JP6394851B2 - 舗装構造 - Google Patents

Description

本発明は、透水性及び保水性を備えた舗装構造に関する。

近年、夏場の都心部においては、地球温暖化などに起因するといわれるヒートアイランド現象やゲリラ豪雨（予測困難な突発的で局地的な豪雨）が多発し、地域住民に様々な弊害を与えているが、ヒートアイランド現象を抑制する技術の一つとして、太陽光照射による舗装面の温度上昇を抑制する機能を有する舗装技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１記載の舗装構造は、地盤である路床上に形成された下層路盤と、前記下層路盤上に形成された透水性保水層と、前記透水性保水層上に形成された透水性表層と、を備え、前記透水性保水層を、土材、セメント系固化材及び団粒化剤を含む混合物を固化させることによって形成したものである。日照により舗装面の温度が上昇すると、透水性保水層に貯留されている水分が透水性表層を通過して上昇し、その表面から蒸発する際に気化熱を奪うので、舗装面の温度上昇を抑制することができる。

特許文献２記載の透水性舗装は、通水性を有する袋の中に吸水性材料を詰めた土嚢を埋設して形成した路盤と、透水性を有する材料とから構成されたものであり、前記吸水性材料は、水硬性バインダーを結合材として造粒した多孔質造粒粉などが使用されている。雨天時などに路盤部に貯留された水分が、太陽光の照射によって加熱された路面表面から蒸発する際に気化熱を奪うので、路面の温度上昇を抑制することができる。

特許文献１，２に記載された舗装技術においては、雨天時に舗装面に降り注いだ雨水を路面表面から蒸発させるための水分として貯留しておくために、透水性を有する舗装面の下方領域に、貯水機能を有する透水性保水層（あるいは保水性路盤）が設けられている。このため、特許文献１記載の舗装構造及び特許文献２記載の透水性舗装は、従来の舗装構造に比べ、雨水を吸収、貯留する機能が高く、大雨などの際に舗装面に降り注いだ雨水が舗装面に溢れたり、洪水を引き起こしたりするのを抑制する機能も発揮する。

特開２００５−１８０１６６号公報 特開２００６−１１８３２７号公報

前述したように、特許文献１，２に記載された舗装構造（透水性舗装）は、舗装面の下方に雨水などを貯留する機能を有しているので、大雨の際に舗装面に雨水が溢れたり、洪水を引き起こしたりするのを抑制する機能を発揮するが、近年、多発しているゲリラ豪雨（予測困難な突発的で局地的な豪雨）などのような集中豪雨には対応することができず、舗装面から吸収できなかった雨水が溢れて舗装面が冠水したり、大量の雨水が一挙に側溝に流れ込んで周辺地域に洪水を発生させたりしている。

即ち、ゲリラ豪雨などにより、極めて大量の雨水が短時間のうちに局地的に降り注いだ場合、特許文献１，２に記載された舗装構造（透水性舗装）では、大量の雨水を舗装面から吸収して、貯留しきないので、舗装面から溢れた雨水で道路が冠水したり、大量の雨水が側溝に流れ込んで周辺地域に洪水を引き起こしたりすることがある。

本発明が解決しようとする課題は、ゲリラ豪雨などの集中豪雨の際の道路の冠水や周辺地域の洪水を防止することができ、高強度で耐久性及び耐震性に優れ、施工も容易な舗装構造を提供することにある。

本発明の舗装構造は、舗装構造は、砕石・真砂土・土材のうちの１以上を含む骨材、セメント系固化材若しくは中性固化材、団粒化剤及び水を含む混合物を透水性の袋体に充填して形成した複数の土嚢を前記混合物が固化する前に路床上に配置し、前記土嚢中の混合物を固化させて形成した土嚢層を備え、前記土嚢層において水平方向に隣り合う前記土嚢同士をバンドで連結し、前記土嚢層において鉛直方向に隣り合う前記土嚢同士の間に透水性の補強材である網状部材を介在させたことを特徴とする。ここで、複数の土嚢を前記混合物が固化する前に路床上に配置するとは、複数の土嚢を水平方向に配列することだけでなく、複数の土嚢を垂直方向に積み重ねることも含む。

前記構成のように、袋体に充填された混合物が未固化状態にある複数の土嚢を路床上に配置すると、配置された複数の土嚢は法面の形状や隣り合う他の土嚢の形状に沿って変形し互いに隙間なく密着した状態となるので、土嚢中の混合物が固化すると複数の土嚢同士が隙間なく密着するとともに互いに拘束し合って一体化された強固かつ安定した土嚢層が形成される。従って、地震発生時に土嚢中の混合物が動いて袋体が破れたり、土嚢自体が移動したりして土嚢層が崩壊することがなくなり、高強度で耐久性及び耐震性に優れた舗装構造を構築することができる。

また、砕石・真砂土・土材のうちの１以上を含む骨材、セメント系固化材若しくは中性固化材、団粒化剤及び水を混合すると、団粒化剤に含まれているイオンの作用により、骨材の粒子とセメント系固化材若しくは中性固化材の粒子とが立体的な団粒構造を形成し、混合物中に連続した空隙が発生した状態となった後、セメント系固化材若しくは中性固化材の作用によって固化する。これにより、前記混合物が固化した後の土嚢は強度だけでなく、透水性及び保水性にも優れたものとなるため、短時間のうちに舗装面に降り注いだ大量の雨水を速やかに吸収、貯留することが可能となり、ゲリラ豪雨などの集中豪雨の際の道路の冠水や周辺地域の洪水を防止することができる。なお、セメント系固化材、中性固化材は特に限定しないが、例えば、株式会社真人の商品名「エコパントＩ」などが好適である。

また、本発明の舗装構造は、砕石・真砂土・土材のうちの１以上を含む骨材、セメント系固化材若しくは中性固化材、団粒化剤及び水を含む混合物を透水性の袋体に充填して形成した複数の土嚢を前記混合物が固化する前に路床上に配置し、土嚢中の混合物を固化させて土嚢層を形成するという比較的簡単な作業で構築することができるので、施工も容易である。

ここで、前記土嚢層上に、砕石、セメント系固化材、団粒化剤及び水を含む混合物を打設して固化させて形成した透水性保水層を設けることが望ましい。

また、前記透水性保水層上に、開粒アスファルトを用いて形成した透水性表層を設けることが望ましい。

さらに、本発明の舗装構造の場合は、前記土嚢層において水平方向に隣り合う土嚢同士をバンドで連結している。

このような構成とすれば、土嚢層を形成する複数の土嚢同士が互いに拘束された状態となるので、土嚢層の強度が高まり、耐久性及び耐震性の向上に有効である。

なお、本発明の舗装構造の場合は、前記土嚢層において垂直方向に隣り合う土嚢の間に透水性の補強材である網状部材を介在させている。このような構成とすれば、垂直方向に隣り合う土嚢同士の連結性が高まるので、耐久性及び耐震性がさらに向上する。この場合、前記補強材として網状部材を使用すれば、摩擦抵抗により、垂直方向に隣り合う土嚢が相対的に水平方向にズレ難くなるので、土嚢層の強度が高まり、耐久性及び耐震性の向上に有効である。

一方、前記団粒化剤は、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物を含むものであることが望ましい。

このような成分の団粒化剤を用いれば、土嚢内の混合物中に強固な団粒構造を形成することができるため、外力や自重による土嚢の損傷や変形あるいは破壊を防止することができる。なお、団粒化剤は特に限定しないが、例えば、有限会社グローバル研究所の商品名「ＳＳ−Ｍ１」などが好適である。

本発明により、ゲリラ豪雨などの集中豪雨の際の道路の冠水や周辺地域の洪水を防止することができ、高強度で耐久性及び耐震性に優れ、施工も容易な舗装構造を提供することができる。

本発明の実施形態である舗装構造を示す一部省略垂直断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の舗装構造１０は、砕石を含む骨材、セメント系固化材、団粒化剤及び水を含む混合物２１を透水性の袋体２２に充填して形成した複数の土嚢２０を、当該土嚢２０内の混合物２１が固化する前に、地盤である路床３０上に沿って水平方向に配列するとともに垂直方向に積み上げ、その後、静置して土嚢２０中の混合物２１を固化させて形成した土嚢層５０を備えている。また、土嚢層５０上に透水性保水層５１が設けられ、透水性保水層５１上に透水性表層５２が設けられている。なお、混合物２１を形成する素材である砕石を含む骨材の代わりに、砕石・真砂土・土材のうちの１以上を含む骨材を使用することができ、セメント系固化材の代わりに中性固化材を使用することもできる。

土嚢層５０において水平方向（前後左右方向）に隣り合う土嚢２０同士はそれぞれバンド２３によって連結されている。また、土壌層５０において垂直方向（上下方向）に隣り合う土嚢２０の間には透水性の補強材である網状部材２４が介在されている。

ここで、舗装構造１０の施工方法について説明する。舗装構造１０を施工する場合、図１に示すように、砕石（平均粒径４０ｍｍ程度）、セメント系固化材（若しくは中性固化材）、団粒化剤及び水を含む混合物２１を透水性の袋体２２に充填して土嚢２０を形成し、土嚢２０中の混合物２１が固化する前に複数の土嚢２０を路床３０上に積み上げる。この後、土嚢２０中の混合物２１が固化すると土嚢層５０が形成される。

砕石（平均粒径４０ｍｍ程度）、セメント系固化材（若しくは中性固化材）、団粒化剤及び水を含む混合物２１の組成は限定しないが、本実施形態では混合物２１の組成を以下のように設定している。即ち、砕石１立方メートルに対して、
セメント系固化材（若しくは中性固化材）：６０ｋｇ〜１００ｋｇ
団粒化剤：１．０リットル〜２．０リットル
水：６０リットル〜１２０リットル
なお、前述した組成は一例を示すものであり、施工条件に応じて適宜変更することができる。

本実施形態において、セメント系固化材として、株式会社真人の商品名「エコパントＩ」を使用しているが、これに限定するものではないので、中性固化材を使用することもできる。また、団粒化剤は、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物を含むもの（有限会社グローバル研究所の商品名「ＳＳ−Ｍ１」）を使用しているが、これに限定するものではない。

また、本実施形態においては、複数の土嚢２０を路床３０上に積み上げる工程中に、水平方向（前後左右方向）に隣接する土嚢２０同士をそれぞれバンド２３で連結し、鉛直方向（上下方向）に隣り合う土嚢２０の間には透水性の補強材である網状部材２４を配置している。

土嚢２０中の混合物２１が固化して土嚢層５０が形成されたら、土嚢層５０上に透水性保水層５１を設け、その後、透水性保水層５１上に透水性表層５２を設けると舗装構造１０が完成する。透水性保水層５１は、砕石、セメント系固化材、団粒化剤及び水を含む混合物を打設して固化させることによって形成される。また、透水性表層５２は、透水性保水層５１上に開粒アスファルトを打設することによって形成される。なお、土嚢層５０の上面と透水性保水層５１との間に透水シートを介在させることもできる。

前述したように、袋体２２に充填された混合物２１が未固化状態にある土嚢２０を路床３０上に積み上げていくと、積み重なった土嚢２０は路床３０の上面の形状や隣り合う他の土嚢２０の形状に沿って変形して互いに隙間なく密着した状態となるので（図１中の円形内の拡大図参照）、土嚢２０中の混合物２１が固化すると複数の土嚢２０同士が隙間なく密着するとともに、互いに拘束し合って一体化し、強固かつ安定した土嚢層５０が形成される。従って、地震発生時に土嚢２０中の混合物が動いて袋体２２が破れたり、土嚢２０自体が移動したりして土嚢層５０が崩壊することがなくなり、高強度で耐久性及び耐震性に優れた舗装構造１０を構築することができる。

また、砕石、セメント系固化材、団粒化剤及び水を混合すると、団粒化剤に含まれているイオンの作用により、砕石の粒子とセメント系固化材の粒子とが立体的な団粒構造を形成し、混合物２１中に連続した空隙が発生した状態となった後、セメント系固化材（若しくは中性固化材）の作用によって固化するので、混合物２１が固化した後の土嚢２０は強度だけでなく、透水性及び保水性にも優れたものとなる。また、土嚢層５０上の透水性保水層５１も土嚢２０と同等の透水性及び保水性を備え、透水性保水層５１上の透水性表層５２は優れた吸水性及び透水性を備えている。

従って、舗装面１０ａ（透水性表層５２の表面）に降り注いだ雨水は速やかに透水性表層５２に吸収され、その中を透過して、透水性表層５２の下方の透水性保水層５１に流入し、その内部に貯留される。透水性保水層５１に大量の雨水が流入し、貯留しきれなくなったときは、透水性保水層５１から下方の土嚢層５０に向かって雨水が流下し、土嚢２０の内部あるいは土嚢２０同士の隙間に貯留される。

このように、舗装構造１０においては、透水性保水層５１及び土嚢層５０が透水性及び保水性を備えているので、短時間のうちに舗装面１０ａ（透水性表層５２の表面）に大量の雨が降り注ぐことがあっても、降り注いだ大量の雨水を速やかに吸収し、透水性保水層５１及び土嚢層５０の内部に水分として貯留することができる。従って、ゲリラ豪雨などの集中豪雨の際の舗装面１０ａの冠水や周辺地域の洪水を防止することができる。

一方、夏場の太陽光の照射により舗装面１０ａの温度が高められると、透水性保水層５１や土嚢層５０などに貯留されている水分が透水性表層５２を通過して上昇していき、透水性表層５２の表面（舗装面１０ａ）から蒸発する際に気化熱を奪うので、舗装面１０ａの温度上昇を抑制することができ、都心部においてはヒートアイランド現象の抑制に有効である。

舗装構造１０は、砕石・真砂土・土材のうちの１以上を含む骨材、セメント系固化材若しくは中性固化材、団粒化剤及び水を含む混合物２１を透水性の袋体２２に充填して形成した複数の土嚢２０を混合物２１が固化する前に路床３０上に配置し、土嚢２０中の混合物２１を固化させて土嚢層５０を形成するという比較的簡単な作業で構築することができるので、施工も容易である。

また、土嚢層５０において水平方向に隣り合う土嚢２０同士をバンド２３で連結することにより、土嚢層５０を形成する複数の土嚢２０同士を互いに拘束しているため、土嚢層５０は高強度であり、耐久性及び耐震性に優れている。

また、土嚢層５０において鉛直方向に隣り合う土嚢２０の間に透水性の補強材である網状部材２４を介在させ、鉛直方向に隣り合う土嚢２０同士の連結性を高めているため、耐震性の向上に有効である。なお、舗装構造１０においては、網状部材２４を省略した構成とすることもできる。

一方、団粒化剤として、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物を含むものを用いたことにより、土嚢２０内の混合物２１中に強固な団粒構造を形成することができるため、外力や自重による土嚢２０の損傷や変形あるいは破壊を防止することができる。

なお、図１に基づいて説明した舗装構造１０は本発明の一例を示すものであり、本発明に係る舗装構造は前述した舗装構造１０に限定するものではない。

本発明の舗装構造は、車道、歩道などの一般道路あるいは園路や広場などの舗装手段として広く利用することができる。

１０ 舗装構造
１０ａ 舗装面
２０ 土嚢
２１ 混合物
２２ 袋体
２３ バンド
２４ 網状部材
３０ 路床
５０ 土嚢層
５１ 透水性保水層
５２ 透水性表層

Claims (4)

1. 砕石・真砂土・土材のうちの１以上を含む骨材、セメント系固化材若しくは中性固化材、団粒化剤及び水を含む混合物を透水性の袋体に充填して形成した複数の土嚢を前記混合物が固化する前に路床上に配置し、前記土嚢中の混合物を固化させて形成した土嚢層を備え、前記土嚢層において水平方向に隣り合う前記土嚢同士をバンドで連結し、前記土嚢層において鉛直方向に隣り合う前記土嚢同士の間に透水性の補強材である網状部材を介在させたことを特徴とする舗装構造。
2. 前記土嚢層上に、砕石、セメント系固化材、団粒化剤及び水を含む混合物を打設して固化させて形成した透水性保水層を設けた請求項１記載の舗装構造。
3. 前記透水性保水層上に、開粒アスファルトを用いて形成した透水性表層を設けた請求項２記載の舗装構造。
4. 前記団粒化剤が、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物を含むものである請求項１〜３のいずれかに記載の舗装構造。