JP6339513B2

JP6339513B2 - コンクリート舗装

Info

Publication number: JP6339513B2
Application number: JP2015061476A
Authority: JP
Inventors: 石田　征男; 征男石田; 竜岸良; 亮一高木; 拓也十文字
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-03-24
Also published as: JP2016179927A

Description

本発明は、すべり抵抗性が高いコンクリート舗装に関する。

コンクリート舗装は供用に伴い、すべり抵抗性が低下するため、すべり抵抗性を維持する方法が求められている。
一般に、コンクリート舗装の滑り抵抗性を高める工法として、
(i)舗装面に複数の溝を切り、その溝に水を流して舗装面のすべり抵抗を増大させるグルービング工法、
(ii)舗装の表面仕上げ後に凝結遅延剤を散布して表面の硬化を遅らせ、ブラシ等により表面を削り取って、粗骨材の頂部を露出させる骨材露出工法、
(iii)舗装面に樹脂系接着材を塗布した後、硬質骨材を散布して接着させるニート工法等が知られている。
そして、例えば、前記ニート工法として、特許文献1には、道路の舗装面に、ウレタン系樹脂層が設けられ、前記ウレタン系樹脂層に、一部が埋設された凍結抑制機能を発揮し得るゴム材と共に、すべり抵抗性を発揮し得る骨材が設けられている道路の表面処理構造が提案されている。
しかし、前記(i)と(ii)の工法は舗装の施工時に用いるものであり、施工後に、舗装のすべり抵抗性を回復させることはできない。また、(iii)の工法は、樹脂系接着剤を用いるため、コスト高になる。

また、コンクリート舗装の滑り抵抗性を高める粗面処理工法として、
(i)ショットブラスト装置から供給された鋼球を舗装面に投射して粗面処理を行うショットブラスト工法、
(ii)数ｍｍの隙間を設けて連続的に取り付けたダイヤモンドブレードを用いて、舗装面を薄層で研削するダイヤモンドグラインディング工法等が知られている。
しかし、いずれの工法も、硬化した舗装面を機械的に粗面処理するため、騒音や粉塵が発生するほか、広範囲の舗装面に適用する場合は手間がかかるという問題がある。

特開２００９−２６３９９７号公報

「コンクリート舗装の補修技術資料」2010年度版、46頁、48頁、社団法人セメント協会

したがって、本発明は、高いすべり抵抗性を長期に亘って維持できるコンクリート舗装を提供することを目的とする。

そこで、本発明者らは、前記目的を達成するために、特定の無機質多孔体をコンクリート舗装に、特殊な条件で用いることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、以下の［１］〜［２］を提供するものである。
［１］セメント、水、細骨材、粗骨材、減水剤及び粒径１ｍｍ以下の無機質多孔質粉粒体を含むコンクリート舗装であって、
細骨材と無機質多孔質粉粒体の合計体積中の無機質多孔質粉粒体の体積が２０〜７０体積％であることを特徴とするコンクリート舗装、を提供する。
［２］無機質多孔質粉粒体が、オートクレーブ養生した気泡コンクリート、パーライト、ロックウール、軽石、から選ばれる１種以上の粉粒体である［１］記載のコンクリート舗装、を提供する。

ここで、無機質多孔質体は、粒径１ｍｍ以下である。多孔体は、孔形成部分の厚みが適当であり、適度な衝撃で孔部が破損する脆弱性が求められる。しかし、舗装コンクリート全体の強度を保持することも求められる。この条件に適合するもので、具体的には、オートクレーブ養生した気泡コンクリート、パーライト、ロックウール、軽石が特に好ましい。粒径が１ｍｍを越えると、車道用の舗装コンクリートに要求される曲げ強度の基準値（４．５Ｎ／ｍｍ^２以上）を満たすことが困難となる。
無機質多孔質粉粒体の配合量は、コンクリート舗装中の細骨材と無機質多孔質粉粒体の合計体積中に２０〜７０体積％、好ましくは３０〜６０体積％、より好ましくは３５〜５０体積％である。

すべり抵抗性が長期に亘って維持できる理由は明瞭でないが、粒径１ｍｍ以下のパーライトなどの無機質多孔質粉粒体(脆弱な材料)が、舗装の表層等に存在することにより、該脆弱な材料の破損や脱落により、表層に微小な損傷が生じ、舗装表面に波長１ｍｍ以下の細かな凹凸が確保され、滑り抵抗性の低下を抑制する。更に、舗装表層部から、長期に亘って、脆弱材料の破損や脱落が、継続可能となるためであると考えられる。

細骨材と無機質多孔質粉粒体の合計体積中、無機質多孔質粉粒体の体積が２０体積％未満では、充分な凹凸形成ができず、コンクリート舗装のすべり抵抗性が低下する。一方、無機質多孔質粉粒体の体積が７０体積％を越えると、車道用の舗装コンクリートに要求される曲げ強度の基準値（４．５Ｎ／ｍｍ^２以上）を満たすことが困難となる。また、耐摩耗性も低下する。

本発明のコンクリート舗装は、高いすべり抵抗性を長期に亘って維持でき、また高い曲げ強度を有する。従って、補修工事を行う必要がないため、補修にともなう交通規制、環境への影響、費用の発生、などを考慮する必要がない。また、ダイヤモンドグラインディングやブラスト処理のような物理的衝撃を与えないため、コンクリートに生じる損傷を防ぐことができる。

本発明の舗装コンクリートを構成する材料は、少なくとも、無機質多孔質粉粒体、セメント、水、細骨材、粗骨材、および減水剤である。
以下、各材料について説明する。

セメントは、特に制限されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、エコセメント、およびシリカフユームプレミックスセメントからなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。
また単位セメント量は、好ましくは２００〜７４０ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは２７０〜６００ｋｇ／ｍ^３である。該値が２００ｋｇ／ｍ^３未満では舗装コンクリートの強度が低下し、７４０ｋｇ／ｍ^３を超えると舗装コンクリートのすべり抵抗性の低下が認められる。

水は、特に限定されず、水道水、スラッジ水、下水処理水等を用いることができる。コンクリート舗装に用いる水セメント比は、２５〜６５％、好ましくは３０〜６０％である。水セメント比が、２５％以下では、コンクリート面に凹凸が形成され難くなり、６５％を超えると曲げ強度が低下する虞がある。

細骨材は、特に限定されず、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、およびスラグ細骨材からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。また、コンクリート中の細骨材と無機質多孔質粉粒体の合計体積は、好ましくは０．１〜０．５ｍ^３／ｍ^３、より好ましくは０．２〜０．４ｍ^３／ｍ^３である。該値が０．１ｍ^３／ｍ^３未満ではすべり抵抗性の低下抑制効果が低下し、０．５ｍ^３／ｍ^３を超えると舗装コンクリートの流動性やコンシステンシーが低下して、作業性が悪くなる場合がある。

粗骨材は、特に限定されず、川砂利、砕石、スラグ粗骨材等からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。また、単位粗骨材量は、好ましくは１０００〜１３００ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは１０５０〜１２００ｋｇ／ｍ^３、さらに好ましくは１１００〜１１５０ｋｇ／ｍ^３である。該値が１０００ｋｇ／ｍ^３未満では舗装コンクリートの耐久性や耐摩耗性が低下し、１３００ｋｇ／ｍ^３を超えると舗装コンクリートのワーカビリティが低下する場合がある。
また、粗骨材の最大粒径は好ましくは１０〜５０ｍｍ、より好ましくは１３〜４０ｍｍである。該値が１０ｍｍ未満では舗装コンクリートの耐摩耗性が低下し、５０ｍｍを超えると入手が困難なほか、舗装コンクリートのワーカビリティが低下する場合がある。なお、前記細骨材および前記粗骨材は、天然骨材のほか再生骨材も用いることができる。

減水剤は、リグニンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリカルボン酸、およびこれらの塩からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。また、前記の塩は、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩や、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属塩からなる群より選ばれる１種以上が挙げられる。また、これらの減水剤は、減水性能や空気連行性能等により、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、または高性能ＡＥ減水剤等に分類される。これらの中でも、本発明において用いる減水剤は、作業性（混練性や施工性）の確保や耐久性等の観点から、好ましくはＡＥ減水剤であり、より好ましくはリグニンスルホン酸塩を有効成分とするＡＥ減水剤である。
また、減水剤の添加量は、好ましくはセメントに対して０．１〜５．０質量％、より好ましくは０．３〜３．０質量％、さらに好ましくは０．５〜２．０質量％である。該値が０．１質量％未満では減水性能が低く、５．０質量％を超えるとセメントの凝結が遅延する場合があるほかコスト高になる。

また、任意の構成材料として、収縮ひび割れを防止する必要がある場合は、さらに膨張材および／または収縮低減剤を用いることができ、空気量を調節する必要がある場合はＡＥ剤を用いることができる。これは、ＡＥ減水剤としてもよい。また、舗装コンクリートの表面の乾燥を防ぐ必要がある場合は、塗膜養生剤を用いてもよい。

次に、本発明のコンクリート舗装の施工方法を説明する。
該施工方法は、特に制限されず、主に、(a)舗装コンクリートの舗設打設工程、(b)舗装コンクリートの敷き均し工程、(c)舗装コンクリートの締固め工程、(d)舗装
コンクリートの表面仕上げ工程、および(e)舗装コンクリートの養生工程の順に行われる。
また、本発明のコンクリート舗装の施工時において、前出のグルービング工法、または骨材露出工法を併用してもよく、また、該舗装の施工後において、前出の二一ト工法、ショットブラスト工法、またはダイヤモンドグラインディング工法を併用してもよい。
また、本発明のコンクリート舗装を構成する態様として、(a)車道用コンクリート舗装の全体を、本発明のコンクリート舗装で構成する態様と、(b)車道用コンクリート舗装の表層部のみを、本発明のコンクリート舗装で構成する態様が挙げられる。前記(b)において、本発明のコンクリート舗装により構成される表層部の厚さは、好ましくは、該舗装に含まれる粗骨材の最大粒径の３倍以上である。また、前記(b)の態様では、表層部以外の舗装部分は、一般的な車道用コンクリートやアスファルトで構成することができる。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
使用材料について、表１に、舗装体の構成材料と、具体的な銘柄等、密度を示した。

製造方法
表２に、実施例、比較例のコンクリート配合と、空気量、水セメント比、単位粗骨材かさ容量、曲げ強度（材齢２８日）を示した。実施例１では、パーライトを細骨材とパーライトの合計体積の２０体積％となるように配合し、実施例２では、パーライトを細骨材とパーライトの合計体積の５０体積％となるように配合し、比較例１では、パーライトを無混入とし、比較例２では、パーライトを細骨材とパーライトの合計体積の８０体積％となるよう配合した。

各材料を、表２の配合で、２０℃の恒温室内で、５５リットルの強制二軸形ミキサを用いて練り混ぜた。練上り直後に底面が台形状の角柱型枠（上程１５ｃｍ、下底２０ｃｍ、高さ１０ｃｍ）にコンクリートを打ち込み、金ごて仕上げの後、ほうき目仕上げを行った。その後、材齢２８日まで湿布養生を行った。

材齢２８日の供試体に対して、回転式ラベリング試験機を用いて、表３の試験条件で試験を行った。
ラベリング試験の手順は、以下のとおりである。
(1)試験機に供試体を設置し、ノーマルタイヤによりプレロード走行を行う。
(2)プレロード走行終了後、すべり抵抗性ではノーマルタイヤで、耐摩耗性の試験ではスパイクチェーンを装着したタイヤで、それぞれ後述する所定の回転数で走行させる。

ノーマルタイヤを用いたすべり抵抗性の評価は、磨耗作用を与える前、１万回転、３万回転、５万回転、１０万回転、２０万回転および３０万回転後のそれぞれにおいて、日本道路協会Ｓ０２１−２「振り子式スキッドレジスタンステスタによるすべり抵抗測定方法」に準拠して、すべり抵抗性を測定した。
結果を表４に示す。

スパイクチェーンを用いた耐摩耗性の評価は、磨耗作用を与える前、１万回転、２万回転および３万回転後のそれぞれにおいて、日本道路協会Ｂ００２「ラベリング試験方法」（回転スパイクチェーン型）に準拠して、磨耗量を測定した。
結果を表５に示す。

表４および表５から、いずれも、実施例１、２において、比較例１や比較例２より優れたすべり抵抗性と耐磨耗性が得られた。

Claims

セメント、水、細骨材、粗骨材、減水剤及び粒径１ｍｍ以下の無機質多孔質粉粒体を含むコンクリート舗装であって、
細骨材と無機質多孔質粉粒体の合計体積中の無機質多孔質粉粒体の体積が２０〜７０体積％であることを特徴とするコンクリート舗装。
無機質多孔質粉粒体が、オートクレーブ養生した気泡コンクリート、パーライト、ロックウール、軽石、から選ばれる１種以上の粉粒体である請求項１記載のコンクリート舗装。