JP4759029B2 - 表層体の施工方法及び表層体 - Google Patents

Description

本発明は、特に、馬場、野球場、サッカー場、ラグビー場などのスポーツフィールドの表面に形成される表層体の施工方法、表層体及び表層体の再生方法に関する。

例えば、従来の馬場用舗装構造は、路床の上に敷設された路盤と、当該路盤の上に敷設された表層体とから主に構成されている。前記路盤は、例えば、透水性アスファルトコンクリートからなり、透水性を高めるとともに、馬場用舗装構造の強度を確保する役割を担っている。また、前記表層体は、例えば、芝や砂もしくは砂とゴムチップ等の混合物からなり、クッション性を高める役割を担っている。

近年、砂とゴムチップ等の弾性を有する粒状物質とを混合した表層材料を用いて、表層体を形成することが注目されている。このような表層体は、クッション性に優れるとともに、芝に比べて施工コスト、メンテナンスコストが廉価であるため、例えば、競馬場やトレーニングセンター等で利用されている。通常、前記した表層体は、砂やゴムチップ等の粒状物質が、風雨によって散飛したり、流出したりするのを防止するために、また、表層体内の所定の空隙を確保するためにバインダを介して一体化されている。

バインダは、常温で固形（半固形）又は液体であって、表層材料の種類や用途に応じて様々な種類のものが用いられている。従来のバインダとしては、例えば、ポリウレタン樹脂などが挙げられる（特許文献１参照）。

特開昭６１−２８６４０３号公報

しかし、常温で液体のバインダは、硬化後の耐久性が弱く、さらには経年劣化によりバインダの成分が外部に流出しやすいという問題があった。
一方、常温で固形のバインダを用いて、当該固形のバインダと表層材料とを混合する際には、アスファルトプラント等で加熱しながら混合しなければならないが、表層材料にゴムチップ等の弾性を有する粒状物質が混在していると、加熱する際にこれらの粒状物質が変性する可能性があった。このように、弾性を有する粒状物質が変性すると、クッション性及び透水性が低下するという問題があった。

本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、耐久性が高く、かつ、バインダの流出を防止するとともに、表層材料に弾性を有する粒状物質が混在してもこれらの物質が施工工程中に変性することのない表層体の施工方法及び表層体を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために本発明は、路盤の上に形成される表層体の施工方法であって、人工芝の内部に砂を充填して前記路盤を形成する工程と、固形又は半固形のバインダを乳化して水性エマルジョンを生成する水性エマルジョン生成工程と、前記水性エマルジョンと弾性を有する粒状物質及び砂を含む表層材料とを常温で混合する混合工程と、前記混合工程で混合された混合物を前記路盤の上に敷き均す敷設工程と、を含むことを特徴とする。

かかる表層体の施工方法によれば、固形又は半固形のバインダを乳化して生成された水性エマルジョンは、水分を多く含むため表層材料と混ざりやすい（馴染みやすい）。これにより、敷設工程後には水分が蒸発して表層材料とバインダとが強固に結合して一体化するため、耐久性の高い表層材を形成することができる。また、固形又は半固形のバインダを用いることにより、バインダの流出を防止することができる。また、表層材料と水性エマルジョンとを常温で混合することができるため、表層材料に木製や樹脂製等の粒状物質が混在している場合でも、これらの粒状物質が変性することがない。これにより、クッション性及び透水性の高い表層体を形成することができる。

また、前記人工芝は、基板部と前記基板部に立設する複数のパイル部とを備え、前記路盤を形成する工程では、振動機を用いて振動を加えることにより前記基板部に立設する複数の前記パイル部の間に砂を充填して締め固めることが好ましい。かかる表層体の施工方法によれば、路盤の強度を確保することができる。

また、本発明は、弾性を有する粒状物質及び砂を含む表層材料と、前記表層材料を一体化させるバインダとを有し、路盤の上に形成された表層体であって、固形又は半固形の前記バインダを乳化して生成された水性エマルジョンと前記表層材料とを常温で混合し、前記路盤に敷き均されて形成されており、前記路盤は、人工芝とこの人工芝の内部に充填された砂とで構成されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、固形又は半固形のバインダを乳化して生成された水性エマルジョンは、水分を多く含むため、表層材料と混ざりやすい（馴染みやすい）。これにより、敷設工程後には水分が蒸発して表層材料とバインダとが強固に結合し一体化するため、耐久性の高い表層材を形成することができる。また、固形又は半固形のバインダを用いることにより、バインダの流出を防止することができる。また、表層材料とバインダとを常温で混合させているため、表層材料に木製や樹脂製等の粒状物質が混在している場合でも、これらの粒状物質が変性することなく混合することができる。これにより、クッション性及び透水性の高い表層体を形成することができる。

また、前記人工芝は、基板部と前記基板部に立設する複数のパイル部とを備え、前記路盤は、振動機を用いて振動が加えられることにより前記基板部に立設する複数の前記パイル部の間に砂が充填されて締め固められていることが好ましい。かかる構成によれば、路盤の強度を確保することができる。

本発明に係る表層体の施工方法及び表層体によれば、耐久性が高く、かつ、バインダの流出を防止するとともに、表層材料に弾性を有する粒状物質が混在してもこれらの物質が施工工程中に変性することのない表層体を提供することができる。

［第一実施形態］
本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、第一実施形態に係る舗装構造を示した断面図である。

本実施形態に係る表層体１０は、図１に示すように、舗装構造Ｈの表面に形成される舗装体である。舗装構造Ｈは、主として馬場、野球場、サッカー場、ラグビー場などのスポーツフィールドの舗装構造として採用することができるが、本実施形態では、馬場に採用した場合を例にして説明する。

舗装構造Ｈは、地面の上に形成された路床２と、路床２に埋設されたドレンパイプ３と、路床２の上に設けられた透水シート４と、透水シート４の上に設けられた下層路盤５と、下層路盤５の上に設けられた透水性アスファルト舗装６と、透水性アスファルト舗装６の上に設けられた上層路盤７と、上層路盤７の上に設けられた表層体１０とを有する。

路床２は、図示しない地面の上に設けられ、舗装構造Ｈの最下層を構成する部分である。路床２は、本実施形態では主に路床土を用いて形成されているが、セメント固化材等を用いて強度を高めてもよい。路床２の表面には、断面視略矩形の凹溝Ｌが切り欠いて形成されており、凹溝Ｌには、ドレンパイプ３が挿入されている。

ドレンパイプ３は、断面視円形状を呈する筒状部材であって、下層路盤５に流れ込んだ水の排水を担う部材である。ドレンパイプ３は、本実施形態では、フィルタ材を巻いたポーラス管を用いている。ドレンパイプ３の一端側は、図示しない排水溝や排水口に開口して形成されている。なお、凹溝Ｌ及びドレンパイプ３は、必要に応じて適宜設ければよい。

透水シート４は、路床２の上に設けられており、下層路盤５に流れ込む水を下方に透水させるとともに、下層路盤５の砕石の流出や路床２の路床土の流入を防止するための部材である。透水シート４は、例えば厚さが２〜５ｍｍ程度の不織布からなり、微細な孔を備えている。即ち、下層路盤５に流入した水は、透水シート４に備えられた上下方向に貫通する微細な孔を通ってドレンパイプ３に流入し、排水される。なお、透水シート４は、必要に応じて適宜設ければよい。

下層路盤５は、透水シート４の上に設けられ、主に支持機能を備える部分である。即ち、下層路盤５は、透水性アスファルト舗装６及び上層路盤７が受ける馬（馬蹄）の衝撃や管理車両の荷重を受けて分散させる役割を担う。下層路盤５は、本実施形態では、例えば粒径が４０ｍｍ程度の単粒砕石又はクラッシャランＣ−４０からなる。下層路盤５は、本実施形態では例えば１５０ｍｍ厚で形成されている。下層路盤５の厚みや石の粒径は、用途に応じて適宜設定すればよい。

透水性アスファルト舗装６は、下層路盤５の上に設けられ、上層路盤７を支持する部分である。透水性アスファルト舗装６は、本実施形態では、ポーラスアスファルトによって形成されている。ポーラスアスファルトによれば、適度な強度を有するとともに、ポーラスアスファルトを構成する骨材同士の間隙に水が流れるため、透水性を高めることができる。透水性アスファルト舗装６は、本実施形態では約５０ｍｍ厚で形成されているが、厚みは適宜設定すればよい。

上層路盤７は、透水性アスファルト舗装６の上に設けられ、表層体１０を支持する部分である。上層路盤７は、本実施形態では砂入り人工芝からなる。砂入り人工芝は、上層路盤用人工芝７ａと上層路盤用人工芝７ａに充填された上層路盤用砂７ｄとを有する。上層路盤用人工芝７ａは、板状の基板部７ｂと、基板部７ｂから略垂直に立設されたパイル部７ｃとを有する。上層路盤用砂７ｄは、基板部７ｂと、隣り合うパイル部７ｃ，７ｃ間に充填され、締め固められている。上層路盤７によれば、上層路盤用人工芝７ａに上層路盤用砂７ｄが締め固められているため、所定の強度を確保するとともに、透水性を高めることができる。また、上層路盤７は、馬が推進力を生むための必要な強度を備えるとともに、例えば馬蹄が深く入り込んで上層路盤７に触れたとしても、上層路盤７に人工芝７ａを含んでいるため、馬蹄の損傷を防止することができる。

なお、上層路盤用砂７ｄに用いる砂の種類は特に限定されるものではないが、川砂、レイクサンド、海砂、砂丘砂、火山砂利などの天然骨材及び珪砂、洗い砂、スラグなどの人工骨材からなる砂等を適宜選択して用いればよい。

表層体１０は、上層路盤７の上に設けられ、舗装構造Ｈの表面に現れる部分である。表層体１０は、主にクッション性を高める機能を有する。表層体１０は、本実施形態では、砂１１及びゴムチップ１３からなる表層材料１４と、表層材料１４を一体化させるバインダ（図示省略）とを有する。表層体１０は、本実施形態では、砂１１とゴムチップ１３の重量の比率が約８：２であって、１００ｍｍ厚で形成されている。表層体１０の配合や厚さ等は馬場の用途等に応じて適宜設定すればよい。

砂１１の種類は、特に限定されるものではないが、川砂、レイクサンド、海砂、砂丘砂、火山砂利などの天然骨材及び珪砂、洗い砂、スラグなどの人工骨材からなる砂等を適宜選択して用いればよい。また、ゴムチップ１３は、粒径が約１ｍｍ〜３ｍｍのものを採用している。ゴムチップ１３を表層体１０に含ませることにより、表層体１０のクッション性をより高めることができる。ゴムチップ１３の粒径、性状、混合量等は、表層体１０の用途に応じて適宜設定すればよい。

なお、本実施形態では、弾性を有する粒状物質としてゴムチップ１３を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、ウッドチップ、細かく裁断された人工芝、電線被覆材、その他粒状の樹脂製品等を採用してもよい。弾性を有する粒状物質の粒径は、表層体１０の用途や選択した材料に応じて適宜設定すればよい。また、本実施形態では、砂１１をベースに表層材料１４を構成したが、砂１１に替えてウッドチップや樹脂製の粒状物質をベースに表層材料１４を構成してもよい。

バインダは、本実施形態では、半固形のペトロラタムを主成分としたものを用いている。即ち、本実施形態では、半固形のペトロラタム、低分子量ポリエチレン及び水を乳化剤によって乳化させたペトロラタムの水性エマルジョンを表層材１４と混合させた後、水を蒸発させている。水を蒸発させると、バインダ（ペトロラタム）が表層材１４と強固に結合するとともに、表層体１０内において所定の空隙を確保することができる。

なお、本実施形態では、半固形のバインダとしてペトロラタムを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、アスファルト、クリスタリンワックス、マイクロワックス、パラフィンワックス等を所定の乳化剤で乳化させてもよい。また、公知の固形のバインダを用いて乳化させてもよい。
また、乳化剤は、公知の乳化剤を用いればよく、例えば、α−オレフィンスルフォン化物、アルキルサルフェート、脂肪酸石けんなどの乳化剤を用いればよい。

次に、図１を参照して本実施形態に係る舗装構造Ｈの施工方法について説明する。
まず、路床土を用いて所定の厚みで路床２を形成した後、表面を掘削して凹溝Ｌを形成する。次に、凹溝Ｌにドレンパイプ３を挿入する。ドレンパイプ３の少なくとも一端側は、図示しない排水溝に開口するように形成する。そして、路床２の上面に透水シート４を敷設した後、所定の厚みで砕石を敷設して下層路盤５を形成する。

次に、下層路盤５の上に砕石を敷設し、ポーラスアスファルトバインダと骨材とを混合してなる透水性アスファルト舗装６を形成する。

次に、下層路盤５の上に上層路盤用人工芝７ａを敷設し、上層路盤用人工芝７ａの内部に所定の厚みで上層路盤用砂７ｄを充填して上層路盤７を形成する。上層路盤用砂７ｄを充填する際には、振動機を用いて振動を加えながら充填するのが好ましい。なお、上層路盤７は、他の場所で形成したものを透水性アスファルト舗装６の上に配置してもよい。

次に、上層路盤７の上に表層体１０を形成する。
表層体１０の施工方法は、本実施形態では、半固形のバインダを乳化して水性エマルジョンを生成する水性エマルジョン生成工程と、水性エマルジョンと表層材料１４を常温で混合する混合工程と、混合工程で混合された混合物を施工面に敷き均す敷設工程と、敷き均された混合物の水分を蒸発させる養生工程と、を含む。

（水性エマルジョン生成工程）
水性エマルジョン生成工程では、半固形のペトロラタム、低分子量ポリエチレン、乳化剤及び水を公知の乳化機で混合し、ペトロラタムの水性エマルジョンを生成する。配合割合は、例えば、ペトロラタム２０〜４０％重量、低分子量ポリエチレン１〜１０％重量、乳化剤３〜１０％重量、水４０〜６０％重量の範囲で適宜設定する。

（混合工程）
混合工程では、表層材料１４とペトロラタムの水性エマルジョンをアスファルトプラントにて公知のミキサーを用いて常温で混合する。本実施形態では、表層材料１４とペトロラタムの水性エマルジョンとの重量比が例えば、８：２になるように混ぜ合わせる。各材料が十分に攪拌されたら、例えば、アスファルトフィニッシャ等の敷き均し機に混合物を投入する。

なお、混合工程は、必ずしもアスファルトプラントで行う必要はなく、公知のミキサー等を用いて現場で混合してもよい。また、本実施形態に係る混合工程では、常温（５℃〜３５℃）で各材料を混合したが、例えば、ゴムチップ１３が変性しない温度で温めながら混合工程を行ってもよい。

（敷設工程）
敷設工程では、混合工程で混合された混合物を例えば、アスファルトフィニッシャ等の敷き均し機で施工面（本実施形態では、上層路盤７）に敷き均す。

（養生工程）
養生工程では、敷設工程で敷き均された混合物を所定の期間放置して、水分を蒸発させる。これにより、表層体１０が完成する。

以上説明した、表層体１０によれば、ペトロラタムを乳化して形成されたペトロラタムの水性エマルジョンは、水分を多く含むため、表層材料１４と混ざりやすい（馴染みやすい）。これにより、敷設工程後に水分が蒸発して表層材料１４とバインダ（ペトロラタム）とが強固に結合して一体化するため、耐久性の高い表層体１０を形成することができる。また、固形又は半固形のバインダを用いることにより、バインダの流出を防止することができる。また、本実施形態にように、表層材料１４にゴムチップ１３が混在している場合でも、常温で表層材料１４とペトロラタムの水性エマルジョンとを混合させるため、ゴムチップ１３が変性することなく混合することができる。これにより、クッション性及び透水性の高い表層体１０を形成することができる。

また、ペトロラタムの水性エマルジョンを用いることで、混合工程の際に加熱することなく常温で混合することができるため、ＣＯ_２の排出がなく地球環境に対しても好ましい。

［参考実施形態］
次に、本発明の参考実施形態について説明する。参考実施形態に係る表層体の施工方法は、前記した表層体１０の施工方法であって、二種類の混合工程を含む点で第一実施形態と相違する。

参考実施形態に係る施工方法は、半固形のバインダを乳化して水性エマルジョンを生成する水性エマルジョン生成工程と、熱可塑性バインダと砂１１とを加熱して混合する第一混合工程と、第一混合工程で混合された混合物と、ペトロラタムの水性エマルジョンと、ゴムチップ１３を常温で混合する第二混合工程と、第二混合工程で混合された混合物を施工面に敷き均す敷設工程と、敷き均された混合物の水分を蒸発させる養生工程と、を含む。
なお、水性エマルジョン生成工程は、第一実施形態と同等であるため説明を省略する。

（第一混合工程）
第一混合工程では、熱可塑性バインダと、砂１１とを例えば、アスファルトプラントで加熱しながら混合する。熱可塑性バインダは、本実施形態では、例えば固形パラフィンを用いる。砂１１と熱可塑性バインダとを加熱しながら混合することで、より均一に混合することができる。砂１１と熱可塑性バインダとの配合は、例えば、重量比が９：１となるように設定する。なお、熱可塑性バインダは、他の公知のバインダを用いてもよい。また、固形のバインダに限られず、半固形のバインダを用いてもよい。

（第二混合工程）
第二混合工程では、第一混合工程で混合された混合物と、ペトロラタムの水性エマルジョン及びゴムチップ１３を、例えばアスファルトプラントで常温で混合する。第一混合工程で混合された混合物と、ペトロラタムの水性エマルジョンと、ゴムチップ１３との配合は、例えば、重量比が８：１：１となるように設定する。各材料が十分に攪拌されたら、例えば、アスファルトフィニッシャ等の敷き均し機に混合物を投入する。なお、第二混合工程は、現場で公知のミキサーを用いて混合してもよい。
なお、本実施形態に係る混合工程では、常温（５℃〜３５℃）で各材料を混合したが、例えば、ゴムチップ１３が変性しない温度で温めながら混合工程を行ってもよい。

（敷設工程）
敷設工程では、第二混合工程で混合された混合物を例えば、アスファルトフィニッシャで施工面（本実施形態では、上層路盤７）に敷き均す。

（養生工程）
養生工程では、敷設工程で敷き均された混合物を所定の期間放置して、水分を蒸発させる。これにより、表層体１０が完成する。

以上説明した表層体の施工方法のように、加熱しても変性しない砂１１と、加熱すると変性しやすいゴムチップ１３とを分けて混合してもよい。即ち、砂１１と熱可塑性バインダとを加熱して混合（第一混合工程）することにより、砂１１と熱可塑性バインダとを十分に混合することができる。また、第二混合工程では、第一混合工程で混合された混合物と、熱に弱いゴムチップ１３とを常温で混合することができるため、ゴムチップ１３が変性することを防止することができる。これにより、表層体１０のクッション性及び透水性を高めることができる。

［参考実施形態］
次に、本発明の参考実施形態に係る表層体の再生方法ついて説明する。表層体は、長期間使用すると、砂が締め固められたり、ゴムチップ等のクッション材が風雨によって流出したりして性能が低下する。したがって、所定の期間が経過したら、既設の表層体に対して再生処理を行う必要がある。
参考実施形態に係る表層体の再生方法は、水性エマルジョンを用いる点を特徴とする。

参考実施形態に係る表層体の再生方法は、半固形のバインダを乳化して水性エマルジョンを生成する水性エマルジョン生成工程と、既設の表層体に水性エマルジョンを散布する散布工程と、既設の表層体及び水性エマルジョンを攪拌機で攪拌する攪拌工程と、攪拌された混合物の水分を蒸発させる養生工程と、を含む。
なお、水性エマルジョン生成工程は、第一実施形態と同等であるため、説明を省略する。

（散布工程）
散布工程では、水性エマルジョン生成工程で生成されたペトロラタムの水性エマルジョンを、公知のディストリビューダ等の散布車両を用いて既設の表層体に略均一に散布する。

（攪拌工程）
攪拌工程では、既設の表層体及び散布されたペトロラタムの水性エマルジョンを公知の攪拌機を用いて攪拌する。

（養生工程）
養生工程では、攪拌工程で攪拌された混合物を所定の期間放置して、水分を蒸発させる。これにより、表層体の再生を行うことができる。

以上のような表層体の再生方法によれば、半固形のペトロラタムを乳化して形成されたペトロラタムの水性エマルジョンは、水分を多く含むため扱いやすく、ディストリビュータ等で散布しやすい。また、ペトロラタムの水性エマルジョンは、既設の表層体と混ざりやすく、攪拌工程後に水分が蒸発して既設の表層体の表層体材料とバインダ（ペトロラタム）とが強固に結合して一体化する。これにより、耐久性の高い再生表層材を形成することができる。また、固形又は半固形のバインダを用いることにより、バインダの流出を防止することができる。また、常温でペトロラタムの水性エマルジョンを用いて再生作業を行うことができるため作業性がよい。

なお、表層体の再生方法は、前記した方法に限定されるものではない。例えば、既設の表層体に、新たに砂や弾性を備えた粒状物質を加えた後に散布工程及び攪拌工程を行ってもよい。また、既設の表層体に、新たに砂、弾性を有する粒状物質及びペトロラタムの水性エマルジョンを混合させた混合物を敷き均した後に、当該混合物と既存の表層体とを攪拌させてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。例えば、舗装構造Ｈの路盤の構造は、本実施形態のものに限定されるものではなく、用途に応じて適宜変更してもよい。

また、本実施形態では、舗装構造Ｈを馬場に採用した場合を例にしたが、これに限定されず、他の運動場、さらには、公園や広場の散歩道、遊歩道、駐車場、屋上の歩道、ゴルフ場等の舗装として用いてもよい。

第一実施形態に係る舗装構造を示した断面図である。

符号の説明

２ 路床
３ ドレンパイプ
４ 透水シート
５ 下層路盤
６ 透水性アスファルト舗装
７ 上層路盤
１０ 表層体
１１ 砂
１３ ゴムチップ（弾性を有する粒状物質）
１４ 表層材料
Ｈ 舗装構造

Claims (4)

1. 路盤の上に形成される表層体の施工方法であって、
   人工芝の内部に砂を充填して前記路盤を形成する工程と、
   固形又は半固形のバインダを乳化して水性エマルジョンを生成する水性エマルジョン生成工程と、
   前記水性エマルジョンと弾性を有する粒状物質及び砂を含む表層材料とを常温で混合する混合工程と、
   前記混合工程で混合された混合物を前記路盤の上に敷き均す敷設工程と、
   を含むことを特徴とする表層体の施工方法。
2. 前記人工芝は、基板部と前記基板部に立設する複数のパイル部とを備え、
   前記路盤を形成する工程では、振動機を用いて振動を加えることにより前記基板部に立設する複数の前記パイル部の間に砂を充填して締め固めることを特徴とする請求項１に記載の表層体の施工方法。
3. 弾性を有する粒状物質及び砂を含む表層材料と、前記表層材料を一体化させるバインダとを有し、路盤の上に形成された表層体であって、
   固形又は半固形の前記バインダを乳化して生成された水性エマルジョンと前記表層材料とを常温で混合し、前記路盤に敷き均されて形成されており、
   前記路盤は、人工芝とこの人工芝の内部に充填された砂とで構成されていることを特徴とする表層体。
4. 前記人工芝は、基板部と前記基板部に立設する複数のパイル部とを備え、
   前記路盤は、振動機を用いて振動が加えられることにより前記基板部に立設する複数の前記パイル部の間に砂が充填されて締め固められていることを特徴とする請求項３に記載の表層体。

Images