JP6617043B2

JP6617043B2 - 排水性舗装の施工方法

Info

Publication number: JP6617043B2
Application number: JP2016014795A
Authority: JP
Inventors: 竜岸良; 征男石田; 敦上野
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp; Tokyo Metropolitan University
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; Tokyo Metropolitan University
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: JP2017133255A

Description

本発明は、ポーラスコンクリート層の締固め性が向上した排水性舗装の施工方法に関する。

排水性舗装は、一般に、ポーラスコンクリートや粗粒度（透水性）アスファルト混合物等から構成される透水性の表層、および密粒度アスファルト混合物や普通コンクリート等から構成される不透水性の基層などからなる。そして、排水性舗装の上に降った雨水は、表層を透過した後、基層の上を流れて側溝や暗渠等の排水施設に集まる。排水性舗装の基層は密度が高く耐久性に優れるため車道に適しており、排水性舗装の車道は、降雨時の水はね防止、すべり抵抗性の維持、視認性の向上による走行の安全、および交通騒音の低減等に有効である。
また、排水性舗装の施工（製造）は、主に、路床上への基層の敷設、該基層上へのアスファルトフィニッシャによる表層の敷き均しと振動ローラによる締固め、および舗装の養生等の工程からなる。このように排水性舗装の施工では、アスファルトフィニッシャや振動ローラ等のアスファルト舗装に用いる施工機械が転用できるため、施工速度が大きく施工コストを低減できる。
ところで、排水性舗装の表層がポーラスコンクリート層の場合、その厚さは、一般に５〜１０ｃｍ程度であり、これが厚い程、ゲリラ豪雨時の雨水の一次貯水層として有効である。しかし、ポーラスコンクリート層が厚い程、ポーラスコンクリート層、特に該層の下層部分の締固めが不十分になり易い。その結果、排水性舗装の耐荷力が低下し、舗装面にある骨材の飛散やひび割れ等が生じ易くなる。そこで、排水性舗装の施工において、ポーラスコンクリート層の締固め性の向上が課題になる。

従来、コンクリート舗装や、コンクリート舗装の施工方法がいくつか提案されている。
例えば、特許文献１に記載の排水性コンクリート舗装等は、基層コンクリートと、該基層コンクリート表面に塗布された付着材の上に敷設されたポーラスコンクリートからなる排水性コンクリート舗装（請求項１）等である。そして、前記付着材は、セメントモルタル等のセメント系付着材が例示されている。
また、特許文献２に記載の排水性コンクリート舗装の施工方法等は、排水性舗装工法によって基層を施工した後、該基層がまだ固まらない状態で該基層上にセメントモルタルを塗布し、さらに該セメントモルタルがまだ固まらない状態で排水性コンクリートを用いて表層を施工する方法（請求項２）等である。
しかし、いずれの方法も、基層のコンクリート層と表層のポーラス（排水性）コンクリート層が、セメントモルタルを介して付着が強固になる点は記載されているものの、ポーラス（排水性）コンクリート層の締固め性の向上効果は記載されていない。

特開２００２−３１７４０３号公報特開２００３−０９６７０５号公報

したがって、本発明は、ポーラスコンクリート層が厚い場合でも、ポーラスコンクリート層の締固めが充分にできる排水性舗装の施工方法を提供することを目的とする。

そこで、本発明者は前記目的を達成するため鋭意検討した結果、表層であるポーラスコンクリート層と基層の間に、特定のフレッシュ性状を有するモルタル層を敷設することにより、当該モルタル層を介してポーラスコンクリート層の締固め性が向上することを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は下記の構成を有する排水性舗装の施工方法である。

［１］基層の上に、下記錘の沈下深さが６ｍｍ以下のモルタルを敷設してモルタル層を形成した後、該モルタル層が硬化する前に、該モルタル層の上に更に表層としてポーラスコンクリートを敷設して締め固めた後に養生する、排水性舗装の施工方法。
錘の沈下深さ：形状が円柱または角柱であって、該円柱または角柱の各端面の面積が２８３〜３４６ｍｍ^２（ただし、各端面の面積は等しい。）であり、かつ質量が５００±３ｇである錘を、厚さを２５ｍｍに敷き均したフレッシュ状態のモルタルの上に載せ、該錘の沈下が終了した時点において該錘が沈下した深さ（ｍｍ）
［２］前記錘が、直径２０±１ｍｍの円柱である、前記［１］に記載の排水性舗装の施工方法。
［３］前記モルタル層の厚さが、前記ポーラスコンクリート中の粗骨材の最大寸法以上であって、かつ該粗骨材の最大寸法＋２０ｍｍ以下である、前記［１］または［２］に記載の排水性舗装の施工方法。
［４］基層の上に前記モルタルを敷設した後、６０分以内にポーラスコンクリートを敷設する、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の、排水性舗装の施工方法。
［５］前記基層が、コンクリート、アスファルト、および路盤から選ばれる１種以上の硬化体である、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の、排水性舗装の施工方法。

本発明の排水性舗装の施工方法によれば、ポーラスコンクリート層の締固め性が向上した排水性舗装を簡易に施工することができる。

排水性舗装の断面図である。排水性舗装においてコア抜きをする位置を示す平面図である。

本発明の排水性舗装の施工方法は、前記のとおり、基層の上に、前記錘の沈下深さが６ｍｍ以下のモルタルを敷設してモルタル層を形成した後、該モルタル層が硬化する前に、該モルタル層の上に更に表層としてポーラスコンクリートを敷設して締め固めた後に、養生して排水性舗装を施工する方法である。以下、本発明の排水性舗装の施工方法について、基層、モルタル層、ポーラスコンクリート層、および排水性舗装の施工方法に分けて詳細に説明する。

１．基層
該基層は、コンクリート、アスファルト、および路盤から選ばれる１種以上の硬化体である。
前記コンクリートの配合は、例えば、セメントと、水と、細骨材と、粗骨材と、減水剤とを含み、単位セメント量が３００〜４２０ｋｇ／ｍ^３、単位水量が１３０〜１６０ｋｇ／ｍ^３、単位細骨材量が７００〜８５０ｋｇ／ｍ^３、単位粗骨材量が１０００〜１３５０ｋｇ／ｍ^３、単位減水剤量が１〜１０ｋｇ／ｍ^３、水セメント比が３６〜５０％、および細骨材率が３３〜４８％が挙げられる。
また、前記アスファルトは、通常のアスファルト舗装に用いる密粒度アスファルト混合物が使用できる。
また、前記路盤はセメント安定化処理路盤や、砕石を転圧した路盤等が挙げられる。
これらの材料からなる基層は、アスファルトフィニッシャ、振動ローラ、タイヤローラ等を用いて敷設することができる。

２．モルタル層
（１）モルタルのフレッシュ性状
該モルタル層を構成するモルタルは、フレッシュ状態において、厚さが２５ｍｍに敷き均したモルタルの上に、特定の大きさと重さの錘を載せ、錘の沈下が終了した時点で、該錘が沈下した深さが６ｍｍ以下であるフレッシュ性状を有するモルタルである。該沈下深さが６ｍｍ以下であれば、ポーラスコンクリート層の締固め性は向上する。なお、該沈下深さは、好ましくは１〜５ｍｍ、より好ましくは２〜４ｍｍである。
前記錘は、形状が円柱また角柱であって、該円柱または角柱の各端面の面積が２８３〜３４６ｍｍ^２（ただし、各端面の面積は等しい。）であり、かつ質量が５００±３ｇである錘である。このような錘として、例えば、直径が２０±１ｍｍ、かつ質量が５００±３ｇの円柱の錘が挙げられる。

（２）モルタルの配合
本発明において前記モルタルの水セメント比は、好ましくは３０〜７０％である。水セメント比が該範囲であれば、ポーラスコンクリートの締固め性は高くなる。なお、該水セメント比は、より好ましくは３５〜６５％、さらに好ましくは４０〜６０％である。
また、該モルタルのセメント／細骨材の質量比は、好ましくは２０〜５０％である。セメント／細骨材の質量比が該範囲にあれば、ポーラスコンクリートの締固め性は高くなる。なお、該セメント／細骨材の質量比は、より好ましくは２５〜４５％、さらに好ましくは２７〜３３％である。

（３）セメント、細骨材、および水等
また、該モルタルに用いるセメントは、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、およびシリカフュームプレミックスセメントから選ばれる１種以上が挙げられる。
該モルタルに用いる細骨材は、特に制限されず、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、およびスラグ細骨材から選ばれる１種以上が挙げられる。
また、該モルタルに用いる水も特に制限されず、水道水、スラッジ水、下水処理水等を用いることができる。
なお、該モルタルは、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、または高性能ＡＥ減水剤等の減水剤を含んでもよい。
前記モルタル層の厚さは、後記のポーラスコンクリート中の粗骨材の最大寸法以上であって、かつ該粗骨材の最大寸法＋２０ｍｍ以下である。
前記モルタル層は、レーキ等を用いて敷設することができる。

３．ポーラスコンクリート層
ポーラスコンクリートは、必須の構成材料として、（１）ポルトランドセメント、（２）細骨材、粗骨材、水、および（３）高性能ＡＥ減水剤または高性能減水剤を含み、任意の構成材料として（４）増粘剤、および（５）無機系混和材を含むものである。以下、各構成材料に分けて説明する。

（１）ポルトランドセメント
前記ポルトランドセメントは、特に限定されず、例えば、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等の各種ポルトランドセメントを使用することができる。これらの中でも、強度発現性やコストの観点から、ポルトランドセメントは、好ましくは、普通ポルトランドセメントおよび早強ポルトランドセメントである。

（２）細骨材、粗骨材、および水
前記細骨材は、川砂、陸砂、海砂、珪砂、砕砂等を使用することができる。また、粗骨材は、川砂利、海砂利、砕石等を使用することができる。これらの中でも、強度発現性やコストの観点から、粗骨材は、最大寸法２０ｍｍ以下の砕石を使用することが好ましい。
前記水は、特に制限されず、水道水、スラッジ水、下水処理水等を用いることができる。

（３）高性能ＡＥ減水剤または高性能減水剤
前記高性能ＡＥ減水剤または高性能減水剤は、ポリカルボン酸系化合物およびナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物塩を使用することができる。
本発明においては、ポーラスコンクリートの強度発現性や締固め性等から、高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。

（４）増粘剤
また、本発明に用いるポーラスコンクリートは、好ましくは、任意の構成材料として増粘剤を含むことができる。増粘剤を含むポーラスコンクリートは、現場施工による場所（位置）毎、製造バッチ毎、および施工毎の品質変動が小さくなる。
前記増粘剤は、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース等のセルロース系増粘剤、およびアクリルアミドの単独重合体、アクリルアミドの共重合体等のアクリル系増粘剤から選ばれる１種以上が挙げられる。これらの増粘剤の中でも、セルロース系増粘剤は、前記ポーラスコンクリートの品質変動がより小さくなるため好ましい。

（５）無機系混和材
また、本発明により製造されるポーラスコンクリートは、好ましくは、任意の構成材料として、さらに無機系混和材を含むことができる。以下に、該無機系混和材に含まれる各成分について説明する。
（i）ポゾラン質微粉末
ポゾラン質微粉末は、単独では水硬性はないが、水酸化カルシウムがあれば、水中で反応して不溶性のゲルを生成し硬化する物質である。
そして、前記ポゾラン質微粉末は、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、沈降性シリカ等が挙げられる。これらの中でも、シリカフュームおよびシリカダストは、その平均粒径が１μｍ以下であって粉砕する必要がないため好適である。また、前記ポゾラン質物質を粉砕する場合は、粉砕手段としてボールミルおよびロッドミルなどが使用できる。
また、該ポゾラン質微粉末のＢＥＴ比表面積は、好ましくは１５〜２５ｍ^２／ｇ、より好ましくは１７〜２３ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは１８〜２２ｍ^２／ｇである。該比表面積が１５〜２５ｍ^２／ｇの範囲を外れると、透水係数が減少するほか打設時の作業性が低下する場合がある。
無機系混和材中のポゾラン質微粉末の含有率は、ポーラスコンクリートの強度発現性や締固め性等から、０〜４０質量％が好ましく、５〜３５質量％がより好ましく、１０〜３０質量％が特に好ましい。

（ii）高炉スラグ粉末
前記高炉スラグ粉末として、ＪＩＳＡ６２０６に規定するコンクリート用高炉スラグ微粉末のほか、さらに該微粉末を粉砕したものが用いられる。
高炉スラグ粉末の粉末度は、ブレーン比表面積で、好ましくは４０００〜１２０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは５０００〜１００００ｃｍ^２／ｇである。該比表面積が４０００ｃｍ^２／ｇ未満では潜在水硬性が低く、１２０００ｃｍ^２／ｇを超えると粉砕の手間が増大してコスト高になる。また、粉砕手段として、ボールミルやロッドミルなどが使用できる。
無機系混和材中の高炉スラグ粉末の含有率は、ポーラスコンクリートの強度発現性や締固め性等から、２０〜１００質量％が好ましく、３０〜９０質量％がより好ましく、４０〜８０質量％が特に好ましい。

（iii）無水石膏
前記無水石膏は、天然無水石膏のほか、石膏ボード等の石膏廃材を加熱処理して得られる再生無水石膏が挙げられる。
また、無水石膏の粉末度は、ブレーン比表面積で、好ましくは３０００〜１２０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは４０００〜１００００ｃｍ^２／ｇである。該比表面積が３０００ｃｍ^２／ｇ未満では、硬化体の強度発現性が低く、１２０００ｃｍ^２／ｇを超えると、粉砕の手間が増大してコスト高になる。
無機系混和材中の無水石膏の含有率は、ポーラスコンクリートの強度発現性や締固め性等から、０〜４０質量％が好ましく、５〜３５質量％がより好ましく、１０〜３０質量％が特に好ましい。

（６）ポーラスコンクリートの配合
次に、ポーラスコンクリートの配合について説明する。
前記ポーラスコンクリートの配合は、ポルトランドセメントの単位量が１３０〜５００ｋｇ／ｍ^３、細骨材の単位量が４０〜３００ｋｇ／ｍ^３、粗骨材の単位量が１１００〜１９００ｋｇ／ｍ^３、水の単位量が４０〜１５０ｋｇ／ｍ^３、および高性能ＡＥ減水剤または高性能減水剤の単位量が０．７〜１５．０ｋｇ／ｍ^３である。前記構成材料の配合が前記範囲内にあれば、透水性が高く、締固め性に優れたポーラスコンクリートを製造できる。
また、前記ポーラスコンクリートが、任意成分として増粘剤を含む場合、該増粘剤の単位量は０．５ｋｇ／ｍ^３以下である。該値が０．５ｋｇ／ｍ^３を超えると、ポーラスコンクリートの締固め性が低下する。なお、増粘剤の単位量は、好ましくは０．０５〜０．４ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは０．１〜０．２ｋｇ／ｍ^３である。

また、前記ポーラスコンクリートの配合は、増粘剤を含まない場合、好ましくは、ポルトランドセメントの単位量が２４０〜４００ｋｇ／ｍ^３、細骨材の単位量が１４０〜２５０ｋｇ／ｍ^３、粗骨材の単位量が１１００〜１４００ｋｇ／ｍ^３、水の単位量が７０〜１２０ｋｇ／ｍ^３、および高性能ＡＥ減水剤または高性能減水剤の単位量が０．７〜８．０ｋｇ／ｍ^３であり、増粘剤を含む場合、好ましくは、ポルトランドセメントの単位量が２４０〜５００ｋｇ／ｍ^３、細骨材の単位量が９０〜２５０ｋｇ／ｍ^３、粗骨材の単位量が１１００〜１４００ｋｇ／ｍ^３、水の単位量が７０〜１５０ｋｇ／ｍ^３、および高性能ＡＥ減水剤または高性能減水剤の単位量が１．０〜１５．０ｋｇ／ｍ^３である。

また、前記ポーラスコンクリートが任意成分として無機系混和材を含む場合、該無機系混和材の単位量は１５０ｋｇ／ｍ^３以下である。該値が該範囲内であれば、ポーラスコンクリートの強度発現性が向上し、かつ締固め性が高い。なお、無機系混和材の単位量は、好ましくは０．５〜１２０ｋｇ／ｍ^３、より好ましくは１〜１００ｋｇ／ｍ^３である。
ここで構成材料の単位量とは、コンクリート１ｍ^３当たりに含まれる構成材料の質量をいう。
なお、前記ポーラスコンクリートは、前記材料以外に、空気量調整剤をポルトランドセメント１００質量部に対して０．０２質量部以下含むことができる。
さらに、前記ポーラスコンクリートは、前記材料以外に、石英粉末、石灰石粉末等のセメント混和材を含むこともできる。

前記ポーラスコンクリートは、さらに、ひび割れ等の防止のため有機繊維、収縮低減剤、または膨張材を含んでもよい。

４．排水性舗装の施工方法
該施工方法は、基層の上に、下記錘の沈下深さが６ｍｍ以下のモルタルを敷設してモルタル層を形成した後、該モルタル層が硬化する前に、該モルタル層の上に更に表層としてポーラスコンクリートを敷設して締め固めた後に養生して、排水性舗装を施工する方法である。
本発明において、モルタルの敷設厚さは、該モルタルの上に敷設するポーラスコンクリート中の粗骨材の最大寸法以上で、かつ粗骨材の最大寸法＋２０ｍｍ以下が好ましい。モルタルの厚さが前記範囲内にあれば、ポーラスコンクリートの締固め性が高い。なお、該モルタルの敷設厚さは、該モルタルの上に敷設するポーラスコンクリート中の粗骨材の最大寸法以上で、かつ粗骨材の最大寸法＋１０ｍｍ以下がより好ましい。
また、該施工方法では、基層とポーラスコンクリートの付着性を確保するため、好ましくは、基層上に前記モルタルを敷設した後、６０分以内にポーラスコンクリートを敷設する。

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。
１．使用した材料と配合
表１に使用した材料を示す。また、表２および表３に、それぞれ、敷きモルタルおよびポーラスコンクリートの配合を示す。

２．敷きモルタルおよびポーラスコンクリートの製造
レディミクストコンクリート工場において、公称容積が３ｍ^３の水平二軸形強制練りミキサを用いて、全材料を一括してミキサに投入し２分間混練して、表２および表３にそれぞれ示す配合の敷きモルタル、およびポーラスコンクリートを製造した。なお、ポーラスコンクリート中の粗骨材の最大寸法は１３ｍｍであった。

３．敷きモルタルのフレッシュ性状の測定
フレッシュ状態の敷きモルタルＡおよびＢを２５ｍｍの厚さに敷き均した後、該敷きモルタルの上に、断面積が３１４ｍｍ^２、質量が５００ｇの円柱状の錘を載せ、錘の沈下が終了した時点での沈下した深さを測定した。その結果を表４に示す。
また、モルタルＡは流動性が低いため、Ｊ_１４ロートを用いたモルタルＡの流下時間の測定はできなかった。一方、Ｊ_１４ロートを用いたモルタルＢの流下時間は２５秒であった。

４．排水性舗装の施工
路盤上に厚さが４ｃｍのアスファルト層（基層）を施工した後、レーキを用いて前記敷きモルタルＡおよびＢをそれぞれ１５ｍｍの厚さに敷き均した。該敷き均し後、直ちに、該敷きモルタル層の上から、バイブ式のアスファルトフィニッシャを用いて、表３の各ポーラスコンクリートの敷き均しと締固めを連続して行い、ゴム巻の振動ローラで締め固めた。そして、該締固め後、直ちに、ポーラスコンクリート層（表層）の表面をビニールシートで覆い、材齢７日まで養生して排水性舗装を施工した。なお、硬化したポーラスコンクリート層の厚さは２５ｃｍであった。
また、参考例として、敷きモルタルの敷き均しを除外した以外は、前記排水性舗装の施工方法と同じ方法を用いて、敷きモルタル層のない排水性舗装を施工した。

５．ポーラスコンクリートの空隙率の測定
材齢２８日目に、前記排水性舗装のポーラスコンクリート層の図２に示す位置から、ポーラスコンクリートのコアを採取した。次に、該コアの厚さ方向において、表面〜５ｃｍ（上部）、８〜１３ｃｍ（中央部）、および１５〜２０ｃｍ（下部）の層を切り出して、円筒状の試験体を得た。さらに、該試験体の質量および体積を測定してコアの単位容積質量を求め、下記式により空隙率を算出した。その結果を表４に示す。
空隙率（％）＝１００×（１−コアの単位容積質量／配合から計算したゼロ空隙の単位容積質量）

６．空隙率について
表４に示すように、排水性舗装のいずれの位置においても、実施例（モルタルＡを用いた排水性舗装のポーラスコンクリート層）の空隙率は、上部〜下部でほぼ同じであり、かつ目標空隙率の範囲内であった。一方、比較例（モルタルＢを用いた排水性舗装のポーラスコンクリート層）、および参考例（モルタルを用いない舗装のポーラスコンクリート層）の空隙率は、上部〜下部で大きく異なり、下部の締固め性が低く下部の空隙率は大きくなった。
したがって、本発明の排水性舗装の施工方法によれば、ポーラスコンクリート層の締固め性が向上した排水性舗装を施工することができる。

１排水性舗装
２表層（ポーラスコンクリート層）
３モルタル層
４基層（コンクリート層、アスファルト層、または路盤）

Claims

基層の上に、下記錘の沈下深さが６ｍｍ以下のモルタルを敷設してモルタル層を形成した後、該モルタル層が硬化する前に、該モルタル層の上に更に表層としてポーラスコンクリートを敷設して締め固めた後に養生する、排水性舗装の施工方法。
錘の沈下深さ：形状が円柱または角柱であって、該円柱または角柱の各端面の面積が２８３〜３４６ｍｍ^２（ただし、各端面の面積は等しい。）であり、かつ質量が５００±３ｇである錘を、厚さを２５ｍｍに敷き均したフレッシュ状態のモルタルの上に載せ、該錘の沈下が終了した時点において該錘が沈下した深さ（ｍｍ）
前記錘が、直径２０±１ｍｍの円柱である、請求項１に記載の排水性舗装の施工方法。
前記モルタル層の厚さが、前記ポーラスコンクリート中の粗骨材の最大寸法以上であって、かつ該粗骨材の最大寸法＋２０ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の排水性舗装の施工方法。
基層の上に前記モルタルを敷設した後、６０分以内にポーラスコンクリートを敷設する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の、排水性舗装の施工方法。
前記基層が、コンクリート、アスファルト、および路盤から選ばれる１種以上の硬化体である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の、排水性舗装の施工方法。