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特表2024-530554重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートおよびその調製方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-23
(54)【発明の名称】重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートおよびその調製方法
(51)【国際特許分類】
C04B 28/02 20060101AFI20240816BHJP
C04B 14/48 20060101ALI20240816BHJP
C04B 18/14 20060101ALI20240816BHJP
C04B 18/08 20060101ALI20240816BHJP
C04B 18/167 20230101ALI20240816BHJP
C04B 24/22 20060101ALI20240816BHJP
C04B 24/26 20060101ALI20240816BHJP
B28C 7/04 20060101ALI20240816BHJP
E01C 11/24 20060101ALI20240816BHJP
【ＦＩ】
C04B28/02
C04B14/48 A
C04B18/14 Z
C04B18/08 Z
C04B18/167
C04B24/22 A
C04B24/26 E
B28C7/04
E01C11/24
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023560131
(86)(22)【出願日】2023-07-26
(85)【翻訳文提出日】2023-09-28
(86)【国際出願番号】 CN2023109378
(87)【国際公開番号】W WO2024027541
(87)【国際公開日】2024-02-08
(31)【優先権主張番号】202210937785.X
(32)【優先日】2022-08-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518357254
【氏名又は名称】常州大学
(74)【代理人】
【識別番号】100216471
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬戸 麻希
(72)【発明者】
【氏名】朱平華
(72)【発明者】
【氏名】史志浩
(72)【発明者】
【氏名】陳春紅
(72)【発明者】
【氏名】劉恵
(72)【発明者】
【氏名】王新傑
(72)【発明者】
【氏名】彭明国
【テーマコード（参考）】
2D051
4G056
4G112
【Ｆターム（参考）】
2D051AA01
2D051AB03
2D051AF01
2D051AF02
2D051AF04
2D051AF12
2D051AH02
4G056AA06
4G056CB32
4G112MD01
4G112PA02
4G112PA19
4G112PA27
4G112PA28
4G112PA30
4G112PB25
4G112PB31
4G112PC03
4G112PC14
4G112PE01
(57)【要約】
本発明は、建築材料の技術分野に属し、重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有
する再生透水性コンクリートおよびその調製方法を提供し、各地域の豪雨強度、湛水深さ
および降雨持続時間に基づいて透水性コンクリートの透水係数を決定し、透水係数に基づ
いて透水性コンクリートの気孔率を算出し、最後に気孔率に基づいてコンクリートの全気
孔数を算出し、この透水性コンクリートは、重量部で、再生粗骨材７４８～９０１部、川
砂７３２～８２７部、ケイ酸塩セメント６００～６３０部、シリカフューム８０～１００
部、フライアッシュ１６０～１８０部、鋼繊維８０～１２０部、減水剤１．２～１．５部
および水１８０～１８９部の成分からなる。本発明が提供する透水性コンクリートは、強
度が高く、異なる豪雨強度の作用下で優れた高い豪雨・浸水耐性を有する能力を有するだ
けでなく、降雨流出 水中の汚染物を浄化し、その圧縮強度と曲げ強度は両方とも重荷重
路面の要求をはるかに上回る。
【選択図】図２
する再生透水性コンクリートおよびその調製方法を提供し、各地域の豪雨強度、湛水深さ
および降雨持続時間に基づいて透水性コンクリートの透水係数を決定し、透水係数に基づ
いて透水性コンクリートの気孔率を算出し、最後に気孔率に基づいてコンクリートの全気
孔数を算出し、この透水性コンクリートは、重量部で、再生粗骨材７４８～９０１部、川
砂７３２～８２７部、ケイ酸塩セメント６００～６３０部、シリカフューム８０～１００
部、フライアッシュ１６０～１８０部、鋼繊維８０～１２０部、減水剤１．２～１．５部
および水１８０～１８９部の成分からなる。本発明が提供する透水性コンクリートは、強
度が高く、異なる豪雨強度の作用下で優れた高い豪雨・浸水耐性を有する能力を有するだ
けでなく、降雨流出 水中の汚染物を浄化し、その圧縮強度と曲げ強度は両方とも重荷重
路面の要求をはるかに上回る。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
各地域の豪雨強度、湛水深さおよび降雨持続時間に基づいて透水性コンクリートの透水係数を決定し、透水係数に基づいて透水性コンクリートの気孔率を算出し、最後に気孔率に
基づいてコンクリートの全気孔数を算出し、前記透水性コンクリートは、重量部で、再生
粗骨材７４８～９０１部、川砂７３２～８２７部、ケイ酸塩セメント６００～６３０部、
シリカフューム８０～１００部、フライアッシュ１６０～１８０部、鋼繊維８０～１２０
部、減水剤１．２～１．５部および水１８０～１８９部の成分からなり、
前記透水係数ｋは、豪雨強度ｉ、湛水深さＨ、降雨持続時間ｔの関係式ｋ≧ｉ+Ｈ／ｔに
よって決定され、ｋ≧０．５ｍｍ／ｓ、
前記気孔率の算出方法は、
度であり、μは水の粘度であり、ｇは重力加速度であり、
前記全気孔数ｎと気孔率ｐの関係式はｎ＝ｐＶ／Ｖｐであり、ここで、Ｖｐは１つの孔径
の体積であり、Ｖｐ＝πｈｄ２／４、ｎは全気孔数であり、ｐは気孔率であり、Ｖはコン
クリート供試体の体積であり、ｈは透水性コンクリート高度であり、ｄは孔径であり、
単一断面における気孔数は孔径と透水性コンクリートの高さの関係式ａ≦１０ｄ／ｈによ
って決定され、ここで、ａは単一断面における気孔の数であり、ｈは透水性コンクリート
の高さであり、ｄは孔径である、ことを特徴とする重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸
水耐性を有する再生透水性コンクリートの調製方法。
【請求項2】
前記豪雨強度ｉは、各都市の豪雨強度式に従って決定され、前記湛水深さＨは屋外排水設計規定ＧＢ ５００１４－２００６に規定された湛水深さに従って決定され、前記降雨時
間ｔは各都市の異なる湛水防止設計基準に従って決定される、ことを特徴とする請求項１
に記載の重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートの
調製方法。
【請求項3】
前記孔径と汚染物除去率はウィルバー分布であり、汚染物除去率が５０％のとき、孔径の上下限はそれぞれ０．５ｍｍおよび３ｍｍであり、汚染物除去率＝（汚染物初期濃度－汚
染物最終濃度）／汚染物初期濃度である、ことを特徴とする請求項１に記載の重荷重交通
路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートの調製方法。
【請求項4】
前記再生粗骨材はＧＢ／Ｔ２５１７７ー２０１０に規定された一等再生粗骨材または二等再生粗骨材であり、粒径は５～１６ｍｍであり、前記ケイ酸塩セメントの強度等級は５２
．５以上であり、前記川砂は中砂であり、微粉率は２．４～２．６であり、前記減水剤は
ポリカルボン酸系減水剤またはナフタレン系減水剤であり、減水効率は３０％以上である
、ことを特徴とする請求項１に記載の重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有す
る再生透水性コンクリートの調製方法。
【請求項5】
前記ケイ酸塩セメント、シリカフュームとフライアッシュの重量比は７：１：２である、ことを特徴とする請求項１に記載の重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する
再生透水性コンクリートの調製方法。
【請求項6】
前記透水性コンクリートの調製方法は、以下のステップを含み：ステップ１：再生粗骨材と川砂を攪拌機に加えて３０ｓ乾式攪拌し、
ステップ２：半分の水を攪拌機に加えて３０ｓ攪拌し、
ステップ３：ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュを攪拌機に加えて３０
ｓ攪拌し、
ステップ４：ポリカルボン酸減水剤と残りの水を攪拌機に加えて１２０ｓ攪拌し、均一に
混合して生コンクリートを得、
ステップ５：型枠でコンクリートの全気孔数に基づいて孔分布間隔を算出し、鉄筋の数と
直径を気孔の数と直径に等しくし、鉄筋を型枠に固定し、生コンクリートを型枠に流し込
み、初期凝結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得る、ことを特徴とする請求項１
に記載の重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートの
調製方法。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載の方法によって調製される、ことを特徴とする重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建築材料の技術分野に属し、具体的に、重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸
水耐性を有する再生透水性コンクリートおよびその調製方法に関する。
水耐性を有する再生透水性コンクリートおよびその調製方法に関する。
【背景技術】
【0002】
数十年以来、異常豪雨が頻発しており、このような突発的な降雨は短時間で激しく降るた
め、都市排水システムの圧力が短時間で急激に上昇することがある。 従来の都市建設で
は、不透水性の路面が継続的に拡張され、透水性の自然地表が継続的に減少しているのに
対し、これは突然の降雨に対する都市の対処能力の弱体化につながる。この雨水は不透水
路面で地表降雨流出水を形成し、徐々に蓄積して湛水となり、ある程度の深さの湛水は、
都市の道路網に深刻な混乱と損害をもたらし、交通渋滞や事故を引き起こし、人々の生命
と財産の安全を脅かすことさえある。さらに、湛水には、重金属（Ｃｕ２+）、有機物、
窒素、リンなどの多くの汚染物が含まれており、これらの汚染物は地表降雨流出水ととも
に都市河川に流入し、生態系環境を破壊する。スポンジ・シティの構築は、都市雨水の自
由な流れを実現し、豪雨や湛水などの自然災害に対処するための有効な対策であり、透水
性コンクリート道路の路面はスポンジ・シティ構築の鍵となる。
しかし、従来の透水性コンクリートは、強度が低い、耐久性に劣る、気孔率の制御が難し
い、目詰まりしやすい、メンテナンスが不便など、多くの課題を抱えている。さらに、強
度は透水性や水質浄化能力と負の相関関係にあり、気孔率を低くした透水性コンクリート
は高い強度を得ることができるが、透水性や水質浄化能力は著しく低下し、気孔率を高く
して高い透過率と水質浄化能力を得るが透水性コンクリートの強度は著しく低下する。し
たがって、透水性コンクリートが高い強度と水質浄化能力を有しながら、いかに速やかに
排水できるようにするかが、スポンジ・シティの新しい道路の開発動向である。
め、都市排水システムの圧力が短時間で急激に上昇することがある。 従来の都市建設で
は、不透水性の路面が継続的に拡張され、透水性の自然地表が継続的に減少しているのに
対し、これは突然の降雨に対する都市の対処能力の弱体化につながる。この雨水は不透水
路面で地表降雨流出水を形成し、徐々に蓄積して湛水となり、ある程度の深さの湛水は、
都市の道路網に深刻な混乱と損害をもたらし、交通渋滞や事故を引き起こし、人々の生命
と財産の安全を脅かすことさえある。さらに、湛水には、重金属（Ｃｕ２+）、有機物、
窒素、リンなどの多くの汚染物が含まれており、これらの汚染物は地表降雨流出水ととも
に都市河川に流入し、生態系環境を破壊する。スポンジ・シティの構築は、都市雨水の自
由な流れを実現し、豪雨や湛水などの自然災害に対処するための有効な対策であり、透水
性コンクリート道路の路面はスポンジ・シティ構築の鍵となる。
しかし、従来の透水性コンクリートは、強度が低い、耐久性に劣る、気孔率の制御が難し
い、目詰まりしやすい、メンテナンスが不便など、多くの課題を抱えている。さらに、強
度は透水性や水質浄化能力と負の相関関係にあり、気孔率を低くした透水性コンクリート
は高い強度を得ることができるが、透水性や水質浄化能力は著しく低下し、気孔率を高く
して高い透過率と水質浄化能力を得るが透水性コンクリートの強度は著しく低下する。し
たがって、透水性コンクリートが高い強度と水質浄化能力を有しながら、いかに速やかに
排水できるようにするかが、スポンジ・シティの新しい道路の開発動向である。
【発明の概要】
【0003】
先行技術の欠点を解決するために、本発明の目的は、高強度、急速排水という特徴を有し
、都市湛水の緩和に資し、透水性コンクリートが重荷重交通路面に広く応用できないとい
う問題を解決する、重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コン
クリートおよびその調製方法を提供することである。本発明は、人工気孔形成法の使用、
気孔率、気孔直径および気孔分布の最適化など、透水性コンクリートの気孔数および分布
を最適化することにより、調製した透水性コンクリートは高強度を確保しつつ、十分な透
水能力および水質浄化能力を有することが可能にする。
先行技術の欠点を解決するために、本発明は以下の技術的解決策を提供する。
重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートの調製方法
は、各地域の豪雨強度、湛水深さおよび降雨持続時間に基づいて透水性コンクリートの透
水係数を決定し、透水係数に基づいて透水性コンクリートの気孔率を算出し、最後に気孔
率に基づいてコンクリートの全気孔数を算出し、前記透水性コンクリートは、重量部で、
再生粗骨材７４８～９０１部、川砂７３２～８２７部、ケイ酸塩セメント６００～６３０
部、シリカフューム８０～１００部、フライアッシュ１６０～１８０部、鋼繊維８０～１
２０部、減水剤１．２～１．５部および水１８０～１８９部の成分からなる。
さらに、前記透水係数ｋは、豪雨強度ｉ、湛水深さＨ、降雨持続時間ｔの関係式２ ｋ≧
ｉ+ｔ／ｈに従って決定され、ｋ≧０．５ｍｍ／ｓ、前記豪雨強度ｉは各都市豪雨強度式
に従って決定され、各都市豪雨強度式は（《中国新世代豪雨強度式》）を参照すればよく
、前記湛水深さＨは屋外排水設計規定ＧＢ ５００１４－２００６に規定された湛水深さ
（＜１５０ｍｍ）に従って決定され、前記降雨時間ｔは各都市異なる湛水防止設計基準に
従って決定され、例えば、中国広州市の幹線道路に許容される最大湛水深さは１５ｃｍで
あり、最大湛水消散時間は３０分間である。
さらに、前記孔径と汚染物除去率はウィルバー分布であり、汚染物除去率が５０％のとき
、孔径の上下限はそれぞれ０．５ｍｍおよび３ｍｍであり、汚染物除去率＝（汚染物初期
濃度－汚染物最終濃度）／汚染物初期濃度である。
さらに、前記気孔率の算出方法は
であり、ここで、ｋは透水係数であり、ｐは気孔率であり、ｄは孔径であり、ρは水の密
度であり、μは水の粘度であり、ｇは重力加速度である。
さらに、前記全気孔数ｎと気孔率ｐの関係式３はｎ＝ｐＶ／Ｖｐであり、ここで、Ｖｐは
１つの孔径の体積であり、Ｖｐ＝πｈｄ２／４、ｎは全気孔数であり、ｐは気孔率であり
、Ｖはコンクリート供試体の体積であり、ｈは透水性コンクリートの高さであり、ｄは孔
径である。
さらに、単一断面上の気孔数は、孔径と透水性コンクリートの高さの関係式４ ａ≦１０
ｄ／ｈに従って決定され、ここで、ａは単一断面上気孔の数であり、ｈは透水性コンクリ
ートの高さであり、ｄは孔径である。
さらに、前記再生粗骨材はＧＢ／Ｔ２５１７７－２０１０に規定された一等再生粗骨材ま
たは二等再生粗骨材であり、粒径は５～１６ｍｍであり、前記ケイ酸塩セメントの強度等
級は５２．５以上であり、前記川砂は中砂であり、微粉率は２．４～２．６であり、前記
減水剤はポリカルボン酸系減水剤またはナフタレン系減水剤であり、減水効率は３０％以
上である。
さらに、前記ケイ酸塩セメント、シリカフュームおよびフライアッシュの重量比は７：１
：２である。
さらに、前記透水性コンクリートの調製方法は以下のステップを含み：
ステップ１：再生粗骨材と川砂を攪拌機に加えて３０ｓ乾式攪拌し、
ステップ２：半分の水を攪拌機に加えて３０ｓ攪拌し、
ステップ３：ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュを攪拌機に加えて３０
ｓ攪拌し、
ステップ４：ポリカルボン酸減水剤と残りの水を攪拌機に加えて１２０ｓ攪拌し、均一に
混合して生コンクリートを得、
ステップ５：型枠でコンクリートの全気孔数に基づいて孔分布間隔を算出し、鉄筋の数と
直径を気孔の数と直径に等しくし、鉄筋を型枠に固定し、生コンクリートを型枠に流し込
み、初期凝結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得る。
本発明は、上記方法によって調製された重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有
する再生透水性コンクリートをさらに提供する。
［発明の効果］
本発明の配合比は合理的であり、調製された重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性
を有する再生透水性コンクリートは、スランプが６４５ｍｍよりも大きく、圧縮強度が９
０ＭＰａよりも大きく、曲げ強度が１４ＭＰａよりも大きく、機械的強度、透水性能およ
び浄化性能のバランスが取られる。広州市を例にすると、２０、５０、１００年の再現期
間の豪雨作用下で、透水性コンクリートは全過程中水が溜まらず、湛水も生じなかった。
Ｃｕ２+除去率が８０％を超え、ＣＯＤとＰの除去率が６０％を超え、Ｎの除去率が４０
％を超え、良好な浄化性能を示した。重荷重交通地域路面に広く応用され得る。この透水
性コンクリートは、降雨流出水中の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、重金属（Ｃｕ２+）、
窒素（Ｎ）およびリン（Ｐ）などの汚染物の含有量を効果的に低減し、降雨による環境汚
染問題を解決する。
、都市湛水の緩和に資し、透水性コンクリートが重荷重交通路面に広く応用できないとい
う問題を解決する、重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コン
クリートおよびその調製方法を提供することである。本発明は、人工気孔形成法の使用、
気孔率、気孔直径および気孔分布の最適化など、透水性コンクリートの気孔数および分布
を最適化することにより、調製した透水性コンクリートは高強度を確保しつつ、十分な透
水能力および水質浄化能力を有することが可能にする。
先行技術の欠点を解決するために、本発明は以下の技術的解決策を提供する。
重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートの調製方法
は、各地域の豪雨強度、湛水深さおよび降雨持続時間に基づいて透水性コンクリートの透
水係数を決定し、透水係数に基づいて透水性コンクリートの気孔率を算出し、最後に気孔
率に基づいてコンクリートの全気孔数を算出し、前記透水性コンクリートは、重量部で、
再生粗骨材７４８～９０１部、川砂７３２～８２７部、ケイ酸塩セメント６００～６３０
部、シリカフューム８０～１００部、フライアッシュ１６０～１８０部、鋼繊維８０～１
２０部、減水剤１．２～１．５部および水１８０～１８９部の成分からなる。
さらに、前記透水係数ｋは、豪雨強度ｉ、湛水深さＨ、降雨持続時間ｔの関係式２ ｋ≧
ｉ+ｔ／ｈに従って決定され、ｋ≧０．５ｍｍ／ｓ、前記豪雨強度ｉは各都市豪雨強度式
に従って決定され、各都市豪雨強度式は（《中国新世代豪雨強度式》）を参照すればよく
、前記湛水深さＨは屋外排水設計規定ＧＢ ５００１４－２００６に規定された湛水深さ
（＜１５０ｍｍ）に従って決定され、前記降雨時間ｔは各都市異なる湛水防止設計基準に
従って決定され、例えば、中国広州市の幹線道路に許容される最大湛水深さは１５ｃｍで
あり、最大湛水消散時間は３０分間である。
さらに、前記孔径と汚染物除去率はウィルバー分布であり、汚染物除去率が５０％のとき
、孔径の上下限はそれぞれ０．５ｍｍおよび３ｍｍであり、汚染物除去率＝（汚染物初期
濃度－汚染物最終濃度）／汚染物初期濃度である。
さらに、前記気孔率の算出方法は
度であり、μは水の粘度であり、ｇは重力加速度である。
さらに、前記全気孔数ｎと気孔率ｐの関係式３はｎ＝ｐＶ／Ｖｐであり、ここで、Ｖｐは
１つの孔径の体積であり、Ｖｐ＝πｈｄ２／４、ｎは全気孔数であり、ｐは気孔率であり
、Ｖはコンクリート供試体の体積であり、ｈは透水性コンクリートの高さであり、ｄは孔
径である。
さらに、単一断面上の気孔数は、孔径と透水性コンクリートの高さの関係式４ ａ≦１０
ｄ／ｈに従って決定され、ここで、ａは単一断面上気孔の数であり、ｈは透水性コンクリ
ートの高さであり、ｄは孔径である。
さらに、前記再生粗骨材はＧＢ／Ｔ２５１７７－２０１０に規定された一等再生粗骨材ま
たは二等再生粗骨材であり、粒径は５～１６ｍｍであり、前記ケイ酸塩セメントの強度等
級は５２．５以上であり、前記川砂は中砂であり、微粉率は２．４～２．６であり、前記
減水剤はポリカルボン酸系減水剤またはナフタレン系減水剤であり、減水効率は３０％以
上である。
さらに、前記ケイ酸塩セメント、シリカフュームおよびフライアッシュの重量比は７：１
：２である。
さらに、前記透水性コンクリートの調製方法は以下のステップを含み：
ステップ１：再生粗骨材と川砂を攪拌機に加えて３０ｓ乾式攪拌し、
ステップ２：半分の水を攪拌機に加えて３０ｓ攪拌し、
ステップ３：ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュを攪拌機に加えて３０
ｓ攪拌し、
ステップ４：ポリカルボン酸減水剤と残りの水を攪拌機に加えて１２０ｓ攪拌し、均一に
混合して生コンクリートを得、
ステップ５：型枠でコンクリートの全気孔数に基づいて孔分布間隔を算出し、鉄筋の数と
直径を気孔の数と直径に等しくし、鉄筋を型枠に固定し、生コンクリートを型枠に流し込
み、初期凝結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得る。
本発明は、上記方法によって調製された重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有
する再生透水性コンクリートをさらに提供する。
［発明の効果］
本発明の配合比は合理的であり、調製された重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性
を有する再生透水性コンクリートは、スランプが６４５ｍｍよりも大きく、圧縮強度が９
０ＭＰａよりも大きく、曲げ強度が１４ＭＰａよりも大きく、機械的強度、透水性能およ
び浄化性能のバランスが取られる。広州市を例にすると、２０、５０、１００年の再現期
間の豪雨作用下で、透水性コンクリートは全過程中水が溜まらず、湛水も生じなかった。
Ｃｕ２+除去率が８０％を超え、ＣＯＤとＰの除去率が６０％を超え、Ｎの除去率が４０
％を超え、良好な浄化性能を示した。重荷重交通地域路面に広く応用され得る。この透水
性コンクリートは、降雨流出水中の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、重金属（Ｃｕ２+）、
窒素（Ｎ）およびリン（Ｐ）などの汚染物の含有量を効果的に低減し、降雨による環境汚
染問題を解決する。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1】透水性コンクリートの構造を示す模式図である。
【図2】強度と気孔率の関係を示す図である（図ａ）は圧縮強度を示し、図ｂ）は曲げ強度を示す）。
【図3】各汚染物の除去率と気孔率の関係を示す図である（ａ）ＣＯＤ、ｂ）Ｐ、ｃ）Ｎ、ｄ）Ｃｕ２+）。
【図4】汚染物の除去率と孔径の関係を示す図である。
【0005】
［符号の説明］
１ 気孔
２ 基体
１ 気孔
２ 基体
【発明を実施するための形態】
【0006】
以下、実施形態を参照しながら本発明をさらに説明する。以下の実施形態は、本発明の技
術的解決策をより明確に説明するためにのみ使用され、本発明の保護範囲を限定するもの
ではない。
本発明の実施例は、重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コン
クリートを提供し、各都市の豪雨強度は再現期間２０年、５０年、１００年という３つの
等級に分けられ、例えば広州市では再現期間２０年、５０年、１００年の１時間ピーク豪
雨強度はそれぞれ５．５ｍｍ／ｍｉｎ、６．１ｍｍ／ｍｉｎ、６．５ｍｍ／ｍｉｎとする
。最大湛水深さは０ｍｍとする。
各都市の豪雨強度ｉおよび規定された最大湛水深さＨに応じて適切な透水係数ｋを選択し
、ｋ≧０．５ｍｍ／ｓである。
図４から分かるように、孔径と汚染物除去率はウィルバー分布である。孔径の増加に伴い
、汚染物の除去率が最初に増加し、次に低下し、汚染物除去率が５０％のとき、孔径の上
下限はそれぞれ０．５ｍｍおよび３ｍｍである。したがって、高い汚染物除去率を得るた
めに、本発明中の気孔の直径は０．８ｍｍ、１ｍｍまたは２ｍｍに選択される。関係式１
に従って、気孔率を決定する。ここで、ｋは透水係数であり、ｐは気孔率であり、ｄは孔
径であり、ρは水の密度であり、μは水の粘度であり、ｇは重力加速度である。
全気孔数ｎと気孔率ｐの関係式３はｎ＝ｐＶ／Ｖｐであり、ここで、Ｖｐは１つの孔径の
体積であり、Ｖｐ＝πｈｄ２／４、ｎは気孔数であり、ｐは気孔率であり、Ｖはコンクリ
ート供試体の体積であり、ｈは透水性コンクリートの高さである。
単一断面上気孔の数は関係式４ ａ≦１０ｄ／ｈに従って決定され、全気孔数と単一断面
上気孔数に応じて３つの孔の左右、上下分布間隔を、それぞれ５ｍｍ×５ｍｍ、５ｍｍ×
４ｍｍおよび３ｍｍ×４ｍｍに決定する。
重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートは、重量部
で、再生粗骨材７４８～９０１部、川砂７３２～８２７部、ケイ酸塩セメント６００～６
３０部、シリカフューム８０～１００部、フライアッシュ１６０～１８０部、鋼繊維８０
～１２０部、減水剤１．２～１．５部および水１８０～１８９部の成分からなる。ケイ酸
塩セメント、シリカフューム、フライアッシュをセメント材料として使用し、得られた透
水性コンクリートは図１に示され、透水性コンクリートのマトリックスとして自己充填コ
ンクリートを用い、透水孔として上下にまっすぐな気孔を用いる。自己充填コンクリート
は相溶性がよく、骨材はセメントペーストに包まれて強固に結合している。鋼繊維はコン
クリートの内部構造を効果的に構築し、コンクリートに優れた自己充填性を与え、コンク
リートの強度に大きな好影響を与える。気孔率および孔径が高いレベルであっても、透水
性コンクリートは良好な強度を維持する。
本発明の選択可能な実施例では、ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．５以上である。
本発明の選択可能な実施例では、ケイ酸塩セメント、シリカフューム和フライアッシュの
重量比は７：１：２である。
本発明の選択可能な実施例では、水の重量とセメント材料（ケイ酸塩セメント、シリカフ
ューム、フライアッシュおよびスラグ）の総重量の比は０．２０～０．２３である。
本発明の選択可能な実施例では、川砂は中砂であり、微粉率は２．４～２．６である。
本発明の選択可能な実施例では、減水剤はポリカルボン酸系減水剤またはナフタレン系減
水剤であり、減水効率は３０％以上である。ここで、ポリカルボン酸系減水剤は好ましい
減水剤である。
透水性コンクリートの調製は以下のステップを含む。
ステップ１：再生粗骨材と川砂を攪拌機に加えて３０ｓ乾式攪拌する。
ステップ２：半分の水を攪拌機に加えて３０ｓ攪拌する。
ステップ３：ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュを攪拌機に加えて３０
ｓ攪拌する。
ステップ４：ポリカルボン酸減水剤と残りの水を攪拌機に加えて１２０ｓ攪拌し、均一に
混合して生コンクリートを得る。
ステップ５：型枠で好ましい孔分布間隔に基づいて好ましい直径の鉄筋を予め固定し、生
コンクリートを型枠に流し込み、初期凝結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得る
。
本発明の選択可能な実施例では、攪拌容器は攪拌機である。
本発明では、《普通コンクリートミックス性能の試験方法基準ＧＢ／Ｔ５００８０－２０
１６》に従ってコンクリートのスランプを測定し、《屋外排水設計規定ＧＢ ５００１４
－２００６》に従って許容される湛水深さを決定し、《普通コンクリートの機械的性能の
試験方法基準ＧＢ／Ｔ５００８１－２０１９》に従って、２８ｄの圧縮強度、２８ｄの曲
げ強度を測定し、《都市汚水水質基準検出方法ＧＪ／Ｔ ５１－２０１８》に従って、７
２０分後のＣｕ２+、ＣＯＤ、ＮおよびＰの除去率を測定し、調製された透水性コンクリ
ートの性能を特徴つける。
術的解決策をより明確に説明するためにのみ使用され、本発明の保護範囲を限定するもの
ではない。
本発明の実施例は、重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コン
クリートを提供し、各都市の豪雨強度は再現期間２０年、５０年、１００年という３つの
等級に分けられ、例えば広州市では再現期間２０年、５０年、１００年の１時間ピーク豪
雨強度はそれぞれ５．５ｍｍ／ｍｉｎ、６．１ｍｍ／ｍｉｎ、６．５ｍｍ／ｍｉｎとする
。最大湛水深さは０ｍｍとする。
各都市の豪雨強度ｉおよび規定された最大湛水深さＨに応じて適切な透水係数ｋを選択し
、ｋ≧０．５ｍｍ／ｓである。
図４から分かるように、孔径と汚染物除去率はウィルバー分布である。孔径の増加に伴い
、汚染物の除去率が最初に増加し、次に低下し、汚染物除去率が５０％のとき、孔径の上
下限はそれぞれ０．５ｍｍおよび３ｍｍである。したがって、高い汚染物除去率を得るた
めに、本発明中の気孔の直径は０．８ｍｍ、１ｍｍまたは２ｍｍに選択される。関係式１
径であり、ρは水の密度であり、μは水の粘度であり、ｇは重力加速度である。
全気孔数ｎと気孔率ｐの関係式３はｎ＝ｐＶ／Ｖｐであり、ここで、Ｖｐは１つの孔径の
体積であり、Ｖｐ＝πｈｄ２／４、ｎは気孔数であり、ｐは気孔率であり、Ｖはコンクリ
ート供試体の体積であり、ｈは透水性コンクリートの高さである。
単一断面上気孔の数は関係式４ ａ≦１０ｄ／ｈに従って決定され、全気孔数と単一断面
上気孔数に応じて３つの孔の左右、上下分布間隔を、それぞれ５ｍｍ×５ｍｍ、５ｍｍ×
４ｍｍおよび３ｍｍ×４ｍｍに決定する。
重荷重交通路面に適した高い豪雨・浸水耐性を有する再生透水性コンクリートは、重量部
で、再生粗骨材７４８～９０１部、川砂７３２～８２７部、ケイ酸塩セメント６００～６
３０部、シリカフューム８０～１００部、フライアッシュ１６０～１８０部、鋼繊維８０
～１２０部、減水剤１．２～１．５部および水１８０～１８９部の成分からなる。ケイ酸
塩セメント、シリカフューム、フライアッシュをセメント材料として使用し、得られた透
水性コンクリートは図１に示され、透水性コンクリートのマトリックスとして自己充填コ
ンクリートを用い、透水孔として上下にまっすぐな気孔を用いる。自己充填コンクリート
は相溶性がよく、骨材はセメントペーストに包まれて強固に結合している。鋼繊維はコン
クリートの内部構造を効果的に構築し、コンクリートに優れた自己充填性を与え、コンク
リートの強度に大きな好影響を与える。気孔率および孔径が高いレベルであっても、透水
性コンクリートは良好な強度を維持する。
本発明の選択可能な実施例では、ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．５以上である。
本発明の選択可能な実施例では、ケイ酸塩セメント、シリカフューム和フライアッシュの
重量比は７：１：２である。
本発明の選択可能な実施例では、水の重量とセメント材料（ケイ酸塩セメント、シリカフ
ューム、フライアッシュおよびスラグ）の総重量の比は０．２０～０．２３である。
本発明の選択可能な実施例では、川砂は中砂であり、微粉率は２．４～２．６である。
本発明の選択可能な実施例では、減水剤はポリカルボン酸系減水剤またはナフタレン系減
水剤であり、減水効率は３０％以上である。ここで、ポリカルボン酸系減水剤は好ましい
減水剤である。
透水性コンクリートの調製は以下のステップを含む。
ステップ１：再生粗骨材と川砂を攪拌機に加えて３０ｓ乾式攪拌する。
ステップ２：半分の水を攪拌機に加えて３０ｓ攪拌する。
ステップ３：ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュを攪拌機に加えて３０
ｓ攪拌する。
ステップ４：ポリカルボン酸減水剤と残りの水を攪拌機に加えて１２０ｓ攪拌し、均一に
混合して生コンクリートを得る。
ステップ５：型枠で好ましい孔分布間隔に基づいて好ましい直径の鉄筋を予め固定し、生
コンクリートを型枠に流し込み、初期凝結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得る
。
本発明の選択可能な実施例では、攪拌容器は攪拌機である。
本発明では、《普通コンクリートミックス性能の試験方法基準ＧＢ／Ｔ５００８０－２０
１６》に従ってコンクリートのスランプを測定し、《屋外排水設計規定ＧＢ ５００１４
－２００６》に従って許容される湛水深さを決定し、《普通コンクリートの機械的性能の
試験方法基準ＧＢ／Ｔ５００８１－２０１９》に従って、２８ｄの圧縮強度、２８ｄの曲
げ強度を測定し、《都市汚水水質基準検出方法ＧＪ／Ｔ ５１－２０１８》に従って、７
２０分後のＣｕ２+、ＣＯＤ、ＮおよびＰの除去率を測定し、調製された透水性コンクリ
ートの性能を特徴つける。
【0007】
実施例１
以下のステップに従って透水性コンクリートを調製し：
ステップ１、広州市の再現期間２０年の降雨強度０．０９ｍｍ／ｓ、許容される湛水深さ
０ｍｍ、透水係数１．０ｍｍ／ｓ、孔径０．８ｍｍを採取し、透水係数と気孔率の関係式
１によると、気孔率が０．１２６％を選択した。
ステップ２、関係式３に従って１００ｃｍ２あたり２５個の透水孔が均一に配置され、関
係式４に従って単一断面上の気孔の数を５個と決定し、孔分布を５ｍｍ×５ｍｍと選択し
た。以上のステップで選択した孔分布間隔に従って好ましい直径の鉄筋を型枠に予め固定
する。
ステップ３、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ４、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ５、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに静置し、７２０分後水タンク中の各
汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市の再現期間２０、５０、１０
０年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
実施例２
以下のステップに従って透水性コンクリートを調製し：
ステップ１、広州市の再現期間５０年の降雨強度０．１１ｍｍ／ｓ、許容される湛水深さ
０ｍｍ、透水係数１．５ｍｍ／ｓ、孔径１ｍｍを採取し、透水係数と気孔率の関係式１に
よると、気孔率は０．１９６％を選択した。
ステップ２、関係式３に従って、１００ｃｍ２当たり２０個の透水孔が均一に配置され、
関係式４に従って単一断面上気孔の数を４個と決定し、孔分布を５ｍｍ×４ｍｍとした。
以上のステップによって選択された孔分布間隔で、好ましい直径の鉄筋を型枠に予め固定
する。
ステップ３、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ４、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ５、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市の再現期間２０、５０
、１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
実施例３
以下のステップに従って透水性コンクリートを調製し：
ステップ１、広州市の再現期間１００年の降雨強度０．１２ｍｍ／ｓ、許容される湛水深
さ０ｍｍ、透水係数３ｍｍ／ｓ、孔径２ｍｍを採取し、透水係数と気孔率の関係式による
と、気孔率は０．３７７％とした。
ステップ２、関係式３に従って、１００ｃｍ２あたり１２個の透水孔が均一に配置され、
関係式４に従って、単一断面上の気孔の数を３個と決定し、孔分布を４ｍｍ×３ｍｍに選
択した。以上のステップによって選択された孔分布間隔で、好ましい直径の鉄筋を型枠に
予め固定する。
ステップ３、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ４、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ５、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市再現期間２０、５０、
１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
比較例１
以下のステップに従って透水性コンクリートを調製し：
ステップ１、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ２、気孔率を０．０８％、孔径を０．８ｍｍ、孔分布を４ｍｍ×４ｍｍと選択し
た。
ステップ３、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ４、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市再現期間２０、５０、
１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
比較例２
以下のステップに従ってコンクリートを調製し：
ステップ１、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ２、気孔率を２．０１１％、孔径を４ｍｍ、孔分布を４ｍｍ×４ｍｍと選択した
。
ステップ３、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ４、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市再現期間２０、５０、
１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
比較例３
以下のステップに従ってコンクリートを調製し：
ステップ１、重量部で、再生粗骨材７５４部、川砂７４１部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８０部、ポ
リカルボン酸減水剤１．４部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ２、気孔率を２．３６％、孔径を４ｍｍ、孔分布を４ｍｍ×５ｍｍと選択した。
ステップ３、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ４、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市再現期間２０、５０、
１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
試験結果は表１および表２に示され、汚染物の種類および初期濃度は表３に示され、水浄
化実験の前に、実験室で汚水を準備した。炭素源、リン源、窒素源、銅源として、それぞ
れフタル酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、硝酸カリウム、無水硫酸銅を使用した
。
表１ 透水性コンクリートの機械的性能、浄化性能および透水性能データ
表２ ６０分間降雨作用下の湛水深さ（ｍｍ）
表３ 汚染物の初期濃度
結果から分かるように、図２に示した実施例の圧縮強度と曲げ強度は、重荷重道路の道路
強度への要求をはるかに超え、浄化能力については、図３に示すように、透水性コンクリ
ートのＣｕ２+除去率が８０％を超え、ＣＯＤおよびＰの除去率が６０％を超え、Ｎの除
去率が４０％を超え、浄化性能が良好である。豪雨模擬の全過程中、再現期間２０、５０
、１００年の３つの豪雨レベル下で、透水性コンクリート供試体の表面に湛水現象がなく
、高い豪雨・浸水耐性という要求を満たす。比較例１の透水性コンクリートが高い機械的
性能を有するが、気孔率が小さ過ぎて浄化性能が低く、これは、透水性コンクリートが通
常吸着により汚染物を除去し、大きな気孔率がより多くの接触面積を提供し、汚染物の吸
着により多くの場所を提供でき、使用した再生粗骨材は表面が粗く多孔質で、古いモルタ
ルが多く付着しているため、コンクリートの有害物質付着比表面積が大きくなり、浄化能
力の向上にも一定の役割を果たしている。
また、小さな気孔率が十分な浸透係数を提供できず、浸透係数が豪雨強度よりも小さいと
き、雨水が時間内に透水性コンクリートを通過して地下に流し込むことができず、その結
果、路面に湛水が発生する。比較例２および比較例３の透水性コンクリートが高い浄化性
能と浸透率を有するが、気孔率が大きすぎて曲げ強度が顕著に低下し、これは、透水性コ
ンクリートが主に断面面積に依存して断面抵抗能力を提供し、高気孔率により引張領域の
面積が減少し、曲げ強度が顕著に低下し、特に、比較例３では、その曲げ強度が重荷重路
面の要求を満たすことができなくなる。実施例では、豪雨強度と気孔率の関係を確立して
いるため、異なる再現期間の降雨作用下でも、豪雨期間、路面に湛水が発生しないことを
確保することができる。決定された合理的な気孔構造により、透水性コンクリートが高い
浄化能力を有することが確保される。上記の分析を通じて、本発明は、当該地域の豪雨・
浸水耐性要求に従って、異なる豪雨強度の最適化気孔率を決定し、適切な気孔構造を設計
し、透水性コンクリートの透水性能、機械的性能および浄化能力間の良好なバランスをと
ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、当業者にとって、本発明の技術的原理か
ら逸脱することなく、多くの改良および変形が可能であり、これらの改良および変形はす
べて本発明の保護範囲に含まれることに留意されたい。
以下のステップに従って透水性コンクリートを調製し：
ステップ１、広州市の再現期間２０年の降雨強度０．０９ｍｍ／ｓ、許容される湛水深さ
０ｍｍ、透水係数１．０ｍｍ／ｓ、孔径０．８ｍｍを採取し、透水係数と気孔率の関係式
１によると、気孔率が０．１２６％を選択した。
ステップ２、関係式３に従って１００ｃｍ２あたり２５個の透水孔が均一に配置され、関
係式４に従って単一断面上の気孔の数を５個と決定し、孔分布を５ｍｍ×５ｍｍと選択し
た。以上のステップで選択した孔分布間隔に従って好ましい直径の鉄筋を型枠に予め固定
する。
ステップ３、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ４、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ５、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに静置し、７２０分後水タンク中の各
汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市の再現期間２０、５０、１０
０年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
実施例２
以下のステップに従って透水性コンクリートを調製し：
ステップ１、広州市の再現期間５０年の降雨強度０．１１ｍｍ／ｓ、許容される湛水深さ
０ｍｍ、透水係数１．５ｍｍ／ｓ、孔径１ｍｍを採取し、透水係数と気孔率の関係式１に
よると、気孔率は０．１９６％を選択した。
ステップ２、関係式３に従って、１００ｃｍ２当たり２０個の透水孔が均一に配置され、
関係式４に従って単一断面上気孔の数を４個と決定し、孔分布を５ｍｍ×４ｍｍとした。
以上のステップによって選択された孔分布間隔で、好ましい直径の鉄筋を型枠に予め固定
する。
ステップ３、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ４、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ５、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市の再現期間２０、５０
、１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
実施例３
以下のステップに従って透水性コンクリートを調製し：
ステップ１、広州市の再現期間１００年の降雨強度０．１２ｍｍ／ｓ、許容される湛水深
さ０ｍｍ、透水係数３ｍｍ／ｓ、孔径２ｍｍを採取し、透水係数と気孔率の関係式による
と、気孔率は０．３７７％とした。
ステップ２、関係式３に従って、１００ｃｍ２あたり１２個の透水孔が均一に配置され、
関係式４に従って、単一断面上の気孔の数を３個と決定し、孔分布を４ｍｍ×３ｍｍに選
択した。以上のステップによって選択された孔分布間隔で、好ましい直径の鉄筋を型枠に
予め固定する。
ステップ３、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ４、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ５、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市再現期間２０、５０、
１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
比較例１
以下のステップに従って透水性コンクリートを調製し：
ステップ１、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ２、気孔率を０．０８％、孔径を０．８ｍｍ、孔分布を４ｍｍ×４ｍｍと選択し
た。
ステップ３、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ４、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市再現期間２０、５０、
１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
比較例２
以下のステップに従ってコンクリートを調製し：
ステップ１、重量部で、再生粗骨材９０１部、川砂８２７部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８９部、ポ
リカルボン酸減水剤１．２部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ２、気孔率を２．０１１％、孔径を４ｍｍ、孔分布を４ｍｍ×４ｍｍと選択した
。
ステップ３、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ４、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市再現期間２０、５０、
１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
比較例３
以下のステップに従ってコンクリートを調製し：
ステップ１、重量部で、再生粗骨材７５４部、川砂７４１部、普通ケイ酸塩セメント６３
０部、シリカフューム９０部、フライアッシュ１８０部、鋼繊維９８部、水１８０部、ポ
リカルボン酸減水剤１．４部を用意した。ここで、再生粗骨材粒径は５～１６ｍｍである
。川砂は中砂であり、微粉率は２．６である。普通ケイ酸塩セメントの強度等級は５２．
５であり、普通ケイ酸塩セメント、シリカフューム、フライアッシュの質量と総セメント
材料の割合は７：１：２であり、水セメント比は０．２１である。ポリカルボン酸減水剤
の減水効率は３０％である。
ステップ２、気孔率を２．３６％、孔径を４ｍｍ、孔分布を４ｍｍ×５ｍｍと選択した。
ステップ３、各成分を攪拌機に入れて生コンクリートを調製し、型枠に流し込み、初期凝
結後鉄筋を引き抜いて透水性コンクリートを得、室温で２４ｈ養生して離型し、標準養生
室（２０±２℃、相対湿度＞９５％）に入れて２８日間養生した。
ステップ４、２８日間養生した後、圧縮強度、曲げ強度、水浄化能力および豪雨模擬試験
を行う。浄化試験は、異なる汚染物を含む水タンクに入れて静置し、７２０分後水タンク
中の各汚染物濃度を測定することである。豪雨模擬試験は、広州市再現期間２０、５０、
１００年の降雨を採取し、透水性コンクリートを豪雨機に入れて豪雨模擬試験を行う。
試験結果は表１および表２に示され、汚染物の種類および初期濃度は表３に示され、水浄
化実験の前に、実験室で汚水を準備した。炭素源、リン源、窒素源、銅源として、それぞ
れフタル酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、硝酸カリウム、無水硫酸銅を使用した
。
表１ 透水性コンクリートの機械的性能、浄化性能および透水性能データ
表２ ６０分間降雨作用下の湛水深さ（ｍｍ）
強度への要求をはるかに超え、浄化能力については、図３に示すように、透水性コンクリ
ートのＣｕ２+除去率が８０％を超え、ＣＯＤおよびＰの除去率が６０％を超え、Ｎの除
去率が４０％を超え、浄化性能が良好である。豪雨模擬の全過程中、再現期間２０、５０
、１００年の３つの豪雨レベル下で、透水性コンクリート供試体の表面に湛水現象がなく
、高い豪雨・浸水耐性という要求を満たす。比較例１の透水性コンクリートが高い機械的
性能を有するが、気孔率が小さ過ぎて浄化性能が低く、これは、透水性コンクリートが通
常吸着により汚染物を除去し、大きな気孔率がより多くの接触面積を提供し、汚染物の吸
着により多くの場所を提供でき、使用した再生粗骨材は表面が粗く多孔質で、古いモルタ
ルが多く付着しているため、コンクリートの有害物質付着比表面積が大きくなり、浄化能
力の向上にも一定の役割を果たしている。
また、小さな気孔率が十分な浸透係数を提供できず、浸透係数が豪雨強度よりも小さいと
き、雨水が時間内に透水性コンクリートを通過して地下に流し込むことができず、その結
果、路面に湛水が発生する。比較例２および比較例３の透水性コンクリートが高い浄化性
能と浸透率を有するが、気孔率が大きすぎて曲げ強度が顕著に低下し、これは、透水性コ
ンクリートが主に断面面積に依存して断面抵抗能力を提供し、高気孔率により引張領域の
面積が減少し、曲げ強度が顕著に低下し、特に、比較例３では、その曲げ強度が重荷重路
面の要求を満たすことができなくなる。実施例では、豪雨強度と気孔率の関係を確立して
いるため、異なる再現期間の降雨作用下でも、豪雨期間、路面に湛水が発生しないことを
確保することができる。決定された合理的な気孔構造により、透水性コンクリートが高い
浄化能力を有することが確保される。上記の分析を通じて、本発明は、当該地域の豪雨・
浸水耐性要求に従って、異なる豪雨強度の最適化気孔率を決定し、適切な気孔構造を設計
し、透水性コンクリートの透水性能、機械的性能および浄化能力間の良好なバランスをと
ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、当業者にとって、本発明の技術的原理か
ら逸脱することなく、多くの改良および変形が可能であり、これらの改良および変形はす
べて本発明の保護範囲に含まれることに留意されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】