JPS61179904A - 伸縮ジヨイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、伸縮ジヨイントに関し特に樹脂合成物と、道
路または橋梁の如き構造体に密封要素を固定するための
係止装置との使用に関する。この新しいジヨイントは２
乃至８Ｃｒｎのジヨイント定格変動量に対して適当であ
る。温和な気候においては、これは２５乃至３００ｆｉ
のスパンに対して該ジヨイントの使用を可能ならしめる
。

伸縮ジヨイントは、橋台と橋梁との間にまたは二つの橋
梁部分の間に備えられた伸縮ギャップに架けられ該伸縮
ギャップの縁部を越えて延びている小型橋梁である。該
伸縮ギャップは構造体の温度によシ変化する幅を有して
いて、該伸縮ジヨイントの小型橋梁はその幅を該ギャッ
プの幅の変動に適応させるために調整するように構成さ
れている。該伸縮ジヨイントの幅の許容変動はここでは
定格変動量ということにする。

橋梁、橋台または他の道路部分の上面の縁部は必ずしも
同一水平面上にはなく、該構造体の上を車両が移動する
につれて変動し得る。この変動は０、５　／、７７１ま
たはそれ以上になり得る。

伸縮ジヨイント及びその係止装置はこれらの条件に適合
し且つ交通の影響特に重車両の影響に耐えるように構成
されるべきであり、該重車両の影響は該伸縮ジヨイント
の頂部が道路と同じ高さに設置されているときに特に破
壊的である。

種々の型の伸縮ジヨイントが使用されまたは提案されて
きた。それらは以下のように要約され得る。

即ち、小型橋梁を構成する要素は、例えばフィンガージ
ヨイントまたは滑シ板ジヨイントにおける滑り金属要素
もしくはエラストマージヨイントまたはエラストマー蜂
の巣状ジヨイントであり得る。

種々の滑り要素または幅の可変の要素が直接的にまたは
金属要素により橋梁の道路または橋台に締結される。

係止装置自体は一般に道路のコンクリートに固定された
金属ボルトまたは該コンクリートに埋設されたロッド金
倉んでいる。これは、ミリメートルのオーダーの許容誤
差がコンクリート作業に要求されるために長く且つ精巧
な作業を伴い、予め組立てられたコンクリート道路に該
ジヨイントを取付けるときに少量のコンクリートが使用
されるから厄介である。

これらの欠点を除くために熱硬化性樹脂を使用すること
が提案されていた。例えば、ボルトヲコンクリートに係
止するために熱硬化性樹脂を使用することが知られてい
る。また交通による侵食を避けるようにジヨイントの縁
部を作るために熱硬化性樹脂が使用されている。さら罠
、フランス国特許第７１／４３２０３号のようにより進
んだ提案もなされておシ、これにおいては金属スライド
を含むジヨイントが樹脂を使用している道路構造体に単
に粘着せしめられ、これが予め組立てられた道路にジヨ
イントを取付ける際のコンクリートの必要性を排除し、
かくして、その時に現場で少量のコンフリートラ供給す
るという問題及びコンクリートの緩慢な硬化により生ぜ
しめられる問題を排除する。

最後に述べたジヨイントは実際作業上の問題を排除する
。他方では、樹脂とコンクリートの膨張率の差（樹脂の
膨張率は約１０倍以上である）のために問題が生じる。

約２０重量係の樹脂と８０重量係の骨材から構成された
モルタルはこの点ではそれほど問題ではない。しかしな
がら、やはり道路のコンクリートの膨張率よシ３乃至５
倍以上の膨張率を有している。温度変動のときに、この
差がコンクリートと樹脂モルタルの境界面に応力を生ぜ
しめる。コンクリートは、より脆い材料であるから、一
般にこの応力を支持し得ない。該応力は一般に横方向の
亀裂を生せしめ、ついには道路のコンクリートの表面部
分の裂断となる。

本発明の主目的は、ジョイントラ密封するために樹脂モ
ルタルを使用するという利点を残したまま、これらの問
題を取除くことにある。この目的は本発明の基本原理を
構成する二つの装置により達成される。これらの装置は
、一方で樹脂とコンクリートの境界面に在る応力の大き
さを減少せしめ他方でこの応力の特定点への集中を避け
ることにより、膨張率の差の影響を排除するようになさ
れている。エポキシ樹脂を使用する公知の取付において
は、応力の集中は横方向の亀裂の出現により表わされる
。

本発明によれば、これらの結果は伸縮可能な要素を使用
した係止装置により達成される。該係止装置は該伸縮可
能な要素に固着されている把持要素を含んでいて、該把
持要素は該伸縮可能な要素を道路上または道路内に在る
樹脂モルタルに係止する。該伸縮可能な要素はエラスト
マー密封要素であり、当業者によく知られた種々の装置
により該把持装置に取付けられ得る。例えば、該エラス
トマー密封要素の一部を該把持要素に取付けられた１′
７４付き要素内に締付けることによって、そして／また
はその逆によって機械的連結が構成され得る。該エラス
トマー密封要素は、機械的連結が好ましいけれども、機
械的連結を伴ってまたは伴わずに接着剤により固着され
てもよい。

該把持装置は好ましくは該密封要素と反対の側で平坦で
あり、その側に一つまたはそれ以上の係止ロッド金偏え
ていてもよい。好ましい形態においては、該係止装置は
コンクリート補強ロッドの如き約６乃至１２ｒｎｘの直
径の一つまたはそれ以上の正弦波形ロッドを含んでいる
。該ロンドは樹脂モルタルの本体の縦方向に応力を分散
せしめるように該把持要素に沿って縦方向にはソ道路の
水平表面に平行に延びている。該ロンドは好ましくは正
弦波形または螺旋形に巻かれていて、連続した点で該押
持要素のエラストマー密封要素とは反対側の表面に溶接
されている。従って、該ロンドは樹脂モルタル中に埋設
される。該ロンドは例えば研ξγ剤により磨かれて該樹
脂モルタルに粘着する有機材料例えばエポキシ塗料でコ
ーティングされる。好ましくは、該把持要素は該伸縮可
能な要素とは反対の側で平坦例えば平板の一面であり、
該ロンドはその平坦な表面に溶接される。

該ロンドは、コンクリートと樹脂モルタルの膨張の差に
よシ生ずる応力の集中を避けることにより、横方向の亀
裂を排除することに重要な機能全果たす。この効果の理
由は、鋼の膨張率がコンクリートのそれに近いという事
実に関連する。従って、樹脂モルタルとコンクリートの
膨張率の差から生ずる応力のかなりの部分が補強ロンド
により吸収され、それによって樹脂モルタル内に分散さ
れ得る。

本発明の他の特徴は、２０乃至４０°Ｃの如き通常の周
囲温度で良好な引張り強度−を保ちながら、−１０°Ｃ
以下の低温においても大きな弾性を示す、樹脂モルタル
の特定の種類の熱硬化性樹脂の選定である。対照的に、
エポキシ樹脂はコンクリートへの良好な粘着及び簡単な
使用の如き望ましい特徴を有するが低温では脆化し砕け
やすくなってしまう。エポキシ樹脂から得られるモルタ
ルの弾性係数は低温で高く、道路のコンクリートと該モ
ルタルの境界面に容認し得ない応力を生せしめてしまう
。この問題を最小てするためにエポキシ樹脂に可塑剤及
び希釈剤が添加され得るが、結果として生ずる結合剤の
抵抗は密封を保証するためには不十分である。

ポリウレタンは低温において弾性を保有しており、従っ
てこの観点から最良の結果を生ぜしめる可能性を示す。

不幸にして、取付時にもその後のジヨイントの寿命内に
も、その湿気に対する感度が風雨に曝される場所での使
用を本質的に不可能にしている。

本発明によれば、二つの成分を含む複合基礎樹脂と砂利
または砕石の如き粒状の増量材とを含んでいる樹脂モル
タルが使用される。−２０°Ｃ程度の温度でさえも大き
な可撓性が達成される。この樹脂は周囲温度で重合可能
である。それはポリウレタンの弾性とエポキシ樹脂の使
用の簡単さとを示し、他方ではこれら双方の樹脂の欠点
を避けている。結合材または密封モルタルの基礎部分を
構成する該基礎樹脂は、４５乃至８０％のポリウレイド
と２０乃至５５％のエポキシ樹脂という割合で、基本的
にポリウレイドとエポキシ樹脂の混合物から構成されて
いて、これにコストヲ低減し物理特性を調整するために
希釈剤及び可塑剤が添加されてもよい。

該基礎樹脂はジョイントラ取付けるときに注入され硬化
を可能にする液体混合物を形成することにより作られる
。該液体混合物は二つの成分即ち成分Ａと成分Ｂを化合
させることにより作られる。

成分Ａは １、液体エポキシ樹脂 ２、　ブロック重合したポリイソシアナート３、任意に
、粘性を減少せしめるための可塑剤と希釈剤 から構成されている。

成分Ｂは、樹脂混合物の硬化を好ましくは周囲温度また
は僅かに高い温度にて誘発する、脂肪族または脂環式第
一アミンまたは第二アミンから主として構成されている
。

第１図に示されている伸縮ジヨイントは、伸縮可能な密
封要素１と、鋼製把持要素３及び３′並びに樹脂モルタ
ル２とから成る係止装置とを含んでいる。該樹脂モルタ
ルは、アスファルト表層６により覆われ該樹脂モルタル
２と同じ高さになっているコンクリート道路５上に載置
されている。

該伸縮可能な密閉要素１は、低温に耐えるネオプレンゴ
ム構成物から構成されていて、図示の断面を有している
。他の形態によれば、上向きアーチまたは下向きアーチ
のような種々の断面を有していてもよく、さらにワルデ
マー、コスタ−（Ｗａｌｄｅｍａｒ　Ｋｏｓｔｅｒ　）
による教科書「エクスパンション　ジョインツ　イン　
ブリツ・ノズ　アンド　ローズ（Ｅｘｐａｎｔｉｏｎ　
Ｊｏｉｎｔｓ　ｉｎ　Ｂｒｉｄｇｅｓ　＆Ｒｏａｄｓ　
）　Ｊ（１９６９年刊）に示されているような他の断面
でもよい。

該伸縮可能な要素の両側には、把持要素３及び３′によ
り保持されている翼部７及び７′が在る。これらの要素
に対する多数の構成が米国特許第３６２６８２２号、同
第３５７０３７８号及び同第４１１１５８４号に示され
ているもののように使用され得る。

該把持要素３及び３′は、頂部が道路と同じ高さに下部
が樹脂モルタル層に載っているように図示されている。

しかしながら、これらは基本的な必要条件ではない。例
えば、該把持要素は該コンクリートに直接に載ってもよ
く、また樹脂モルタル層で覆われていてもよい。ジョイ
ントラ通過する車両の車輪によって激しく打撃される領
域を保獲するために、該把持要素が道路の高さに伸縮ギ
ャップの金属製縁部を備えることが望ましい。

該把持要素は好ましくは該伸縮可能な要素１とは反対側
に平坦面９を有している。この面に、該把持要素のはソ
長手方向に沿って延びている螺旋形に形成された鋼製ロ
ッド４が溶接されている。

該鋼製ロッドは異なる形態例えばジグザグ形であっても
よいことがわかるであろう。また、一端が面９に溶接さ
れていて且つ、樹脂モルタル及び把持要素の間で縦方向
に応力を分散せしめるように、その面から斜めにしかし
該把持要素のはソ長手方向に沿って延びている幾つかの
直線ロッドも使用され得る。

第２図は他の実施例を示している。この場合には、密封
要素１０１は懸垂アーチの形状であって、翼部１０７及
び１０７′は把持要素を含む二枚の板１０３及び１１０
の間に保持されている。ボルト１１１が該翼部１０７を
保持するために該板１０３及び１１０′ｆ！Ｉ：連結し
ている。鋼製ロッド１０４はジグザグ形である。

樹脂モルタルは砕石の如き粗粒状増量材と成分Ａ及びＢ
から作られる樹脂合成物とを含んでいる。

成分Ａは二つの低分子量のプリポリマー即ち液体エポキ
シ樹脂及びポリイソシアナートから構成されている。該
樹脂モルタルは１５乃至４５重量％の樹脂と５５乃至８
５重量％の粗粒状骨材及び増量材、好ましくは１５乃至
２５重量％の樹脂と７５乃至８５重量％の粗粒状骨材及
び増量材を含んでいて、その割合は流動性液体モルタル
を生ずるように選定される。

液体エポキシ樹脂は原則として如何なる型でもよい。好
ましくは、これはエピクロルヒドリンとビスフェノール
の縮合物である。特にビスフェノールＡとビスフェノー
ルＦの混合物から作られる樹脂は、これが低粘性生成物
を生ずる傾向にあるから、有効である。このような重合
体のエポキシ等価重量は好ましくは、１８０乃至２０θ
のオーダーである。使用され得る典型的な市販のエポキ
シ樹脂は、エピコート（Ｅｐｉｋｏｔｅ　）　８２８　
、　シｘル（５ｈｅｌｌ　）社のＤＸ２１４　、シエリ
ング（Ｓｃｈｅｒ−ｉｎｇ　）社のパーサミドル（Ｖｅ
ｒｓａｍｉｄｌｅ　）　１４０及びダウ（Ｄｏｗ　）社
のＤＥＲ７４，７５である。

ポリイソシアナート構成要素は、単一のポリイソシアナ
ートのポリエーテルとのプリポリマーであり得るブロッ
ク重合したポリイソシアナートである。該ポリイソシア
ナート構成要素は、ブロック重合しない形態で約２乃至
６係の自由なインシアナート基を含んでいるように選定
される。それハ、トリレンジイソシアナート、ジフェニ
ルメタンジイソシアナートの如き単一のポリイソシアナ
ートもしくはジフェニルメタンジイソ７アナートと未加
工のＭＤＩまたはＰＡＰＩとして知られる低分子量のポ
リフェニレンポリメチレンポリイソシアナートとの混合
物から作られ得る。該重合体は好ましくは、ポリオキシ
プロピレングリコール。

ポリオキシブチレングリコール、またはプロピレンオキ
シド及び／またはブチレンオキシドとエチレンオキシド
との共重合体である。ポリオキシエチレングリコール自
体は、湿気感度を合成体に伝えてしまう傾向があり、従
って適当ではない。プロピレンオキシドまたはブチレン
オキシドとトリオールまたはそれより高級なポリオール
との重合体は、たとえ少量だけあっても粘性を増す傾向
があるから、望ましくない。６００乃至２５００の分子
者がポリエーテルに対して適当である。ポリイノシアナ
ート構成要素を作るためにポリエステルを使用すること
も可能である。しかしながら、このような物質は湿気に
対してより敏感な傾向にあり従って望ましくない。単一
のポリイソシアナートとポリエーテルの割合は、ポリイ
ソシアナートプリポリマーが約２乃至６係の自由なイン
シアナート基を含むように、選定される。また該構成要
素は低粘性になるよう好ましくは２０°Ｃにおいて２０
０００乃至１ｓｏｏｏｏセンチポアズの範囲内になるよ
うに選択されるべきである。

ポリイソシアナートプリポリマーは公知の如くフェノー
ルでブロック重合されたインシアナート基と共に使用さ
れる。適当なフェノールは、フェノール、クレゾール、
第三ブチルフェノール及びノニルフェノールを含んでい
る。

成分Ａは少量の可塑及び／または希釈剤を含んでいても
よい。このような物質の例は、フタル酸ブチル、フタル
酸オクチル、シェル社の芳香族可塑剤デュトレツクス（
Ｄｕｔｒｅｘ　）等を含んでいる。

これらの物質は粘性を減少せしめるために添加されるが
、過度に使用されると、生成物を永久に軟化せしめてし
まう。

成分Ａの各構成要素の割合は以下の通りである。

２０乃至５０部の液体エポキシ樹脂 ５０乃至８０部のブロック重合したポリイソシアナート
プリポリマー 使用されるならば、樹脂モルタルの樹脂部分の３乃至２
０％の可塑剤または希釈剤成分Ｂはその基礎成分として
第一アミン基または第二アミン基から成る脂肪族または
脂環式ポリアミンを含んでいる。この構成要素は、ポリ
イソシアナート構成要素を非ブロック化しそれと反応し
てポリウレイドを形成し、同時に室温または作業現場で
もたらされ得る僅かに高い温度でエポキシ樹脂を硬化せ
しめるように選定されるべきである。適当なポリアミン
は、トリメチルへキサメチレンジアミン、アミノエチル
ピペラジン、ビス−アミノシクロヘキシルメタン及び３
，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシ
ルメタンを含んでいる。

ポリアミンは、エポキシ樹脂とポリイソシアナートプリ
ポリマーの反応基の全量とはソ化学量論的な量で使用さ
れる。これは一般的にエポキシ樹脂と形成されるポリウ
レイドの全重量の約７乃至２０チを必要とする。

成分Ｂは結合剤のコストを低減し且つ成分が混合される
ときに粘性を減少せしめる希釈剤を含んでいてもよい。

希釈剤は粗粒状砕石とコンクリート道路の湿潤を改善す
る。好適な希釈剤は１０乃至４０ＥＶＴの間の粘性のコ
ールタールピッチもしくは、クマロンまたはサンドウ、
ノグイーユ、シミー社によりナシレア（Ｎａｃｉｒｅａ
　）　Ｅ　Ｐ　Ｘ　Ｌなる名称で販売されている如きク
マロン−インデン樹脂等である。成分Ａの構成要素と反
応する希釈剤も使用され得る。

このような希釈材は一般に、エポキシ樹脂とこのような
希釈材の使用により形成されるべきポリウレイドの全量
の１０乃至１００％の割合で成分Ｂに添加される。

粗粒状骨材は砂利、粗粒石等であってもよい。

例えば、３０乃至６５％が２ｎ目のふるいを通過し、１
２乃至１５％が０．０８＋＋ｔｍ目のふるいを通過し、
１００％が１５龍目のふるいを通過する、０．０８乃至
１５．、の間の粒子寸法の標準連続分布曲線を有してい
てもよい。

本発明によるジヨイントの取付は、概して簡単である。

密封要素１と係止装置の金属要素とは、工場で製作され
て現場に運搬され得る。図面開示されているようにコン
クリート道路には棚状部分が備えられていて、該コンク
リートは掃除されどんな屑もない。密封要素及び係止装
置の要素との組立体は該棚状部分に設置されてジヨイン
トの幅が通常の方法で設定される。成分Ａ及びＢが結合
せしめられ粗粒状骨材と混合されるが、この粗粒状骨材
が前場て樹脂成分の一つと結合されていてもよい。それ
から、樹脂モルタルが該金属要素と該コンクリートに粘
着する場所に注入される。該コンクリートに形成された
棚状部分の代りにアスファルト表層が使用されるべきな
らば、好ましくはそれは、樹脂モルタルがアスファルト
に粘着するように、ジヨイントが取付けられる前に障壁
に対して設置される。

上述の樹脂合成物から得られる粗粒状増量材のだめの結
合材は独特の特性を有している。これらの特性は引張り
一伸び試験により評価され得、普通のエポキシ樹脂を越
えた実質的な改良を示している。

例示的な樹脂合成物は、３％のインシアナート基を有す
るトリレンジイソシアナートポリエーテルプリポリマー
の反応により得られる５０％のポリウレイドと、２０％
のＤＸ２１４エポキシ樹脂と、（樹脂の割合に含まれる
割合の）化学量論的な量の該プリポリマー及びエポキシ
樹脂と反応した３、３′−ジメチル−４，４′−ジアミ
ノジ／りロヘキシルメタンと、３０％のＥＶＴ３０のコ
ールタールピッチとから構成され得る。このような物質
の特性は、普通のエポキシ樹脂と比較して、以下の通り
である。（但し、（ａ）は普通のエポキシ樹脂、（ｂ）
は本発明による結合剤の場合を各々示す。）２０’Ｃに
おいて 伸びは　　　（ａ）３０乃至４５係 （ｂ）２００チ以上 引張強度は　（ａ）３０乃至４５バール（ｂ）　　約４
５バール 一１５″Ｃにおいて 伸びは　　　（ａ）　　はソ０％ （ｂ）１００％以上 引張強度は　（ａ）３００バ一ル以上 （ｂ）１００乃至１５０バール である。

コンクリート道路に伝達される応力が本発明の合成物に
対しては太いに小さくなることがわかるであろう。

合成物の特定例は以下の通りである。

成分Ａ ３０部のダウ社ＤＥＲ７４，７５エポキシ樹脂フェノー
ルによジブロック重合された過度のトリレンジイソシア
ナートを使用してトリレンジイソシアナートのポリプロ
ピレングリコールへの反応により得られる約３チの自由
なインシアナート基を含んでいる平均分子量２０００の
７０部の液体イソシアナートプリポリマー５部の７タル
酸ブチル 成分Ｂ １５部の３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシ
クロヘキシルメタン ５０部の３０　ＥＶＴの粘性のコールタールピッチ 成分Ａ及びＢが混合されて重合する（その重合は加熱に
より促進され得る）と、得られる樹脂は次の特性を有し
ている。

２０°Ｃにおいて 引張強度　　　４０乃至５０バール 伸　　　び　　　　　１５０　％以上 −１５°Ｃにおいて 引張強度　　　１００乃至１５０バール伸　　　び　　
　　　１００　チ以上 樹脂モルタルは１７％のこの合成物と０乃至１３朋の範
囲内の骨材の混合体から作られ得る。重合の前に、それ
は道路のコンクリート、ジヨイントの側面及びアスファ
ルトに強く粘着する粘着性ペーストのようになる。該物
質は、該混合体を注入してｌＯ×５０ｃｒｎのコンクリ
ート平板に厚さ３朋のコーティングを形成することによ
シ試験され得る。

一連の熱衝撃試験が一４０°Ｃ乃至＋２０’Ｃの間で行
なわれても、該コンクリートの層割れも破壊も起偽らな
い。本発明の樹脂の代りに普通のエポキシ樹脂が使用さ
れると、コンクリートの破壊が起こる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による伸縮ジヨイントの一部破断斜視図
、第２図は本発明による伸縮ジヨイントの他の実施例の
一部破断斜視図である。 １．１０１・・・・密封要素、２・・・・樹脂モルタル
、３．３′・・・・把持要素、４．１０４　・・・・鋼
製ロッド、５・・・・コンクリート道路、６・・・・ア
スファルト表層、７．７’　、　１０７　、１０７’・
・・・翼部、８・・・・伸縮ギャップ、９・・・・平坦
面、１０３，１１０・・・・板、１１１・・・・ボルト
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）伸縮可能な密封要素と、粗粒状骨材及び樹脂合成
   物から成る樹脂モルタルと、該伸縮可能な密封要素を該
   樹脂モルタルに係止する装置とを含んでいる、コンクリ
   ート道路等のための伸縮ジョイントにおいて、 該係止装置が、概略平坦面と、該平坦面からジョイント
   に沿つてほゞ縦方向に延びていて該樹脂モルタル中に埋
   設される一つまたはそれ以上のロッドとを含んでいるこ
   とを特徴とする、伸縮ジョイント。
2. （２）該平坦面が実質的に垂直であり、該一つまたはそ
   れ以上のロッドが該平坦面から横方向に該伸縮可能な密
   封要素から外側に向つて且つジョイントに沿つてほゞ縦
   方向に延びていることを特徴とする、特許請求の範囲（
   １）に記載の伸縮ジョイント。
3. （３）該一つまたはそれ以上のロッドが、ジョイントの
   長手方向に沿つて複数の点で該平坦面に取付けられてい
   る正弦波形ロッドであることを特徴とする、特許請求の
   範囲（２）に記載の伸縮ジョイント。
4. （４）正弦波形ロッドが金属製であることを特徴とする
   、特許請求の範囲（３）に記載の伸縮ジョイント。