JPH0210109B2

JPH0210109B2 -

Info

Publication number: JPH0210109B2
Application number: JP21377281A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Fukuda; Mitsugi Nakamaru; Takeshi Tsujii; Hiroyasu Ueno
Original assignee: TAISEI DORO KK
Current assignee: TAISEI DORO KK
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1990-03-06
Also published as: JPS58110463A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はアスフアルトのもつ撓み性と、セメン
トのもつ剛性とを夫々組み合せた剛性と撓み性を
兼ね備えた複合体からなるコンクリート舗装の構
造に関するものである。（従来技術と問題点）従来、この種の複合体からなる舗装は道路や構
内ヤード等の舗装に用いられ、通称、半剛性舗装
と呼ばれている。ところで、従来の半剛性舗装は、一般に空〓率
が容積比で20〜30％になるような粒度の骨材を、
170℃〜180℃に加熱した、いわゆる加熱骨材と、
別途に145℃〜160℃に加熱した所定量のアスフア
ルトと、さらに常温である所定量のフイラーと
を、各々アスフアルトプラントのミキサーで撹拌
混合して開粒度アスフアルトコンクリートと呼ば
れるものを製造し、これをまず所定の厚さをもつ
て路盤上に敷き均し、転圧して基体を構成する。ついで、この敷設した開粒度アスフアルトコン
クリートからなる基体の表面から、その空隙内に
セメントペースト若しくはフライアツシユ入りセ
メントペーストを注入して舗設するようにしてい
るのが普通である。なお、その際、セメントペー
ストないしフライアツシユ入りセメントペースト
の浸透性能を向上させるとともに、付着力を増加
させる目的をもつて、それに合成ゴムラテツクス
等の添加剤を混入しているのが一般である。また注入作業は、振動ローラーなどによつて振
動を加えながら、セメントペーストを空隙内に填
充させ、表面成形、養生を経て完成させるように
している。しかるに、この施工方法においては、基体とな
る開粒度アスフアルトコンクリートの空〓の状態
と、セメントペーストの流動性からセメントペー
ストの浸透深さをコントロールしなければならな
い。ところが開粒度アスフアルトコンクリートの
空隙率の上限は、施工性を考慮すれば35％程度と
されている。したがつて、これより大きな空〓率を持たせて
セメントペーストの浸透量を増し、支圧強度を高
めようとすれば舗装面の平担性の確保の上から、
その施工が非常に困難となる。またセメントペー
ストの品質を低下させずに浸透深さを大きくして
も、せいぜい一層の施工厚さは７〜８cmが限度で
ある。すなわち開粒度アスフアルトコンクリート
を基体とし、これにセメントペーストを浸透させ
た半剛性舗装にあつては、舗装表面の平担性の確
保および舗装厚さに制約をもつという難点があつ
た。その上セメントペースト自体は、すべり抵抗
性が悪いので細骨材ですべり抵抗性を改善しよう
とすると浸透性が悪くなり、しかも表面にペース
トが層状に残つて、それがクラツクの要因になる
といつた問題点もあつた。しかしながらこの半剛性舗装は、アスフアルト
コンクリート舗装に較べ耐油性、耐摩耗性、耐流
動性に優れ、またセメントコンクリート舗装に必
要な膨張目地や収縮目地が不要であり、セメント
コンクリートが破壊する領域の変形量にもよく追
随することができるという特徴をもつている。さらに、この半剛性舗装は資源的に輸入に依存
している瀝青質の使用を抑え、国内で生産される
セメントを用いることができる等の利点を備えて
いる。この発明は、このような事情を踏まえ、半剛性
舗装の普及を狙いとし、従来の開粒度アスフアル
トコンクリートを基体として舗設される半剛性舗
装の欠点を補う一方、その長所を発揮させた剛性
と撓み性を備えた複合体からなるセメントコンク
リート舗装を提供することを目的として発明した
ものである。（問題点を解決するための手段）前記目的を達成する手段として、本発明は、ア
スフアルト又は石油樹脂系バインダーから成る粘
弾性材の皮膜を有する骨材と、まだ固まらないセ
メント混合流体物とを混練し、これを敷設又は打
設するとともに凝固養生し、剛性と撓み性を備え
た複合構造のセメントコンクリート舗装としたこ
とを特徴とするものである。さらに本発明の構成を具体的に説明すると、ま
ず本発明に使用する材料としての粘弾性材は、ア
スフアルト又は石油樹脂系バインダーを添加した
ものである。これはセメント混合凝固物が温度変
化に応じて膨張し、あるいは収縮し容積変化を起
した場合、その変化をこの粘弾性体中に吸収ある
いは拡散させることを目的として添加されるもの
である。なお、その際粘弾性材を加熱して使用す
るか、あるいは着色して使用するか等は、適宜使
用条件を考慮して選択使用する。また着色する場
合は石油樹脂系バインダーを用いることが好まし
い。なぜなら石油樹脂系バインダーはアスフアル
トのもつ黒色を除き去つてくれる効用があり、外
観を良好とさせ、しかもアスフアルトの性状に合
致した物性を有するからである。石油樹脂系バイ
ンダーとしては市販品を使用した。粘弾性体被膜を有する骨材としては、砕石、砂
利、砂でよく、耐摩耗を目的とした道路舗装には
硬度の大きな骨材を使用し、建築の壁体等軽量化
を図る場合は質量の少ない軽量骨材を選択するこ
とができる。特に瀝青質混合物舗装体の切削廃材
であれば既に粘弾性体被膜として瀝青質被膜を有
している骨材であるので簡易に使用することがで
きる。セメンテイング材料としてはセメントペー
スト又はフライアツシユ入りセメントペーストあ
るいはセメントコンクリートが用いられるが、適
宜選択して用いることができる。なお、この混合
物に流動性、接着性を保有せしめるためにゴムラ
テツクスを用いることもできる。またセメントコ
ンクリート舗装としての靭性を高めるために鋼繊
維、ガラス繊維を、またヒビ割れの拘束、衝撃の
吸収を目的としてポリエチレン、ポリプロピレン
等の合成樹脂繊維を用いることができる。各種色
彩顔料の添加によつてカラフルな複合セメントコ
ンクリート舗装を得ることも容易に可能である。次に骨材に粘弾性体被膜を形成する場合、骨材
と前記アスフアルト又は石油樹脂系バインダーを
別個にそれぞれ150℃前後に加熱し適宜量ミキサ
ーに投入し撹拌混練を行う。充分混合ができた時
点で放出し冷却水を浴せる。このとき夥しい水蒸
気が発生するが、骨材、アスフアルトの外表面に
アスフアルト又は石油樹脂系バインダーの被膜が
形成され、かつ該アスフアルト又は石油樹脂系バ
インダーがそれぞれ硬化して相互間の結着力がな
く、粒毎に分離した状態となる。この撹拌混練に
先だちフイラーを混入することによつてフイラー
ビチユーメン又はフイラーバインダーが被膜厚を
増し、かつ粒毎に分離して団塊状となることがな
い。このようにしてできた有被膜骨材の性状は独立
した粒状であつて相互間の結着力がなく、まだ固
まらないセメント混合流体物とよく混練しうる性
状を有している。粘弾性体被膜を有する骨材の製
造方法としては種々変更例が想到できるものであ
つて、上記製造方法にのみ限られるものではな
い。着色する場合には石油樹脂膠結剤を使用する
ことによつて色彩効果を上げることができる。こ
の骨材に対する粘弾性体の割合は、骨材100重量
部に対して粘弾性体を1.5〜6.24重量部の割合で
選択的に用いて骨材表面にクツシヨン性のある粘
弾性体被膜を形成する。この有被膜骨材は出来得れば直射日光を避けて
貯蔵し、必要量をセメント又はセメント混合物と
混練する。混練は通常のセメントミキサを用いれ
ばよく、有被膜骨材とまだ固まらないセメントペ
ースト・セメントモルタル又はセメントコンクリ
ートとの混合割合はセメント混合流体物を80〜35
容積部の範囲で選択されるが、複合セメントコン
クリート舗装の舗設目的により異り、原則的に所
望の強度・撓み性をもつた複合セメントコンクリ
ート舗装としての任意の混合比率を選択すること
ができる。次に、この有被膜骨材とまだ固まらな
いセメント混合流体物との混練物を所要の厚寸法
に敷設若しくは打設し、かつ凝固養生させる。こ
の敷き均し及び凝固養生方法は従来から使用され
ている機械器具及び方法を採用すればよく、特に
かかる材料を用いることによる従来法の改良すべ
き点はない。これにより完成された複合セメント
コンクリート舗装は従来の工法による半剛性舗装
体と同様かあるいはむしろ優れた効果を発揮する
ことが確認された。ところで従来の半剛性舗装の舗設法において
は、セメントペーストを可能な限り開粒度アスフ
アルトコンクリートの最下層まで浸透するように
するため、開粒度アスフアルトコンクリートを比
較的薄層（３〜６cm）で敷設して、セメントペー
ストを表面から流し込み、空隙の充填をなすべく
振動を与える等の作業を行つていた。また所要の
厚を大きく施工するには前記のような施工を繰り
返さなければならなかつた。しかしながら、この
ような施工をしてもセメントペーストが空隙を全
て充填するには、開粒度アスフアルトコンクリー
トの粒度管理を厳密に行い、また加熱温度も所定
範囲に収め、なおかつ均一な舗設を行ない、ペー
ストの流動性管理も充分な注意を払わなければな
らない。このうちの一つが不充分であつても空洞
を残した半剛性舗装体ができ、それが地下水等に
よつてアスフアルトの乳化、剥離へと発展する欠
点があつた。或いは所望の厚にするには必ず層状
に形成せざるを得ない為、強度も単板に比べ弱い
ことが見込まれる。本発明にあつては、従来の半剛性舗装の施工上
の不都合や、施工後の欠点を有しないばかりでな
く、一舗装体に限らず広くコンクリート構造物よ
りも撓み性があり、アスフアルト構造物よりも剛
性を有する第三の構造物であると云うべき全く新
規な剛性と撓み性を備えた複合セメントコンクリ
ート舗装としての機能が発揮された。このことは次に示す実施例と比較例の結果によ
つて立証された。以下に、実施例―１として本発明による剛性と
撓み性を備えた複合セメントコンクリート舗装
を、比較例―１として従来の半剛性舗装を、比較
例―２として密粒度アスフアルトコンクリートと
の比較試験を通し、その概略を説明する。１試験内容マーシヤル安定度試験（アスフアルト舗装要
網付録４―９昭和53年８月25日発行版）２使用材料２―１粘弾性体のうち瀝青のストレートアス
フアルト針入度60―80を実施例、比較例とも
共通として用いる。２―２粗骨材として硬質砂岩の砕石を共通し
て用いる。２―３細骨材は鬼怒川産のものを共通して用
いる。２―４セメントは普通ポルトランドセメント
を共通して用いる。２―５セメントの添加材としてS.B.Rラテツ
クスを用いる。３有被膜骨材の製造有被膜骨材はアスフアルトミキサーを用い、
加熱した骨材（170℃〜180℃）と、加熱したア
スフアルト（140℃〜160℃）を骨材に対して
1.5重量％を混合して充分混練したのち水中に
浸漬し、骨材にアスフアルト被膜をコーテイン
グしたのち室温20℃±１℃、湿度60±５％の恒
温・恒湿の部屋に貯蔵した。４配合４―１実施例―１の配合を表―１に示す。

【表】４―２比較例―１の配合を表―２，表―３に
示す。

【表】

【表】４―３比較例―２の配合を表―４に示す。

【表】 (注) 砕石およびスクリーニングスは栃木
県佐野市産
５練り混ぜ、供試体の作製方法及び養生５―１実施例―１は、有被膜骨材とセメン
ト、水、細骨材、ゴムラテツクスをモルタル
ミキサに同時投入し約１分間混練したのちモ
ールドに入れ締め固め、材令７日まで水中養
生（20±３℃）した。５―２比較例―１は表―２の配合に基づいた
開粒度アスフアルトコンクリートを前出のア
スフアルト舗装要網のマーシヤル安定度試験
方法によつてマーシヤルテスト用モールドに
打設し、アスフアルトコンクリートが室温ま
で低下したのち、表―３の配合のペーストを
表面から注入し、テーブルバイブレーターを
用い振動をかけながら不足するペーストを補
充して作製し、材令７日まで水中養生を行つ
た。ペーストの填充量は容積率で25％に調節
した。５―３比較例―２は、通常の通り供試体を作
製し、空中養生した。６試験結果６―１マーシヤル安定試験結果を表―５に示
す。

【表】６―２結果の整理６―２―１比較例―１と比較例―２とではフ
ロー値がほぼ同じで安定度は比較例―１の
方が約６割増している。６―２―２実施例１の３種については、モル
タル量が増加するとフロー値と安定度も大
きくなる。６―２―３実施例―１と比較例―１とではフ
ロー値において著しい差が生じている。７考察７―１比較例―１のペースト量25％と、実施
例―１のモルタル量35％と比較すると同じ半
剛性体でありながら、セメント混合物４割
（35／25＝1.4）増してもフロー値は変わらない。このことは、本発明による工法が、従来工法
と異なり半剛性舗装の剛性を高める効果があ
ること、即ち骨材が面接触から点接触にかわ
つたものと思われる。７―２実施例―１は比較例―１のように開粒
度アスフアルトコンクリートを敷設し、締め
固めた後セメントペーストをその空隙に流し
込む施工方式ではないから層状にして所望の
厚を形成することなく、直ちに任意の厚寸法
に施工できるので施工能率が極めて高い。特
に半剛性体を早期に使用する場合、開粒度ア
スフアルトコンクリートの温度低下を持つこ
とがないので短時間のうちに施工が完了す
る。７―３実施例―１ではまだ固まらないセメン
ト混合流体物の混入量の調節が自由にできる
から、目的強度に合つた複合セメントコンク
リート舗装が簡単に得られる。７―４実施例―１はセメントモルタル、セメ
ントコンクリートを使用できるので、ペース
トによる収縮クラツクの危険性から開放さ
れ、舗装に用いた場合、走行車輪のすべり抵
抗性を増すことができる。この試験によつて本発明に係る剛性と撓み性を
備えた複合セメントコンクリート舗装の概要に言
及したが、更に詳しく、複合セメントコンクリー
ト舗装の破壊試験について説明する。そのため、実施例―２として本発明による工法
の有被膜骨材を使用した場合についてモルタルの
混入量を80％，60％，50％，40％と変化させ、ま
た有被膜骨材としてアスフアルトコンクリート舗
装の修繕工事で発生した切削廃材を使用し、モル
タル混入量を50％としたもの、有被膜骨材と鋼繊
維を用いモルタルを60％混入したものの計６種類
及び比較例―３としてモルタル100％について、
破壊試験を行つた。１試験内容圧縮試験JISA―1108と曲げ試験JISA―1106
とする。２使用材料２―１実施例―１と共通するものは同等品を
使用した。２―２切削廃材の粒度及びアスフアルト量は
表―６の通り。２―３繊維として鋼繊維を使用、形状は0.5
×0.5×30mm、比重8.0 ３有被膜骨材の配合は表―７の通り。

【表】

【表】４供試体の作製まず有被膜骨材を製造し、圧縮試験用供試体
φ10cm、高さ20cmの円筒型枠体を用い、まだ固
まらないセメント混合物として水セメント比50
％で所定モルタル混入量に従つて作製した。な
お曲げ試験用供試体は、巾10cm、高さ10cm、長
さ40cmの型枠体を用いた。切削廃材を利用した試験体も水セメント比50
％としモルタル混入量を50％としてテストピー
スは同様に作製した。鋼繊維を混入する場合は、モルタル混入量を
60％とし供試体容積に対して容積比で1.5％と
なるように計量し、手でもみほぐしながら混合
物体に投入し、テストピースは同様に作製し
た。なお養生方法等重復するものは実施例―１に倣
つた。５試験項目及び方法５−１試験項目、及び測定機器は表―８の通
りであり、試験方法はJISA 1108、JISA
1106に準じて行つた。

【表】６試験結果試験結果及び測定値からの歪量を表―９に示
す。

【表】５―２結果の整理材令28日の試験結果から、一般的傾向として
次の事項が指摘できる。５―２―１圧縮強度について云えば、鋼繊
維混入、切削廃材にかかわらずモルタル混
入量とよく相関する。即ちモルタル混入量
が少なくなれば圧縮強度は小さくなる。５―２―２曲げ強度は鋼繊維混入の場合は
同じモルタル量の有被膜骨材使用の場合と
較べて４割程高い値を示す（70.6÷50.3＝
1.4）、また切削廃材使用の場合は、同じモ
ルタル量の有被膜骨材使用の場合の６割と
なる（31.7÷49.9＝0.6）。有被膜骨材使用
ではモルタル量は関係ない。５―２―３曲げ歪は鋼繊維混入の場合は著
しく高い値を示し、次いで切削廃材使用の
場合がモルタル量を同量使用の場合と較べ
１割方大きな値となつている（626÷574＝
1.1）。有被膜骨材を用いてモルタル量を変
化させると、逆比例的によく相関する。モ
ルタル量が少なくなると曲げ歪が大きくな
る。５―２―４曲げ歪がモルタル混入量80％で
365×10^-6、60％で470×10^-6であり、通常
のセメントコンクリートで100×10^-6であ
ると較べると非常に大きな値であることが
判る。５―２―５この表―９において、圧縮強度
を曲げ強度で割つた圧縮曲げ強度比数値
は、そのコンクリートの靭性を示す。例え
ば比較例３の場合、圧縮強度2.33で、曲げ
強度は39.6なので、靭性は5.88となり、同
様に実施例２―１は4.0を示して著しい差
がある。実施例２―５では、2.0を示し、
本発明に係る複合セメントコンクリートは
靭性２〜４の範囲の靭性を示す。６考案６―１―１セメントコンクリート版を線膨
張の形で捉えてみるとε₁＝α・θで表わさ
れる。 ε₁：線の歪 α：コンクリートの膨張率（℃）・10×10^-6
とする。 θ：コンクリートの温度差・30℃とする。 ε₁＝30×10×10^-6＝300×10^-6となる。６―１―２コンクリートの乾燥収縮は一般
的に200×10^-6と考えるのが妥当である。
（コンクリート標準示方書解説・土木学会）６―１―３初期硬化収縮歪は、100×10^-6
程度であるが、この複合コンクリートにあ
つては骨材間隙10mmとすると、粘弾性体が
1μの長さだけ引張られることになる。こ
の粘弾性体はかかる収縮速度の場合液体的
物性を示し、フイラービチユーメン（フイ
ラーとアスフアルトとの混合体）は充分対
応する。６―１―４コンクリート版はε₁＝300×
10^-6であるので、コンクリートの許容歪量
150〜200×10^-6を大きく上まわる。このこ
とからセメントコンクリート版には収縮目
地・膨張目地が必要となり、セメントコン
クリート舗装要網においても、横膨張目地
間隔の標準値として施工時期が４月〜11月
の場合は80〜240ｍとし、12月〜３月の場
合は40〜80ｍを示し、同じく横収縮目地間
隔は7.5ｍ、８ｍおよび10ｍを標準として
示している。しかし、本発明による複合セメントコン
クリート舗装の歪量は360かける10^-6以上
であるので、これを従来のコンクリートで
構築している舗装その他の構造物に適用す
るなら、目地は必要でなくなる。６―２―１本発明による複合セメントコン
クリート舗装を用いて舗設すると、舗装工
事において約25％の費用を占める目地建設
費を減ずるばかりでなく、目地部分からの
雨水の流入による路盤の浸蝕、段差の発生
等を皆無にし、走行車輌の安全性を確保す
るとともに運転者に与える段差シヨツクか
らの不快感を払拭することができる。６―２―２建築工事において、現場打ちコ
ンクリートによつて壁体を作製する場合、
窓枠部分にひび割れが発生しやすい。これ
は、乾燥収縮、温度変化による膨張収縮が
その原因であると考えられている。即ち６
―１―４で説明した通り150〜200×10^-6の
歪量しかないコンクリートに300×10^-6の
歪が縦方向と横方向に発生したこれが合成
された歪量となるので容易にクラツクが生
ずる訳である。このような個所に本発明に
よる複合セメントコンクリートを用いるな
ら壁面にクラツクが発生することはない。以上の試験によつて、本発明に係る複合セメン
トコンクリート舗装の性状を述べたが、さらに舗
装材料として用いる場合の必要な試験として、ホ
イールトラツキングテストを実施例―３として行
つた。１試験内容ホイールトラツキング試験（アスフアルト舗
装要網付録４―12）２使用材料実施例―１、２と共通するものは同等品を使
用した。３試験荷重比較例―４は、密粒度アスフアルトコンクリ
ートを用いて試験を行つたが、重交通用とし
て、接地圧6.4Kg／cm³を採用した。実施例―３は、最も過酷な条件である有料道路
における料金徴収所前後を想定して11.5Kg／cm³を
採用した。４試験結果試験結果を表―10に示す。

【表】５考案動的安定度をみると、比較例―４では6.4
Kg／cm³の接地圧を加えた場合１mm沈下するのに
600回であることを示しているが実施例―３と
同じ接地圧11.5Kg／cm³を加えれば測定不可能と
なる。しかし実施例―３では、接地圧を11.5Kg／cm³に
増して試験としても動的安定度が63000回／mmで
あるのを比較すれば如何に大きな開きがあるかが
判然とする。またこれがモルタル量25％の場合であるのでア
スフアルト舗装道路のわだち掘れ対策として本発
明による複合セメントコンクリート舗装の利用は
好効果を生むことは明らかである。以上本発明に係る複合セメントコンクリート舗
装の粘弾性被膜材としては、アスフアルトと石油
樹脂系バインダーを用いた場合に基づいて説明し
たが、これらに限ることなくさらにフイラーを加
えた混合物を用いてもよく、粘弾性材として応力
緩和能力を有しているものであれば使用すること
も可能である。また有被膜骨材の素骨材として破石、砂利、砂
軽石、鉱滓、切削廃材又は解砕廃材等を用いるこ
とができる。これは実施例において一部実証した
ところであるが、その使用範囲を実施例のみに限
定するものでない。セメントを扱う当業者として日常行つている色
素顔料による着色も大いに活用できる。本発明による剛性と撓み性を備えた複合セメン
トコンクリート舗装材は上記に説明した道路工
事、建築工事に限らず、プール、擁壁等にも利用
でき、目地構造による欠陥から解放され、可撓性
と剛性とを夫々有する全く新規な舗装構造物を提
供するものである。

Claims

【特許請求の範囲】１アスフアルトまたは石油樹脂系の粘弾性材を
表面に被着させた粘弾性材被膜を有する骨材と、
セメント混合流体物とを混練して路盤上に敷設し
たことを特徴とする複合セメントコンクリート舗
装の構造。２前記粘弾性材は、骨材100重量部に対し、1.5
〜6.24重量部の割合で骨材表面に被覆させたこと
を特徴とする請求項１記載の複合セメントコンク
リート舗装の構造。３前記粘弾性材被膜を有する骨材と、セメント
混合流体物との割合は、粘弾性材被膜を有する骨
材が容積比で20〜65であり、セメント混合流体物
は容積比で80〜35であることを特徴とする請求項
１記載の複合セメントコンクリート舗装の構造。４前記複合セメントコンクリート舗装の曲げ歪
量が360×10^-6以上であることを特徴とする請求
項１記載の複合セメントコンクリート舗装の構
造。