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発明の名称 透水性舗装構造およびその構築方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−262502(P2001−262502A)
公開日 平成13年9月26日(2001.9.26)
出願番号 特願2000−79593(P2000−79593)
出願日 平成12年3月22日(2000.3.22)
代理人 【識別番号】100064344
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 英彦 (外3名)
【テーマコード(参考)】
2D051
【Fターム(参考)】
2D051 AA02 AA03 AA05 AE04 AF01 AG11 CA01 CA02 CA04 CA10 
発明者 中西 弘光 / 浅野 耕司 / 川西 礼緒奈 / 田口 克也 / 高砂 武彦 / 小徳 宏宣
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 現地盤を主体とした路床上に、路床より大きい透水性のフィルター層が形成され、該フィルター層上に透水性の路盤層が設けられ、該路盤層上に透水性の表層が設けられることを特徴とした透水性舗装構造。
【請求項2】 フィルター層には浸透水に含有される有害物質を除去する浄化材が混合されていることを特徴とした請求項1に記載の透水性舗装構造。
【請求項3】 フィルター層の少くとも上面部または下面部に前記フィルター層を被うジオテキスタイルが配置されていることを特徴とした請求項1又は2に記載の透水性舗装構造。
【請求項4】 フィルター層と路床の間に浸透水を導入する有孔管が埋設されていることを特徴とした請求項1又は2又は3に記載の透水性舗装構造。
【請求項5】 現地盤を主体とした路床上に、路床より大きい透水性のフィルター層を形成し、該フィルター層上に透水性の路盤層を設け、該路盤層上に透水性の表層を設けることを特徴とした舗装の構築方法。
【請求項6】 フィルター層を、浸透水に含有される有害物質を除去する浄化材を混合した透水性材料にて形成することを特徴とした請求項5に記載の透水性舗装構造の構築方法。
【請求項7】 フィルター層の少くとも上面部または下面部に前記フィルター層を被うジオテキスタイルを配置することを特徴とした請求項5又は6に記載の透水性舗装構造の構築方法。
【請求項8】 フィルター層と路床の間に、浸透水を導入する有孔管を埋設することを特徴とした請求項5又は6又は7に記載の透水性舗装構造の構築方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透水性舗装構造とその構築方法に関し、詳しくは、車道用に適用できる耐久性や透水性能を有し、さらに浸透水の浄化機能を持った舗装構造とその構築方法に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】路面の降雨を速やかに排除し、車輌や歩行者に対するすべり抵抗性を確保する舗装として排水性舗装と透水性舗装が有る。これらは、舗装の表層に空隙を有した開粒度アスファルト混合物やポーラスコンクリートを用いており、この空隙により路面の降雨を排除する構造とされている。
【0003】しかし、排水性舗装は車道舗装として適用できるが、透水性の表層の下に不透水層を設け、表層の浸透水を路外に排水する構造であり、透水層が薄いことから、保水性能が小さく、空隙詰まりを起し易い。このため、高降雨時には排水が対応しきれず路面流水が発生し、すべり抵抗性確保等の機能が著しく低下する。
【0004】一方、透水性舗装は雨水が浸透した状態における交通荷重に対する舗装の強度確保や、過剰な雨水の浸透に対する路床の保護措置が講じられておらず、交通荷重により舗装が破壊する危険性があるため、歩道や軽交通路が対象とされている。
【0005】また現在の道路排水には、SS、BOD、COD−Mn、n−へキサンなどの有害物質が許容基準を超える濃度で含まれていることが有る。この状態のまま河川へ流出したり、土壌に浸透すると、河川の汚濁や土壌の汚染が広がる。従来、汚濁した道路排水は水路によって処理場に送られて、そこで浄化されるか、排水路から別途設けられた浄化槽で浄化する方法が取られている。しかし透水性の道路舗装においては、道路排水はそのまま舗装下の地盤に浸透していき、土壌汚染が懸念される問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の第1の課題は、上述した従来の不都合な問題点を解消しようとしたものであり、舗装面から地盤(土壌)への雨水の透水性が良好でかつ水の侵入と交通荷重による損傷が少なく、耐久性を有する透水性舗装を提供する。さらに浸透した水(浸透水)が浄化される透水性舗装構造を提供する。
【0007】また、本発明の第2の課題は、前記した透水性舗装構造を得る構築方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した第1の課題を解決するための、請求項1の発明は、現地盤を主体とした路床上に、路床より大きい透水性のフィルター層が形成され、該フィルター層上に透水性の路盤層が設けられ、該路盤層上に透水性の表層が設けられていることを特徴とする。
【0009】この請求項1の発明においては、表層の雨水は浸透水として表層下に浸透する。すなわち表層の浸透水は路盤層を経てフィルター層に入る。表層、路盤層、フィルター層は透水性であることにより、雨水の浸透は良好である。
【0010】請求項2の発明は、請求項1の発明において、フィルター層には浸透水に含有される有害物質を除去する浄化材が混合されていることを特徴とする。
【0011】請求項2の発明において、フィルター層の浸透水は同層の浄化材により浸透水の含有するSS,BODなどの有害物質が吸着・浄化される。とくに、フィルター層は路床より透水性が大きいことより、この浸透水の浄化が良好に行なわれ、路床への有害物質の浸透が防がれる。
【0012】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、フィルター層の少くとも上面部または下面部に前記フィルター層を被うジオテキスタイルが配置されていることを特徴とする。
【0013】この請求項3の発明においては、ジオテキスタイルによりフィルター層の保持が良好にされる。ジオテキスタイルは透水性が大きいため水の浸透を妨げない。
【0014】請求項4の発明は、請求項1又は2又は3の発明において、フィルター層と路床の間に、浸透水を導入する有孔管が埋設されていることを特徴とする。
【0015】請求項4の発明においては、路床に入りきらない浸透水は有孔管に入る。浸透水は有孔管により所定部位に導かれ排出される。有孔管によりフィルター層に浸透水が貯まらないことにより、各層のくずれがなく、各層の構造が安定に保たれ、強度のすぐれた舗装構造となし得る。このため、この舗装構造は水の浸入と交通荷重の耐久性を有する。
【0016】請求項5の発明は、現地盤を主体とした路床上に、路床より大きい透水性のフィルター層を形成し、該フィルター層上に透水性の路盤層を設け、該路盤層上に透水性の表層を設けることを特徴とする。
【0017】請求項5の発明においては、表層の雨水を浸透水として表層下のフィルター層に得る舗装構造を、現地盤を主体とした路床上に、構築することができる。この透水性の舗装構造は現地盤を主体とした路床上に、路床より大きい透水性のフィルター層、透水性の路盤層、及び透水性の表層を順次重ね施工することにより容易に形成することができる。
【0018】請求項6の発明は、請求項5の発明において、フィルター層を、浸透水に含有される有害物質を除去する浄化材を混合した透水性材料にて形成することを特徴とする。
【0019】請求項6の発明においては、浸透水の含有するSSなどの有害物質を吸着・浄化した浸透水となし得る。
【0020】請求項7の発明は、請求項5又は6の発明において、フィルター層の少くとも上面部または下面部に前記フィルター層被うジオテキスタイルを配置することを特徴とする。
【0021】請求項7の発明においては、フィルター層の施工の際に、該層をジオテスキスタイルのシートにて被うことができる。ジオテスタイルのシートで被ったフィルター層は構成材の流失が防がれ、該層が良好に保持される。
【0022】請求項8の発明は、請求項5又は6又は7の発明において、フィルター層と路床の間に浸透水を導入する有孔管を埋設することを特徴とする。
【0023】請求項8の発明においては、フィルター層の施工の再に有孔管を埋設することができる。有孔管を設た場合にはフィルター層又は路床からの浸透水を有孔管を介して排出させ得て、構築した舗装構造のを安定に保ち、層構造の耐久性を確保し得る。
【0024】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は降雨時における透水性舗装構造(以下、単に、舗装構造という。)の横断方向の断面を示している。すなわち、この舗装構造1は、現地盤を主体とする路床2上に、フィルター層3が形成され、該フィルター層3上に路盤層4が設けられ、該路盤層4上に、基層5と表層6が設けられている。
【0025】前記フィルター層3は路床2より大きい透水性を有するように形成される。フィルター層3は、従来、舗装の遮断層として用いられる砂又はその同等品が主に用いられる。これらは再生材であってもよい。フィルター層3には表層6などからの浸透水の浄化をするための浄化材7が混合されている。浄化材7には活性炭、又はゼオライトやイオン交換樹脂、又はこれらと同等機能を有する材料が用いられる。浄化材7は、たとえば、粒径1〜7mm(比表面積50〜1000m2/g)の活性炭や再生炭化物を使用することができる。
【0026】フィルター層3の上面部及び下面部にはシート状のジオテキスタイル8が配置されている。ジオテキスタイル8は織布、不織布のどちらでも良いが、好ましくは不織布が用いられる。不織布はポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレンの素材や、短繊維、長繊維、あるいは反毛フェルトが用いられるが、特にポリエステル製のスパンボンド不織布が好ましい。
【0027】ジオテキスタイル8は、浸透水や地下水による路床2又はフィルター層3又は路盤層4の細粒分の移動防止に役立ち、舗装構造1の透水性能を維持させることができる。また、フィルター層3は舗装構造1の湿潤時における耐力を低下させず、表層6からの交通荷重による舗装構造1の損傷を、従来の不透水性舗装と同程度とすることができる。
【0028】図1の右側部分に示すように、フィルター層3内、又はフィルター層3と路床2の間には、有孔管9が埋設されている。有孔管9は外周面に、望ましくは底面側を除く外周面に、小径の通水孔9A〜9Aを多数有していて、フィルター層3又は路床2より上昇する浸透水を有孔管9内に導水可能である。有孔管9は所定の排水部位に導かれている。なお、有孔管9の埋設はフィルター層3又は路床2の浸透水を導入し易くするため、フィルター層3と路床2の間に配置することが望ましい。
【0029】この実施の形態の路盤層4は図1に示すように、下層路盤4Aと上層路盤4Bの二層よりなる。二層はいずれも雨水が浸透する透水性にされている。
【0030】下層路盤4Aは天然砕石クラッシャーラン、鉄鋼スラグ砕石クラッシャーラン、又は再生路盤材クラッシャーランを用いて形成することができるが、再生路盤材を用いることが望ましい。より望ましくは、天然砕石路盤材や再生路盤材をセメントで安定処理をさせものがよい。上層路盤4Bは開粒度アスファルト混合物を用いたアスファルト安定処理路盤材若しくは浸透性を有するセメント安定処理路盤材を用いて形成することができる。アスファルト安定処理路盤材の場合、高粘度改質若しくはそれと同等の混合物性状を有する改質アスファルトを用いたアスファルト安定路盤材が望ましい。骨材最大寸法は40〜20mm程度がよい。
【0031】下路盤層4A及び上層路盤4Bは、雨水の透水性を有するものであれば、路盤を構成する材質の種類は限定しないが、フィルター層3の浄化や路床6に浸透するのに係る時間を調整するため、フィルター層3の上部に接する下層路盤4Aの透水性はフィルター層3の透水性より小さい方が望ましい。
【0032】上層路盤4B上には基層5を設け、表層6を薄くすることができる。表層6及び基層5は透水性にされている。表層6は透水性を確保できる各種の材料を用い得る。表層6に用いる材料のうち、透水性アスファルト混合物は高粘度改質アスファルトを用いた開粒度混合物、透水性セメントコンクリート混合物はラテックスを混入し交通荷重に対する耐力や骨材の飛散抑制などを向上させたものが望ましい。
【0033】基層5には高粘度改質アスファルト若しくはそれと同等の混合物性状を有する改質アスファルトを用いた開粒度混合物若しくは透水性セメントコンクリート混合物を用いることができる。この場合、表層6の施工厚さを薄くし、表層6の骨材最大寸法を基層5の骨材最大寸法より小さくすることが望ましい。これにより、空隙詰まりの原因となる塵の侵入が表層6のみに止まり、舗装の透水機能が低下した場合、表層6のみの最小限の補修でよい。望ましくは、表層6の混合物の骨材最大寸法は13〜5mm、基層5の混合物の骨材最大寸法は20〜13mmがよい。表層6の骨材最大寸法が13mmを越えると路面のテクスチャーが低下し、5mm以下であれば路面の透水性が低下するためである。また、施工厚さは高粘度改質アスファルトを用いた場合、表層6は2〜3cmの薄層で基層5は5〜20cmの厚さとなし得る。
【0034】なお、図1の右側部分に示すように、表層6の端部側、すなわち歩道10側には大雨の場合に表層6面に貯まる雨水を導入する排水溝11が雨水の導入可能に埋設されている。
【0035】上記した構成の舗装構造1においては、降雨時に表層6面に流れる雨水12は排水溝11に入り排出される。一方、表層6及び基層5、上層路盤4B、下層路盤4Aを浸透した路面の浸透水12Aは、その過程で濁分がある程度除下される。さらに浸透水12Aはジオテキスタイル8を介してフィルター層3に浸透し、フィルター層3の砂等及び浄化材7によってSS,BOD等の汚染物質(有害物質)が吸着あるいは浄化され、汚染物質の除去された浸透水が現地盤である路床2に浸透する。フィルター層3は通常の降雨量では十分な浸透能力を有するものとされているが、路床2の透水能力が小さい場合や、降雨量が著しく多い場合は、路床2に浸透しない水は、フィルター層3で浄化した後に有孔管9に入り、該管に導かれて排出される。また、地下水位が高い場合においてはフィルター層3が遮断層として働き、有孔管9より余剰水が排出されるため、過剰な水によって舗装構造を損傷させない。
【0036】前記した実施の形態は以下のように変更が可能である。
(イ)フィルター層3を被うジオテキスタイル8は、フィルタ層3の外周を被って包み込むように配置してもよい。包み込んだ場合は、水に対するフィルター層3の構成材の流失がなくフィルター層3の保持が一層良好となる。また、比重が大きく流失しにくいフィルター材によるフィルター層3の場合は、ジオテキスタイル8はフィルター層3の上面部又は下面部の一方側のみに配置してもよい。
(ロ)路盤層4は一層で構成してもよい。
(ハ)基層5の層厚を大きくした場合は表層6を薄くすることができる。薄い表層6は表層6の補修、交換時に都合がよい。
(ニ)また、基層5は省略し、表層6を厚くしてもよい。
【0037】この舗装構造1は、次の各工程により構築することができ。すなわち、現地盤、又は現地盤を主体とした路床2上に、ジオテキスタイル8を敷く。一方、ジオテキスタイル8の一側に有孔管9を配置する。なお、有孔管9は路床2に少し埋め込んで配置することが望ましい。次いで、ジオテキスタイル8及び有孔管9上に浄化材7を混合した砂を一定厚さに敷き、フィルター層3を形成する。フィルター層3上にはジオテキスタイル8を載せる。
【0038】しかる後、骨材として砕石クラッシャーランを一定厚さに敷いて下層路盤4Aを形成する。続いて、下層路盤4A上には骨材寸法20乃至40mmのセメント安定処理もしくはアスファルト安定処理した路盤材を一定厚さに敷き、上層路盤4Bを形成する。しかる後、透水性の骨材最大寸法13乃至20mmのアスファルト混合物もしくはセメントコンクリート混合物を所用の厚さに敷いて基層5とし、基層5上に透水性アスファルト混合物もしくは透水性セメントコンクリート混合物を所用の厚さに敷いて固め、表層6を形成する。
【0039】かくして、透水性の舗装構造1を容易に形成することができる。
【0040】
【試験例1】次に、本発明に係る舗装構造の効果を調べる試験を行った。なお、試験に用いた各材料とその性状は表1に示すとおりである。
【0041】
【表1】

【0042】まず、降雨の浸透の有無による路面の支持力の違いを知るために、本発明による舗装構造(試験例1)と従来の舗装構造(透水性舗装(比較例1))の舗装耐力を比較した。なお、試験例1及び比較例1は舗装耐力の違いを明確に判定できるように、表層は施工しない構造とした。図2は試験例1の構成層と、比較例1の構成層を示す。試験例1の構成層は路床2と下層路盤4A間にフィルター層3を形成している。比較例1はフィルター層3を有しない。表2はこの試験例1に用いた各層の材料と層厚を示す。試験フィールドの現地盤上に試験例1の構造Aと、比較例1として下地路盤層4Aを施工していない現地盤のみのもの(構造A1)と通常の透水性舗装(構造A2)を施工した。
【0043】
【表2】

【0044】試験例1及び比較例1(構造A1、構造A2)には、降雨直後(構造体が湿潤している状態)と降雨7日後(構造体が乾燥している状態)に繰返し平板載荷試験を行った。その結果は表3に示すとおりである。
【0045】
【表3】

【0046】表3によれば、試験例1は、比較例1に比べ、路盤(下地路盤4A)以下の支持力が降雨の浸透によっても著しい低下が認められず、層構造が湿潤した状態でも良好な耐力を保っていることが判る。
【0047】
【試験例2】本発明の舗装構造1を長期間使用した場合の透水性能を、模擬試験構造15を用いて試験した。図3は模擬試験構造15を示す断面図である。図3に示すように、底面に透水孔16を有し、上方が開放された容器体17内には、ジオテキスタイル8にて上面と下面を挟んだフィルター層3が設けられ、この上に透過性の路盤層4が形成され、路盤層4の上面に有孔板18が載置してある。なお、このフィルター層3には浄化材7が混合してある。有孔板18は径2mmの透水孔18Aが設けてある。
【0048】これらの各層の材料及び層厚は表4に示すとおりである。
【0049】
【表4】

【0050】模擬試験構造15の有孔板18上には連続して散水19した。散水19は下層路盤4A、フィルター層3を通過し、底面の透水孔16より透過水20として排出された。
【0051】この模擬試験構造15における試験結果は表5に示すとおりである。
【0052】
【表5】

【0053】表5によれば、ジオテキスタイル8を有している構造は透水係数の低下が少ないことが判る。これは、ジオテキスタイル8により舗装構成層の分離が確実に行われているため、材料の細粒分が流下して下層の空隙の目詰まりを起こすことが無いからである。
【0054】
【試験例3】本発明の舗装構造における浸透水浄化能力を模擬試験構造15を用いて試験した。模擬試験構造15は図3と同様のものを用いた。表6は、表1に示した材料による本発明に係る構成DおよびEと、比較例である構成D0およびE0を示すものである。
【0055】
【表6】

【0056】この模擬試験構造15の有孔板18には、別途採取した道路廃水を平均降雨量(8時間で総量15mm)に相当する速さで散水19し、各層を浸透させ、底面より透過水20を採取した。表7は、表6及び図3に示した模擬試験構造15による道路浸透水の透過水20の水質試験の結果を示したものである。
【0057】
【表7】

【0058】表7によれば、本発明に係わる模擬試験構造15によるものは、比較例3に示した舗装構成のものに比べ、COD−Mnを30〜60%以下、COD−CRを30〜60%以下などに低減されていることが判る。
【0059】
【試験例4】図4に示す構造の模擬試験構造25を用いて、本発明に係る舗装構造の排水機能調べた。なお、この模擬試験構造25の排水孔26は、図1に示した舗装構造1断面図の有孔管9に相当するものである。図4おいて、27は容器体、28は路床、29は降雨、30は排水、31は透過水、32は水受けである。
【0060】表8は、図4の模擬試験構造25における各層の材料と構成を示す。
【0061】
【表8】

【0062】この模擬試験構造25において降雨量毎による路床21への浸透水22の量と、フィルター層3からの排水23の量を測定した。
【0063】表9は、表8に示した試験例4の降雨量毎による路床への浸透量とフィルター層からの排水量の測定結果を示したものである。
【0064】
【表9】

【0065】表9によれば、本発明に係わる模擬試験構造は路床の透水係数が比較的大きな場合や、降雨量が少ない場合は、フィルター層があることによって路床への浸透が阻害されることなく浸透されることが判る。しかし路床の透水係数が小さくなったり、降雨強度が多くなると路床へ浸透しきれなくなる状態では、有孔管を用いることでフィルター層から排水することが可能であることが判る。これらにより、本発明の透水性舗装構造は舗装構造中の含水量が低下し透水性能が維持できることになる。
【0066】
【試験例5】次に、本発明に係る舗装構造体における表層の粉塵除去機能を調べた。表10は、比較例5と共に試験例5に係る表層材料の物性を示すものである。
【0067】
【表10】

【0068】表11は表10に示した比較例5と共に、本発明に用いる表層用アスファルト混合物に、水400重量部に一般道路上にある粉塵8重量部を混入させた懸濁液を透水させた結果を示したものである。
【0069】
【表11】

【0070】これによれば、本発明の表層用アスファルト混合物によるものは比較例5に示したアスファルト混合物によるものに比べ、道路上の粉塵が雨水と共に透水した場合に、その粉塵がごく浅い層に留まるため、透水性アスファルト混合物の空隙詰まりを起す深さを減じることができ、機能回復や切削オーバーレイによる維持修繕を容易になし得ることが判る。
【0071】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、舗装面から地盤への雨水の浸透性を良好になし得る。
【0072】請求項2の発明によれば、浸透した水の浄化をなし得る。
【0073】請求項3の発明によれば、フィルター層の保持がなされ、層構造全体の安定に役立つ。
【0074】請求項4の発明によれば、フィルター層の浸透水を有孔管に導入させ、有孔管により所定部位に送り、排出することができる。このため、舗装構造を安定に保つことができ、舗装体全体の交通荷重の耐久性を維持できる。
【0075】請求項5の発明によれば、表層の雨水を表層下に浸透させる舗装構造を構築することができる。
【0076】請求項6の発明によれば、浸透水の含有する有害物質を除去し得る舗装構造を路床上に構築することができる。
【0077】請求項7の発明によれば、フィルター層をジオテキスタイルにて被い、フィルター層を安定させる施工をなし得る。
【0078】請求項8の発明によれば、フィルター層の施工の際に、有孔管を埋設し、フィルター層の透過水を有孔管を介して所定部位に排出させ得る。また、有孔管を埋設したことにより、舗装体(全体)の交通荷重の耐久性を維持できるようになる。




 

 


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