JP2004052536A

JP2004052536A - 土系舗装用固化材

Info

Publication number: JP2004052536A
Application number: JP2003139365A
Authority: JP
Inventors: Seiki Saito; 齋藤　成輝; Hiroteru Maenami; 前浪　洋輝; Masatsugu Miura; 三浦　正嗣; Noribumi Isu; 井須　紀文; Hideki Ishida; 石田　秀輝
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】意匠性に優れるとともに、十分な強度等を有して高い耐久性を発揮しつつ、歩行者が疲れにくく、ヒートアイランド現象を生じない土系舗装を提供する。
【解決手段】土と混合されて混合土となり、舗装場所に敷きならされた混合土が転圧及び養生されて土系舗装３となる土系舗装用固化材である。土系舗装用固化材は、多孔質材料を含まず、消石灰とスラグとを含む。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は土系舗装用固化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な舗装は、路床上に施工された路盤と、この路盤の上方に施工されて路面を仕上げる表層とからなる。路盤は、砕石等により構成されており、舗装の上面からの押圧力により表層が変形したり、破壊したりすることを防止している。他方、従来の表層は、アスファルトやコンクリートを現場で施工し、これらを固化することにより構成され得る。また、表層は、コンクリートからなるインターロッキングブロック等を路盤上に施工することによっても構成され得る。こうして施工された舗装は、アスファルト等が高い強度及び硬度を有し、かつこれらが路盤に支持されていることから、高い耐久性を発揮することができる。
【０００３】
一方、特許文献１には、炭ガラ、軽石又は煉瓦からなる多孔質材料と、セメント、消石灰又は生石灰及び石膏からなる土質安定剤と、粘土質の土とを混合してなる透水性土質改良材が開示されている。この透水性土質改良材を路床上に施工すれば、透水性を有し、かつ表層の強度を低下しない路盤を得ることができる。このため、その路盤上の表層を透水性のあるアスファルト等とすれば、路面上に表面水が溜まり難いという効果を奏することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−７１５８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の一般的な舗装は、その上を主に自動車が通行する場合を考慮して構成されていることから、いかにも人工的すぎ、その上を主に人が歩く場合には、その歩行者が疲れやすいという指摘がある。また、表層がアスファルトやコンクリートからなる従来の舗装は夏場に路面の温度が上がりやすく、ヒートアイランド現象を生じてしまうという欠点もある。このため、少なくとも表層を自然の土だけで構成することも考えられるが、こうすると、自然の土だけでは強度等が低すぎることから、路面が変形しやすく、耐久性に欠けるという欠点を生じる。
【０００６】
この点、上記公報記載の透水性土質改良材から粘土質の土を除いた残部を固化材と考え、この固化材を現場の土と混合して混合土とし、その混合土を舗装場所に敷きならした後、転圧及び養生して表層とすることも考えられる。こうすれば、自然の土がその表層を構成していることから、歩行者が疲れにくく、ヒートアイランド現象を生じない表層になると考えられる。しかしながら、その透水性土質改良材は元々その上に別に表層が施工される路盤を構成するためのものであり、この透水性土質改良材から得られた固化材では、表層の耐久性が極めて劣るものとなってしまう。すなわち、仮にその固化材によって表層を施工するとしても、その固化材には必ず多孔質材料が含まれることとなり、そうして得られる表層は、強度が著しく劣るものとなり、かつ多孔質材料の気孔に浸透する水によって冬季の霜害等に犯され易いものとなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、意匠性に優れるとともに、十分な強度等を有して高い耐久性を発揮しつつ、歩行者が疲れにくく、ヒートアイランド現象を生じない土系舗装を提供することを解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記課題解決のために鋭意研究を行い、多孔質材料を含むことなく、消石灰とスラグとを含む土系舗装用固化材を用いれば、これを土と混合した混合土として舗装場所に敷きならした後に転圧及び養生することにより、意匠性に優れるとともに、十分な強度等を有して高い耐久性を発揮しつつ、歩行者が疲れにくい土系舗装が得られることを発見し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の土系舗装用固化材は、土と混合されて混合土となり、舗装場所に敷きならされた該混合土が転圧及び養生されて土系舗装となる土系舗装用固化材であって、多孔質材料を含まず、消石灰とスラグとを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の土系舗装用固化材は各地に存在する土と混合されて混合土となる。この混合土は、舗装場所に敷きならされ、転圧により締め固められ、養生により土系舗装となる。この土系舗装は自然の土の雰囲気がそのまま残り、優れた意匠を呈する。
【００１１】
土系舗装は、路床上に直接施工されてもよいが、路床上に路盤となる砕石等を施工した後、この路盤上に施工されることが好ましい。上面からの押圧力により土系舗装が変形したり、破壊したりすることを路盤が防止するからである。
【００１２】
発明者らの試験結果によれば、土、消石灰及びスラグを含む混合土は、常温下で固化が進行し、従来のアスファルト等からなるものほど高くなく、自然の土だけからなるものほど低くない強度及び硬度を有して固化する。
【００１３】
つまり、消石灰は常温下で炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を生成する（炭酸化反応）。土は、消石灰及びスラグとともに、常温下で水和反応してＣＳＨ（ＣｘＳｙＨｚ；ｘＣａＯ・ｙＳｉＯ_２・ｚＨ_２Ｏの意である。ｘ、ｙ及びｚは固体水和物として存在し得る正数。）、ＣＡＨ（ＣｘＡｙＨｚ；ｘＣａＯ・ｙＡｌ_２Ｏ_３・ｚＨ_２Ｏの意である。ｘ、ｙ及びｚは固体水和物として存在し得る正数。）、ＣＡＳＨ（ＣｗＡｘＳｙＨｚ；ｗＣａＯ・ｘＡｌ_２Ｏ_３・ｙＳｉＯ_２・ｚＨ_２Ｏの意である。ｗ、ｘ、ｙ及びｚは固体水和物として存在し得る正数。）等の固体水和物を生成する（水和反応）。この固体水和物は、ＣＳＨ、ＣＡＨ、ＣＡＳＨ等におけるＣａ、Ｓｉ又はＡｌの一部がアルカリ金属、アルカリ土類金属、非金属元素又は遷移元素と置換されたものである場合もあり得る。これら消石灰、土及びスラグは混合されてなることから、両反応は同時期又はほぼ同時期に進行し、互いに他方の反応を促進し合うと考えられる。また、これらの反応により生じる炭酸カルシウムと固体水和物とは、一方が他方の相間を補強し合ったり、新たな固体水和物を生じたりして土系舗装になると考えられる。新たな固体水和物は、結晶である場合の他、非結晶である場合もあり得、土、消石灰及びスラグから生じる炭酸カルシウム及び固体水和物の中間的な組成を有する場合もあり得る。
【００１４】
スラグはＣＡＳＨ系水和物の固化後の強度を上げ、土系舗装の耐摩耗性を向上させるとともに、成形後の歩行できない期間である養生期間を短縮する。特に、スラグは水和物の生成を促進し、土系舗装にローモンタイト（Ｌａｕｍｏｎｔｉｔｅ）等を形成し、これに強固な結合に由来する耐摩耗性・耐久性を付与する。ローモンタイトは、理想的にはＣａ_４Ａｌ_８Ｓｉ_１６Ｏ_４８・１６Ｈ_２Ｏの化学組成を持つゼオライト鉱物の一種であり、天然産は濁沸石と呼ばれている。また、スラグの添加により、冬季の霜害等に対する耐久性が得られる。発明者らの試験結果によれば、スラグは平均粒径が５５μｍ未満であることが好ましい。スラグの平均粒径が５５μｍ以上であると、強度低下により耐久性が低下するからである。なお、スラグは、セメント用に産出されることにより、石膏を含有するものであってもよい。
【００１５】
また、本発明に係る土系舗装は、フリーデル氏塩及び／又は炭酸水和物、エトリンジャイト（ｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅ）、モノサルフェート（ｍｏｎｏｓａｌｆａｔｅ（Ｃａｌｃｉｕｍ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｕｌｆｉｔｅ　Ｈｙｄｒａｔｅ））等も強度発現成分になり得ると考えられる。
【００１６】
発明者らの試験結果によれば、本発明の土系舗装用固化材が塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）等の塩化物を含めば、土系舗装がフリーデル氏塩を含む。
【００１７】
発明者らの試験結果によれば、フリーデル氏塩は３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ｘＣａＣｌ_２・ｙＨ_２Ｏ（ｘは３又は１、ｙは１、６、１０又は３０）である。このフリーデル氏塩は、０°Ｃ未満では３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・３ＣａＣｌ_２・３０Ｈ_２Ｏが安定相であり、０〜２８°Ｃではα−３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＣｌ_２・１０Ｈ_２Ｏが安定相であり、２８〜２００°Ｃではβ−３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＣｌ_２・１０Ｈ_２Ｏが安定相であり、２００〜５００°Ｃでは３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏが安定相であり、５００°Ｃを超えると３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＣｌ_２・Ｈ_２Ｏが安定相である。このため、常温下で土系舗装が得られることから、特に３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＣｌ_２・１０Ｈ_２Ｏが強度発現成分として大きく寄与すると考えられる。これらのフリーデル氏塩は、密度（真比重）が２．１〜２．２ｇ／ｃｍ^３程度であり、土中に含まれる密度（真比重）が２．６〜２．８ｇ／ｃｍ^３程度の石英や長石に比べて小さく、嵩高い物質であることから、土系舗装における粒子間を埋めることによる強度向上の効果が期待されるからである。
【００１８】
発明者らの知見によれば、フリーデル氏塩は、ＮａＣｌ又はＣａＣｌ_２の水溶液（電解液）により、以下のように生成される。まず、ＡＦｍ（セメント鉱物の１種であり、ａｌｍｉｎａｔｅ　ｆｅｒｒｉｔｅ　ｍｏｎｏの略）構造の［Ｃａ_２Ａｌ（ＯＨ）_６・２Ｈ_２Ｏ］^＋の相間に水溶液中のＣｌ⁻が吸着し、Ｃｌ⁻の存在がバインディングの役割を果たす。そして、ＡＦｍ構造の［Ｃａ_２Ａｌ（ＯＨ）_６・２Ｈ_２Ｏ］^＋に存在するＯＨ⁻とＣｌ⁻とがイオン交換され、Ｃｌ⁻の存在がさらにバインディングの役割を果たす。
【００１９】
また、発明者らの知見によれば、ＣａＣｌ_２を添加する方がＮａＣｌを添加するよりも、Ｃｌ⁻のバインディングの効果が大きい。また、ＣａＣｌ_２は水に対する溶解度が大きく、溶解したＣａ^２＋はＣａ（ＯＨ）_２の析出を起こし、残されたＣｌ⁻がＡＦｍ構造の［Ｃａ_２Ａｌ（ＯＨ）_６・２Ｈ_２Ｏ］^＋の相間に吸着又はイオン交換して容易にバインダとなり得る。さらに、ＣａＣｌ_２を添加すれば、Ｃａ^２＋がＣａ（ＯＨ）_２を析出する際にＯＨ⁻を消費するため、系全体のｐＨを下げる。また、ＣＳＨ系の化合物（ゲル）が共存する場合、チャージバランスをとるためにＣａ^２＋やＮａ^＋がＣＳＨ中に取り込まれる。
【００２０】
他方、発明者らの試験結果によれば、本発明の土系舗装用固化材が塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）等の塩化物を含まなければ、土系舗装が炭酸水和物を含む。また、土系舗装用固化材が塩化物とともにＡｌ（ＯＨ）_３を含む場合、土系舗装が炭酸水和物も生成する傾向がある。発明者らの試験結果によれば、炭酸水和物は３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＣＯ_３・１１Ｈ_２Ｏである。
【００２１】
本発明の土系舗装用固化材が石膏、ミョウバン等の硫酸塩化合物を含めば、土系舗装がエトリンジャイト、モノサルフェートを含む。エトリンジャイトは低比重（ρ＝１．７４ｇ／ｃｍ^３）と結晶形状に由来する膨張性を持ち、固化体の収縮を抑制する性質と早強材としての性質とを有することが知られている。
【００２２】
モノサルフェートは結合剤として機能し、比較的低比重（ρ＝２．１ｇ／ｃｍ^３）の結晶質であることが知られている。但し、本発明に係る土系舗装においてコンクリートがら等を再生骨材とする場合には、この土系舗装中には再生骨材中のセメント鉱物水和物が含まれることとなるが、その場合でもその再生骨材中に未水和のＣ_２Ｓ等の鉱物が含まれていない限り、かかるセメント鉱物水和物はその土系舗装の強度発現成分たり得ない。
【００２３】
また、本発明の土系舗装用固化材は、炭ガラ等の多孔質材料を含まないため、得られる土系舗装は、強度が比較的高く維持され、かつ多孔質材料の気孔に浸透する水による冬季の霜害等のおそれがない。
【００２４】
このため、土系舗装の上を主に人が歩く場合、その歩行者が疲れにくい。また、こうして得られる土系舗装は、意匠性に優れるとともに、十分な強度によって路面の変形がさほど大きくなく、かつ冬季の霜害等のおそれも少ないことから、優れた耐久性を発揮する。さらに、こうして得られる土系舗装は、表層がアスファルトやコンクリートからなる舗装に比し、夏場に路面の温度が上がりにくく、ヒートアイランド現象を生じない。
【００２５】
したがって、この土系舗装用固化材によれば、意匠性に優れるとともに、十分な強度等を有して高い耐久性を発揮しつつ、歩行者が疲れにくく、ヒートアイランド現象を生じない土系舗装を提供することができる。
【００２６】
また、この土系舗装用固化材を採用すれば、各地に存在する土を採用して舗装が得られるため、舗装場所にわざわざアスファルト等を用意する必要がなく、流通コストを大幅に削減でき、製造コストの低廉化を実現できる。また、この舗装用固化材は、土系舗装を得るために無機系廃棄物の一種であるスラグを採用していることから、環境適合性に優れ、かつ製造コストの低廉化を実現する。
【００２７】
土は各地に存在するものを採用することができる。発明者らの試験結果によれば、Ａｌ_２Ｏ_３が７〜１７質量％、アルカリ金属酸化物又は／及びアルカリ土類金属酸化物が２〜１０質量％、灼熱減量が１〜６質量％、ＳｉＯ_２が実質残部の組成を有する原料の粉末であることが好ましい。実質とはＦｅ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２等を含み得る意である。
【００２８】
発明者らが確認した結果、この原料の粉末としては、風化した花崗岩の粉末（マサ土、砂婆土、ヘナ土ともいう。）として得ることができる。風化した花崗岩の粉末は、アルカリ金属酸化物としてはＮａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏを含み、アルカリ土類金属酸化物としてはＣａＯ及びＭｇＯを含む。なお、アルカリ金属酸化物としてＬｉ_２Ｏを含むもの、アルカリ土類金属酸化物としてＢｅＯ、ＳｒＯ又はＢａＯを含むものも採用し得る。また、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２を含むものも採用し得る。風化した花崗岩の粉末の主な構成相は、粉末Ｘ線回折装置（ＲＩＧＡＫＵ　ＲＡＤ−Ｂ）を用いたＸＲＤ観察によれば、石英、ソーダ長石、正長石、雲母、カオリン鉱物及び緑泥石である。また、この粉末は角閃石を構成相として含むこともできる。
【００２９】
発明者らが確認した結果、花崗岩の粉末は風化の程度の小さいものであることが土系舗装の強度確保の点で好ましい。風化とは、風雨や気温の変化等の影響及び植物やバクテリアの存在により岩石が変質し、分解される過程である。この風化は構成相の部分的な粘土化として表れていると考えられる。構成相の部分的な粘土化は、まず大きな粒径の粉末の表面で水和物の生成を生じ、これにより小さな粒径の粉末を生じ、さらに全体の粉末の表面で水和物を生じて進行していくものと考えられる。Ｉｇｌｏｓｓが粉末に存在する水和物の量を相対的に示すと考えられ、Ｉｇｌｏｓｓの量が多い程、風化が進行していると考えられる。また、発明者らがＴＧ−ＤＴＡ観察により上記花崗岩の粉末の脱水挙動を確認した結果、６０°Ｃ付近及び１５０°Ｃ付近にピークをもつ脱水反応が得られたことから、これら花崗岩の粉末の風化は粉末の表面にハロイサイト又はモンモリロナイトを生成することで進行していると考えられる。
【００３０】
このため、本発明の土系舗装用固化材は粘土を含むことが好ましい。アルカリ土類水酸化物の他の原料の粉末として、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３並びにアルカリ金属酸化物又は／及びアルカリ土類金属酸化物を種々の原料の粉末により上記組成範囲を構成するとともに、土系舗装用固化材中のカオリナイト等の粘土により上記組成範囲を構成することもできると考えられるからである。これにより、土系舗装用固化材の粘土がスラグとともにポゾラン物質としてローモンタイト等の水和物を土系舗装に生じ、強度が発現される。また、土系舗装用固化材が粘土を含めば、施工時に土系舗装の粒子に粘性を付与することができ、締め固めの力が有効に作用して十分な締め固め状態が得られ、土系舗装が十分な強度を発揮する。
【００３１】
本発明の土系舗装用固化材は、発明者らの試験結果によれば、１００質量部の消石灰と、２８．６〜１００質量部のスラグとを含むことが好ましい。上記風化した花崗岩の粉末が多量に産出されるのは、日本の国土の１／１０程度であり、消石灰とスラグとがこの範囲内であれば、日本全国ほとんど全ての地域で産出される土により土系舗装が得られる。土系舗装用固化材中のスラグが２８．６質量部未満では、土系舗装に冬季の耐候性と早期供用のために必要な強度を付与し難い。他方、土系舗装用固化材中のスラグが１００質量部を超えると、全体に占める細粒分の比率が大きくなり過ぎて施工性が悪化するとともに、強度の増加率が減少して増加の効果を期待できない。
【００３２】
本発明の土系舗装用固化材が粘土を含む場合、発明者らの試験結果によれば、１００質量部の消石灰と、２８．６〜１００質量部のスラグと、１４．３〜１００質量部の粘土とを含むことがより好ましい。各地で産出される土には通常シルト以下分の細粒分が２０質量％以上含まれており、土系舗装用固化材中の粘土が１４．３質量部未満では、施工前の混合土に粘性を持たせ難い。土にシルト以下分の細粒分が２０質量％以上含まれている場合には、土系舗装用固化材中の粘土の含有率を可及的に小さくすることができる。他方、土系舗装用固化材中の粘土が１００質量部を超えれば、混合土の混練が不十分になりやすいとともに、粘土のもつ自由水の吸放出により土系舗装がクラックを発生し、土系舗装の機能が損なわれやすい。また、土系舗装用固化材中の粘土が１００質量部を超えれば、全体に占める細粒分の比率が大きくなり過ぎ、施工性が悪化する。
【００３３】
また、本発明の土系舗装用固化材は、発明者らの試験結果によれば、含水率が５質量％以下であることが好ましい。土系舗装用固化材の含水率が５質量％以下であれば、土と混合される前であっても、長期に亘って消石灰の炭酸化やスラグの水和をほとんど生じず、土系舗装用固化材の品質劣化を生じ難いからである。本発明の土系舗装用固化材は含水率が２質量％以下であることがより好ましい。土系舗装用固化材の含水率が２質量％以下であれば、１年以上に亘って品質劣化を生じ難い。本発明の土系舗装用固化材は、含水率がこの範囲内に入るような消石灰及びスラグを用いることが好ましいのである。土系舗装用固化材が粘土を含む場合、その粘土が産出時に空気中の水分によって２０〜５０質量％の水分を含むのであれば、一旦その粘土を乾燥させて含水率を１０質量％程度以下としてから、消石灰及びスラグと混合することが好ましい。
【００３４】
本発明の土系舗装用固化材は顔料を含むことができる。これにより、土系舗装を着色することができる。顔料は、１００質量部の土系舗装用固化材において、１０質量部未満でも足りる。顔料は比較的高価であり、１０質量部以上含んでも土系舗装の色調に顕著な差が現れないからである。
【００３５】
土は、礫分と砂分とシルト分と粘土分とからなり、最大乾燥密度が１．４ｇ／ｃｍ^３以上であるとともに最大乾燥密度が得られる含水率が５〜３０質量％であり、かつシルト分と粘土分との合計が４０質量％以下のものであることが好ましい。礫分は粒径が２０００μｍを超えるものである。細砂、中砂及び粗砂からなる砂分は粒径が７４μｍを超え、２０００μｍ以下のものである。シルト分は粒径が５μｍを超え、７４μｍ以下のものである。粘土分は粒径が５μｍ以下のものである。なお、土は、舗装場所で産出される単一のものだけでなく、他のものと混合されたものでもよい。発明者らの試験結果によれば、土がこの条件を満たせば、本発明の土系舗装用固化材により歩行者用歩道としての土系舗装が十分な強度を発揮する。土は、最大乾燥密度が得られる含水率が７〜２０質量％の土を用いることがより好ましい。また、土は、シルト分と粘土分との合計が２５質量％以下のものであることがより好ましい。シルト分と粘土分との合計が１５質量％以下の土を用いることがさらに好ましい。シルト以下分が２５質量％を超える土の場合、砕石等の礫分や砂分を混合し、シルト以下分が２５質量％以下、好ましくは１５質量％以下にすることができる。
【００３６】
本発明の土系舗装用固化材は、乾燥時の１００質量部の混合土に７〜２５質量部含まれることが好ましい。土系舗装用固化材が７質量部以上であれば施工後７日の一軸圧縮強度が２．０ＭＰａを超え、雑草も生じない。土系舗装用固化材が２０質量部を超えれば、強度増加率が緩やかになる。
【００３７】
なお、土系舗装は骨材を含むことができる。骨材としては、コンクリートがら、陶磁器がら、カレット等の無機廃棄物を採用することができる。また、土系舗装の透水性を向上させるため、混合物に多孔質材を混合することもできる。この多孔質材としては、ＡＬＣがら等の発泡コンクリートがら、軽石、レンガ屑等の多くの気泡をもった材料を採用することができる。こうして得られる土系舗装は透水性を発揮する。気泡が連続気泡であれば、より土系舗装が透水性を発揮しやすい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施例１〜５及び試験例１〜１０を図面を参照しつつ説明する。
【００３９】
（実施例１）
［調合工程］
まず、工場内において、消石灰（工業用１号）と粘土と高炉水砕スラグとを用意する。
【００４０】
消石灰の組成を表１に示し、その特性を表２に示し、その粒度分布を表３及び図２に示す。また、粘土の組成を表４に示し、その粒度分布を図２に示す。粘土の耐火度は、ＪＩＳ　Ｒ　２２０４に準拠すれば、ＳＫ２６である。さらに、スラグの組成を含む特性を表５に示し、その粒度分布を表６及び図２に示す。なお、試験値１、２はロットの相違を示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
【表２】

【００４３】
【表３】

【００４４】
【表４】

【００４５】
【表５】

【００４６】
【表６】

【００４７】
そして、１００質量部の消石灰と、５０質量部の粘土と、５０質量部のスラグとを混合し、土系舗装用固化材とする。この土系舗装用固化材の組成を表７に示す。
【００４８】
【表７】

【００４９】
得られた土系舗装用固化材は、ＣａＯが６９〜７９質量％、Ａｌ_２Ｏ_３が５．５〜７．５質量％及びＳｉＯ_２が１０〜１５質量％であり、含水率が２．０質量％以下であり、異物の混入がないものである。
【００５０】
［施工工程］
そして、図１に示すように、土系舗装を施工せんとする舗装現場を１５ｃｍ程掘削し、路床１を得る。これにより、土が用意される。この路床１上にＣ−４０の砕石等を敷き詰め、路盤２を施工する。そして、以下のように、路盤２の上方に土系舗装３を施工する。
【００５１】
まず、現場において、調合工程で混合した土系舗装用固化材を土に添加する。この際、８０質量部の土に対し、２０質量部の土系舗装用固化材を添加する。これらを水とともに混合し、混合土を得る。そして、混合土を路盤２の上方に敷き詰め、ロードローラ等で所定の密度まで転圧する。この後、この上にシートを被せ、７日間養生する。こうして、従来のアスファルト等からなるものほど高くなく、自然の土だけからなるものほど低くない曲げ強度、圧縮強度及び硬度を有して固化した土系舗装３を得る。この土系舗装は自然の土の雰囲気がそのまま残り、優れた意匠を呈する。
【００５２】
この土系舗装３は、圧縮強度が３０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ^２、乾燥密度が１．８〜２．０ｇ／ｃｍ^３であった。また、この土系舗装３は、ゴルフボールを高さ１ｍの高さから垂直に落下させ、一次反発した高さを示すＧＢ値が６０であった。コンクリート系舗装はＧＢ値が５９、密粒アスファルト系舗装はＧＢ値が６０であることから、土系舗装３は十分な強度を有していることがわかる。一方、この土系舗装３は、直径１ｃｍの鋼球を高さ１ｍの高さから垂直に落下させ、一次反発した高さを示すＳＢ値が１であった。コンクリート系舗装はＳＢ値が４、密粒アスファルト系舗装はＳＢ値が３であることから、土系舗装３は、衝撃に対してやさしいことがわかる。また、この土系舗装３は、透水係数が踏み固められた土と同程度の１０^−４〜１０^−５ｃｍ／秒、保水性が約０．２ｇ／ｃｍ^３であった。このため、この土系舗装は冬季の霜害等のおそれがない。
【００５３】
また、こうして得られる土系舗装３と、密粒アスファルト系舗装と、コンクリート系舗装と、外気温との関係を調べた。結果を図３に示す。図３より、土系舗装３は、表層がアスファルトやコンクリートからなる舗装に比し、夏場に路面の温度が上がりにくいことがわかる。
【００５４】
このため、この土系舗装３の上を主に人が歩く場合、その歩行者が疲れにくい。また、こうして得られる土系舗装は、意匠性に優れるとともに、十分な強度によって路面の変形がさほど大きくなく、かつ冬季の霜害等のおそれも少ないことから、優れた耐久性を発揮する。さらに、こうして得られる土系舗装は、表層がアスファルトやコンクリートからなる舗装に比し、夏場に路面の温度が上がりにくく、ヒートアイランド現象を生じない。
【００５５】
したがって、この土系舗装用固化材によれば、意匠性に優れるとともに、十分な強度等を有して高い耐久性を発揮しつつ、歩行者が疲れにくく、ヒートアイランド現象を生じない土系舗装を提供することができる。
【００５６】
また、この土系舗装用固化材を採用すれば、舗装場所にわざわざ風化した花崗岩の粉末を用意する必要がなく、流通コストを大幅に削減でき、製造コストの低廉化を実現できる。また、この舗装用固化材は、土系舗装３を得るために無機系廃棄物の一種であるスラグを採用していることから、環境適合性に優れ、かつ製造コストの低廉化を実現する。
【００５７】
（実施例２）
実施例２では、１００質量部の消石灰と、８０質量部の粘土と、１００質量部のスラグと、２５質量部の顔料とを混合し、土系舗装用固化材とする。この土系舗装用固化材の組成を表８に示す。この際、１００質量部の土に対し、１７．６質量部の土系舗装用固化材を添加する。そして、実施例１と同様に土系舗装３を施工する。この土系舗装３は、着色されて優れた美観を呈する他、実施例１と同様の作用効果を奏する。
【００５８】
【表８】

【００５９】
（実施例３）
実施例３では、１００質量部の消石灰と、８０質量部の粘土と、１００質量部のスラグと、２０質量部の顔料とを混合し、土系舗装用固化材とする。この土系舗装用固化材の組成を表９に示す。この際、１００質量部の土に対し、７．５質量部の土系舗装用固化材を添加する。そして、実施例１と同様に土系舗装３を施工する。この土系舗装３においても実施例２と同様の作用効果を奏する。
【００６０】
【表９】

【００６１】
（実施例４）
実施例４では、１００質量部の消石灰と、８０質量部の粘土と、１００質量部のスラグと、２０質量部の顔料とを混合し、土系舗装用固化材とする。この土系舗装用固化材の組成を表１０に示す。この際、１００質量部の土に対し、１１．１質量部の土系舗装用固化材を添加する。そして、実施例１と同様に土系舗装３を施工する。この土系舗装３においても実施例２と同様の作用効果を奏する。
【００６２】
【表１０】

【００６３】
（実施例５）
実施例５では、１００質量部の消石灰と、９０質量部の粘土と、１００質量部のスラグと、２０質量部の顔料とを混合し、土系舗装用固化材とする。この土系舗装用固化材の組成を表１１に示す。そして、実施例１と同様に土系舗装３を施工する。この土系舗装３においても実施例２と同様の作用効果を奏する。
【００６４】
【表１１】

【００６５】
なお、他のスラグを用意した。このスラグの組成を表１２に示す。このスラグによっても同様の効果が得られる。
【００６６】
【表１２】

【００６７】
また、粒度の異なる高炉スラグ（新日鐵中部エスメント（株））を用意した。各スラグの粒度分布を表１３及び図４に示す。平均粒径３０μｍの細粒のスラグは実施例１〜５に係るスラグと同様の効果を奏することができたものの、平均粒径５５μｍの粗粒のスラグは強度低下により耐久性が低下する点で好ましくない結果が得られた。
【００６８】
【表１３】

【００６９】
（試験例１〜１０）
表１４に示すように、礫土、マサ土、砂質土又は粘性土からなる各土が掘削される現場において、土系舗装用固化材の割合を変えるとともに、土と土系舗装用固化材との割合も変え、実施例１と同様に土系舗装を施工する。試験例１の礫土は篩い下分を含む市販の砕石原土である。試験例２〜７のマサ土は細粒分混じりの礫質砂である。砕石は単粒度砕石６号（５−１３）である。土のシルト分と粘土分との合計（質量％）も表１４に示す（※１）。また、消石灰、粘土及びスラグは上記実施例１のものであり、消石灰１００質量部に対する（※２）、粘土の割合（※３）及びスラグの割合（※４）も示す。
【００７０】
【表１４】

【００７１】
得られた土系舗装の一軸圧縮強度（ＭＰａ）及び評価を表１５に示す。評価の△は冬季に霜害を生じ、路面に部分的な剥離を生じたものである。評価の○はこのような剥離を生じず、実施例１と同様に優れた耐久性を示したものである。また、各土の最大乾燥密度（ｇ／ｃｍ^３）及び最大乾燥密度が得られる含水率（質量％）も表１５に示す。
【００７２】
【表１５】

【００７３】
表１５より、試験例１〜６、８の条件下で施工した土系舗装であれば、施工後７日の一軸圧縮強度が２．０ＭＰａを超え、歩行者用歩道として十分な強度を発揮することがわかる。また、試験例７の条件下で施工した土系舗装では、土９５質量部に対して土系舗装用固化材５．１質量部が含まれているに過ぎないため、施工後７日の一軸圧縮強度が低く、歩行者用歩道として十分な強度を発揮できないことがわかる。一方、試験例９、１０の条件下で施工した土系舗装は、シルト以下分が多く、耐久性に劣ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜５に係る土系舗装の模式断面図である。
【図２】実施例１〜５に係る消石灰、粘土及びスラグの粒度分布を示すグラフである。
【図３】実施例１〜５に係る土系舗装の路面の温度を比較して示すグラフである。
【図４】スラグの粒度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１…路床
２…路盤
３…土系舗装

Claims

土と混合されて混合土となり、舗装場所に敷きならされた該混合土が転圧及び養生されて土系舗装となる土系舗装用固化材であって、
多孔質材料を含まず、消石灰とスラグとを含むことを特徴とする土系舗装用固化材。
粘土を含むことを特徴とする請求項１記載の土系舗装用固化材。
１００質量部の消石灰と、２８．６〜１００質量部のスラグとを含むことを特徴とする請求項１記載の土系舗装用固化材。
１００質量部の消石灰と、２８．６〜１００質量部のスラグと、１４．３〜１００質量部の粘土とを含むことを特徴とする請求項２記載の土系舗装用固化材。
スラグは平均粒径が５５μｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の土系舗装用固化材。
含水率が５質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の土系舗装用固化材。
含水率が２質量％以下であることを特徴とする請求項６記載の土系舗装用固化材。
顔料を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の土系舗装用固化材。
土は、礫分と砂分とシルト分と粘土分とからなり、最大乾燥密度が１．４ｇ／ｃｍ^３以上であるとともに該最大乾燥密度が得られる含水率が５〜３０質量％であり、かつ該シルト分と該粘土分との合計が４０質量％以下のものであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の土系舗装用固化材。
土は、最大乾燥密度が得られる含水率が７〜２０質量％であることを特徴とする請求項９記載の土系舗装用固化材。
土は、シルト分と粘土分との合計が２５質量％以下のものであることを特徴とする請求項９又は１０記載の土系舗装用固化材。
土は、シルト分と粘土分との合計が１５質量％以下のものであることを特徴とする請求項１１記載の土系舗装用固化材。
乾燥時の１００質量部の混合土に７〜２５質量部含まれることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項記載の土系舗装用固化材。