JP5813308B2 - 保水性舗装及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、保水性を有する舗装に関し、より詳しくは、有機樹脂結合材を用いた多孔質保水層を有する保水性舗装に関するものである。さらには、路盤上に、有機樹脂結合材を用いた多孔質保水層と保水性を有する保護層の設置をこの順に備える保水性舗装に関するものである。
近年、都市部のヒートアイランド現象、あるいは、夏場の歩道、沿道等での気温上昇が問題となっている。そのようななか、該気温上昇を抑制する方法として、冷却効果が期待できる保水性舗装の需要が高まっている。保水性舗装とは、内部に水分が保たれた舗装であり、該水分が揮発する際の気化熱により路面温度の上昇を抑える性能を有する舗装である。なお、一般的な保水性舗装の構成としては、路盤上に下地層があり、さらにその上に保水層（保水性ブロック等）が形成されるものである。
従来、保水性舗装に用いられる保水性ブロックの下地層には、不陸調整等のためにクッション性を出すため砂（以下、クッション砂）を使用していた（例えば、上記特許文献１や特許文献２）。しかしながら、このようなクッション砂は、降雨や保水性舗装への給水に伴って流出してしまう問題があった。そこで、そのような問題を解決するため、複数の下層構造の上端面に透水性ブロックが敷設される透水性舗装路面構造において、透水性ブロックが敷設される下側の層が、通常の砂で形成されるサンドクッションに代る単粒度砕石層であることを特徴とする透水性を有する舗装路面構造（特許文献３）が提案されている。しかし、その効果は十分なものではなかった。
また、より積極的に流出を食い止める手法として、セメント１重量部に対して、３．７０〜５．９０重量部の粗骨材と、０．３７〜０．５８重量部の細骨材と、０．２０〜０．３０重量部の水とからなる配合割合で構成した母体コンクリートに、セメント１重量部に対して、３．７０〜５．９０重量部の細骨材と、０．３３〜０．８６重量部の水とからなる配合割合で構成した保水性モルタルを付着した舗装材の締め固めによって形成することを特徴とする保水性舗装体、すなわちセメント系モルタルをブロック下地に用いる方法が提案されている（特許文献４）。しかしながら、セメント系モルタルを用いると、クッション砂の流出は防止できるが、新たに、セメントによる汚染によって、白華が発生し美観性が損なわれること、あるいは、保水層が目詰りすることで保水性能が低下することが問題となっていた。
本発明が解決しようとする課題は、上記のような問題を解決しつつ、バインダ樹脂の流出や白華現象等の問題が生じることがなく、表層材としても保水性ブロックを固定する下地層としても活用することができる多孔質保水層を備えた、高い保水性を有する保水性舗装及びその製造方法を提供することである。
本発明者らは、鋭意研究の結果、クッション砂やその他の骨材に対して有機樹脂結合材を用いた硬化層を多孔質保水層として用いることで、バインダ樹脂の流出や白華現象等の問題が生じることがなく、高い保水性を有する保水性舗装が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は次の第１〜８の発明から構成される。
第１の発明は、有機樹脂結合材により骨材を固定させた多孔質保水層と、前記多孔質保水層上に、保水性ブロックから選ばれる保水性を有する保護層と、を備え、前記有機樹脂結合材が、エポキシ樹脂結合材、ポリウレタン樹脂結合材、ポリブタジエン樹脂結合材、及びビニル樹脂結合材から選ばれる少なくとも１種の反応硬化型の無溶剤型有機樹脂結合材である保水性舗装に関するものである。骨材を有機樹脂結合材で硬化させることにより、白華現象がなく経時でバインダ樹脂の流出もない、保水性ブロック等の保護層を固定する下地層として活用することができる多孔質保水層を形成させることができる。
反応硬化型の無溶剤型有機樹脂結合材を用いることで、より効果的に保水性能を発現させられるうえ、多孔質保水層に十分な強度が付与される。
第２の発明は、前記骨材１００質量部に対して、前記有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．３質量部以上２０質量部以下含有する第１の発明に記載の保水性舗装に関するものである。有機樹脂結合材の量をこの範囲内とすることで、十分な保水性能を発現させることができる。
第２の発明は、前記骨材１００質量部に対して、前記有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．３質量部以上２０質量部以下含有する第１の発明に記載の保水性舗装に関するものである。有機樹脂結合材の量をこの範囲内とすることで、十分な保水性能を発現させることができる。
第３の発明は、前記骨材のＡＭＥＲＩＣＡＮ ＦＯＵＮＤＲＹ ＳＯＣＩＥＴＹ粒度指数が５以上１８０以下である第１又は第２の発明に記載の保水性舗装に関するものである。骨材の粒度（粒径）をこの範囲内とすることで、十分な保水性能を発現させることができる。
第４の発明は、路盤上に、前記多孔質保水層と、前記保水性を有する保護層を、この順に備える第１〜第３のいずれか１つの発明に記載の保水性舗装に関するものである。路盤上において前記多孔質保水層上に保水性を有する保護層を設置することにより、より効果的な保水性舗装を構成できる。この際、該多孔質保水層は該保護層の下地層となる。
第５の発明は、前記多孔質保水層中に、給水管を備える第１〜第４のいずれか１つの発明に記載の保水性舗装に関するものである。給水管を備えることにより、より効率的に多孔質保水層に水が供給される。
第６の発明は、前記路盤が、粒径０．１ｍｍ以下の微粒材を１０質量％以上３０質量％以下含有する保水性路盤である第４の発明に記載の保水性舗装に関するものである。このような保水性路盤を形成させることで、より効果的な保水性舗装を構成できる。
第７の発明は、多孔質保水層と、前記多孔質保水層上に、保水性ブロックから選ばれる保水性を有する保護層と、を備える保水性舗装の製造方法であり、骨材１００質量部に対し、有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．３質量部以上２０質量部以下含有する混合物を混練する工程と、混練された混合物を路盤（あるいは保水性路盤）上に設置する工程と、該混合物中の有機樹脂結合材を硬化させることで該骨材を固定させて多孔質保水層を形成する工程とを含み、前記有機樹脂結合材が、エポキシ樹脂結合材、ポリウレタン樹脂結合材、ポリブタジエン樹脂結合材、及びビニル樹脂結合材から選ばれる少なくとも１種の反応硬化型の無溶剤型有機樹脂結合材である保水性舗装の製造方法に関するものである。該工程で保水性舗装を製造することにより、より効率的に保水性舗装を構成できる。
本発明における保水性舗装及びその製造方法は、有機樹脂結合材を、骨材を固定するバインダとして用いることにより、バインダ樹脂の流出、白華現象や目詰まり等のセメント汚染が起こらず、かつ、保水性ブロック等を固定する下地層として活用することができる多孔質保水層を備えた、高い保水性を有する保水性舗装を得ることができる。
以下、本発明を実施するための形態を、詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿論である。
［多孔質保水層］
本発明における多孔質保水層は、有機樹脂結合材を用いて骨材を固めた層である。該多孔質保水層は、自らが保水性を有するだけでなく、保水性ブロックを固定する下地層としても活用することができるものである。該多孔質保水層は、層内に保つ水分を徐々に揮発させることで効率的に路面の熱を奪い（水の気化熱による効果）、周囲の温度上昇を抑える性能を持つ。つまり、水の気化熱を効果的に環境温度低下に利用することができる。該多孔質保水層は、降雨、散水、あるいは配管から供給された水を貯える（保水する）ため、効果的に環境温度低下に利用するためには、一定の吸水量が必要である。吸水量としては、完全乾燥状態の多孔質保水層に対して１０体積％以上が好ましく、１５体積％以上がより好ましく、２０体積％以上が特に好ましい。１０体積％以下であっても環境温度低下には寄与するが、保水できる量が少ないことから持続性に欠ける場合がある。
本発明における多孔質保水層は、有機樹脂結合材を用いて骨材を固めた層である。該多孔質保水層は、自らが保水性を有するだけでなく、保水性ブロックを固定する下地層としても活用することができるものである。該多孔質保水層は、層内に保つ水分を徐々に揮発させることで効率的に路面の熱を奪い（水の気化熱による効果）、周囲の温度上昇を抑える性能を持つ。つまり、水の気化熱を効果的に環境温度低下に利用することができる。該多孔質保水層は、降雨、散水、あるいは配管から供給された水を貯える（保水する）ため、効果的に環境温度低下に利用するためには、一定の吸水量が必要である。吸水量としては、完全乾燥状態の多孔質保水層に対して１０体積％以上が好ましく、１５体積％以上がより好ましく、２０体積％以上が特に好ましい。１０体積％以下であっても環境温度低下には寄与するが、保水できる量が少ないことから持続性に欠ける場合がある。
［有機樹脂結合材］
本発明における有機樹脂結合材は、セメントのような無機系結合材とは異なり、有機樹脂を主成分とする結合材であり、骨材を固定させることによって骨材の流出を抑えられるうえ、強度の高い多孔質保水層を形成させることができるものである。特に、強度の高い多孔質保水層であると、歩行者が保水性舗装上を通行しても多孔質保水層の破壊が起こらず信頼性が高いのでより好ましいが、骨材を固定して流出を抑える機能を有していれば、従来公知の各種有機樹脂が利用できる。前記有機樹脂に包含される一態様として、本発明においては、有機樹脂結合材に含まれる有機樹脂として、エポキシ樹脂結合材、ポリウレタン樹脂結合材、ポリブタジエン樹脂結合材、及びビニル樹脂結合材から選ばれる少なくとも１種の無溶剤型有機樹脂結合材を用いる。
本発明における有機樹脂結合材は、セメントのような無機系結合材とは異なり、有機樹脂を主成分とする結合材であり、骨材を固定させることによって骨材の流出を抑えられるうえ、強度の高い多孔質保水層を形成させることができるものである。特に、強度の高い多孔質保水層であると、歩行者が保水性舗装上を通行しても多孔質保水層の破壊が起こらず信頼性が高いのでより好ましいが、骨材を固定して流出を抑える機能を有していれば、従来公知の各種有機樹脂が利用できる。前記有機樹脂に包含される一態様として、本発明においては、有機樹脂結合材に含まれる有機樹脂として、エポキシ樹脂結合材、ポリウレタン樹脂結合材、ポリブタジエン樹脂結合材、及びビニル樹脂結合材から選ばれる少なくとも１種の無溶剤型有機樹脂結合材を用いる。
上記有機樹脂結合材としては、無溶剤型有機樹脂結合材、溶剤型有機樹脂結合材、水性型有機樹脂結合材を用いることができ、本発明においては、多孔質保水層の形成に有機樹脂結合材として最適な態様である反応硬化型の無溶剤型有機樹脂結合材を用いる。これら有機樹脂結合材は、一種のものを用いてもよいし、二種以上を混合、あるいは併用して用いてもよい。無溶剤型有機樹脂結合材としては、エポキシ樹脂系結合材、ポリウレタン樹脂系結合材、ポリブタジエン樹脂系結合材、ビニル樹脂系結合材（例えば、アクリル樹脂系、メタクリル樹脂系、ビニルエステル樹脂系、ビニルエーテル樹脂系等）、シリル化ポリウレタン樹脂系結合材、変成シリコーン樹脂系結合材等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明においては、揮発成分が少なく硬化収縮が少ないことから、無溶剤型有機樹脂結合材がより好適に用いられる。特に、エポキシ樹脂系結合材、ポリウレタン樹脂系結合材、ポリブタジエン樹脂系結合材、アクリル樹脂系結合材等の反応硬化型有機樹脂系結合材が、多孔質保水層の保水性能と強度のバランスが良いため、最も好適に用いられる。
なお、上記有機樹脂結合材の粘度は、骨材保持の性能、保水性能に影響を与えない限りは特に限定されないが、１００万ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、５０万ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、１０万ｍＰａ・ｓ以下が特に好ましい。上記有機樹脂結合材の粘度が１００万ｍＰａ・ｓを上回ると、骨材との混和性が低下する懸念がある。本発明にかかる有機樹脂結合材は、粘度が上記の範囲に入るように、必要に応じて各有機樹脂結合材に適した粘度調整剤を利用していてもよい。該粘度調整剤としては、たとえば、無溶剤型有機樹脂結合材においては、常温液状の有機化合物が利用できるが、これらに限定されるわけではない。
なお、上記有機樹脂結合材の粘度は、骨材保持の性能、保水性能に影響を与えない限りは特に限定されないが、１００万ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、５０万ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、１０万ｍＰａ・ｓ以下が特に好ましい。上記有機樹脂結合材の粘度が１００万ｍＰａ・ｓを上回ると、骨材との混和性が低下する懸念がある。本発明にかかる有機樹脂結合材は、粘度が上記の範囲に入るように、必要に応じて各有機樹脂結合材に適した粘度調整剤を利用していてもよい。該粘度調整剤としては、たとえば、無溶剤型有機樹脂結合材においては、常温液状の有機化合物が利用できるが、これらに限定されるわけではない。
［骨材］
本発明における骨材は、けい砂、川砂、山砂、石灰石砕砂、砕砂、スラグ砕砂、軽量骨材等の他、ガラスカレットなどのリサイクル骨材も使用できる。該骨材は、一種のものを用いてもよいし、材質や粒径の異なる二種以上を混合、あるいは併用して用いてもよい。該骨材の粒径としては、圧縮強度と最大吸水率を確保する上で、ＡＦＳ粒度指数が５以上１８０以下であるものを選択して用いる。ＡＦＳ粒度指数としては、２０〜１２０のものがより好ましく、３０〜７０のものがさらに好ましい。ＡＦＳ粒度指数が１８０を超える細かい骨材を用いると結合材が多く必要とされ高コストとなるうえ、均一に混練することが難しくなる場合がある。また、ＡＦＳ粒度指数が５未満の粗い骨材を用いると空隙が大きくなりすぎて保水能力が低下する場合がある。これらのなかでは、日本国内で用いられている４号〜８号けい砂が汎用的であるためより好ましく、５号けい砂及び６号けい砂が多孔質保水層の保水性能と強度のバランスが良いため特に好ましい。
本発明における骨材は、けい砂、川砂、山砂、石灰石砕砂、砕砂、スラグ砕砂、軽量骨材等の他、ガラスカレットなどのリサイクル骨材も使用できる。該骨材は、一種のものを用いてもよいし、材質や粒径の異なる二種以上を混合、あるいは併用して用いてもよい。該骨材の粒径としては、圧縮強度と最大吸水率を確保する上で、ＡＦＳ粒度指数が５以上１８０以下であるものを選択して用いる。ＡＦＳ粒度指数としては、２０〜１２０のものがより好ましく、３０〜７０のものがさらに好ましい。ＡＦＳ粒度指数が１８０を超える細かい骨材を用いると結合材が多く必要とされ高コストとなるうえ、均一に混練することが難しくなる場合がある。また、ＡＦＳ粒度指数が５未満の粗い骨材を用いると空隙が大きくなりすぎて保水能力が低下する場合がある。これらのなかでは、日本国内で用いられている４号〜８号けい砂が汎用的であるためより好ましく、５号けい砂及び６号けい砂が多孔質保水層の保水性能と強度のバランスが良いため特に好ましい。
一般的に国内で用いられている４号けい砂のＡＦＳ粒度指数は２０程度、５号けい砂のＡＦＳ粒度指数は３０程度、６号けい砂のＡＦＳ粒度指数は５０程度、７号けい砂のＡＦＳ粒度指数は８０程度、８号けい砂のＡＦＳ粒度指数は１２０程度である。
ＡＦＳ粒度指数は「ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＦＯＵＮＤＲＹ ＳＯＣＩＥＴＹ 粒度指数」の略称で、鋳型および鋳型材料に関する試験方法のＪＡＣＴ試験法Ｓ−１に準じて測定される値である。ＡＦＳ粒度指数の小さいものほど粒径が大きく、ＡＦＳ粒度指数の大きいものほど粒径が小さくなる。ＡＦＳ粒度指数はΣ（Ｗ×ＡＦＳ係数）／１００であり、Ｗは連続する各ふるいの間にとどまる骨材の質量分率である。下記表１に、ふるい目の寸法とＡＦＳ係数との関係を示す。
ＡＦＳ粒度指数は「ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＦＯＵＮＤＲＹ ＳＯＣＩＥＴＹ 粒度指数」の略称で、鋳型および鋳型材料に関する試験方法のＪＡＣＴ試験法Ｓ−１に準じて測定される値である。ＡＦＳ粒度指数の小さいものほど粒径が大きく、ＡＦＳ粒度指数の大きいものほど粒径が小さくなる。ＡＦＳ粒度指数はΣ（Ｗ×ＡＦＳ係数）／１００であり、Ｗは連続する各ふるいの間にとどまる骨材の質量分率である。下記表１に、ふるい目の寸法とＡＦＳ係数との関係を示す。
［表１] ＡＦＳ係数とふるい目の寸法の関係
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ＡＦＳ係数 ふるい目の寸法（μｍ）
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３ ３３５０
６ １７００
１０ ８５０
２０ ６００
３０ ４２５
４０ ３００
５０ ２１２
７０ １５０
１００ １０６
１４０ ７５
２００ ５３
３００ Ｐａｎ（５３μｍ未満）
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ＡＦＳ係数 ふるい目の寸法（μｍ）
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３ ３３５０
６ １７００
１０ ８５０
２０ ６００
３０ ４２５
４０ ３００
５０ ２１２
７０ １５０
１００ １０６
１４０ ７５
２００ ５３
３００ Ｐａｎ（５３μｍ未満）
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上記有機樹脂結合材と上記骨材の配合割合は、上記骨材１００質量部に対して、上記有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．３質量部以上２０質量部以下とするのが好ましく、０．５質量部以上１０質量部以下とするのがより好ましく、１．０質量部以上５．０質量部以下とするのが特に好ましい。上記有機樹脂結合材が不揮発分換算で０．３質量部を下回ると得られる多孔質保水層の強度が十分でない場合があり、２０質量部を上回ると得られる多孔質保水層の保水性能が低下する場合がある。なお、得られる多孔質保水層の上に保水性ブロック等の保護層を形成させる場合、該多孔質保水層は骨材の流出がなく、保水性ブロックを固定する能力があればよいので、上記有機樹脂結合材が１０質量部を上回っても問題はない。
本発明における保水性舗装について図を用いて説明する。
本発明における保水性舗装は、路盤４上に、前記多孔質保水層２と、保水性を有する保護層１の設置を、この順に備えるものである。その一形態を図１に示す。前記保水性を有する保護層１としては、例えば、保水性ブロックを使用すればよい。
本発明においては、前記多孔質保水層２の上に必ずしも保護層１を必要としない。しかし、路面表面は日光に晒されたり、人や車輌の通行による摩耗等の影響を受けたりすることから、前記多孔質保水層２上に保護層１を設ける形態とすることで、多孔質保水層２の劣化を抑制することができるのでより好ましい。
本発明における保水性舗装は、路盤４上に、前記多孔質保水層２と、保水性を有する保護層１の設置を、この順に備えるものである。その一形態を図１に示す。前記保水性を有する保護層１としては、例えば、保水性ブロックを使用すればよい。
本発明においては、前記多孔質保水層２の上に必ずしも保護層１を必要としない。しかし、路面表面は日光に晒されたり、人や車輌の通行による摩耗等の影響を受けたりすることから、前記多孔質保水層２上に保護層１を設ける形態とすることで、多孔質保水層２の劣化を抑制することができるのでより好ましい。
また、本発明における保水性舗装は、前記多孔質保水層２中に給水管５を備える態様としてもよい。さらに、図示したように多孔質保水層２と路盤４との間に例えば遮水用シート３を設けてもよい。その一態様を図２に示す。本発明の多孔質保水層２は、骨材やバインダ樹脂の流出、白華現象等の問題が生じることがなく、高い保水性を有するので、さらに給水管５を敷設し、この給水管から多孔質保水層に水を供給することによって、より効率的に気温上昇を抑制することができる。
図中の給水管５は、金属或いは樹脂製の中空管であって、長さ方向に一定の間隔で、或いは、ランダムに微細な穴が形成されており、図示されない水分供給設備に接続している。好天が続き雨水による水分の供給がない場合においても、給水管５により前記多孔質保水層２内に定期的に給水することで、路面の温度低下効果を維持することができる。ここで用いられる給水管５は、前記多孔質保水層２の形成時に層内に配置されることが、施工の簡易性及び硬化した前記多孔質保水層２により給水管５が保護されるという観点から好ましい。また、遮水用シート３を設けることにより、給水管５から供給された水が路盤４へ流失せず、遮水シート３上に保持されることから、供給された水分は道路表面の温度低下などにより有効に使用される。なお，給水管や遮水用シートとしては、従来公知のものを用いることができる。
図中の給水管５は、金属或いは樹脂製の中空管であって、長さ方向に一定の間隔で、或いは、ランダムに微細な穴が形成されており、図示されない水分供給設備に接続している。好天が続き雨水による水分の供給がない場合においても、給水管５により前記多孔質保水層２内に定期的に給水することで、路面の温度低下効果を維持することができる。ここで用いられる給水管５は、前記多孔質保水層２の形成時に層内に配置されることが、施工の簡易性及び硬化した前記多孔質保水層２により給水管５が保護されるという観点から好ましい。また、遮水用シート３を設けることにより、給水管５から供給された水が路盤４へ流失せず、遮水シート３上に保持されることから、供給された水分は道路表面の温度低下などにより有効に使用される。なお，給水管や遮水用シートとしては、従来公知のものを用いることができる。
さらに、本発明における保水性舗装は、路盤４に代えて粒径０．１ｍｍ以下の微粒材を１０質量％以上３０質量％以下含有する保水性路盤６（貯水層）を形成し、その上に前記多孔質保水層２を形成してもよい。その一形態を図３に示す。前記保水性路盤６（貯水層）を設けることにより、路面上に降雨による大量の水がもたらされた場合においても、必要量の貯水し、過剰分は透水（排水）することができる。
前記多孔質保水層の製造方法としては、前記骨材１００質量部に対し、前記有機樹脂結合材を０．３質量部以上２０質量部以下含有する混合物を混練し（工程Ｉ）、この混練された混合物を路盤（あるいは保水性路盤）上に設置し（工程ＩＩ）、次いで該混合物中の有機樹脂結合材を硬化させて多孔質保水層を形成する（工程ＩＩＩ）。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
［有機樹脂結合材の準備］
有機樹脂結合材１として、２液型エポキシ樹脂系結合材を準備した。主剤：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、硬化剤：ポリチオール／ポリアミン混合物、不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材２として、２液型ポリウレタン樹脂系結合材を準備した。主剤：ポリブタジエンポリオール、硬化剤：ポリイソシアネート、不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材３として、２液型ポリウレタン樹脂系結合材を準備した。主剤：ポリカーボネートポリオール、硬化剤：ポリイソシアネート、不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材４として、１液型ポリブタジエン系結合材を準備した。酸化硬化タイプ。不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材５として、１液型変成シリコーン系結合材を準備した。湿気硬化タイプ。不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材６として、１液型シリル化ポリウレタン系結合材を準備した。湿気硬化タイプ。不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材７として、１液型ＳＢＳゴム系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約５０％。
有機樹脂結合材８として、１液型シリル化ポリウレタンエマルジョン系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約４０％。
有機樹脂結合材９として、１液型シリル化ポリウレタンシードアクリルエマルジョン系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約５０％。
有機樹脂結合材１０として、１液型アクリルスチレンエマルジョン系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約５０％。
有機樹脂結合材１１として、１液型クロロプレンラテックス系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約６０％。
有機樹脂結合材１２として、２液型水性ビニルウレタン系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約６０％。
有機樹脂結合材１３として、３液型ビニルエステル樹脂系結合材を準備した。過酸化物硬化タイプ。有効成分：約１００％。
有機樹脂結合材１として、２液型エポキシ樹脂系結合材を準備した。主剤：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、硬化剤：ポリチオール／ポリアミン混合物、不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材２として、２液型ポリウレタン樹脂系結合材を準備した。主剤：ポリブタジエンポリオール、硬化剤：ポリイソシアネート、不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材３として、２液型ポリウレタン樹脂系結合材を準備した。主剤：ポリカーボネートポリオール、硬化剤：ポリイソシアネート、不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材４として、１液型ポリブタジエン系結合材を準備した。酸化硬化タイプ。不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材５として、１液型変成シリコーン系結合材を準備した。湿気硬化タイプ。不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材６として、１液型シリル化ポリウレタン系結合材を準備した。湿気硬化タイプ。不揮発分：約１００％。
有機樹脂結合材７として、１液型ＳＢＳゴム系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約５０％。
有機樹脂結合材８として、１液型シリル化ポリウレタンエマルジョン系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約４０％。
有機樹脂結合材９として、１液型シリル化ポリウレタンシードアクリルエマルジョン系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約５０％。
有機樹脂結合材１０として、１液型アクリルスチレンエマルジョン系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約５０％。
有機樹脂結合材１１として、１液型クロロプレンラテックス系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約６０％。
有機樹脂結合材１２として、２液型水性ビニルウレタン系結合材を準備した。乾燥硬化タイプ。不揮発分：約６０％。
有機樹脂結合材１３として、３液型ビニルエステル樹脂系結合材を準備した。過酸化物硬化タイプ。有効成分：約１００％。
［骨材の準備］
骨材として、６号けい砂を準備した。
骨材として、６号けい砂を準備した。
［多孔質保水層の骨材保持特性］
（実施例１〜６、１３、参考例７〜１２、比較例１）
６号けい砂２０ｇに対し、各有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．４ｇ加え、均一になるように混練した（骨材１００質量部に対して有機樹脂結合材を不揮発分換算で２．０質量部）。得られた６号けい砂と各有機樹脂結合材の混合物を円柱状のプラスチックカップ（直径約４５ｍｍ）に注型し、２３℃相対湿度５０％で１日間養生した後脱型したうえ、傾斜角１５度にしたガラス板に置いた。比較例１として有機樹脂結合材を配合していない６号けい砂２０ｇを同様に置いた。脱型物（直径約４５ｍｍ×高さ約７ｍｍの円柱）をガラス板上に置いた際の形状（状態）を目視で観察した。
その後、それぞれの脱型物及び６号けい砂に対して、１Ｌプラスチックボトルに入れた６００ｍｌの水を１分間かけて滴下し、６号けい砂の流出を目視で観察した。これらの目視観察の結果を表２に示す。
なお、下記表２〜表３では、「有機樹脂結合材」を「有機結合材」と略記する。
（実施例１〜６、１３、参考例７〜１２、比較例１）
６号けい砂２０ｇに対し、各有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．４ｇ加え、均一になるように混練した（骨材１００質量部に対して有機樹脂結合材を不揮発分換算で２．０質量部）。得られた６号けい砂と各有機樹脂結合材の混合物を円柱状のプラスチックカップ（直径約４５ｍｍ）に注型し、２３℃相対湿度５０％で１日間養生した後脱型したうえ、傾斜角１５度にしたガラス板に置いた。比較例１として有機樹脂結合材を配合していない６号けい砂２０ｇを同様に置いた。脱型物（直径約４５ｍｍ×高さ約７ｍｍの円柱）をガラス板上に置いた際の形状（状態）を目視で観察した。
その後、それぞれの脱型物及び６号けい砂に対して、１Ｌプラスチックボトルに入れた６００ｍｌの水を１分間かけて滴下し、６号けい砂の流出を目視で観察した。これらの目視観察の結果を表２に示す。
なお、下記表２〜表３では、「有機樹脂結合材」を「有機結合材」と略記する。
［表２] 多孔質保水層の骨材保持特性
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使用した有機樹脂結合材 脱型物の状態 流出性
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実施例 １ 有機結合材 １ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ２ 有機結合材 ２ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ３ 有機結合材 ３ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ４ 有機結合材 ４ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ５ 有機結合材 ５ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ６ 有機結合材 ６ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例 ７ 有機結合材 ７ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例 ８ 有機結合材 ８ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例 ９ 有機結合材 ９ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例１０ 有機結合材１０ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例１１ 有機結合材１１ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例１２ 有機結合材１２ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例１３ 有機結合材１３ 形状保持（硬化） 流出なし
比較例 １ なし 形状保持不能 流出あり
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使用した有機樹脂結合材 脱型物の状態 流出性
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実施例 １ 有機結合材 １ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ２ 有機結合材 ２ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ３ 有機結合材 ３ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ４ 有機結合材 ４ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ５ 有機結合材 ５ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例 ６ 有機結合材 ６ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例 ７ 有機結合材 ７ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例 ８ 有機結合材 ８ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例 ９ 有機結合材 ９ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例１０ 有機結合材１０ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例１１ 有機結合材１１ 形状保持（硬化） 流出なし
参考例１２ 有機結合材１２ 形状保持（硬化） 流出なし
実施例１３ 有機結合材１３ 形状保持（硬化） 流出なし
比較例 １ なし 形状保持不能 流出あり
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以上のことから、本発明にかかる多孔質保水層は、骨材を十分結合し形状を保持することで従来問題となっていたクッション砂の流出のような問題が起こさないため、保水性舗装に好適に用いることができる。
［多孔質保水層の保水特性］
（実施例１４〜１９、２６、参考例２０〜２５、比較例）
６号けい砂２０ｇに対し、各有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．４ｇ加え、均一になるように混練した（骨材１００質量部に対して有機樹脂結合材を不揮発分換算で２．０質量部）。得られた６号けい砂と各有機樹脂結合材の混合物をプラスチックカップに注型し、２３℃相対湿度５０％で４日間養生した後脱型した。得られた脱型物（直径約４５ｍｍ×高さ約７ｍｍの円柱）を水１０００ｍｌに１時間浸漬し、吸水率（体積％）を測定した。吸水率は、下記の式を用いて計算した。さらに、吸水した各脱型物をガラス板の上に置き、２３℃相対湿度５０％で乾燥させ、乾燥２時間後及び乾燥６時間後の水放散率（質量％）を測定した。水放散率は、下記の式を用いて計算した。
なお、比較例として有機樹脂結合材を配合せず、６号けい砂２０ｇに対し水を６．０ｇ散布したものについて水放散率を測定した。その際、砂は保形性がないため、直径約４５ｍｍ×高さ約７ｍｍの円柱状プラスチックカップ（上面のみ開放）に充填した状態で評価した。その結果を表３に示す。
吸水率＝（吸水された水の体積）／（試験体のかさ体積）×１００
但し、水の比重を１として、「吸水された水の体積＝水浸漬後の重量−水浸漬前の重量」で計算した。
水放散率＝（水浸漬後の重量−乾燥後の重量）／（水浸漬後の重量−水浸漬前の重量）×１００
（実施例１４〜１９、２６、参考例２０〜２５、比較例）
６号けい砂２０ｇに対し、各有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．４ｇ加え、均一になるように混練した（骨材１００質量部に対して有機樹脂結合材を不揮発分換算で２．０質量部）。得られた６号けい砂と各有機樹脂結合材の混合物をプラスチックカップに注型し、２３℃相対湿度５０％で４日間養生した後脱型した。得られた脱型物（直径約４５ｍｍ×高さ約７ｍｍの円柱）を水１０００ｍｌに１時間浸漬し、吸水率（体積％）を測定した。吸水率は、下記の式を用いて計算した。さらに、吸水した各脱型物をガラス板の上に置き、２３℃相対湿度５０％で乾燥させ、乾燥２時間後及び乾燥６時間後の水放散率（質量％）を測定した。水放散率は、下記の式を用いて計算した。
なお、比較例として有機樹脂結合材を配合せず、６号けい砂２０ｇに対し水を６．０ｇ散布したものについて水放散率を測定した。その際、砂は保形性がないため、直径約４５ｍｍ×高さ約７ｍｍの円柱状プラスチックカップ（上面のみ開放）に充填した状態で評価した。その結果を表３に示す。
吸水率＝（吸水された水の体積）／（試験体のかさ体積）×１００
但し、水の比重を１として、「吸水された水の体積＝水浸漬後の重量−水浸漬前の重量」で計算した。
水放散率＝（水浸漬後の重量−乾燥後の重量）／（水浸漬後の重量−水浸漬前の重量）×１００
［表３] 多孔質保水層の保水特性
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使用した 吸水率 水放散率（質量％）
有機樹脂結合材 （体積％） ２時間後 ６時間後
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実施例１４ 有機結合材 １ ２１．６ １０．１ ３２．４
実施例１５ 有機結合材 ２ ２０．６ １０．９ ３４．０
実施例１６ 有機結合材 ３ ２２．３ ５．７ ２６．０
実施例１７ 有機結合材 ４ ３４．８ ７．２ ２０．４
実施例１８ 有機結合材 ５ ２５．０ １０．６ ３０．５
実施例１９ 有機結合材 ６ ２３．３ １１．１ ３１．９
参考例２０ 有機結合材 ７ ２０．１ １４．５ ４１．５
参考例２１ 有機結合材 ８ ２７．３ ８．８ ２７．６
参考例２２ 有機結合材 ９ ２６．２ １１．２ ３１．６
参考例２３ 有機結合材１０ ２６．８ ５．２ ２３．０
参考例２４ 有機結合材１１ ３９．５ ５．５ １８．７
参考例２５ 有機結合材１２ ２２．４ ９．６ ３０．６
実施例２６ 有機結合材１３ ２７．５ １６．４ ４８．２
比較例 なし − ９．３ ２２．２
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使用した 吸水率 水放散率（質量％）
有機樹脂結合材 （体積％） ２時間後 ６時間後
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実施例１４ 有機結合材 １ ２１．６ １０．１ ３２．４
実施例１５ 有機結合材 ２ ２０．６ １０．９ ３４．０
実施例１６ 有機結合材 ３ ２２．３ ５．７ ２６．０
実施例１７ 有機結合材 ４ ３４．８ ７．２ ２０．４
実施例１８ 有機結合材 ５ ２５．０ １０．６ ３０．５
実施例１９ 有機結合材 ６ ２３．３ １１．１ ３１．９
参考例２０ 有機結合材 ７ ２０．１ １４．５ ４１．５
参考例２１ 有機結合材 ８ ２７．３ ８．８ ２７．６
参考例２２ 有機結合材 ９ ２６．２ １１．２ ３１．６
参考例２３ 有機結合材１０ ２６．８ ５．２ ２３．０
参考例２４ 有機結合材１１ ３９．５ ５．５ １８．７
参考例２５ 有機結合材１２ ２２．４ ９．６ ３０．６
実施例２６ 有機結合材１３ ２７．５ １６．４ ４８．２
比較例 なし − ９．３ ２２．２
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表３の結果から、本発明にかかる多孔質保水層となる脱型物（実施例１４〜１９、２６）は、十分な吸水性を有していることが分かる。なお、各脱型物は硬化しており水浸漬試験の前後において形状を保持していた。また，水放散率についても６号けい砂単体（参考例）と比較して遜色ない放散性を示した。以上のことから、本発明にかかる多孔質保水層は、十分な吸水性及び水放散性を有するため、保水性舗装に好適に用いることができる。
［有機樹脂結合材量の影響］
（実施例２７〜３６、比較例２）
５号けい砂２０ｇに対し、上記有機樹脂結合材４（１液型ポリブタジエン系結合材）を所定量加え、均一になるように混練した。その後、実施例１〜６、１３と同様に骨材保持特性（養生期間は６日間）を、実施例１４〜１９、２６と同様に保水特性（養生期間は６日間、水放散率は乾燥６時間で測定）を評価した。その結果を表４に示す。
（実施例２７〜３６、比較例２）
５号けい砂２０ｇに対し、上記有機樹脂結合材４（１液型ポリブタジエン系結合材）を所定量加え、均一になるように混練した。その後、実施例１〜６、１３と同様に骨材保持特性（養生期間は６日間）を、実施例１４〜１９、２６と同様に保水特性（養生期間は６日間、水放散率は乾燥６時間で測定）を評価した。その結果を表４に示す。
［表４] 有機樹脂結合材量の影響
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有機樹脂結合材４の 脱型物の状態 吸水率 水放散率
添加量（質量部＊１） [流出性] （体積％） （質量％）
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実施例２７ ２８ 硬化[流出なし] １５．１ ４３．１
実施例２８ ２４ 硬化[流出なし] １５．２ ３８．７
実施例２９ ２０ 硬化[流出なし] １６．３ ３６．２
実施例３０ １６ 硬化[流出なし] １６．５ ３２．６
実施例３１ ８ 硬化[流出なし] ２６．９ ２６．５
実施例３２ ４ 硬化[流出なし] ３６．９ ２０．９
実施例３３ ２ 硬化[流出なし] ３６．６ ２３．１
実施例３４ １ 硬化[流出なし] ３８．７ ２４．９
実施例３５ ０．４ 硬化[流出なし] ２９．３ ２０．８
実施例３６ ０．２ 硬化[流出なし] １９．６ ４６．１
比較例 ２ ０．１ 硬化不良[流出あり] 測定不能 測定不能
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
＊１：骨材（５号けい砂）１００質量部あたりに換算した添加量
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有機樹脂結合材４の 脱型物の状態 吸水率 水放散率
添加量（質量部＊１） [流出性] （体積％） （質量％）
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実施例２７ ２８ 硬化[流出なし] １５．１ ４３．１
実施例２８ ２４ 硬化[流出なし] １５．２ ３８．７
実施例２９ ２０ 硬化[流出なし] １６．３ ３６．２
実施例３０ １６ 硬化[流出なし] １６．５ ３２．６
実施例３１ ８ 硬化[流出なし] ２６．９ ２６．５
実施例３２ ４ 硬化[流出なし] ３６．９ ２０．９
実施例３３ ２ 硬化[流出なし] ３６．６ ２３．１
実施例３４ １ 硬化[流出なし] ３８．７ ２４．９
実施例３５ ０．４ 硬化[流出なし] ２９．３ ２０．８
実施例３６ ０．２ 硬化[流出なし] １９．６ ４６．１
比較例 ２ ０．１ 硬化不良[流出あり] 測定不能 測定不能
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＊１：骨材（５号けい砂）１００質量部あたりに換算した添加量
（実施例３７〜４５、比較例３及び４）
５号けい砂を６号けい砂に代えた以外は実施例２７〜３６及び比較例２と同様に、骨材保持特性及び保水特性を評価した。その結果を表５に示す。
５号けい砂を６号けい砂に代えた以外は実施例２７〜３６及び比較例２と同様に、骨材保持特性及び保水特性を評価した。その結果を表５に示す。
［表５] 有機樹脂結合材量の影響
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有機樹脂結合材４の 脱型物の状態 吸水率 水放散率
添加量（質量部＊１） [流出性] （体積％） （質量％）
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実施例３７ ２８ 硬化[流出なし] １１．１ ５７．６
実施例３８ ２４ 硬化[流出なし] １４．４ ４０．１
実施例３９ ２０ 硬化[流出なし] ２０．９ ３６．５
実施例４０ １６ 硬化[流出なし] ２１．４ ３１．５
実施例４１ ８ 硬化[流出なし] ３５．９ ２３．７
実施例４２ ４ 硬化[流出なし] ４６．２ １９．０
実施例４３ ２ 硬化[流出なし] ４７．８ ２０．７
実施例４４ １ 硬化[流出なし] ３９．８ ２４．６
実施例４５ ０．４ 硬化[流出なし] ２３．９ ３３．８
比較例 ３ ０．２ 硬化[流出あり] 測定不能 測定不能
比較例 ４ ０．１ 硬化不良[流出あり] 測定不能 測定不能
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
＊１：骨材（６号けい砂）１００質量部あたりに換算した添加量
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
有機樹脂結合材４の 脱型物の状態 吸水率 水放散率
添加量（質量部＊１） [流出性] （体積％） （質量％）
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
実施例３７ ２８ 硬化[流出なし] １１．１ ５７．６
実施例３８ ２４ 硬化[流出なし] １４．４ ４０．１
実施例３９ ２０ 硬化[流出なし] ２０．９ ３６．５
実施例４０ １６ 硬化[流出なし] ２１．４ ３１．５
実施例４１ ８ 硬化[流出なし] ３５．９ ２３．７
実施例４２ ４ 硬化[流出なし] ４６．２ １９．０
実施例４３ ２ 硬化[流出なし] ４７．８ ２０．７
実施例４４ １ 硬化[流出なし] ３９．８ ２４．６
実施例４５ ０．４ 硬化[流出なし] ２３．９ ３３．８
比較例 ３ ０．２ 硬化[流出あり] 測定不能 測定不能
比較例 ４ ０．１ 硬化不良[流出あり] 測定不能 測定不能
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＊１：骨材（６号けい砂）１００質量部あたりに換算した添加量
比較例２〜４に示されるように、有機樹脂結合材の添加量が少ないと、十分に骨材を硬化させることができない場合（比較例２及び４）や、十分に骨材を保持できず水流によって骨材が流出してしまう場合（比較例３）がある。逆に、実施例２７〜３６及び実施例３７〜４５に示されるように、骨材に対して適量の有機樹脂結合材があれば、十分な骨材保持特性が得られることが分かる。特に、有機樹脂結合材の添加量（不揮発分換算）が５号けい砂の場合０．２質量部以上、６号けい砂の場合０．４質量部以上であれば、十分な骨材保持特性が得られることが分かる。さらに、それらは十分な吸水性と適度な水放散性を有していることから、本発明にかかる多孔質保水層は、保水性舗装に好適に用いることができる。
本発明にかかる多孔質保水層は、図１〜３に示されるような構成によって保水性舗装として利用することができる。各実施例に示したように、本発明にかかる多孔質保水層は、適度に硬化し流水による骨材の流出がないことから、多孔質保水層の上に保水性ブロック等の保護層を形成させても、該保護層を十分固定させることができる。また、本発明にかかる多孔質保水層はセメントを用いていないため、セメントによる汚染である白華現象も起こらない。
本発明における保水性舗装は、バインダ樹脂の流出や白華現象等の問題が生じることがなく、表層材としても保水性ブロックを固定する下地層としても活用することができる多孔質保水層を備えた、高い保水性を有する保水性舗装であるから、都市部のヒートアイランド現象、あるいは、夏場の歩道、沿道等の気温上昇対策に利用することができる。
１ 保護層
２ 多孔質保水層
３ 遮水用シート
４ 路盤
５ 給水管
６ 保水性路盤
２ 多孔質保水層
３ 遮水用シート
４ 路盤
５ 給水管
６ 保水性路盤
Claims (7)
- 有機樹脂結合材により骨材を固定させた多孔質保水層と、前記多孔質保水層上に、保水性ブロックから選ばれる保水性を有する保護層と、を備え、
前記有機樹脂結合材が、エポキシ樹脂結合材、ポリウレタン樹脂結合材、ポリブタジエン樹脂結合材、及びビニル樹脂結合材から選ばれる少なくとも１種の反応硬化型の無溶剤型有機樹脂結合材である保水性舗装。 - 前記骨材１００質量部に対して、前記有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．３質量部以上２０質量部以下含有する請求項１に記載の保水性舗装。
- 前記骨材のＡＭＥＲＩＣＡＮ ＦＯＵＮＤＲＹ ＳＯＣＩＥＴＹ 粒度指数が５以上１８０以下である請求項１又は請求項２に記載の保水性舗装。
- 路盤上に、前記多孔質保水層と、前記保水性を有する保護層を、この順に備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の保水性舗装。
- 前記多孔質保水層中に、給水管を備える請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の保水性舗装。
- 前記路盤が、粒径０．１ｍｍ以下の微粒材を１０質量％以上３０質量％以下含有する保水性路盤である請求項４に記載の保水性舗装。
- 多孔質保水層と、前記多孔質保水層上に、保水性ブロックから選ばれる保水性を有する保護層と、を備える保水性舗装の製造方法であり、骨材１００質量部に対し、有機樹脂結合材を不揮発分換算で０．３質量部以上２０質量部以下含有する混合物を混練する工程と、混練された混合物を路盤上に設置する工程と、該混合物中の有機樹脂結合材を硬化させることで該骨材を固定させて多孔質保水層を形成する工程とを含み、
前記有機樹脂結合材が、エポキシ樹脂結合材、ポリウレタン樹脂結合材、ポリブタジエン樹脂結合材、及びビニル樹脂結合材から選ばれる少なくとも１種の反応硬化型の無溶剤型有機樹脂結合材である保水性舗装の製造方法。
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