JP6856445B2

JP6856445B2 - コンクリート舗装版およびコンクリート舗装版の製造方法

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Publication number: JP6856445B2
Application number: JP2017098023A
Authority: JP
Inventors: 俊彦前山; 伊藤　彰彦; 彰彦伊藤; 鈴木　英治; 英治鈴木; 利気小澤
Original assignee: 株式会社ガイアート
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2037-05-17
Also published as: JP2018193756A

Description

本発明は、コンクリート版に関し、特にコンクリート舗装に用いられるコンクリート版に関する。

グルービング舗装では、舗装面に幅６〜９ｍｍ、深さ４〜６ｍｍの溝を４０〜６０ｍｍ間隔で設けるものが一般的である（例えば特許文献１、２）。グルービング舗装には車両の進行方向に沿って設置する縦型（縦溝）と、横断方向に設置する横型（横溝）がある。

縦型のグルービングは、主に横方向のすべり抵抗値を増大させる必要のあるカーブの多い路面に用いられる。横型のグルービングは、主に車両の制動距離を短縮することに優れた効果があり、坂道や交差点の手前などに用いられる。また、横型のグルービングは走行時に発生する音と振動により、ドライバーに合図や居眠り運転、速度超過などの警告を行なうことができる。

すべり抵抗を増大させる以外にも、排水を促進し、早く路面を乾燥させ、雨天時のスリップを防止する。特にハイドロプレーニング抑制効果を発揮する。

また、走行する車のタイヤと路面との間に発生する摩擦音を吸収する防音効果が期待できる。

さらに、寒冷地域においてはスリップ防止効果が顕著となるのに加えて、凍結防止効果、積雪防止効果、融雪効果を発揮する。グルービング舗装は、路面が凹凸となって表面積が増大するとともに溝空間が形成されるため熱が蓄積され、一般的な舗装に比べて路面温度が高くなる。また、凍結防止剤として塩化カルシウム等の薬剤を散布した場合、車両通過時も薬剤の一部が溝に残留するため、融雪効果が持続する。また、路面上の水が凍ってブラックアイスバーンが発生した場合でも、通行車両のタイヤとの接触により、ブラックアイスバーン磨耗促進効果を発揮する。

舗装には、アスファルト舗装とコンクリート舗装がある。本願では、コンクリート舗装に着目する。

コンクリート舗装において溝を形成する工法の一つにタイングルービング工法がある。コンクリート舗設時に道路横断方向にピアノ線等を用いて舗装面に溝をつける。しかしながら、タイングルービング工法は、横溝形成に適しているが、縦溝形成に適していない。また、排水効果も不十分である。

別の方法として、専用機械による切削工法ある。コンクリート舗設後に、切削工程を行う。そのため、一般の舗装と比べて、施工費用が高くなる、施工期間が長くなるという課題がある。さらに、切削工程では粉塵処理工程が必要となり、この点でも、施工費用と施工期間に係る課題がある。

コンクリート舗装には、現場打ちコンクリートによるものとコンクリート版を敷設するものとがある。本願ではコンクリート版に着目する。

コンクリート版は、耐久性や急速施工等の観点から、トンネル出口個所、トンネル入口個所、道路傾斜個所、料金所個所、及び交差点個所などの舗装に用いられる。なお、コンクリート版は、空港のエプロン、誘導路等にも用いられる（たとえば、特許文献３）。

特開２００１−３５５２０３号公報特開２００２−２０６２０３号公報特開２００１−１５２４０３号公報

本願発明者は、アスファルト舗装において縦溝を形成することを提案し、実施工において成果を上げている。一方で、コンクリート版において、いくつかの提案を行い、実施工において成果を上げている。

そこで、縦溝舗装とコンクリート版の特徴を組み合わせることを考えた。

しかしながら、従来技術であるタイングルービング工法や切削工法は、現場打ちコンクリートを対象にするものであり、コンクリート版に適用しても、一回当たりの作業面積が小さく非効率であり、また、コンクリート版の特徴を生せない。

本発明は上記課題を解決するものであり、縦溝の有する諸機能を発揮しうるコンクリート版を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、コンクリート版であって、一方向に連続する溝が複数並列に表面に設けられている。

これにより、縦溝の有する諸機能、例えば、すべり抑制性、排水性、防音性を発揮しうる。

上記発明において好ましくは、前記溝の肩は面取されている。

これにより、角かけ飛散を防止できる。また、二輪車走行の安全性が向上する。

上記発明において好ましくは、前記溝の側面は、骨材が露出した状態に形成されている。

これにより、防音性が向上する。

上記発明において好ましくは、上層と下層を含む多層により構成され、前記上層はポーラスコンクリートにより形成されており、前記溝は前記上層に対応して形成されている。

これにより、すべり抑制性、排水性、防音性が向上する。

上記発明において好ましくは、前記溝の断面は、U字状または幅より深さ方向に長い矩形状である。

これにより、防音性が向上する。

上記課題を解決する本発明は、溝と面取を有するコンクリート版の製造方法であって、型枠底面に、溝対応形状および面取対応形状を有する樹脂シートを設置し、型枠内にコンクリートを打設し、前記コンクリートを硬化させた後、脱型し、上下反転させ、前記樹脂シートを撤去する。

これにより、容易に面取できる。

上記課題を解決する本発明は、溝と面取を有するコンクリート版の製造方法であって、型枠底面に、溝対応形状を有する樹脂シートを設置し、前記面取対応箇所に遅延剤を塗布または遅延シートを敷設し、型枠内にコンクリートを打設し、前記コンクリートを硬化させた後、脱型し、上下反転させ、前記樹脂シートを撤去し、前記面取対応箇所をブラシ掛けする。

これにより、容易に面取できる。

上記課題を解決する本発明は、溝と面取を有するコンクリート版の製造方法であって、型枠底面に、溝対応形状を有する樹脂シートを設置し、型枠内にコンクリートを打設し、前記コンクリートを硬化させた後、脱型し、上下反転させ、前記樹脂シートを撤去し、前記面取対応箇所をウォータージェットまたはショットブラストにより洗い出す。

これにより、容易に面取できる。

上記課題を解決する本発明は、溝と面取を有するコンクリート版の製造方法であって、型枠底面に、溝対応形状を有し遅延剤が含浸されている樹脂シートを設置し、型枠内にコンクリートを打設し、前記コンクリートを硬化させた後、脱型し、上下反転させ、前記樹脂シートを撤去し、前記面取対応箇所の骨材を露出する。

これにより、容易に面取できる。

本発明のコンクリート版によれば、縦溝の有する諸機能を発揮しうる。すなわち、すべり抑制性、排水性、防音性等が向上する。

コンクリート舗装版の概略斜視図舗装構造（コンクリート構造体）の平面図継手装置の構造図コンクリート舗装版表面の詳細を示す断面斜視図縦溝機能に係る評価試験結果の一例縦溝機能に係る評価試験結果に基づく分類変形例に係る断面斜視図

〜基本構成〜
図１はコンクリート舗装版１の概略斜視図である。コンクリート舗装版１は、例えば、横幅が約１７５０ミリ、縦幅が５０００ミリ、厚さ１８０ミリの平板である。自動車等の通行を可能にする一般道路に適用できるように、２０〜５０Ｎ(ニュートン)／ｃｍ２の強度を有する。剛性を高めるため、鉄筋が挿入されている。プレストレスを与えておいてもよい。

コンクリート舗装版１の辺部には、継手用受金具２が埋設されている。継手用受金具２は平面視Ｃ字形状に開口された溝穴を有する。溝穴下部には、ボルト螺着部が設けられている。また、背面部にはロッド状のアンカが延設されている。

図２は、舗装構造（コンクリート構造体）１０の平面図である。路盤を設け、路盤上に、コンクリート舗装版１を平面状に複数枚敷き並べ、隣り合うコンクリート舗装版１、１を、所定幅の目地間隔を保ちながら、継手装置で連結することにより、舗装構造が形成される。継手装置としては、例えば図示したようなコッター式継手を使用する。

図３は継手装置の構造図である。コンクリート舗装版１，１が配設された状態にて、継手用受金具２，２が対向する。継手用受金具２，２には穴が形成され、この穴に連結金具３が配設される。連結金具３にはボルト孔が開穿されている。ボルト孔にボルトを挿通し、ボルト螺着部に螺合させる。これにより、隣り合うコンクリート舗装版１、１同士が確実かつ強固に連結される。さらに、継手用受金具２に相当する開口には蓋４を装着して被蔽する。

〜縦溝とその効果〜
図４は、コンクリート舗装版１表面の詳細を示す断面斜視図である。なお、図１〜４は、道路進行方向に対する縦溝を示しているが、横溝でも良い。また、縦溝は舗装版長手方向に延びているが、舗装短手方向に延びていてもよい。

コンクリート舗装版１表面には、縦方向に連続する溝６が複数並列に設けられている。縦溝６の数、寸法、断面形状については後述する。縦溝６，６間には平坦部７が形成される。

コンクリート舗装版１が連結され、舗装構造１０が形成されるとき、相対向する縦溝６，６が連続している。本実施形態では、継手装置により精度よく所定位置にてコンクリート舗装版同士が連結されるため、縦溝６，６も精度よく連続する。

これにより、舗装構造１０は、縦溝の有する諸機能を発揮しうる。すなわち、縦溝６は走行する車の横滑りを抑制する。また、平坦部７にある水は縦溝６に導かれる。これにより、排水を促進し、早く路面を乾燥させ、雨天時のスリップを防止する。さらに、走行する車のタイヤと路面との間に発生する摩擦音を吸収する。すなわち、すべり抑制性、排水性、防音性等が向上する。

なお、コンクリート舗装はアスファルト舗装に比べて防音性の点で不利と言われている。したがって、防音性向上は特に重要となる。

〜面取とその効果〜
本実施形態では、縦溝６の肩は面取されている。例えば、Ｒ状８が形成されている（丸面取）。平面取でもよい。

ところで、切削工法を採用する場合、切削時に面取を形成することは困難である。面取がない場合、以下の様な不具合が想定される。

上述の通り縦溝は走行する車の横滑りを抑制する一方、走行する二輪車を不安定にするおそれもある。特に、面取がなく、肩が直角の場合、二輪車のタイヤが傾いて肩に当接された状態になると、タイヤは線接触となる。

また、直角な肩は角欠けしやすい。角欠け小片が道路に飛散すると、事故の遠因となる可能性もある。

面取８により、二輪車のタイヤが傾いて肩に当接する場合でも、接触面積が大きくなり、安定性および安全性が向上する。

また、面取８により、角欠けもなく、小片が飛散することもなく、この点でも安全性が向上する。

なお、本願発明者は、面取りの有無がすべり抵抗等の縦溝機能に影響しないことを、試験施工を繰り返すことにより、確認している。これにより、面取を採用可能になった。

本実施形態はコンクリート舗装版１に係るものであり、施工上の制約を受けることなく、すなわち、切削方法でなく、容易に縦溝６を形成することができる。したがって、縦溝形成の際、面取８を容易に形成できる（下記製造に係る記載にて詳述）。

なお、上述のとおり、本実施形態では、縦溝の連続性に優れている。面取８においても連続性を確保できる。

〜骨材露出とその効果〜
平坦部７において、モルタル成分を飛ばして、骨材９を露出した状態としてもよい。

骨材露出（粗面仕上げ）により、すべり抵抗性が向上する。また、平坦部７においても排水性を有する。

面取８において、モルタル成分を飛ばして、骨材９を露出した状態としてもよい。

骨材のサイズは規定範囲にあり、骨材はある程度均等に配置されているが、バラツキを有する。これにより、特定の周波数の摩擦音が発生することはなく、摩擦音の周波数もバラつく。その結果、摩擦音が干渉しあうことが期待される。すなわち、防音性が向上する。

また、完全な直線に比べ、骨材露出による凹凸によりタイヤとの食い込みが増え、更に、すべり抑制性が向上する。

縦溝６（特に側面）において、モルタル成分を飛ばして、骨材９を露出した状態としてもよい。

摩擦音が、縦溝６内の骨材９により乱反射され、縦溝６内にて拡散され、減衰することが期待される。すなわち、防音性が向上する。

粗面仕上げにより、縦溝６は寒冷地域において、更なる効果向上を期待できる。車走行時にタイヤとの接触により路面に張り付いている氷の摩耗を促進させるブラックアイスバーン磨耗促進効果が向上する。また、排水機能により表面の浮き水が少ないため、氷が発生しにくい。他にも、骨材９が障害となって凍結防止剤の流出を抑制する結果、融雪効果が持続する。縦溝６側面の表面積が増加する結果、蓄熱効果が向上し、積雪防止効果および融雪効果も向上する。

なお、平坦部７、面取８、縦溝６において、容易に粗面仕上げとすることができる（下記製造に係る記載にて詳述）。

また、骨材の最大粒径と防音性についても検討した。最大粒径４０ｍｍ、２０ｍｍ、１３ｍｍの３つを比較したところ、最大粒径が小さくなるほど防音性が向上する傾向がみられた。したがって、強度等の他の要因を満たす限り、粒径が小さい方が好ましい。

〜縦溝の数・寸法・断面形状についての検討〜
本願発明者は、縦溝機能を評価するにあたり、ゴム板転倒試験法による騒音値測定試験、ＤＦＴによるすべり抵抗試験、路面排水量の確認のための現場透水試験、レーザービーム走査を用いた表面形状測定としてＣＴＭによるきめ深さ測定試験等を行った。

図５は、縦溝機能に係る評価試験結果の一例である。これにより、おおよそ以下の傾向があることがわかる。

縦溝の断面積が大きい程、防音効果が高い。さらに、幅方向より深さ方向の方が、防音効果向上に寄与する。U字状や幅より深さ方向に長い矩形状において防効果が高い。

すべり抵抗（すべり抑制）は溝幅に比例して増加する。幅３ｍｍではあまり効果がなく、幅６ｍｍ以上が好ましい。

縦溝の断面積が大きい程、排水性が高い。ただし、断面積３０ｍｍ^２程度あれば、現場透水試験器の測定上限値（キャリブレーション値）が確保できることが確認された。また、断面積２０ｍｍ^２程度あれば、排水性舗装と同等に排水性を確保できる。

図６は、上記縦溝機能に係る評価試験の結果に基づいて、すべり抑制性、排水性、防音性の観点から、最適（〇）、適用可（△）、不適（×）に分類したものである。これによれば、縦溝幅は６〜１０ｍｍ程度、縦溝深さは６〜１０ｍｍ程度、縦溝間隔は２０〜６０ｍｍ程度が好ましい。

なお、自動車のタイヤ幅を２００ｍｍとし、縦溝６間隔４０ｍｍとすると、タイヤ幅方向に４〜５本の縦溝６が当接される。一方で、タイヤにも周方向に溝が設けられ、タイヤ溝は４〜５本あることが多い。タイヤ表面が縦溝６に当接し、タイヤ溝が平坦部７に当接すれば、高いすべり抑制効果が期待できる。

〜コンクリート舗装版の製造方法〜
まず、型枠を設置する。その際、型枠底面に、縦溝６対応形状を有する樹脂シートを設置する。

型枠所定の位置に、鉄筋や継手用受金具２を設置する。さらに、型枠内にコンクリートを打設する。

コンクリートを硬化させた後、脱型し、上下反転させる。コンクリート舗装版１表面にある樹脂シートを撤去する。

樹脂シートの形状に対応して、縦溝６が形成される。

本実施形態の舗装構造１０は、コンクリート舗装版１を用いることにより、切削方法を用いずに、容易に縦溝６を形成することができる。

さらに、本実施形態のコンクリート舗装版１は、縦溝６の肩は面取されている。面取方法は、以下のように複数考えられる。

樹脂シートでは複雑な加工も容易である。樹脂シートを面取８に対応する形状に加工する。コンクリート舗装版１表面にある樹脂シートを撤去すると、縦溝６および面取８が形成される。

ところで、コンクリート舗装版１表面は、粗面仕上げ（骨材露出）されていることが好ましい。このとき、樹脂シートに遅延剤を塗布または遅延シートを敷設しておく。遅延シートとは遅延剤を含浸させたシートである。コンクリート舗装版１形成後、コンクリート舗装版１表面をブラシ掛けする。遅延剤と接触している箇所のモルタル成分が飛ばされ、骨材が露出する。このとき、平坦部７だけでなく、面取８、縦溝６においても骨材が露出する。とくに、直角な肩は角欠けしやすく、遅延剤と洗い出しにより、面取８が形成される。

または、コンクリート舗装版１形成後、コンクリート舗装版１表面をウォータージェットまたはショットブラストにより洗い出してもよい。表面のモルタル成分が飛ばされ、骨材が露出する。このとき、平坦部７だけでなく、面取８、縦溝６においても骨材が露出する。とくに、直角な肩は角欠けしやすく、ウォータージェットまたはショットブラストにより、面取８が形成される。

なお、樹脂シート加工および遅延剤塗付（または遅延シート敷設）、ウォータージェットまたはショットブラストによる洗い出しなどを組み合わせて、面取８を形成してもよい。

さらに、遅延剤が含浸されている樹脂シートを用いて、縦溝６および面取８を形成すれば、遅延剤塗布等の工程を省略できる。これにより、より容易に面取８、縦溝６においても骨材を露出することができる。

切削方法を用いた場合、さらに、面取や粗面仕上げを行なうことは、手間となり、施工困難である。とくに、U字状断面に切断することは困難である。本実施形態では、容易に縦溝６を形成することができ、容易に粗面仕上げとすることができる。

切削方法を用いた場合、骨材が切断され、強度が低下するおそれがある。たとえば、骨材の一部が縦溝壁面から剥離し、骨材飛散のおそれがある。本実施形態では、骨材が切断されることがなく、充分な強度を確保できる。

切削方法を用いた場合、専用の切削機械が必要であり、粉塵処理工程が必要となり、この点でも、施工費用と施工期間に係る課題がある。本実施形態では、切削方法を用いないため、施工期間が短く施工費用が安くなる。

〜変形例〜
本願発明を、防水機能を有する下層２１と排水機能を有する上層２２とからなるコンクリート舗装に適用しても良い。図７は変形例にかかる断面斜視図である。

下層２１は本実施形態と同様なコンクリートである。上層２２はいわゆるポーラスコンクリートと呼ばれるコンクリートである。それぞれの配合例を図７に示す。

上層厚はコンクリート舗装版厚の１０〜３０％程度であることが好ましい。図示の例では、１７％（＝３０ｍｍ／１８０ｍｍ）である。

下層２１は、通常のコンクリート同様、セメントペースト細骨材と粗骨材とを含み、空隙はほぼ無く、防水機能を発揮する。

上層２２は、細骨材量を減らしたり、粗骨材の最大粒径を大きくする等によって、連続した空隙を多く含む。これにより排水機能を発揮する。

上層２２は、排水性だけでなく、すべり抑制性および防音性に優れている。

縦溝６は、上層２２に対応して形成される。両者の相互作用により、さらに、すべり抑制性、排水性、防音性等が向上する。

変形例においても、粗面仕上げ（骨材露出）されていることが好ましい。

１コンクリート舗装版
２継手用受金具
３連結金具
４蓋
６縦溝
７平坦部
８面取
９骨材
１０舗装構造
２１下層
２２上層

Claims

一方向に連続する溝が複数並列に表面に設けられ、
前記溝の幅は６〜１０ｍｍ、前記溝の深さは６〜１０ｍｍ、前記溝の間隔は２０〜６０ｍｍであり、
前記溝の側面は、骨材が露出して凹凸状態に形成されている
ことを特徴とする自動車道路用コンクリート舗装版。
前記溝の肩は面取されている
ことを特徴とする請求項１記載の自動車道路用コンクリート舗装版。
上層と下層を含む多層により構成され、
前記上層はポーラスコンクリートにより形成されており、
前記溝は前記上層に対応して形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の自動車道路用コンクリート舗装版。
前記溝の断面は、U字状または幅より深さ方向に長い矩形状である
ことを特徴とする請求項１〜３記載の自動車道路用コンクリート舗装版。
型枠底面に、溝対応形状を有する樹脂シートを設置し、
前記面取対応箇所および前記側面に遅延剤を塗布または遅延シートを敷設し、
型枠内にコンクリートを打設し、
前記コンクリートを硬化させた後、脱型し、上下反転させ、
前記樹脂シートを撤去し、
前記面取対応箇所および前記側面をブラシ掛けし、骨材が露出した凹凸状態に形成する
ことを特徴とする請求項２記載の自動車道路用コンクリート舗装版の製造方法。
型枠底面に、溝対応形状を有する樹脂シートを設置し、
型枠内にコンクリートを打設し、
前記コンクリートを硬化させた後、脱型し、上下反転させ、
前記樹脂シートを撤去し、
前記面取対応箇所および前記側面をウォータージェットまたはショットブラストにより洗い出し、骨材が露出した凹凸状態に形成する
ことを特徴とする請求項２記載の自動車道路用コンクリート舗装版の製造方法。