜きのスリットを設けておくのが好ましい。また、例えば、特開平１０−２３７８０４号公報に開示されているようなレベル調整部材を有する舗装ブロックも好適に使用することができる。
【００２２】
天然石としては、主として大理石、花崗岩、安山岩、御影石等の石材を使用することができる。石材の形状としては、整形した直方体または立方体のブロックまたは石塊、これらの割石、整形石板および不整形石板等が用いられる。また、舗装用コンクリート平板としては、主としてＪＩＳ Ａ ５３０４に規定される舗装用コンクリート平板として、普通平板、カラー平板、洗い出し平板、擬石平板等が使用されるが、透水平板、タイル張り平板、絵入り平板なども使用できる。
【００２３】
レンガとしては、普通レンガ、インターロッキングブロックレンガ等があるが、普通レンガとしては、ＪＩＳ Ｒ １２５０に適合したものを好適に使用することができる。インターロッキングブロックとしては、インターロッキングブロック協会発行の平成６年版「インターロッキングブロック舗装」に記載されているインターロッキングブロックの品質規格に適合したものが好適に使用される。
【００２４】
弾性ブロックとしては、主として廃タイヤ等を粉砕して得られる粒状のゴムに結合材として液状ウレタン樹脂等を添加して加熱圧縮成形したものなどを使用することができ、タイルとしては、主としてＪＩＳ Ａ ５２０９に規定される磁器質、せっき質、陶器質等のタイルが使用される。また、タイルに粘弾性能を付加した弾性タイルも使用できる。
【００２５】
〈ＡＣグラウト〉
本発明で使用するＡＣグラウトは、セメント、アスファルト乳剤、急硬性混和材、細骨材、凝結調整剤、消泡剤、膨張剤、添加剤および所要量の添加水からなる組成物である。個々の成分について詳述すれば以下のとおりである。
【００２６】
ＡＣグラウトに使用するセメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、耐硫酸塩セメント、超速硬セメント、ジェットセメントなどが挙げられる。
【００２７】
ＡＣグラウトに使用するアスファルト乳剤は、ノニオン系アスファルト乳剤であって、アスファルトをノニオン系乳化剤、分散剤、安定剤等を使用して水中に乳化分散させて得られるものである。ＡＣグラウトに使用するアスファルト乳剤は、ポリマー入りのものでも、ポリマー入りでないものでも良いが、ポリマー入りアスファルト乳剤の方が好ましい。
【００２８】
ポリマー入りアスファルト乳剤に用いられる樹脂エマルジョンとしては、ＳＢＲエマルジョン、アクリルエマルジョン、ＥＶＡエマルジョンなどがある。本発明では、主としてＳＢＲエマルジョンを配合したポリマー入りアスファルト乳剤が好適に使用される。ＳＢＲエマルジョンは、弱アルカリ性で、セメントおよびノニオン系アスファルト乳剤との混合性が良好である。
【００２９】
アスファルト乳剤あるいはポリマー入りアスファルト乳剤の使用量は、通常、セメント１００重量部に対し２０〜２１０重量部の範囲である。アスファルト乳剤あるいはポリマー入りアスファルト乳剤の使用量が２０重量部未満の場合は、ＡＣグラウトに粘弾性を付与することができない。また、アスファルト乳剤あるいはポリマー入りアスファルト乳剤の使用量が２１０重量部を超える場合は、ＡＣグラウトの強度が低下してＡＣグラウト充填層の支持力を低下させる。
【００３０】
ＡＣグラウトに使用する急硬性混和材は、カルシウムアルミネートと無水石膏を、重量比で、１：１．４〜２．９の割合で混合して得られる混合物である。この混合物は、セメントに急硬性を付与してＡＣグラウトに早期の強度発現を与える。無水石膏の配合比が１．４未満では、急硬性が弱く、また、無水石膏の配合比が２．９を超えると急硬性が強くなりすぎ可使時間のコントロールが難しくなる。急硬性混和材の使用量は、通常、セメント１００重量部に対し、０〜７０重量部、好ましくは３０〜５０重量部の範囲である。急硬性混和材の使用量が７０を超えると急硬性が強くなりすぎて作業が困難となる。なお、急硬性混和材の使用は必須条件ではなく、ＡＣグラウトの注入充填後の養生時間に制限がない場合は、使用しない場合がある。
【００３１】
ＡＣグラウトに使用する細骨材は、川砂、丘砂、山砂、スクリーンニングス、シリカサンド等である。その粒度は、通常、ＦＭ値（粗粒率）が１．０〜１．６の範囲が好ましい。ＦＭ値が１．０未満の場合は、ＡＣグラウトが増粘し、充填性が悪くなり、一方、ＦＭ値が１．６を超えると材料の分離を起こし易くなる。
また、細骨材のかわりに、フライアッシュまたはシリカパウダー等の鉱物質の粉末状材料を使用しても良い。細骨材の使用量は、通常、セメント１００重量部に対し、４０〜２２０重量部の範囲である。細骨材の使用量が４０重量部未満の場合は、硬化後のＡＣグラウトが容積収縮を起こし易くなるのに対して、細骨材の使用量が２２０重量部を超えると材料分離を起こして作業が難しくなる。
【００３２】
ＡＣグラウトに使用する凝結調整剤とは、ポリカルボン酸等で、例えば、ジェットセッターなどが挙げられ、ＡＣグラウトの可使時間の調整に有用である。凝結調整剤の使用量は、通常、セメント１００重量部に対し、０〜５重量部の範囲である。凝結調整剤の使用量が５重量部を超えると可使時間は十分であるが早期の強度発現が期待できなくなる。
【００３３】
ＡＣグラウトに使用する消泡剤は、練混ぜ作業時に大きな不要な泡の導入を除去する目的で添加するもので通常、セメント１００重量部に対し、消泡剤０〜１重量部の範囲で用いられる。使用量が１重量部を越えると、効果の割には経済的でない。
【００３４】
ＡＣグラウトに使用する膨張剤としては、例えば、アルミ粉末が挙げられ、膨張剤は、膨張率の調整のために、セメント１００重量部に対し、０〜０．０５重量部の範囲で用いられる。使用量が０．０５重量部を越えると、ＡＣグラウトの膨張破壊を起こす恐れがあるので、好ましくない。
【００３５】
ＡＣグラウトに使用する添加剤には、流動化剤や空気連行剤がある。流動化剤はＡＣグラウトの作業性を向上させるためのもので、空気連行剤はＡＣグラウトの耐凍害性改善に有効である。その使用量は、通常、セメント１００重量部に対して０．１〜３重量部の範囲である。０．１重量部未満では効果がなく、一方、３重量部を越えるとＡＣグラウトの材料分離や硬化不良あるいは硬化が著しく阻害され、好ましくない。通常、流動化及び空気連行化を共に付与できる添加剤が使用されるが、それぞれ単独で用いても良く、両者を併用しても良い。
【００３６】
ＡＣグラウトに使用する添加水としては、通常、セメントに好ましくない有害物を含んでいない淡水であれば如何なるものでも使用できる。例えば、水道水、工業用水、地下水、河川水、湖沼水などである。
【００３７】
本発明で使用するＡＣグラウトの調製法は次のとおりである。はじめに所定の容器に所要量のアスファルト乳剤を投入し、電動ハンドミキサーを用いて攪拌しながら添加水、凝結調整剤、添加剤等の各所要量を添加して混合液を調製する。
ついで、この混合液にセメント、急硬性混和材、細骨材、膨張剤の各所定量を添加して高速攪拌で練混ぜて本発明のＡＣグラウトを調製することができる。また、作業能率を上げるために、予め、セメントの中に急硬性混和材、細骨材、膨張剤を各所要量の配合で混ぜ合わせた混合物や、アスファルト乳剤の中に予め添加剤等を所要量混入したアスファルト乳剤を使用しても良い。本発明で使用するＡＣグラウトは、各成分の配合を加減して、フロータイムを９〜２０秒の範囲に調整したものが望ましく、ＡＣグラウトのフロータイムが９〜２０秒の範囲であれば、基盤と舗装ブロック下面との間の空間に、骨材の有無に関わりなく、速やかに浸透し、放熱体周囲も含めて、隙間なく充填、硬化することができるものである。なお、フロータイムはＰロート法（土木学会 ＪＳＣＥ Ｆ５２１）で測定したものである。調製されたＡＣグラウトは、直ちに、注入作業に供される。
【００３８】
〈目地材〉
目地部に注入充填する目地材としては、加熱式注入目地材または常温式注入目地材を使用する。加熱式注入目地材は、エラストマーアスファルト系、エラストマー樹脂系等からなる目地製品から選択する。また、常温式注入目地材は、ポリサルファイド系、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂等からなる弾性目地製品から選択する。
【００３９】
次に図面を用いて、本発明の融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法及びそれによって得られる舗装構造について説明する。
【００４０】
まず、支持層の形成に骨材を使用する場合について説明する。図１の断面図及び図２の平面図に示すように、アスファルト安定処理層或いは基層などの基盤１上に、放熱体２を、例えば蛇行状などの所定の形状及び位置に張り巡らせ、設置する。放熱体２は基盤１上に固定するのが好ましく、放熱体２を基盤１上に固定するには、図示しない釘やアンカーピン等を用いても良いし、或いは、予め基盤１上にラス筋やメッシュ筋などを固定しておき、その固定されたラス筋やメッシュ筋の所定位置に、結束線などを用いて放熱体２を固定するようにしても良い。
なお、図示の例では、放熱体２として断面円形の放熱パイプを示しているが、放熱体２としては、放熱パイプに限られず、熱を放出することができるものであればどのようなものでも良いことは上記したとおりである。放熱体２の端部が、図示しない電気エネルギー源或いは熱媒体源と接続されることはいうまでもない。
【００４１】
続いて、放熱体２の上からタックコートを散布する。タックコートとしては、ＡＣグラウトと基盤１及び放熱体２との接着性を高めることができるものであれば、どのようなものを使用しても良いが、ＡＣグラウトとの相性の観点からはアスファルト乳剤を用いるのが好ましく、中でもカチオン系のアスファルト乳剤が好適である。
【００４２】
タックコートの散布が終わると、図３の断面図に示すように、骨材３を、放熱体２の上から、放熱体２を埋没させる厚さに敷き均す。このとき、骨材３は、その上面のレベルが一定となるように、換言すれば、その上に敷設される舗装ブロックの上面、すなわち舗装ブロック表面の高さが揃うように敷き均されていれば良く、転圧して締め固める必要はない。むしろ、その後に注入されるＡＣグラウトが骨材間の間隙を通って隈無く浸透できるように、連続した空隙を残して敷き均される。従って、骨材３の敷き均しによって、骨材３に埋設された放熱体２が破損する恐れはないものである。なお、放熱体２が、例えば電熱線のように細いものである場合には、放熱体２を設置する前に、基盤１上に骨材３を敷き均し、その上に、放熱体２を設置するようにしても良い。この放熱体２の上からタックコートが散布され、更に、骨材３が放熱体２を埋設する厚さに敷き均されることはいうまでもない。
【００４３】
続いて、敷き均された骨材３の上から、舗装ブロック４ａ、４ｂ、４ｃ・・・を、表面の高さを揃えながら、かつ、互いに隣接する舗装ブロックとの間には目地部５を空けて、敷設する。図４は、舗装ブロック４ａ、４ｂ、４ｃ・・・の敷設終了後の状態を示す平面図であって、舗装ブロック４ａ、４ｂ、４ｃ・・・が、骨材３の上に、所定の目地部５を空けて整然と敷設されているのが理解できる。
【００４４】
舗装ブロック４ａ、４ｂ、４ｃ・・・の敷設が終わると、図５に示すように、別途調製したＡＣグラウト７を、舗装ブロック４ａ、４ｂ、４ｃ・・・の目地部５から注入用ロート６を使用して注入する。目地部５からＡＣグラウト７を注入する際に使用する注入用機器としては、注入用ロートに限られず、注入用ジョウロ、またはトレミー管等を用いても良い。目地部５から注入されたＡＣグラウト７は、骨材３の間隙に浸透し、放熱体２の周囲や、ラス筋やメッシュ筋を使用している場合にはその下側なども含めて、基盤１の上面と舗装ブロック４ａ、４ｂ、４ｃ・・・の下面との間に存在する空間に隙間なく浸透し、それらの空間を充填する。同様の操作を、ＡＣグラウト７の注入位置を変えながら、基盤１の上面と舗装ブロック４ａ、４ｂ、４ｃ・・・の下面との間に存在する全ての空間を完全に充填するまで繰り返す。充填されたＡＣグラウト７は、比較的短時間で硬化し、骨材３と共に、放熱体２を埋設した支持層８を形成する。その後、目地部５には、目地材１０を注入、充填して、施工を終了する。
【００４５】
本発明で使用するＡＣグラウトは、上述のように常温で施工することができるので、支持層８を形成する際に、埋設された放熱体２が熱によって変形を受けたり、損傷したりすることがない。このようにして構築される融雪機能を備えたブロック舗装は、基盤１の上に、下から順に、放熱体２を埋設した、硬化したＡＣグラウトと骨材とを含む支持層８と、その上に敷設された舗装ブロック層９とを有する構造の舗装体であり、舗装ブロック４ａ、４ｂ、４ｃ・・・は、硬化したＡＣグラウト７と骨材とによって形成される支持層に支持され、かつ、基盤１と一体化されているので、耐久性に優れ、雨水や融雪水等が基盤１にまで浸透することがなく、しかも、融雪機能を備えたブロック舗装である。
【００４６】
次に、レベル調整部材を備えた舗装ブロックを使用し、支持層に骨材を使用しない場合の構築方法について説明する。この構築方法においても、基盤１の上に放熱体２を、所定形状、所定位置に固定し、その上からタックコートを散布するところまでは、骨材を用いる場合と変わりはない。タックコートの散布後、図６に示すように、舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・をその表面高さを揃えて敷設するのであるが、舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・には、例えば、特開平１０−２３７８０４号公報に開示されているように、その裏面の所定箇所に複数の嵌合孔１１が設けられており、この嵌合孔には、図示しないけれども、外方に開口する凹部材が嵌合固定されており、この凹部材の係合孔に係合する弾性材からなるレベル調節部材１２が備えられている。舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・の表面レベルを揃えるには、レベル調整部材１２の嵌合孔１１内への係合深さを調節すれば良く、効率良く複数の舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・をその表面レベルを揃えて敷設することができるものである。このレベル調節部材１２の材料としては、軽量で弾力性があり、成型可能で安価に得られる各種の樹脂材あるいは樹脂材をベースにするのが好適である。また、このレベル調節部材は、所定位置に舗装ブロックを多数並べた後、その後の作業等の外力で容易にずれることがないように、嵌合面、係合面に粘着材、接着材を塗布することも有効である。
【００４７】
舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・の敷設が終わると、骨材３を用いるときと同じく、図７に示すように、別途調製したＡＣグラウト７を、舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・の目地部５から注入用ロート６等を使用して注入する。目地部５から注入されたＡＣグラウト７は、放熱体２の周囲や、ラス筋やメッシュ筋を使用している場合にはその下側なども含めて、基盤１の上面と舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・の下面との間に存在する空間を充填する。同様の操作を、ＡＣグラウト７の注入位置を変えながら、基盤１の上面と舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・の下面との間に存在する全ての空間を充填するまで繰り返す。
充填されたＡＣグラウト７は、比較的短時間で硬化し、放熱体２を埋設した支持層８を形成する。その後、目地部５には、図示しない目地材１０を注入、充填して、施工を終了する。
【００４８】
本発明で使用するＡＣグラウトは、上述のように常温で施工することができるので、支持層８を形成する際に、埋設された放熱体２が熱によって変形を受けたり、損傷したりすることがない。また、支持層８は、硬化したＡＣグラウト７によって形成されるので、転圧する必要がなく、転圧によって放熱体２が破損する恐れは皆無である。このようにして構築される融雪機能を備えたブロック舗装は、基盤１の上に、下から順に、放熱体２を埋設した、硬化したＡＣグラウトを含む支持層８と、その上に敷設された舗装ブロック層９とを有する構造の舗装体であり、舗装ブロック４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・は、硬化したＡＣグラウト７によって形成される支持層に支持され、かつ、基盤１と一体化されているので、耐久性に優れ、雨水や融雪水等が基盤１にまで浸透することがなく、しかも、融雪機能を備えたブロック舗装である。
【００４９】
なお、上述した２種類の構築方法のいずれを採用するかは、施工現場の状況等に応じて、適宜選択可能であって必ずしも制限があるものではないが、いずれの構築方法を採用するかを選択する目安の一例を示せば、以下の通りである。すなわち、ＡＣグラウトの注入位置から舗装ブロックの最深部までの水平距離が２０ｃｍ以下の比較的小型のブロックを使用する場合で、かつ基盤上面と舗装ブロックの下面との間隙高が約２ｃｍ以上確保できる場合は、骨材を敷き均して放熱体を埋設した後に、舗装ブロックを上面高さの位置を合わせて敷設する構築方法を採用するのが好ましく、一方、ＡＣグラウトの注入位置から舗装ブロックの最深部までの水平距離が２０ｃｍを超える大型のブロックを使用する場合や基盤上面と舗装ブロック下面との間隙が３０ｍｍ未満の場合には、骨材を使用せず、レベル調整部材を有する舗装ブロックを用いる構築方法を採用するのが好ましい。
【００５０】
なお、上記いずれの構築方法の場合でも、寒冷期における施工の場合は、注入したＡＣグラウトの硬化に長時間を要したり、凍結を起こすことが予想されるので、放熱パイプを埋設する場合にあっては、養生用としてこのパイプに温風または温水等を通し、また、電熱線を埋設する場合は、通電することにより、放熱体から熱を放出させ、ＡＣグラウトの硬化を促進したり、或いは、ＡＣグラウトが凍結するのを防止したりすることができる。
【００５１】
以下、実験及び実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
【００５２】
〈実験１：ＡＣグラウト硬化体の強度変化試験〉
本発明で放熱体が埋設される支持層を形成するＡＣグラウトには、感温性の高い材料であるアスファルトが含まれているので、実際の供用時において、放熱体から放出される熱の影響をどの程度受けるかが問題となる。そこで、本発明で使用するＡＣグラウトが、硬化後、実際の供用時と同じく加熱状態に晒された場合にその強度がどのように変化するかを試験した。
【００５３】
内径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒に６号砕石を予め詰めたものと、詰めないものとを用意し、添加水によってＰロートフロータイムを１１±２秒に調整した、表１に示す配合のＡＣグラウトを円筒内に流し込み、円柱状の供試体を２種類作製した。
なお、使用した材料は以下のとおりであった。
セメント：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）
ポリマー入りアスファルト乳剤：「ＢＦゾル」（ニチレキ株式会社製）
細骨材：珪砂７号
急硬性混和材：カルシウムアルミネートと無水石膏とを重量比でカルシウムアルミネート１に対し無水石膏２の割合で混合した混合物
凝結調整剤：「ジェットセッター」（株式会社小野田製）
消泡剤：「ＴＳＡ＃９３０」（東芝シリコン株式会社製）
膨張剤：アルミ粉末（「Ｃ−２５０」、中島金属箔粉工業株式会社製）
添加剤：「ヴィンソル」（山宗化学株式会社製）
【００５４】
【表１】

【００５５】
ＡＣグラウトの注入後、一夜放置して硬化させ、脱型して、２０℃で７日間養生した後、所定の温度に設定された恒温糟内に２時間静置して一軸圧縮試験に供した。その結果は表２に示すとおりである。なお、載荷速度は１ｍｍ／分であった。
【００５６】
【表２】

【００５７】
表２から明らかなように、８０℃に２時間静置した供試体においても、砕石の有無に関わらず、一軸圧縮強度は３．５Ｎ／ｍｍ^２以上を示した。一般的に大型車が路面に接したときの舗装表面の接地圧は概ね０．８８Ｎ／ｍｍ^２以下と云われているので、融雪時に、硬化したＡＣグラウトで形成される支持層の温度がたとえ８０℃まで上昇した場合でも、本発明で使用するＡＣグラウトは、舗装ブロックの支持層として十分な性能を維持することが確認できた。
【００５８】
〈実験２：ＡＣグラウト硬化体の硬化収縮性能試験〉
融雪機能を備えたブロック舗装は、支持層と舗装ブロックとの間に生じる空隙が断熱層となり、舗装ブロック表面への熱伝導性を著しく阻害するため、支持層を形成するグラウト材は硬化収縮率の低いものが望ましい。このため、本発明で使用するＡＣグラウトと通常の急硬性セメントグラウトの硬化収縮率を測定して、本発明で使用するＡＣグラウトの硬化収縮性能を把握した。
【００５９】
実験１で使用したのと同じＡＣグラウトを使用し、１０×１０×４０ｃｍの型枠内にＡＣグラウトのみを充填硬化させた供試体、及び、同じ大きさの型枠内に６号砕石を充填し、更に、砕石間の空隙にＡＣグラウトを注入充填硬化させた供試体を作製し、供試体作製時から１．５時間後を基準として、その後の３ヶ月間の硬化収縮率を室内で測定した。同様に、対照として、市販の超早強セメント（「ジェットセメント」、太平洋セメント株式会社製）と砂を重量比１：３で配合したものに、ＰロートフロータイムがＡＣグラウトと同じとなるように添加水を加えて調整した急硬性セメントグラウトを用い、同様に供試体を作製し、硬化収縮率を測定した。
【００６０】
その結果、ＡＣグラウトのみを単体で硬化させた供試体、及び、砕石空隙にＡＣグラウトを注入充填して硬化させた供試体のいずれも、材令初期では体積膨張を起こし、その後徐々に収縮していく現象が見られた。３ヶ月後では、いずれの供試体もほぼ収縮現象が収まり、安定する傾向を示し、いずれの供試体も、１×１０^−５オーダーの収縮率を示し、きわめて硬化収縮率が低いことが分かった。
これに対して、対照のセメントグラウトは、１×１０^−４オーダーという硬化収縮率を示した。なお、試験環境は温度２０℃、湿度５０％ＲＨの環境下であり、材令毎にコンタクトゲージ法でＬ＝３００ｍｍ、基長＝１．５ｈで測定した。
【００６１】
〈実験３：凍結融解試験〉
融雪機能を備えた舗装は、積雪寒冷地をその対象としているため、冬期に繰り返し凍結・融解作用を受け、強度低下が懸念される。そのため、本発明で使用するＡＣグラウトの凍結融解試験を実施し、その抵抗性を確認した。すなわち、１０×１０×２０ｃｍの型枠内にＡＣグラウトのみを充填硬化させた供試体、及び、同じ大きさの型枠内に６号砕石を充填し、更に、砕石間の空隙にＡＣグラウトを注入充填硬化させた供試体を対象にし、「舗装試験法便覧」、社団法人日本道路協会編、昭和６３年１１月１０日発行の付録５によるコンクリートの凍結融解試験方法に準拠し、凍結融解後の供試体の相対動弾性係数を超音波法による共鳴振動法（ＪＩＳ Ａ １１２７）により測定し、耐久性指数ＤＦを求めた。その結果を表３に示す。なお、凍結融解試験条件は、温度を＋５〜−１８℃とし、１サイクルを約６時間とした。
【００６２】
【表３】

【００６３】
表３に示した結果から明らかなように、ＡＣグラウト単体が硬化した供試体は、凍結融解サイクル数３００で、耐久性指数ＤＦ＝８７が得られ、また、砕石間の空隙にＡＣグラウトを注入充填、硬化させた供試体は、凍結融解サイクル数３００で、耐久性指数ＤＦ＝９０という優れた凍結融解抵抗性を示した。
【００６４】
以上の結果は、本発明で使用するＡＣグラウトは、単体で使用しても、或いは骨材と併用しても、融雪機能を備えたブロック舗装の支持層として、歩道だけでなく車道においても、十分に所期の機能を発揮することができるものであることを示している。
【００６５】
〈実施例１〉
アスファルト舗装の基盤上に、ワイヤーメッシュ筋（径６ｍｍ、目開き１５０ｍｍ）を設置し、その上に外径２２ｍｍの放熱パイプ（架橋ポリエチレン管）をほぼ２０ｃｍ間隔となるように蛇行状に張り巡らし、約３０ｃｍ毎に結束線で放熱パイプ（架橋ポリエチレン管）とワイヤーメッシュ筋とを結束し、放熱パイプを基盤上に固定した。この上からタックコートとしてアスファルト乳剤（「ＰＫ−４」、ニチレキ株式会社製）を０．４リットル／ｍ^２の割合で散布した後、粒径５〜１３ｍｍの６号砕石を平均厚さ３ｃｍで敷き均して放熱パイプを埋設した。次いで、この敷き均された骨材層上に、裏面にエアー抜きスリット（５ｍｍ角の溝）を設けた御影石の舗装ブロック（２０×３０×８ｃｍ）を、目地巾を１０ｍｍとして上面高さが一定となるように、かつ平坦性が確保できるようにして敷設した。
【００６６】
複数の舗装ブロックを敷設後、表１の配合のＡＣグラウト（Ｐロートフロータイム１０．５秒）を製造し、直ちに目地部より注入ロートを用いて、舗装ブロック下面と基盤上面との間に注入・充填した。さらに目地部に止水性のポリサルファイド系の弾性目地材（「ネオタイユシールコールド」、ニチレキ株式会社製）を注入して車道用の融雪機能を備えたブロック舗装を構築した。
【００６７】
ＡＣグラウトの硬化、固化を確認した後に、ＡＣグラウトの充填性能を確認するため一部を開削し、舗装ブロック及び放熱パイプと固化したＡＣグラウトとの接着状態や空隙の有無を観察した。その結果、舗装ブロック及び放熱パイプと固化したＡＣグラウトとは密着しており、空隙も観察されずＡＣグラウトが良好な充填性能を有することを確認した。
【００６８】
積雪寒冷地に試験施工を実施し、追跡調査を行った結果、供用１２ヶ月経過後にあっても路面の沈下は観察されず、良好な平坦性を保ち、ブロックの弛みや変形、水漏れ等もないばかりでなく、融雪剤による影響変化も見られないこと等から、当工法が優れた融雪機能を有する車道用ブロック舗装を提供できる工法であることを確認した。
【００６９】
〈実施例２〉
アスファルト舗装の基盤上に、外径１５ｍｍのステンレス製の放熱パイプをほぼ２０ｃｍ間隔となるように蛇行状に張り巡らし、約３０ｃｍ毎に打設されたアンカーピンに結束線で固定した。この上からタックコートとして浸透用のアスファルト乳剤（「ＰＫ−４」、ニチレキ株式会社製）を０．４リットル／ｍ^２の割合で散布した。その後、底面の４隅に高さ調整可能なプラスチック製のレベル調整部材を有した大判コンクリート版（９０×９０×８ｃｍ）を上面高が所定の高さとなるように調整し、目地巾を１０ｍｍとして平坦性を確保しながら配設した。この時の基盤面と大判コンクリート版の下面との間隙高は平均２ｃｍとした。
大判コンクリート版を敷設後、巾約１０ｍｍの目地より表１に示した配合のＡＣグラウトを注入ロートを用いて注入充填した。
【００７０】
施工時の気温が５℃前後にあり、ＡＣグラウトの硬化に時間が掛かることが予想されたため、ステンレス製の放熱パイプに約６０℃の温風を吹き込み、硬化促進を図った。その結果、温風吹き込みにより硬化促進策を採らない場合に予想した硬化時間より約２時間硬化時間を短縮することができた。その後、目地部に止水性のポリサルファイド系の弾性目地材を充填して融雪機能を有する歩道用大判コンクリート版舗装を構築した。
【００７１】
積雪寒冷地に試験施工を実施し、追跡調査を行った結果、供用１４ヶ月経過後にあっても路面の沈下は観察されず、良好な平坦性を保ち、大判コンクリート版の弛みや変形等もなく歩道用の融雪機能を有した良好な歩道用大判コンクリート版舗装を構築することができた。
【００７２】
〈実施例３〉
予め、基盤上にタックコートとして実施例２で使用したのと同じ浸透用のアスファルト乳剤を０．４リットル／ｍ^２の割合で散布し、この上から５〜１３ｍｍの６号砕石を平均厚さ１．５ｃｍで敷き均した。この上に外径８ｍｍの電熱線をほぼ１５ｃｍ間隔となるように蛇行状に張り巡らした。さらにこの上に６号砕石を平均厚さ２ｃｍになるように敷き均した上にタイル（１０×２０×４ｃｍ）を目地幅５ｍｍとして上面高さが一定となるように、かつ平坦性が確保できるようにして設置した。タイルを敷設後、この目地から表４に示す配合のＡＣグラウト（早強タイプ）を注入ロートを用いて注入充填し、固化後、目地に目地材（シリコン系シーラント）を充填して融雪機能を備えた歩道用ブロック舗装を構築した。なお、このＡＣグラウト（早強タイプ）の製造に使用した材料は、実験１に使用したものと同じである。使用したＡＣグラウト（早強タイプ）の性状を表５に示す。
【００７３】
【表４】

【００７４】
【表５】

【００７５】
積雪寒冷地に試験施工を実施し、追跡調査を行った結果、供用１２ヶ月を経過した時点にあっても、路面の沈下は０．２ｍｍ以下で、わずかな沈下量に止まり、タイルの弛みや変形および埋設した電熱線は断線現象等の故障もみられず、良好な歩道用の融雪機能を有した電気ロードヒーティングタイル舗装を維持していた。
【００７６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法によれば、放熱体を埋設する支持層の転圧工程が不要であり、かつ、常温で施工することができるので、埋設される放熱体の破損や変形を危惧する必要がなく、耐久性に優れた、融雪機能を備えたブロック舗装を構築することができるものである。
また、使用するＡＣグラウトは充填性に優れ、支持層内に空隙を残さず、短時間に硬化して、舗装ブロックを安定化させ、均一な支持力を発現するばかりでなく、舗装ブロックと放熱体、更には基盤への密着性が優れるため、熱伝導効率に優れ、しかも、硬化収縮率が極めて小さいので、供用後に収縮して、支持層内に空隙を生じるという恐れもない。このような本発明の構築方法によって構築される融雪機能を備えたブロック舗装は、極めて耐久性に優れ、安定で、熱応答性にも優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構築方法の一例の工程を説明する断面図である。
【図２】 本発明の構築方法の一例の工程を説明する平面図である。
【図３】 本発明の構築方法の一例の工程を説明する断面図である。
【図４】 本発明の構築方法の一例の工程を説明する平面図である。
【図５】 本発明の構築方法の一例の工程を説明する断面図である。
【図６】 本発明の構築方法の他の例の工程を説明する断面図である。
【図７】 本発明の構築方法の他の例の工程を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 基盤
２ 放熱体
３ 骨材
４ａ、４ｂ・・・ 舗装ブロック
５ 目地部
６ 注入ロート
７ ＡＣグラウト
８ 支持層
９ 舗装ブロック層
１０ 目地材
１１ 嵌合孔
１２ レベル調整部材

Claims (6)

1. 道路等の基盤上に、放熱体を埋設した支持層と、舗装ブロックからなるブロック層とを下からこの順に有する舗装構造を構築するに際し、基盤上の所定位置に放熱体を設置する工程、設置された放熱体よりも上部に舗装ブロックを敷設する工程、基盤上面と舗装ブロック下面との間に存在する空間にアスファルトセメントグラウトを注入し、放熱体を埋設した支持層を構築する工程、及び、放熱体から熱を放出させて、注入されたアスファルトセメントグラウトの硬化促進及び／又は凍結防止を図る工程を含む、融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法。
2. 設置された放熱体よりも上部に舗装ブロックを敷設する工程の前であって、基盤上の所定位置に放熱体を設置する工程の後或いは後及び前に骨材を敷き均し、設置された放熱体を骨材に埋没させる工程を含み、舗装ブロックを敷設する工程が、敷き均された骨材上面に舗装ブロックを敷設することによって行われる請求項１記載の融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法。
3. 舗装ブロックが、基盤上面と舗装ブロック下面との間の距離を調整するレベル調整部材を備えており、舗装ブロックを敷設する工程が、このレベル調整部材によって舗装ブロック上面のレベルを調整しながら行われる請求項１記載の融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法。
4. アスファルトセメントグラウトとして、セメント、アスファルト乳剤、及び、細骨材を含み、フロータイムを９〜２０秒の範囲に調整したものを使用する請求項１、２又は３記載の融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法。
5. 放熱体として、電熱線または放熱パイプを用いる請求項１、２、３又は４記載の融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法。
6. 舗装ブロック間の目地空間部に目地材を充填する工程を含む、請求項１、２、３、４、又は５記載の融雪機能を備えたブロック舗装の構築方法。

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