JP6381500B2 - 道路の補修剤及び道路の補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、クラック、欠損及び窪みの少なくとも一つが生じた道路を補修する道路の補修剤及び道路の補修方法に関するものである。

近年、個人宛の荷物の配送量が大幅に増加してきているのに伴い、配送業を中心とした交通量が増加してきている。そのため、道路表面のひび割れや欠損、摩耗による窪みが発生し、交通上の大きな問題になっている。特に交通量の多い道路や、高速道路などでこのような問題が発生しやすいとともに、そのまま車両の通行を続けると道路の破損が拡大していきやすいため、事態が深刻になっている。

従来はこのような道路のひび割れや欠損、窪みを修復するのに、アスファルト合材を用いていた。すなわち、アスファルト合材を高温にして溶かし、それをひび割れや欠損、窪みに注入・充填して、ローラやランマー等を用いて注入・充填箇所を押し固めるという補修を行っていた。このようなアスファルト合材を用いた補修では、アスファルト合材の溶融温度が約２４０℃であるため、高温で危険な作業となり、アスファルト合材がひび割れの中に注入されても途中で冷えて固まってしまい、ひび割れの最深部までは注入できないという短所があった。また、アスファルト合材が十分に冷めるまで最低６〜７時間は必要であるため、長時間道路が使用できないという短所もあった。

そこで、アスファルト合材に代わる補修剤として、特許文献１乃至３に記載されているものが提案されている。

特開平２−８８８０２号公報 特開２００４−６０３８４号公報 特表２０１５−５００９３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている道路の補修剤はエポキシ変性ポリオール樹脂とイソシアネート化合物を含有する合成樹脂と骨材とからなるが、実施例に記載されているように強度を十分に確保するために骨材の割合が９０％以上であって、３つの構成部材を混合してからのポットライフが７分と短いため、ひび割れの最深部まで十分に注入されないという問題があった。すなわち、特許文献１の補修剤は、道路の凹部（例えばマンホール周縁部）を対象としているため、ひび割れの補修には不向きである。

また、特許文献２に記載されている道路の舗装方法は、適切な粒度に破砕した骨材を敷き詰め締め固めた後、この上から湿気硬化型ポリウレタン樹脂溶液を散布して硬化させるものであるが、この方法は道路の一部を掘り返した後に舗装を行う方法であるので、ひび割れに対しては、最深部までの注入が困難で、十分な強度が確保できないという問題があった。

さらに、特許文献３に記載されている道路の補修方法は、少なくとも２０ｇ／ｍ^２の量の重合体材料を損傷部位に塗布し、少なくも８０ｇ／ｍ^２の量の第１のポリウレタン混合物を前記重合体材料に塗布し、そして前記第１のポリウレタン混合物に、少なくとも１種の鉱物骨材及び第２のポリウレタン反応混合物を含む混合物を塗布し、当該材料を硬化させるというものであり、材料も工程も多いため、時間、手間、コストが大きくなるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ひび割れ等の道路の補修を短時間で、且つ十分な強度で行える道路の補修剤を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の道路の補修剤は、クラック、欠損及び窪みの少なくとも一つが生じた道路を補修する道路の補修剤であって、イソシアネート化合物を含有する液状の第１の部材と、ポリアミン化合物およびポリオール化合物を含有する液状の第２の部材とを有する構成を備えている。ここで、クラックとは道路に生じたひび割れのことであり、欠損とは道路の一部が欠けて失われた状態となっている部分のことであり、窪みとは、摩耗や道路の変形等により生じた穴あるいは凹部のことである。

前記第１の部材と前記第２の部材とを混合した直後の粘度が、２３℃において２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。ここで「第１の部材と第２の部材とを混合した直後」というのは、第１の部材と第２の部材とを３分以内に略均一に混合し、それから２分以内に、ということを表している。

前記ポリアミン化合物の量は前記ポリオール化合物に対して、モル比において２倍以上７倍以下であることが好ましい。

前記ポリアミン化合物は芳香族ジアミン化合物であってもよい。前記芳香族ジアミンは、3,3'-ジクロロ-4,4'-ジアミノジフェニルメタンであることが好ましい。

さらに発泡触媒を有していて、前記発泡触媒の量は、発泡によって全体の体積を１．０５倍以上２倍以下とする量であってもよい。

前記第１の部材及び前記第２の部材の少なくとも一方に着色剤が含まれていてもよい。

本発明の道路の補修方法は、クラック、欠損及び窪みの少なくとも一つが生じた道路を補修する道路の補修方法であって、イソシアネート化合物を含有する液状の第１の部材と、ポリアミン化合物およびポリオール化合物を含有する液状の第２の部材とを混合する混合工程と、前記混合工程にて得られた混合液を道路のクラック、欠損及び窪みの少なくとも一つに入れる注入工程と、前記クラック、欠損及び窪みの少なくとも一つに入った前記混合液の表面に滑り止め部材を載せる工程とを含む。

前記混合工程において、前記第１の部材と前記第２の部材とを混合した直後の粘度が、２３℃において２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。

本発明の道路の補修剤は、イソシアネート化合物を含有する液状の第１の部材と、ポリアミン化合物およびポリオール化合物を含有する液状の第２の部材とを有しているので、これらの両部材を混合してクラック、欠損、窪みに注入すると最深部まで注入され、それから硬化してウレア・ウレタン樹脂となり、短時間で補修が行えるとともに、クラック、欠損、窪みの隅々にまで行き渡って強固に接着し、道路として十分な強度を確保することができる。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
実施形態１では、液状の第１の部材としてイソシアネート化合物を含有する液体を用い、液状の第２の部材としてポリアミン化合物およびポリオール化合物を含有する液体を用いる。イソシアネート化合物としてはジイソシアネートが好ましく、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートのいずれも使用できるが、芳香族ジイソシアネートが好ましい。本実施形態において使用できるジイソシアネートとしては、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリス（６−イソシアネートヘキシル）イソシアヌレート、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートの付加体、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）及びこれら２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩの混合物、２，４−トリレンジイソシアネートの二量体、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、メタキシリレンジイソシアネート（ＭＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、４，４′−ビフェニルジイソシアネート、ジフェニルエーテル−４，４′−ジイソシアネート、３，３′−ジトルエン−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ジアニシジンジイソシアネート（ＤＡＤＩ）、３，３′−ジメチル−４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネート（ＴＴＩ）等を好ましく挙げることができる。

ポリアミン化合物としてはジアミンが好ましく、芳香族ジアミン、脂肪族ジアミンのいずれも使用できるが、芳香族ジアミンが好ましい。本実施形態において使用できるジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、ジアミノジフェニルエーテル系芳香族ポリアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、１−メチル−３，５−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン、１，３−ジメチル−２，４−ジアミノベンゼン、１，３−ジメチル−２，５−ジアミノベンゼン、１，３−ジエチル−２，４−ジアミノベンゼン、１，３−ジエチル−２，５−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、１，３，５−トリエチルー２，６−ジアミノベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン等のジアミノベンゼン類、３，５，３’，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン等のジアミノジフェニルメタン等を好ましく挙げることができる。ポリアミン化合物が含有されていることにより、補修剤の耐久性が向上する。

ポリオール化合物としてはジオールが好ましく、芳香族ジオール、脂肪族ジオールのいずれも使用できるが、脂肪族ジオールが好ましい。本実施形態において使用できるジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール（１，３−ＢＤ）、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）、ベンゼンジオール、ブタンジオール、ポリエチレンプロピレンエーテルジオール等を好ましく挙げることができる。ポリオール化合物が含有されていることにより第１の部材と第２の部材とを混合したときの混合液の粘度を低くすることができる。

ポリアミン化合物の量はポリオール化合物に対して、モル比において２倍以上７倍以下であることが好ましい。ポリアミン化合物がポリオール化合物に対して、モル比において２倍未満であったり７倍を超えると、第１の部材と第２の部材を混合した際に取り扱いが困難になったり、道路のクラック等に補修剤を注入し、硬化した後の強度が十分に大きくならなかったりするおそれがある。

第１の部材と第２の部材とを所定の質量割合で混合した直後の粘度が、２３℃において２０００ｍＰａ・ｓ以下である。

第１の部材および第２の部材の少なくとも一方に、添加剤を加えても構わない。添加剤としては、着色剤、可塑剤、硬化触媒、発泡触媒、消泡剤などを挙げることができるが、これら以外の添加剤を加えても構わない。着色剤としては、道路と同じ色にする場合は黒色の着色剤（例えばカーボン粉末）を用いればよいし、補修箇所を目視により判定できるようにするため道路とは異なる色にする場合は、種々の色の公知の着色剤を用いればよい。可塑剤は、各部材の粘度および両部材を混合した際の粘度を考慮して種類及び量を選べば良い。硬化触媒は、要望される硬化時間に応じて種類及び量を選べば良い。発泡触媒を添加すると、ひび割れの最深部に補修剤が入って行きやすくなりやすい。また、補修剤は最初は液体であるので注入した後に周囲に流れていってその表面が路面より低くなってしまうが、発泡触媒を添加して発泡させると、表面が盛り上がり、路面とほぼ同じ高さとなる。発泡触媒の種類及び量は、発泡により補修剤全体の体積が１．０５倍以上２倍以下となるように選択すればよい。消泡剤も注入後に補修剤の内部の泡がほぼ消えてしまうように種類及び量を選べば良い。

また、骨材を使用しなくても構わないが、骨材を加えてもよい。そして、道路の補修箇所に本実施例の補修剤を注入した後に、補修剤が硬化し終える前に補修剤の表面に滑り止め部材を載せることが好ましい。これにより、滑り止め部材が補修剤表面に固定され、自動車や自動二輪車のタイヤが補修部分においてスリップすることが防止される。滑り止め部材としては、例えば、珪砂、エメリー骨材、カラーエメリー骨材、アルミナ骨材、セラミック骨材等を好ましく挙げることができる。

第１の部材、第２の部材ともに有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤を含むことにより、両部材ともに適切な粘度とすることが可能となる場合がある。

さらに、添加剤や溶媒を第３の部材として、第１の部材、第２の部材に加えてもよい。

次に本実施形態における道路の補修方法を説明する。なお、この方法は一つの例であり、本発明はこの例に限定されない。

最初に道路の補修箇所の清掃を行う。クラック、欠損および窪み周囲のゴミや砂などを除去するとともに、クラック、欠損、窪み内部のゴミや砂などをブロワーで吹き飛ばして、あるいは掃除機で吸い込んで除去する。

それから補修箇所の周囲に粘着テープを貼り付けることにより、補修箇所を粘着テープで囲う。

次に、第１の部材と第２の部材とを所定の質量比で混合させて補修剤を形成させる。第１の部材と第２の部材とは均一になるように混合を行う。この際、いずれか一方に着色剤が入っていると、均一に混合できたか否かが目視で容易に判定できるので好ましい。また、第１の部材と第２の部材とを混合させると硬化反応が始まるので、混合はできるだけ素早く行う。混合の直後には、補修剤は２３℃において２０００ｍＰａ・ｓ以下の粘度になっている。粘度はＢＨ型粘度形で測定した値である。

それから、補修箇所のクラック、欠損および窪みに補修剤を注入する。クラック等に注入を行う専用器具を用いても良いが、粘度が低いのでローラ等を用いて補修箇所に補修剤を塗布してもクラックの最深部、最奥部にまで補修剤が注入される。さらに、補修箇所の表面や内部に水分が存在していたり発泡触媒が添加されていると、補修剤が発泡して体積が増加するため、補修剤がクラックの最深部、最奥部にまで十分に侵入していく。また、補修剤の粘度が低いために注入後の補修剤の表面が周囲の路面よりも低くなってしまうことがあるが、発泡触媒が添加されていると補修剤が発泡して体積が増加するため、硬化後の補修剤表面が周囲の路面よりも低くなることが防止される。発泡によって全体の体積を１．０５倍以上２倍以下となるように発泡触媒の添加量を調整することが好ましい。体積の増加が１．０５倍未満であると硬化後の補修剤表面が周囲の路面よりも低くなるおそれがあり、２倍を超えると硬化後の補修剤表面が周囲の路面よりも高くなるおそれがある。

補修剤を補修箇所に注入した後、補修剤が硬化する前に、その表面に滑り止め部材を散布して載せる。滑り止め部材は砂状であったり粒状であったりするが、硬化前の補修剤の上に載せられるので滑り止め部材は補修剤と接着されて固定される。

補修剤が硬化したら粘着テープを剥がして補修は終了となる。補修剤の硬化時間は３時間以内であると、補修工事による交通停止の時間が短いため好ましい。補修剤は、補修箇所への注入が可能である低粘度の時間（ポットライフ）と硬化時間とが好ましい範囲となるように設計する必要がある。すなわち、硬化時間が短い方が交通停止の時間が短いため好ましいが、ポットライフも短くなるため補修工事を素早く行う必要があり、工事の途中で補修剤が硬化してきて、補修剤がクラックの最深部、最奥部にまで十分に侵入していかないおそれがある。逆にポットライフを長くすると補修工事の時間に余裕が出るが、硬化時間が長くなり交通停止の時間も長くなってしまう。

ポットライフと硬化時間とのバランスは、イソシアネート化合物の種類、ポリアミン化合物の種類、ポリオール化合物の種類、これら３つの化合物の量比、硬化触媒や他の添加物の種類や量、溶媒の量などによって調整を行う。ただし、ポットライフ及び硬化時間は、温度が低いと長く、温度が高いと短くなるので、使用時の外気温によりポットライフ及び硬化時間は変わってしまう。従って、所定の温度（例えば２５℃）でポットライフ及び硬化時間が異なる３種類くらいの補修剤を予め用意しておいて、外気温および工事時間によってその３種類の中から適当なものを選択するようにしてもよい。

道路が破損してクラック等がある場合は舗装の下の路盤にまで雨がしみこんで路盤が崩れてしまうことが生じていたが、本実施形態では、補修剤により道路のクラックや欠損、窪みが完全に塞がれるとともに、本実施形態の補修剤は雨をしみこませないため、路盤が崩れてしまうことを防止できる。

本実施形態では、２つの液状部材を用意しておいて、工事現場でそれらを混合させてクラック等に注入すれば、補修工事自体が１時間ほどで終了して再び車両が通行できるようになるので、簡単な道路補修方法であり、コストも低廉で、工事の習熟度も低くてよく、交通停止も非常に短時間で済む。

＜実施例＞
ジイソシアネートであるメチレンビス（4,1-フェニレン）＝ジイソシアネートを含む樹脂８３重量部、添加剤（可塑剤、着色剤など）を１７重量部混合したものを第１の部材とした。着色剤としては黒色であるカーボンブラックを用いた。可塑剤としてフタル酸ジイソノニルフタレートを用いた。第１の部材の粘度は２３℃において約７００ｍＰａ・ｓであった。

アミン化合物である3,3'-ジクロロ-4,4'-ジアミノジフェニルメタンを含む樹脂６６重量部、ポリオール化合物であるポリプロピレングリコールを１６重量部、添加剤（可塑剤、有機系硬化触媒、消泡剤など）を１８重量部混合したものを第２の部材とした。可塑剤としてフタル酸ジイソノニルフタレートを用いた。第２の部材の粘度は２３℃において約１８００ｍＰａ・ｓであった。

これらの第１の部材と第２の部材とを容量比で１：１の割合で混ぜ合わせて、室温にて攪拌機にて約２分間混合した。全体が黒色となったことにより混合が完了したと判断した。混合直後に粘度を測定したところ、２３℃において約１２００ｍＰａ・ｓであった。ポットライフは約８分であった。

このようにして混合して作成した補修剤をローラを用いて道路のクラックが生じている部分に塗布を行った。塗布は第１の部材と第２の部材とを混合し終えてから７分で終えた。補修剤はクラックの奥にまで入っていった。

その直後に、塗布した補修剤の表面に滑り止め部材であるエメリー骨材を散布した。４５分ほど経過すると補修剤は硬化し、滑り止め材は補修剤の表面に固定された。硬化した補修剤の塗膜硬度は４０℃で６７（測定方法：ＪＩＳ Ｋ ７２１５ タイプＡ）、伸び率は３００％（測定方法：ＪＩＳ Ｋ ６０２１）、引っ張り強度は１３Ｎ／ｍ・ｍ^２（測定方法：ＪＩＳ Ｋ ６０２１）、引裂強度６２Ｎ／ｍｍ（測定方法：ＪＩＳ Ｋ ６０２１）、透水試験結果０．９ｍｌ（測定方法：ＪＩＳ Ｋ ６９０９ 透水試験Ｂ法 ２４時間）、透水試験結果２．１ｍｌ（測定方法：ＪＩＳ Ｋ ６９０９ 透水試験Ｂ法 ７日間）、付着性試験結果０．８３Ｎ／ｍ・ｍ^２（測定方法：建研式接着剥離試験（下地ＳＭＡ））という性能を有していた。また、硬化後に通常の交通状態においたが、少なくとも２日間たっても補修部分に何ら変化は見られなかった。

（その他の実施形態）
上述の実施形態は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。

Claims (8)

1. クラック、欠損及び窪みの少なくとも一つが生じた道路を補修する道路の補修剤であって、
   イソシアネート化合物を含有する液状の第１の部材と、
   ポリアミン化合物およびポリオール化合物を含有する液状の第２の部材と
   を有し、
   前記第１の部材と前記第２の部材とを混合した直後の粘度が、２３℃において２０００ｍＰａ・ｓ以下である、道路の補修剤。
2. 前記ポリアミン化合物の量は前記ポリオール化合物に対して、モル比において２倍以上７倍以下である、請求項１に記載されている道路の補修剤。
3. 前記ポリアミン化合物は芳香族ジアミン化合物である、請求項１又は２に記載されている道路の補修剤。
4. さらに発泡触媒を有しており、前記発泡触媒の量は、発泡によって全体の体積を１．０５倍以上２倍以下とする量である、請求項１から３のいずれか一つに記載されている道路の補修剤。
5. 前記第１の部材及び前記第２の部材の少なくとも一方に着色剤が含まれている、請求項１から４のいずれか一つに記載されている道路の補修剤。
6. 前記芳香族ジアミン化合物は、3,3'-ジクロロ-4,4'-ジアミノジフェニルメタンである、請求項３に記載されている道路の補修剤。
7. クラック、欠損及び窪みの少なくとも一つが生じた道路を補修する道路の補修方法であって、
   イソシアネート化合物を含有する液状の第１の部材と、ポリアミン化合物およびポリオール化合物を含有する液状の第２の部材とを混合する混合工程と、
   前記混合工程にて得られた混合液を道路のクラック、欠損及び窪みの少なくとも一つに入れる注入工程と、
   前記クラック、欠損及び窪みの少なくとも一つに入った前記混合液の表面に滑り止め部材を載せる工程と
   を含む、道路の補修方法。
8. 前記混合工程において、前記第１の部材と前記第２の部材とを混合した直後の粘度が、２３℃において２０００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項７に記載されている道路の補修方法。