JP6645794B2

JP6645794B2 - 舗装構造

Info

Publication number: JP6645794B2
Application number: JP2015201901A
Authority: JP
Inventors: 正成稲葉
Original assignee: ジャパンコンステック株式会社
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2035-10-13
Also published as: JP2017075447A

Description

本発明は、路床上に路盤、舗装体を積層した舗装構造に係り、特に路床又は路体の構造が急変する位置に適した舗装構造に関するものである。

道路等に施される舗装の多くは、路床の上に路盤を形成し、さらに舗装体の基層及び表層を積層して路面を形成している。路床は、上面を平坦に均した盛り土であったり、山や丘陵部を削り取って平坦に仕上げたものであったりして、路床又は路床の下側にある路体の状態が様々に異なる領域がある。したがって、例えば切り土部と盛り土部との境界では路体又は路床の状態が急変することになる。また、管路等を設置するために既存の地盤を掘削し、後に埋戻しが行われることがある。このようなときには掘削及び埋戻しを行った部分とその隣接部分とでは路床または路体を構成する土の粒度分布、締固めの程度等が異なり、状態が急変する部分を生じることがある。

一方、道路の下にコンクリートからなるカルバート等の構造物が設けられるときには、剛性の高い構造物と盛り土等からなる隣接部分との間で路体又は路床の状態は急変する。また、構造物を構築するために掘削した部分の埋戻し土と掘削を行っていない既存の地盤との間で路体又は路床の状態が変化することがある。

このように路体又は路床の構造が急変する部分では、路面に繰り返し作用する荷重によって沈下が生じたときに、沈下の程度に差があると路面に勾配や段差が生じることがある。また、地震等によって路体又は路床に大きな変形が生じることがあり、路体又は路床の構造が急変する部分では、路面に段差又は大きな勾配を生じることがある。

路面に勾配や段差が生じるのを抑制する手段として、特許文献１に開示されるものがある。
特許文献１に開示される発明は、剛性の大きい構造物と路床もしくは路盤との境界部に補強材によって充填材を包囲した緩衝層を形成するものとし、このような緩衝層を複数重合して緩衝部としている。そして、この上に路盤及び舗装層を形成するものとなっている。上記補強材にはシート状物又はネット状物が用いられ、充填材には土砂、砂、砕石、各種廃材等が用いられている。

特開２０１０−１６３７６９号公報

上記特許文献１に記載の発明では、緩衝層が土砂等をシート状又はネット状の材料で包み込んだものであって変形が生じやすく、緩衝部として機能させるためには複数の層を重ねる必要がある。そして、土砂等を包み込んだ状態を維持するためにシート状又はネット状の材料を、ロープ材等の結合材によって結合するものとしている。このため、施工には多くの工程を繰り返し行うことが必要となる。また、土砂等をシート状又はネット状の材料で包囲した緩衝層を積層するため、厚さの大きい緩衝部が路面近くに存在することになり、緩衝部が路面に勾配を発生させる原因になりかねない。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単に施工することができ、路体又は路床の構造が急変する部分で路面に勾配や段差が生じるのを有効に緩和することができる舗装構造を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、路床の上に路盤が積層され、さらに路盤上に舗装体が形成された舗装構造であって、前記路床と前記舗装体との間に、前記路床又は該路床の下側にある路体の構造が変化する位置の両側にわたって連続して形成された沈下抑制層を有し、前記沈下抑制層は、砕石、砂利及び砂の少なくともいずれかを含む粒状材料の粒子間が、アスファルトを主成分とする材料、セメント及び合成樹脂のうちの少なくともいずれかによって結着されたものであり、該沈下抑制層内に、網状体が前記舗装体の路面に沿った方向に連続するように埋め込まれている舗装構造を提供する。

この舗装構造では、沈下抑制層が網状体で補強されており、割れによって折れ曲がることなく、なだらかな曲げ変形を許容するとともに、曲げに対して抵抗する剛性を備えている。したがって、路体又は路床の構造が急変する位置で路床の沈下が生じ、その沈下量に差が生じても、上記沈下抑制層及びこの層の上側又は下側にある路盤がなだらかに変形し、舗装体の上面つまり路面で段差を生じたり、急な勾配が生じたりするのが抑制される。
また、上記沈下抑制層は、路盤を形成する工程の前又は後に、効率よく形成することができる。そして、この沈下抑制層は、砕石等の粒状材料の粒子間がアスファルト等によって結着されたものとなっているので、厚さを路盤の厚さに比べて薄くすることができ、沈下抑制層を舗装体の下側に形成する領域と形成しない領域との境界で路面に影響が生じるのを抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の舗装構造において、前記網状体は、上下方向に幅を有する複数の帯状の鋼板で構成されており、所定の間隔で水平方向に曲折された複数の帯状の鋼板が配列されて隣り合う鋼板が互いに結合され、該鋼板で仕切られた六角柱状の空間がハニカム状に形成されている鋼製六角パネルとする。

この舗装構造では、アスファルトを主成分とする材料、セメント、合成樹脂等によって結着された砕石、砂等の粒状材料が鋼製六角パネルの六角柱状の空間内に入り込み一体となって沈下抑制層を形成している。したがって、沈下抑制層に曲げにともなう引張力又は圧縮力が作用したときにひずみが鋼製六角パネルによって分散され、折れ曲がるような変形を生じることなく緩やかな曲げ変形を生じるものとなる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の舗装構造において、前記沈下抑制層は、加熱により溶融するアスファルトと前記粒状材料とを混練した混合物で形成され、前記網状体は、転圧された前記混合物中に埋め込まれているものとする。
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の舗装構造。

この舗装構造では、沈下抑制層の形成を次のように行うことができる。つまり、路床または締め固めた路盤上に網状体を敷き並べ、その上に加熱したアスファルトと砕石、砂利、砂等の粒度調整がなされた粒状材料とを混練したアスファルト混合物を、上記網状体を埋め込むように敷均し、転圧して形成することができる。したがって、沈下抑制層の形成を急速に効率よく行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の舗装構造において、前記沈下抑制層は、締め固められた路盤材料中に前記網状体が埋め込まれ、上下方向における該網状体が埋め込まれた範囲の前記路盤材料は、加熱により溶融するアスファルト、アスファルト乳剤、セメント及び合成樹脂の少なくともいずれか一つを加えることによって安定化処理が施されたものとする。

この舗装構造では、沈下抑制層の形成を次のように行うことができる。つまり、路床の上に路盤材料を敷均し、締め固める工程で網状体を路盤内に埋め込んでおく。そして、締め固められた路盤材料の上から加熱によって溶融したアスファルトを主成分とする材料、アスファルト乳剤、液状で時間の経過によって硬化する合成樹脂、又はセメントと水を散布し、路盤材料の粒子間に流し込んで形成することができる。また、路盤材料に上記アスファルトを主成分とする材料、アスファルト乳剤、上記合成樹脂、又はセメントと水を混合して網状体を埋め込むように敷均し、これを締め固めることによって沈下抑制層を形成することもできる。したがって、効率よく網状体を含む沈下抑制層を路盤内に形成することができる。そして、このように形成された沈下抑制層では、路盤材料の粒子間がアスファルトを主成分とする材料、アスファルト乳剤、合成樹脂又はセメントによって結着され、各粒子が移動しにくい安定化された状態となる。

以上、説明したように本発明の舗装構造では、路体又は路床の構造が急変する部分で路面に段差又は急な勾配が生じるのを有効に抑制することできる。また、段差又は勾配の発生を抑制する舗装構造を効率よく形成することが可能となる。

本発明の一実施形態である舗装構造を示す概略断面図である。図１に示す舗装構造の拡大断面図である。図１及び図２に示す舗装構造で用いられる網状体の概略斜視図である。図３に示す網状体の製作方法を示す概略斜視図である。図３に示す網状体を接続する構造を示す概略斜視図である。図５に示す構造で接合された網状体の接合部分を示す概略平面図である。本発明に係る舗装構造で使用することができる網状体の他の例を示す概略平面図である。本発明に係る舗装構造が適用された道路の他の例を示す概略断面図である。本発明に係る舗装構造が適用された道路の他の例を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である舗装構造を示す概略断面図である。また、図２は、この舗装構造の拡大断面図である
この舗装構造は、既存の地盤１を掘削して水路等として使用される管路３を設け、埋め戻した部分に適用されたものであって、既存の地盤１と埋戻し土２とにわたって路床４が形成されている。この路床４の上に連続するように下層路盤５が形成され、その上に沈下抑制層６が積層されている。そして沈下抑制層６の上には上層路盤７及びアスファルト混合物による舗装体８が形成されている。そして、沈下抑制層６には鋼からなる網状体１０が埋め込まれている。

下層路盤５は、切込み砂利、切込み砕石等の路盤材料を敷均し、転圧して形成されたものであり、厚さは、１０ｃｍ〜３０ｃｍ程度とするのが望ましい。路盤材料の敷均し及び転圧は、１０ｃｍ〜１５ｃｍ程度の厚さごとの複数層に分けて施工することができる。

上記沈下抑制層６は、粒度を調整した砕石、砂、石粉等と、加熱溶融したアスファルトと含む材料を混練したアスファルト混合物に、鋼からなる網状体１０を埋め込んで層状に転圧したものである。上記砕石、砂等の粒度分布は適宜に調整することができるが、密度が高くなるように選定されたものが望ましい。例えば、一般に舗装体に用いられる密粒度アスファルト混合物と同等のものを使用することができる。また、使用する砕石、砂、石粉等とアスファルトとの配合比等についても密粒度のアスファルト混合物と同等に設定することができる。

上記沈下抑制層６に埋め込まれる網状体１０は、該沈下抑制層６の下部に埋め込まれており、例えば図３に示すものを用いることができる。この網状体１０は、帯状の鋼板１１の幅方向が上下となるように複数を配列し、これらの隣り合う鋼板を互いに結合して網状とした構成六角パネルである。それぞれの帯状の鋼板１１は、図４に示すように、幅方向を上下にして水平方向に内角がほぼ１２０度となるように同方向へ折り曲げた部分１２ａが二か所と、反対側にほぼ１２０度となるように折り曲げた部分１２ｂが二か所とが、帯状の鋼板の長さ方向に交互に設けられたものである。そして、これらの隣り合う鋼板１１ａ，１１ｂの対向する方向に突き出した部分１３ａ，１３ｂを重ね合せ、結合したものである。このように結合されることによって、図３に示すように鋼板１１で仕切られたほぼ六角柱状の空間１５がハニカム状に配列された網状体１０となる。鋼板１１の結合は、溶接や鋲によるものとすることもできるが、重ね合せた鋼板を押し抜き、押し抜いた部分１４の周辺部の変形によってかしめるように結合するのが望ましい。また、押し抜き加工は、予め円形又は楕円形等の開口が設けられている部分を、該開口が拡大するように押し抜くものであってもよい。
上記鋼板は、例えば厚さが０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ程度のものを用いることができ、望ましくは０．４ｍｍ〜１．６ｍｍ程度のものを用いる。そして、幅は３ｍｍ〜１００ｍｍ程度とすることができ、本実施の形態では厚さが０．８ｍｍ、幅が２０ｍｍのものを用いている。また、ハニカム状となった六角形のそれぞれは、頂角間の最大寸法を３０ｍｍ〜２００ｍｍ程度とすることができる。

上記上層路盤７は、粒度分布が調整された砕石等の路盤材料を締め固めることによって形成されるものである。厚さは、５ｃｍ〜２０ｃｍ程度とすることができる。
この上層路盤７又は下層路盤５は、沈下抑制層６が形成されていない領域と舗装体８の高さを一致させるために、沈下抑制層６が形成されない部分の厚さに比べて沈下抑制層６に相当する厚さを低減したものとするのが望ましい。本実施の形態では下層路盤５の厚さが、沈下抑制層６が形成されない領域に比べて薄くなっている。
また、下層路盤５又は上層路盤７は、セメント又は石灰等が混合されて安定処理がなされているものであってもよいし、加熱アスファルト又はアスファルト乳剤によって安定処理がなされたものであってもよい。

舗装体８は、一般に道路等の舗装に用いることができるものを採用することができ、空隙率の小さい密粒度アスファルト混合物、空隙率の大きい開粒度アスファルト混合物等を用いて舗装体を形成することができる。本実施の形態では、基層８ａを表層８ｂより骨材の粒度が大きい粗粒度アスファルト混合物を用いて形成し、表層は密粒度アスファルト混合物を用いて形成している。それぞれの厚さは５０ｍｍとしているが、厚さは道路の規格等に応じて適宜に設定することができる。また舗装体８は一層のみとすることもできるし、２層以上とすることもできる。

上記のような舗装構造では、路床又は路体に変形が生じ、路床の上面４に段差又は急な勾配が生じたときに、路盤５，７及び舗装体８にも変形は生じるが、舗装体８より下側にある沈下抑制層６によって舗装体８の上面の変形が緩和される。つまり、沈下抑制層６は常温状態のアスファルトによって曲げに対してある程度の剛性を有するとともに変形を許容する。そして、網状体１２によってひずみが分散されて緩やかな変形となる。これにともない、沈下抑制層６の上側または下側にある路盤が沈下抑制層６又は路床上面４の形状に追従するように変形し、舗装体の表面に段差や急な勾配が生じるのが抑制されて車両の走行が確保される。

なお、上記沈下抑制層６に用いる網状体１０は、広範囲に敷設されるため、工場等で製作されて所定の大きさのパネル状となったものを現場において接続する必要がある。この網状体１０の接続は、例えば次のように行うことができる。
工場等において帯状の鋼板を結合してパネル状の網状体を形成するときに、帯状となった同じ長さの複数の鋼板を、交互に長さ方向の位置が所定量だけずれるようにして結合する。これにより、図５に示すように帯状の鋼板１１が連続する方向の端部では、結合された複数の鋼板１１が一つ置きに突き出した状態となる。このようなパネル状となった網状体１０ａ，１０ｂの互いに接合する端部を突き合わせると双方から帯状の鋼板１１ａ−ａ，１１ａ−ｂが突き出しており、一方のパネル状の網状体１０ａから突き出した鋼板１１ａ−ａを他方のパネル状の網状体１０ｂから突き出した鋼板１１ａ−ｂの間に挿入し、他方から突き出した鋼板１１ａ−ｂと隣接するように重ね合せることができる。そして、図６に示すように突き出した鋼板１１ａ−ａの先端部１１ｄは他方から突き出した鋼板１１ａ−ｂ間にある鋼板１１ｂ−ｂの先端部１１ｅと突き合わせることができる。このようにして、接合する双方のパネル状の網状体１０ａ，１０ｂから突き出した鋼板１１ａ−ａ，１１ａ−ｂを重ね合わせて結合することによって双方のパネル状網状体を接合することができる。重ね合わせた鋼板１１ａ−ａ，１１ａ−ｂの結合は、パネル状の網状体を製作するときに隣り合う鋼板を結合するのと同様に重ねあわせた鋼板に押し抜き加工を施すことによって結合することができる。
なお、図６において、黒くぬりつぶした押し抜き加工部１１ｃが、二つの網状体１０ａ，１０ｂを接合するために現場で押し抜き加工を行った結合部である。

本発明に係る舗装構造は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すように本発明の範囲内でさまざまに各部の構成を変更して実施することができる。
沈下抑制層６に埋め込む網状体は、図３に示すものに限定されるものではなく、他の形態のものを用いることもできる。例えば図７に示すように複数の帯状の鋼板２１を波形に曲げ加工し、これらを並列して隣り合う鋼板２１ａ，２１ｂの対向するように張り出した部分２２ａ，２２ｂを重ねあわせて結合したものを用いることができる。この網状体２０では、隣り合う鋼板２１ａ，２１ｂの結合に鋲２３を用いており、双方の鋼板２１ａ，２１ｂに設けられた開口に鋲２３を挿通し、鋲２３の先端部を押しつぶすように変形させてかしめるものである。
また、網状体として鉄板に貫通する切込み線を断続的に設け、切込み線と直角方向に鉄板を引き延ばして網状とした、いわゆるエキスパンドメタルを用いることもできる。

上記実施の形態において沈下抑制層６は、下層路盤５の上部に形成されており、沈下抑制層６が形成されていない領域では、図１に示す下層路盤５と沈下抑制層６とに相当する厚さの下層路盤が形成されているが、沈下抑制層６は、これより上側又は下側に設けることもできる。例えば上層路盤７の下部に形成してもよいし、上層路盤７の上部又は下層路盤５の下部に形成してもよい。

上記沈下抑制層６は、一般に舗装体の基層８ａ又は表層８ｂに用いられるのと同等の密粒度アスファルト混合物が用いられているが、開粒度アスファルト混合物であってもよいし、骨材として用いる粒状体の材料、粒度分布は適宜に変更して適用することができる。また、上層路盤又は下層路盤に用いられる砕石や砂を含む路盤材料を加熱によって溶融するアスファルト又はアスファルト乳剤と混練したものであってもよい。また、加熱によって溶融するアスファルト、アスファルト乳剤、合成樹脂又はセメントと水によって路盤材料の粒子を結着したもの、これらの材料で路盤材料に安定化処理を施したものであってもよい。
なお、本発明において使用する粒状材料には、砂利、砂、砕石の他、鉄鋼スラグ、鉱物材料の焼成形成物等を含むものを用いることもできる。

また、上記沈下抑制層６の形成は、例えば次のように行うことができる。
締め固められた下層路盤５の上にアスファルト乳剤等のプライムコート層（図示しない）を形成し、その上に網状体１０を敷き並べる。そして、その上から加熱アスファルト、砕石、砂等を含む粒状材料等を混合したアスファルト混合物を敷き均し、上記網状体を埋め込んで舗装体を形成するのと同様に転圧して形成することができる。また、プライムコート層の上に、又はプライムコート層に代えて合成樹脂からなるシートを敷設し、その上に沈下抑制層を形成することもできる。
上記のように形成された沈下抑制層６では、網状体１０が沈下抑制層の下部に埋め込まれているが、複数の層に分けて転圧するものとして網状体を層厚の中間部分又は上部に埋め込むこともできる。また、複数層の網状体を埋め込むこともできる。

アスファルト混合物を構成する粒状材料すなわち骨材は、路盤材料と同じものを用い、これをアスファルトと混練し、網状体１０を埋め込むように敷き均して締め固めてもよい。また、路盤材料を網状体１０が敷設された上から埋め込むように敷き均し、その上からアスファルト乳剤又は加熱されて液状となったアスファルトを散布して網状体１０が埋め込まれている部分まで浸透させるものであってもよい。

また、本発明の舗装構造は、図１に示すように、既存の地盤１と埋戻し土２との境界部分に限定されるものではなく、図８に示すように、路盤の下にカルバートのようなコンクリートの構造物３１が設けられた位置で、この構造物３１の直上部分とこれに隣接する埋戻し土３２の部分との境界、構造物と隣接する埋戻し土３２と既存の地盤３３との境界、又は図９に示すように切り土部分３４と盛り土部分３５との境界の両側にわたって沈下抑制層３６，３７を連続するように形成することもできる。

１：既存の地盤，２：埋戻し土，３：管路，４：路床，５：下層路盤，６：沈下抑制層，７：上層路盤，８：舗装体，８ａ：舗装体の基層，８ｂ：舗装体の表層，
１０：網状体，１１：帯状の鋼板，１２：鋼板の折り曲げられた部分，１３：隣り合う鋼板の対向する方向に張り出した部分，１４：重ね合せた鋼板を押し抜いた部分，１５：六角柱状の空間
２０：網状体，２１：鋼板，２２：隣り合う鋼板の対向する方向に張り出した部分，２３：鋲，
３１：構造物，３２：埋戻し土，３３：既存の地盤，３４：切り土部分，３５：盛り土部分，３６，３７：沈下抑制層

Claims

路床の上に路盤が積層され、さらに路盤上に舗装体が形成された舗装構造であって、
前記路床と前記舗装体との間に、前記路床又は該路床の下側にある路体の構造が変化する位置の両側にわたって連続して形成された沈下抑制層を有し、
前記沈下抑制層は、砕石、砂利及び砂の少なくともいずれかを含む粒状材料の粒子間が、アスファルトを主成分とする材料、セメント及び合成樹脂のうちの少なくともいずれかによって結着されたものであり、
該沈下抑制層内に、網状体が前記舗装体の路面に沿った方向に連続するように埋め込まれていることを特徴とする舗装構造。
前記網状体は、上下方向に幅を有する複数の帯状の鋼板で構成されており、所定の間隔で水平方向に曲折された複数の帯状の鋼板が配列されて隣り合う鋼板が互いに結合され、該鋼板で仕切られた六角柱状の空間がハニカム状に形成されている鋼製六角パネルであることを特徴とする請求項１に記載の舗装構造。
前記沈下抑制層は、加熱により溶融するアスファルトと前記粒状材料とを混練した混合物で形成され、
前記網状体は、転圧された前記混合物中に埋め込まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の舗装構造。
前記沈下抑制層は、締め固められた路盤材料中に前記網状体が埋め込まれ、上下方向における該網状体が埋め込まれた範囲の前記路盤材料は、加熱により溶融するアスファルト、アスファルト乳剤、セメント及び合成樹脂の少なくともいずれか一つを加えることによって安定化処理が施されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の舗装構造。