JP6647017B2 - 道路の補修又は補強用シート - Google Patents

Description

本発明は、道路の補修又は補強用シートに関する。

舗装道路の路面に発生するホール又はクラックの補修としては、従来、常温アスファルト混合物などを埋め、その上から転圧して補修が一般的である。一方、出願人等は、ゴムベースの粘着剤付きシートを補修箇所に貼付する、より簡易な使用が可能な、補修又は補強用シートを提案してきた。

路面に貼付するシートに関連して、特許文献１は、繊維強化熱可塑性シートを複数枚積層した積層体の片面又は両面にアスファルト層を積層してなることを特徴とする道路補強用シートを開示している。

特許第３１５５６９７号公報

道路の補修又は補強用シートは、道路の劣化部分の補修又は補強のために、路面に一時的に貼付されることが多い。しかしながら、例えば道路の劣化したジョイント部のような凹部を補強する場合のように、数か月程度の比較的長い期間にわたって使用される補修又は補強用シートは、耐久性とともにより高いせん断強度を有することが望ましい。

本発明の一側面は、繊維織物と、前記繊維織物の両面上にそれぞれ設けられた第１のラバーシート及び第２のラバーシートとを備える、道路の補修又は補強用積層シートを提供する。

本発明の一側面に係る道路の補修又は補強用積層シートは、第１と第２のラバーシートで繊維織物を挟んだ構造により高いせん断強度を示すことができ、数カ月程度の比較的長い期間にわたる使用に耐える耐久性を有し得る。

一実施形態に係る積層シートを示す断面図である。 一実施形態に繊維織物を示す平面図である。 せん断試験の方法を示す模式図である。

本発明の実施形態の道路の補修又は補強用シートは、繊維織物と、それを挟んで、繊維織物の両面上にそれぞれ設けられた第１のラバーシートと第２のラバーシートとを備えた積層シートである。上下のラバーシートで繊維織布を挟んだ構造を採用することにより、従来のラバーシートのみ用いたシート、及びラバーシートの片側のみに繊維織物を備えた積層シートに比較し、せん断強度を効果的に改善し、耐久性の高い、ジョイント部等を含む道路の補修又は補強用に適した積層シートを提供できる。
また、本実施形態の積層シートは、シート裏面に感圧性接着剤層を備えてもよい。感圧性接着剤層を備えることで、補修または補強すべき路面に貼り付けることで極めて簡易な補修又は補強が可能である。
さらに、第１と第２のラバーシートは、繊維織物を介して熱融着されていることが好ましい。熱融着により上下のラバーシートと繊維織布が強固に一体化し、積層シートのせん断強度をより確実に高めることができる。
以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、一実施形態に係る積層シートを示す断面図である。図１に示す積層シート１は、繊維織物１０と、繊維織物１０の両面上にそれぞれ設けられた第１のラバーシート１１及び第２のラバーシート１２と、路面側となる第２のラバーシート１２の主面上に設けられた感圧性接着剤層３とから主として構成される。なお、第１のラバーシート１１の最表層に、滑り止め層５が備えられてもよい。

繊維織物１０は、異なる２以上の方向に沿ってそれぞれ引き揃えられた糸又は繊維束を含むシートであり、例えば経糸と緯糸から構成される。繊維織物１０の厚さは、特に制限されないが、例えば強度の点から０．１ｍｍ以上、又は０．２ｍｍ以上が好ましい。一方、ラバーシートとの一体化を容易にするため、繊維織物１０の厚さは、０．４ｍｍ以下、又は０．３ｍｍ以下であってもよい。

図２は、経糸及び緯糸を含む繊維織物の一実施形態を示す平面図である。図２に示す繊維織物１０は、所定の方向に沿って引き揃えられた複数の経糸２１と、経糸２１と垂直な方向に沿って引き揃えられた複数の緯糸２２とを含む。経糸２１及び緯糸２２は、それぞれ間隔を空けて配置されていることが多く、そのために繊維織物内には開口２５が形成される。開口２５の大きさは、「目開き」と称されることがある。本明細書における「目開き」は、開口２５の経糸２１に沿う方向における幅Ａ_１、及び開口２５の緯糸２２に沿う方向における幅Ａ_２のうち、大きい方の値として定義される。幅Ａ_１と幅Ａ_２の比（Ａ_１／Ａ_２）は、０．５〜１．５の範囲内にあることが多い。３方向以上に沿って引き揃えられた糸又は繊維束を含む多軸織物の場合も同様に、各方向における幅のうち、最も大きい値が「目開き」である。「繊維織物の目開き」は、繊維織物内に形成される複数の開口の目開きの平均値を意味することがある。

繊維織物の目開きは、１００μｍ〜３ｍｍであってもよい。目開きがある程度大きいと、ラバーシートが繊維織物に熱融着されたときに、繊維織物の開口内にラバーシートの一部が侵入しラバーシート同士が熱融着しやすくなる傾向がある。その結果、アンカー効果によって繊維織物を介して第１と第２のラバーシートがより強固に密着し、一体化され得る。同様の観点から、繊維織物の目開きは１００μｍ以上、又は２４０μｍ以上であることが好ましい。一方、目開きが大きすぎると繊維織物自体の引張強度が下がりせん断力改善効果が得られにくいため、目開きは、３．０ｍｍ以下、又は１．４ｍｍ以下であることが好ましい。

繊維織物の引張強度が５００〜３０００Ｎ／２５ｍｍであってもよい。繊維織物の引張強度が高いと、より高いせん断強度を有し、高い耐久性を有する積層シートが得られ易い。同様の観点から、繊維織物の引張強度は、５００Ｎ／２５ｍｍ以上、８００Ｎ／２５ｍｍ以上、又は１０００Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましい。繊維織物の引張強度は、繊維織物中の糸又は繊維束が引き揃えられた方向（例えば、緯方向と経方向）に沿って繊維織物に引張応力を加える引張試験により各方向での引張強度を測定し、その平均をとることで得られる。

繊維織物は、１種の繊維を含んでいてもよいし、２種以上の繊維の組み合わせを含んでいてもよい。繊維織物は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、及びポリエステル繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を含んでいてもよい。これら繊維は、積層シートに特に強い機械的強度を付与することができる。これらの繊維のうち、高い引張強度および耐熱性、耐久性、入手の容易性等の観点からガラス繊維から構成される繊維織物、例えば一般にガラスクロスと称される繊維織物を使用することが望ましい。

第１ラバーシート１１及び第２のラバーシート１２は、ゴムを含むゴム組成物からなるシート状のゴム弾性体であり、通常、１．５〜９ＭＰａ程度の弾性率を有する。第１、第２のラバーシート１１，１２の各厚さは、特に制限されないが、一定の耐久性を得るため、例えば０．２ｍｍ以上、又は０．５ｍｍ以上でもよい。一方、作業性時の取り扱い性を確保するため、及び、積層シートを道路に貼った場合に生じる補修部と周囲の路面との段差を抑えるために、第１、第２のラバーシート１１，１２の各厚さは、２ｍｍ以下、又は１．０ｍｍ以下であってもよい。第１のラバーシート１１と第２のラバーシート１２とで、ゴム組成物及び厚さが同じでも異なってもよい。

第１、第２のラバーシート１１，１２の軟化点は、８０℃以上、又は９０℃以上であってもよい。軟化点が高いことは、高温に曝される可能性のある道路の補修又は補強用シートにとって有利である。第１、第２のラバーシート１１，１２の軟化点の上限は、特に制限されないが、繊維織物との加熱圧着に必要な温度が高温になりすぎないよう、例えば１５０℃以下、１３０℃以下であってもよい。

第１、第２のラバーシート１１，１２は、任意のゴムを含むことができるが、当業者によって非架橋ゴムと称されるゴムを含んでいてもよい。第１、第２のラバーシート１１，１２に含まれ得るゴムの例は、アクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム）、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、及びクロロプレンゴムを含む。第１、第２のラバーシート１１，１２は、ゴム以外の成分を含むことができる。ゴム以外の成分は、例えばパラフィン、酸化防止剤、及び顔料のような、ゴム材料の分野において通常含まれる成分から適宜選択できる。

滑り止め層５は、滑り止めの機能を有する層として通常用いられているものから、適宜選択できる。滑り止め層５は、図１に示されるように凹凸表面を有していてもよいし、摩擦力を付与するための各種の粒子が滑り止め層の表面に配置されていてもよい。あるいは、滑り止め層を設けることに代えて、第１のラバーシート１１に滑り止めの機能を付与してもよい。例えば、第１のラバーシート１１としてエンボス加工等の方法によって形成された凹凸表面を有するものを使用し、凸部の表面上に滑り止め用の粒子を配置してもよい。例えば、酸化アルミニウム又は珪砂のような微粒子を含む滑り止め骨材を配置してもよい。いくつかの形態に係る積層シートは、滑り止め層を有しないこともあり得る。

感圧性接着剤層３は、積層シート１を道路の路面（ジョイント部を含んでもよい）に貼付するために設けられる。裏面に感圧性接着剤層３を備えることで、路面又は道路のジョイント部に積層シート１を貼り付けるだけでその部位を極めて簡便な方法で補修又は補強することができる。感圧性接着剤層３は、適切な感圧接着性及び耐熱性等の特性を有する層であればよく、例えば、ゴム及び粘着付与剤を含む層であってもよい。感圧性接着剤層３が含み得るゴムの例は、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリスチレンブタジエン、ポリイソブチレン、及びブチルゴムを含む。感圧性接着剤層３中のゴムは、低いガラス転移温度を有する弾性ブロックＢと、熱可塑性ブロックＡとを含むＡ−Ｂ−Ａ型ブロックコポリマーであってもよい。感圧性接着剤層３は、無極性アクリレート、極性アクリレート、イオン架橋されたアクリレート又はこれらの組み合わせをゴムとして含んでいてもよい。感圧性接着剤層３の厚さは、特に制限されないが、例えば０．１〜０．５ｍｍであってもよい。

いくつかの形態に係る積層シートは、感圧性接着剤層を有しないことがあり得る。この場合、例えば、別途準備された（感圧性）接着剤を用いて積層シートを路面に貼付してもよい。

積層シート１は、例えば、第１のラバーシート１１、繊維織物１０、及び第２のラバーシート１２の順に重ね、得られた積層体を加熱及び加圧して、第１、第２のラバーシート１１，１２を繊維織物１０に熱融着で一体化させることを含む方法により、製造することができる。加熱及び加圧の条件は、ラバーシートの軟化点等を勘案して適宜調整でき、例えば、温度８０〜１５０℃、圧力０．１〜５ＭＰａ程度であってもよい。加圧時間は３０秒〜１分程度であってもよい。熱融着により上下のラバーシートと繊維織布が一体化することで、積層シートはより確実に高いせん断強度を得ることができる。なお、感圧性接着剤層３、滑り止め層５は、当該技術分野における通常の方法によって形成することができる。

いくつかの形態に係る積層シートは、上述の部材に加えて、他の部材を更に含み得る。例えば、積層シート１を保存又は運搬する際には、感圧性接着剤層３の表面を保護する保護シートを感圧性接着剤層３上に設けてもよい。

積層シート１は、道路の補修又は補強のために、感圧性接着剤層３側を補修又は補強される路面に貼付されることができる。積層シート１は、例えば、道路のジョイント部の補強、路面のポットホール若しくはクラックの簡易補修、道路ジョイント部の段差修正、スリップ防止、路面補修箇所の保護、道路標示の一時的マスキングのような目的で使用することができる。道路のジョイント部として使用されるゴムジョイントには、一般に荷重支持のための鋼材が埋設されているが、この鋼材とゴムマトリックスとの密着性が経年劣化で弱くなることがある。このような劣化したゴムジョイントを有するジョイント部を補強するためにも、積層シート１を用いることができる。ジョイント部の補強のために用いれられる補強シートは、数か月にわたって使用される場合があるため、高いせん断強度を有する積層シート１は、そのような補強の用途において特に有用である。

以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

１．積層シート
以下の３種類のガラスクロスを準備した。
１）ガラスクロスＡ（ユニチカ株式会社製ガラスクロス、製品番号Ｈ１００（目開き：２４０〜３４０μｍ、厚さ：０．１１ｍｍ、引張強度：９５０Ｎ／２５ｍｍ））
２）ガラスクロスＢ（ユニチカ株式会社製ガラスクロス、製品番号Ｍ２００（目開き：２８０〜７３０μｍ、厚さ：０．２０ｍｍ、引張強度：１３００Ｎ／２５ｍｍ））
３）ガラスクロスＣ（ユニチカ株式会社製ガラスクロス、製品番号Ｍ３４０（目開き：１２２０〜１４４０μｍ、厚さ：０．３６ｍｍ、引張強度：２５００Ｎ／２５ｍｍ））
アクリロニトリルブタジエンゴムを含むラバーシート（軟化点：１００℃付近、厚さ：０．６０〜０．６３ｍｍ）を準備した。

ラバーシート、ガラスクロス、ラバーシートの順に重ね、これらを、１２０〜１３０℃に加熱しながら、圧力０．４ＭＰａで３０秒間加圧して、ラバーシートがガラスクロスの両面に熱融着した３層構成の積層シートを得た。比較用の積層シートとして、ガラスクロス及びラバーシートが積層された２層構成の積層シートも同様の条件で作製した。

２．評価
せん断試験
図３は、せん断試験の方法を示す模式図である。せん断試験は、間隔を空けて対向する一対の板状の下側治具５１と、下側治具５１の間隔に相当する幅を有する上側治具５２とを有する測定治具５０を用いて行った。下側治具５１の間隔は３６ｍｍであり、上側治具５２は一辺３０ｍｍの正方形の断面を有する。測定試料としての積層シート１を、下側治具５１の端部に取り付け、留め具５３で積層シート１の端部を固定した。その状態で、上側治具５２を、下側治具５１の間に挿入されるように可動させることで、積層シート１に押し当てた。上側治具５２は、振幅２５ｍｍ、正弦波１Ｈｚに相当する速度及び動きで可動させた。この過程で測定された荷重の最大値を、せん断押し抜き強度として記録した。ガラスクロス及びラバーシートが積層された２層構成の積層シートに関しては、ガラスクロス側、ラバーシート側それぞれから上側治具を押し当てるせん断試験を行った。

引張試験
２５ｍｍ幅の短冊状の試験片を用いて、試験速度３００ｍｍ／分の条件で経糸方向及び緯糸方向で引張試験を行い引張強度の平均値を求めた。

表１は、各実施例及び比較例の積層シートの積層構成、ガラスクロスの種類、及び評価結果を示す。表１は、ラバーシート単独、及びラバーシート片面にポリエステル製織布を備えた市販の路面補修材（スリーエムジャパン製、「Ｌ７１５」）の評価結果も参考例として示す。２層構成の比較例の積層シートに関して、「Ｇ」はガラスクロス側から、「Ｒ］はラバーシート側から積層シートに治具を押し当てたことを意味する。実施例１〜３の３層構成の積層シートは、十分に高いせん断強度を示すことが確認された。

１…積層シート、３…感圧性接着剤層、５…滑り止め層、１０…繊維織物、１１…第１のラバーシート、１２…第２のラバーシート、２１…経糸、２２…緯糸、２５…開口。

Claims (7)

1. 繊維織物と、前記繊維織物の両面上にそれぞれ設けられた第１のラバーシート及び第２のラバーシートと、感圧性接着剤層と、を備える、積層シート（但し、前記第１のラバーシート及び前記第２のラバーシートがアスファルトを含むものを除く。）であって、
   前記第１のラバーシート、前記繊維織物、前記第２のラバーシート及び前記感圧性接着剤層がこの順に積層されており、
   前記感圧性接着剤層によって、当該積層シートが補修又は補強される道路の路面に貼付される、道路の補修又は補強用積層シート。
2. 前記第１のラバーシートと前記第２のラバーシートとが、前記繊維織物を介して熱融着されている、請求項１に記載の補修又は補強用積層シート。
3. 前記繊維織物の引張強度が５００Ｎ／２５ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載の道路の補修又は補強用積層シート。
4. 前記繊維織物の目開きが２４０μｍ〜２ｍｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の道路の補修又は補強用積層シート。
5. 前記繊維織物がガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、及びポリエステル繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の道路の補修又は補強用積層シート。
6. 前記ラバーシートの軟化点が８０℃以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の道路の補修又は補強用積層シート。
7. 前記第１のラバーシート及び前記第２のラバーシートが、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、及びクロロプレンゴムからなる群より選ばれる１種以上のゴムを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の道路の補修又は補強用積層シート。

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