JP5311584B2

JP5311584B2 - コンクリート舗装版裏込めグラウト材

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Publication number: JP5311584B2
Application number: JP2010277821A
Authority: JP
Inventors: 亮太前川; 克敏諸橋; 和俊奥山; 徳行阪上; 清志神谷; 典博高宮
Original assignee: INDEPENDENT ADMINISTRATIVE INSTITUTION PORT AND AIRPORT RESEARCH INSTITUTE; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: INDEPENDENT ADMINISTRATIVE INSTITUTION PORT AND AIRPORT RESEARCH INSTITUTE; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: JP2011144103A

Description

本発明は、主として空港の滑走路や誘導路におけるコンクリート舗装版下の空隙を埋めるためのコンクリート舗装版裏込めグラウト材に関する。

従来、軟弱地盤上に構築されるコンクリート舗装は、場所打ちコンクリートによって施工される場合、沈下した舗装表面の高さを元に戻すために、舗装版のみを持ち上げてその下面と路盤との間にできた空隙にセメント系のグラウト材を注入している（例えば特許文献１）。プレキャストコンクリート板を使用して舗装版を構成させる場合は、補修、新規構築の何れの場合も、既設路盤との間の空隙にセメント系のグラウト材が注入されている（例えば特許文献２及び３）。

また、コンクリート舗装版下充填用ではなく、コンクリートの補修等に使用されているグラウト材には、繊維を混合して強度を高めたものが知られている（例えば特許文献４）。

特開平６‐１４６２１３号公報特開平５‐２７０８８０号公報特開平８−２９０９５１号公報特開２００８−２４７６７７号公報

上述した従来のグラウト材は、航空機のような重荷重が繰り返し載荷される舗装版下にも使用されているが、重荷重の繰り返し載荷による舗装版のたわみによって、その下のグラウト材に亀裂が入り、舗装版の目地部から侵入した雨水によって粉砕・細粒化が促進されるとともに、繰り返し載荷による舗装版のたわみ毎に、雨水に洗い出されて舗装版の目地部から上方に噴出する所謂ポンピング現象が発生し、これによって舗装版下が空洞化するという問題があった。

このような問題を解決する方法としては、重荷重に対しても粉砕され難い材料の開発が望まれ、その一方法として上記特許文献４に示すようにグラウト材に繊維を混入して強度を高める方法が考えられる。

しかし、コンクリート舗装版下の空隙は数ｍｍ程度の空隙しかない場合もあることと、平面的な広がりがあることから、高い流動性が要求され、特許文献４に示されているような従来の繊維入りグラウトモルタルをそのまま使用することはできない。また、繊維を混合すると、その分コスト高となり経済性に問題が生じることが考えられる。

本発明は、このような問題に鑑み、大型航空機の通過による繰り返し重荷重に対しても粉砕されにくく、しかもコンクリート舗装版下の空隙を効率よく埋めることができる流動性を確保し、且つ経済性に大きく影響を与えないコンクリート舗装版裏込めグラウト材の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、セメント、速硬材、水中不分離剤及び凝結調整剤が混合された粉末混合材からなり、該粉末混合材に水を加えて混練したグラウトとしてコンクリート舗装版下の隙間に流し込むためのコンクリート舗装版裏込めグラウト材において、直径１２μｍ〜４０μｍ、長さ３ｍｍ〜１２ｍｍのビニロン繊維、アラミド繊維又は炭素繊維からなる有機又は無機の短繊維を、前記グラウト中に０．０２〜０．２０ｖｏｌ％の割合で混合されるように配合したことにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記グラウト中に無機系フィラーを混合させたことにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記粉末混合材におけるセメントはポルトランドセメントであり、無機系フィラーは道路用普通炭酸カルシウム粉末であることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１〜３の何れかの構成に加え、前記粉末混合材に、反応促進剤、刺激剤及び消泡剤が混合されていることにある。

本発明においては、セメント、速硬材、水中不分離剤及び凝結調整剤が混合された粉末混合材からなり、該粉末混合材に水を加えて混練したグラウトとしてコンクリート舗装版下の隙間に流し込むためのコンクリート舗装版裏込めグラウト材において、直径１２μｍ〜４０μｍ、長さ３ｍｍ〜１２ｍｍのビニロン繊維、アラミド繊維又は炭素繊維からなる有機又は無機の短繊維を、前記グラウト中に０．０２〜０．２０ｖｏｌ％の割合で混合されるように配合したことにより、航空機の走行等によって重荷重が繰り返し載荷されるコンクリート舗装版下の裏込めグラウトにおいて、２ｍｍ以上の隙間に対する充填がコスト及び施工性に大きな影響を及ぼすことなくなされ、充填後におけるグラウトの耐破砕性・耐粉砕性も高く、舗装版下の空洞化を防止することができる。

本発明に係るグラウトの混合繊維種別、長さ、混合率を選定するためのステップ１試験フロー図である。同、ステップ２試験フロー図である。ステップ１及び２における供試体を用いた破壊試験装置の側面図である。同上のシリーズ１の配合のものに対する破壊試験結果を示す写真である。ステップ１におけるシリーズ２の配合の内ＰＶＡ繊維を使用したものに対する破壊試験結果を示す写真である。同ＰＰ繊維を使用したものに対する破壊試験結果を示す写真である。同上の曲げ試験装置の側面図である。図７の曲げ試験における板状供試体の荷重−変位関係を示すグラフである。ステップ２における障害物通過試験装置を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。同上の装置を使用した配合Ｇについての障害物通過試験結果を示すもので、（ａ）は全体写真、（ｂ）は障害物部分の部分拡大写真である。同、配合Ｉについての障害物通過試験結果を示すもので、（ａ）は全体写真であり、（ｂ）は障害物部分の部分拡大写真である。ステップ２における繊維無混入、材齢３時間の供試体に対する繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる衝撃試験後の状態を示す写真である。ステップ２における配合Ｇ、材齢３時間の供試体に対する繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる衝撃試験後の状態を示す写真である。ステップ２における配合Ｉ、材齢３時間の供試体に対する繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる衝撃試験後の状態を示す写真である。ステップ２における繊維無混入、材齢７日の供試体に対する繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる衝撃試験後の状態を示す写真である。ステップ２における配合Ｇ、材齢７日の供試体に対する繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる衝撃試験後の状態を示す写真である。ステップ２における配合Ｉ、材齢７日の供試体に対する繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる衝撃試験後の状態を示す写真である。ステップ２における繊維無混入、材齢１４日の供試体に対する水中での繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）は同部分拡大写真である。ステップ２における繊維無混入、材齢１４日の他の供試体に対する水中での繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）は同フローテーブルによる衝撃試験後の状態を示す写真である。ステップ２における配合Ｉ、材齢１４日の供試体に対する水中での繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）は同部分の拡大写真である。ステップ２における配合Ｉ、材齢１４日の供試体に対する繰り返し載荷試験後の状態を示すもので（ａ）はフローテーブルによる衝撃試験前の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる衝撃試験後の状態を示す写真である。有機短繊維の形態選定に関する実験における曲げ載荷状態の説明図である。同上の試験における載荷曲線を示すグラフである。グラウト材の隙間充填試験例（その２）における充填試験空隙を形成する装置を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。同上のホイールトラッキング試験装置の概略を示す縦断面図である。長さ３ｍｍのアラミド繊維０．０２ｖｏｌ％混入のグラウトの破砕化抑制効果確認試験結果を示すもので、（ａ）はホイールトラッキング後の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる落下試験後の状態を示す写真である。長さ３ｍｍのアラミド繊維を０．０５ｖｏｌ％混入したグラウトの破砕化抑制効果確認試験結果を示すもので、（ａ）はホイールトラッキング後の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる落下試験後の状態を示す写真である。長さ８ｍｍのＰＶＡ繊維を０．１５ｖｏｌ％混入したグラウトの破砕化抑制効果確認試験結果を示すもので、（ａ）はホイールトラッキング後の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる落下試験後の状態を示す写真である。繊維無混入のグラウトの破砕状態を示すもので、（ａ）はホイールトラッキング後の状態を示す写真、（ｂ）はフローテーブルによる落下試験後の状態を示す写真である。

次に本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明は、セメント、速硬材、水中不分離剤及び凝結調整剤が混合された粉末混合材からなり、該粉末混合材に水を加えて混練したグラウトとしてコンクリート舗装版下の隙間に流し込むためのコンクリート舗装版裏込めグラウト材において、直径１２μｍ〜４０μｍ、長さ３ｍｍ〜１２ｍｍのビニロン繊維、アラミド繊維又は炭素繊維からなる有機又は無機の短繊維を、前記グラウト中に０．０２〜０．２０ｖｏｌ％の割合で混合されるように配合したものである。

尚、前記粉末混合材に、反応促進剤、刺激剤及び消泡剤を混合してもよい。また、無機系フィラーは使用しない場合もある。

セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱セメント、高炉セメント、フライアッシュセメント又は白色セメントが使用できる。

速硬材としては、カルシウムアルミネートを主成分とする速硬材であって、例えば三菱マテリアル社製のコーカエーススーパー（商標）が使用できる。

無機系フィラーとしては、炭酸カルシウム微粉末、珪石微粉末、石粉、粘土鉱物粉末、製紙スラッジ焼却灰、フライアッシュ及び高炉スラグ微粉末が使用できる。

水中不分離剤としては、ＭＣ(メチルセルロース)、ＨＰＭＣ(ヒドロキシプロピルメチルセルロース)、ＨＥＭＣ(ヒドロキシエチルメチルセルロース)、ＨＭＰポリマー(変性アクリルアミドモノマー)、グアーガム誘導体 (ヒドロキシプロピルグアー)が使用できる。

凝結調整剤としては、オキシカルボン酸、オキシカルボン酸塩の単独または組合せが使用できる。

有機短繊維としては、ビニロン繊維、例えばクラレ社製ビニロン繊維、型番「ＲＥＣＳ１５×８(繊維長８ｍｍ)」、同「ＲＥＣＳ７×６(繊維長６ｍｍ)、又はユニチカ社製「型番２５００Ｔ８‐ＡＢ(Ｓ５０)(繊維長８ｍｍ)」、アラミド繊維、例えば帝人テクノーラ社製アラミド繊維、テクノーラ（商標）、型番「Ｔ−３２０（繊維長３または６ｍｍ）」、無機短繊維としては、炭素繊維、例えば東レ社製炭素繊維、トレカ（商標）、型番Ｔ０１０−０６０（繊維長６ｍｍ）」が使用できる。

反応促進剤としては、消石灰、塩化カルシウム、蟻酸カルシウム、シュウ酸カルシウムが使用できる。

刺激剤としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、芒硝、アルミン酸ナトリウムが使用できる。

消泡剤としては、酢酸ナトリウム消泡剤、ポリエーテル系消泡剤(例えばサンノプコ社製のＳＮデフォーマ１４ＨＰ（商標）)が使用できる。

グラウト材の隙間充填試験例（その１）（想定充填空隙５ｍｍ）

次に本発明に係るコンクリート舗装版裏込めグラウト材を舗装版下のグラウト注入隙間が５ｍｍである場合を想定した試験例について説明する。
使用材料
（１）グラウト材

従来、空港のコンクリート舗装版下のグラウト材として使用されている粉末混合材であるプレミックスタイプの超速硬性、低弾性の水中不分離型裏込めグラウト材を使用した。その配合を第１表に示す。
第１表

このグラウト材の標準物性値は第２表の如くである。
第２表

（２）有機短繊維

混合する有機短繊維として、従来コンクリートのひび割れ抑制・剥落防止用として使用されている第３表に示す物性値のビニロン（ＰＶＡ）繊維及びポリプロピレン（ＰＰ）繊維、アラミド繊維を使用した。
第３表

配合：第１表のＮｏ．１
（１）グラウト材の水粉末混合材比：５０パーセント
（２）グラウト材における有機短繊維混入

第４表に示すように、シリーズ１として混入率の選定のための配合Ａ〜Ｆと、シリーズ２として繊維種別と繊維長さの選定のための配合Ｇ〜Ｌの１２種類の組合せの試験グラウトを使用した。

混練は、水、粉末混合材、繊維の順に攪拌容器に入れ、全量投入後、ハンドミキサーを使用して２分間攪拌（練り混ぜ）した。
第４表

試験は、図１に示す試験フロー１（ステップ１）及び図２に示す試験フロー２（ステップ２）に従って実施した。ステップ１は、前述したシリーズ１の配合Ａ〜Ｆを使用して施工性及び粉砕化抑制効果の観点から適正な繊維混入率を選定し、得られた適正混合値に基づいたシリーズ２の配合Ｇ〜Ｌを使用して施工性及び粉砕化抑制効果及び強度特性の観点から適正な繊維種別及び繊維長さを選定した。ステップ２はステップ１による試験で得られた適正と思われる繊維混入率、繊維種別及び繊維長の適正な配合について、障害物通過試験、充填性試験及び強度分布試験を実施するとともに、繰り返し荷重試験を実施し、効果の確認を行った。
次に上記試験フローに示した試験について説明する。
ステップ１試験について、
（１）シリーズ１配合についての施工性確認試験

配合Ａ〜ＦについてＪＡロートを用いた流動性試験を実施し、繊維混入率の違いによる流下時間の変化を測定し、施工性を評価した。結果は、第５表に示す如くであった。
第５表

施工性は、繊維無混入に対して＋１．０ｓ以下を目安とし、それ以上のものは不適切であると判断した。この第５表から、混入率０．５０ｖｏｌ％のものは、閉塞あるいは＋１．０ｓ超であったため、不適合とした。混入率０．２０ｖｏｌ％以下のものは、流下時間が＋１．０ｓ以下であったため適合とした。

この結果から施工性に与える影響が少ないのは混入率０．２０ｖｏｌ％以下であることが判明した。
（２）シリーズ１の配合についての粉砕化抑制効果試験

ＪＡロートを用いた流動性試験において、適合であった配合Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅについて粉砕化抑制効果試験を行った。この試験では、版状供試体を用いた破壊試験と板状供試体を用いた曲げ試験とを行った。
ａ．版状供試体を用いた破壊試験

図３に示すように、発泡スチロール板１上に前記配合Ａ〜Ｆによる供試体２を作製し、その上面を加圧子３によって加圧する破壊試験であり、繊維無混入のものに対する同じ試験によってひび割れが発生した荷重を試験荷重Ｗとし、材齢３時間の供試体に対し、版中央と版縁部３辺に載荷してひび割れ状況を比較した。結果は図４の写真の如くであった。
ｂ．板状供試体を用いた曲げ試験

図７に示すように２支点４，４間に供試体２を跨らせて支持させ、上面の２箇所より加圧する３等分点２線荷重方式にて載荷し、荷重−変位関係を比較した。

上記試験の結果から、無混入のものは多数のグラウト片に粉砕されたが、繊維混入率０．１５ｖｏｌ％以上のものは、ひび割れは発生するが粉砕し難いという結果が得られた。

この結果から、粉砕化抑制効果が期待できるのは、繊維混入率０．１５ｖｏｌ％以上であることが判明した。
（３）シリーズ２の配合についての施工性確認試験

シリーズ１についての上記試験によって判明した適性混入率０．１５ｖｏｌ％としたシリーズ２の配合Ｇ〜Ｌについて、ＪＡロートを用いた流動性試験を実施し、繊維長及び繊維種別の違いによる流下時間の変化を測定した。結果は、第６表に示す如くであった。
第６表

施工性は、前述と同様に繊維無混入に対して＋１．０ｓ以下を目安とし、それ以上のものは不適切であると判断した。この結果、配合Ｈが不適切であることが判明した。
（４）シリーズ２の配合についての粉砕化抑制効果試験

施工性試験において不適切であった配合Ｈを除き、前述と同様に版状供試体を用いた破壊試験と板状供試体を用いた曲げ試験とを行った。
ａ．版状供試体を用いた破壊試験

前述と同様に図３に示す破壊試験によりひび割れ状況を比較した。結果は図５、図６の写真の如くであった。
ｂ．板状供試体を用いた曲げ試験

前述と同様に図５に示す曲げ試験機による試験を実施した。結果は図８に示すグラフの如くであった。図８から、配合Ｆ，Ｇ，Ｌの粉砕化抑制効果が高いことが判明した。配合Ｆは繊維混合割合が０．５ｖｏｌ％であり、施工性に問題があるが、この結果から繊維長は３ｍｍ〜１２ｍｍの範囲が適切であることが判明した。更に好ましくは、種別がＰＶＡ繊維、繊維長は８ｍｍ〜１２ｍｍが適切であると判断できる。
ｃ．圧縮強度・曲げ強度試験

繊維無混入のものと、配合Ｇ，Ｉについて供試体を作成し、材齢を違えて圧縮強度及び曲げ強度について試験した。結果は、第７表の如くであった。
第７表

この結果、圧縮強度は若材齢時にばらつきがあるものの繊維の混入による影響は少ない。曲げ強度も繊維の混入による影響は少ないものであった。

ステップ２試験について、
（１）施工性確認試験
ａ．障害物通過試験

ステップ１において適正であると判断された配合Ｇ，Ｉについて障害物通過試験を実施した。この試験は図９に示す水平で底面が路盤を想定したベニヤ板を使用した水平方向に広がりのある流入空間５を形成し、その底面上に正方形状の突起６を多数突設した装置を使用し、その一方縁部から配合Ｇ，Ｉのグラウトを流入させた。

結果は図１０、図１１の写真に示す如くであり、何れの配合においても突起の下流側まで裏側まで回り込み、充分な充填がなされた。
ｂ．隙間充填性試験

幅５０ｃｍ、厚さ５ｍｍ、長さ５００ｃｍの水平な充填試験空隙を、底板をベニヤ板により、天板を透明アクリル板により形成し、その一端側から繊維無添加のグラウト及び配合Ｇ，Ｉのグラウトを自然落下によって注入し、両者の端部到達時間を比較した。

結果は第８表に示すとおりであった。無混入のものと繊維混入のものとの到達時間の差は僅かであり施工性の変化は軽微であるとみとめられた。
第８表

（２）粉砕化抑制効果確認試験

粉砕化抑制効果確認試験として気中での繰り返し載荷試験と、水中での繰り返し載荷試験を実施した。
ａ．気中繰り返し載荷試験

前述した図３に示すように路盤を想定した発泡スチロール版の上に繊維無添加グラウト、配合Ｇ，Ｉのグラウトによる試験板を形成し、その上に舗装版を想定した鋼板を重ね、その上から繰り返し荷重を載荷した。荷重は鋼板が降伏する大きさとし、材齢３時間、７日の試験板の中央に４００００回、偏心Ａ位置に１０００回、偏心Ｂ位置に１回載荷した。ついで、フローテーブルによる衝撃１０回を加えた。

結果は、図１２〜図１７に示す写真のとおりであった。各図において（ａ）は、繰り返し荷重載荷直後の状態、（ｂ）はその後にフローテーブルによる衝撃を与えた後の状態を示している。この結果から、繊維無添加のものは、細かく分断された破砕片が形成されるのに対し、配合Ｇ，Ｉでは亀裂は入るものの破砕片間が離れずに板状の状態が維持された。
ｂ．水中での繰り返し載荷試験

上記気中繰り返し載荷試験と同じ載荷を材齢１４日において水中で行った後、フローテーブルによる衝撃を与えた。結果は図１８〜図２１の写真に示す如くであった。

この結果から、繊維無添加のものは、細かく分断された破砕片となると同時に、図１８（ｂ）の拡大写真に示すように各破砕片の角が取れ、粉粒状となって遊離しているのに対し、配合Ｇ，Ｉではこのような現象は見られず、前述の気中試験と同様に亀裂は入るものの破砕片間が離れずに板状の状態が維持された。

以上の試験結果から、コンクリート舗装版下の超速硬性、低弾性の水中不分離裏込めグラウトに、直径１６μｍ〜４０μｍ、長さ３ｍｍ〜１２ｍｍのＰＶＡ繊維を、０．１５ｖｏｌ％〜０．２ｖｏｌ％混入することが、施工性及び耐破砕性・耐粉砕性及び経済性の観点から好ましいことがわかる。

有機短繊維の形態選定に関する実験

本発明において使用する有機短繊維に関し、繊維に集束処理、即ち集束結着剤によって短繊維間を接着させることによって束となしたものの選定に関する実験を行った。
実験１

繊維の集束強度の異なる繊維を０．１５ｖｏｌ％混入したグラウトを用いて版状試験体を作製し（グラウト材の水粉末混合材比：５０パーセント、試験体寸法：幅１０ｃｍ×長さ４０ｃｍ×厚み２ｃｍ）、材齢７日で曲げ載荷試験を行った。曲げ載荷試験は、図２２に示すように３等分点２点載荷とし、図２３に示すように、ひび割れ発生時からさらに３ｍｍ以上変形するまで荷重を加え、３ｍｍ変形量−曲げ荷重曲線で囲まれる部分（網掛部）の面積を曲げ靭性の指標として算出した。曲げ靭性の評価として、３００Ｎ・ｍｍ以上を◎、１００〜２９９Ｎ・ｍｍを○、９９Ｎ・ｍｍ以下を×とした。また、同時にグラウト中の繊維の開繊状態を観測した。また、施工性をみるため、グラウトの流動性を測定した。
結果は第９表に示す如くであった。
第９表

実験２

集束強度の異なる２種類の繊維を併用して、実験１と同様の試験を実施した。繊維混入量は０．１５ｖｏｌ％とした。結果は第１０表に示す如くであった。
第１０表

実験３

集束したビニロン短繊維と粉体を混合時間を変えて、プローシェアーミキサーを使用してプレミックスし、実験１と同様の試験を実施した。繊維は、ＲＥＣＳ１５×８を使用し、繊維混入量は０．１５ｖｏｌ％とした。結果は第１１表の如くであった。
第１１表

以上の実験結果から、混入する有機短繊維には適度の集束処理を施されているものが好ましく、更に好ましくは、集束結着剤付着量が１．０ｖｏｌ％から５．０ｖｏｌ％のものが好ましいことが判明した。

集束結着剤付着量が５．０ｖｏｌ％以上では、混練したグラウト材中で繊維の開繊が不十分で、補強効果が十分に発揮されず、集束結着剤付着量が１．０ｖｏｌ％以下では、繊維がグラウト中でダマになり、十分な補強効果が発揮されない。

また、集束強度の異なるビニロン繊維を適宜混合することで、より良好な補強効果を得ることができる。

また、集束したビニロン短繊維と粉体を、適切な時間プレミックスすることにより、さらに良好な補強効果が発揮されることが判明した。
ビニロン繊維（ＰＶＡ繊維）以外の繊維の適用に関する実験

本発明において使用する短繊維に関し、ビニロン繊維（ＰＶＡ繊維）以外の種類の繊維の適用性について実験を行った。

ビニロン繊維以外の有機短繊維として、アラミド繊維およびレーヨン繊維を、又、無機短繊維として炭素繊維を０．１０〜０．１５ｖｏｌ％混入したグラウトを用いて版状試験体を作製し（グラウト材の水粉末混合材比：５０パーセント、試験体寸法：幅１０ｃｍ×長さ４０ｃｍ×厚み２ｃｍ）、材齢７日で曲げ載荷試験を行った。曲げ載荷試験は、前記と同様に、図２２に示すように３等分点２点載荷とし、図２３に示すように、ひび割れ発生時からさらに３ｍｍ以上変形するまで荷重を加え、３ｍｍ変形量−曲げ荷重曲線で囲まれる部分（網掛部）の面積を曲げ靭性の指標として算出した。曲げ靭性の評価として、３００Ｎ・ｍｍ以上を◎、１００〜２９９Ｎ・ｍｍを○、９９Ｎ・ｍｍ以下を×とした。また、同時にグラウト中の繊維の開繊状態を観測した。また、施工性をみるため、グラウトの流動性を測定した。

アラミド繊維は、帝人テクノーラ社製アラミド繊維「テクノーラ（商標）、型番Ｔ−３２０（繊維長３または６ｍｍ）」、レーヨン繊維は、ダイワボウ社製レーヨン「コロナ（商標）、繊維長８ｍｍ」無機短繊維として炭素繊維は、東レ社製炭素繊維「トレカ（商標）、型番Ｔ０１０−０６０（繊維長６ｍｍ）」を使用した。

結果は、第１２表の如くであった。アラミド繊維はビニロン繊維以上の靭性を、炭素繊維はビニロン繊維同等の靭性を示し、良好な補強効果を発現した。
第１２表

グラウト材の隙間充填試験例（その２）（想定充填空隙２ｍｍ）

次に本発明に係るコンクリート舗装版裏込めグラウト材を、舗装版下の２ｍｍの隙間に充填する場合を想定した試験例について説明する。この試験例では、前述したステップ１の試験を前提とし、２ｍｍの充填空隙内への隙間充填試験と、粉砕化抑制効果確認試験とを実施した。

障害物通過試験は、前記グラウト材の隙間充填試験例（その1）に比べて繊維長、混入率とも値が小さく、前述した図９に示す装置を使用した試験結果を利用できるため、省略した。使用するグラウト材は、前述したグラウト材の隙間充填試験例（その1）における第1表、第２表に示されているＮｏ．１の配合及び標準物性値のグラウト材を使用した。
（１）隙間充填性試験
ａ．有機短繊維の種類及びグラウト材における混入率

隙間充填性試験における有機短繊維の種類と、そのグラウト材における混入率を第１３表に示す。尚、グラウト材の水粉末混合材比は、前述と同様に５０パーセントとした。
第１３表

ｂ．試験例及び試験装置

次の充填空隙例Ａ〜Ｃを使用した。これらは何れも図２４に示すように、底板１０、天板１１及び両側板１２ともベニヤ板を使用して水平な充填試験空隙を形成した。注入口１３は全幅に亘って開口したスリット状となし、投入用漏斗１４内へ水頭差１００ｃｍにて投入した。

充填空隙例Ａ−−幅ａ：６０ｃｍ、厚さｈ：全長に亘って２ｍｍ、全長Ｌ：３００ｃｍ

充填空隙例Ｂ−−幅ａ：６０ｃｍ、厚さｈ：注入部Ｌ１が４ｍｍ、通過部Ｌ２が２ｍｍ、全長Ｌ：３００ｃｍ

充填空隙例Ｃ−−幅ａ：６０ｃｍ、厚さｈ：注入部Ｌ１が４ｍｍ、通過部Ｌ２が２ｍｍ、全長Ｌ：５４０ｃｍ

充填空隙例Ｄ−−幅ａ：６０ｃｍ、厚さｈ：注入部Ｌ１が５ｍｍ、通過部Ｌ２が２ｍｍ、全長Ｌ：５４０ｃｍ

上記方法によって、隙間充填性試験を実施した。尚、繊維直径は１２μｍのものを使用した。
結果は、第１４表に示す如くであった
第１４表

この結果から、Ｎｏ．２〜５は、実施工時のグラウト注入口間隔を５ｍとした場合において、注入部の隙間を４ｍｍ以上とすることによって、２ｍｍの隙間に充填することが可能であり、繊維長８ｍｍ以下、混入率０．１５ｖｏｌ％以下が適当であることが確認された。
（２）粉砕化抑制効果確認試験

粉砕化抑制効果確認試験としてホイールトラッキング試験とフローテーブルによる１５回落下試験を実施した。
ａ．ホイールトラッキング試験

図２５に示すように、舗装版下の路盤を想定した厚さ５０ｍｍ、一辺が３００ｍｍの正方形をした発泡スチロール板２０の上に厚さ４ｍｍのグラウト層２１を置き、その上に舗装版を想定した厚さ３ｍｍのポリカーボネート板２２を置き、その上から走行車輪を想定した直径２００ｍｍ、設置面積５０．６ｍｍ×２１．４ｍｍのソリッドタイヤからなる載荷ローラー２３を、ポリカーボネート板２２の表面を転動（トラバース）させながら接地圧０．６３ＭＰａにより繰り返し荷重をかけた。この試験水準を第１５表に示す。
第１５表

第１５表中の試験Ｎｏ．１〜４についてそれぞれ載荷試験を行った後、フローテーブルによる１５回落下試験を実施した。

その結果、Ｎｏ１についてのホイールトラッキング後の状態及び落下試験後の状態は、図２６の写真に示すとおりであった。この結果から、ひび割れが多数発生しているが、グラウトの流出は見られず、粉砕化に対する抵抗性が確認できた。

Ｎｏ．２についてのホイールトラッキング後の状態及び落下試験後の状態は、図２７の写真に示すとおりであった。この結果から、ひび割れが多数発生しているが、グラウトの流出は見られず、粉砕化に対する抵抗性が確認できた。

Ｎｏ．３についてのホイールトラッキング後の状態及び落下試験後の状態は、図２８の写真に示すとおりであった。この結果から、ひび割れが多数発生しているが、グラウトの流出は見られず、粉砕化に対する抵抗性が確認できた。

Ｎｏ．４は、繊維を混入しないグラウトについての対象例について同じ試験を実施したものであり、ホイールトラッキング後の状態及び落下試験後の状態は、図２９の写真に示すとおりであった。この結果から、ひび割れが多数発生し、グラウトが水により流出した。

上述した隙間充填試験結果から、繊維長６ｍｍ、混入率０．１５ｖｏｌ％のものが、隙間２ｍｍの充填隙間に５ｍ以上の充填が可能であり、且つ、充填前後におけるグラウトの状態に大きな変化が見られなかった。従って、長さ６ｍｍ以下の繊維を０．１５ｖｏｌ％以下の混入率であれば、２ｍｍ以上の充填隙間への充填が可能であることが立証された。

また、上記粉砕化抑制効果確認試験の結果から、長さ３ｍｍの繊維を０．０２ｖｏｌ％の混入した場合において、粉砕化が抑制され水浸状態でのトラバース載荷試験において、グラウトの水による流失が防止されることが確認できた。また、繊維長及び、繊維混入率の値が大きくなることによってその効果が増すものであることから、繊維長が３ｍｍ以上、その混入率が０．０２ｖｏｌ％以上であれば、グラウトの流失がなされない程度の粉砕化抵抗性が得られることが立証された。

これらの結果から、隙間２ｍｍ以上の舗装版下のグラウト充填空隙へのグラウトには、その施工性及び粉砕化抵抗性を共に満足させるために、直径１２μｍ〜４０μｍ、長さ３ｍｍ〜６ｍｍの繊維を０．０２ｖｏｌ％〜０．１５ｖｏｌ％混入することによって所期の目的を達成できることが立証された。

１発泡スチロール板
２供試体
３加圧子
４支点
５流入空間
６突起
１０底板
１１天板
１２側板
１３注入口
１４投入用漏斗
２０発泡スチロール板
２１グラウト層
２２ポリカーボネート板
２３載荷ローラー

Claims

セメント、速硬材、水中不分離剤及び凝結調整剤が混合された粉末混合材からなり、該粉末混合材に水を加えて混練したグラウトとしてコンクリート舗装版下の隙間に流し込むためのコンクリート舗装版裏込めグラウト材において、
直径１２μｍ〜４０μｍ、長さ３ｍｍ〜１２ｍｍのビニロン繊維、アラミド繊維又は炭素繊維からなる有機又は無機の短繊維を、前記グラウト中に０．０２〜０．２０ｖｏｌ％の割合で混合されるように配合したコンクリート舗装版裏込めグラウト材。
前記グラウト中に無機系フィラーを混合させてなる請求項１に記載のコンクリート舗装版裏込めグラウト材。
前記粉末混合材におけるセメントはポルトランドセメントであり、無機系フィラーは道路用普通炭酸カルシウム粉末である請求項１又は２に記載のコンクリート舗装版裏込めグラウト材。
前記粉末混合材に、反応促進剤、刺激剤及び消泡剤が混合されている請求項１〜３の何れかに記載のコンクリート舗装版裏込めグラウト材。