JP6553464B2 - コンクリート舗装構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート舗装構造及びその施工方法に関する。

道路の路面などを舗装する手法として、コンクリート舗装が知られている。一般に、コンクリート舗装はコンクリート版の集合体であり、隣接するコンクリート版の間に目地が形成されている。目地は、コンクリート版の膨張、収縮、そりなどをある程度自由に起こさせることによって応力を軽減し、ひび割れの発生を防止するなどの役割を果たす。また、目地には、雨水などの水が路盤に侵入しないようにするために、目地材（充填材）が充填されている。目地に充填された目地材は、時間の経過と共に徐々に流出するため、定期的に目地材を注入するなどの維持管理を行わなければならない。

雨水などの水が目地から路盤に侵入すると、車両の走行時に、コンクリート版のたわみによるコンクリート版の直下に生じる圧力で路盤中の細粒分が泥水として吹き上げられるポンピング現象が起こる。このポンピング現象の繰り返しにより、コンクリート版下の路盤に空洞が形成され、隣接するコンクリート版に段差が生じる。この段差は、車両の走行時における安全性及び乗り心地（快適性）の低下や、騒音及び振動の原因となる。
段差の補修工法としては、一般に、パッチング工法、注入工法、オーバーレイ工法及び打換え工法が知られている。しかしながら、これらの工法は、補修時に交通を遮断する必要がある上、頻繁な補修が必要であったり、施工費も高くなったりするなどの問題がある。そのため、段差を補修するよりも、段差が生じ難いコンクリート舗装構造の開発が望まれている。

従来、ポンピング現象に起因する段差を生じ難くする方法として、路盤をセメント安定処理路盤やアスファルト安定処理路盤とする方法が知られている。しかしながら、この方法は、施工費が高いという問題がある。
また、ポンピング現象に起因する段差が生じ難いコンクリート舗装構造として、特許文献１には、隣接するコンクリート版の目地の下方に枕版を敷設し、コンクリート版の端部をボルトで枕版に固定すると共に、コンクリート版に設けられているボルト通し孔を、コンクリート版の温度伸縮を許容する大きさとした構造が提案されている。しかしながら、このコンクリート舗装構造は、雨水などの水が目地から路盤に侵入することを防止することができるものの、ボルトによるコンクリート版と枕版との間の接続部の構造が複雑であり、手間がかかると共に施工費も高いという問題がある。

特開２００８−７５３３９号公報

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ポンピング現象に起因する段差が生じ難く、しかも容易且つ低コストで施工可能なコンクリート舗装構造及びその施工方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を行った結果、雨水などの水が目地に侵入したとしても、雨水などの水を路盤に侵入させることなく外部に排出することが可能な構造を形成することにより、ポンピング現象の発生を防止し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の第（１）項〜第（６）項である。
（１）隣接するコンクリート版の間に形成される目地の下方に枕版が敷設されたコンクリート舗装構造であって、
前記枕版が、前記目地に沿って形成された排水用溝を有しており、前記目地から侵入した水が前記排水用溝を介して排出されることを特徴とするコンクリート舗装構造。

（２）前記枕版の排水用溝が、道路の側溝に設けられた排水口に接続されていることを特徴とする第（１）項に記載のコンクリート舗装構造。
（３）前記コンクリート版が、現場打ちコンクリート版であることを特徴とする第（１）項又は第（２）項に記載のコンクリート舗装構造。
（４）前記枕版が、３０Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度を有するコンクリートから形成されていることを特徴とする第（１）項〜第（３）項のいずれか一項に記載のコンクリート舗装構造。

（５）排水用溝を有する枕版を路盤上に敷設して転圧し、その上に路盤紙を敷設してコンクリートを打設した後、前記枕版の排水用溝に沿ってカッタ切断して目地を形成することを特徴とする、コンクリート舗装構造の施工方法。
（６）排水用溝を有する枕版を路盤上に敷設して転圧し、その上に路盤紙を敷設すると共に前記枕版の排水用溝に沿って仮挿入物を配置した後、コンクリートを打設し、前記仮挿入物を除去することによって目地を形成することを特徴とする、コンクリート舗装構造の施工方法。

本発明によれば、ポンピング現象に起因する段差が生じ難く、しかも容易且つ低コストで施工可能なコンクリート舗装構造及びその施工方法を提供することができる。

本発明のコンクリート舗装構造の車両の走行方向における縦断面図である 本発明のコンクリート舗装構造の道路幅方向における縦断面図である。

以下、本発明のコンクリート舗装構造及びその施工方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
図１は、本発明のコンクリート舗装構造の車両の走行方向における縦断面図である。また、図２は、本発明のコンクリート舗装構造の道路幅方向における縦断面図である。
図１及び２に示すように、本発明のコンクリート舗装構造は、路盤１上に敷設されたコンクリート版２と、隣接するコンクリート版２の間に形成される目地３の下方に設けられた枕版４とを有する。

ここで、本発明において「路盤１」とは、ポンピング現象が生じ易い砕石路盤などを主な対象とするが、ポンピング現象を発生し難くするために予め処理されたセメント安定処理路盤やアスファルト安定処理路盤などであっても適用可能である。また、本発明において「目地３」とは、道路幅方向に形成される横目地を主な対象とするが、車両の走行方向に形成される縦目地にも応用可能である。

コンクリート版２としては、コンクリート舗装に用いられ得るものであれば特に限定されない。その中でも、コンクリート版２は、普通コンクリート舗装、転圧コンクリート舗装、連続鉄筋コンクリート舗装に用いられ得るものが好ましい。
また、コンクリート版２は、現場打ちコンクリート版の他、プレキャストコンクリート版であってもよい。ただし、コンクリート版２としてプレキャストコンクリート版を用いる場合、プレキャストコンクリート版を所定の位置に保持するために、ボルトなどを用いてコンクリート版２と枕版４とを連結させることが必要である。また、プレキャストコンクリート版を用いる場合、コンクリート版２と枕版４との間にグラウト材を一般に設ける必要があるのに対し、現場打ちコンクリート版を用いる場合、グラウト材は不要である。したがって、施工の容易性及び手間などを考慮すると、コンクリート版２は現場打ちコンクリート版であることが好ましい。

隣接するコンクリート版２の間に形成される目地３は、コンクリート版２の膨張、収縮、そりなどをある程度自由に起こさせることによって応力を軽減し、ひび割れの発生を防止するなどの役割を有する。目地３の幅は、特に限定されないが、一般に１ｍｍ〜２ｍｍである。
目地３は、目地３に沿って形成された枕版４の排水用溝５と接続している。そのため、目地３から侵入した水は、排水用溝５を介して排出される。したがって、目地３から水が侵入しても路盤１に侵入しないため、ポンピング現象の発生を防止することができ、段差が発生し難くなる。枕版４に排水用溝５が形成されていない場合、目地３から侵入した水がコンクリート版２と枕版４との隙間から路盤１に侵入し、ポンピング現象が発生して段差が発生してしまう。

なお、目地３から水が侵入しても枕版４の排水用溝５から排出されるため、目地３に目地材６を充填しなくてもよいが、コンクリート舗装の初期段階では、図１に示すように、目地３に水を侵入し難くする観点から、目地材６を充填してもよい。このようにすることにより、より長期に渡ってポンピング現象に起因する段差の発生を防止することができる。なお、目地３に充填された目地材６は、時間の経過と共に徐々に流出するが、目地材６流出後は、枕版４の排水用溝５から水が排出されるため、定期的に目地材６を注入するなどの維持管理を行わなくてもよい。

排水用溝５の形状としては、目地３から侵入した水を排出可能な形状であれば特に限定されない。排水用溝５の形状の例としては、断面形状が、図１に示すような半楕円形状であるものの他、半円形状、四角形状などの各種形状のものなどが挙げられる。
また、排水用溝５の大きさは、特に限定されず、枕版４の大きさなどに応じて適宜調整すればよい。例えば、枕版４は、製造及び施工の手間、強度などを考慮すると、車両の走行方向の長さが好ましくは２０ｃｍ〜４０ｃｍ、より好ましくは２５ｃｍ〜３５ｃｍであり、道路幅方向の長さが好ましくは５０ｃｍ〜２００ｃｍ、より好ましくは１００〜１５０ｃｍ、厚さが好ましくは２．５ｃｍ〜２０ｃｍ、より好ましくは４ｃｍ〜１２ｃｍである。このような大きさの枕版４を用いる場合、形成される排水用溝５は、枕版４の強度及び水の排出効率の観点から、最大深さが１．５ｃｍ〜２．５ｃｍ（ただし、枕版４の厚さの半分以下）、最大幅が１０ｃｍ〜２０ｃｍ（ただし、車両の走行方向の枕版４の長さの半分以下）であることが好ましい。

枕版４としては、遮水性の材料から形成されているものであれば特に限定されない。例えば、当該技術分野において公知のコンクリート製の枕版４を用いることができる。
枕版４の排水用溝５は、排水用溝５に対応する形状を備える型を用いて形成してもよいし、切削などの機械的処理を行って排水用溝５を形成してもよい。
枕版４は、路盤１の所定の箇所に形成された凹部に配置される。この枕版４の上面（コンクリート版２側の面）は、凹部が形成されていない路盤１の表面と同じ高さになっている。枕版４の上面を凹部が形成されていない路盤１の表面と同じ高さにするためには、枕版４を路盤１の凹部に配置した後、転圧ローラなどで締め固めることが好ましい。このような方法を用いる場合、転圧ローラなどで締め固める際に枕版４の破壊を防止する観点から、圧縮強度が好ましくは３０Ｎ／ｍｍ^２以上、より好ましくは４０Ｎ／ｍｍ^２以上の枕版４を使用することが望ましい。
また、枕版４の圧縮強度は、枕版４の厚さと密接な関係を有しているため、使用する枕版４の圧縮強度に応じて枕版４の厚さを設定することが望ましい。例えば、圧縮強度が４０Ｎ／ｍｍ^２の枕版４を用いる場合、枕版４の厚さは８ｃｍ〜１２ｃｍであることが好ましく、圧縮強度が２００Ｎ／ｍｍ^２の枕版４を用いる場合、枕版４の厚さは４ｃｍ〜６ｃｍであることが好ましい。

枕版４の排水用溝５は、排水用溝５を流れる水を収容又は排出可能な部分に接続される。水を収容又は排出可能な部分としては、特に限定されないが、施工の手間やコストなどを考慮すると、図２に示すような道路の側溝７に設けられた排水口８であることが好ましい。枕版４の排水用溝５を道路の側溝７に設けられた排水口８と接続することにより、目地３から侵入した水を、排水用溝５を介して排水口８から側溝７に排出することができる。

上記のような構造を有する本発明のコンクリート舗装構造は、排水用溝５を有する枕版４を用いる点を除けば、公知の施工方法に準じて製造することができる。
以下、本発明のコンクリート舗装構造の施工方法について現場打ちコンクリート舗装を例に挙げて説明するが、この例に本発明のコンクリート舗装構造の施工方法が限定されるわけではない。
本発明のコンクリート舗装構造の施工方法では、まず、排水用溝５を有する枕版４を路盤１上に敷設して転圧する。具体的には、路盤１の所定の箇所に形成された凹部に枕版４を配置した後、転圧ローラなどの転圧機械の重量による繰り返し圧縮や振動によって締め固める。これにより、路盤１の表面を均一にすると共に、枕版４の上面を凹部が形成されていない路盤１の表面と同じ高さにすることができる。

次に、路盤１及び枕版４の表面に路盤紙を敷設する。路盤紙は、コンクリートの打設時にコンクリートから路盤１への水分移動を防止すると共に、枕版４の排水用溝５にコンクリートが充填されないようにする役割を有する。路盤紙は、施工時には非透水性であるものの、時間の経過に伴い、劣化して透水性を示すようになる。路盤紙としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。路盤紙の例としては、クラフト紙などが挙げられる。

次に、カッタ目地を施工する場合、路盤紙の上にコンクリートを打設した後、枕版４の排水用溝５に沿ってカッタ切断して目地３を形成する。また、打ち込み目地を施工する場合、枕版４の排水用溝５に沿って仮挿入物を配置した後、コンクリートを打設し、仮挿入物を除去することによって目地３を形成する。カッタ目地及び打ち込み目地の施工方法は、当該技術分野において公知であるため、これらの施工時の各種条件は公知の条件に準じて設定すればよい。

上記のようにして施工される本発明のコンクリート舗装構造は、ポンピング現象に起因する段差が生じ難く、しかも容易且つ低コストである。

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
太平洋セメント株式会社の中央研究所の敷地内に試験舗装区間を設け、３種類のコンクリート舗装を行った。
＜コンクリート舗装Ａ：実施例＞
まず、図１及び２に示すような構造を有する排水用溝５を有する枕版４を作製した。この枕版４は、圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ^２のコンクリート製であり、排水用溝５に対応する形状を備える型を用いて作製した。また、枕版４のサイズは、車両の走行方向の長さを３０ｃｍ、道路幅方向の長さを１００ｃｍ、厚さを１０ｃｍとし、排水用溝５のサイズは、最大深さを２ｃｍ、最大幅を１４ｃｍとした。
コンクリート舗装を行う路盤１は、一般的な粒度調整砕石路盤とし、路床のＣＢＲが４程度であったため、厚さを２５ｃｍとした。路盤１は、二層仕上げとし、一層目の仕上がり厚さを１５ｃｍ、二層目の仕上がり厚さを１０ｃｍとした。また、路盤１は、１２ｔロードローラ及び２０ｔタイヤローラを用いて転圧することによって形成し、二層目の形成時に、側溝７に設けた排水口８に排水用溝５が接続されるようにして枕版４を敷設した後、転圧することによって締め固めた。

次に、路盤１及び枕版４の表面に路盤紙を敷設した後、路盤紙の上にコンクリートを現場打ちした。コンクリートの現場打ちは、ＪＩＳ Ａ５３０８に準拠する舗装コンクリート（呼び強度：曲げ４．５）を用い、型枠、レール及びチェアなどのバーアッセンブリを設置した後にコンクリートを打設するセットフォーム工法で行った。コンクリートの現場打ちを行った後、枕版４の排水用溝５に沿ってカッタ切断して目地３を形成した。目地幅は１ｍｍ程度とし、目地３には目地材を充填しなかった。このようにして目地３で区画されたコンクリート版２は、車両の走行方向の長さが５ｍ、道路幅方向の長さが４ｍ、厚さが２０ｃｍであった。

＜コンクリート舗装Ｂ：比較例＞
排水用溝５を有する枕版４の代わりに排水用溝５を有していない枕版４を用いたこと以外はコンクリート舗装Ａと同様にした。
＜コンクリート舗装Ｃ：比較例＞
排水用溝５を有する枕版４を用いなかったこと以外はコンクリート舗装Ａと同様にした。

上記の各コンクリート舗装を行ってから１週間後に、隣接するコンクリート版２の間の段差量の評価を開始した。段差量は、目地３の５つの位置で測定し、それらの平均値を評価結果とした。
この評価では、評価開始から３ヶ月間は、平日の日中に１００Ｌ／日の水を各コンクリート舗装の目地３に均一に散水した。その後９ヶ月間は、散水量を３００Ｌ／日（１００Ｌ／日を３回に分けて散水）に変更して均一に散水した。なお、雨天の日については散水を行わなかった。コンクリート舗装Ａについては、散水時に排水口８から側溝７に水が排出されていることを確認した。
また、上記の各コンクリート舗装を行った試験舗装区間の交通量は、平日が乗用車５０台程度の往復、土、日及び祝日が乗用車０〜２台程度の往復である。また、平日には、週２回、４トンのフォークリフトを２５０回往復させた。
段差量の結果を表１に示す。

表１に示すように、排水用溝５を有する枕版４を用いて施工したコンクリート舗装構造（コンクリート舗装Ａ）は、評価から１２ヶ月後も段差がほとんどなかった。
これに対して、排水用溝５を有していない枕版４を用いて施工したコンクリート舗装構造（コンクリート舗装Ｂ）は、評価から１２ヶ月後に大きな段差が生じ、供用性が低下した。また、枕版４自体を用いずに施工したコンクリート舗装構造（コンクリート舗装Ｃ）は、評価から６ヶ月後に大きな段差が生じ、供用性が低下した。

以上の結果からわかるように、本発明によれば、ポンピング現象に起因する段差が生じ難く、しかも容易且つ低コストで施工可能なコンクリート舗装構造及びその施工方法を提供することができる。

１ 路盤、２ コンクリート版、３ 目地、４ 枕版、５ 排水用溝、６ 目地材、７ 側溝、８ 排水口。

Claims (2)

1. 排水用溝を有する枕版を路盤上に敷設して転圧し、その上に路盤紙を敷設してコンクリートを打設した後、前記枕版の排水用溝に沿ってカッタ切断して目地を形成することを特徴とする、コンクリート舗装構造の施工方法。
2. 排水用溝を有する枕版を路盤上に敷設して転圧し、その上に路盤紙を敷設すると共に前記枕版の排水用溝に沿って仮挿入物を配置した後、コンクリートを打設し、前記仮挿入物を除去することによって目地を形成することを特徴とする、コンクリート舗装構造の施工方法。

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