| 【発明の名称】 |
舗装用透水性コンクリート製品およびその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】川嶋 誠治
【氏名】安藤 豊
【氏名】安久 憲一
【氏名】棚橋 肇
【氏名】杉本 年也
【氏名】香川 保徳
【氏名】有賀 真
【氏名】浜崎 拓司
【氏名】渡瀬 修
【氏名】伊藤 亮
【氏名】佐藤 勝俊
【氏名】山田 優
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| 【要約】 |
【課題】重交通車道に適用できる舗装用透水性コンクリート製品およびその製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】コンクリ−トを所定形状に成型して成る舗装用コンクリ−ト製品において、そのコンクリ−ト成型物のバインダーがセメントとアスファルト乳剤の複合材に構成し、その製造方法は、骨材100質量部に対して、セメント 1〜25質量部、アスファルト乳剤 1〜25質量部と必要に応じてセメント用混和剤を混合して、これを所定の型枠にて振動と圧縮力を加えて成形後脱型した成形物を5〜80℃の温度下で養生するようにする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】コンクリ−トを所定形状に成型して成る舗装用コンクリ−ト製品において、そのコンクリ−ト成型物のバインダーがセメントとアスファルト乳剤の複合材であることを特徴とする舗装用透水性コンクリ−ト製品。
【請求項２】骨材100質量部に対して、セメント 1〜25質量部、アスファルト乳剤 1〜25質量部からなる組成物を所定の形状に成形した後、養生し硬化させたことを特徴とする舗装用透水性コンクリート製品。
【請求項３】骨材に鉄鋼スラグ、廃磁器、廃ガラス、廃プラスチック、下水汚泥溶融スラグ等の副産物を使用したことを特徴とする請求項１または２に記載の舗装用透水性コンクリ−ト製品。
【請求項４】骨材100質量部に対して、セメント 1〜25質量部、アスファルト乳剤 1〜25質量部と必要に応じてセメント用混和剤を混合して、これを所定の型枠にて振動と圧縮力を加えて成形後脱型した成形物を 5〜80℃の温度下で養生することを特徴とする舗装用透水性コンクリート製品の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路やヤードなどの地盤上に舗設する舗装材に係わり、特に重交通車道に適用できる舗装用透水性コンクリ−ト製品およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】透水性および排水性舗装は、水循環型社会の構築、車両騒音の低騒音効果、ヒートアイランド現象の抑制効果などのために近年注目されている技術である。それらを達成する手段として、セメントコンクリ−ト系の透水性・排水性舗装、アスファルト系の透水性・排水性舗装およびコンクリート製品系の透水性・排水性舗装舗装がある。それぞれに特徴があるが、透水性・排水性舗装をコンクリート製品で構築することのメリットは、■地盤の変形への追随が容易、■施工が容易、■補修が容易、■色彩、形状、パターンが多様であり、景観形成に寄与、■透水性能、保水性能の向上、■副産物骨材の有効利用が容易などがある。車道向けの舗装用コンクリート製品として、インターロッキングブロックが市販化されている。
【０００３】〔問題点〕しかしながら、インターロッキングブロックは、（社）インターロッキングブロック舗装技術協会「インターロッキングブロック舗装設計施工要領」によれば、普通品が交通区分のＢ交通とＣ交通の中間の大型車交通量2,000台／日までの適用であり、重交通である大型車交通量2,000台／日以上のＣ交通およびＤ交通には適用できない。まして透水性インターロッキングブロックは、空隙率が20％程度と多いことにより、歩道への適用に限定されている。このように、透水性インターロッキングブロックは車道への適用が制限されており、その適用に向け各種の開発研究が実施されている。しかし、いまだ重交通車道に適用可能な透水性インターロッキングブロックは一般化されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記のような問題点を解決し、重交通車道に適用できる舗装用透水性コンクリート製品およびその製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【発明を解決するための手段】上記課題を解決するため鋭意研究した結果、重交通車道に適用できる舗装用透水性コンクリート製品を製造するには、セメントとアスファルト乳剤をバインダーとすることにより可能であることを知見し、本発明に至った。
【０００６】すなわち、本発明は、請求項１に係る舗装用透水性コンクリ−ト製品は、コンクリ−トを所定形状に成型して成る舗装用コンクリ−ト製品において、そのコンクリ−ト成型物のバインダーがセメントとアスファルト乳剤の複合材であることを特徴とするものである。
【０００７】また、請求項２に係る舗装用透水性コンクリ−ト製品は、骨材100質量部に対して、セメント 1〜25質量部、アスファルト乳剤 1〜25質量部からなる組成物を所定の形状に成形した後、養生して硬化させたことを特徴とするものである。そして、請求項３に係る舗装用透水性コンクリ−ト製品は、骨材に鉄鋼スラグ、廃磁器、廃ガラス、廃プラスチック、下水汚泥溶融スラグ等の副産物を使用したことを特徴とするものである。
【０００８】また、請求項４に係る舗装用透水性コンクリ−ト製品の製造方法は、骨材100質量部に対して、セメント 1〜25質量部、アスファルト乳剤 1〜25質量部と必要に応じてセメント用混和剤を混合して、これを所定の型枠にて振動と圧縮力を加えて成形後脱型した成形物を 5〜80℃の温度下で養生することを特徴とするものである。
【０００９】これにより、舗装用透水性コンクリート製品として、交通量によって種々の形状の製品の提供が可能となる。そして、歩道に使用する場合、30×30×5ｃｍの平板から10×20×5〜10ｃｍのブロック形状のものまで適用できる。また、重交通車道に適用する場合、ブロック形状のものが適当である。この際、使用する骨材は通常使用される普通砕石でもよいが、鉄鋼スラグ、廃磁器、廃ガラス、廃プラスチック、下水汚泥溶融スラグ等の副産物を使用して、副産物の有効利用をはかることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を挙げ、本発明を詳細に説明する。ただし、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため、具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００１１】この実施の形態の舗装用透水性コンクリ−ト製品は、コンクリ−ト成型物のバインダーがセメントとアスファルト乳剤の複合材を用いて、コンクリ−トを所定形状に成型した舗装用コンクリ−ト製品で、舗装用として良好な透水性を有するコンクリ−ト製品である。また、この舗装用透水性コンクリ−ト製品では、骨材100質量部に対して、セメント 1〜25質量部、アスファルト乳剤 1〜25質量部からなる組成物を所定の形状に成形し、養生して、硬化させたものである。
【００１２】（１） 骨材使用される骨材は、通常のアスファルト舗装に用いられる骨材を使用することができる。ただし、骨材は、本明細書において「アスファルト舗装要綱」の分類に従い、2.36ｍｍフルイに止まる骨材を粗骨材といい、2.36ｍｍフルイを通過し、0.075ｍｍフルイに止まる骨材を細骨材という。粗骨材および細骨材としては、砕石、クラッシャーラン、砕砂、天然砂などがある。このほか、明色骨材、硬質骨材、再生骨材も用いることができる。これらに加えて、副産物骨材も用いることができる。
【００１３】明色骨材としては、たとえば、ルクソバライト、シノパール、アルミニウム粒、陶磁器粒、プラスチック粒、着色骨材などがある。硬質骨材には、たとえばエメリー、シリカサンドなどがある。再生骨材には、アスファルト塊から再生する再生アスファルト骨材、コンクリート塊から再生する再生コンクリート骨材がある。副産物骨材としては、各種スラグ骨材、廃磁器骨材、廃ガラス骨材、廃プラスチック骨材がある。各種スラグ骨材としては、一般的な鉄鋼スラグ骨材の外、下水汚泥溶融スラグ骨材などがある。これらの副産物骨材を用いることにより資源循環型社会の構築に寄与できる。
【００１４】粗骨材と細骨材の配合比率は、粗骨材の最大粒径により異なる。細骨材の使用量は、粗骨材の最大粒径が 5ｍｍの場合、粗骨材100質量部に対して 0〜10質量部、好ましくは 0〜5 質量部である。粗骨材の最大粒径が13ｍｍの場合、粗骨材100質量部に対して 2〜20質量部、好ましくは 3〜15質量部である。粗骨材の最大粒径が20ｍｍの場合、粗骨材100質量部に対して3〜30質量部、好ましくは 5〜20質量部である。粗骨材の最大粒径が13ｍｍ以上の場合、規定量以下の細骨材だとバインダーの被膜厚さが減少し、骨材飛散抵抗性が低下して好ましくない。また、粗骨材のいずれの粒径においても細骨材の使用量が規定量以上になると空隙率が低下し、透水性能が低下するため好ましくない。
【００１５】（２）セメント使用され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、耐硫酸塩セメント、ジェットセメント、超速硬セメントなどがある。また、混和剤として、膨張材、石こう、各種のスラグ粉末、各種のフライアッシュ、シリカヒュームあるいは必要に応じてカラー顔料などを用いることができる。
【００１６】セメントの使用量は骨材の粒度分布により異なるが、骨材100質量部に対して、通常、 1〜25質量部、より好ましくは 3〜10質量部程度である。セメントの量が 1質量部未満の場合は、透水性コンクリート製品の強度が低下するのに対し、25質量部を越える場合は、透水性コンクリート製品の空隙率が低下し、透水性コンリート製品としての本来の透水機能を果たさなくなり好ましくない。なお、セメントとともに、必要に応じて、公知のセメント用混和剤、たとえば、収縮低減材、硬化促進剤、硬化遅延剤、分散剤、空気連行剤、増粘剤、減水剤、充填材などを併用することができる。これらの混和剤を併用することにより、本発明品の製造において、所定の型枠にて振動と圧縮力を加えて成型する行程で、より好ましい成型体が得られる。【００１７】（３）アスファルト乳剤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、ノニオン系などに分類されるが、本発明で使用するアスファルト乳剤は、改質アスファルト乳剤であれば、すべてのタイプのものが使用できる。
【００１８】使用されるカチオン系、アニ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など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種以上に混和するプレ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であって、骨材およびセメントとの混合が良好な改質アスファルト乳剤を使用するか、または、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を使用する。
【００１９】改質アスファルト乳剤に使用するゴムおよび熱可塑性高分子重合物は、たとえば、天然ゴム、ガタバーチャ、環化ゴム、スチレン・ブタデェンゴム、スチレン・イソプレンゴム、ポリイソプレンゴム、ブタデェンゴム、クロロプレンゴム、プチルゴム、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・ブタデェ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などのゴム、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などの熱可塑性高分子重合物である。これらの１種または２種以上が使用される。
【００２０】また、ゴムまたは熱可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、水性状のものなどである。これら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。もちろん、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。
【００２１】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、可塑剤などを添加することも行われる。たとえば、ロヂンとその誘導体、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、ポリブタヂェン、ポリブヂン、イソブチレンとブタヂェンの共重合物、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、重合油等である。また、老化防止剤、酸化防止剤、硫黄等も添加することができる。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、ＰＶＡ、ゼラチンなどの水溶性高分子保護コロイドを添加することができる。
【００２２】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重合物の配合割合は、アスファルト100質量部に対して10〜100質量部程度、より好ましくは、20〜50質量部程度である。ゴム、熱可塑性高分子重合物の量が10質量部未満の場合は、改質アスファルト乳剤が分解、硬化した後における改質アスファルトの骨材に対する接着力、把握力が劣るのに対し、100質量部を越える場合には、凝集力が強すぎて、かえって骨材からの剥離が生じやすく、また、経済的でない。
【００２３】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、針入度が40〜300程度のものを使用することが好ましい。改質アスファルト乳剤の蒸発残留物（固形物）濃度は、通常、50〜70質量％程度であるが、なるべく濃度の高いものが好ましい。なお、必要に応じて、改質アスファルト乳剤としてアスファルト乳剤中に反応性の水溶性合成樹脂ないし乳化状合成樹脂と、その硬化材などを添加することができる。
【００２４】改質アスファルト乳剤の使用量は、骨材100質量部に対して、通常、 1〜25質量部、より好ましくは 3〜15質量部程度である。改質アスファルトの使用量が 1質量部未満の場合は、改質アスファルト乳剤の骨材に対する被服膜厚が不十分で透水性コンクリート製品としての優れた性能が発揮されず、耐久性が低下するのに対して、25質量部を越える場合は、透水性コンクリート製品の空隙率が低下し、透水性コンリート製品としての本来の透水機能を果たさなくなり好ましくない。
【００２５】（４）製法本発明によるセメントとアスファルト乳剤をバインダーとした透水性コンクリート製品の製造は、公知のコンクリート製品と同様な混合機および成型機を用いて行うことができる。すなわち、透水性ポリマーセメントコンクリートを二軸パグミルミキサなどで混合した後、混合物を所定の型枠内に打ち込んで振動と圧縮力とを加えながら所定の空隙率を確保し所定形状に成型した後脱型し、その後その透水性コンクリート成型物を 5〜80℃の温度下で一定期間養生する。また、成形時に使用する型枠は有孔版や脱水織布または脱水不織布から成るものを用いることも可能である。
【００２６】通常養生は、常温下における自然養生を行う。超速硬系セメントを用いれば、自然養生期間は１日でよい。また、セメント系凝結調整剤により硬化時間を制御すれば即時脱型も可能である。また、粒度や空隙率を替えた同様の混合物を用いて二層以上に積層して成型し、一体化した後、脱型して得られたものを同様に養生したものでもよい。このような透水性コンクリート製品の代表的な各材料の組み合わせの１例を示せば、表１のようになる。
【００２７】
【表１】
【００２８】大粒径タイプは、空隙率が20〜30％程度のものに適している。その際のコンクリート製品の厚さは、 5ｃｍ以上であることが望ましい。中粒径タイプは、空隙率が15〜25％程度のものに適している。その際のコンクリート製品の厚さは、 4ｃｍ以上であることが望ましい。小粒径タイプは、空隙率が10〜20％程度のものに適している。その際のコンクリート製品は、厚さ 2〜3 ｃｍ程度の薄層製品の製造が可能である。
【００２９】
【実施例】以下、実施例を示して具体的に説明する。
〔実施例１〕
１．目的小粒径タイプの配合条件の選定、成形性および物性値の確認を行った。
２．使用材料（１）骨材■廃磁器乾燥骨材 3−5 mm（表乾密度：2.30ｇ／ｃｍ３）
■転炉スラグプレコート骨材2.5−5 ｍｍ（表乾密度：3.67ｇ／ｃｍ３）
（転炉スラグ骨材2.5−5 ｍｍを加熱アスファルトプラントで、加熱排水性アスファルト舗装用高粘度バインダー（商品名：シーロフレックス（大林道路社製市販品））を用いて、骨材に対する質量比2.5％でプレコートしたもの。）
（２）セメント：ポーラスファイン（住友大阪セメント社製市販品）
ポーラスファインの規格値を表２に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】（３）アスファルト乳剤ポーラスゾール（高濃度改質アスファルト乳剤：ニチレキ社製市販品）
ポーラスゾールの規格値を表３に示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】３．配合条件【００３４】
【表４】
【００３５】４．試験条件（１）供試体作製温度：20℃（２）練り混ぜ：手練り（３）供試体：マーシャル供試体（φ101.6×63.5ｍｍ）
（４）成形方法：加圧成形（マーシャル突固め装置で50回突固め）
（５）試験項目【００３６】■マーシャル安定度試験〔（社）日本道路協会編 舗装試験法便覧準拠〕
１）養生温度：20℃２）試験材齢：１ｄ３）試験温度：60℃４）試験項目：密度、マーシャル安定度■カンタブロ試験〔（社）日本道路協会編 舗装試験法便覧別冊準拠〕
１）養生温度：20℃２）試験材齢：１ｗ■透水試験１）定水位法：〔（社）日本道路協会編 舗装試験法便覧準拠〕
■ホイールトラッキング試験〔（社）日本道路協会編 舗装試験法便覧準拠〕
１）養生温度：20℃２）試験条件(ｉ)試験材齢：１ｄ(ii)試験温度：60℃３）試験項目：動的安定度【００３７】５．試験結果試験結果を表５に示す。物性値は、（社）日本道路協会編 排水性舗装技術指針（案）などに示される基準値を満足した。重交通車道用透水性コンクリ−ト製品として十分な性質を有している。
【００３８】
【表５】
【００３９】〔実施例２〕
１．目的中粒径タイプの配合条件の選定、成形性および物性値の確認を行った。
２．使用材料（１）粗骨材：転炉スラグプレコート骨材 5−13mm（表乾密度：3.77ｇ／ｃｍ３）
（転炉スラグ骨材2.5−5ｍｍを加熱アスファルトプラントで、加熱排水性アスファルト舗装用高粘度バインダー（商品名：シーロフレックス(大林道路社製市販品) ）を用いて、骨材に対する質量比1.2％でプレコートしたもの。）
（２）細骨材：水砕スラグ乾燥骨材 5ｍｍ以下（表乾密度：2.70ｇ／ｃｍ３）
（３）セメント：ポーラスファイン（住友大阪セメント社製市販品）
（４）アスファルト乳剤：ポーラスゾール（ニチレキ社製市販品）
【００４０】３．配合【００４１】
【表６】
【００４２】４．試験条件（１）供試体作製温度：20℃（２）練り混ぜ：手練り（３）供試体：マーシャル供試体（φ101.6×63.5ｍｍ）
（４）成形方法：加圧成形（マーシャル突固め装置で50回突固め）
（５）試験項目【００４３】■マーシャル安定度試験１）養生温度：20℃２）試験材齢：１ｄ３）試験温度：60℃４）試験項目：密度、マーシャル安定度■カンタブロ試験１）養生温度：20℃２）試験材齢：１ｗ■透水試験１）定水位法：舗装試験法便覧準拠■ホイールトラッキング試験１）養生温度：20℃２）試験条件（ｉ）試験材齢：１ｄ（ii）試験温度：60℃３）試験項目：動的安定度【００４４】５．試験結果試験結果を表７に示す。物性値は、排水性舗装技術指針（案）などに示される基準値を満足した。このため重交通車道用透水性コンクリ−ト製品として十分な性質を有している。
【００４５】
【表７】
【００４６】
【発明の効果】以上により、本発明において、請求項１に係る舗装用透水性コンクリ−ト製品は、コンクリ−ト成型物のバインダーをセメントとアスファルト乳剤の複合材としたことにより、重交通車道に適用可能な舗装用透水性コンクリート製品を提供することができ、この舗装用透水性コンクリート製品を用いて透水性あるいは排水性舗装を構築することにより、透水性・排水性舗装として一般的に期待される雨天時の車両走行の安全性が向上し、車両騒音が低減でき、ヒートアイランド現象の抑制効果が期待できる。加えて、透水性・排水性舗装に透水性コンクリート製品を用いることにより、コンクリート製品の配置による様々な舗装デザインが可能であり、景観性に優れ、さらに補修が容易となるなどの効果が挙げられる。
【００４７】また、請求項２に係る舗装用透水性コンクリ−ト製品は、骨材100質量部に対して、セメント 1〜25質量部、アスファルト乳剤 1〜25質量部からなる組成物を所定の形状に成形した後、養生して硬化させたことにより、重交通車道に適用可能な舗装用透水性コンクリート製品が実現できる。そして、請求項３に係る舗装用透水性コンクリ−ト製品は、骨材に鉄鋼スラグ、廃磁器、廃ガラス、廃プラスチック、下水汚泥溶融スラグ等の副産物を使用したことにより、副産物の有効利用をはかることができる。
【００４８】また、請求項４に係る舗装用透水性コンクリ−ト製品の製造方法は、骨材100質量部に対して、セメント 1〜25質量部、アスファルト乳剤 1〜25質量部と必要に応じてセメント用混和剤を混合して、これを所定の型枠にて振動と圧縮力を加えて成形後脱型した成形物を 5〜80℃の温度下で養生することにより、重交通車道に適用可能な舗装用透水性コンクリート製品が実現できるとともに、舗装用透水性コンクリート製品として、交通量によって種々の形状の製品の提供が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１８３２６６
【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社
【識別番号】５９２０８６８８０
【氏名又は名称】丸栄コンクリート工業株式会社
【識別番号】０００２０８２０４
【氏名又は名称】大林道路株式会社
【識別番号】０００００２１１８
【氏名又は名称】住友金属工業株式会社
【識別番号】０００２３３６５３
【氏名又は名称】ニチレキ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１４年１月１５日（２００２．１．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５１９９
【弁理士】
【氏名又は名称】土橋 皓
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２０６５０４（Ｐ２００３−２０６５０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年７月２５日（２００３．７．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−６６８２（Ｐ２００２−６６８２） |
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