JP7277738B2 - 簡易舗装体の施工方法 - Google Patents
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Description
特許文献1の簡易舗装方法は、所定の特性を有する製鋼スラグと、所定量の高炉水砕スラグとを混合した簡易舗装材料を施工箇所に敷き均し、水を散布する。その後、簡易舗装材料を転圧したままで養生し、簡易舗装材料を固めることで施工が完了する。
しかしながら、結合材を配合すると、配合しない場合と比べて、簡易舗装材料の固化の進行が速くなってしまう。固化が進行した簡易舗装材料を用いて簡易舗装体を施工すると、耐久性に優れた簡易舗装体を形成できなくなるおそれがある。
[簡易舗装材料の構成材料]
まず、第1,第2実施形態の簡易舗装体の施工方法に用いる簡易舗装材料の構成を説明する。
簡易舗装材料は、製鋼スラグと、高炉水砕スラグと、セメント系固化材とを含む。
簡易舗装材料は、施工中、または、施工後に、製鋼スラグ(SiO2=10~15%、Al2O3=2%程度、CaO=42~48%)中のカルシウムがスラグ界面に付着する水に溶け出し、付着水に溶けた大気中の炭酸ガスと反応して水酸化カルシウムや炭酸カルシウムに化学変化する。
高炉水砕スラグは、簡易舗装材料の全量に対して5質量%以上、35質量%以下含まれていることが好ましい。製綱スラグと高炉水砕スラグを混合し、高炉水砕スラグの質量%を変えて、大型のロードローラで締め固めてから1か月後と3か月後に地盤の強度を測定したところ、高炉水砕スラグの質量%が、5質量%未満または35質量%を超えると、簡易舗装材のキャスポルCBR%値が急激に低下した。
高炉水砕スラグの量が、35質量%を超えると、相対的に製鋼スラグが少なくなり、溶出するカルシウムが少なくなるため、ポゾラン反応が十分に起こらず簡易舗装体の強度が上昇しない。
ただし、4.5質量%超を加えると、早期に固化することで製鋼スラグ自体の膨張を強く拘束してしまうため、内部応力が高まり、数か月で割れることが懸念される。
〔簡易舗装体の施工方法〕
次に、上述の簡易舗装材料を用いた第1実施形態の簡易舗装体の施工方法について説明する。
第1実施形態の簡易舗装体の施工方法は、図1に示すように、製鋼スラグおよび高炉水砕スラグの混合スラグに対するセメント系固化材の配合量を決定する工程(固化材配合量決定工程S1)と、セメント系固化材および混合スラグの混合物に対する水の配合量を決定する工程(水配合量決定工程S4)と、水と混合物とを混合して、簡易舗装材料を製造する工程(簡易舗装材料製造工程)と、簡易舗装材料を施工箇所に敷き均す工程(敷き均し工程S8)と、簡易舗装材料を転圧する工程(転圧工程S9)とを含む。
第1実施形態の簡易舗装体の施工方法は、固化材配合量決定工程S1、水配合量決定工程S4、および、簡易舗装材料製造工程を施工現場で行う。施工現場とは、道路などの施工箇所を含む所定範囲の領域を意味する。
マウンドの容積と、混合スラグの密度とに基づいて、マウンドの質量を求める。このマウンドの質量に基づいて、セメント系固化材の配合量を決定する。
セメント系固化材の配合量は、簡易舗装材料の全量に対して外添で1.5%質量%以上4.5%質量%以下の質量であることが好ましい。セメント系固化材として、ポルトランドセメント、高炉セメント、高炉スラグ微粉末のうち1種以上を採用することが好ましい。
混合物の含水比(%)=mw/ms×100 … (1)
mw:混合物の水分質量
ms:混合物の乾燥質量
混合物の水分率(%)=Vw/V×100 … (2)
Vw:混合物の水分が占める容積
V:混合物全体の容積
混合物の含水比は、5%以上12%以下であることが好ましい。水分率の測定は、赤外線水分計、RI水分計、土壌水分計を使用できるが、コストの観点から土壌水分計を使用することが好ましい。含水比は、混合物の1箇所の測定結果に基づき求めてもよいし、複数箇所の測定結果の平均値に基づき求めてもよい。混合物の含水比を求める工程、水の配合量を決定する工程は、作業者が行ってもよいし、コンピュータが行ってもよい。
混合状態の把握は、水配合量決定工程S4の水分率測定結果をそのまま使用してよいし、水配合量決定工程S4の水分率測定結果だけではデータ数が足りない場合には、足りない分だけ追加測定してもよいし、水配合量決定工程S4の水分率測定結果を使用せずに、新たに測定してもよい。混合状態の把握は、作業者の目視や混合物の画像認識で行ってもよい。
第2の混合工程S7は、簡易舗装材料の水の混合状態を把握しながら行うことが好ましい。例えば、作業者がゴム手袋を装着した手で簡易舗装材料を握って、水の混合状態を把握してもよい。
また、300mm以下にしている理由は、300mmを超えると、大型のロードローラあるいは小型のプレートでの転圧では、下部まで圧力が行き渡らないために締め固めができずに、車重の圧力で下部の材料が動き、上部に割れを生じてしまうおそれがあるためである。
敷き均し工程S8のうち、簡易舗装材料を施工箇所に敷く工程のみをダンプトラックで行ってもよい。
最後に、養生は、混合物への散水、転圧後、1週間から2週間養生する。これにより、シュミットハンマーによる推定圧縮強度は6MPa以上となり、乗用車程度の重量物は、轍ができずに問題なく走行できる。
上述の第1実施形態によれば、固化材配合量決定工程S1から第2の混合工程S7に至る工程を施工現場で行うため、固化材投入から簡易舗装材料を施工箇所に敷き均して転圧するまでの時間を短縮できる。したがって、固化が進行する前の簡易舗装材料を転圧でき、耐久性に優れた簡易舗装体を施工できる。特に、混合スラグとセメント系固化材との混合物の含水比に基づいて、水投入工程S6で投入する水の配合量を決定するため、簡易舗装材料の水分量を混合物の量に応じた適切な量にすることができ、転圧後の養生期間の長期化を抑制できる。
混合状態把握工程S5を行っているため、セメント系固化材と混合スラグとが適度に混合されてから水を混合でき、簡易舗装材料全体にセメント系固化材をムラなく混合する作業時間を短縮できる。
混合状態把握工程S5で土壌水分計を使用すれば、作業者の目視で混合状態を把握する場合と比べて、作業者によるばらつきを抑制できる。
水配合量決定工程S4と混合状態把握工程S5とで同じ土壌水分計を使用すれば、施工に使用する機器を少なくできる。
水配合量決定工程S4で使用した水分率測定結果を混合状態把握工程S5でも使用すれば、測定箇所を少なくできる。
〔簡易舗装体の施工方法〕
次に、第2実施形態の簡易舗装体の施工方法について説明する。
第2実施形態の簡易舗装体の施工方法は、図3に示すように、固化材配合量決定工程S11と、水配合量決定工程S12と、簡易舗装材料製造工程と、敷き均し工程S19と、転圧工程S20とを含む。
第2実施形態の簡易舗装体の施工方法は、水配合量決定工程S12、および、簡易舗装材料製造工程を施工現場で行う。
簡易舗装材料製造工程は、水配合量決定工程S12で決定された配合量の一部の水をドラムに投入する工程(第1の水投入工程S13)と、固化材配合量決定工程S11で決定された配合量の一部のセメント系固化材をドラムに投入する工程(第1の固化材投入工程S14)と、混合スラグをドラムに投入する工程(混合スラグ投入工程S15)と、固化材配合量決定工程S11で決定された配合量の残りのセメント系固化材をドラムに投入する工程(第2の固化材投入工程S16)と、水配合量決定工程S12で決定された配合量の残りの水をドラムに投入する工程(第2の水投入工程S17)と、水とセメント系固化材と混合スラグとを混合する工程(混合工程S18)とを含む。
転圧工程S20は、第1実施形態の転圧工程S9と同じ要領で行う。最後に、1週間から2週間養生して、簡易舗装体が完成する。
上述の第2実施形態によれば、水配合量決定工程S12から混合工程S18に至る工程を施工現場で行うため、固化が進行する前の簡易舗装材料を転圧でき、耐久性に優れた簡易舗装体を施工できる。
第1の水投入工程S13から敷き均し工程S19における簡易舗装材料を敷くまでの工程を、1台の自走式プラントで行うため、簡易舗装体を少ない建機および人員で施工できる。
水やセメント系固化材を、それぞれ複数回に分けてタンクに投入するため、タンク内で水やセメント系固化材の層をそれぞれ複数ずつ形成でき、水とセメント系固化材と混合スラグとをムラなく混合する時間を短縮できる。
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能であり、その他、本発明の実施の際の具体的な手順、および構造などは本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などとしてもよい。
第1実施形態において、水配合量決定工程S4の代わりに、固化材投入工程S2よりも前に、第2実施形態の水配合量決定工程S12を行ってもよい。
第1実施形態において、混合状態把握工程S5を作業者の目視で行ってもよい。
第2実施形態において、ドラムに水およびセメント系固化材を投入する工程をそれぞれ2回ずつ行ったが、3回以上行ってもよいし、1回だけ行ってもよい。水およびセメント系固化材を投入する工程の回数は、同じであってもよいし違っていてもよい。タンクに水、セメント系固化材、混合スラグを投入する順序は、この記載した順序でなくてもよい。
Claims (4)
- 製鋼スラグと、高炉水砕スラグと、セメント系固化材とを含む簡易舗装材料を用いた簡易舗装体の施工方法であって、
前記製鋼スラグおよび前記高炉水砕スラグの混合スラグに対する前記セメント系固化材の配合量を決定する工程と、
前記配合量の前記セメント系固化材および前記混合スラグの混合物に対する水の配合量を決定する工程と、
前記配合量の水と前記混合物とを混合して、前記簡易舗装材料を製造する工程と、
前記製造された簡易舗装材料を施工箇所に敷き均す工程と、
前記施工箇所に敷き均された簡易舗装材料を転圧する工程とを含み、
前記水の配合量を決定する工程、および、前記簡易舗装材料を製造する工程を、施工現場で行い、
前記簡易舗装材料を製造する工程は、
前記セメント系固化材と前記混合スラグとを混合する工程と、
前記混合物の混合状態を把握する工程と、
当該把握した混合状態に基づいて、前記水と前記混合物とを混合する工程とを含み、
土壌水分計を用いた前記混合物の水分率の測定結果に基づいて、前記混合状態を把握することを特徴とする簡易舗装体の施工方法。 - 請求項1に記載の簡易舗装体の施工方法において、
土壌水分計を用いた前記混合スラグおよび前記混合物のうち少なくとも一方の水分率の測定結果に基づいて、前記水の配合量を決定することを特徴とする簡易舗装体の施工方法。 - 製鋼スラグと、高炉水砕スラグと、セメント系固化材とを含む簡易舗装材料を用いた簡易舗装体の施工方法であって、
前記製鋼スラグおよび前記高炉水砕スラグの混合スラグに対する前記セメント系固化材の配合量を決定する工程と、
前記配合量の前記セメント系固化材および前記混合スラグの混合物に対する水の配合量を決定する工程と、
前記配合量の水と前記混合物とを混合して、前記簡易舗装材料を製造する工程と、
前記製造された簡易舗装材料を施工箇所に敷き均す工程と、
前記施工箇所に敷き均された簡易舗装材料を転圧する工程とを含み、
前記水の配合量を決定する工程、および、前記簡易舗装材料を製造する工程を、施工現場で行う簡易舗装体の施工方法において、
バケットと、ドラムと、前記ドラムを回転させる回転機構と、前記ドラム内の収容物を排出する排出機構と、水タンクと、ポンプとを有する自走式プラントを、前記簡易舗装材料を製造する工程と前記簡易舗装材料を前記施工箇所に敷き均す工程とに用い、
前記自走式プラントは、
前記ポンプで前記水タンクの水を前記ドラムに投入する水投入工程と、
前記バケットで前記配合量のセメント系固化材を前記ドラムに投入する固化材投入工程と、
前記バケットで前記混合スラグを前記ドラムに投入する混合スラグ投入工程と、
前記回転機構で前記ドラムを回転させて、前記水と前記セメント系固化材と前記混合スラグとを混合する工程と、
前記排出機構で前記ドラム内の前記簡易舗装材料を前記施工箇所に敷き均す工程とを行うことを特徴とする簡易舗装体の施工方法。 - 請求項3に記載の簡易舗装体の施工方法において、
前記混合スラグ投入工程の後に、前記固化材投入工程および前記水投入工程と同様の要領で、前記セメント系固化材および水を前記ドラムに投入することを特徴とする簡易舗装体の施工方法。
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