JP4130596B2

JP4130596B2 - Road surface temperature rise control pavement

Info

Publication number: JP4130596B2
Application number: JP2003045542A
Authority: JP
Inventors: 高義羽山; 敏行勝; 秀俊泉; 誠彦那須
Original assignee: 株式会社Ｎｉｐｐｏコーポレーション
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2023-02-24
Also published as: JP2004257002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路面温度の上昇を抑制する機能を有する舗装体（以下路面温度上昇抑制舗装体という）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルト舗装体に代表される表面が黒色乃至灰色の舗装体は、一般的に太陽光の日射エネルギーを吸収しやすいこと、自然地盤と比較すると気化熱による熱の放出が発生しにくいことなどから路面温度が高くなりやすく、都市部においては夏期に６０℃程度に達することもある。近年、このようなヒートアイランド現象を含めた都市環境あるいは歩行者に対する歩道空間の熱環境を改善する対策として、路面温度の上昇を抑制する機能を有する舗装体の開発が望まれている。そして、このような社会的要求に応えて、路面温度の上昇を抑制するための様々な方法が考えられてきた。
【０００３】
従来、開粒度アスファルト混合物の空隙に各種機能性材料を含むバインダを注
入固化させた舗装体に関する技術が知られており、【特許文献１】に記載された発明が本出願人により特許出願され特許として登録されている。
【０００４】
【特許文献１】における機能性材料として例えば水を保持する機能を有するグラウトを用いたものは、水が蒸発するときの気化熱を利用して路面温度の上昇を抑制することができ、ヒートアイランド現象を緩和する機能を有する舗装として注目されている。このような保水性舗装に関する先行技術文献情報としては、例えば【特許文献２】がある。
【０００５】
【特許文献２】には、路面温度の上昇抑制機能を備える舗装体の有孔表層について記述されている。この有孔表層は、透水性アスファルト混合物、透水性セメントコンクリート、透水性セメントモルタル、透水性石油樹脂混合物、これらの材料を用いた多孔質成形ブロック等からなり、シルト系充填材（グラウト）を有孔表層中の空隙に充填することにより路面温度の上昇抑制を図っている。
【０００６】
このほかにも、表層材料として天然土等を使用した土系舗装、開粒度アスファルト混合物の空隙に砂やシルトを充填した舗装体等が、保水機能を有するものとして知られている。
【特許文献１】
特許第２８９９８７４号公報
【特許文献２】
特許第３１５６１５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来優れた保水性舗装として知られている充填材がセメントなどのグラウトのみからなる舗装体は、グラウト自体の保水容量が小さく水の移動（浸潤）速度も遅い。そのため、降雨量が少ない時期になると舗装体の空隙に保持される水分量が不足して、路面温度の上昇を抑制する機能を十分に発揮することができなくなるという問題があった。また、降雨があった場合でも舗装体中に浸潤する水は少量で、大部分の水は表面排水により側溝等へ流出してしまう。その結果、散水車等により路面に水を供給する必要が生じ、大変な労力と費用がかかっていた。
【０００８】
土系舗装は表層材料として天然土等を使用した一種の保水性舗装であり、グラウトのみを充填した従来の保水性舗装と比較すると保水容量が大きく水の浸潤速度も大きい。しかし、土の乾燥により粉塵が発生したり、降雨等により土が泥濘化したり流失したりするという問題があった。
【０００９】
開粒度アスファルト混合物の空隙に砂やシルトを充填した舗装体も、グラウトのみを充填した従来の保水性舗装と比較すると保水容量が大きく水の浸潤速度も大きいが、降雨等による砂やシルトの流失、通行車両による砂やシルトの飛散という問題があった。
【００１０】
本発明の第一の目的は、グラウトのみを充填した従来の保水性舗装と比較して、舗装体の保水容量と水の浸潤速度を大きくすることにより、降雨水等を吸収しやすくするとともに、継続的に路面温度の上昇を抑制することができる舗装体（以下路面温度上昇抑制舗装体と称する）を提供することにある。本発明の第二の目的は、土系舗装における土の乾燥による粉塵発生、降雨等による土の泥濘化または流失といった問題が発生しない路面温度上昇抑制舗装体を提供することにある。本発明の第三の目的は、砂やシルトを充填した舗装体における降雨等による砂の流失や通行車両による砂の飛散といった問題が発生しない路面温度上昇抑制舗装体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意研究を進めた結果、高い保水容量と液体湿潤速度をもち、泥濘化や流出の恐れもなく、路面温度の上昇を顕著に抑制する機能を有する舗装体の開発に成功した。
【００１２】
本発明は、１０％以上の空隙率を有する舗装体の空隙に、はじめに粒状物を注入し、その後に自硬性を有するグラウトを注入して硬化させて舗装体中の液体の浸潤性を高めたことを特徴とする路面温度上昇抑制舗装体である。
【００１３】
本明細書において、空隙とは母体となる舗装体を構成する部分のうち骨材やバインダを除いた空間部分をいい、間隙とはこの空隙に注入した粒状物、グラウトの硬化体または混合部以外の空間部分をいう。そして、この間隙には空気が存在する。
【００１４】
本発明の舗装体は空隙を有する開粒度の舗装体であることを要し、通常アスファルト混合物、セメントコンクリート、樹脂コンクリート等からなる空隙率１０％以上のものが用いられる。空隙率の上限は舗装体に要求される耐久性等により異なるが、通常は３０％程度までである。特に、開粒度アスファルト混合物からなる舗装体が好ましい。
【００１５】
本発明の粒状物の粒径は、舗装体の表面空隙から注入可能な大きさであれば特に制限はないが、注入後の粒状物の空隙中における分布状態等を考慮すれば２．５ｍｍ以下であることが好ましく、そのうちでも特に１ｍｍ以下であることが好ましい。粒状物の粒径が２．５ｍｍ以上であると粒状物を下部空隙まで注入することが困難となり、未充填の下部空隙が後から注入する比較的透水性の低いグラウトで満たされることにより舗装体の浸潤性が損なわれてしまう。本発明の粒状物としては無機粒子を用いることができ、その典型例は砂である。本発明で用いる砂としては、川砂、山砂、海砂等の天然砂、岩石や玉石を破砕して製造した人工砂、そのほかにスクリーニングス、珪砂、高炉水砕スラグ、クリンカーアッシュ等がある。本発明で用いる砂以外の無機粒子の例としてはガラスビーズ、セラミック粒子、多孔質粒子等がある。本発明の粒状物としては有機粒子を用いることもでき、例えば硬化したプラスチック粉や硬質木材の木粉等がある。
【００１６】
本発明で用いるグラウトは、その硬化体が全体として吸水性、浸潤性および保水性を有するセメントを必須成分とする水性スラリー（以下、「保水性グラウト材」ということがある。）である。また、グラウトの構成成分として吸水性、浸潤性、保水性のうち１つ以上の性質を有する物質（以下、「機能性物質」という。）を加えることにより、前記グラウトの硬化体の吸水性、浸潤性および／または保水性を向上させることができる。このような機能性物質としては、各種の繊維、界面活性剤、高吸水性ポリマー等がある。これらの機能性物質の添加量は特に制限はないが、通常グラウトに対する重量比で０．０１〜２０％程度存在させることが好ましい。
【００１７】
本発明の舗装体の施工方法は、１０％以上の空隙率を有する舗装体の空隙に、はじめに粒状物を注入し、その後で自硬性を有するグラウトを注入して硬化させることを特徴とする。粒状物の注入方法は特に限定されないが、例えば舗装体の表面空隙から粒状物を注入し、必要に応じて舗装体に振動を与えたり舗装体の表面に散水を行ったりする方法がある。次いでグラウトを注入して硬化させる。グラウトの注入・硬化は、通常はじめに注入した粒状物どうしによって形成された間隙に後から注入したグラウトが侵入して硬化した部分即ち混合部分（Ｃ）が存在するように行なわれる。この混合部分（Ｃ）以外の部分が存在する場合、それらは粒状物のみからなる部分（Ｂ）および／またはグラウトの硬化体のみからなる部分（Ｄ）ということになる。尚、これら以外の部分には空気からなる部分（Ａ）が存在することになる。これらの部分を水の浸潤性が高い順に並べると、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄとなる。したがって、部分Ａ、Ｂ、Ｃまたはこれらを組み合わせた部分を空隙に存在させた舗装体は、部分Ｄのみを空隙に存在させた舗装体よりも水の浸潤速度が大きい。
【００１８】
部分Ａ、Ｂ、Ｃまたはこれらを組み合わせた部分と共に部分Ｄが空隙に存在する場合であっても、空隙に存在する部分Ｄが薄ければ水が通過するのにそれほど時間はかからないので、舗装全体としては部分Ｄのみが空隙に存在する舗装体よりも水の浸潤速度は大きくなる。また、水はより浸潤しやすい部分を通って浸潤していくので、部分Ｄの近傍に部分Ａ、Ｂ、Ｃまたはこれらを組み合わせた部分があれば、水はそちらを通って浸潤していく。
【００１９】
さらに、部分Ｄが空隙中に占める割合が大きい場合であっても、部分Ａ、Ｂ、Ｃまたはこれらを組み合わせた部分が舗装体の下部から上部まで連続して存在する箇所があれば、水はそのような箇所を通って浸潤する。
【００２０】
このようにして、本発明の舗装体において水は任意の方向に浸透することができる。このため、水平方向と垂直方向にバランスよく浸潤し、水の移動を速くかつ均一に行うことができる。
【００２１】
ところで、本発明における混合部分（Ｃ）、粒状物のみからなる部分（Ｂ）およびグラウトの硬化体のみからなる部分（Ｄ）が本発明の舗装体の空隙中に占める体積比は、舗装体を厚さ方向に３等分してそれぞれ上から順に上部、中間部、下部とした場合、通常より広くは以下の範囲であればよい。
（１）上部空隙：Ｃが０〜１００％、Ｂが０〜４０％、Ｄが０〜１００％
（２）中間部空隙：Ｃが２０〜１００％、Ｂが０〜７０％、Ｄが０〜７０％
（３）下部空隙：Ｃが０〜１００％、Ｂが０〜１００％、Ｄが０〜４０％
また、より好ましい範囲は以下のとおりである。
（１）上部空隙：Ｃが２０〜４０％、Ｂが０〜２０％、Ｄが４０〜８０％
（２）中間部空隙：Ｃが２０〜４０％、Ｂが２０〜５０％、Ｄが２０〜５０％
（３）下部空隙：Ｃが２０〜４０％、Ｂが４０〜８０％、Ｄが０〜２０％
【００２２】
本発明の舗装体は、グラウトのみを充填した保水性舗装と比較して保水容量と水の浸潤速度を大きくすることにより、降雨量が少ない時期等においても舗装体の空隙に十分な水を容易に供給することができ、それにより継続的に路面温度の上昇を抑制することができるが、この場合の水の供給は適宜の手段で行うことができる。
【００２３】
その一例は、前記舗装体の一部に透水型給水管を埋設する方法であり、透水型給水管に通水することにより水が隙間から管外へ流出して舗装体に供給される。舗装体に供給された水は、部分Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを浸透して舗装全体に広がり、各々の部分に保持され、この水が舗装体の表面から空気中へ蒸発するときに気化熱を奪うことにより路面温度の上昇抑制に寄与する。ここで、透水型給水管とは管に設けられた開口部や隙間を介して管内の水が管外へ浸潤可能なものであり、例えば有孔管やスパイラルパイプ等がある。
【００２４】
【実施例】
〔舗装体の浸潤試験〕
本発明の舗装体の浸潤性を確認するために、以下に示す浸潤試験を行った。ここで浸潤試験とは、開粒度アスファルト混合物１からなる舗装体に埋設した透水型給水管４に水を供給し、透水型給水管４の隙間から管外へ流出した水が舗装体中を浸潤する速度（浸潤速度）を測定するものである。
（１）試験舗装体
試験舗装体の断面構成を図１に示す。粒状路盤３上に密粒度アスファルト混合物２（厚さ：５ｃｍ）を舗設して、その上に開粒度アスファルト混合物１（厚さ：５ｃｍ、空隙率：２０％）を舗設した。試験舗装体の幅員は３ｍ、延長は１０ｍで、横断勾配は２％（図１で左から右への下り勾配）である。開粒度アスファルト混合物１の端部（図１の左端部）には透水型給水管４が試験舗装体の延長方向と平行に埋設されており、透水型給水管４の一端部は図示しない給水タンクに接続されている。そして、前記給水タンクから透水型給水管４へ供給された水は透水型給水管４の隙間から管外へ流出して、混合部分、粒状物のみからなる部分、グラウトの硬化体のみからなる部分、空気からなる部分へ浸透する。
（２）工区割り
本試験では試験舗装体を延長方向にＡ〜Ｃの３工区に分割し、表１に示すように各工区の表層に注入する材料を変えて開粒度アスファルト混合物１を浸潤する水の浸潤速度を測定した。各工区の延長はＡ工区を５ｍ、Ｂ、Ｃ工区を２．５ｍとした。また、本試験で使用する保水性グラウト材の配合は、重量比でセメント３９．７％、水５９．５％、高吸水性ポリマー０．３％、繊維０．５％とした。
【００２５】
【表１】

【００２６】
（３）測定方法および測定結果
前記給水タンクから透水型給水管４へ水を供給し、各工区について経過時間ごとの水の浸潤距離を測定した。ここで、経過時間とは給水タンクから透水型給水管４への水の供給開始時刻からの経過時間であり、浸潤距離とは開粒度アスファルト混合物１の表面まで水が浸潤した箇所のうち透水型給水管４から概ね連続的に表面が浸潤している位置までの距離である。図３に本試験の測定結果を示す。（４）試験舗装体の観察
浸潤試験終了後、Ｂ工区およびＣ工区の開粒度アスファルト混合物１を切断してその断面を観察したところ、図２のように混合部分、粒状物のみからなる部分、グラウトの硬化体のみからなる部分、空気からなる部分が混在していた。Ｂ工区の開粒度アスファルト混合物１の断面を観察すると、下部空隙に主としてガラスビーズが存在し、上部空隙に主として保水性グラウト材が存在していた。また、下部空隙と上部空隙との中間部の空隙には主として混合部分が存在していた。
【００２７】
Ｃ工区の開粒度アスファルト混合物１の断面を観察すると、混合部分、粒状物のみからなる部分（８号珪砂）およびグラウトの硬化体のみからなる部分はＢ工区以上に分散していた。特に、混合部分は空隙の下部から上部にわたって存在し、上部にある空隙ほど混合部分に含まれるセメントの割合が多く、下部にある空隙ほど混合部分に含まれるセメントの割合が少なくなっていた。上部にある混合部分は十分に硬化していたが、下部にある混合部分は硬化による結合が弱くナイフ等で容易に剥がすことができるほど脆い状態であった。
Ｂ工区およびＣ工区において、開粒度アスファルト混合物１の空隙中に占める混合部分、粒状物のみからなる部分およびグラウトの硬化体のみからなる部分の構成比は、図４のようであると推定される。
【００２８】
（５）結果の分析
浸潤試験の結果より、以下のことが分かる。
▲１▼ Ｂ工区（ガラスビーズ）およびＣ工区（８号珪砂）の舗装体は、Ａ工区（保水性グラウト材のみ）の舗装体と比較して浸潤速度が速かった。特に、経過時間２時間におけるＣ工区の舗装体とＡ工区の舗装体とを比較すると、Ｃ工区の舗装体の方がＡ工区の舗装体よりも浸潤速度が１０倍以上速かった。
▲２▼ Ｂ工区の舗装体とＣ工区の舗装体とを比較すると、Ｃ工区の舗装体の方がＢ工区の舗装体よりも浸潤速度が速かった。舗装体の断面を比較すると、Ｂ工区の舗装体は、下部空隙が主としてガラスビーズで占められ上部空隙が主として保水性グラウト材で占められていた。これは、ガラスビーズの形状がほぼ球形であることにより、ガラスビーズが下部まで注入されやすかったためと思われる。また、下部空隙と上部空隙との中間部の空隙には混合部分が存在していた。一方、Ｃ工区の舗装体は、混合部分が空隙の下部から上部にわたって存在していた。これは、８号珪砂の形状が稜角に富んでいることにより、空隙の途中に留まるものが多かったためと思われる。
【００２９】
以上より、Ｂ工区の舗装体では上部空隙が主として透水性の低い保水性グラウト材で占められているために、舗装体の浸潤速度が遅くなったものと推定される。一方、Ｃ工区の舗装体では透水性の高い８号珪砂を含む部分が舗装体の下部から上部まで連続して存在する状態が多く生じたために、舗装体の浸潤速度が速くなったものと推定される。
【００３０】
〔浸潤速度試験〕
前記浸潤試験において比較的浸潤速度が速かったＢ工区およびＣ工区の舗装体について、舗装体の空隙に注入する粒状物の量と舗装体中を浸潤する水の浸潤速度との関係を確認するために、以下に示す浸潤速度試験を行った。
（１）試験舗装体
試験舗装体の断面構成は図１に示すとおりで、前記浸潤試験と同様である。試験舗装体の幅員は３ｍ、延長は６ｍで、横断勾配は２％（図１で左から右への下り勾配）である。開粒度アスファルト混合物１の端部（図１の左端部）には透水型給水管４が試験舗装体の延長方向と平行に埋設されており、透水型給水管４の一端部は図示しない給水タンクに接続されている。そして、前記給水タンクから透水型給水管４へ供給された水は透水型給水管４の隙間から管外へ流出して、混合部分、粒状物のみからなる部分、グラウトの硬化体のみからなる部分、空気からなる部分へ浸透する。
（２）工区割り
本試験では試験舗装体を延長方向にＢ１〜Ｂ３およびＣ１〜Ｃ３の６工区に分割し、表２に示すように各工区の表層に注入する材料の種類と量を変えて開粒度アスファルト混合物１中の水の浸潤速度を測定した。各工区の延長は１ｍとし、他工区からの水の浸潤を防ぐために各工区の境界にカッターで溝を設け注入目地材を注入した。また、本試験で使用する保水性グラウト材の配合は、重量比でセメント３９．７％、水５９．５％、高吸水性ポリマー０．３％、繊維０．５％とした。
【００３１】
【表２】

【００３２】
（３）測定方法および測定結果
各舗装体の空隙へ粒状物を注入した後に保水性グラウト材を注入し、保水性グラウト材の硬化後に前記給水タンクから透水型給水管４へ水を供給し、各工区について経過時間ごとの水の浸潤距離を測定した。
【００３３】
各舗装体の空隙に占める粒状物の体積比は、Ｂ１〜Ｂ３工区（ガラスビーズ）が２０％、４０％、６０％、Ｃ１〜Ｃ３工区（８号珪砂）が１０％、２０％、３０％とした。なお、粒状物を注入できる限界の体積比はガラスビーズについては約８０％、８号珪砂については約３５％であった。そして、この状態では保水性グラウト材の注入はほとんど行うことができなかった。
（４）試験結果および分析
図５は本試験の測定結果である。比較のため、前記浸潤試験において試験対象とした保水性グラウト材のみを注入した舗装体（Ａ工区）についてもその測定結果を示した。試験結果より、ガラスビーズおよび８号珪砂はともに空隙に占める粒状物の体積比が大きくなるほど浸潤速度が速くなり、ガラスビーズについては体積比６０％、８号珪砂については体積比３０％の場合が最も速いということが分かる。したがって、舗装体の空隙に占める粒状物の体積比を大きくすることにより、水の浸潤速度がより大きな舗装体を得ることができる。これは、透水性の高い混合部分、粒状物のみからなる部分、空気からなる部分が舗装体の下部から上部まで連続して存在する状態がより多く生じるためであると推定される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の舗装体によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）舗装体の空隙に、はじめに粒状物を注入しその後で自硬性を有するグラウトを注入して硬化させることにより、グラウトのみを充填した従来の保水性舗装と比較して舗装体の保水容量と水の浸潤速度を大きくすることができ、降雨水等を吸水しやすくなる。
（２）土系舗装では土の乾燥による粉塵発生や降雨による土の泥濘化または流失という問題が発生するが、本発明の舗装体は、はじめに粒状物を注入しその後で自硬性を有するグラウトを注入して硬化させたものなのでそのような問題が発生する恐れがない。
（３）開粒度アスファルト混合物の空隙に砂やシルトを充填した舗装体では砂やシルトの流失や飛散という問題が発生するが、本発明の舗装体は、はじめに粒状物を注入しその後で自硬性を有するグラウトを注入して硬化させたものなのでそのような問題が発生する恐れがない。
【００３５】
また、本発明の舗装体において透水型給水管を用いた場合は、さらに以下に示す効果が得られる。
（１）透水型給水管から常時水を補給することができ、降雨等の影響を受けることなく継続的に水を供給することができる。
（２）表面散水ではないので、浮き水による水しぶきの発生がなく走行車両の視認性や走行性を確保することができる。
（３）透水型給水管への給水圧を調整することにより水の過剰供給を抑制し、水資源を有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における舗装体の断面図。
【図２】本発明の実施例における湿潤試験後の舗装体断面図。
【図３】本発明の実施例における湿潤試験の測定結果。
【図４】本発明の実施例における湿潤試験後の舗装体空隙中に占める保水性グラウト材と粒状物との構成比を表した図。
【図５】本発明の実施例における浸潤速度試験の測定結果。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pavement having a function of suppressing an increase in road surface temperature (hereinafter referred to as a road surface temperature increase suppression pavement).
[0002]
[Prior art]
A pavement with a black or gray surface, such as an asphalt pavement, generally absorbs solar radiation energy and is less likely to generate heat due to vaporization heat compared to natural ground. The temperature tends to rise, and in urban areas, it can reach about 60 ° C in summer. In recent years, as a measure for improving the urban environment including such a heat island phenomenon or the thermal environment of a sidewalk space for pedestrians, development of a pavement having a function of suppressing an increase in road surface temperature is desired. In response to such social demands, various methods have been considered for suppressing an increase in road surface temperature.
[0003]
Conventionally, a technique related to a pavement in which a binder containing various functional materials is injected and solidified in the voids of an open-graded asphalt mixture is known, and the invention described in [Patent Document 1] has been filed as a patent by the present applicant. It is registered as.
[0004]
As a functional material in Patent Document 1, for example, a grout having a function of holding water can suppress an increase in road surface temperature by using heat of vaporization when water evaporates, and a heat island phenomenon. It has been attracting attention as a pavement that has a function to relieve. As prior art document information regarding such a water-retaining pavement, for example, there is [Patent Document 2].
[0005]
Patent Document 2 describes a perforated surface layer of a pavement having a function of suppressing an increase in road surface temperature. This perforated surface layer is composed of water permeable asphalt mixture, water permeable cement concrete, water permeable cement mortar, water permeable petroleum resin mixture, porous molding block using these materials, etc., and has silt type filler (grout). The rise in the road surface temperature is suppressed by filling the voids in the hole surface layer.
[0006]
In addition, soil-based pavement using natural soil or the like as a surface layer material, and a pavement in which voids of an open-graded asphalt mixture are filled with sand or silt are known as having a water retention function.
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2899874 [Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3156151 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, a pavement made of only a grout such as cement, which is known as an excellent water-retaining pavement, has a small water retention capacity and a low water movement (infiltration) speed. For this reason, when the amount of rainfall is low, there is a problem that the amount of moisture retained in the gaps in the pavement is insufficient, and the function of suppressing the increase in road surface temperature cannot be fully exhibited. In addition, even when there is rainfall, a small amount of water infiltrates into the pavement, and most of the water flows out to the side grooves by surface drainage. As a result, it has become necessary to supply water to the road surface with a watering wheel, and so much labor and cost have been required.
[0008]
Soil-based pavement is a kind of water-retaining pavement that uses natural soil or the like as a surface layer material, and has a larger water retention capacity and higher water infiltration rate than a conventional water-retaining pavement filled only with grout. However, there has been a problem that dust is generated due to drying of the soil, or that the soil is mudded or washed away due to rain or the like.
[0009]
Compared to conventional water-retaining pavements filled with sand and silt in the voids of the open-graded asphalt mixture, the water retention capacity and water infiltration rate are larger than conventional water retentive pavements filled with only grout. There was a problem that sand and silt were scattered by passing vehicles.
[0010]
The first object of the present invention is to make it easier to absorb rainwater, etc. by increasing the water retention capacity of the pavement and the water infiltration rate compared to the conventional water retention pavement filled only with grout, An object of the present invention is to provide a pavement capable of continuously suppressing an increase in road surface temperature (hereinafter referred to as a road surface temperature increase suppressing pavement). A second object of the present invention is to provide a road surface temperature rise control pavement which does not cause problems such as generation of dust due to drying of soil in soil-based pavement, soil mudification or runoff due to rain or the like. A third object of the present invention is to provide a road surface temperature rise suppressing pavement which does not cause problems such as sand loss due to rain or the like in a pavement filled with sand or silt or sand scattering by a passing vehicle.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research, the present inventors have succeeded in developing a pavement having a high water retention capacity and liquid wetting speed, having no function of muddying or spilling, and a function of remarkably suppressing an increase in road surface temperature. .
[0012]
In the present invention, a granular material is first injected into a void of a pavement having a porosity of 10% or more, and then a self-hardening grout is injected and cured to increase the infiltration of liquid in the pavement. This is a pavement that suppresses the rise in road surface temperature.
[0013]
In this specification, a void means a space portion excluding aggregate and binder in a portion constituting a pavement serving as a base, and a gap is other than a granular material, a grout cured body or a mixed portion injected into the void. The space part. And air exists in this gap.
[0014]
The pavement of the present invention is required to be a pavement having an open particle size having voids, and usually those having a porosity of 10% or more made of asphalt mixture, cement concrete, resin concrete and the like are used. The upper limit of the porosity varies depending on the durability required of the pavement, but is usually up to about 30%. In particular, a pavement made of an open particle size asphalt mixture is preferred.
[0015]
The particle size of the granular material of the present invention is not particularly limited as long as it is a size that can be injected from the surface gap of the pavement, but 2.5 mm or less considering the distribution state in the void of the granular material after injection. Of these, it is particularly preferable that the thickness is 1 mm or less. When the particle size of the granular material is 2.5 mm or more, it becomes difficult to inject the granular material to the lower space, and the unfilled lower space is filled with a relatively low-permeability grout that is injected later. The infiltrating property is impaired. As the granular material of the present invention, inorganic particles can be used, and a typical example is sand. Examples of sand used in the present invention include natural sand such as river sand, mountain sand and sea sand, artificial sand produced by crushing rocks and cobbles, screenings, silica sand, blast furnace granulated slag, clinker ash and the like. Examples of inorganic particles other than sand used in the present invention include glass beads, ceramic particles, and porous particles. Organic particles can also be used as the granular material of the present invention, such as hardened plastic powder and hard wood wood powder.
[0016]
Grout used in the present invention, the water-absorbing its hardness embodying as a whole, invasive and aqueous slurry of cement with a water retention as an essential component (hereinafter sometimes referred to as "water retention grout".). Further, by adding a substance having one or more properties of water absorption, infiltration and water retention (hereinafter referred to as “functional substance”) as a constituent of the grout, the water absorption of the hardened body of the grout, Infiltration and / or water retention can be improved. Examples of such a functional substance include various fibers, a surfactant, and a superabsorbent polymer. The amount of these functional substances to be added is not particularly limited, but it is preferable that the amount is usually 0.01 to 20% by weight with respect to the grout.
[0017]
The pavement construction method of the present invention is characterized in that a granular material is first injected into a void of a pavement having a porosity of 10% or more, and then grout having self-hardness is injected and cured. The method for injecting the granular material is not particularly limited. For example, there is a method in which the granular material is injected from the surface gap of the pavement, and the pavement is vibrated or sprinkled on the surface of the pavement as necessary. The grout is then injected and cured. Grouting is usually carried out so that a grout injected later penetrates into the gap formed by the granular materials injected first, and a hardened portion (C) exists. When there exists a part other than this mixed part (C), they are a part (B) consisting only of particulate matter and / or a part (D) consisting only of a hardened grout. In addition, the part (A) which consists of air exists in parts other than these. When these portions are arranged in order of increasing water infiltration, A>B>C> D. Therefore, the pavement in which the portions A, B, C, or a combination thereof are present in the gap has a higher water infiltration rate than the pavement in which only the portion D is present in the gap.
[0018]
Even if the portion D is present in the gap together with the portions A, B, C, or a combination thereof, it will not take much time for water to pass if the portion D present in the gap is thin. As a result, the water infiltration rate becomes larger than that of the pavement in which only the portion D exists in the gap. Further, since water infiltrates through a portion that is more easily infiltrated, if there is a portion A, B, C, or a combination of these in the vicinity of the portion D, the water infiltrates there.
[0019]
Furthermore, even if the proportion of the portion D in the gap is large, if there is a portion where the portions A, B, C, or a combination thereof are continuously present from the lower part to the upper part of the pavement, the water is Infiltrate through such sites.
[0020]
In this way, water can permeate in any direction in the paving body of the present invention. For this reason, it can infiltrate with good balance in the horizontal direction and the vertical direction, and can move water quickly and uniformly.
[0021]
By the way, the volume ratio of the mixed part (C), the part (B) consisting only of the granular material, and the part (D) consisting only of the hardened grout in the present invention in the voids of the pavement of the present invention When the upper part, middle part, and lower part are divided into three equal parts in the thickness direction in order from the top, the following ranges may be set wider than usual.
(1) Upper gap: C is 0 to 100%, B is 0 to 40%, D is 0 to 100%
(2) Intermediate gap: C is 20 to 100%, B is 0 to 70%, D is 0 to 70%
(3) Lower gap: C is 0 to 100%, B is 0 to 100%, D is 0 to 40%
Further, more preferable ranges are as follows.
(1) Upper gap: C is 20 to 40%, B is 0 to 20%, D is 40 to 80%
(2) Intermediate gap: C is 20 to 40%, B is 20 to 50%, D is 20 to 50%
(3) Lower gap: C is 20-40%, B is 40-80%, D is 0-20%
[0022]
The pavement of the present invention makes it easy to provide sufficient water for the pavement gap even during periods of low rainfall, etc., by increasing the water retention capacity and water infiltration rate compared to water-retaining pavements filled only with grout. In this case, the water can be supplied by an appropriate means.
[0023]
One example thereof is a method of embedding a permeable water supply pipe in a part of the pavement, and water flows out of the pipe through the gap and supplied to the pavement by passing through the permeable water supply pipe. The water supplied to the pavement penetrates the parts A, B, C and D and spreads throughout the pavement, and is held in each part. When this water evaporates from the surface of the pavement into the air, heat of vaporization is generated. This contributes to the suppression of road temperature rise. Here, the water-permeable type water supply pipe is one in which water in the pipe can infiltrate outside the pipe through an opening or a gap provided in the pipe, and examples thereof include a perforated pipe and a spiral pipe.
[0024]
【Example】
[Pavement infiltration test]
In order to confirm the infiltration property of the pavement of the present invention, the following infiltration test was performed. Here, the infiltration test means that water is supplied to the permeable water supply pipe 4 embedded in the pavement made of the open-graded asphalt mixture 1, and water flowing out of the pipe through the gap of the permeable water supply pipe 4 infiltrates the pavement. Measuring the speed (infiltration rate).
(1) Test pavement The cross-sectional configuration of the test pavement is shown in FIG. A dense-graded asphalt mixture 2 (thickness: 5 cm) was paved on the granular roadbed 3, and an open-graded asphalt mixture 1 (thickness: 5 cm, porosity: 20%) was paved thereon. The width of the test pavement is 3 m, the extension is 10 m, and the cross slope is 2% (down slope from left to right in FIG. 1). A permeable water supply pipe 4 is embedded in the end portion (left end portion in FIG. 1) of the open-graded asphalt mixture 1 in parallel with the extending direction of the test pavement, and one end portion of the permeable water supply pipe 4 is not shown. It is connected to the. Then, the water supplied from the water supply tank to the permeable water supply pipe 4 flows out from the gap of the permeable water supply pipe 4 to the outside of the pipe, and is a mixed portion, a portion consisting only of granular materials, and a portion consisting only of a grout hardened body. , Penetrates into the air.
(2) In the section division main test, the test pavement is divided into three sections A to C in the extending direction, and as shown in Table 1, the material injected into the surface layer of each section is changed to infiltrate the open grain size asphalt mixture 1 The water infiltration rate was measured. The length of each work area was 5 m for the A work area and 2.5 m for the B and C work areas. In addition, the water-retaining grout material used in this test was blended in a weight ratio of 39.7% cement, 59.5% water, 0.3% superabsorbent polymer, and 0.5% fiber.
[0025]
[Table 1]

[0026]
(3) Measurement method and measurement results Water was supplied from the water supply tank to the permeable water supply pipe 4, and the water infiltration distance for each elapsed time was measured for each work section. Here, the elapsed time is the elapsed time from the supply start time of water from the water supply tank to the permeable water supply pipe 4, and the infiltration distance is the permeable type among the locations where water has infiltrated to the surface of the open-graded asphalt mixture 1. This is the distance from the water supply pipe 4 to the position where the surface is infiltrated substantially continuously. FIG. 3 shows the measurement results of this test. (4) Observation of the test pavement After the completion of the infiltration test, the section B and the C-section open-graded asphalt mixture 1 were cut and the cross-section was observed. As shown in FIG. The part which consisted only of the hardening body of grout and the part which consists of air were mixed. When the cross section of the open-graded asphalt mixture 1 in the B section was observed, glass beads were mainly present in the lower space, and water-retaining grout material was mainly present in the upper space. In addition, a mixed portion mainly existed in the gap in the middle between the lower gap and the upper gap.
[0027]
When the cross section of the open-graded asphalt mixture 1 in the C section was observed, the mixed portion, the portion consisting only of the granular material (No. 8 silica sand) and the portion consisting only of the hardened grout were dispersed in the B section and higher. In particular, the mixed portion exists from the lower portion to the upper portion of the void, and the proportion of cement contained in the mixed portion is larger in the void at the upper portion, and the proportion of cement contained in the mixed portion is smaller in the void at the lower portion. The mixed portion at the top was sufficiently cured, but the mixed portion at the bottom was weak enough to be easily peeled off with a knife or the like due to weak bonding due to curing.
In the B section and the C section, the composition ratio of the mixed portion occupied in the voids of the open-graded asphalt mixture 1, the portion consisting only of the granular material, and the portion consisting only of the hardened grout is estimated as shown in FIG. 4. .
[0028]
(5) Analysis of results From the results of the infiltration test, the following can be understood.
(1) The infiltration rate of the paving bodies in the B section (glass beads) and the C section (No. 8 silica sand) was faster than the pavement in the section A (only the water retaining grout material). In particular, when comparing the paving body of the C section and the paving body of the A section at an elapsed time of 2 hours, the infiltration rate of the paving body of the C section was 10 times or more faster than the paving body of the A section.
(2) When comparing the pavement of the B section with the pavement of the C section, the pavement of the C section had a faster infiltration rate than the pavement of the B section. Comparing the cross sections of the pavement, the pavement in the B section had a lower void mainly occupied by glass beads and an upper void mainly occupied by water retaining grout material. This seems to be because the glass beads were easily injected into the lower part because the glass beads were almost spherical. In addition, a mixed portion was present in the gap in the middle between the lower gap and the upper gap. On the other hand, in the pavement in the C section, the mixed portion was present from the lower part to the upper part of the gap. This is probably because the shape of No. 8 silica sand is rich in ridges, and many of them remained in the middle of the gap.
[0029]
From the above, it is presumed that the infiltration rate of the pavement became slow because the upper gap was mainly occupied by the water-retentive grout material with low water permeability in the pavement in the B section. On the other hand, it is estimated that the infiltration rate of the pavement increased because the part containing the No. 8 silica sand with high water permeability was continuously present from the lower part to the upper part of the pavement in the C section. Is done.
[0030]
[Infiltration rate test]
In order to confirm the relationship between the amount of the granular material injected into the gap of the pavement and the infiltration rate of the water infiltrating into the pavement for the pavement in the B and C sections where the infiltration rate was relatively high in the infiltration test. The following infiltration rate tests were conducted.
(1) Test pavement The cross-sectional structure of the test pavement is as shown in FIG. The width of the test pavement is 3 m, the extension is 6 m, and the cross slope is 2% (down slope from left to right in FIG. 1). A permeable water supply pipe 4 is embedded in the end portion (left end portion in FIG. 1) of the open-graded asphalt mixture 1 in parallel with the extending direction of the test pavement, and one end portion of the permeable water supply pipe 4 is not shown. It is connected to the. Then, the water supplied from the water supply tank to the permeable water supply pipe 4 flows out from the gap of the permeable water supply pipe 4 to the outside of the pipe, and is a mixed portion, a portion consisting only of granular materials, and a portion consisting only of a grout hardened body. , Penetrates into the air.
(2) In the section division main test, the test pavement is divided into 6 sections B1 to B3 and C1 to C3 in the extending direction, and the type and amount of material injected into the surface layer of each section are changed as shown in Table 2. The infiltration rate of water in the open particle size asphalt mixture 1 was measured. The length of each work area was 1 m, and in order to prevent water infiltration from other work areas, a groove was provided at the boundary of each work area with a cutter, and injection joint material was injected. In addition, the water-retaining grout material used in this test was blended in a weight ratio of 39.7% cement, 59.5% water, 0.3% superabsorbent polymer, and 0.5% fiber.
[0031]
[Table 2]

[0032]
(3) Measurement method and measurement result After injecting granular materials into the gaps of each pavement, injecting water retaining grout material, supplying water from the water supply tank to the permeable water supply pipe 4 after the water retaining grout material is cured, The water infiltration distance for each elapsed time was measured for each work section.
[0033]
As for the volume ratio of the granular material which occupies the space | gap of each pavement, B1-B3 work area (glass bead) is 20%, 40%, 60%, C1-C3 work area (No. 8 silica sand) is 10%, 20%, 30%. It was. The limit volume ratio at which the granular material can be injected was about 80% for glass beads and about 35% for No. 8 silica sand. In this state, the water-holding grout material could hardly be injected.
(4) Test results and analysis FIG. 5 shows the measurement results of this test. For comparison, the measurement results were also shown for a paving body (A section) into which only the water retention grout material, which was the test object in the infiltration test, was injected. From the test results, the glass beads and No. 8 silica sand both have a higher infiltration rate as the volume ratio of the particulate matter in the voids increases. The volume ratio of glass beads is 60%, and the volume ratio of No. 8 silica sand is 30%. You can see that it is the fastest. Therefore, by increasing the volume ratio of the particulate matter in the voids of the pavement, it is possible to obtain a pavement having a higher water infiltration rate. This is presumed to be because there are more states in which a highly water-permeable mixed part, a part consisting only of granular materials, and a part consisting of air continuously exist from the lower part to the upper part of the pavement.
[0034]
【The invention's effect】
According to the pavement of the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The water retention capacity of the pavement compared to conventional water-retaining pavement filled only with grout by first injecting granular material into the gap of the pavement and then injecting and hardening the self-hardening grout. And the infiltration rate of water can be increased, and it becomes easy to absorb rainwater and the like.
(2) In soil-based pavement, there is a problem of dust generation due to soil drying and soil mudification or runoff due to rain. However, the pavement of the present invention first injects a granular material and then forms a self-hardening grout. Since it is injected and hardened, such a problem does not occur.
(3) The pavement with sand and silt filled in the voids of the open-graded asphalt mixture has the problem of sand and silt loss and scattering. However, the pavement of the present invention first injects the granular material and then self-hardens. Such a problem does not occur because it is made by injecting and hardening a grout having slag.
[0035]
Moreover, when a water-permeable type water supply pipe is used in the pavement of the present invention, the following effects are further obtained.
(1) Water can be constantly supplied from a permeable water supply pipe, and water can be continuously supplied without being affected by rainfall or the like.
(2) Since it is not surface sprinkling, there is no occurrence of splashing due to floating water, and visibility and traveling performance of the traveling vehicle can be ensured.
(3) Excess water supply can be suppressed by adjusting the water supply pressure to the permeable water supply pipe, and water resources can be used effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pavement in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a pavement after a wet test in an example of the present invention.
FIG. 3 shows a measurement result of a wet test in an example of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a composition ratio between a water retention grout material and a granular material in a pavement gap after a wet test in an example of the present invention.
FIG. 5 is a measurement result of an infiltration rate test in an example of the present invention.

Claims

The granular material first injected into the void after injecting the granular material into the void of the pavement having a porosity of 10% or more, injecting and curing a water retention grout material composed of an aqueous slurry containing cement as an essential component. In addition to the presence of a mixed portion in which the grout material injected later in the gap formed by the interpenetration has hardened by mixing, a portion consisting only of the granular material, and a portion consisting only of a hardened body of the grout material, the gap is formed in the pavement. Road surface temperature rise suppression pavement characterized by having mixed parts continuously present over the upper part, the middle part and the lower part when the upper part, middle part and lower part are divided into three equal parts in the thickness direction in order from the top body.

The pavement according to claim 1, wherein the granular material has a particle size of 2.5 mm or less.

The pavement according to claim 1 or 2, wherein the granular material is an inorganic particle .

The pavement according to any one of claims 1 to 3, wherein the granular material has water absorption, infiltration and / or water retention.

The pavement according to any one of claims 1 to 4, wherein the grout material contains a substance having water absorption, infiltration and / or water retention as a constituent component.

The pavement according to any one of claims 1 to 5, wherein a permeable water supply pipe is arranged in the pavement.