JPH09208290A - 舗装用材料およびそれを用いた舗装用ブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透水性を向上するとともに照返しを緩和する
ことができるのは勿論のこと、舗設コストを大幅に低減
することができる舗装用材料を提供する。 【解決手段】 多孔質の水砕スラグ粒子と徐冷スラグ粒
子とからなる骨材に、バインダーとしてポルトランドセ
メントを含有し、ポルトランドセメントの重量を１とし
たときに、水砕スラグ粒子の重量比を２〜１０、徐冷ス
ラグ粒子の重量比を０．１〜０．７にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透水性を有する舗
装を舗設するための舗装用材料に係り、特に、透水性と
強度及び熱放散性に優れた舗装を得ることができる舗装
用材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路や駐車場などの舗装はアスフ
ァルトコンクリートを舗設することによって行ってい
た。しかしながら、そのような舗装では雨水が地中に浸
み込まないため、地下水が枯渇したり地表温度が上昇し
てヒートアイランドの原因になるといった社会的な問題
が生じてきている。また、直射日光による蓄熱作用が高
いため、歩行者にとっては夏の照返しが耐え難いものと
なるとともに、舗装の表面に水が溜まることにより、自
動車のスリップ事故や歩行者の転倒事故が生じ易くな
る。

【０００３】このため、透水性のある舗装が強く要望さ
れており、最近では、水が透過できるように多孔質にし
た舗装が提供されてきている。たとえば、粘土を材料に
して直径数ｍｍの粒子を焼成し、粒子どうしを樹脂で結
合した透水性舗装が提供されている。この透水性舗装で
は、粒子どうしの間に形成された隙間を水が透過するた
め、雨水が地中に浸み込むことができ、また、多孔質で
あるため直射日光による蓄熱が小さく照返しが緩和され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような透水性舗装においては以下のような問題があっ
た。 透水性が不充分なため、時間当たりの雨量が多いと舗
装の表面に水が溜まってしまう。しかも、粒子どうしの
隙間にゴミが溜まって目詰まりが生じ易いため、使用期
間の経過とともに透水性が悪化する。 粒子の表面が樹脂で被覆されているので、水に濡れる
と表面が滑り易くなる。したがって、時間当たりの雨量
がさほど多くなくてもスリップ事故が発生する危険があ
る。 粘土から粒子を焼成するため、粒子の材料費が極めて
割高となる。このため、従来では、路盤（地面の上に砕
石等を敷き詰めた層）の上に厚さ４ｃｍ程度のアスファ
ルトコンクリートからなる基層を舗設し、基層の上に厚
さ１ｃｍ程度の透水性のある表層を舗設することによっ
て、舗設費用を商業ベースに留めるようにしている。こ
のように、従来の透水性舗装では、基層を舗設しなけれ
ばならないため結局のところ雨水を地中に流すことがで
きなかった。また、多孔質の表層が薄いため、直射日光
の熱が基層部分のアスファルトコンクリートに蓄積され
るため、照返しを緩和することもできなかった。さら
に、表層が薄いために磨耗が進んで下地のアスファルト
コンクリートが露出したり、アスファルトコンクリート
が直射日光の熱で溶融して表層に毛細管現象で吸い上げ
られ、表層の表面に浸み出て黒く変色することがあると
いう欠点もあった。 バインダーとしての樹脂は紫外線によって劣化するた
めか、舗装が経時劣化することが確認されている。

【０００５】本発明は、上述した従来の舗装用材料が有
する欠点を解消するためになされたもので、透水性を向
上するとともに照返しを緩和することができるのは勿論
のこと、舗設コストを大幅に低減することができる舗装
用材料を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の舗装用材料は、
多孔質の水砕スラグ粒子と徐冷スラグ粒子とからなる骨
材に、バインダーとしてポルトランドセメントを含有し
たことを特徴としている。ここで、水砕スラグは、高炉
で生成される溶融状態のスラグを水で急冷することによ
って製造される。たとえば、溶融したスラグに所定の水
圧、水量の加圧水を噴射することによって得ることがで
きる。加圧水の水圧、水量によって硬質で重い硬質水砕
スラグと、多孔質で軽い軟質水砕スラグとに造り分ける
ことができるが、本発明では軟質水砕スラグが好適に用
いられる。

【０００７】図１は軟質水砕スラグの顕微鏡写真を示す
もので、差し渡し最外径が１〜３ｍｍ程度のガラス質粒
子の内部に無数の気泡を有している。したがって、本発
明の舗装用材料で舗装を行うと、ポルトランドセメント
で結合された水砕スラグ粒子どうしの間の空孔と、水砕
スラグ粒子の中の空孔の存在により、より空孔率の高い
舗装となる。よって、この舗装の上面に落下した水は直
ちに舗装の内部に浸み込むので、透水性が格段に優れた
ものとなる。なお、本発明では差し渡し最外径が１０ｍ
ｍ以下の水砕スラグ粒子を使用する。

【０００８】さらに、本発明では骨材として徐冷スラグ
粒子を含有させているため、舗装に必要な圧縮強度と耐
磨耗性とを得ることができる。ここで、徐冷スラグ粒子
は、高炉で生成したスラグを徐冷固化して自然放冷した
後に、クラッシャミルなどによって破砕することにより
製造される。この徐冷スラグは組織が緊密で強度が高い
ため、舗装の内部で分散して舗装の変形や粒子の分離を
阻止する。したがって、舗装上で例えばフォークリフト
を走行させた場合であっても、タイヤから受ける強い圧
縮圧にも充分に耐えることができる。

【０００９】ここで、骨材に対するポルトランドセメン
トの割合は、それがバインダーとして機能するに充分な
量であれば良く、骨材における徐冷スラグの量も適当で
良い。本発明の目的を確実に達成するためには、ポルト
ランドセメントの重量を１としたときに、水砕スラグ粒
子の重量比を２〜１０とし、徐冷スラグ粒子の重量比を
０．１〜０．７とするのが望ましいが、水砕スラグ粒子
の重量比を３〜８とし、徐冷スラグ粒子の重量比を０．
３〜０．５にするとさらに良い結果が得られる。最も望
ましい水砕スラグ粒子の重量比は４〜５であり、この範
囲では、透水性と強度のバランスがとれた極めて優良な
舗装を得ることができる。

【００１０】さらに、本発明の舗装用材料にコンクリー
ト混和材（以下、混和材と略称する）を添加することが
できる。混和材は、一般にはダムやビルなどのコンクリ
ート建造物を建設する際に、打設したコンクリートの収
縮によるヒビ割れを防止するために添加されるもので、
舗装のコンクリートのような薄物に用いられることはな
かった。しかしながら、本発明の舗装用材料に添加する
ことにより、舗装の強度がよりアップすることが判っ
た。特に、舗装の表面から粒子が離脱するような現象が
一切生じないようになった。これは、混和材の膨張効果
により、固化した舗装の内部応力が低減ないしは消失す
るためと考えられる。

【００１１】本発明者等の実験によれば、混和材を添加
することにより、舗装を舗設した後の強度の増加曲線が
添加しない場合よりも滑らかで、しかも最終的に得られ
る強度が高いことが判った。混和材を添加しない場合に
は、舗設後例えば１週間程度で最終強度まで達するが、
添加した場合には緩やかなペースで強度が増加し、例え
ば４週間程で最終強度に達し、その強度は添加しない場
合よりも高いことが確認された。

【００１２】混和材は、例えば遊離した酸化カルシウム
（膨張性ＣａＯ）を主成分とし、他にケイ酸カルシウム
とガラス質相を含んだものが好適である。この混和材で
は、膨張性ＣａＯの水和によって生成するＣａ（ＯＨ）
₂の結晶成長と結晶圧が膨張源となり、コンクリートが
固化する際の収縮を相殺する。ただし、生石灰や石膏を
調合焼成したものや生石灰のみからなる膨張材を用いた
り、鉄粉が錆びて膨張するという性質を利用することも
できる。

【００１３】本発明に添加する混和材の割合は、ポルト
ランドセメントの重量を１としたときに、重量比で０．
０１〜０．１にすることが望ましい。重量比が０．０１
未満であると添加する効果がほとんどなく、０．１を上
回ると混和材の膨張に起因する内部応力が発生するよう
になるからである。より好ましい範囲は０．０３〜０．
０９であり、さらに望ましい範囲は０．０５〜０．０７
である。

【００１４】本発明の舗装用材料に無機系顔料を添加す
ることにより、所望の色の舗装を舗設することができ
る。従来のいわゆるカラー舗装は、舗装の表面に塗料を
吹き付けたものであったり、骨材の材料である粘土の色
を選定する程度のものであったが、無機系顔料を添加す
ることによって骨材の表面が着色されるから、変色や脱
色が生じない所望の色の舗装を舗設することができる。

【００１５】また、本発明の舗装用材料は、水と混合す
ると比較的早期に固化するので、舗装する現場で混合す
ることが望ましい。また、舗装用材料を舗設するに際し
ては、地表を露出させた路床に例えば水硬性粒度調整ス
ラグなどの路盤材を敷き詰めて路盤を形成する。次に、
路盤の表面を型枠を据え付け、型枠の内側に目地材を設
ける。次いで、型枠で囲まれた内部に水と混合した舗装
用材料を敷き均し、ローラ等によって締固める。こうし
て、型枠で囲まれた１つの区画の締固めが終了すると、
上記と同様にして隣の区画の舗設を行うが、その際に隣
接する区画の境界となっている型枠の型材を取り外す。
そして、当該区画への舗設を行うことによって、隣接す
る区画どうしの境界に目地材が残されることになる。

【００１６】上記のようにして舗装用材料を舗設するこ
とにより、設計に対して極めて正確に目地材を配置する
ことができる。よって、養生中の舗装の膨張量を計算通
りに設定することができ、目地材のはみ出しなどの不具
合の発生を防止することができる。なお、本発明の舗装
用材料を用いて所定寸法のブロックを形成しておき、路
盤の上にブロックを敷き詰めることにより舗設を行うこ
ともできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、下記に挙げる実施の形態に
より本発明をより詳しく説明する。ただし、本発明はこ
れらの実施の形態に何ら限定されるものではない。 Ａ．試験体の製造および試験 まず、ポルトランドセメント、水砕スラグ、徐冷スラグ
および混和材を重量比を１：４．６：０．４：０．０６
にして調合した。なお、混和材としては小野田エクスパ
ン（商品名）を用いた。そして、上記成分からなる舗装
用材料を容量５０リットルのパン型ミキサーに入れて２
分間の空練りを行った後、水を加えて３分間練り混ぜ、
それぞれの試験に応じて表１に示す試験体を製造した。
なお、試験体は、練り混ぜた材料を型枠に充填して打ち
固め、その後４８時間経過してから型枠から取り出し
た。次いで、温度２０±３゜Ｃ、湿度８０％以上の環境
下で最高２８日間放置した。なお、以下の説明において
は放置期間を「材齢」と称する場合もある。

【００１８】

【表１】

【００１９】まず、７日間放置した３つの試験体と２８
日間放置した３つの試験体についてＪＩＳ Ｒ ５２０
１（セメントの物理試験方法）に従って曲げ強さと圧縮
強さとを測定し、その結果を表２に示した。

【表２】

【００２０】表２に示す結果から明らかなように、上記
組成を有する舗装用材料で作成した試験体は、打ち固め
てから２８日という材齢に達するまで曲げ強さおよび圧
縮強さともに増加することが判る。また、２８日目に達
した曲げ強さ及び圧縮強さは、舗装として充分な値を示
すことが確認された。

【００２１】次に、試験体を濡らしたときの表面の滑り
抵抗値をＡＳＴＭ Ｅ ３０３（英国式ポータブル ス
キッドレジッスタンス テスター法）に従って測定し、
その試験結果を表３に示した。表３に示す滑り抵抗値
は、舗装として充分な値であった。これは、試験体の表
面に無数の凹凸が存在するため、水に濡れても滑りにく
い構造だからである。

【表３】

【００２２】次に、試験体に対してインターロッキング
ブロック舗装設計施工要領（インターロッキングブロッ
ク協会）に規定される透水性試験を行い、その結果を表
４に示した。表４に示す透水係数では、試験体に水を注
ぐとほぼ同時に透過し、試験体の表面に水が一時も滞留
しないことが確認された。

【表４】

【００２３】Ｂ．舗設方法 図３は本発明の舗装用材料で舗設した舗装の断面を示す
図である。この舗装は、路床１に水硬性粒度調整スラグ
や砕石（クラッシャーラン）などを所定厚さで敷き詰め
て路盤２を舗設し、路盤２の上に透水性舗装３を舗設し
たものである。ここで、路盤２および透水性舗装３の厚
さは使用条件に応じて適宜設定される。たとえば、歩
道、遊歩道、公園、プールサイド、ゲートボール場など
のように、人が歩く程度の軽舗装の場合には、例えば５
ｃｍ程度の厚さとされる。

【００２４】また、ローラースケート場やサイクリング
ロード、テニスコートなどのように人が運動することに
より軽い衝撃を受ける場合には、路盤２の厚さをもう少
し厚くして衝撃を吸収するようにする。さらに、自動車
が通行する道路や駐車場などでは、透水性舗装３の厚さ
を厚くして耐変形性を高める。よって、フォークリフト
などを運転する場所のように局所的に大きな力が加わる
場合には、透水性舗装３の厚さをさらに厚くする必要が
ある。

【００２５】次に、上記のような舗装を舗設する方法に
ついて図３および図４を参照して説明する。まず、路盤
２をローラーなどによって充分に締め固め、その上に型
枠１０を据え付ける（図３（Ａ））。型枠１０は、例え
ば歩道の長手方向に沿う長尺の平行な２本の板１１，１
１と、板１１，１１の間に架設した桟１２とで構成す
る。これら板１１および桟１２は、適当な金具で路盤２
に固定する。

【００２６】次に、桟１２の内側に目地材１３を配置す
る（図３（Ｂ）））。目地材１３としては、例えばアオ
イ化学工業（株）製のアオイタイト（商品名）などのよ
うなゴム発泡体を用いることができる。次に、型枠１０
の内側に舗装用材料１４を充填して足で踏み固め、レー
キなどを用いて敷き均す（図３（Ｃ））。この場合の舗
装用材料１４は、上述の試験体の材料に無機系顔料を添
加した成分を有しており、現場にて水と混合する。な
お、混合する際の投入順序は、骨材、ポルトランドセメ
ント、混和材、無機系顔料、水の順番とする。また、敷
き均す場合には、所定の厚さよりも１ｃｍ程度厚くす
る。次に、敷き均した表面をローラを用いて転圧し、そ
の後、振動プレートを用いて締め固める。

【００２７】次に、桟１２を取り外し（図４（Ｄ））、
型枠１０の中に舗装用材料１４を充填する（図４
（Ｅ））。次に、上述したと同様にして舗装用材料１４
を敷き均し、転圧した後に敷き固める。そして、このよ
うにして型枠１０の１区画毎に舗装用材料１４を敷き固
めてゆく。なお、転圧が終了したら直ちに養生剤（例え
ばアオイ化学工業（株）製ハードクイック）を散布して
被膜養生を行うことが望ましい。また、養生剤を散布し
た後３０分以内に養生マットを敷設する。特に、夏場は
養生マットの上から散水して、最低６日間は適度な湿潤
状態を保つ必要がある。また、養生マットによる養生期
間は、舗設終了後１週間以上必要である。さらに、養生
が終了したら型枠１０を取り外すことは言うまでもな
い。

【００２８】上記のようにして舗設された舗装は、図２
に示すような断面構造を有する。そして、透水性舗装３
が本発明の舗装用材料で構成されているため、０．１５
ｍｍ／ｓｅｃ（５４ｍｍ／ｈ）以上の透水係数を有する
ものとなる。すなわち、上記舗装では、例えば５０ｍｍ
／ｈ程度の大雨が振った場合であっても、雨水を直ちに
透過させ、路盤２を介して路床１に流下させることがで
きる。また、上記試験データが示す通り、水に濡れても
滑り抵抗が高いため、歩行者にとって安全である。ま
た、多孔質の水砕スラグを骨材として使用しているの
で、目詰まりが生じ難く長期間に渡って透水性を保持す
ることができる。

【００２９】また、骨材として非常に廉価なスラグを使
用しているので、上記実施の形態のように透水性舗装３
の厚さを充分に厚くすることができる。よって、夏場の
直射日光を受けても蓄熱が少なく、歩行者への照返しを
大幅に緩和することができる。ちなみに、従来のアスフ
ァルトコンクリート舗装では、夏場の直射日光を長時間
受けたときの表面温度は５５゜Ｃに達したが、上述した
舗装では４２゜Ｃであり、１３゜Ｃもの差が生じること
が判った。また、上述した舗装に散水すると、３７゜Ｃ
まで降温することも判った。

【００３０】さらに、透水性舗装３の厚さを厚くするこ
とができることにより、従来の透水性舗装のようにアス
ファルトコンクリート製の基層を設ける必要がない。し
たがって、雨水を地中に供給して地下水源を確保すると
ともに、ヒートアイランド現象の抑制にも役立つ。加え
て、徐冷スラグを骨材として使用しているので舗装の強
度が高く、透水性舗装３の厚さを厚くすることができる
ことと相まって強度を大幅に高めることができる。した
がって、フォークリフトなどの重量車両が通過する工場
構内や通路などにも用いることができるので、その適用
範囲は極めて広範である。

【００３１】特に、上記実施の形態では、型枠１０の内
側に目地材１３を配置して舗装用材料を敷き固めるよう
にしているので、目地材１３が設計に対して正確に配置
される。したがって、養生中の舗装の膨張量を計算通り
に設定することができ、目地材のはみ出しなどの不具合
の発生を防止することができる。なお、縁石や側溝等の
構造物に接して舗設する場合には、縁石等の側部に目地
材を張り付けて上記と同等の作業を行えばよい。

【００３２】Ｃ．変更例 本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、以
下のような種々の変更が可能である。 上記実施の形態では、舗装用材料を路盤上に敷き固め
て舗設を行っているが、上記試験体のようなブロックを
形成して路盤上に配列することもできる。 上記実施の形態のような目地材を用いずに、全体に舗
設した後にコンクリートカッターで溝を切り、そこへ液
状の目地剤を注入するようにすることもできる。 プールサイドの床に本発明の舗装用材料を用いること
により、人が滑って転倒するような事故を防止すること
ができる。 シャワールームの床に本発明の舗装用材料を用いるこ
とにより、水はけが良い快適な環境を造ることができ
る。 温室や植物園の床の舗装に用いることができる。たと
えば、アスファルトコンクリート製の床に上記実施形態
のような透水性舗装を舗設し、その上に土を盛って草花
の種子を植える。そして、アスファルトコンクリートの
上面に水を供給することにより、毛細管現象で水が吸い
上げられて盛り土に吸収されるようにする。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、透
水性が優れるとともに強度が高い舗装を非常に低コスト
で舗設することができる等の効果が得られる。また、透
水性舗装を厚くすることができるので、夏場の照返しを
大幅に緩和することができるとともに、雨水を地中に供
給することができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 水砕スラグの顕微鏡写真を示す図である。

【図２】 実施の形態による舗装の横断面を示す図であ
る。

【図３】 舗設方法を説明するための斜視図である。

【図４】 舗設方法を説明するための斜視図である。

【符号の説明】

１ 路床 ２ 路盤 ３ 透水性舗装

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔質の水砕スラグ粒子と徐冷スラグ粒
   子とからなる骨材に、バインダーとしてポルトランドセ
   メントを含有したことを特徴とする舗装用材料。
2. 【請求項２】 前記ポルトランドセメントの重量を１と
   したときに、前記水砕スラグ粒子の重量比を２〜１０、
   前記徐冷スラグ粒子の重量比を０．１〜０．７にしたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の舗装用材料。
3. 【請求項３】 コンクリート混和材をさらに含有したこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の舗装用材料。
4. 【請求項４】 前記ポルトランドセメントの重量を１と
   したときに、前記コンクリート混和材の重量比を０．０
   １〜０．１にしたことを特徴とする請求項３に記載の舗
   装用材料。
5. 【請求項５】 多孔質の水砕スラグ粒子と徐冷スラグ粒
   子とからなる骨材に、バインダーとしてのポルトランド
   セメントとコンクリート混和剤を含有し、さらに水を加
   えて混練してブロック状に固化させたことを特徴とする
   舗装用ブロック。