JP5542999B1 - 舗装体基層構造、舗装体及び舗装体の施工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】耐久性及び透水性を有すると共に、凹みに対して復元性を有し、かつ簡単に設置及び撤去することができる舗装体基層構造、舗装体及び舗装体の施工方法を提供する。
【解決手段】舗装体基層構造は、可撓性及び所定の空隙率を有する多孔質構造の三次元構造体と、三次元構造体内に充填されているクレイ舗装材とを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、各種競技施設のフィールド若しくはグラウンド、広場又は遊歩道等に使用可能な舗装体の基層に用いられる舗装体基層構造、この基層構造を有する舗装体、及び舗装体の施工方法に関する。
陸上競技場、運動場、球技場、テニスコートなどのグラウンドにおいて舗装を行う場合、土質系舗装を行うことが一般的であった。しかしながら、土質系舗装には、例えば、泥濘化や浸食し易い点、及び埃が立ち易い点などの弱点があったため、これを改善する目的で、土壌中に改良材を添加する工法が従来から種々提案され、実施されてきた。例えば、グラウンドの表層土に消石灰や塩化ナトリウムを混合する工法が広く知られている。その他に、酸化マグネシウムなどを混合する工法が提案されている(例えば、特許文献1)。また、ポリビニルアルコールなどを混合する工法も提案されている(例えば、特許文献2及び3)。
テニスコートなどに用いられている砂入り人工芝舗装体においては、その基層が、通常、アスファルトコンクリート舗装やセメントコンクリート舗装による全天候型に形成されているが、自然土にセメントを混合し、固化させて改良した土質系舗装による基層とすることも行われている。また、現地土による土壌にエマルジョンや高分子水溶液を散布して浸透させ、土壌を固結させて全天候型に改修し、これを基層としてその上に人工芝を敷設する工法も提案されている(例えば、特許文献4)。人工芝舗装体の基層としては、砕石をエマルジョンで固化させる方法、セメント改質をしてクレイ舗装を固化させる方法等も提案されている(例えば、特許文献5)。
特開昭54−121525号公報 特開昭62−1907号公報 特開2000−7926号公報 特開2000−178911号公報 特許第4515677号公報
しかしながら、改良した土質系舗装による基層や全天候型の舗装体基層は、表面の土粒子が微粉化することが改良されてはいるが、透水性が欠けており、表面舗装材である人工芝の貼付け後も、端部や継目から侵入した雨水によって、基層面が浸食されて不陸が生じ、結果として人工芝が不安定となり、皺ができたり、その皺の影響で人工芝に歪みができ、無理な張力により接合部分が開いてしまったり、透水性に欠けた基層の為に接着剤の強度が落ち、接合部分が開いてしまったりする問題があった。
また、上述した改良した土質系舗装による基層や全天候型の舗装体基層は、可撓性を有しないので、重たいものが落下した際に生じた凹みがそのままの状態となり、復元できないという問題があった。
さらに、上述した改良した土質系舗装による基層や全天候型の舗装体基層を人工芝の基層として陸上競技場に使用する場合、舗装体が硬く、投擲等の競技を行う場合、特に槍投げにおいて槍先が刺さらないという問題もあった。
従って、本発明の目的は、耐久性及び透水性を有する舗装体基層構造、舗装体及び舗装体の施工方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、凹みに対して復元性を有する舗装体基層構造、舗装体及び舗装体の施工方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、簡単に設置及び撤去することができる舗装体基層構造、舗装体及び舗装体の施工方法を提供することにある。
本発明によれば、可撓性及び所定の空隙率を有する多孔質構造の三次元構造体と、三次元構造体内に充填されたクレイ舗装材とを備えている舗装体基層構造が提供される。
可撓性及び所定の空隙率を有する多孔質構造の三次元構造体と、三次元構造体内に充填されたクレイ舗装材とを用いることにより、耐久性及び排水性を有すると共に、凹み等が生じた場合に元の状態に復元でき、かつ簡単に設置及び撤去することができる。
三次元構造体の空隙率が70〜95%であることが好ましい。これにより、競技場等に適した耐久性及び排水性を有すると共に、凹み等が生じた場合に容易に復元できる。
三次元構造体のキャスポル値(Ia値)が、2〜10であることが好ましく、4〜8であることがより好ましい。これにより、基層材として所望の支持力を確保できる。
三次元構造体が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル系樹脂、廃プラスチック、金網、又はゴム材料から形成されていることが好ましい。これにより、比較的に低コストで実現することができる。
クレイ舗装材が、天然の土壌、砂質土、粘性土、有機質土、火山灰質粘性土、砕石、珪砂、砂、セラミックス、加工骨材、若しくは廃棄物リサイクル骨材、及び/又はスチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ポリウレタン、コルク、エチレン酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル、若しくはナイロンの粒状物であることが好ましい。これにより、所定の硬さを得られると共に、三次元構造体に充填することが容易にできる。
クレイ舗装材に、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、又はセメント系もしくは無機系固化材が混合されていることが好ましい。これにより、クレイ舗装材の流亡を防ぐことができる。
本発明によれば、さらに、上述の舗装体基層構造と、この舗装体基層構造上に設けられた表面舗装材とを備えている舗装体が提供される。
舗装体基層構造及び表面舗装材の間に設けられた、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル系樹脂、カチオン系アスファルト乳剤、ノニオン系アスファルト乳剤、又はブタジエン系共重合体ラテックスからなる樹脂製固化剤層をさらに備えていることが好ましい。これにより、表面の土粒子の微粉化を防ぎ、表層の安定性を向上すると共に、クレイ舗装材の透水性を調整することができ、かつ所望の支持力を得ることができる。
表面舗装材が、全天候表面舗装材、人工芝又は天然芝であることも好ましい。
本発明によれば、路床体又は砕石層からなる基礎の表面に、可撓性を有すると共に空隙率が70〜95%である三次元構造体を配置する三次元構造体配置工程と、配置された三次元構造体内にクレイ舗装材を充填するクレイ舗装材充填工程と、クレイ舗装材が充填された三次元構造体の上に表面舗装材を敷設する表面舗装材敷設工程とを備えている舗装体の施工方法が提供される。
これにより、耐久性及び排水性を有すると共に、凹み等が生じた場合に元の状態に復元でき、かつ簡単に設置及び撤去することができる。また、投擲等の競技を行う場合、特に槍投げにおいて槍先が確実に突き刺さるようにすることができる。
クレイ舗装材に、予め、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、又はセメント系もしくは無機系固化材を混合する固化材混合工程をさらに備えていることが好ましい。
クレイ舗装材が充填された前記三次元構造体の上表面にポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル系樹脂、又はブタジエン系共重合体ラテックスからなる樹脂製固化剤を散布して樹脂製固化剤層を形成する樹脂製固化剤散布工程をさらに備えていることが好ましい。
表面舗装材として、全天候表面舗装材、人工芝又は天然芝を用いることが好ましい。
本発明によれば、可撓性及び所定の空隙率を有する多孔質構造の三次元構造体と、三次元構造体に充填されるクレイ舗装材とを用いることで、耐久性及び排水性を有すると共に、凹み等が生じた場合に元の状態に復元でき、かつ簡単に設置及び撤去することができ、仮設グラウンドの施工に特に好適である。
また、本発明によれば、路床体又は砕石層からなる基礎の表面に、可撓性を有すると共に空隙率が70〜95%である三次元構造体を配置し、配置された三次元構造体内にクレイ舗装材を充填し、そしてクレイ舗装材が充填された三次元構造体の上に表面舗装材を敷設することで、耐久性及び排水性を有すると共に、凹み等が生じた場合に元の状態に復元でき、かつ簡単に設置及び撤去することができる。また、投擲等の競技を行う場合、特に槍投げにおいて槍先が確実に突き刺さるようにすることができる。
本発明の第1の実施形態に係る舗装体の構成を概略的に示す局部断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る舗装体の施工段階を示す局部断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る舗装体の構成例を概略的に示す局部断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る舗装体の施工段階を示す局部断面図である。 本発明の第1の実施形態及び第2の実施形態に係る舗装体の評価結果を示す図である。
図1は本発明の第1の実施形態に係る人工芝舗装体の基層構造100の構成を概略的に示しており、図2は図1の第1の実施形態における人工芝舗装体の施工段階を概略的に示している。
図1に示すように、本実施形態における基層構造100は、三次元構造体10と、クレイ舗装材20とを備えている。
三次元構造体10は、可撓性及び所定の空隙率を有する多孔質構造であり、例えば、樹脂材料から形成され、空隙率が70〜95%の立体網状体である。空隙率が70%を下回った場合は、骨組の部分が多過ぎ、クレイ舗装材20がその内部に入りにくくなり、またクッション性が低下することになる。空隙率が95%を上回った場合は、骨組の部分が少ないため、鉄骨のような役目を果たさず、通常のクレイ舗装材と変わらなくなってしまう。
また、三次元構造体10のキャスポル値は、2〜10であり、より好ましくは、4〜8である。なお、キャスポル値とは、国土交通省近畿技術事務所が開発した衝撃加速度法による簡便な支持力測定器によって測定した簡易支持力試験値であり、4.5kgの重錘を落とした際の衝撃加速度値(Ia値)である。このIa値は土の粘着力、せん断抵抗角、地盤反力係数、CBR等とも関連があり、地盤の硬さ管理に使用されている。一般的に、クレイ舗装のIa値は10〜30である。さらに、三次元構造体10の耐圧性は、300kPaの圧力下で15〜80%の範囲にあることが好ましい。この耐圧性と構造・素材の復元性とクレイ舗装材20との組み合わせにより凹みに対しての復元機能が生まれる。
本実施形態において、三次元構造体10は、ポリプロピレン樹脂を主素材とするヘチマ状構造体(立体網状体)のマット材を用いている。三次元構造体10として、例えば、株式会社吉原化工の「もやいドレーン(登録商標)」、前田工繊株式会社の「エンドレンマット(登録商標)」、「コアマット(登録商標)」、東洋紡績の「ブレスエアー(登録商標)」、新光ナイロン株式会社の「ヘチマロン(登録商標)」、豊洋産業株式会社の「ネトロン透水マット」を使用することが可能である。なお、三次元構造体10を、ポリプロピレン樹脂に代えて、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル系樹脂、廃プラスチック、金網、又はゴム材料から形成しても良い。
クレイ舗装材20は、三次元構造体10内に充填されるものである。例えば、クレイ舗装材20として、天然の土壌、砂質土、粘性土、有機質土、火山灰質粘性土、砕石、珪砂、砂、セラミックス、加工骨材、又は廃棄物リサイクル骨材を用いることができる。
また、クレイ舗装材20は、施工直後において、クレイ舗装材が落ち着かない状態にあって流亡してしまうことを防ぐため、このクレイ舗装材20に、予め、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、又はセメント系もしくは無機系固化材を混合しても良い。混合量は、2〜5kg/mであるが、目的に応じて調整可能である。
図2は基層構造100の施工段階を示している。同図に示すように、基層構造100を用いて人工芝を敷設し人工芝舗装体を作製する際に、まず、平坦にした基礎(例えば、路床体又は砕石層)Eの表面に、可撓性を有すると共に空隙率が70〜95%である三次元構造体10を配置する(図2(a)参照)。次に、配置された三次元構造体10内にクレイ舗装材20を充填する(図2(b)参照)。次に、クレイ舗装材20が充填された三次元構造体10の上に人工芝30を敷設する(図2(c)参照)。
このように、基層構造100が、三次元構造体10と、その内部に充填されたクレイ舗装材20とから構成されており、その上に人工芝30が敷設されているため、この舗装体は、優れた耐久性及び排水性を有している。また、三次元構造体10の機能により、凹み等が生じた場合に元の状態に容易に復元することができる。しかも、この基層構造100は、簡単に設置及び撤去することができる。さらに、このような三次元構造体10を用いることにより、投擲等の競技を行う場合、特に槍投げにおいて、槍先が確実に突き刺さるようにすることが可能となる。
特に、三次元構造体10の空隙率が70〜95%であることにより、競技場等により適した耐久性及び排水性を有すると共に、凹み等が生じた場合により確実に復元することができる。
また、三次元構造体10のキャスポル値が2〜10であり、より好ましくは、4〜8であることにより、基層材として所望の支持力を確保することができる。
さらに、三次元構造体10が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル系樹脂、廃プラスチック、金網、又はゴム材料から形成されていることにより、比較的に低コストで舗装体を実現することができる。
さらにまた、クレイ舗装材20が、天然の土壌、砂質土、粘性土、有機質土、火山灰質粘性土、砕石、珪砂、砂、セラミックス、加工骨材、廃棄物リサイクル骨材であることにより、所定の硬さを得られると共に、三次元構造体10内に容易に充填することができる。
さらに、クレイ舗装材20に、予め、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、又はセメント系もしくは無機系固化材を混合させておくことにより、クレイ舗装材20の流亡を防ぐことができる。
以下、本発明の第2の実施形態に係る人工芝舗装体の基層構造200の構成について説明する。
図3は、この第2の実施形態における人工芝舗装体の構成を概略的に示している。同図に示すように、本実施形態における基層構造200は、三次元構造体10と、クレイ舗装材20と、樹脂製固化剤層40とを備えている。三次元構造体10及びクレイ舗装材20の構成は上述した第1の実施形態における基層構造100の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。
樹脂製固化剤層40は、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル系樹脂、又はブタジエン系共重合体ラテックスからなる樹脂製固化剤の層である。樹脂製固化剤層40は、三次元構造体10と三次元構造体10内に充填されるクレイ舗装材20とからなる基層構造200の上表面上に樹脂製固化剤を散布することにより形成されている。
樹脂製固化剤の散布量は、例えば、0.1〜2.0kg/mの範囲にある。形成する樹脂製固化剤層40の厚みやクレイ舗装材20の透水性を考えて、樹脂の選定、散布量、及び散布方法を自由に選択することができる。散布量が多くなると、透水性が悪くなる。散布量を調整することで、所望の支持力を得ることができる。
図4は、基層構造200の施工段階を示している。同図に示すように、基層構造200を用いて人工芝を敷設し人工芝舗装体を作製する際に、まず、平坦にした基礎(例えば、路床体又は砕石層)Eの表面に、可撓性を有すると共に空隙率が70〜95%である三次元構造体10を配置する(図4(a)参照)。次に、配置された三次元構造体10内にクレイ舗装材20を充填する(図4(b)参照)。次に、クレイ舗装材20が充填された三次元構造体10の上表面に樹脂製固化剤を散布することによって樹脂製固化剤層40を形成する(図4(c)参照)。次に、その上に人工芝30を敷設する(図4(d)参照)。
このように、三次元構造体10と三次元構造体10内に充填されたクレイ舗装材20との上表面上に樹脂製固化剤層40が散布形成されることで、表面の土粒子の微粉化を防ぎ、表層の安定性を向上することができる。この第2の実施形態におけるその他の作用効果は、第1の実施形態の場合と同様である。
図5は、以上述べた第1の実施形態及び第2の実施形態における人工芝舗装体に対する評価結果を示している。同図において、実施例1〜4は、三次元構造体10の空隙率を互いに相違させたものである。実施例1及び2はクレイ舗装材20として珪砂を用い、実施例3はクレイ舗装材20として真砂土を用い、実施例4はクレイ舗装材20として黒土を用いている。また、実施例1及び2は樹脂製固化剤層40の散布形成がないものであり、実施例3及び4は樹脂製固化剤層40の散布形成があるものである。一方、比較例1及び2は三次元構造体10があるものであり、比較例3及び4は三次元構造体10がないものである。また、比較例1〜3はクレイ舗装材20として真砂土を用い、比較例4はクレイ舗装材20として黒土を用いている。また、比較例1及び2は樹脂製固化剤層40の散布形成がないものであり、比較例3及び4は樹脂製固化剤層40の散布形成があるものである。
なお、図5の評価欄において、◎はきわめて良好、○は良、△は不良、×はきわめて不良を意味している。評価結果から実施例1〜4は、クッション性、材料流亡性、及び降雨後の滑り性のいずれもがきわめて良好であることが分かる。一方、比較例1の場合、三次元構造体10は設けられているが、空隙率が98%であるため、クッション性がやや低下し、材料流亡性及び降雨後の滑り性がかなり低下した結果となっている。また、比較例2の場合も、三次元構造体10は設けられているが、空隙率が65%であるため、クッション性及び材料流亡性がかなり低下し、降雨後の滑り性がやや低下した結果となっている。比較例3及び4は三次元構造体10が設けられていないため、材料流亡性及び降雨後の滑り性がかなり低下しており、これは従来のクレイ舗装と同じである。
クッション性の評価は、キャスポル値の測定結果に基づいて行った。例えば、 キャスポル値が、10〜25の場合、◎とし、7〜10、25〜35の場合、○とし、4〜7、35〜40の場合△とし、0〜4、40以上の場合、×とする。
材料流亡性の評価は、500mm角のサンプルを製作し、材料に30度の勾配をつけ、シャワー状の水を60分間で50mmの流量を流した後の材料流亡重量から判断している。初期状態の重量を100%とした場合、◎は100〜95%(0〜5%の流亡)、○は95〜80%(5〜20%の流亡)、△は80〜70%(20〜30%の流亡)、×は70%以下(30%以上の流亡)である。
降雨後の滑り性の評価は、被験者10人に、それぞれのサンプル毎に足で踏み込んでもらい、アンケートを実施した。◎は全く滑らない。○は滑らない。△は滑っているような感じがする。×は滑る。
上述したように、基層構造100及び200は、三次元構造体10内にクレイ舗装材20を充填する構成を用いることで、耐久性及び排水性を有すると共に、凹み等が生じた場合に復元でき、かつ簡単に設置、撤去できるという効果が得られる。
三次元構造体10単体では排水性がよく、降雨後の安定性は良いものの、素材自身は圧縮変形するため走行安定性に乏しくなる。クレイ舗装材20を充填すること(即ち、三次元構造体10とクレイ舗装材20との組み合わせ)により、非常に強固な基層構造となる。また、表面に段差が生じないため、例えばボール競技場の舗装体とした場合にイレギュラーなバウンドを防止でき、快適な競技を行うことができる。
なお、上述した実施形態において、基層構造100及び200は、三次元構造体10としてポリプロピレン樹脂を主素材とするヘチマ構造のマット材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。充填される舗装材20が流亡しないよう、ラーメン構造体であれば良い。場合により土を充填できれば、足ふきマットのような構造、連続発泡構造又は穴あき構造にしても良い。
また、上述した実施形態において、クレイ舗装材20には、天然の土壌、砂質土、粘性土、有機質土、火山灰質粘性土、砕石、加工骨材、又は廃棄物リサイクル骨材を用いることができると説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。砂質土、粘性土、有機質土、火山灰質粘性土、砕石、加工骨材、若しくは廃棄物リサイクル骨材、及び/又はSBR(スチレン・ブタジエンゴム)、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエンゴム)、ポリウレタン、コルク、EVA(エチレン酢酸ビニルコポリマー)、塩化ビニル、若しくはナイロン等の粒状物の単体でも良いし、これらの混合物でも良い。
また、上述した実施形態は、人工芝30を基層構造100及び200上に敷設した人工芝舗装体に関するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、人工芝に代えて天然芝を基層構造上に設けても良い。この場合、天然芝の根が三次元構造体10に絡み、剥がれにくくなる利点がある。また、全天候型の表面舗装材を人工芝に代えて設けても良い。
以上述べた実施形態は本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
本発明の舗装体は、各種競技施設のフィールド若しくはグラウンド、広場又は遊歩道等の舗装に利用できる。
10 三次元構造体
20 クレイ舗装材
30 人工芝
40 樹脂製固化剤層
100、200 基層構造
E 基礎

Claims (11)

  1. 可撓性及び所定の空隙率を有する多孔質構造の三次元構造体と、前記三次元構造体内に充填されたクレイ舗装材とを備えており、
    前記三次元構造体は、空隙率が70〜95%であり、キャスポル値が2〜10であり、耐圧性が300kPaの圧力下で15〜80%の範囲にあることを特徴とする舗装体基層構造。
  2. 前記三次元構造体が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル系樹脂、廃プラスチック、金網、又はゴム材料から形成されていることを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の舗装体基層構造。
  3. 前記クレイ舗装材が、天然の土壌、砂質土、粘性土、有機質土、火山灰質粘性土、砕石、珪砂、砂、セラミックス、加工骨材、若しくは廃棄物リサイクル骨材、及び/又はスチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ポリウレタン、コルク、エチレン酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル、若しくはナイロンの粒状物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の舗装体基層構造。
  4. 前記クレイ舗装材に、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、又はセメント系もしくは無機系固化材が混合されていることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の舗装体基層構造。
  5. 請求項1からのいずれか1項に記載の舗装体基層構造と、該舗装体基層構造上に設けられた表面舗装材とを備えていることを特徴とする舗装体
  6. 前記舗装体基層構造及び前記表面舗装材の間に設けられた、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル系樹脂、カチオン系アスファルト乳剤、ノニオン系アスファルト乳剤、又はブタジエン系共重合体ラテックスからなる樹脂製固化剤層をさらに備えていることを特徴とする請求項に記載の舗装体。
  7. 前記表面舗装材が、全天候表面舗装材、人工芝又は天然芝であることを特徴とする請求項又はに記載の舗装体。
  8. 路床体又は砕石層からなる基礎の表面に、可撓性を有すると共に空隙率が70〜95%であり、キャスポル値が2〜10であり、耐圧性が300kPaの圧力下で15〜80%の範囲にある三次元構造体を配置する三次元構造体配置工程と、
    該配置された三次元構造体内にクレイ舗装材を充填するクレイ舗装材充填工程と、
    前記クレイ舗装材が充填された前記三次元構造体の上に表面舗装材を敷設する表面舗装材敷設工程とを備えていることを特徴とする舗装体の施工方法。
  9. 前記クレイ舗装材に、予め、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、又はセメント系もしくは無機系固化材を混合する固化材混合工程をさらに備えていることを特徴とする請求項8に記載の舗装体の施工方法。
  10. 前記クレイ舗装材が充填された前記三次元構造体の上表面にポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩ビ系樹脂、又はブタジエン系共重合体ラテックスからなる樹脂製固化剤を散布して樹脂製固化剤層を形成する樹脂製固化剤散布工程をさらに備えている
    ことを特徴とする請求項又はに記載の舗装体の施工方法。
  11. 前記表面舗装材として、全天候表面舗装材、人工芝又は天然芝を用いることを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載の舗装体の施工方法。
JP2013167598A 2013-08-12 2013-08-12 舗装体基層構造、舗装体及び舗装体の施工方法 Active JP5542999B1 (ja)

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