JP2002294616A - 繊維化樹脂をバインダーとする舗装材及びこの舗装材を使用した舗装施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基盤工事を不要とし、耐候性、透水性に優れた
景観舗装路を形成する。 【解決手段】還元反応により芳香族ベンゼン環を置換し
た脂環族エポキシ系樹脂と繊維との混練物を主成分とす
る耐候性エポキシ系繊維化樹脂をバインダーとして、骨
材に所定配合比率で混練した舗装材を調製する。この舗
装材を透水性を保持した路盤に所定の層厚に直接打設し
て舗装面を形成する。耐候性エポキシ系繊維化樹脂にさ
らにシラン系などのカップリング剤を耐水剥離防止剤と
して添加する。硬化剤には芳香族ベンゼン環を含まない
化合物からなる耐候性・難黄変性の硬化剤及び／又は硬
化調整触媒を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は改善された繊維化樹
脂を骨材のバインダーとして使用した舗装材及びこの舗
装材を使用する舗装の施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】舗装材の骨材のバインダーとして、従来
から合成樹脂が使用されており、また、液体合成樹脂の
液だれや、バインダーの不均一による構造体の強度や透
水性のばらつきを改善するために、樹脂と繊維を混練し
た繊維化樹脂を骨材のバインダーとして使用することが
知られている（例えば、実開平２−１１８０８、特開平
１１−６０３２２）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のバインダー用繊
維化樹脂の樹脂材料は、バインダーとしての強度やコス
トの有利性からエポキシ系樹脂が多用されているが、従
来のエポキシ系樹脂は主成分がビスフェノール型のエポ
キシ系樹脂であるため、これをバインダー用の繊維化樹
脂として舗装材に使用すると以下のような問題があっ
た。

【０００４】第１に、ビスフェノール型のエポキシ系繊
維化樹脂をバインダーとして使用した従来の舗装は、敷
施後６ケ月位が経過すると黄変したり、光沢が失われた
りして舗装としての美観が著しく損なわれてしまう。近
年は街並みの美しさや、安らぎのある風景を考慮した景
観舗装が求められており、舗装の黄変等の変質は重要な
問題としてその改善が求められている。

【０００５】第２に、一般に、有機材料であるエポキシ
系繊維化樹脂のバインダーを使用して砂利、砕石、ガラ
スカレットなどの無機材料の骨材を結合させた舗装材は
水による結合強度の劣化が避けられず、その対策が課題
となっている。特に、近年はガラスカレットを舗装材の
骨材に利用することが多くなっているが、ガラス骨材の
場合は表面が滑らかでバインダーが接着しにくいため、
水の影響による剥離が特に著しく、強度低下はもちろ
ん、美観喪失の一因にもなっている。

【０００６】従って、本発明の第１の目的は、長期間経
過しても黄変や光沢消失が生じにくく、液だれのしない
（すなわち、強固で透水性のある）舗装材を提供するこ
とにあり、さらには、水の影響下でも結合強度が劣化し
にくい上記耐候性舗装材を提供することにある。

【０００７】ところで、樹脂をバインダとする景観のよ
い舗装材で、道路、歩道等を舗装する場合、従来は整地
した路床や路盤上にコンクリートやアスファルト舗装の
基盤を施工し、この基盤上に前記舗装材層を薄く施工し
ている。このため、基盤の施工に多大な費用と労力を必
要としていた。また、コンクリートやアスファルト基盤
は水を通さないため、雨水が地下に滲み込まなくなり、
都市型の洪水を引き起こすこともあり、さらには、地下
水の不足による地盤沈下や、地中の水分不足による街路
樹の育成鈍化など多くの悪影響が指摘され、透水性の舗
装が重要視されている。

【０００８】従って、本発明の第２の目的は、上記舗装
材を用いて強固で透水性に富んだ舗装の施工方法を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の舗装材は、還元反応により芳香族ベ
ンゼン環を置換した脂環族エポキシ系樹脂と、繊維径１
００ミクロン以下、繊維長１ｍｍ以下のセラミックウー
ル、ガラスウール、金属繊維、炭素繊維又は高分子材料
の繊維との混練物を主成分とする耐候性エポキシ系繊維
化樹脂を、砂利、砕石、貝殻、ガラスカレット、溶融ス
ラグなどの、好ましくは粒子系４〜６ｍｍの骨材にバイ
ンダーとして混練したことを特徴する。

【００１０】前記耐候性エポキシ系繊維化樹脂は、好ま
しくはさらに、シラン系、有機チタン系、有機リン酸塩
系又はクロムコンプレックス系のカップリング剤を耐水
剥離防止剤として添加する。これにより、水の影響によ
る骨材とバインダーの剥離が抑制される。

【００１１】前記耐候性エポキシ系繊維化樹脂は、好ま
しくはさらに、芳香族ベンゼン環を含まない化合物から
なる耐候性・難黄変性の硬化剤及び／又は硬化調整触媒
を添加する。

【００１２】上記第２の目的を達成するために、本発明
の舗装施工方法は、還元反応により芳香族ベンゼン環を
置換した脂環族エポキシ系樹脂と、繊維径１００ミクロ
ン以下、繊維長１ｍｍ以下のセラミックウール、ガラス
ウール、金属繊維、炭素繊維又は高分子材料の繊維との
混練物を主成分とする耐候性エポキシ系繊維化樹脂を、
砂利、砕石、貝殻、ガラスカレット、溶融スラグなど
の、好ましくは粒子径４〜６ｍｍの骨材にバインダーと
して混練した舗装材を、透水性を保持した路盤に直接打
設して舗装面を形成することを特徴とする。より詳細に
は、前記骨材１００重量部に対して前記エポキシ系繊維
化樹脂のバインダー５〜１２重量部を混練した舗装材
を、厚さ１０〜２０ｃｍの透水性路盤上に３〜５ｃｍの
層厚に舗装する。

【００１３】バインダーとして使用される舗装材の前記
耐候性エポキシ系繊維化樹脂は、前記と同様に、さら
に、シラン系、有機チタン系、有機リン酸塩系又はクロ
ムコンプレックス系のカップリング剤を耐水剥離防止剤
として加えてもよく、また、芳香族ベンゼン環を含まな
い化合物からなる耐候性・難黄変性の硬化剤及び／又は
硬化調整触媒を加えてもよい。

【００１４】上記の舗装材は、骨材とバインダーとして
のエポキシ系繊維化樹脂の混合比率は、骨材１００重量
部に対して、エポキシ系繊維化樹脂５〜１２重量部とす
るのが望ましい。また、本発明の舗装施工方法における
舗装材の表層厚みは３ｃｍ〜５ｃｍとするのが望まし
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者は、従来のビスフェノー
ル型のエポキシ系樹脂及びこの樹脂をバインダーとして
使用した舗装材が短期間で黄変する原因について鋭意研
究を重ねた結果、ビスフェノール型のエポキシ系樹脂は
成分中に芳香族ベンゼン環を有しており、その影響で紫
外線を受けやすくなり、これが黄変の主要な原因である
との考えに到達し、芳香族ベンゼン環を置換した脂環族
エポキシ系樹脂に変性させることにより黄変を抑制し、
優れた耐候性が得られることを見出した。

【００１６】この着想に基づき、本発明は先ず、図１に
示すように、従来のビスフェノール型エポキシ系樹脂を
還元反応により芳香族ベンゼン環を有しない脂環族の耐
候性エポキシ系樹脂１（例えば、脂環族ジオールジグリ
シジルエーテルを主成分とするエポキシ樹脂など）に変
性し、この耐候性エポキシ系樹脂１と、繊維径１００ミ
クロン以下、繊維長１ｍｍ以下のセラミックウール、ガ
ラスウール、金属繊維、炭素繊維、高分子材料の繊維な
どの繊維２とを３０〜５０℃のもとで均一に混合して、
黄変しにくく、且つ、樹脂の液だれが生じない新規なバ
インダー用耐候性エポキシ系繊維化樹脂３を生成する。
混合温度を３０〜５０℃に設定する理由は、３０℃未満
では樹脂の粘性が高くなり、繊維との混合性能が低下す
る傾向があり、また、５０℃を超えると分解性が高くな
り、物性保証が困難になるからである。なお、使用する
繊維は、前記各種繊維の一つを選択する場合に限らず、
それらの複数種を混合して用いる場合も包含する。この
繊維化樹脂は上記の主成分に加えて、硬化剤、硬化調整
触媒、増粘剤などを添加してもよい。

【００１７】上記エポキシ系繊維化樹脂の好ましい調合
比率を示せば、芳香族ベンゼン環を有しない脂環族の耐
候性エポキシ系樹脂１０００ｇ、セラミックウール１５
〜５０ｇ、ガラスウール５０−２００ｇ、石英フィラメ
ント１００〜２００ｇ、増粘剤１０〜６０ｇ、変性脂環
式ポリアミンを主成分とする耐候性・難黄変タイプの硬
化剤４５０〜５００ｇであり、これらを混練することに
より耐候性エポキシ系繊維化樹脂が得られる。

【００１８】本発明の基本的な舗装材５は、図２に示す
ように、上記の耐候性エポキシ系繊維化樹脂３を、粒径
２〜１０ｍｍ，好ましくは４〜６ｍｍの自然石の砂利、
砕石、砂、貝殻、産業廃棄物のガラスカレット、溶融ス
ラグ等の骨材４に均一に混練してなるものである。骨材
４と前記エポキシ系繊維化樹脂３（バインダー）の混合
比率は、骨材１００重量部に対してエポキシ系繊維化樹
脂５〜１２重量部が好ましく、エポキシ系繊維化樹脂の
混合比率が高いほど舗装材が硬化したときの曲げ強度、
圧縮強度は増大する。また、骨材の粒径を２〜１０ｃｍ
とすることにより空隙率２０〜３５％の透水性が確保さ
れる。

【００１９】上記耐候性エポキシ系繊維化樹脂３に硬化
剤や硬化調整触媒（以下、硬化剤等という）を添加する
場合は、還元反応により芳香族ベンゼン環を含まない化
合物に変性させた、例えば、脂環族ポリアミンなどを主
成分とする難黄変性の脂環族化合物を用いることにより
硬化剤や触媒による黄変が併せて抑制された耐候性エポ
キシ系繊維化樹脂が得ることができる。また、硬化剤等
の添加量は上記の調合比率の場合には４５０〜５００ｇ
が適切である。

【００２０】ところで、無機質の骨材を有機質の上記エ
ポキシ系繊維化樹脂バインダーで結合する舗装材は、硬
化した後、雨水の浸入や水中浸漬などによって水が加わ
ると、骨材の結合が劣化し、剥離し易くなる。この問題
を解決するためには、上記の耐候性エポキシ系繊維化樹
脂に、水による結合劣化を防止するのに適した耐水剥離
防止剤を添加・混合するのが有効である。

【００２１】上記耐水剥離防止剤としては、シラン系、
有機チタン系、有機リン酸塩系、クロムコンプレックス
系などの耐水剥離防止剤を挙げることができ、特にシラ
ン系が有用である。なお、この耐水剥離防止剤の添加量
は上記の調合比率の場合には１０〜２０ｇが適切であ
る。

【００２２】実施例１ 脂環族ジオール・ジグリシジルエーテルのエポキシ系樹
脂を主成分とする、芳香族ベンゼン環を有しない耐候性
エポキシ系樹脂１０００ｇ、セラミックウール１５〜５
０ｇ、ガラスウール５０−２００ｇ、石英フィラメント
１００〜２００ｇと増粘剤１０〜６０ｇと耐水剥離防止
剤（シランカップリング剤）１０〜２０ｇを混練し、こ
れに、変性脂環式ポリアミンを主成分とする耐候性・難
黄変タイプの硬化剤４５０〜５００ｇを添加して耐候・
耐水性エポキシ系繊維化樹脂に混練する。この耐候性エ
ポキシ系繊維化樹脂を骨材（４〜６ｍｍ淡色、ガラスカ
レット）２５〜３０ｋｇに均一に混ぜ、一日養生をかけ
た後、耐候・耐水性エポキシ系繊維化樹脂をバインダー
とする構造体を得た。この構造体は、曲げ強度が１０
２．１ｋｇ／ｃｍ２以上、圧縮強度は１６６．６ｋｇ／
ｃｍ２以上で、充分な強度を有していた。また、空隙率
は２０−３５％で、良好な耐水性透水性を有するのが特
徴であった。

【００２３】上記構造体は下記の特性を有している。 １．バインダーの樹脂に芳香族ベンゼン環を有しない脂
環族エポキシ系樹脂を使用しているので、紫外線の影響
を受けにくく、長期間経過しても黄変や光沢消失が生じ
にくい。 ２．骨材のバインダーが上記の樹脂に繊維を混練してあ
るので、樹脂の液だれ現象がない。従って、構造体の上
層と下層の合成強度が均一になるため全体の曲げ強度、
圧縮強度が増すとともに、層全体の空隙率も２０〜３５
％に確保され、充分な透水性を有している。

【００２４】上記実施例１の繊維化樹脂に換えて、繊維
を含まない樹脂のみのバインダーを使用し、他の条件を
同じくした舗装材の構造体を比較例１として、両構造体
の差異を下記の表で示す。

【００２５】養生温度変化による液だれと強度の比較を
表１、表２に示す。

【表１】

【表２】 この比較表から明らかなように、本発明による舗装材の
構造体は比較例に比べ液だれが改善され強度が増大して
いる。

【００２６】骨材に混合するバインダー（耐候性エポキ
シ系繊維化樹脂と液体樹脂）の配合量と強度の比較を表
３、表４に示す。

【表３】

【表４】 上記の表から明らかなように、骨材に対するバインダー
の配合量が同じ条件下では、繊維化樹脂を使用した構造
体の強度は、樹脂のみの場合よりも大である。

【００２７】次に、本発明の舗装施工方法を説明する。
本発明の舗装施工法は、上記の舗装材を使用して黄変や
水による劣化をきたさず、透水性と強い強度をもつ舗装
を提供するものである。一般に樹脂舗装材を使用した舗
装の工程は、砕石を敷き詰めた路盤（路床）にコンクリ
ートやアスファルトの舗装の基盤を施し、この基盤の上
に樹脂舗装材を薄く施工している。このため、舗装材が
いかに透水性をもっていても、コンクリートやアスファ
ルトによって透水性をなくした前記基盤上に打設するた
め、完成した舗装路面自体は透水性がなく、舗装材が有
している透水性が効果的に活用されてない。

【００２８】そこで、本発明は、上記の舗装材の構造体
が充分な強度と透水性を有する点に着目し、この舗装材
を路盤に所定の層厚に直接打設して必要な強度と透水性
を保持した舗装を形成するものである。

【００２９】かくして、本発明は、図３のように、脂環
族エポキシ系繊維化樹脂とウール、繊維を主成分とし、
必要により、耐水剥離防止剤、硬化剤、増粘剤を添加し
て混練した前記エポキシ系繊維化樹脂バインダを前記骨
材に混練し、得られた混練物を舗装材として、砕石等を
敷き均した路盤に所定の厚みに直接打設して舗装を行う
ものである。

【００３０】エポキシ系樹脂と繊維の配合例は前記実施
例１に示されている。エポキシ系繊維化樹脂（バインダ
ー）と骨材の配合比は舗装の強度に影響し、エポキシ系
繊維化樹脂の配合比率が大きいほど強度が増大するが、
好ましくは、骨材１００重量部に対してエポキシ系繊維
化樹脂５〜１２重量部とする。

【００３１】舗装材の透水性は骨材の粒径によって影響
され、空隙率２３〜３５％の透水性を得るためには骨材
の粒径は２〜１０ｍｍ、好ましくは４〜６ｍｍとする。

【００３２】さらに、路盤上に打設する転圧後の舗装厚
みは２ｃｍ以上、好ましくは３〜５ｃｍとする。

【００３３】施工にあたっては、各種骨材を配合した材
料をモルタルミキサーに投入し、さらにバインダとなる
エポキシ系繊維化樹脂を混入して均一になるまで混合す
る。骨材に水分がある場合硬化時間が長くなり、硬化後
表面が白化することを避けるため、よく乾燥させるもの
を使用する。路床６に５〜１０ｃｍの砂などのフィルタ
層７を敷き、その上に１０〜２０ｃｍの砕石（クラッシ
ャランＣ−４０−０）を敷き均した路盤８を形成し、こ
の路盤８上にモルタルミキサーで混合された前記舗装材
５を敷き均す。そして、敷き均した舗装材５をガスバー
ナーにて７０℃〜８０℃に加熱した手押しローラーで転
圧して仕上げ、養生をする。

【００３４】次に、道路に対応した本発明の施工例を示
す。主として、歩行者や自転車の交通路や広場について
は、フィルタ層（砂）７を５ｃｍ、砕石路盤８の層厚を
１０ｃｍとし、その上に繊維化樹脂配合率が５〜８％の
前記舗装材５の表層を３ｃｍの厚みに直接施工する。

【００３５】駐車場、車両乗入れ歩道などの管理用車両
が通行する歩行者道路の場合はフィルタ層（砂）７を５
〜１０ｃｍ、砕石路盤８の層厚を１５ｃｍとし、その上
に繊維化樹脂の配合率が６〜１０％の前記舗装材５の表
層を３〜５ｃｍの厚みに直接施工する。

【００３６】さらに、車道、駐車場、車が通る広場歩行
者共存道路の場合は、フィルタ層（砂）７を１０ｃｍ、
砕石路盤８の層厚を１５〜２０ｃｍとし、その上に繊維
化樹脂の配合率が８〜１２％の前記舗装材５の表層を４
ｃｍ以上の厚みに直接施工する。

【００３７】

【効果】本発明の舗装材及びこれを使用した舗装は経時
的な黄変、結合劣化がなく、長期にわたり美しい景観が
維持されるとともに、充分な強度を有し、路盤への直接
施工が可能になる。

【００３８】また、本発明の舗装施工方法は上記の舗装
材を透水性のある路盤に直接打設するので、舗装材の透
水性と相俟って、水はけのよい舗装が保証される。従っ
て、都市型の洪水が防止され、地中の保水が向上するの
で環境保全に大きく貢献できる。

【００３９】コンクリートやアスファルトの基盤を必要
としないので、工事費を削減できるとともに、工期も大
幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の舗装材のバインダーとして使用される
エポキシ系繊維化樹脂の調製状態図

【図２】本発明の舗装材の調製状態図

【図３】本発明による舗装施工図

【符号の説明】

１…耐候性の脂環族エポキシ系樹脂 ２…繊維 ３…耐候性の脂環族エポキシ系繊維化樹脂 ４…骨材 ５…舗装材 ６…フイルタ層 ７…透水性路盤 ８…舗装材表層

【整理番号】ＰＡＳ００１−００８

フロントページの続き (72)発明者 趙 立民 東京都中央区日本橋浜町２−22−３ ファ イバーレジン株式会社内 Ｆターム(参考） 2D051 AA02 AE04 AF01 AF05 AF06 AF07 AF10 AF11 AG09 AG14 AH01 AH02 AH03 EA01 EA06 EB06 4H026 CA03 CA05 CA06 CB06 CB08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】還元反応により芳香族ベンゼン環を置換し
   た脂環族エポキシ系樹脂と、繊維径１００ミクロン以
   下、繊維長１ｍｍ以下のセラミックウール、ガラスウー
   ル、金属繊維、炭素繊維又は高分子材料の繊維との混練
   物を主成分とする耐候性エポキシ系繊維化樹脂を、砂
   利、砕石、貝殻、ガラスカレット、溶融スラグなどの骨
   材にバインダーとして混練したことを特徴する舗装材
2. 【請求項２】前記耐候性エポキシ系繊維化樹脂が、さら
   に、シラン系、有機チタン系、有機リン酸塩系又はクロ
   ムコンプレックス系のカップリング剤を耐水剥離防止剤
   として含むことを特徴とする請求項１記載の舗装材
3. 【請求項３】前記耐候性エポキシ系繊維化樹脂が、さら
   に、芳香族ベンゼン環を含まない化合物からなる耐候性
   ・難黄変性の硬化剤及び／又は硬化調整触媒を含むこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の舗装材
4. 【請求項４】還元反応により芳香族ベンゼン環を置換し
   た脂環族エポキシ系樹脂と、繊維径１００ミクロン以
   下、繊維長１ｍｍ以下のセラミックウール、ガラスウー
   ル、金属繊維、炭素繊維又は高分子材料の繊維との混練
   物を主成分とする耐候性エポキシ系繊維化樹脂を、砂
   利、砕石、貝殻、ガラスカレット、溶融スラグなどの骨
   材にバインダーとして混練した舗装材を、透水性を保持
   した路盤に直接打設して舗装面を形成することを特徴と
   する舗装施工方法
5. 【請求項５】前記骨材１００重量部に対して前記エポキ
   シ系繊維化樹脂のバインダー５〜１２重量部を混練した
   舗装材を、厚さ１０〜２０ｃｍの透水性路盤上に３〜５
   ｃｍの層厚に舗装することを特徴とする請求項４記載の
   舗装施工方法
6. 【請求項６】バインダーとして使用される前記耐候性エ
   ポキシ系繊維化樹脂が、さらに、シラン系、有機チタン
   系、有機リン酸塩系又はクロムコンプレックス系のカッ
   プリング剤を耐水剥離防止剤として含むことを特徴とす
   る請求項５記載の舗装施工方法
7. 【請求項７】バインダーとして使用される前記耐候性エ
   ポキシ系繊維化樹脂が、さらに、芳香族ベンゼン環を含
   まない化合物からなる耐候性・難黄変性の硬化剤及び／
   又は硬化調整触媒を含むことを特徴とする請求項５又は
   ６記載の舗装施工方法