JP5764933B2

JP5764933B2 - 弾性舗装体の敷設工法

Info

Publication number: JP5764933B2
Application number: JP2011010017A
Authority: JP
Inventors: 正人国生
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: JP2012149457A

Description

本発明は弾性舗装体の敷設工法に関し、更に詳しくは、耐水接着性を向上させて剥離やめくれを防止することができる弾性舗装体の敷設工法に関する。

近年、道路の路面構造体として、騒音低減性及び耐衝撃性に優れるという理由から、主にゴムチップ等の弾性骨材を樹脂バインダーで固結した弾性舗装体が用いられている。この弾性舗装体は、路盤の上に敷設された下地となる舗装体、例えばアスファルト系舗装体やセメント系舗装体などの上に接着することにより敷設される。しかし、弾性舗装体と下地の舗装体との間の耐水接着性が低いため、弾性舗装体に雨水等が浸透すると弾性舗装体が剥離しやすくなるという問題があった。特に、端部が少しでも剥離してめくれると、車両の走行などによってめくれが拡大し、路面構造体としての機能に支障をきたすことになってしまう。

弾性舗装体と下地の舗装体との間の耐水接着性を向上する方法として、例えば特許文献１は、下地の舗装体である硬質舗装体の表面に、シランとアルコールの混合物を塗布することを提案している。

しかし、上記の特許文献１に記載の方法では、耐水接着性を向上するには不十分であった。

特開平８−２７７１２号公報

本発明の目的は、下地の舗装体との耐水接着性を向上させた弾性舗装体の敷設工法を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の弾性舗装体の敷設工法は、無機材料からなる骨材を有する下地の舗装体の上に、少なくとも弾性骨材を含む骨材を樹脂バインダーで固結してなる弾性舗装体を接着して敷設する弾性舗装体の敷設工法において、前記下地の舗装体が前記骨材とアスファルトとからなる空隙率２０〜２８％のアスファルト混合物にセメントミルクを浸透させた構造を有し、前記下地の舗装体の表面を、該下地の舗装体の表面積に対するその骨材の露出する面積の比が５０％以上となるように研掃し、前記研掃された舗装体の表面に下記式（１）で表されるアルキルアルコキシシランの溶液を塗布して乾燥させアルキルアルコキシシランの層厚を０．１〜５０μｍとし、次いでその上にイソシアネート末端ウレタンプレポリマー、単量体イソシアネートのいずれかとメチルハイドロジェンシリコーンオイルを含有するプライマーを塗布して乾燥させ層厚を５０〜１５０μｍとし、更に前記プライマーの上に湿気硬化型のウレタンプレポリマーからなるポリウレタン樹脂と両末端シラノールジメチルシリコーンオイルを含有するタックコートを塗布して乾燥させ層厚を５０〜１５０μｍとした後に、前記弾性舗装体を敷設することを特徴とするものである。
Ｘ _n （Ｒ ¹ ） _m ＳｉＲ ² Ｙ（１）
（Ｘはメトキシ基またはエトキシ基、Ｒ ¹ はメチル基またはエチル基、Ｒ ² はメチレン基、エチレン基、またはプロピレン基、Ｙは水素原子であり、ｎ＋ｍ＝３、ｍ＝０，１である）

本発明の弾性舗装体の敷設工法によれば、下地の舗装体の表面を、その表面積に対する骨材の露出する面積の比が５０％以上となるように研掃してからシラン化合物を塗布して乾燥させるようにしたので、シラン化合物の加水分解性基により無機材料からなる下地の舗装体との親和性が増加し、かつ下地の舗装体の骨材との接着面積が大きい状態で弾性舗装体を接着することができるため、弾性舗装体の耐水接着性を向上させることができる。
シラン化合物としては、アルキルアルコキシシランを用いることが望ましい。アルコキシ基が水分の存在下で無機材料と化学的に結合して、アルキル基が撥水性を付与するので、下地との耐水接着力を向上させるからである。

また、プライマーがシリコーンオイルを含有し、そのシリコーンオイルとしてメチルハイドロジェンシリコーンオイルを用いているので、反応性の高いＳｉＨ基により下地表面のＯＨ基などと反応し、メチル基が下地の表面方向に配向して、高い表面処理効果を得て撥水性を付与することができる。

更に、乾燥させたプライマーの上にタックコートを塗布した後に、弾性舗装体を敷設し、このとき、タックコートがシリコーンオイルを含有し、そのシリコーンオイルとして両末端シラノールジメチルシリコーンオイルを用いているので、両末端シラノール基の反応性により、タックコートを形成する樹脂との化学的結合とメチル基による撥水効果とを得ることができる。

本発明の実施形態からなる弾性舗装体の敷設工法により施工した道路の例を示す断面図である。半たわみ性舗装体を示す断面図である。表面が研掃された半たわみ性舗装体を示す断面図である。骨材が露出する面積の比が５０％以上となるように表面を研掃された半たわみ性舗装体を示す斜視図である。骨材が露出する面積の比が５０％未満となるように表面を研掃された半たわみ性舗装体を示す斜視図である。表面に乾燥されたシラン化合物の層を形成した半たわみ性舗装体を示す断面図である。シラン化合物の層の上に乾燥されたプライマーの層を形成した半たわみ性舗装体を示す断面図である。プライマーの層の上にタックコートの層を形成した半たわみ性舗装体を示す断面図である。タックコートの層の上に弾性舗装体を敷設した半たわみ性舗装体を示す断面図である。実施例の結果を示すグラフである。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる弾性舗装体の敷設工法により施工した道路の構造例を示す。

この道路は、路盤上に敷設した基層アスコン１の上に、半たわみ性舗装体２を敷設し、その上に弾性舗装体３を接着して敷設したものである。

半たわみ性舗装体２は、２．３６ｍｍふるい通過分が５〜２０質量％である骨材と、３．０〜４．５質量％のアスファルトとからなる空隙率２０〜２８％のアスファルト混合物に、セメントミルクを浸透させた構造を有している。また、弾性舗装体３は、弾性骨材と硬質骨材とを樹脂バインダーで固結したものである。

このような道路における弾性舗装体の敷設工法を、図２〜９に基づいて以下に説明する。

図２に示すように、基層アスコン１の上に敷設された半たわみ性舗装体２の断面は、アスファルト４により被覆された骨材５間の隙間にセメント成分６が充填された構造になっている。

まず、図３に示すように、半たわみ性舗装体２の表面を、その半たわみ性舗装体２の表面積に対して、骨材５が露出する面積の比が５０％以上となるように研掃（研磨・清掃）する。このとき、半たわみ性舗装体２を研磨したときの屑などが表面に残留しないように、エア、水やブラシなどの清掃手段を用いて表面を清掃する。骨材５が露出する面積の比が５０％未満であると、後の工程で敷設する弾性舗装体３の耐水接着性が低くなってしまう。この面積の比の上限については、道路の構造から自ずと決定されるが、一般的には大きいほど効果が向上する。

なお、参考として、図４に骨材５が露出する面積の比が５０％以上の場合を、図５に骨材５が露出する面積の比が５０％未満の場合を、それぞれ示す。

次に、図６に示すように、研掃された半たわみ性舗装体２の表面に、シラン化合物７の溶液をローラ刷毛などの刷毛を用いて、例えば１０〜２００ｇ／ｍ²の密度で塗布し、浸透させてから乾燥させる。なお、シラン化合物７の溶液は、シラン化合物７をイソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、トルエン等の溶媒に溶解して作製される。

このようにシラン化合物７を塗布・浸透させることで、シラン化合物７の加水分解性基により無機材料である骨材５に対する親和性が増加した状態となるため、後の工程で敷設する弾性舗装体３の耐水接着性が向上する。

シラン化合物７の層厚としては、半たわみ性舗装体２への浸透深さにより異なるが、０．１〜５０μｍとする。

また、シラン化合物７としては、アルキルアルコキシシランを用いる。アルコキシ基が水分の存在下で骨材５と化学的に結合して、アルキル基が撥水性を付与するので、後の工程で敷設する弾性舗装体３との耐水接着力を向上させるからである。このアルキルアルコキシシランは、化学構造式Ｘ_n（Ｒ¹）_mＳｉＲ²Ｙ（ｎ＋ｍ＝３、ｍ＝０、１）で示され、Ｘ、Ｒ¹及びＲ²はＳｉに結合し、Ｘはメトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基、Ｒ¹はメチル基、エチル基等のアルキル基、Ｒ²はメチレン基、エチレン基、プロピレン基等の炭素数１〜２０のアルキレン基、ＹはＲ²に結合する水素原子、アミノ基、グリシドキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基、塩素原子等のハロゲン基等である。その中でもＹは、撥水性を付与して下地との耐水接着力を向上させる点から水素原子であることが好ましい。

次に、図７に示すように、プライマー８をローラ刷毛などの刷毛を用いて、例えば１５０〜２００ｇ／ｍ²の密度で塗布して乾燥させる。なお、プライマー８は、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー、単量体イソシアネート、触媒などを酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエンなどの溶媒に溶解して作製される。このプライマー８の層厚は、乾燥後において、５０〜１５０μｍとなるようにする。

次いで、図８に示すように、タックコート９をローラ刷毛などの刷毛を用いて、例えば１５０〜２００ｇ／ｍ²の密度で塗布する。なお、タックコート９は、後の工程で敷設する弾性舗装体３のバインダー樹脂である湿気硬化型のウレタンプレポリマーからなるポリウレタン樹脂を酢酸エチルに溶解して作製される。このタックコート９の層厚は、乾燥後において、５０〜１５０μｍとなるようにする。

そして、タックコート９を塗布した直後に、図９に示すように、弾性舗装体３を敷設する。

このようにして弾性舗装体３を敷設するようにしたので、半たわみ性舗装体２の表面に露出する骨材５との親和性を増加させて弾性舗装体３を接着することができるため、弾性舗装体３の耐水接着性を向上することができる。加えて、シラン化合物７を塗布する前に、半たわみ性舗装体２の表面を、その表面積に対する骨材５の露出する面積の比が５０％以上となるように研掃しているので、従来よりも更に耐水接着性を向上させることができる。

このような研掃により耐水接着性が向上する理由は、骨材５を研磨した表面の方がセメントを研磨した表面より接着強度が大きくなるためである。それには、骨材５とセメントの成分の違いによるプライマー８との化学的結合力の差と、機械的強度の差（脆さ）の双方が起因している。また、研掃することにより半たわみ性舗装体２の表面をなるべく鏡面になるよう平滑に仕上げた方が、表面を粗くしてアンカー効果による接着力の増大を期待するよりも耐水接着性を向上させることができる。表面が粗いと凸部が脆くなって、プライマー８に半たわみ性舗装体２が微量付着した薄層破壊を起こすからである。

このようにして、接着界面におけるシラン化合物７による骨材５などに対する親和性の増加と、研掃による骨材５とプライマー８との接着力の増大の２つの効果が結びつくことによって、従来に比べて優れた耐水接着性を得ることが可能となっている。すなわち、下地の舗装体とプライマー８との間の接着強度を、下地の舗装体の破壊強度よりも大きくすることができるのである。

シラン化合物７によりもたらされた耐水接着性に係る効果をより向上するために、プライマー８及び／又はタックコート９に、撥水剤であるシリコーンオイルを含有させる。プライマー８及びタックコート９に含有させるシリコーンオイルは、それぞれメチルハイドロジェンシリコーンオイル及び両末端シラノールジメチルシリコーンオイルとする。前者は、反応性の高いＳｉＨ基により半たわみ性舗装体２の表面のＯＨ基などと反応し、メチル基が半たわみ性舗装体２の表面方向に配向して、高い表面処理効果を得て撥水性を付与するからである。また、後者は、両末端シラノール基の反応性により、タックコート９を形成する樹脂との化学的結合とメチル基による撥水効果とを得ることができるからである。

なお、本実施形態においては、下地となる舗装体をアスファルト／セメント系舗装体である半たわみ性舗装体２としているが、これに限るものではなく、例えばアスファルト系舗装体やセメント系舗装体であってもよい。アスファルト系舗装体としては、粗粒度アスファルト舗装体と密粒度アスファルト舗装体とを下から順に積層したアスファルト舗装体が例示される。また、セメント系舗装体としては、硬質骨材を混合したコンクリート舗装体が例示される。これらを下地の舗装体とした場合も、上記の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

［実施例１］
図２〜９に示した弾性舗装体の敷設工法において、半たわみ性舗装体２の表面積に対する骨材５が露出する面積の比を変えて研掃した場合における弾性舗装体３の耐水接着強度をそれぞれ評価し、その結果を図１０に示した。耐水接着強度は、半たわみ性舗装体２上に弾性舗装体３を積層した供試体を４０℃の水に７日間浸水させた後に、「引張荷重試験器テクノテスターＲ−１００００ＮＤ（サンコーテクノ株式会社製）」を用いて引張試験を行うことにより測定した。

なお、供試体の組成は下表の通りである。

図１０から、研掃を行うことにより耐水接着強度が大きくなることが分かる。また、骨材５が露出する面積比が５０％以上になると、耐水接着強度が半たわみ性舗装体２の引張破壊応力（約０．６ＭＰａ）よりも大きくなっている。すなわち、半たわみ性舗装体２と弾性舗装体３とが接着界面で剥離する前に半たわみ性舗装体２が破壊するので、骨材５が露出する面積比が５０％以上とすることで、耐水接着強度が実用的な範囲となることが分かる。

［実施例２］
図２〜９に示した弾性舗装体の敷設工法において、半たわみ性舗装体２の表面積に対する骨材５が露出する面積の比を５５％とし、プライマー８に含有されるシリコーンオイルの有無、タックコート９の塗布の有無、及びタックコート９に含有されるシリコーンオイルの有無を変えた場合（実施例、参考例１〜４）、並びにシラン化合物の塗布の有無及びプライマー８の有無を変えた場合（比較例１〜３）における弾性舗装体３の耐水接着強度をそれぞれ評価し、その結果を表２に示した。耐水接着強度の測定条件及び供試体の組成は、実施例１の場合と同じである。プライマー８及びタックコート９に含有されたシリコーンオイルには、それぞれメチルハイドロジェンシリコーンオイル及び両末端シラノールジメチルシリコーンオイルを用いた。なお、表２において、○印は「あり」を、×印は「なし」をそれぞれ示している。

参考例１と比較例２との比較から、本発明により、耐水接着強度が著しく向上することが分かる。また、実施例および参考例１〜４の比較から、タックコート９の塗布やシリコーンオイルの含有により、耐水接着強度が大きくできることが分かる。

１基層アスコン
２半たわみ性舗装体
３弾性舗装体
４アスファルト
５骨材
６セメント成分
７シラン化合物
８プライマー
９タックコート

Claims

無機材料からなる骨材を有する下地の舗装体の上に、少なくとも弾性骨材を含む骨材を樹脂バインダーで固結してなる弾性舗装体を接着して敷設する弾性舗装体の敷設工法において、
前記下地の舗装体が前記骨材とアスファルトとからなる空隙率２０〜２８％のアスファルト混合物にセメントミルクを浸透させた構造を有し、前記下地の舗装体の表面を、該下地の舗装体の表面積に対するその骨材の露出する面積の比が５０％以上となるように研掃し、前記研掃された舗装体の表面に下記式（１）で表されるアルキルアルコキシシランの溶液を塗布して乾燥させアルキルアルコキシシランの層厚を０．１〜５０μｍとし、次いでその上にイソシアネート末端ウレタンプレポリマー、単量体イソシアネートのいずれかとメチルハイドロジェンシリコーンオイルを含有するプライマーを塗布して乾燥させ層厚を５０〜１５０μｍとし、更に前記プライマーの上に湿気硬化型のウレタンプレポリマーからなるポリウレタン樹脂と両末端シラノールジメチルシリコーンオイルを含有するタックコートを塗布して乾燥させ層厚を５０〜１５０μｍとした後に、前記弾性舗装体を敷設することを特徴とする弾性舗装体の敷設工法。
Ｘ _n （Ｒ ¹ ） _m ＳｉＲ ² Ｙ（１）
（Ｘはメトキシ基またはエトキシ基、Ｒ ¹ はメチル基またはエチル基、Ｒ ² はメチレン基、エチレン基、またはプロピレン基、Ｙは水素原子であり、ｎ＋ｍ＝３、ｍ＝０，１である）