JPS6049721B2 - フエ−シングの構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフイルタイプダムや貯水池などのフエーシン
グ（表面しや木登）の構築方法において、フエーシング
材として特定配合のセメント、細骨材、粗骨材および瀝
青乳剤よりなる混合物を使用してセメント瀝青コンクリ
ートを打設することにより、加熱やローラ転任をしない
でたわみ性がありかつ週末性の高いフエーシングを容易
かつ経済的に構築する方法に関するものである。

従来フイルタイプグムなどのフエーシング材としては
鉄筋コンクリートあるいはアスファルトコンクリートが
一般に使用されてきたが、アスフア 性にすぐれダム本
体の沈下にも順応できるという利点があつた。

フエーシングは水による侵蝕作用、摩耗作用、水圧な
らびに水の浸透作用などを防止し堤体を保護するために
堤体の斜面に設置されるもので、アスファルトコンクリ
ートはしや木登として十分なしや水性と強度を有するよ
うに比較的厚さの厚いものが用いられている。

アスファルトコンクリートの施工は、通常加熱゛アス
ファルト混合物を敷均らしローラ転任で締固めて成型す
るが、締固めを良くするために施工は厚数ａごとに成形
していつて所定厚に成形し、かつ急な斜面では施工が困
難なので勾配をゆるやかにする必要があつた。

しかも加熱のためのエネルーギーは大きくこのための機
械設備も高度のものを要し、また人力をかなり併用しな
ければならないという欠点がある。 また道路、堤防、
ダムなどの法面の保護にセメント、細骨材（砂または土
）、瀝青乳剤および水Ｊよりなる瀝青乳剤入りセメント
モルタルを法面に吹付けて防水層を形成し雨水などによ
る法面の崩壊を防止する工法がある（例えば特公昭４７
−３３０５号参照）。

これらは常温施工式で加熱や転圧を必要とせず、急な斜
面の法面にも施工でき、セメントモルタル吹付材に比べ
てたわみ性がすぐれ硬化時のきれつが入りにくいという
利点があるが、１骨材は細骨材を用いるため比較的うす
い厚さの防水層を形成するにはよいが、厚さのある強度
も必要な壁体を構成するには安定性が不十分である。２
また吹付材は瀝青乳剤以外に相当量の水を使用するた
め水セメント比は大きくなり硬化後の強度と透水性抵抗
性を低下させる。

３吹付けの際の地盤へのなじみをよくし、剥離を防止し
、付着を改善し吹付時の流下防止、吹付時のリパウンド
（はね返り）、吹付直後の降雨に対する耐水性の増大等
のために高分子材（例えばカルボキシメチルセルローズ
、ポリアクリルアミドなど）を瀝青乳剤に混合して使用
しているため、硬化後常時水浸する場所や水圧のか）る
ところではかえつて耐水性を減じ透水抵抗性を著しく低
下させるおそれがある。

などの欠点がある。

それ故、このような材料はフエーシング材としては適当
でない。本発明者らは常温施工でアスファルトコンクリ
ートに匹適するたわみ性と強度特性を有し耐蝕性にすぐ
れ、緻密なセメントコンクリートと同等以上の透水抵抗
性のすぐれたものを得るために、セメント、細骨材、粗
骨材及び瀝青乳剤よりなる混合物について鋭意種々研究
を重ねてきたが、高分子材の利用は硬化後の透水抵抗性
については好ましくなく、またセメント、細骨材及び粗
骨材よりなるセメントコンクリートに比べてこれに瀝青
乳剤を大量に混合しても透水抵抗性が改善されないこと
が判つた。

その後更に研究の結果、瀝青乳剤に高濃度乳剤を用いる
こと、瀝青乳剤に極力水を用いないことそして水セメン
ト比を小さくすること、骨材組合せを密な構造の得られ
るように選択することなど種々改良を加えて混合物中に
気泡の混入が少なく緻密なセメント瀝青コンクリートを
打設できること、またこのセメント瀝青コンクリートの
物性が従来のこの種混合物に比べて格段とすぐれたもの
が得られることが判つた。

か）る知見をもとに本発明を完成することができた。

即ち本発明はアスファルトコンクリートの欠点を解消し
、常温施工でセメント瀝青コンクリート（以下単にＣＡ
コンクリートと称す）を用いて、加熱、転圧を必要とし
ないでたわみ性があり遮水性の良いフエーシングを構築
することを目的としたものである。

そして本発明はフエーシング材として、セメント８０〜
２５０ｋ９／イ、細骨材６００〜１０００ｋ９／イ、粗
骨材８００〜１２００ｋ９／７Ｔ１および蒸発残留物６
０重量％以上の瀝青乳剤２００〜４００ｋｇ／ｄよりな
る瀝青コンクリートを打設しフエーシングを構築するこ
とを特徴とするフエーシングの構築方法を要旨とするも
のである。

以下本発明の実施の態様を詳細に説明する。

本発明において使用できるセメントにはボルトランドセ
メント（普通、早強、超早強、中庸熱の４種がある）、
シリカセメント、フライアッシュセメント、高炉セメン
ト、アルミナセメント、超速硬セメント、耐硫酸塩セメ
ントなどのセメントが含まれるが、一般にはボルトラン
ドセメントが使用される。これらのセメントと共にセメ
ントの硬化促進剤、硬化調整剤、硬化遅延剤、鮭剤、分
散剤、消泡剤などの併用も本発明の範囲に包含される。
たとえば硬化促進剤としては塩化カルシウム、塩化アル
ミニウム、水硝子、石灰類、石膏類、アミン類、エチレ
ングリコール類、カルシウムアルミネート類、カルシウ
ムスルホアルミネート類、アルミネート類などがある。
とくに超速硬セメントを使用したり、またセメントにカ
ルシウムスルホアルミネートのような超硬化促進剤を使
用するとセメントの硬化を著しく促進できる。本発明で
使用てきる細骨材は通常の砂てあり、これには川砂、海
砂、山砂のほかに硅砂、ガラス砕砂、鉄砂、灰を焼結さ
せた砂、鋳物砂などの人工砂がある。本発明で使用でき
る粗骨材は、通常レキ、砂利、砕石、切込砕石、粒度調
整砕石などであり、これにはスラグ、シノパール、ルク
ソバイトの如き人工骨材、エメリー、陶磁器やガラスな
どの砕いたもの、コンクリートを砕いたもの、金属粒な
ども含まれる。

本発明において使用できる瀝青乳剤は、天然レーキアス
フアルト（たとえばトリニダツトアスフアルト）、スト
レートアスファルト、プロパン脱瀝アスファルト、セミ
プローンアスフアルト、プローンアスフアルト、コール
タール、オイルガスタール、タールピッチ、石油ピッチ
、トール油ピッチ、脂肪酸ピッチ、重質鉱油などの１種
または２種以上を混和してなる瀝青物、またはこれらの
瀝青物に天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエ
ンゴム、スチレンイソプレンゴム、クロロプレンゴム、
ポリブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ＥＰ
Ｔゴム、スチレン●イソプレンブロック重合ゴム、スチ
レン●ブタジエンブロック重合ゴムなどのゴム、エチレ
ン●醋酸ビニール共重合体、エチレン・アクリレート共
重合体、ポリアクリレート、ポリエチレンなどの熱可塑
性高分子重合体などのエラストマーを添加混和して改質
した瀝青物を水中に乳化させて造られた水中油滴型瀝青
乳剤である。

乳化主材として用いたノニオン界面活性剤、アニオン界
面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、クレ
ーなどにより、ノニオン型、アニオン型、カチオン型、
両性型、クレー型などの種類があるがいづれも使用でき
る。また上記の種々の瀝青乳剤に上述したゴムやエラス
トマーのラテックスまたはエマルジョンを添加したもの
も使用できる。しかし本発明に使用されるこれらの瀝青
乳剤は高濃度乳剤であることが必要であり、少くとも蒸
発残留物が６鍾量％以上あることが必要であり、好まし
くは６５重量％以上のものである。

またセメントまたはセメントを含む骨材と容易に混合で
きるものを使用する。高濃度乳剤はセメント、骨材類と
混合するとき起泡性が少なく、物性のすぐれたＣＡコン
クリートを得ることができる。瀝青乳剤の蒸発残留物が
６鍾量％を下まわるときは起泡性が大きく、さらに骨材
の水分（通常粗骨材で２重量％、細骨材で４重量％程度
の水分が自然状態で含まれる）により稀釈されて起泡性
が出、また作業性の点でスランプが大となり密なＣＡコ
ンクリートを得られなくなり、又起泡はＣＡコンクリー
トの透水抵抗性を低下させる。

そこで消泡性を更に顕著にするためにシリコンなどの消
泡剤を併用することができる。瀝青乳剤に起泡性が少な
く消泡性があることは本発明のフエーシングに水密性を
与える点で特に重要である。上述した瀝青乳剤のうちで
最も一般的に使用されるのはアスファルト乳剤またはエ
ラストマー入りアスファルト乳剤である。

ＣＡコンクリートに耐油性が要求される場合、瀝青物の
一部または全部をコールタールまたはエラストマー変性
コールタールに置換したものが使用される。本発明に使
用されるＣＡコンクリートは、上述した材料をセメント
８０〜２５０ｋｇ／ｄ１細骨材６００〜１０００ｋｇ／
ｄ１粗骨材８００〜１２００ｋｇ／ｄおよび蒸発残留物
６鍾量％以上の瀝青乳剤２００〜４００ｋ９／ｄの割合
でパグミル、ソイルミキサ、セメントコンクリートミキ
サなどの混合機で混合して造られるが、配合の均一性を
維持するためには連続式のものよリパッチ式のミキサが
よい。

尚材料のミキサへの添加順序は規定されず、作業上便利
な方法をとればよい。上記の配合で各材料の割合を特に
規定しているのはフエーシングの耐久性の点でＣＡコン
クリートの安定度（強度）、たわみ性、水密性を特に重
視するからである。

ＣＡコンクリートの配合においてセメント量８０ｋ９／
ｄ以下では初期および長期の強度が不足する。逆にセメ
ント量が２５０ｋ９／ｄ以上ではセメントコンクリート
の剛性が勝ちすぎてたわみ性がなくなり、のり面の変形
に追随できなくなり、ついにはクラックの発生をきたし
フエーシングの役目をはたさなくなる。また硬化時の収
縮がセメントコンクリートに近くなり、セメントコンク
リートと同様に目地をつくる必要が出てくる。ＣＡコン
クリートの骨材量の配合割合において、細骨材料が６０
０ｋｇ／７Ｔ１を下まわるときは、ＣＡコンクリートの
骨材の分離をおこすおそれがあり、またＣＡコンクリー
トの作業性が低下するおそれがある。

しかも水密性が低下する。細骨材量が１０００ｋ９／ｄ
を上まわるときは、ＣＡコンクリートの作業性はよいが
、斜面に打設したときＣＡコンクリートが流動しやすく
なり、骨材分離をおこすおそれがある。他方粗骨材量が
８００ｋ９／Ｔｒｌを下まわるときは、ＣＡコンクリー
トを斜面に打設するとき流動しやすくなり、また骨材も
分離しやすくなる。粗骨材量が１２００ｋｇ／ｗｌを上
まわるときは、ＣＡコンクリートの作業性が低下し骨材
の分離をおこすおそれがあり、また水密性が低下する。
フェーシング材の性能はまた瀝青乳剤の使用量にも関係
があり、瀝青乳剤の使用量が２００ｋ９／ぱ以下では十
分なたわみ性を与えることができず、逆に４００ｋｇ／
ｄ以上では安定度が低く、また水密性はよいがスランプ
が大きくなり骨材の分離をおこしやすくなり、その上価
格も高くなる。

なお、本発明ではＣＡコンクリートの調整に当つては加
えられる瀝青乳剤に含まれる水分量で十分であり、重質
的に他に水を必要としないので水を添加しないことが望
ましい。

ＣＡコンクリートはセメントコンクリートと同様の作業
性を有するのでコンクリートと同様の方法で打設する。

フエーシングでは密な構造に造るためにコンクリートと
同様に棒状振動機を用いてＣＡコンクリートが打設個所
に隅々まで密に充填できる様にする。ＣＡコンクリート
は常温施工で加熱アスファルト混合物のように加熱状態
で施工することもローラ転圧も不要である。ＣＡコンク
リートは打設後セメントの水和反応によつて硬化をはじ
めると同時に瀝青乳剤も完全に分解し瀝青物となり、時
間の経過と共にセメントど瀝青材で結合された強度〜た
わみ性のバランスのとれた、かつ遮水性のすぐれた硬化
体（これもＣＡコンクリートと呼んでいる）を得ること
ができる。ＣＡコンクリートはアスファルトコンクリー
トの様にたわみ性て地盤の動きにも順応できるためクラ
ックが入りにく）、またコンクリートの様に目地を設け
ることもなく施工できる。また打継個所の結合もよい。
更にアスファルトコンクリートに比べて耐熱性にすぐれ
夏季の高気温時、太陽光線を直接受けても軟化や流動が
ないなどのすぐれた利点をもつている。ＣＡコンクリー
トの特徴を要約して列記すると次の如くてある。

（１）骨材の分離がない。

（２）気泡が入らない。

（３） ローラ転圧が不要である。

（４）コンクリートと同様に打設できる。

（５）養生するシートが不要である。

（６）目地が不要である。

（７）均一な硬化体が得られ、丈夫なＣＡコンクリート
が打設できる。

（８）すぐれたたわみ、強度と透水抵抗性を示す。

次に上記のＣＡコンクリートを使用する本発明の効果を
要約してのべると次の通りである。１ＣＡコンクリート
を使用することにより常温施工でアスファルトコンクリ
ートに匹適する強度、たわみ性等をもち、セメントコン
クリートと同等以上の透水抵抗性のすぐれたフエーシン
グを施工することができる。

２施工の際ローラ転圧が不要で、滑り型枠スクリーンな
どを使用し、従来のアスフアルトフエーシングより急傾
斜のフエーシングが施工できる。

３加熱不要のため高度の機械設備がいらず、頂部の幅が
縮小できる。

４急傾斜でかつ頂部の幅が縮小できるので、ダム体質を
減じることになり、経済的なダム、貯水池等が施工でき
る。

５流動化防止のための鉄筋やきれつ防止用金あみなどの
補強材をいれることが可能である。

次に本発明の効果を一層明らかにするためＣＡコンクリ
ートの実験例を示す。尚実験に使用した材料は次の通り
である。セメントニ普通ボルトランドセメント 細骨材 ：川砂 粗骨材 ：川砂利（粒径２５Ｔ！Ｒｌｎ以下）瀝青乳剤
：ノニオン系セメント混合用アスフア ルト乳剤
（日瀝化学工業製．商品名 アスゾルＡ．蒸発残
留物の針入度 （２５ルＣ）８６） 実験例１ 表１−１及び表１−２のＣＡコンクリート配合により得
られるＣＡコンクリート供試体（材令２８日）について
夫々たわみ性の試験を行い、第１図及び第２図に示され
るような応力とたわみの関係が得られた。

第１図および第２図の応カーひすみ曲線にみられるよう
に弾性係数Ｅは約３．７８×１０３〜６．５８×１０３
ｋｇ／ｄとなり適度の応力に対応して適度のひすみを示
し、通常のセメントコンクリートの弾性係数約２×１Ｃ
Ｐｋ９／Ｃｌｔに比して遥かに剛性が低くアスファルト
コンクリートと同程度の応カーひずみの関係を示してい
る。

実験例２ 表−２に示すＣＡコンクリート配合によつて、第３図に
示すように中心線に沿つて透孔２を有する円筒状のＣＡ
コンクリート供試体１を作成し透水試験を行なつた。

その透水試験結果を表−２に示す。
珈七 尚この透水試験方法は、
アメリカ開拓局のコンクリートの透水試験方法（アウト
プット方法）によつた。表−２の透水試験結果からみら
れるように本発明に使用されるＣＡコンクリートは、透
水係数が低く、不透水性に非常に優れている。

セメント量の増大は、圧縮強度の増大に、またセメント
量の増大と瀝青乳剤量の増大は透水係数の低下即ち水密
性の向上に寄与している。尚、実験例２１ヒおける実験
方法は第４図に示すようにＣＡコンクリート供試体１の
上下面にパッキン３を当てかつて孔あき台４にしめ付け
用鉄板４″ しめつけ用ボルト５およびナット６を用い
てしめつけセットし、更にこれらを圧力容器上ぶた７内
に収容し、上ぶた７に注入口８より圧力水二を注入し供
試体１を通過してその透孔２より下方のメスシリンダ９
に来る水量を測定した。

このようにＣＡコンクリート供試体に測圧をかけ流出水
量を測定し、次式によつて透水係数Ｋを計算した。

ここに Ｋ ：透水係数（ＣＴｎ／Ｓｅｃ） Ｑ ：流出水量（ＣＴｌ／Ｓｅｃ） ＰＯ，ｐｉ：中空円筒形供試体の外側および内側
の水圧（Ｋ９／Ｃｌｔ）ＲＯ：供試体の半径（ＣｒｆＬ
） Ｒ，：透孔２の半径（Ｃｍ） 実験例３ 第５図に示すように先ず全体を打設し材令７日でコンク
リートカッターにより切断した半円筒状切片１″を作り
、この切片１″を型わくにセットしあとから他の半円筒
状切片１″を打設して透孔２を有するＣＡコンクリート
供試体１を作成して両切片１″，１″の打ちつぎ部分の
影響を調べる透水試験を行なつた。

その結果は表−４に示す通りであり、ＣＡコンクリート
を打設して材令７日のとき、これに新しくＣＡコンクリ
ートを打継で打設した場合の打継部分の透水係数は、材
令の古いＣＡコンクリートや新しいＣＡコンクリートと
同等の値を示しており、ＣＡコンクリートの打設の際の
打継個所の結合性が良好で一体化していることがわかる
。

そのときのＣＡコンクリート配合は表−３の通りであつ
た。実施例４ 第６図に示すＣＡコンクリート槽１０を表−５に示すＣ
Ａコンクリート配合を用いて作成し、同槽１０内に水を
入れて上面を塩化ビニルシート１１でおおつて、表面か
らの水の蒸発を防ぎ漏水試験を行つた。

その結果、１ケ月放置しても測定できるだけの水位の低
下は観察されなかつた。実験例５表−５に示すＣＡコン
クリート配合を使用して第７図の如きＣＡコンクリート
板１２を作成し、１年間暴露試験を行なつたが、ひびわ
れ、その他有害な欠陥は発生しなかつた。

つぎに本発明の実施例を第８図に基づき説明する。

転圧ロツクフイル１３の表面に滑り型枠スクリード１４
をセットしダムの頂部に設置したウインチ１５によつて
滑り型枠スクリード１４を引き上げながらＣＡコンクリ
ートを打設してフエーシング１６を構築する。

ＣＡコンクリート打設にさいしては棒状振動機１７を使
用し十分締め固める事が必要である。打設されるＣＡコ
ンクリートは生コン車１８又は移移動式プラント１９に
よつて供給する。尚２０は河床砂礫、２１は推定岩盤線
を示す。図面の簡単な説明第１図及び第２図は本発明の
ＣＡコンクリートで作られたＣＡコンクリート供試体の
応力とたわみの関係を夫々示した図表、第３図Ａ，Ｂは
実験例２における本発明のＣＡコンクリートで作られた
透水試験用供試体の正面図及び平面図、第４図っは第３
図の供試体の透水試験方法を示す説明図、第５図Ａ，Ｂ
は実験例３における本発明のＣＡコンクリートで作られ
た透水性供試体の正面図及び平面図、第６図Ａ，Ｂは実
験例５における本発明のＣＡコンクリートで作られた漏
水試験供試体の５縦断正面図及び横断平面図、第７図Ａ
，Ｂ，Ｃは実験例６における本発明のＣＡコンクリート
板供試体の平面図、正面図及び側面図、第８図は本発明
の実施例を示したフエーシング構築工法の実施態様を示
す断面図である。

２ 図面中、１３・・・・・・転圧ロツクフイル、１４
・・滑り型枠スクリード、１５・・・・ウインチ、１６
・・・・・フエーシング、１７・・・・・・棒状振動機
、１８・・生コン車、１９・・・・・・移動式プラント
、２０・・・・・・河床砂礫、２１・・・・・推定岩盤
線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フエーシング材として、セメント８０〜２５０ｋｇ
   ／ｍ＾３、細骨材６００〜１０００ｋｇ／ｍ＾３、粗骨
   材８００〜１２００ｋｇ／ｍ＾３および蒸発残留物６０
   重量％以上の瀝青乳剤２００〜４００ｋｇ／ｍ＾３より
   なるセメント瀝青コンクリートを打設しフエーシングを
   構築することを特徴とするフエーシングの構築方法。