JP4774747B2 - 弾性舗装材 - Google Patents

Description

この発明は弾性舗装材に関し、さらに詳しくは、湿潤時における耐滑り抵抗性を長期にわたり維持するようにした弾性舗装材に関する。

従来から、加硫ゴムチップなどの弾性材料を骨材として、これを樹脂などのバインダ−で結合した弾性舗装材が土木分野を中心にして広く利用されてきた。かかる弾性舗装材は、車両走行時に発生する騒音を抑制すると共に、車両からの伝播騒音を効率よく吸収することから、近年は、車両走行路面用としても使用されるようになってきた。ところが、降雨などにより舗装路面上に水膜が残存した状態では、路面の滑り摩擦係数が低下するため、車両の制動性能を極端に低下させるという問題があった。

この対策として、加硫ゴムチップなどの弾性骨材に加えて、第三成分として砕石や珪砂などからなる微細な硬質骨材を混合することにより、路面の滑り摩擦係数を高くしてウエットキッド特性を改善するようにした提案がある（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、これらの提案による弾性舗装材では、弾性骨材と混在した微細な硬質骨材が、供用期間の経過と共に次第に剥落し、終には路面の滑り摩擦係数を低下させてしまうという問題があった。
特開２００２−２１００８号公報 特開２０００−３１９８０８号公報

この発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、騒音低減効果を低下させることなく、湿潤時における耐滑り抵抗性を長期にわたり維持するようにした弾性舗装材を提供することにある。

上記目的を達成するためのこの発明の弾性舗装材は、弾性骨材及び／又は硬質骨材をバインダ−で結合した複数の層からなる弾性舗装材において、最上層を構成する表面舗装層が平均粒子径を１．２〜１３ｍｍとする硬質骨材のみを樹脂、アスファルト又はセメント系材料から選ばれたいずれか１種の材料からなるバインダ−で結合した層からなり、該表面舗装層の下方に少なくとも１層の弾性骨材のみを樹脂バインダ−で結合した弾性舗装層を配設し、全体の圧縮弾性率が１〜１０ＭＰａとなるようにしたことを要旨とする。

この発明によれば、最上層を構成する表面舗装層を、平均粒子径が１．２〜１３ｍｍである硬質骨材のみを樹脂、アスファルト又はセメント系材料から選ばれたいずれか１種の材料からなるバインダ−で結合した層により構成したので、空隙率の確保により騒音特性を良好に保持しながら、舗装路面上に水膜が残存した状態でも、硬質骨材が滑り摩擦係数の低下を抑制して耐滑り性能を発揮すると共に、硬質骨材が直接バインダ−によって包囲されることから、長期にわたり硬質骨材の舗装路面からの剥落を防いで耐滑り性能を維持することができる。さらに、たとえ硬質骨材の一部が部分的に剥落しても、周囲の硬質骨材が補完するため、長期にわたる耐滑り性能を維持することができる。
しかも、表面舗装層の下方には弾性骨材のみを樹脂バインダ−で結合して柔軟な弾性舗装層を配設して、弾性舗装材としての圧縮弾性率が１〜１０ＭＰａとなるようにしたので、弾性舗装材全体の柔軟性を弾性舗装層が確保して、車両走行時に発生する騒音の抑制効果を低減させることがない。

以下、この発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１はこの発明の実施形態からなる弾性舗装材の一例を路盤上に設置した状態を示す断面図である。

図１において弾性舗装材１は、最上層を構成する表面舗装層１ａとその下方に配設された弾性舗装層１ｂとの２層からなり、路盤Ｇ上に設置されている。表面舗装層１ａは硬質骨材２のみが樹脂、アスファルト又はセメント系材料から選ばれたいずれか１種の材料からなるバインダ−３により結合された層からなり、弾性舗装層１ｂは弾性骨材４のみが樹脂バインダ−３ａにより結合された層からなる。
そして、この発明の弾性舗装材１では、弾性舗装層１ｂの配置により、圧縮弾性率が１〜１０ＭＰａとなるように調整されている。

このように表面舗装層１ａを硬質骨材２のみを樹脂、アスファルト又はセメント系材料から選ばれたいずれか１種の材料からなるバインダ−３で結合した層で構成したので、舗装路面１ｓ上に水膜が残存した状態でも、硬質骨材２が滑り摩擦係数の低下を抑制して優れた耐滑り性能を発揮すると共に、硬質骨材２が直接バインダ−３によって包囲されることから、長期にわたり硬質骨材２の舗装路面１ｓからの剥落を防いで優れた耐滑り性能を維持することができる。さらに、たとえ硬質骨材２の一部が部分的に剥落しても、周囲の硬質骨材２が補完するため、長期にわたる耐滑り性能を維持することができる。

しかも、表面舗装層１ａの下方には弾性骨材４のみを樹脂バインダ−３ａで結合して柔軟な弾性舗装層１ｂを配設して、弾性舗装材１の圧縮弾性率が１〜１０ＭＰａとなるようにしたので、弾性舗装材１全体の柔軟性を弾性舗装層１ｂが確保して、車両走行時に発生する騒音の抑制効果を低減させることがない。

硬質骨材２としては、天然石や人工石等が使用され、特に砕石、珪砂、窒化珪素や炭化珪素等の珪素化合物からなる粒状体が好ましく使用される。また、弾性骨材４としては、加硫ゴムチップが好ましく使用され、特に廃タイヤに代表される使用済みのゴム物品を粉砕した粒状体又はひじき状体が最も好ましく使用される。さらに、樹脂バインダー３ａとしては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が使用され、特に柔軟性を付与したウレタン樹脂が好ましく使用される。

なお、表面舗装層１ａ及び弾性舗装層１ｂの各層における硬質骨材２又は弾性骨材４とバインダー３ａ又は３との体積の割合は１０／１〜２／１となっており、各層における空隙率が１０〜５０％になるように調整されている。これにより、弾性舗装材１には排水性が確保されている。

通例、弾性舗装材１の総厚さは約３０〜１００ｍｍに設定されている。したがって、この発明において、表面舗装層１ａの厚さを５〜３０ｍｍに設定し、弾性舗装層１ｂの厚さを表面舗装層１ａの厚さより５ｍｍ以上大きく設定するとよい。これにより、長期にわたる耐滑り性能の維持と騒音の抑制とを同時に確保することができる。表面舗装層１ａの厚さが５ｍｍ未満では硬質骨材２が剥落し易くなり、３０ｍｍ超では表面舗装層１ａの自重により弾性舗装層１ｂが圧縮され、弾性舗装材１の圧縮弾性率が大きくなって騒音低減効果にとって不利になると共に、コスト高となる。また、弾性舗装層１ｂの厚さが表面舗装層１ａの厚さより５ｍｍ以上大きくないと、前記と同様に、弾性舗装材１の圧縮弾性率が大きくなり、騒音低減効果にとって不利になる。

上述するように、この発明では、弾性舗装材１の圧縮弾性率が１〜１０ＭＰａとなるように調整している。これにより、弾性舗装材１の柔軟性が確保され、車両走行時に発生する騒音の抑制効果を確実に確保することができる。ここで、弾性舗装材１の圧縮弾性率の調整に当たり、表面舗装層１ａの圧縮弾性率を弾性舗装層１ｂの圧縮弾性率より大きくなるように設定するとよい。最も好ましくは、表面舗装層１ａの圧縮弾性率を５〜４００００ＭＰａに設定し、弾性舗装層１ｂの圧縮弾性率を０．５〜５ＭＰａに設定するとよい。

上述する圧縮弾性率の調整は、硬質骨材２や弾性骨材４の種類、大きさ、混合割合、及びこれらを結合するバインダ−３、３ａの種類や混合割合を選定したり、さらには混合物の充填密度を調整することにより行なわれる。なお、この発明における圧縮弾性率は、ＪＩＳＫ６２５４に準拠して測定された値が適用される。

なお、この発明では、表面舗装層１ａにおける硬質骨材２を、舗装路面１ｓの耐滑り性能を確保する観点から、比較的大きな粒子により構成し、その平均粒子径を１．２〜１３ｍｍに調整している。平均粒子径が１．２ｍｍ未満では表面舗装層１ａにおける空隙率が小さくなり過ぎて騒音低減効果が充分得られなくなり、１３ｍｍ超では表面粗さが大きくなり過ぎて騒音低減効果の面で不利になると共に、硬質骨材２が剥落し易くなる。

この発明において、弾性舗装層１ｂにおける弾性骨材４は、上述するように、加硫ゴムを粒状体又はひじき状体に粉砕して構成し、粒状体の場合には平均粒子径を０．３〜１３ｍｍとし、ひじき状体の場合には平均直径を０．５〜１０ｍｍ、平均アスペクト比を３〜４０となるように調整するとよい。粒状体の平均粒子径が０．３ｍｍ未満では弾性舗装層１ｂにおける空隙率が小さくなり過ぎて騒音低減効果が充分得られなくなり、１３ｍｍ超では弾性舗装材１の耐久性が低下すると同時に施工性が悪くなる。また、ひじき状体の場合も同様に、平均直径が０．５ｍｍ未満では弾性舗装層１ｂにおける空隙率が小さくなり過ぎて騒音低減効果が充分得られなくなり、１０ｍｍ超では弾性舗装材１の耐久性が低下すると同時に施工性が悪くなる。

この発明において、表面舗装層１ａにおけるバインダ−３として樹脂バインダ−を使用する場合には、硬質骨材２と樹脂バインダ−との結合を強固にさせるために、あらかじめ硬質骨材２に表面処理を施しておくとよい。表面処理方法としては、カップリング剤（シラン系、チタネート系等）による乾式、湿式処理が挙げられる。

また、表面舗装層１ａにおけるバインダ−３としてアスファルト又はセメント系材料を使用する場合には、表面舗装層１ａと弾性舗装層１ｂとの間にエポキシ樹脂やエマルジョン系の接着層を介在させ、接着力を確保するとよい。

上述する実施形態では、この発明の弾性舗装材１が、表面舗装層１ａと弾性舗装層１ｂとの２層から構成される場合を例示したが、弾性舗装層１ｂは１層に限られることなく、２層以上で構成することができる。この場合において、弾性舗装層１ｂを構成する層には、樹脂バインダ−３ａに、上述する弾性骨材４と、第三成分として微細な硬質骨材２とを併せて混合するようにしてもよい。この場合の硬質骨材２の平均粒径は０．０５〜５ｍｍにするとよい。

上述するように、この発明の弾性舗装材は２層以上の積層体で構成し、最上層には硬質骨材のみを樹脂、アスファルト又はセメント系材料から選ばれたいずれか１種の材料からなるバインダ−で結合した表面舗装層を配置することにより、長期にわたって優れた耐滑り性能を維持させると共に、その下方には弾性骨材のみを樹脂バインダ−で結合した柔軟な舗装層を配置して、全体の圧縮弾性率が１〜１０ＭＰａとなるようにすることにより、車両走行時に発生する騒音の抑制効果を確保するもので、特に車両走行路面用の弾性舗装材として好適である。

上層及び下層における骨材及びバインダ−を表１のように異ならせて、縦横５００ｍｍ、の試験体（実施例１〜４、比較例１、２）をそれぞれ３個ずつ作製し、新品時と供用後における湿潤滑り抵抗値をそれぞれ測定し、その結果を表１に併記した。なお、表１において、骨材及びバインダーの配合量は体積％で表示した。

湿潤滑り抵抗値の測定は、各試験体の上面にジョーロにより厚さ１ｍｍ程度の水膜を形成させた後、ダイナミックフリクションテスターにより測定した。

さらに、表１の上層、下層及び全体の厚さをそれぞれ３０ｍｍとした円形の試験片（直径９９ｍｍ）を作製し、ＪＩＳ Ｋ ６２５４に準拠して各試験片における各層及び全体の圧縮弾性率をそれぞれ測定し、その結果を表１に併記した。なお、圧縮弾性率は、圧縮速度１０ｍｍ／分で上面から６ｍｍにわたり２回繰り返し圧縮した後、２回目の圧縮力と歪み量との関係から、次式により算出した。（但し、次式において、実施例４については、歪み量（＝厚さ変形量）を０．５ｍｍとした場合の圧縮力とした）
圧縮弾性率＝（歪み量５ｍｍの場合の圧縮力−歪み量２ｍｍの場合の圧縮力）／（試験片の断面積＝７６９４ｍｍ² ）×（試験片の厚さ＝３０ｍｍ）／（試験片の厚さ変形量＝３ｍｍ）

表１から、実施例１〜４の試験体では、比較例１、２の試験体と比較して、新品時と供用後における湿潤滑り抵抗値の変動が殆どなく、長期にわたり優れた耐滑り抵抗性が維持されていることがわかる。

この発明の実施形態による弾性舗装材を路盤上に設置した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 弾性舗装材
１ａ 表面舗装層
１ｂ 弾性舗装層
２ 硬質骨材
３ バインダ−
３ａ 樹脂バインダー
４ 弾性骨材

Claims (7)

1. 弾性骨材及び／又は硬質骨材をバインダ−で結合した複数の層からなる弾性舗装材において、
   最上層を構成する表面舗装層が平均粒子径を１．２〜１３ｍｍとする硬質骨材のみを樹脂、アスファルト又はセメント系材料から選ばれたいずれか１種の材料からなるバインダ−で結合した層からなり、該表面舗装層の下方に少なくとも１層の弾性骨材のみを樹脂バインダ−で結合した弾性舗装層を配設し、全体の圧縮弾性率が１〜１０ＭＰａとなるようにした弾性舗装材。
2. 前記表面舗装層の圧縮弾性率が該表面舗装層の下方に配設した弾性舗装層の圧縮弾性率より大きい請求項１に記載の弾性舗装材。
3. 前記表面舗装層の圧縮弾性率が５〜４００００ＭＰａであり、前記表面舗装層の下方に配設した弾性舗装層の圧縮弾性率が０．５〜５ＭＰａである請求項１又は２に記載の弾性舗装材。
4. 前記表面舗装層の厚さが５〜３０ｍｍで、該表面舗装層の下方に配設した弾性舗装層の厚さが前記表面舗装層の厚さより５ｍｍ以上大きい請求項１、２又は３に記載の弾性舗装材。
5. 前記表面舗装層の下方に配設した弾性舗装層における弾性骨材が粒状体からなり、該粒状体の平均粒子径が０．３〜１３ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の弾性舗装材。
6. 前記表面舗装層の下方に配設した弾性舗装層における弾性骨材がひじき状体からなり、該ひじき状体の平均直径が０．５〜１０ｍｍで、平均アスペクト比が３〜４０である請求項１〜４のいずれかに記載の弾性舗装材。
7. 前記表面舗装層の下方に配設した弾性舗装層が弾性骨材及び硬質骨材を樹脂バインダ−で結合した層を含む請求項１〜６のいずれかに記載の弾性舗装材。

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