粉砕廃タイヤを利用したコンクリート路面舗装材および目地材
【課題】全世界において大量に排出される廃タイヤをコンクリート舗装用の路面舗装材として再利用する技術を提供する。
【解決手段】叩解して長さを０．１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ２、３または０．０１〜２５００平方ミリメートルに裁断した廃タイヤゴムチップ２、３を骨材として１０重量部に対してコンクリート１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装用の路面舗装材１に混入する。
同時に廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材６を１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に乾式成形板として充填するコンクリート舗装用目地材７もしくは廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材６を１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に湿式工法により充填するコンクリート舗装用目地材９として活用する。
【解決手段】叩解して長さを０．１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ２、３または０．０１〜２５００平方ミリメートルに裁断した廃タイヤゴムチップ２、３を骨材として１０重量部に対してコンクリート１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装用の路面舗装材１に混入する。
同時に廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材６を１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に乾式成形板として充填するコンクリート舗装用目地材７もしくは廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材６を１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に湿式工法により充填するコンクリート舗装用目地材９として活用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート路面舗装材に粉砕廃タイヤを骨材として利用した路面舗装材、および路面舗装材の目地材の組成に関するものである。
【０００２】
利用する粉砕廃タイヤは加硫ゴム成分の中にスチール鋼材もしくはステンレス鋼材が含まれており、その鋼材がコンクリートに充填材として使用することにより、針状結合の効果を生み出し、コンクリートとの付着性向上、コンクリート路面舗装材のたわみ性、衝撃吸収性、膨張収縮防止の効果を生み出す。
【０００３】
また利用する粉砕廃タイヤは、スチール鋼材もしくはステンレス鋼材が無い状態の素材も利用する場合がある。
【０００４】
同時に、コンクリート路面舗装材の応力緩衝材である目地充填材として裁断廃タイヤを利用しモルタルの充填材として弾性もしくは可とう性を発現させることを目的とする。
【０００５】
裁断廃タイヤを混入したモルタルは、コンクリート舗装と同類系のセメントを主成分として組成され、素材とのなじみ、付着性に優位である。
【背景技術】
【０００６】
全世界において大量に排出される廃タイヤの有効な再利用化と道路の長期安定化によるコストダウン、および路面の磨り減りの減少、車のタイヤの長寿命化による資源のライフサイクルの長期化を目的とする。
【０００７】
廃タイヤのリサイクルの手法としては、化学的な分解による石油への還元、ポリウレタン樹脂と混合させ再固体化する手法、アスファルトと微粉砕廃タイヤを混合させ、歩道用路面材として応用する手法がある。
【０００８】
このような手法で生産された製品を公園、ゴルフ場、陸上競技場、歩行者用道路等の基盤上に敷き詰め歩道用歩行材として用いる。対象は人である。
【０００９】
従来の技術においては、車道用としては、アスファルト道路への廃タイヤ利用がある。しかしながら、車道用としての廃タイヤを利用したコンクリート路面舗装材への応用は見当たらない。
【００１０】
従来使用されているコンクリート舗装道路は、加載重量による耐久性、衝撃性、および降雨・積雪の際のスリップ防止としての車道面の凹凸形状、散水による防止に重点を置き設計されてきた。
【００１１】
経年劣化の過程により、コンクリート舗装道路面のセメント成分が車のタイヤにより研磨され、表層にジャリが析出し、析出したジャリが車のタイヤの衝撃、コンクリートの膨張・収縮などの影響により欠落する。
その結果、発現した窪みに雨水などの侵入により更なるコンクリート劣化を誘発し、コンクリート舗装道路面の路面劣化を引き起こす。
【００１２】
また、従来の技術においては、コンクリート舗装道路の目地部にはコンクリート路面材の温度差による膨張・収縮および車による衝撃を緩衝するため、アスファルト系の目地材が充填されている
【００１３】
現状は、夏場のコンクリート路面温度の上昇に伴いアスファルトの融解による路面への析出、目地部の空洞化によるコンクリート路面の歪みが発生している。しかしながら、特許文献にはその対策技術の記載がなされていない。
【００１４】
以上のような道路舗装材に対する種々な要求を満足するために、例えば特許文献１にてその対策技術が提案されている。
【００１５】
この特許文献１にて提案されている「廃タイヤゴムチップと未加硫ゴム材と発泡剤の混合物」は、ポリウレタン樹脂混合物との比較において、経済性、雨天時の安全性の利点を提供することを目的としてなされたものである。
【００１６】
そして、この特許文献１にて提案されている「廃タイヤゴムチップと未加硫ゴム材と発泡剤の混合物」は、「敷き詰め工程において、ロードローラー等で加熱転圧を移動させ混合物を加硫・発泡させて路面の舗装をなす舗装工程」を特徴とするものである。
【００１７】
なお、この特許文献１の段落００１５及び００１６には、以下の記載がある。
「熱可塑性エラストマーに発泡剤を添加して発泡樹脂材を得る添加工程とこの添加工程で得られた発泡樹脂材であるバインダーと廃タイヤを粉砕したゴムチップである充填材と混合する混合工程とこの混合工程で得られた混合物を路面基盤上に敷き詰める敷き詰め工程と、この敷き詰め工程で基盤上に敷き詰められた混合物上にロードローラーなど加熱転圧手段を移動させ混合物を加熱・軟化させた生成物、また成形板を路面基盤上に敷き詰め加熱・軟化させるとともに発泡剤を発泡させて路面の舗装をなす舗装工程」を特徴とする。
【００１８】
いずれにしても、この特許文献１の技術では、廃タイヤを化学的な手法により処理することを特徴とした案件であり、廃タイヤを加工処理する段階での加熱・軟化、敷き詰め工程での加熱・加硫工程での廃タイヤの化学分解によるメカニズムまで言及していない。
廃タイヤの化学変化による副産物の生成が、人や環境に及ぼす影響については全く気付いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２０００−３０３４０４号公報、要約、段落０００８ ００１２ ００１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
請求項１に関る発明は、大量に算出される廃タイヤの有効利用を自然界に与える影響を皆無にした組成、手法を提供するものである。廃タイヤを力学的に粉砕し、コンクリート構造体として再利用することにより、循環型建設資材としての環境保護を目的としている。
【００２１】
請求項２に関る発明は、コンクリート道路舗装材用骨材として粉砕廃タイヤチップ２、３を使用することにより、道路の剛性・衝撃性を向上すると同時に、降雨時の濡れた状態でも滑りにくくなり、安全性の向上に寄与する路面舗装道路を提供するものである。同時に経年劣化による同路面中の骨材の飛散を防止し、結果的に同舗装材の耐久性の向上を目的としたものである。
【００２２】
以上の点を、コンクリート道路舗装材に適用することについて考察してみると、道路舗装材が、車に優しい柔らかさと、剛性、そして優れた耐衝撃性を有していれば、降雨時の追突事故の防止は勿論、快適な走行状態を形成し、廃タイヤを利用することによる路面の耐久性の向上によるランニングコストを削減することができるであろうことに思い至る。
【００２３】
また、このコンクリート道路舗装材と車のタイヤとの摩擦により空気中に飛散する粉塵の発生を抑止する効果が期待できる。
【００２４】
そこで、本発明者等は、道路舗装材のみならず、目地部つまりエキスパンション目地の組成にも着目し道路路面全体の耐久性の向上を考慮し本発明を完成したのである。
【００２５】
すなわち、本発明の目的とするところは、廃タイヤの有効利用によるコンクリート道路舗装の安全性および環境負荷低減、ランニングコストの削減であるが、目地部を含めたコンクリート道路舗装材全体の構成を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
以上の課題を解決するために、本発明の採った手段は、「叩解して長さおよび幅を１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ２、３または０．０１〜２５００平方ミリメートルに裁断した廃タイヤゴムチップ２、３を骨材として１０重量部に対してコンクリート１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装用の道路舗装材１」である。
【００２７】
すなわち、本発明に係る廃タイヤ２は、使用コンクリートの圧縮強度、曲げ強度に支障のない混入量を確保し、コンクリート道路舗装表面まで車の通行等の磨り減りによる磨耗による露出した状況を生み出すことにより、摩擦抵抗力が増加し、車の安全走行に寄与する。
【００２８】
このコンクリート道路舗装材１において使用される廃タイヤゴムチップ２、３の粉砕長は、０．１mmから５０mm程度の大きさを持ち、それ以下のサイズのものは、コンクリートの硬化不良をまねく事より、好ましくない。また、５０mm以上のサイズ材を混入した場合、コンクリート道路舗装衝盤そのものの剛性低下を引き起こし、長期の安定性に欠ける。
【００２９】
この廃タイヤを粉砕した形のままでのコンクリート道路舗装材１への応用における技術的な特許文献は提出されていないので、基礎実験データのみでの推論になる。
【００３０】
以上のコンクリート道路舗装材に代えて、あるいはこの混入骨材に混合して使用される廃テイヤゴムチップ２は、０００２で上述したステンレス製ワイヤー１０が混入した廃タイヤは勿論、一般的な廃タイヤを長さおよび幅を０．１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ２、３または０．０１〜２５００平方ミリメートルに裁断した廃タイヤゴムチップ２、３であってもよい。
【００３１】
粉砕した廃タイヤチップより突出したスチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤー１０は、コンクリート道路舗装材１の主成分のセメント分と幾何学的に絡み(図２)、コンクリート道路舗装材の柔軟性、たわみ強度の向上を発現しより一層効果を高めることができる。
【００３２】
廃タイヤを長さ０．１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ２、３または０．０１〜２５００平方ミリメートルにする必要があるが、この廃タイヤゴムチップ２、３が０．１mm以下であれば、コンクリート道路舗装の圧縮強度、引っ張り強度、たわみ剛性などの物理的物性に多大な影響を出す可能性があるためである。
また、この廃タイヤゴムチップ２、３が、５０mm以上の場合、コンクリート攪拌時において、コンクリート中の廃タイヤの分散、敷き閉め工程での廃タイヤの露出などの影響が考えられる。
【００３３】
なお、再利用する廃タイヤの材質、タイヤの使用部位については、特に限定しない。
【００３４】
また、請求項３に関る発明は、上記コンクリート道路舗装面に使用する廃タイヤ再利用の目地材への廃タイヤゴムチップ６を０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした充填材１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に充填するコンクリート道路舗装材用乾式目地材７である。
【００３５】
廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したモルタルを事前に成形し、目地用乾式成形板として００２５のコンクリート道路舗装材を打設する際に併用して行う工法(図３)であり組成である。
【００３６】
同目地用乾式目地材７は、構造用合板、金属製型枠８などとの併用、もしくは単独での型枠として使用してもよい。
【００３７】
また、同目地用乾式目地材７は、引張強度、曲げ強度の向上のためその組成中に金属製の鉄筋を組み入れることもある。
【００３８】
請求項４に係る発明は、００３４にて記述した粉砕廃タイヤゴムチップ６は、モルタルに混入させ、ゲル状の状態でコンクリート道路舗装材の目地部に流し込む工程で施工を行う。
【００３９】
廃タイヤが０．１mm以下であれば、微細粉砕廃タイヤがパン状となり、モルタルの硬化不良の原因となり、また５mm以上であれば、ゲル状の状態でコンクリート道路舗装材の目地部９に流し込む工程で支障をきたす。
【００４０】
上記コンクリート道路舗装材用目地材に再利用する裁断廃タイヤチップ６、あるいはこれに準ずる廃タイヤチップ６の混合物１０重量部に対しては、プレミックス-コンクリートが１０〜５００重量部を混錬させ、道路基盤に均一に敷き詰め工程を行い、木コテ、木製ならせ棒にて均一に敷き詰める。同時に、敷き詰め作業によってコンクリート道路路面材に露出した粉砕廃タイヤゴムチップ６を再度前記コンクリート中に埋め込む。
【００４１】
上記コンクリート道路舗装材の目地部９に充填する目地材に再利用する廃タイヤゴムチップ６、あるいはこれに準ずる廃タイヤチップ６の混合物１０重量部に対しては、プレミックス-モルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目にジョウロ、ひしゃくなどで充填施工する。
【００４２】
請求項１および請求項２および請求項３および請求項４において記述している裁断廃タイヤゴムチップ２、３、６は、原則物理的な破砕処理を行ったものであるが、使用する目的により、化学的に組成変成する場合もある。
【００４３】
また、上記の廃タイヤチップ２、３、６、および廃タイヤチップを混入したプレミックス-コンクリート道路路面材１とコンクリート道路舗装材用目地材７、９には、施工性、物性の向上の場合、適量の添加剤を混入する必要がある。なお、この添加剤中には、分散剤、空隙率減少剤、減水剤、凝固点低下剤、消泡剤などを添加されることはいうまでもない。
【００４４】
この分散剤及び減水剤などを含む添加剤を１〜１．５重量部を添加する必要があるのは、１重量部よりも少ないと、これらの表面活性剤及び分散剤の役割を十分発揮することができないからであり、逆に、１．５重量部よりも多ければ、添加した割には余り効果を期待することができずにコスト高となってしまうからである。
【００４５】
以上のように構成したコンクリート道路舗装材１は、これを路面基盤に均一にしきつめ、従来の技術と異なり、加熱・加硫することなく、圧接施工のみで手軽に施設が可能です。このとき、添加剤が、コンクリート道路舗装材１および充填目地材に対する均等な分散を行うのに役立つとともに、乾燥後には、良好なコンクリート道路舗装材１となりうる。廃タイヤ中のスチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤー１０、添加剤は、コンクリート道路路面材１に対する接着力の向上を果たすことになるのである。打設量としては、使用する部位にもよるが、車道用道路としては最低限１００mm、駐車場などに使用する場合としては最低限５０ｍｍ打設する。所謂「打増し」も十分可能である。
【発明の効果】
【００４６】
以上、説明した通り、請求項２に係る粉砕廃タイヤは、コンクリート道路舗装材１の骨材として再利用する廃タイヤゴムチップ２、３のサイズは、「叩解して長さを０．１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ、または０．０１〜２５００平方ミリメートルに裁断した廃タイヤゴム」である。
この粉砕廃タイヤゴムチップ２、３を骨材として利用することにより、コンクリート道路舗装材１の柔軟性、耐衝撃性、磨耗性を向上させることにある。その結果、コンクリート道路舗装材に使用した裁断廃タイヤゴムチップ２、３は、粉塵の飛散を減少させ同舗装材の耐久性が増加し、対応年数が延びる。
同時に、粉塵公害を減少させ環境的に配慮した工法・組成である。
【００４７】
前記００４６に明記したコンクリート道路舗装材１は、００２１にて記述しているとおり、車に優しい柔らかさと、剛性、そして優れた耐衝撃性を有していれば、降雨時の追突事故の防止は勿論、快適な走行状態を形成し、廃タイヤを利用することによる路面の耐久性の向上によるランニングコストを削減することができる。
【００４８】
前記００３４、００４０に明記したコンクリート道路舗装材用乾式目地材７、湿式目地材は、００１２にて記述している通り現状の技術においては、加熱アスファルトを流し込む手法が主流をしめている。同時に、四季の温度変化によりアスファルトが軟化し、充填部から析出し、コンクリート道路衝盤の目地部の空洞化を引き起こし、緩衝材としての従来の役割をおえなくなり、ひいては、コンクリート道路路面自体の劣化を引き起こす。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るコンクリート路面道路の概略断面図である。
【図２】同コンクリート路面道路の拡大断面図である。
【図３】乾式工法により目地を充填する際の同コンクリート路面道路の概略図である。
【図４】湿式工法により目地を充填する際の同コンクリート路面道路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
次に、上記のように構成した請求項２に係る発明を図面に示した最良の形態であるコンクリート道路舗装材１について説明するが、この最良形態に係るコンクリート道路舗装材１は、上記各請求項に係る発明の全てを実質的に含むものである。
【００５１】
さて、図１には、本発明に係るコンクリート道路舗装材１の断面図が示してある。図２ではこのコンクリート道路舗装材１の組成成分である細骨材４、粗骨材５、裁断廃タイヤゴムチップ２、３のコンクリート道路舗装材１における概略分散状態を図示してある。裁断廃タイヤゴムチップ２は、図２に示したように、コンクリート成分とスチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤーを介して密接に付着性を向上し結合している。裁断廃タイヤゴムチップ３は、図２に示したように、スチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤーを有さず廃タイヤ単体である。
【００５２】
また、その組成配合割合としては、骨材１０重量部に対してコンクリート１０〜５００重量部に混合したものが最良である。
【００５３】
図３には、請求項３に基く乾式目地材７を利用した型枠を使用してコンクリート道路舗装材１を打設する状態を図示している。
【００５４】
施工状況に応じて、型枠用合板もしくは金属製型枠８の使用を選択し、最良形態は、乾式目地材７を型枠としてコンクリート道路舗装材を打設する。
【００５５】
乾式目地材７の厚みは、使用目的に応じて１００mmから４００mm程度であり、必要により鋼製メッシュシート、鋼製網を挿入する場合がある。また、幅も使用目的に応じて２０mmから５０mm程度にする場合がある。
【００５６】
また、その組成配合割合としては、骨材１０重量部に対してモルタル５０〜５００重量部に混合したものが最良である。
【００５７】
図４には、請求項４に基く裁断廃タイヤゴムチップ６を含んだ湿式目地材を利用したコンクリート道路舗装材１の目地部９に流し込み仕様の充填方法を図示している。
その厚み、幅については、上記００５３に準じ、組成についても上記００５４に順ずる。
【００５８】
ＪＩＳ Ａ １１０６(コンクリ-トの曲げ強度試験方法)に基いた実験を行いコンクリート道路舗装材１の曲げ強度試験を行った。
【００５９】
まず、物理的に裁断した廃タイヤを１キログラム用意した。
一方、スランプ値８〜１０のコンクリートを１０キログラム用意した。
細骨材：三重産川砂、（吸水率１．５６％、比重２．６０Ｆ．Ｍ．２．８２）
粗骨材：三重産砕石（吸水率１．８６％、比重２．６０、Ｆ．Ｍ．６．７２）
セメント：普通ポルトランドセメント（比重３．１５）
配合比率は、細骨材率を５０％とし、鉄網は３Kg/ｍ２使用した。
【００６０】
上記００５８に記載した試験方法により実験した結果、材令２８日において、曲げ強度で５０kgf/cm2 （呼び強度５N）であった。
【００６１】
以上の結果、現状の日本工業規格において定められている基準規格値以上の満足する数値を得られた。
【符号の説明】
【００６２】
１ コンクリート道路舗装材
２ 裁断廃タイヤゴムチップ（スチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤーを有す）
３ 裁断廃タイヤゴムチップ（スチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤーを有さず）
４ 粗骨材
５ 細骨材
６ 裁断廃タイヤゴムチップ
７ コンクリート路面道路の乾式目地材
８ 型枠用合板もしくは金属製型枠
９ コンクリート路面道路の目地部
１０ スチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート路面舗装材に粉砕廃タイヤを骨材として利用した路面舗装材、および路面舗装材の目地材の組成に関するものである。
【０００２】
利用する粉砕廃タイヤは加硫ゴム成分の中にスチール鋼材もしくはステンレス鋼材が含まれており、その鋼材がコンクリートに充填材として使用することにより、針状結合の効果を生み出し、コンクリートとの付着性向上、コンクリート路面舗装材のたわみ性、衝撃吸収性、膨張収縮防止の効果を生み出す。
【０００３】
また利用する粉砕廃タイヤは、スチール鋼材もしくはステンレス鋼材が無い状態の素材も利用する場合がある。
【０００４】
同時に、コンクリート路面舗装材の応力緩衝材である目地充填材として裁断廃タイヤを利用しモルタルの充填材として弾性もしくは可とう性を発現させることを目的とする。
【０００５】
裁断廃タイヤを混入したモルタルは、コンクリート舗装と同類系のセメントを主成分として組成され、素材とのなじみ、付着性に優位である。
【背景技術】
【０００６】
全世界において大量に排出される廃タイヤの有効な再利用化と道路の長期安定化によるコストダウン、および路面の磨り減りの減少、車のタイヤの長寿命化による資源のライフサイクルの長期化を目的とする。
【０００７】
廃タイヤのリサイクルの手法としては、化学的な分解による石油への還元、ポリウレタン樹脂と混合させ再固体化する手法、アスファルトと微粉砕廃タイヤを混合させ、歩道用路面材として応用する手法がある。
【０００８】
このような手法で生産された製品を公園、ゴルフ場、陸上競技場、歩行者用道路等の基盤上に敷き詰め歩道用歩行材として用いる。対象は人である。
【０００９】
従来の技術においては、車道用としては、アスファルト道路への廃タイヤ利用がある。しかしながら、車道用としての廃タイヤを利用したコンクリート路面舗装材への応用は見当たらない。
【００１０】
従来使用されているコンクリート舗装道路は、加載重量による耐久性、衝撃性、および降雨・積雪の際のスリップ防止としての車道面の凹凸形状、散水による防止に重点を置き設計されてきた。
【００１１】
経年劣化の過程により、コンクリート舗装道路面のセメント成分が車のタイヤにより研磨され、表層にジャリが析出し、析出したジャリが車のタイヤの衝撃、コンクリートの膨張・収縮などの影響により欠落する。
その結果、発現した窪みに雨水などの侵入により更なるコンクリート劣化を誘発し、コンクリート舗装道路面の路面劣化を引き起こす。
【００１２】
また、従来の技術においては、コンクリート舗装道路の目地部にはコンクリート路面材の温度差による膨張・収縮および車による衝撃を緩衝するため、アスファルト系の目地材が充填されている
【００１３】
現状は、夏場のコンクリート路面温度の上昇に伴いアスファルトの融解による路面への析出、目地部の空洞化によるコンクリート路面の歪みが発生している。しかしながら、特許文献にはその対策技術の記載がなされていない。
【００１４】
以上のような道路舗装材に対する種々な要求を満足するために、例えば特許文献１にてその対策技術が提案されている。
【００１５】
この特許文献１にて提案されている「廃タイヤゴムチップと未加硫ゴム材と発泡剤の混合物」は、ポリウレタン樹脂混合物との比較において、経済性、雨天時の安全性の利点を提供することを目的としてなされたものである。
【００１６】
そして、この特許文献１にて提案されている「廃タイヤゴムチップと未加硫ゴム材と発泡剤の混合物」は、「敷き詰め工程において、ロードローラー等で加熱転圧を移動させ混合物を加硫・発泡させて路面の舗装をなす舗装工程」を特徴とするものである。
【００１７】
なお、この特許文献１の段落００１５及び００１６には、以下の記載がある。
「熱可塑性エラストマーに発泡剤を添加して発泡樹脂材を得る添加工程とこの添加工程で得られた発泡樹脂材であるバインダーと廃タイヤを粉砕したゴムチップである充填材と混合する混合工程とこの混合工程で得られた混合物を路面基盤上に敷き詰める敷き詰め工程と、この敷き詰め工程で基盤上に敷き詰められた混合物上にロードローラーなど加熱転圧手段を移動させ混合物を加熱・軟化させた生成物、また成形板を路面基盤上に敷き詰め加熱・軟化させるとともに発泡剤を発泡させて路面の舗装をなす舗装工程」を特徴とする。
【００１８】
いずれにしても、この特許文献１の技術では、廃タイヤを化学的な手法により処理することを特徴とした案件であり、廃タイヤを加工処理する段階での加熱・軟化、敷き詰め工程での加熱・加硫工程での廃タイヤの化学分解によるメカニズムまで言及していない。
廃タイヤの化学変化による副産物の生成が、人や環境に及ぼす影響については全く気付いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２０００−３０３４０４号公報、要約、段落０００８ ００１２ ００１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
請求項１に関る発明は、大量に算出される廃タイヤの有効利用を自然界に与える影響を皆無にした組成、手法を提供するものである。廃タイヤを力学的に粉砕し、コンクリート構造体として再利用することにより、循環型建設資材としての環境保護を目的としている。
【００２１】
請求項２に関る発明は、コンクリート道路舗装材用骨材として粉砕廃タイヤチップ２、３を使用することにより、道路の剛性・衝撃性を向上すると同時に、降雨時の濡れた状態でも滑りにくくなり、安全性の向上に寄与する路面舗装道路を提供するものである。同時に経年劣化による同路面中の骨材の飛散を防止し、結果的に同舗装材の耐久性の向上を目的としたものである。
【００２２】
以上の点を、コンクリート道路舗装材に適用することについて考察してみると、道路舗装材が、車に優しい柔らかさと、剛性、そして優れた耐衝撃性を有していれば、降雨時の追突事故の防止は勿論、快適な走行状態を形成し、廃タイヤを利用することによる路面の耐久性の向上によるランニングコストを削減することができるであろうことに思い至る。
【００２３】
また、このコンクリート道路舗装材と車のタイヤとの摩擦により空気中に飛散する粉塵の発生を抑止する効果が期待できる。
【００２４】
そこで、本発明者等は、道路舗装材のみならず、目地部つまりエキスパンション目地の組成にも着目し道路路面全体の耐久性の向上を考慮し本発明を完成したのである。
【００２５】
すなわち、本発明の目的とするところは、廃タイヤの有効利用によるコンクリート道路舗装の安全性および環境負荷低減、ランニングコストの削減であるが、目地部を含めたコンクリート道路舗装材全体の構成を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
以上の課題を解決するために、本発明の採った手段は、「叩解して長さおよび幅を１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ２、３または０．０１〜２５００平方ミリメートルに裁断した廃タイヤゴムチップ２、３を骨材として１０重量部に対してコンクリート１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装用の道路舗装材１」である。
【００２７】
すなわち、本発明に係る廃タイヤ２は、使用コンクリートの圧縮強度、曲げ強度に支障のない混入量を確保し、コンクリート道路舗装表面まで車の通行等の磨り減りによる磨耗による露出した状況を生み出すことにより、摩擦抵抗力が増加し、車の安全走行に寄与する。
【００２８】
このコンクリート道路舗装材１において使用される廃タイヤゴムチップ２、３の粉砕長は、０．１mmから５０mm程度の大きさを持ち、それ以下のサイズのものは、コンクリートの硬化不良をまねく事より、好ましくない。また、５０mm以上のサイズ材を混入した場合、コンクリート道路舗装衝盤そのものの剛性低下を引き起こし、長期の安定性に欠ける。
【００２９】
この廃タイヤを粉砕した形のままでのコンクリート道路舗装材１への応用における技術的な特許文献は提出されていないので、基礎実験データのみでの推論になる。
【００３０】
以上のコンクリート道路舗装材に代えて、あるいはこの混入骨材に混合して使用される廃テイヤゴムチップ２は、０００２で上述したステンレス製ワイヤー１０が混入した廃タイヤは勿論、一般的な廃タイヤを長さおよび幅を０．１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ２、３または０．０１〜２５００平方ミリメートルに裁断した廃タイヤゴムチップ２、３であってもよい。
【００３１】
粉砕した廃タイヤチップより突出したスチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤー１０は、コンクリート道路舗装材１の主成分のセメント分と幾何学的に絡み(図２)、コンクリート道路舗装材の柔軟性、たわみ強度の向上を発現しより一層効果を高めることができる。
【００３２】
廃タイヤを長さ０．１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ２、３または０．０１〜２５００平方ミリメートルにする必要があるが、この廃タイヤゴムチップ２、３が０．１mm以下であれば、コンクリート道路舗装の圧縮強度、引っ張り強度、たわみ剛性などの物理的物性に多大な影響を出す可能性があるためである。
また、この廃タイヤゴムチップ２、３が、５０mm以上の場合、コンクリート攪拌時において、コンクリート中の廃タイヤの分散、敷き閉め工程での廃タイヤの露出などの影響が考えられる。
【００３３】
なお、再利用する廃タイヤの材質、タイヤの使用部位については、特に限定しない。
【００３４】
また、請求項３に関る発明は、上記コンクリート道路舗装面に使用する廃タイヤ再利用の目地材への廃タイヤゴムチップ６を０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした充填材１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に充填するコンクリート道路舗装材用乾式目地材７である。
【００３５】
廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したモルタルを事前に成形し、目地用乾式成形板として００２５のコンクリート道路舗装材を打設する際に併用して行う工法(図３)であり組成である。
【００３６】
同目地用乾式目地材７は、構造用合板、金属製型枠８などとの併用、もしくは単独での型枠として使用してもよい。
【００３７】
また、同目地用乾式目地材７は、引張強度、曲げ強度の向上のためその組成中に金属製の鉄筋を組み入れることもある。
【００３８】
請求項４に係る発明は、００３４にて記述した粉砕廃タイヤゴムチップ６は、モルタルに混入させ、ゲル状の状態でコンクリート道路舗装材の目地部に流し込む工程で施工を行う。
【００３９】
廃タイヤが０．１mm以下であれば、微細粉砕廃タイヤがパン状となり、モルタルの硬化不良の原因となり、また５mm以上であれば、ゲル状の状態でコンクリート道路舗装材の目地部９に流し込む工程で支障をきたす。
【００４０】
上記コンクリート道路舗装材用目地材に再利用する裁断廃タイヤチップ６、あるいはこれに準ずる廃タイヤチップ６の混合物１０重量部に対しては、プレミックス-コンクリートが１０〜５００重量部を混錬させ、道路基盤に均一に敷き詰め工程を行い、木コテ、木製ならせ棒にて均一に敷き詰める。同時に、敷き詰め作業によってコンクリート道路路面材に露出した粉砕廃タイヤゴムチップ６を再度前記コンクリート中に埋め込む。
【００４１】
上記コンクリート道路舗装材の目地部９に充填する目地材に再利用する廃タイヤゴムチップ６、あるいはこれに準ずる廃タイヤチップ６の混合物１０重量部に対しては、プレミックス-モルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目にジョウロ、ひしゃくなどで充填施工する。
【００４２】
請求項１および請求項２および請求項３および請求項４において記述している裁断廃タイヤゴムチップ２、３、６は、原則物理的な破砕処理を行ったものであるが、使用する目的により、化学的に組成変成する場合もある。
【００４３】
また、上記の廃タイヤチップ２、３、６、および廃タイヤチップを混入したプレミックス-コンクリート道路路面材１とコンクリート道路舗装材用目地材７、９には、施工性、物性の向上の場合、適量の添加剤を混入する必要がある。なお、この添加剤中には、分散剤、空隙率減少剤、減水剤、凝固点低下剤、消泡剤などを添加されることはいうまでもない。
【００４４】
この分散剤及び減水剤などを含む添加剤を１〜１．５重量部を添加する必要があるのは、１重量部よりも少ないと、これらの表面活性剤及び分散剤の役割を十分発揮することができないからであり、逆に、１．５重量部よりも多ければ、添加した割には余り効果を期待することができずにコスト高となってしまうからである。
【００４５】
以上のように構成したコンクリート道路舗装材１は、これを路面基盤に均一にしきつめ、従来の技術と異なり、加熱・加硫することなく、圧接施工のみで手軽に施設が可能です。このとき、添加剤が、コンクリート道路舗装材１および充填目地材に対する均等な分散を行うのに役立つとともに、乾燥後には、良好なコンクリート道路舗装材１となりうる。廃タイヤ中のスチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤー１０、添加剤は、コンクリート道路路面材１に対する接着力の向上を果たすことになるのである。打設量としては、使用する部位にもよるが、車道用道路としては最低限１００mm、駐車場などに使用する場合としては最低限５０ｍｍ打設する。所謂「打増し」も十分可能である。
【発明の効果】
【００４６】
以上、説明した通り、請求項２に係る粉砕廃タイヤは、コンクリート道路舗装材１の骨材として再利用する廃タイヤゴムチップ２、３のサイズは、「叩解して長さを０．１〜５０mmに調整した廃タイヤゴムチップ、または０．０１〜２５００平方ミリメートルに裁断した廃タイヤゴム」である。
この粉砕廃タイヤゴムチップ２、３を骨材として利用することにより、コンクリート道路舗装材１の柔軟性、耐衝撃性、磨耗性を向上させることにある。その結果、コンクリート道路舗装材に使用した裁断廃タイヤゴムチップ２、３は、粉塵の飛散を減少させ同舗装材の耐久性が増加し、対応年数が延びる。
同時に、粉塵公害を減少させ環境的に配慮した工法・組成である。
【００４７】
前記００４６に明記したコンクリート道路舗装材１は、００２１にて記述しているとおり、車に優しい柔らかさと、剛性、そして優れた耐衝撃性を有していれば、降雨時の追突事故の防止は勿論、快適な走行状態を形成し、廃タイヤを利用することによる路面の耐久性の向上によるランニングコストを削減することができる。
【００４８】
前記００３４、００４０に明記したコンクリート道路舗装材用乾式目地材７、湿式目地材は、００１２にて記述している通り現状の技術においては、加熱アスファルトを流し込む手法が主流をしめている。同時に、四季の温度変化によりアスファルトが軟化し、充填部から析出し、コンクリート道路衝盤の目地部の空洞化を引き起こし、緩衝材としての従来の役割をおえなくなり、ひいては、コンクリート道路路面自体の劣化を引き起こす。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るコンクリート路面道路の概略断面図である。
【図２】同コンクリート路面道路の拡大断面図である。
【図３】乾式工法により目地を充填する際の同コンクリート路面道路の概略図である。
【図４】湿式工法により目地を充填する際の同コンクリート路面道路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
次に、上記のように構成した請求項２に係る発明を図面に示した最良の形態であるコンクリート道路舗装材１について説明するが、この最良形態に係るコンクリート道路舗装材１は、上記各請求項に係る発明の全てを実質的に含むものである。
【００５１】
さて、図１には、本発明に係るコンクリート道路舗装材１の断面図が示してある。図２ではこのコンクリート道路舗装材１の組成成分である細骨材４、粗骨材５、裁断廃タイヤゴムチップ２、３のコンクリート道路舗装材１における概略分散状態を図示してある。裁断廃タイヤゴムチップ２は、図２に示したように、コンクリート成分とスチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤーを介して密接に付着性を向上し結合している。裁断廃タイヤゴムチップ３は、図２に示したように、スチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤーを有さず廃タイヤ単体である。
【００５２】
また、その組成配合割合としては、骨材１０重量部に対してコンクリート１０〜５００重量部に混合したものが最良である。
【００５３】
図３には、請求項３に基く乾式目地材７を利用した型枠を使用してコンクリート道路舗装材１を打設する状態を図示している。
【００５４】
施工状況に応じて、型枠用合板もしくは金属製型枠８の使用を選択し、最良形態は、乾式目地材７を型枠としてコンクリート道路舗装材を打設する。
【００５５】
乾式目地材７の厚みは、使用目的に応じて１００mmから４００mm程度であり、必要により鋼製メッシュシート、鋼製網を挿入する場合がある。また、幅も使用目的に応じて２０mmから５０mm程度にする場合がある。
【００５６】
また、その組成配合割合としては、骨材１０重量部に対してモルタル５０〜５００重量部に混合したものが最良である。
【００５７】
図４には、請求項４に基く裁断廃タイヤゴムチップ６を含んだ湿式目地材を利用したコンクリート道路舗装材１の目地部９に流し込み仕様の充填方法を図示している。
その厚み、幅については、上記００５３に準じ、組成についても上記００５４に順ずる。
【００５８】
ＪＩＳ Ａ １１０６(コンクリ-トの曲げ強度試験方法)に基いた実験を行いコンクリート道路舗装材１の曲げ強度試験を行った。
【００５９】
まず、物理的に裁断した廃タイヤを１キログラム用意した。
一方、スランプ値８〜１０のコンクリートを１０キログラム用意した。
細骨材：三重産川砂、（吸水率１．５６％、比重２．６０Ｆ．Ｍ．２．８２）
粗骨材：三重産砕石（吸水率１．８６％、比重２．６０、Ｆ．Ｍ．６．７２）
セメント：普通ポルトランドセメント（比重３．１５）
配合比率は、細骨材率を５０％とし、鉄網は３Kg/ｍ２使用した。
【００６０】
上記００５８に記載した試験方法により実験した結果、材令２８日において、曲げ強度で５０kgf/cm2 （呼び強度５N）であった。
【００６１】
以上の結果、現状の日本工業規格において定められている基準規格値以上の満足する数値を得られた。
【符号の説明】
【００６２】
１ コンクリート道路舗装材
２ 裁断廃タイヤゴムチップ（スチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤーを有す）
３ 裁断廃タイヤゴムチップ（スチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤーを有さず）
４ 粗骨材
５ 細骨材
６ 裁断廃タイヤゴムチップ
７ コンクリート路面道路の乾式目地材
８ 型枠用合板もしくは金属製型枠
９ コンクリート路面道路の目地部
１０ スチール鋼材もしくはステンレス製ワイヤー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
叩解して長さおよび幅を１〜５０mmに調整した廃タイヤを粗骨材、細骨材、セメントから成るコンクリートおよび細骨材、セメントから成るモルタルに混合した建設用構造物。
【請求項２】
廃タイヤを０．１〜５０mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材１０重量部に対してコンクリート１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装用の路面舗装材。
【請求項３】
廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に乾式成形板として充填するコンクリート舗装用目地材。
【請求項４】
廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に湿式工法により充填するコンクリート舗装用目地材。
【請求項１】
叩解して長さおよび幅を１〜５０mmに調整した廃タイヤを粗骨材、細骨材、セメントから成るコンクリートおよび細骨材、セメントから成るモルタルに混合した建設用構造物。
【請求項２】
廃タイヤを０．１〜５０mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材１０重量部に対してコンクリート１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装用の路面舗装材。
【請求項３】
廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に乾式成形板として充填するコンクリート舗装用目地材。
【請求項４】
廃タイヤを０．１〜５mmに粉砕しゴムチップ状にした骨材１０重量部に対してモルタル１０〜５００重量部に混合したコンクリート舗装の継ぎ目に湿式工法により充填するコンクリート舗装用目地材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１５６１８７（Ｐ２０１０−１５６１８７Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９２６５０（Ｐ２００９−９２６５０）
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（３０８０３７１７７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（３０８０３７１７７）
【Ｆターム（参考）】
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