JPS6234881B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、半剛性舗装体、すなわちアスフアル
トコンクリートのもつ弾力性および可撓性と、セ
メントコンクリートのもつ剛性の中間的性質をも
つ舗装体を代表とする半剛性構造体の製造法ない
しは半剛性舗装工法の改良に関する。 アスフアルト、アスフアルト乳剤、カツトバツ
クアスフアルト等の瀝青物質により結合した骨材
からなるアスフアルト舗装体の空隙にセメントミ
ルクまたはペーストを注入してなる半剛性舗装体
を得る工法が、サルビアシム舗装工法あるいは半
剛性舗装工法として知られている。 しかし、このようにして得られる半剛性舗装体
は、セメントの注入により耐油性および剛性にお
いては改善されるものの曲げ強度、安定度、にお
いて不充分であり、また低温における脆化、高温
時の軟化ないしは流動性を残すという欠点があ
る。 このような欠点を除くために、天然ないしは合
成ゴム、合成樹脂等をセメントミルク等に配合す
ることも示唆されている。しかしながら、これら
合成ゴム、合成樹脂等をセメントミルクに添加し
たとしても従来の半剛性舗装工法によつては厚さ
10cm程度にも亘つて均質に安定度、曲げ強度等の
特性の改良された舗装体を得ることができない。 本発明は、このような従来の半剛性舗装工法の
欠点に鑑み、10cmというような大きな厚さに亘つ
て均質に安定度、曲げ強度即ち集中荷重に対する
耐荷力、耐流動性、に優れ、更にすべり抵抗、耐
油性、耐摩耗性等における低温特性および高温特
性の優れた舗装体で代表される半剛性性構造体の
製造方法を提供することを主要な目的とするもの
である。 本発明者は、上述の目的で半剛性舗装工法につ
いて更に研究した結果、以下のような知見を得
た。 (イ) 従来の半剛性舗装工法では、セメントミルク
を注入すべきアスフアルト舗装体の空隙率が高
高18％程度であり、このためセメントミルクの
注入厚さは通常１〜２cmであり、厚い場合でも
高々５cm程度までである。したがつてより厚い
層に亘つて一様な性質を有する半剛性舗装体を
得ることは不可能であつた。 (ロ) 10cm程度の厚さに亘つてセメントミルクを注
入するためには、アスフアルト構造体の空隙率
が2.0〜2.5％程度必要である。このような高い
空隙率で且つ安定性の高いアスフアルト構造体
を得るためには、骨材の選択も重要であるが、
結合材である瀝青物質自体の改質が必要であ
る。 (ハ) セメントミルクが水系であるため、これに合
成樹脂等の安定度改良剤を加えても相溶性が乏
しいため、その特性が充分生かされない。 (ニ) 上記(ロ)，(ハ)の点より、セメントミルクより
は、瀝青物質自体に安定度向上剤等の特性向上
剤を添加することが好ましい。この目的のため
には、合成ゴムを単独で、あるいは、より好ま
しくは合成ゴムをアタクチツクポリプロピレン
と組合せて瀝青物質に添加するのが特に有効で
ある。 (ホ) 厚いアスフアルト構造体中の空隙に均一に注
入され充填固化することにより均質で特性の優
れた半剛性構造体を与えるためには、注入材
は、適度の流動性と補強効果を示すことが必要
であり、セメントミルクよりは、却つてセメン
トモルタルが適する。 (ヘ) 上記の点は、舗装体のみならず、類似の方法
で製造される床材、壁材等のブロツク材につい
ても該当する。 本発明の半剛性構造体の製造方法は、上述の
知見に基づくものであり、より詳しくは、合成
ゴムとアタクチツクポリプロピレンとの所定組
成の組合せからなる安定度改良剤を添加した瀝
青物質からなる結合材により所定粒度分布の骨
材を結合して空隙率2.0〜2.5％の粗構造体を形
成し、該粗構造体の空隙部にセメントモルタル
を充填し固化させることを特徴とするものであ
る。 以下、主として本発明の半剛性構造体の製造方
法の代表的な実施態様である、半剛性舗装工法に
ついて更に詳細に説明する。以下の記載において
組成を表わす「％」および「部」は特に断らない
限り、重量基準とする。 説明の便宜上、まず得られる舗装体構造を図面
にしたがつて説明すると、半剛性舗装体１は、結
合材２により骨材３を結合してなる粗構造体の空
隙にセメントモルタルの固化物４が充填されてな
り、全体は路面５を被覆する形態をとる。 本発明にしたがう半剛性舗装工法においては、
結合材２を３〜5.5％と残部骨材３からなる舗装
合材を路面５上に敷きならし、マカダムローラ、
タイヤローラ等で締め固めて2.0〜2.5容量％、特
に好ましくは2.2〜2.5容量％、の空隙率を有する
粗構造体を得る。このような空隙は、セメントモ
ルタルからなる注入材４が10cm以上の厚さに亘つ
てほぼ完全に充填可能で且つ必要な安定度を維持
するために要求されるものであり、このような空
隙率を与えるためには以下の粒度分布の骨材配合
が最適であることが見出された。

【表】 本発明にしたがつて、結合材としては、合成ゴ
ムとアタクチツクポリプロピレンとの組合せから
なる安定度改良剤を添加した瀝青物質が用いられ
る。 瀝青物質は、通常のアスフアルト舗装に用いる
ものと特に異なるものではない。すなわち天然ア
スフアルトまたは、ストレートアスフアルト等の
石油アスフアルト、ならびにこれら瀝青物質の乳
化物等が包含される。なかでも針入度（JIS
K2530）が80〜100の範囲のものが好ましく用い
られる。 これら瀝青物質の単独を結合材として用いる場
合に比して、改良された曲げ強度、安定度、弾
性、低温特性、高温特性等の特性をアスフアルト
粗構造体および製品半剛性舗装体に与えるために
結合材に添加される安定度改良剤としては、スチ
レン―ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリ
ル―ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴ
ム、エチレン―プロピレン―ジエン共重合体ゴム
等の合成ゴムをアタクチツクポリプロピレンと組
み合わせて使用する。 合成ゴムの添加量は、アタクチツクポリプロピ
レンと併用する場合には１〜６％、特に２〜４％
程度まで低下できる。 アタクチツクポリプロピレンは、成形用のアイ
ソタクチツクポリプロピレンの製造の際に、熱ｎ
―ヘプタン可溶分として副生するもので、その代
表的性状は平均分子量10000〜100000、軟化点120
〜160℃、伸び50〜500％である。このようなアタ
クチツクポリプロピレンは、それ単独で瀝青物質
に添加する場合には、結合材の伸び特性、安定度
改良効果が不足するが、上述した合成ゴムと併用
するときには曲げ強度、安定度、弾性、低温特
性、高温特性等の特性改良に対して相乗的に効果
を発揮し、比較的高価な合成ゴムの使用量を著し
く低減した状態で所望の特性改善効果が得られ
る。これはアタツクチツクポリプロピレンが瀝青
物質および合成ゴムの双方に対して良好な相溶性
を有するためと考えられる。アタクチツクポリプ
ロピレンを添加する場合、その添加量は、一般に
５〜30％、特に10〜15％の範囲が好ましく用いら
れる。添加量が５％末満では、上記のような効果
は少なく、30％を超えて添加すると結合材の針入
度が著しく低下し、混合物の感温性も極端に低下
して、かえつて敷均し、転圧等の施工性を悪くす
るので適当でない。 結合材には、更に必要に応じて、ジアリルアミ
ン等の還元生成物、フエノチアジン等の酸化防止
剤あるいは変質防止剤、を加えることができる。 瀝青物質に合成ゴムあるいはアタクチツクポリ
プロピレンを添加して結合材を得るためには、こ
れ等を所定の配合比の下に140℃〜170℃で加熱混
合するのが通常であるが、瀝青物質を必要に応じ
てエマルジヨン化により、液状としておいて、こ
れに粉末あるいはエマルジヨン状の合成ゴムおよ
びアタクチツクポリプロピレンを添加して得るこ
とも出来る。 このようにして得られた結合材を３〜5.5％と
残部骨材からなる舗装材料よりアスフアルトコン
クリート粗構造体を得る。結合材が３％未満では
骨材を充分被覆し粘着力や把握力にもとずく骨材
間の結合を図るのに不充分であり、5.5％を超え
ると、一般に結合材が過剰となり、保持しきれず
に、分離するため、いずれも安定度を低減するこ
とになる。 上述のようにして得られたアスフアルトコンク
リート粗構造体の締め固め後、温度が約60℃以下
に低下した後で空隙を充填する量の注入材を必要
に応じて数回にわけて敷均し、振動ローラまたは
振動プレートにより空隙中に浸透させる。 注入材は、空隙に充分充填されるだけの流動性
と硬化後に充分な強度を発揮するものである必要
があり、本発明では細砂と無機質砥粒材を配合し
たセメントモルタルを用いる。 細砂は、硬化時の収縮を緩和し、強度を発揮さ
せるために添加するものであり、流動性との兼ね
合いから、90％以上が0.074mm〜0.6mmの粒径範囲
に入るものを、普通ポルトランドセメント、アル
ミナセメント等からなるセメント１００部に対し
て75〜85部用いる。 無機質砥粒材としては、シリコンサンド、ジル
コンサンド、アルミナサンドなどが用いられ、こ
れは注入材としてのセメントモルタルの流動性を
向上して充填を容易にするとともに形成される半
剛性舗装体のすべり抵抗を向上する作用がある。
これら無機質砥粒材としては70％以上が0.15mm以
下、特に0.074mm以下の粒径を有するものを、セ
メント100部に対して30〜50部用いる。 セメントモルタルの流動性には水の量が重要な
影響を有し、これが過大であると、浸透性は大き
くなるが半剛性構造体としての強度特性が損われ
耐流動性、耐摩耗性は勿論耐油性も失われる。水
は一般にセメント100部に対して82〜86部の範囲
が最適である。 厚さ約10cmにも亘つて均質にセメントモルタル
を充填するためには、上記各成分を混合して、Ｐ
ロートで10〜20秒、特に10〜16秒のフロータイム
を与えるようなコンシステンシーのセメントモル
タルを調整する。上記フロータイムは、セメント
モルタルの注入完了までに要する時間（約10〜30
分間）に亘つて維持することが望ましい。また、
ジエツトセメント等の超早強セメントを使用する
場合は、硬化遅延剤として使用セメント量に対し
て0.1〜0.15％のクエン酸を混合水を加えれば約
40分位の注入作業が可能となる。 セメントモルタル注入材には、上述した各成分
のほかに、変性したメラミン樹脂等の水溶性ポリ
マーを使用セメント量に対して0.5％程度まで加
えると強度向上効果があり、更に弾性改良、亀裂
発生防止等の目的で２〜６％の合成ゴムエマルジ
ヨンを添加することもできる。また流動性の改善
には、各種界面活性剤等からなる分散剤を使用セ
メント量に対して0.1〜0.3％添加することも有効
である。 上記のようにして得られた半剛性舗装体は、約
１週間の養生期間の後に、交通のために開放され
るが、必要により注入材中のセメントに早強セメ
ント等を使用したり、急結剤を添加することによ
り１日ないし数時間で交通開放することもでき
る。 上記では、半剛性舗装体を得る場合について述
べたが、本発明による半剛性構造体はその外にも
半剛性ブロツク建材として床、壁材としても用い
ることができ、特に磨き出しによる化粧用建材用
途には好適である。この場合、路面の代りに型枠
を用いて、上記と同様にして、建材用の半剛性構
造体が得られる。 上述したように、本発明によれば、半剛性舗装
工法における、アスフアルトコンクリート粗構造
体の空隙率、それを与える骨材および結合材、な
らびに空隙部への注入材を総合的に考慮すること
により、従来では得られなかつたような、厚さ10
cm以上にも亘り、均質に安定度、曲げ強度、すべ
り抵抗、耐流動性、耐摩耗性等、低温特性、高温
特性の諸特性の改善された半剛性舗装体を得るこ
とができ、その手段は、建材用途等に適した半剛
性構造体の製造一般に適用できる。また結合剤中
にアタクチツクポリプロピレンを併用することに
より特に優れた性状の半剛性構造体を経済的に与
えることができる。また得られる半剛性舗装体に
は、そのほぼ全厚みに亘つて、セメントモルタル
が浸透し硬化しているため、特に耐油性の優れた
舗装体となる。なお、本発明者らにより行われた
本発明に準ずる半剛性舗装工法については「舗
装」誌1980年11月号第21〜25頁に概要が紹介さ
れ、その優秀性が指摘されている。ただし、結合
材の詳細およびセメントモルタルの使用について
は明らかにされていない。 以下、実施例により、この発明を更に具体的に
説明する。 実施例 スチレン―ブダジエン共重合体ゴムの50％水性
エマルジヨン（日本合成ゴム社製ローデツクス）
２％（ゴム分）と、針入度（ビカツト軟化点測定
法10Kg、23℃）7.5mm／mm、軟化点（JISK―2531
環球法）125〜160℃、平均分子量30，000の特性
を有するアタクチツクポリプロピレン10％と、軟
化点46.5℃、針入度（JIS K2531）83のストレー
トアスフアルト残部からなる結合材を165〜170℃
での加熱混合により得た。この結合材と、同一針
入度のアスフアルト舗装用ストレートアスフアル
トとの性状比較は下表の通りである。

【表】 次いで、この結合材および通常のストレートア
スフアルトバインダーをそれぞれ下表３の粒度分
布を有する骨材は3.5％（全量基準）添加して得
られた舗装材140゜〜145℃で混合し、モールド
（101.6mm．h63.5mm）を用いて、締め固め（水浸
60℃−30分、突固め裏表各50回）、径100mm×厚さ
62.5mmの供試体を調製した。この供試体について
行なつたマーシヤル試験の結果（それぞれ３供試
体についての平均値）は下表４の通りである。

【表】

【表】

【表】

【表】 上表―４の結果からわかるように本発明の結合
材を用いて得られる粗アスフアルトコンクリート
舗装体は、23.9％と高い空隙率を有するにも拘ら
ず、600Kg以上の高い安定度を有しており、これ
は荷重に対する大きな剪断抵抗を示すものであ
り、この粗アスフアルトコンクリート施工段階
（モルタル注入前）での重交通への開放にも、必
要な場合、充分耐え得ることを示す。 一方、非透水性施工基面上に、上記供試体を得
たと同様の方法および配合にて厚さ約10cmの舗装
を行い、粗アスフアルトコンクリート舗装体を得
た。次いで、この舗装体の10m²あたり、下表―５
の組成を有するセメントモルタル（フロータイム
14秒以下）の236l（約448Kg）を２回に分けて散
布後ゴムレーキで敷均し、バイブレーシヨンコン
パクターおよびバイブレーシヨンローラ（2t）を
用いて仮舗装体の空隙中に浸透させた。

【表】

【表】 引き続き、それぞれ３日、７日、14日間湿潤養
生後、得られた半剛性舗装体について供試体
（300×300×厚さ100mm）を切取り、各種強度試験
を行なつた。この際、セメントモルタルは厚さ約
10cmに亘つて均質に空隙に充填され固化している
ことが見出された。 得られた供試体についての各種試験結果（それ
ぞれ３供試体についての平均値）を、比較例につ
いての結果とともに下表―６にまとめて記す。

【表】 比較例における舗装条件は、それぞれ下記の通
りである。 比較例 １ 本発明にしたがう粗舗装体の代りにストレート
アスフアルトを結合材とする表―４の粗舗装材
（厚さ５cm）を用いた以外は、上記実施例と同様
にして半剛性舗装体を得た。 比較例 ２ 上記実施例において、セメントモルタルの代り
に、通常のサルビアシム工法において用いるセメ
ント40部、フライアツシユ（70％以上が0.074mm
フルイ通過）27部、高分子添加剤（プロサルビ
ア）４部、水40部の組成を有するセメントミルク
（フロータイム約18秒）を用いた。その結果10m²
あたり、約79l（約166Kg）以上の充填は不可能で
あり、その結果、舗装体から供試体を切り取つた
ときもセメントミルクの充填、固化厚さは約３〜
3.5cmであつた。 比較例 ３ 通常のサルビアシム舗装工法にしたがつて厚さ
約５cmの半剛性舗装体を得た。 すなわち、下表―７の粒度分布を有する骨材に
対して4.5％のストレートアスフアルトを混合し
た以外は、上記実施例と同様にして空隙率約18.3
％の粗アスフアルトコンクリート舗装体を得た。

【表】 上記粗舗装体に、比較例２のセメントミルクを
撤布し、実施例と同様にその空隙への充填固化を
行なつた。その結果、10m²あたり、約46l（96
Kg）以上のセメントミルクの充填は不可能であ
り、充填固化の厚みも約２〜2.5cmにとどまつ
た。 上表―６における結果は、本発明にしたがう半
剛性舗装工法の優秀性を端的に示すものと考えら
れる。 また、上記で得られた各種供試体について、測
定したすべり抵抗、ラベリング試験、ホイルトラ
ツキング試験の結果をまとめて下表―８に記す。

【表】 上表８の結果も、本発明の半剛性舗装体の優秀
性を示すものであり、特に変形率（R.D）又は動
的安定度（D.S）及びすべり抵抗（BPN）の性質
が優れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法により得られる半剛性構造
体の一例としての半剛性舗装体の概念的構造を示
す断面図である。 １……半剛性舗装体、２……瀝青物質、３……
骨材、４……セメントモルタル、５……路面基
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合成ゴムとアタクチツクポリプロピレンとの
   組合せからなる安定度改良剤を添加した瀝青物質
   からなる結合材により骨材を結合して空隙率20〜
   25％の粗構造体を形成し、該粗構造体の空隙部に
   セメントモルタルを充填し固化させる半剛性構造
   体を製造する方法であつて、該骨材が以下の範囲
   の粒度分布を有し、 20mm上 15重量％以上 13〜20mm 35〜55重量％ ５〜13mm 25〜35重量％ 0.6〜５mm ６〜12重量％ 0.074〜0.6mm ３〜６重量％ 0.074mm下 ５重量％以下 該結合材が、２〜４重量％の合成ゴム、10〜15重
   量％のアタクチツクポリプロピレンおよび残部の
   瀝青物質からなる半剛性構造体の製造方法。 ２ セメントモルタルが、セメント100重量部と
   90重量％以上が0.074mm〜0.6mmの粒径範囲にある
   細砂75〜85重量部、70重量％以上が0.15mm以下の
   粒径を有する無機砥粒材30〜50重量部および水80
   〜90重量部との混合物である特許請求の範囲第１
   項記載の方法。