JPH07188564A

JPH07188564A - 瀝青系注入材

Info

Publication number: JPH07188564A
Application number: JP32947693A
Authority: JP
Inventors: Shozo Naemura; 正三苗村; Yasumitsu Ichimura; 靖光市村; Yukihiro Tsukada; 幸広塚田; Kenichi Shimotsubo; 賢一下坪
Original assignee: Minister for Public Works for State of New South Wales; Public Works Research Institute Ministry of Construction
Current assignee: Minister for Public Works for State of New South Wales; National Research and Development Agency Public Works Research Institute
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-25

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は下水道の管きょ等の外周地盤に発生
した空洞の補修に適した施工性にすぐれかつ耐久性にす
ぐれた瀝青系注入材を提供することを目的とする。【構成】アスファルト乳剤と水硬性無機材料と水溶性
反応型樹脂及び水とを混合したＡ液と、アスファルト乳
剤と水硬性無機材料と重合触媒及び水とを混合したＢ液
とからなる瀝青系注入材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は瀝青系注入材に関する。
さらに詳しくは、下水道の管きょ等の外周地盤に発生し
た空洞の補修に適した注入工法に使用する注入材とし
て、施工性にすぐれ、且つ、耐久性にすぐれた瀝青系注
入材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水道の管路施設は、下水を集めて処理
場、または放流先まで流下させることを目的とするもの
であり、管きょ、マンホール、雨水吐、吐き口、取付管
等で構成されているが、その大半は管きょである。そし
て、これらの施設は、下水道の根幹をなすものなので、
常時施設の機能が十分発揮できるよう維持管理を行って
いる。

【０００３】しかし、しばしば、管きょの接合箇所、取
付箇所、取付管等の接合箇所からの浸入水の流入や、管
きょの破損等による地盤の陥没、交通事故等の発生、あ
るいは、破損等によって、地下水を汚濁する等の問題が
発生している。

【０００４】特に、最近では、管きょの外周における地
盤の空洞化が問題になっており、これに起因する道路の
陥没事故等は、社会問題にまで発展している。したがっ
て、空洞探査器等を駆使して、空洞化現象を初期の段階
で発見し、その都度、補修をしている。これらの補修
は、主として、その空洞に注入材を注入する注入工法に
より実施されている。

【０００５】注入工法は、管きょの外周における地盤の
空隙に注入材を充填することによって、土の密度を上
げ、水みちを塞ぎ、空洞化現象の進行を防止したり、管
きょの接合部等の間隙に注入材を充填することによっ
て、止水するものであり、その工種には、パッカー方
式、加圧循環方式、Ｙ字管方式、止水枠方式等がある。
一般的には、パッカー方式が多く用いられている。

【０００６】パッカー方式は、小中径管（φ700mm以
下）、取付管、副管等を対象にした方式で、管きょを構
成する管内から、その補修箇所に注入用パッカーをテレ
ビカメラを用いて誘導設置し、注入材を注入機器で補修
箇所に充填し、注入材のホモゲルにて固結させる工法で
ある。

【０００７】従来から注入工法に使用されてきた注入材
は、一般の注入材と異なり、下水管専用に開発されてい
る。下水管専用の注入材は、大別して、懸濁液型と溶液
型とがある。

【０００８】懸濁液型の注入材は、主剤としてセメント
ミルクを硬化剤によって短時間に固結させるもので、市
販品として、セメント−セメント系、セメント−シリカ
系、セメント系等がある。

【０００９】また、溶液型の注入材は、水と反応するウ
レタン系のものと硬化剤を用いるものとがあり、市販品
としては、ウレタン系、ポリエチレングリコール系、メ
チロールプロペン系等がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、懸濁液
型の注入材は、主剤であるセメントには、浸透性にすぐ
れた微粒子状のものを使用しているが、硬化剤は、それ
ぞれのメーカーによって特徴があり、硬化特性が異なる
ため選定が難しく、その固結体は、強固ではあるが、弾
力性に劣るという欠点がある。一方では、乾燥状態でク
ラックが発生し、自己崩壊の危険にさらされているもの
もある。

【００１１】また、溶液型の注入材は、主剤であるポリ
マーの種類によって固結体（ゲル体）の性状が異なると
共に、弾力性にはすぐれているが、強度が小さいという
欠点がある。特に、ウレタン系の注入材は、耐アルカリ
性が悪く、コンクリートヒューム管との接着が悪いた
め、一旦注入したものが逆戻りしてくるものもある等の
欠点がある。

【００１２】さらに、パッカー工法による下水管路の補
修に当たっては、市販されている注入材により、かなり
固結性状の異なるものがあるので、現場の状況によって
は不適当な注入材もあり、注入材の選定を誤ると、重大
な結果を招く恐れがある。

【００１３】そこで、大概の現場状況に対応できて、施
工性が良く、安定した固結性状が得られ、その固結体は
弾力性にすぐれ、且つ、強度があって耐久性にすぐれた
注入材の出現が望まれている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、このよ
うな要望に応えるものであって、懸濁液型の注入材と溶
液型の注入材とを併用することにより、その相乗効果を
造出して、前記問題点を解消するものである。即ち、ア
スファルト乳剤にセメント系と有機ポリマー系を併用す
ることによって、施工性が良く、その固結体は耐アルカ
リ性にすぐれ、乾燥収縮がなく強固なもので、且つ、弾
力性にすぐれた瀝青系注入材を提供するものである。

【００１５】そして、本発明は、アスファルト乳剤と水
硬性無機材料と水溶性反応型樹脂と水とを混合して得ら
れるＡ液と、アスファルト乳剤と水硬性無機材料と重合
触媒と水とを混合して得られるＢ液とからなることを特
徴とする瀝青系注入材を要旨とするものである。

【００１６】以下、本発明について詳細に説明する。

【００１７】アスファルト乳剤は、乳化剤として使用す
る界面活性剤の種類により、カチオン系、アニオン系、
ノニオン系等に分類されるが、本発明で使用するアスフ
ァルト乳剤は、カチオン系とノニオン系に限定される。
また、本発明で使用されるアスファルト乳剤には、改質
アスファルト乳剤も含まれる。

【００１８】本発明で使用するカチオン系およびノニオ
ン系のアスファルト乳剤としては、天然アスファルト、
ストレートアスファルト、ブローンアスファルト、セミ
ブローンアスファルト、溶剤脱瀝アスファルト（たとえ
ば、プロパン脱瀝アスファルト）等の石油アスファルト
の１種または２種以上を、乳化剤、分散剤、安定剤等を
使用して水中に乳化分散させた水中油滴型のアスファル
ト乳剤がある。

【００１９】また、本発明で使用することのできるカチ
オン系およびノニオン系の改質アスファルト乳剤として
は、天然アスファルト、ストレートアスファルト、ブロ
ーンアスファルト、セミブローンアスファルト、溶剤脱
瀝アスファルト（たとえば、プロパン脱瀝アスファル
ト）等の石油アスファルトの１種または２種以上に、ゴ
ムおよび熱可塑性高分子重合物から選ばれた１種または
２種以上を混合するプレミックスタイプによる方式で改
質した改質アスファルトを、乳化剤、分散剤、安定剤等
を使用して水中に乳化分散させた水中油滴型の改質アス
ファルト乳剤であって、水硬性無機材料との混合が良好
な改質アスファルト乳剤を使用する。また、ゴムおよび
熱可塑性高分子重合物から選ばれた１種または２種以上
を、直接水中油滴型のアスファルト乳剤に混和するポス
トミックスタイプによる方法で改質した改質アスファル
ト乳剤も使用できる。

【００２０】改質アスファルト乳剤に使用されるゴムお
よび熱可塑性高分子重合物としては、たとえば、天然ゴ
ム、ガタバーチャ、環化ゴム、スチレン、ブタジエン、
スチレン・イソプレンゴム、イソプレンゴム、ポリイソ
プレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチ
ルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、塩素化ポリエチレン、
クロロスルホン化ポリエチレン、エチレンプロピレンゴ
ム、ＥＰＴゴム、アルフィンゴム、スチレン・ブタジエ
ンブロック重合ゴム、スチレン・イソプレンブロック重
合ゴム等のゴム、およびエチレン・酢酸ビニール共重合
物、エチレン・アクリレート共重合物、ポリエチレン、
酢酸ビニール・アクリレート共重合物等の熱化塑性高分
子重合物であり、これらの１種または２種以上が使用さ
れる。

【００２１】また、ゴムおよび熱化塑性高分子重合物
は、種々の形状、形態のものが使用される。たとえば、
粉末状のもの、粒状のもの、ラテックス状のもの、エマ
ルジョン状のもの、水性状のもの等である。これらのう
ち、ラテックス状のもの、エマルジョン状のもの、水性
状のものは、ポストミックスタイプの方法による改質ア
スファルト乳剤に使用される。勿論、これらは、プレミ
ックスタイプの方法による改質アスファルト乳剤にも使
用される。

【００２２】上記のゴム、熱可塑性高分子重合物ととも
に、接着性、相溶性を改善するために、粘着付与剤とし
て、熱可塑性固形樹脂や固形状ゴム、液状樹脂、軟化
剤、可塑剤等を添加することも行われる。たとえば、ロ
ジンとその誘導体、テルペン樹脂や石油樹脂とその誘導
体、アルキッド樹脂、アルキルフェノール樹脂、テルペ
ンフェノール樹脂、クマロンインデン樹脂、合成テルペ
ン樹脂、アルキレン樹脂、ポリイソブチレン、ポリブタ
ジエン、ポリブデン、イソブチレンとブタジエンの共重
合物、鉱油、プロセスオイル、パイン油、アンスラセン
油、松根油、可塑剤、動植物油、重合油等が使用され
る。

【００２３】また、老化防止剤、酸化防止剤、硫黄等も
添加することもできる。さらにまた、改質アスファルト
乳剤の粘度調整を目的に、ＭＣ，ＣＭＣ，ＨＥＣ，ＰＶ
Ａ、ゼラチン等の水溶性高分子保護コロイドを添加する
ことができる。

【００２４】改質アスファルト乳剤中の、アスファルト
とゴムおよび熱可塑性高分子混合物の配合割合は、アス
ファルト100重量％に対して、２〜20重量％程度、より
好ましくは、５〜10重量％程度である。また、改質アス
ファルト乳剤中のアスファルトとしては、分解・硬化し
た後の特性を考慮して、針入度（25℃）が40〜300程度
のものを使用することが好ましい。

【００２５】アスファルト乳剤、または改質アスファル
ト乳剤の蒸発残留分（固形物）濃度は、通常30〜70重量
％程度であるが、本発明では40〜50重量％のものを使用
するのが好ましい。

【００２６】アスファルト乳剤、または改質アスファル
ト乳剤の使用量は、Ａ液とＢ液を混合した注入材に対し
て、４〜60重量％程度、より好ましくは、５〜50重量％
程度である。このアスファルト乳剤の使用量が４重量％
未満の場合は、その硬化体の乾燥収縮の度合いが大き
く、注入材としてのすぐれた機能が発揮されず、耐久性
が劣る。これに対して、このアスファルト乳剤の使用量
が60重量％を超える場合は、注入材の粘性が高くなり、
ゲル化がきわめて速くなるので、施工性が悪くなる。

【００２７】本発明で使用する水硬性無機材料として
は、セメント、無水石膏、羊水石膏、粉末状高炉スラグ
等である。セメントとしては、普通ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランドセメント、超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、白色ポルトラン
ドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライア
ッシュセメント、アルミナセメント、膨張セメント、耐
硫酸塩セメント、ジェットセメント、高炉コロイドセメ
ント、コロイドセメント、超速硬セメント、グラウト用
の超微粒子セメント等がある。

【００２８】水硬性無機材料の使用量は、Ａ液とＢ液を
混合してなる注入材に対して、通常６〜60重量％程度で
あり、より好ましくは、18〜42重量％程度である。この
水硬性無機材料の使用量が６重量％未満の場合は、注入
材の固結体の強度が低下するのに対し、この水硬性無機
材料の使用量が60重量％を超える場合は、注入材の粘度
が高くなり、注入困難なものになる。

【００２９】なお、水硬性無機材料とともに、必要に応
じて、公知のセメント用混合材、たとえば収縮補償材、
硬化促進材、硬化遅延材、分散剤、空気連行剤、増粘
剤、減水剤、充填剤等を併用することができる。

【００３０】本発明に使用する水溶性反応型樹脂として
は、ポリエチレングリコール、メタアクリレート、ポリ
エチレングリコールジメタアクリレート、Ｎ-メチロー
ルプロペン、メチレンビスプロペン等がある。これらの
１種または２種以上が使用される。

【００３１】水溶性反応型樹脂の使用量は、Ａ液に対し
て、通常４〜15重量％程度、より好ましくは、６〜９重
量％程度である。この水溶性反応型樹脂の使用量が４重
量％未満の場合は、注入材のゲル化時間の調整が不可能
になるに対し、この水溶性反応型樹脂の使用量が15重量
％を超える場合は、体積膨張が大きくなり、注入材とし
てすぐれた機能が発揮されない。

【００３２】本発明に使用する重合触媒は、水溶性であ
ることが望ましい。重合触媒としては、カリウム、ナト
リウム、アンモニウムの過硫酸塩、ペルオキソ二硫酸、
ペルオキソ一硫酸、リン酸、硫酸、ＨＣｌ等がある。

【００３３】重合触媒の使用量は、Ｂ液に対して、通常
１〜６重量％程度、より好ましくは、２〜３重量％程度
である。この重合触媒の使用量が1.0重量％未満の場合
は、ゲル化時間の調整が不可能になるに対し、この重合
触媒の使用量が６重量％を超える場合は、ゲル化が速く
なり、良好な注入材が得られない。

【００３４】水の配合割合は、注入材を注入するのに適
切な粘度範囲に入るように、通常Ａ液、Ｂ液それぞれに
対して、４〜40重量％程度である。

【００３５】次に、本発明の瀝青系注入材により注入工
法（パッカー工法）の１例について説明する。

【００３６】まず、補修に先立って、下水道管内部およ
び周辺地盤の状況を把握するために、テレビカメラを管
きょ内に挿入し、地上に設置したモニターテレビに管き
ょの内面を写し出すことによって、破損状況を確認し、
そのテレビカメラにより確認した破損部分について、パ
ッカーにより水圧試験を行い、漏水箇所がどの程度のも
のかを検査する。水圧が上がらなければ、周辺地盤に空
洞があることが分かる。

【００３７】次に、補修箇所の状況が判明したら、注入
条件を決定する。即ち、注入圧力、および、Ａ液、Ｂ液
の注入速度を決める。そして、事前の準備が完了した
ら、地上にセットした二液自動圧力管理プラントの各混
合槽に、それぞれ所要材料を投入し、撹拌混合して、Ａ
液、Ｂ液を調製する。調製されたＡ液、Ｂ液は、それぞ
れ定量ポンプにより、先に決めた注入速度によって、パ
ッカーに送る。パッカーに送り込まれたＡ液とＢ液は、
混合されて注入材を形成し、その注入材はポンプ圧力に
よって押されて管きょの破損部分の間隙を通って周辺地
盤の空洞等を充填する。注入材の注入は圧力管理で行
い、設定圧力に達した時点で、注入を一時停止し、圧力
の低下を持って注入を再開する。この工程を繰り返し、
圧力の低下がなくなった時点で、注入材の注入は完了と
する。なお、圧力変化が見られず、注入量だけが増加す
る場合は一時注入を停止し、注入材の固結を待って注入
を再開するようにする。注入材の注入が完了後は、ジェ
ット水で管内を清掃して、補修は完了となる。

【００３８】本発明による瀝青系注入材は、施工管理が
しやすいように、Ａ液とＢ液のそれぞれの標準組成配合
が、Ａ液とＢ液とがほぼ１：１の割合によって得られる
ような配合になっているのが特徴のひとつになってい
る。

【００３９】

【実験例及び実施例】以下、本発明の注入材を選定する
ための実験例、および、本発明の実施例について説明す
る。

【００４０】（1) 本発明の注入材の選定に当たって
は、パッカー工法を対象に実験を行った。現在パッカー
工法による注入条件の基準はないが、過去に実施してき
た施工結果、および、各種の実験結果から総合的に判断
して、本発明の注入材を選定するための目標値を、表１
のように設定した。

【００４１】

【表１】

【００４２】（2) 本発明の注入材を選定する実験をす
るための事前の予備試験の結果に基づき、代表的な材料
として、表２に示す材料を使用した。

【００４３】

【表２】

【００４４】（3) 本発明の注入材を選定するための実
験に関する試験項目、および、試験方法を表３に示す。

【００４５】

【表３】

【００４６】

【実験例１】実験は、アスファルト乳剤量（水の添加
量含む）を変化させた場合、セメント量を変化させた
場合、樹脂量（水溶性反応型樹脂および重合触媒）お
よび水の添加量を変化させた場合の３条件について行っ
た。具体的には、それぞれの場合について、事前に実施
した種々の予備試験の結果を参考にして、それぞれ表
４、表５、および、表６に示す配合割合の試験試料を選
定し、実験を行った。

【００４７】試験試料の作製は、先ず、水、水溶性反応
型樹脂、アスファルト乳剤、セメントの順に、ビーカー
に所要量の各材量を計量し、新東科学(株)製スリーワン
モータ（890rpm）で２分間撹拌を行い、Ａ液を調製し
た。一方、水、重合触媒、アスファルト乳剤、セメント
の順に、ビーカーに所要量の各材料を計量し、同じく２
分間撹拌してＢ液を調製した。調製したＡ液、Ｂ液は、
直ちに粘度測定、密度試験を行い、さらに、Ａ液とＢ液
を10秒間撹拌混合して試験試料を作製し、粘度、ゲルタ
イムの測定、および、その他の試験に供した。

【００４８】その試験結果を、それぞれ表４、表５、お
よび、表６に示す。なお、表６の配合において、水溶性
反応型樹脂（主剤）に対する重合触媒（硬化剤）の配合
比率は、一定とし、主剤：硬化剤＝2.9：１とした。

【００４９】また、実験結果の評価は、表１に示した目
標値を参考にして、○×方式により表７に示した。

【００５０】

【表４】

【００５１】

【表５】

【００５２】

【表６】

【００５３】

【表７】

【００５４】この実験の結果をまとめてみると、密度
（ｇ/cc）については、すべての試験試料が、目標値を
満足している。また、アスファルト乳剤量の検討におい
ては、すべての試験試料が、一軸圧縮強度試験（28日、
kgf/cm²）の目標値を、セメント量の検討においては、
すべての試験試料が、ゲルタイム（秒）の目標値を、樹
脂量の検討においては、すべての試験試料が、粘度試験
（cps）の目標値を、それぞれ満足している。

【００５５】また、表７において、評価をＸとした試験
試料につき考案すれば、次の通りである。 1) 試験試料No.１は、各目標値を満足しているが、予
備試験の結果（結果省略）から、アスファルト乳剤が入
らないと乾燥収縮が大きく、止水効果が劣ることが判明
している。 2) 試験試料No.９は、Ｂ液の粘性が高く、したがっ
て、混合液の粘性も高く、また、固まりが速いので、施
工性が悪い。またNo.８は施工性が劣るきらいがある。 3) 試験試料No.10は、Ａ，Ｂの混合液が固結しないた
め、型枠から外すことができず、一軸圧縮試験ができな
かった。また、試験試料No.11、およびNo.12は強度が小
さすぎて、耐久性が劣るきらいがある。。 4) 試験試料No.17は、粘性が大きすぎて、施工性が悪
いきらいがある。 5) 試験試料No.18は、ゲル化が弱く、固まらなかっ
た。また、No.19はゲル化が弱く固結性が劣るきらいが
ある。 6) 試験試料No.23，No.24およびNo.25は、固まりが速
すぎて施工性が悪く、また、樹脂量が多すぎると体積膨
張が大きくなり、ひびわれが発生し、耐久性が劣る傾向
が見られる。

【００５６】本発明の実施例は試料No.２，３，４，
５，６，７，８，11，12，13，14，15，16，17，19，2
0，21，22，23，24，25で示される注入材である。そこ
で、これらの実験結果から、本発明における瀝青系注入
材の好ましい配合量を考案すれば、次の通りである。

【００５７】まず、アスファルト乳剤の好ましい配合量
の範囲は、表４に示す実験結果より、Ａ液＋Ｂ液におけ
るアスファルト乳剤量の変化とそれに伴うゲル化時間の
変化との関係をグラフとして図１に示すと共に、Ａ液、
Ｂ液そしてＡ液＋Ｂ液におけるアスファルト乳剤量の変
化と、それぞれに伴う粘度の変化との関係をグラフとし
て図２に示し、これらに表１に示したゲル化時間、或は
粘度の目標値を入れて見た結果、その範囲はＡ液＋Ｂ液
の５〜50重量％となる。

【００５８】次に、セメント量の好ましい配合量の範囲
は、表５に示す実験結果より、Ａ液、Ｂ液そしてＡ液＋
Ｂ液におけるセメント量の変化と、それぞれに伴う粘度
の変化との関係をグラフとして図３に示すと共に、Ａ液
＋Ｂ液におけるセメント量の変化とそれに伴う材令28日
における強度の変化との関係をグラフとして図４に示
し、これらに表１に示した粘度、或は強度の目標値を入
れて見た結果、その範囲はＡ液＋Ｂ液の18〜42重量％と
なる。

【００５９】また、樹脂量（主剤＋硬化剤）の好ましい
配合量の範囲は、表６に示す実験結果よりＡ液＋Ｂ液に
おける樹脂量の変化とそれに伴うゲル化時間の変化との
関係をグラフとして図５に示すと共に、Ａ液＋Ｂ液にお
ける樹脂量の変化とそれに伴う材令28日における強度の
変化との関係をグラフとして図６に示し、これらを表１
に示したゲル化時間、あるいは強度の目標値を入れて見
た結果、その範囲はＡ液＋Ｂ液の９〜12重量％となる。

【００６０】勿論、上記配合量の好ましい範囲は、ひと
つの指針を与えるものであって、使用材料の種類や、設
定する目標値によって、当然に変わってくる。

【００６１】

【実験例２】実験例１で選定した適正配合について、さ
らに供用性の有無を確認するために、アスファルト乳剤
として改質アスファルト乳剤を使用した標準配合を選定
して、市販品との比較試験を行った。

【００６２】試験材料および試験配合 1) 試験材料試験材料の主な性状を表８、表９、表10、表11および表
12に示す。

【００６３】

【表８】

【００６４】

【表９】

【００６５】

【表１０】

【００６６】

【表１１】

【００６７】

【表１２】

【００６８】2) 試験配合各試験材料を用いて、次の表13、表14、表15、表16、表
17に示す配合で材料を調製して、それぞれの試験に用い
た。

【００６９】

【表１３】

【００７０】

【表１４】

【００７１】

【表１５】

【００７２】

【表１６】

【００７３】

【表１７】

【００７４】試験項目及び試験方法試験項目および試験方法は、次の通りである。 1) 乾湿繰り返し試験 φ５×ｈ10cmのサンドゲル供試体（砂：注入材＝２：
１）を作製し、空中養生（乾燥）と水中養生（湿潤）を
24時間ごとに繰り返し、材令24時間ごとの供試体の重量
と体積の変化について測定を行い、また形状変化につい
て観察を行った。さらに、材令20日で一軸圧縮試験を行
った。 2) 透水性試験 φ101.6×ｈ52mmのコンクリートを作製し、その中央に
設けた幅３mmの隙間に材料を注入したものを供試体とし
た。試験は材令28日にて行い、試験条件は温度20℃、水
圧１kgf/cm²とした。 3) 衝撃強さ試験 35×30×５cmのサンドゲル供試体（砂：注入材＝２：
１）を作製し、試験温度20℃にて試験を行った。試験
は、重量既知の鋼球を１ｍの高さから自然落下させ、供
試体が破壊するまでの回数を測定した。衝撃強さは、以
下に示す式により算出した。衝撃強さ（Ｊ）＝ｍ×ｇ×ｈ×回数ｍ：鋼球の重量（ｇ）ｇ：重力加速度（ｍ/sec²）ｈ：高さ（ｈ） 4) 圧縮せん断試験試験は７×７×２cmのセメントコンクリート片２枚を２
mm間隔として互に10mmずらしてたて、材料を流し込んで
供試体を作製した。試験は材令28日、試験温度20℃、載
荷速度１mm／分で行った。

【数１】

【００７５】試験結果 1) 乾湿繰り返し試験乾湿繰り返し試験の結果による体積の変化を表18に、重
量の変化を表19に、一軸圧縮強度を表20に示す。

【００７６】

【表１８】

【００７７】

【表１９】

【００７８】

【表２０】

【００７９】体積の変化は、ウレタン系が最も大きく、
１サイクル乾燥後で約20％の収縮を示し、その後は、乾
燥による収縮、湿潤による膨張を繰り返しながら徐々に
収縮していく傾向を示した。ポリエチレングリコール系
は、６サイクル乾燥後から徐々に収縮すると共に、供試
体の表面損失によって体積が小さくなる傾向を示し始
め、10サイクル終了後には、約10％収縮する体積変化を
示した。セメント−セメント系およびセメント−アスフ
ァルト乳剤系は、体積の変化はほとんど見られなかっ
た。セメント−シリカ系は、10サイクル終了後、供試体
の表面損失によって約２％収縮する体積変化を示した。
重量の変化は、すべての材料が、乾燥によって軽く、湿
潤によって重くなる傾向が見られた。しかし、セメント
−アスファルト乳剤系は、この上下の幅がおよそ２％程
度と、他の材料がおよそ５％以上であるのに比較して小
さく、吸水の少ない材料であると考えられた。また、10
サイクル終了後における重量変化は、セメント−セメン
ト系がおよそ０％と少なく、他の材料は10％前後であっ
た。一軸圧縮強度は、水中養生20日と比較すると、セメ
ント−セメント系以外は、乾燥繰り返し後の方が値が大
きくなった。また、セメント−セメント系においても、
強度の低下はそれほど大きなものではなかった。 2) 透水性試験結果透水性試験の結果を、表21に示す。透水が観察されたの
は、ポリエチレングリコール系とウレタン系であった。
ポリエチレングリコール系の供試体については、試験後
に間隙の内部で材料が破壊しているのが観察された。ウ
レタン系については、間隙の内部で材料がとけているの
が観察された。これは、耐アルカリ性の悪いためであ
る。

【００８０】

【表２１】

【００８１】3) 衝撃強さ試験衝撃強さ試験の結果を、表22に示す。衝撃強さは、各材
料とも、ホモゲルよりもサンドゲルの方が大きくなっ
た。また、衝撃強さ試験は、弾性の有無を判定するため
の試験で、数値の大きい方が弾性にすぐれていることを
表している。したがって、試験の結果から本発明品（セ
メント−アスファルト乳剤系）が一番大きな値を示して
おり、本発明品は、弾性にすぐれ、追従性がすぐれてい
ることが分かる。

【００８２】

【表２２】

【００８３】4) 圧縮せん断試験圧縮せん断試験の結果を、表23に示す。

【００８４】

【表２３】

【００８５】セメント−アスファルト乳剤系の接着強度
は、材令にしたがって大きくなる傾向が見られ、材令28
日で6.15kgf/cm²であった。ひずみも、材令にしたがっ
て大きくなる傾向が見られ、材令28日で0.76％であっ
た。セメント−セメント系の接着強度は、材令にしたが
って大きくなる傾向が見られ、材令28日で4.33kgf/cm²
であった。ひずみも、材令にしたがって大きくなる傾向
が見られ、材令28日で0.55％であった。セメント−シリ
カ系は、材令７日までは強度不足により測定ができず、
材令28日で0.18kgf/cm²であった。ひずみは材令28日で
0.10％であった。ウレタン系の接着強度は、材令にした
がって小さくなる傾向が見られ、材令28日で0.04kgf/cm
²であった。ひずみは、材令28日で3.40％であった。ポ
リエチレングリコール系の接着強度も、材令にしたがっ
て小さくなる傾向が見られ、材令28日で測定不可能とな
った。

【００８６】以上の結果から、本発明品（セメント−ア
スファルト乳剤）は、供用に際して体積の変化がなく、
重量の変化も他の市販品に対して小さく、吸水の小さい
材料であることが分かった。

【００８７】また、耐アルカリ性、弾性、コンクリート
ヒューム管との接着性および止水効果が、他の市販品に
比較してすぐれ、耐久性にすぐれていることが判明し
た。したがって、本発明品は、パッカー工法およびその
他の注入工法の新規な注入材として、十分に対応きるこ
とが分かった。

【００８８】

【施工例１】実験例１および実験例２から選定した本発
明の瀝青系注入材について、実際の現場においてパッカ
ー工法による下水道管補修の試験施工を行い、その適用
性について検討を行った。試験施工は、先ず補修箇所の
事前調査として、テレビカメラ調査および水圧試験を実
施し、それからパッカー施工を行い、最後に補修効果の
確認としてテレビカメラ調査、水圧試験および開削調査
を実施した。施工箇所は、コンクリートヒューム管φ25
0mmの箇所で、平均土被り２ｍ程度であった。

【００８９】（1) 事前調査テレビカメラを管きょ内に挿入し、地上に設置したモニ
ターテレビに管の破損、クラック、浸入水、継手、取付
管部等の状態を写し、ビデオテープに連続的に収録する
とともに、問題の箇所は、写真撮影した。そして、テレ
ビカメラにて確認した破損部分について、さらに漏水箇
所の程度を調べるためパッカーを用いて水圧試験を行っ
た。設定圧力は0.7kgf/cm²とし、注水速度は1.5ｌ/分で
行った。

【００９０】（2) パッカー施工事前調査で調べた問題の箇所について。パッカー施工を
行った。問題の箇所における管のクラック幅は５mm以上
あった。施工は、テレビカメラで見ながらパッカーを補
修対象箇所にセットし、二液注入プラント車を使用し、
材料を混合、圧送して注入した。注入条件は、設定圧力
1.5kgf/cm²、設計注入量90ｌおよび注入速度Ａ液２ｌ/
分、Ｂ液２ｌ/分で行い、材料の注入は、圧力を管理し
ながら行った。注入は、設定圧力に達した時点で一時停
止し、圧力の低下を待って注入を再開した。この工程を
繰り返し、注入圧力が低下しなくなった時点で注入完了
としたが、今回の施工箇所は、クラック幅が広いことも
あり、圧力0.7kgf/cm²程度で順調に注入できた。しか
し、90ｌ分の材料では不足する可能性があったため、33
ｌ注入した時点で一旦注入を停止した。この時、圧力は
０kgf/cm²まで低下した。約３分後、材料がある程度ゲ
ル化したところで注入を再開し、注入量約50ｌになった
時点で再度注入を停止した。この時、圧力は約0.3kgf/c
m²まで低下した。その後、５分間で注入を再開し、注入
量60ｌになったところで注入を停止し、６分後、圧力が
0.6kgf/cm²まで低下したところで注入を再開した。注入
量が約65ｌとなった時点で圧力が1.5kgf/cm²で一定とな
ったため注入完了とした。パッカー施工時における瀝青
系注入材の品質管理試験結果を表24に示す。

【００９１】

【表２４】

【００９２】（3) 補修効果の確認テレビカメラで調査の結果では、管のクラックへの充填
性は良好であり、水圧試験の結果、水圧の低下は認めら
れなかった。また、材料注入から約１ケ月後に、開削に
よる調査を行った。現場付近の地盤は粘土質で、瀝青系
注入材は土の境目に沿って注入されており、地盤への浸
透は見られなかった。なお、今回の現場には、空洞は認
められなかった。

【００９３】以上の結果から、本発明の瀝青系注入材
は、施工性、止水性の面から見て、十分に実際の現場に
適用可能であることが分かった。また、粘性土を対象と
した施工の場合、周辺地盤への脈状の注入形態となり、
管の外周部には材料が充填されないが、管の損傷部へ充
填されていれば、止水性は十分に確保できることが分か
った。

【００９４】

【発明の効果】次に、本発明における瀝青系注入材の特
徴と作用効果を、要約して説明する。

【００９５】（1) 本発明の暦青系注入材は、瀝青系と
してアスファルト乳剤を使用しているので、その固結体
は、供用に際して体積の変化および重量の変化が小さく
安定で、いわゆる乾燥、収縮が少なく、止水性が非常に
すぐれている。

【００９６】（2) 本発明の瀝青系注入材は、セメント
系と有機ポリマー系を併用する仕組みとなっていること
により、従来品にはない強度と弾性の双方のすぐれた性
質を兼ね備えているので、空洞等に充填された固結対は
追従性にすぐれ、さらに、硬化までに若干の膨張性を示
すので、注入された周辺地盤とのなじみが非常に良く、
且つ、耐久性にすぐれている。

【００９７】（3) 本発明の瀝青系注入材は、耐アルカ
リ性にすぐれているので、コンクリートヒューム管との
接触により溶出することなく、コンクリートヒューム管
との接着性にすぐれている。

【００９８】（4) 本発明の瀝青系注入材は、Ａ液とＢ
液の混合がほぼ１：１になるような配合になっているの
で、施工管理がしやすく、且つ、浸透性、施工性にすぐ
れている。

【００９９】本発明の瀝青系注入材は、上述の如く硬性
されており、すぐれた作用効果を有する。したがって、
本発明の瀝青系注入材は、下水道の管きょ等の外周地盤
に発生した空洞の注入材だけでなく、トンネル等の裏込
材として、さらには、道路の補修用にも広く用いること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験結果に基づく、Ａ液＋Ｂ液におけるアスフ
ァルト乳剤量の変化と、これに伴うゲル化時間の変化と
の関係を示すグラフである。

【図２】実験結果に基づく、Ａ液、Ｂ液そしてＡ液＋Ｂ
液におけるアスファルト乳剤量の変化と、それぞれに伴
う粘度の変化との関係を示すグラフである。

【図３】実験結果に基づく、Ａ液、Ｂ液そしてＡ液＋Ｂ
液におけるセメント量の変化と、それぞれに伴う粘度の
変化との関係を示すグラフである。

【図４】実験結果に基づく、Ａ液＋Ｂ液におけるセメン
ト量の変化と、それに伴う材令28日における強度の変化
との関係を示すグラフである。

【図５】実験結果に基づく、Ａ液＋Ｂ液における樹脂量
の変化と、それに伴うゲル化時間の変化との関係を示す
グラフである。

【図６】実験結果に基づく、Ａ液＋Ｂ液における樹脂量
の変化と、それに伴う材令28日における強度の変化との
関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下坪賢一千葉県松戸市竹ヶ花86番地建設省関東地方建設局首都国道工事事務所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アスファルト乳剤と水硬性無機材料と水
溶性反応型樹脂と水とを混合して得られるＡ液と、アス
ファルト乳剤と水硬性無機材料と重合触媒と水とを混合
して得られるＢ液とからなることを特徴とする瀝青系注
入材。
【請求項２】アスファルト乳剤２〜30重量％と水硬性
無機材料３〜30重量％と水溶性反応型樹脂４〜15重量％
と水４〜40重量％とを混合して得られるＡ液と、アスフ
ァルト乳剤２〜30重量％と水硬性無機材料３〜30重量％
と重合触媒１〜６重量％と水４〜40重量％とを混合して
得られるＢ液とからなることを特徴とする請求項１に記
載の瀝青系注入材。