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エヴォストーン工法 - ストーンテックジャパン
エヴォストーン工法 evolutional paving system ストーンテックジャパン株式会社 敷石施工方法について evostone 工法（レール強化工法）を採用する事が出来 るかどうかを検討して頂くための資料です。 この工法は小舗石湿式工法に比べ大板での施工が可能で意匠性の幅が広がり 尚且つ施工スピードが速く養生期間も不用な為、工期の短縮が可能で車両の乗 り上げ・走行に対しても抵抗力に優れている乾式工法です。 ベルギー王国で開発された evostone 工法は、ヨーロッパ各国で近年採用が増 えており、現地実績を視察・検証した結果をまとめました。 エヴォストーン工法は天然石、コンクリート平板などの舖石をプラスチック製 ガイドレール上に敷設する事で施工を大幅に簡易化し舗装時間を短縮するだけ でなく、舗道の安定性も向上させるベルギーで開発された自然石・平板のレー ル強化乾式工法です。この工法は EU において特許を取得し、日本においても 2012 年 11 月 2 日、 「特許第 5120954 号」を取得いたしました。 エヴォストーン工法について 車道における自然石舗装について 自然石舗装の安定性は世界中で問題になっています。 交通量, 重車両, ブレーキ性能など爆発的な水平方 向への応力の増加により在来の自然石舗装は破壊さ れ続けています。 100 年前の施工方法と変わらない、今までと同じよう な慣例的な施工方法では解決できません。 19 世紀～20 世紀初頭までは、垂直方向への荷重だけ で水平方向への荷重はほぼ無でした。 20 世紀中ごろから現在まで自動車性能の向上と共に 水平方向への荷重が増大すると共に、様々な背景によ り在来の施工方法では、対処できなくなりました。 不具合の原因となる問題点 ・複雑な地下構造 (地下鉄, 地下駐車場, 掘削あと, 水道, ガス, 他) ・不均一な路盤構成 ・複雑なコンセプト（関与する様々な利害関係者） ・複雑に加わる外力(交通, 構造物,気温, 他) ・新しい種類の石材 ・異なる種類の材料との組み合わせの ・経済的な規制 2 次的な問題の発生 ・交通の安全 ・財政的な責任 ・行政責任 ・技術的な責任 ・設計責任 ・解決手段提供の責任” ・近隣への迷惑に対する責任… 車道における垂直力と水平力 近代化とともに馬車や人力車から自動車が交通の主 要な手段となりました。 その昔は路面にかかる力は、重力しかありませんでし たが、現在は水平方向に加わる力、例えばアクセルや ブレーキを踏んだ時などに舗装を痛めています。 垂直力 垂直方向から加わる力は、たわみ性舗装であった過 去から現在まで大きな問題は無かった。 垂直荷重＝石材+敷き砂+路盤にとって重大な問題で はない 最近のＳＵＶ＝およそ 2.400 ㎏ 制動時＝およそ 900 ㎏の荷重が各前輪にかかります ＝＞9.000Ｎの荷重 ＝＞タイヤの空気圧を 0,25 N/mm² ＝受ける面積は 330 cm² ＝Ａ４コピー用紙半分 水平力 加速時や制動時、ハンドルを切った際など、車両の 重量が増えトルクが増したことで爆発的な水平力が 発生するようになりました。 水平荷重＝制動時の問題 水平荷重＝目地の問題 水平荷重＝70 年代より爆発的に増加 最近の SUV＝およそ 2.400 kg 制動時＝1G (= 9,81 m/s²)重力加速度と同じ程度の G ＝＞9.000Ｎの荷重 この水平力は目地を通して伝達される これが従来の自然石舗装のウイークポイントである 従来の自然石舗装の剛性舗装・たわみ性舗装について たわみ性舗装 ・伝達はピラミッド形状 ・伝達は舗石の下面からサンドベッドに ・伝達はサンドベッドから路盤に ・たわみ性 ・わずかな変形は舗装に影響を与えません ・バインダーを使用しません(例、セメント、エポキシなど) ・垂直に加わる力に対して有効 ・水平に加わる力に対して弱い 剛性舗装 ・全体の構造は１枚の床構造 ・引っ張りと曲げと圧縮による疲労 ・引っ張り応力は目地を痛め、水の浸入を許し、敷きモルタルを破壊 ・少しの変形が目地/モルタル下地に影響 ・簡単に復旧工事が出来ない ・連鎖的に破壊が広がる ・重荷重や交通量の多い地点には不向き ・交通量の少ない場所のみ有効 ・ベルギー・フランス等では車道施工不可 日本では、下図の様な剛性舗装が一般的な舗装として採用されています。 車道で使うことは稀で用途は歩行と軽車両がほとんどです。 車道施工可能としている CA モルタルを使 った湿式工法でも結果は同じです。 多くは垂直方向からの圧力と水平方向の圧 力が目地を引っ張り割れるところから始ま ります。 石が動き出し目地が完全に破壊され水が浸 入します。 一部の目地が損傷すると連鎖的に周囲に影 響を与え破壊が止まりません。 引き金＝ダメージの連鎖 舗装の様々な側面に破損の危険性が隠れて おり、各個独立しているわけではありませ ん。 それぞれの危険性は影響しあいドミノ的に 広がります。 引き金= 一部の破損= 弱点 交通による水平力はしばしば‘引き金’ と なります。 水平荷重= 70 年代より爆発的に増加した 水平力は制動時や据え切りの際に目地を圧 迫します。 最近の SUV = 2.400 kg 制動時 1G (= 9,81 m/s²) 重力加速度と同じ程度の G この水平力は目地を通して伝達される これが従来の自然石舗装のウイークポ イントである タスク=‘引き金’ の無力化 =統合的な舗装システムの構築=>エヴォストーン エボストーンは解決方法を提供します。 ・エヴォストーンのコンセプト 自然石を使った舗装は紀元前ローマ時代か らありますが、その舗装方法は大きく変わ っていません。 施工者が後ろ向きに砂面に膝をつき一個ず つ高さを合わせながら施工します。 サイズの誤差も多く職人の技が必要です。 エヴォストーンは舗装方法から考え直しました。 天然石の敷石は、平板やレンガと違い不規 則な形状をしています。この特徴が天然石 のデメリットとなっています。ユーロスタ 不規則な天然石に最低限必要な規則的 な特徴として高さと幅を一致させます。 ンダード EN 1342 によると、最高品質（ク ラス 2）であっても±15mm まで厚みのバラ ツキを許容しています。 （フラッグストーン （クラス 2）は、±4mm） この理由からも天然石舗装は、簡単な仕事 でなく、時間がかかり高価な物となります。 そして、高品質な舗装を目指すとき、不足 している熟練した職人グループによる施工 が必要になります。 しかし、エヴォストーンは単純であるが知 的な方法で、この天然石固有の不規則性に 対処します。各々の天然石のトップと石の 中心から一定の距離に、２ヶ所のスリット を作ることにより、典型的な不規則な形の 天然石に最低限必要な規則的な特徴である “高さと幅”を与えます。 しかし、エヴォストーンは天然石の特徴で ある不規則な形は保持します。 ガイドレールを敷き砂の上に並べます。 エヴォストーン舗装システムは、天然石、 コンクリート平板、レンガ、などの舗石を 再生プラスチック製のガイドレール上に敷 設することで、迅速、容易、安価にて施工 でき、舗装作業時間を短縮するため、予算 に優しく、舗道の安定性も向上させ車道の 施工も可能にします。 エヴォストーン舗装システムで施工する と、石の段差は 1ｍｍ以下にすることができ ます。また、ガイドレールがスペーサーの 役割をして、舗石が動いたりダメージを受 けたりすることを減少させます。 ・舗装の安定性 在来工法 エヴォストーン 在来工法では、剛性舗装もたわみ舗装も水 平力は石から目地を伝って石へと伝達され ます。 その圧力が目地を圧迫し破壊の引き金とな ります。 また、剛性舗装では圧縮と曲げ、引張が同 時に加わる事で破壊の連鎖が始まります。 エヴォストーンでは、水平力は石からガイ ドレールを伝って石へと伝達されます。 目地にストレスを与えず、構造に負担を加 えません。 在来のたわみ舗装にガイドレールを加える 事で水平力に対応し弱点である目地の問題 を解決しました。 エヴォストーン エヴォストーン 在来工法では、石の回転を防ぐため石の厚 みを 15 ㎝～として安定性を持たせました。 エヴォストーンではガイドレールによって 石の回転は抑制されるので石の厚みは半分 以下の 6～8 ㎝で施工可能です。 在来工法では、その場でハンドルを切る据 え切りのような場合など 1 個の石に力が加 わり目地を破壊し敷きモルタルを破壊しま す。 エヴォストーン工法では、ガイドレールに よって力が分散されその周囲全体で力を受 けます。 目地や構造に負担がかかりません。 ・ガイドレールの働き ガイドレールはプラスチック製の押し出し 成型品で 15 ㎜×30 ㎜長さ 2ｍの基本サイ ズです。 ガイドレールを施工に加えることは、在来 の乾式工法と比較して安定性は比較になら ないほど強化されるが、デメリットは全く なく、車両の通行や制動、回転による水平 力をガイドレールで受け目地や石にストレ スを与えません。 裏面を平滑にカットしたタイプの石材やコ ンクリート平板では、在来工法と比較して ガイドレールがアンカー効果をもたらしま す。 鉄筋コンクリートの鉄筋と同 じようにガイドレールの働き は、目で見ることはできません が舗装の基本的な構成として 永久に残ります。 ガイドレールが受ける水平力 ＝＞乗用車＝9.000Ｎ ＝＞トラック＝20.000Ｎ ガイドレールの許容水平力 ＝＞乗用車＝26.250Ｎ ＝＞トラック＝57.750Ｎ 車両通行によって生成される 最大負荷よりエヴォストーン = 3 倍の強度となります。 ガイドレールの効果によって 目地はストレスを受けません。 ・簡単施工 在来工法と比較すると 2～3 倍の 施工能力 を持ち１日 100 ㎡程度施工できます。 熟練してきたチームであれば、140 ㎡程度施 工することも出来るようになります。 最大の特徴は施工中も舗装した舗石の上を 通る事が出来ることです。 これにより材料も人も転圧前の施工面を自 由に使える点です。 在来の乾式施工でも施工中は施工面を自由 に使うことはできません。 剛性舗装では必ず養生期間が必要です。 エヴォストーン工法ではフォークリフトや ホイールローダーまでが転圧前の施工面に 乗ることができます。 材料の供給も砂面を通って運ぶ必要は無く フォークやローダーでパレットごと搬入す ることができます。 ガイドレールとスペイサーの機能で専門的 な技術を持つ職人でなくとも施工できるよ うになりました。 スペイサーは厚み４㎜のＴ字型プラスチッ ク製品です。平板や側面を機械切りした舗石 に使用します。 （側面割れ肌には使いません） Ｔ字型スペイサーは舗石どおしが接する全 ての角に差し込みます。 ウマ張りでは十字型のガイドレールを差し 込みます。 舗装路盤―敷き砂―ガイドレール―専用舗 石―スペイサーで動かない・沈まない自然石 舗装が可能となります。 事例の視察 ① パペンドレヒト 住 所 施 工 時 期 使用された石種 石材データ サ イ ズ 目 地 敷き砂厚 路 盤 厚 スペーサー 透水シート オランダ Merwehoofd 58,3351 Papendrecht, Nederland 2009 年 9 月～10 月 ポルトガル産御影石 - Viseu mixte 圧縮強度＝160 N/mm2 曲げ強度＝15.5N/mm2 150×230～270×80ｔ 表面＝機械切り 小口・底面＝割肌 目地幅＝8 ～12 mm 0～7mm の砕石砂 5cm 転圧前 6.5cm 24cm 0～32 mm の再生骨材使用 使用無し（底面が凸凹で十分な摩擦が有るから） 使用無し 施工中 ② ティルブルグ オランダ 住 所 Piushaven 29,5017 Oud-Zuid Tilburg, Nederland 施 工 時 期 2010 年 9 月 施 工 面 積 約 10.000 m² 使用された石種 ポルトガル産御影石 - Roriz 石材データ 圧縮強度＝160 N/mm2 曲げ強度＝15.5N/mm2 サ イ ズ 120×140～170×70ｔ 表面＝①機械切り②割肌 小口・底面＝割肌 目 地 目地幅＝8 ～12 mm 0～7mm の砕石砂 敷き砂厚 5cm 転圧前 6.5cm 路 盤 厚 スペーサー 透水シート 24cm 0～32 mm の再生骨材使用 使用無し（底面が凸凹で十分な摩擦が有るから） 使用無し 施工前 ③ VAN CAMP 社屋前 住 所 施 工 時 期 使用された石種 石材データ サ イ ズ 目 地 敷き砂厚 路 盤 厚 スペーサー 透水シート Oostmalsesteenweg 1a | B - 2520 Broechem, België 2012 年 5 月 ポルトガル産御影石 – Alpendorada 圧縮強度 165N/mm2 曲げ強度 15.5N/mm2 180×250×80t 表面＝ﾊﾞｰﾅｰ 小口・底面＝機械切り 見時幅＝5mm 0～5mm の砕石砂 5cm 転圧前 6cm 24cm 0～32 mm の再生骨材使用 ﾍﾞﾙｷﾞｰ製造 W=4mm H=40mm T 型ｽﾍﾟｰｻｰ使用 使用無し 施工前 施工後 evostone 工法：在来（モルタル敷き）工法比較実験 TAKAO 石狩工場 試験概要 ◯ 試験敷設場所：北海道石狩市新港中央２丁目７５６－１ ◯ 試験敷設終了日： 在来工法 2011 年 9 月 8 日 (株)TAKAO 石狩工場内 evostone 工法 2011 年 9 月 9 日 ◯ 敷設後実施実験 ・大雨時の砂流出の実験（散水実験） 2011 年 9 月 9 日実施 ・乗用車乗り上げ実験（含む＝蛇行走行） 2011 年 9 月 12 日実施 ・ショベルカー乗り上げ実験（含む＝蛇行走行） 2011 年 9 月 12 日実施 ・大型トラック乗り上げ実験（含む＝蛇行走行） 2011 年 9 月 12 日実施 株式会社ＴＡＫＡＯ石狩工場内の大型トラック出入り口において、ｅｖｏｓｔｏｎｅ工法と在来（モルタル 敷き）工法での施工方法においての耐久性を検証する為に比較試験を実施した。下地の路盤は両工法同じ路盤構 成とし、その上の施工方法のみを各工法で施工し比較を行った。この施工場所は毎日大型トラックが数十台通過 する場所である。一般道路から向かって右側半分を在来工法、左側半分をｅｖｏｓｔｏｎｅ工法で対象になるよ う施工を行い上記各種実験を行った。今回実施した実験においては両工法共に不具合は発生せず安定した状態を 保った。 実験実施後の経過検証については別途、添付資料Ｅ参照 大雨時の砂流出の実験（散水実験） 乗用車乗り上げ実験（含む＝蛇行走行） ショベルカー乗り上げ実験（含む＝蛇行走行） 大型トラック乗り上げ実験（含む＝蛇行走行） ◯比較試験 使用材料データ ① コンクリート平板 サ イ ズ 目 地 圧縮強度＝32.0N／mm2 曲げ強度＝5.0N／mm2 490×490 ／ 400×400 ／ 300×300 t=60 目地幅＝5mm 0～5mm のカンラン岩の砕石 敷き砂厚 4cm 路 30cm 盤 厚 小口･底面＝機械切り 転圧前 4.5cm 0～80mm の切り込み砕石 スペーサー 公差部分 日本製造 W=5mm H=5mm 十字型ｽﾍﾟｰｻｰ 透水シート 路盤と砂の間に使用 ② 中国産御影石Ｇ６８２ 圧縮強度＝167.0N／mm2 曲げ強度＝11.0N／mm2 サ イ ズ 目 地 290×290 表＝ﾊﾞｰﾅｰ 小口＝下部機械切り、上部割肌 底面＝機械切り 目地幅＝10mm 0～5mm のカンラン岩の砕石 敷き砂厚 4cm 路 30cm 盤 厚 t=60 転圧前 4.5cm 0～80mm の切り込み砕石 スペーサー 未使用 透水シート 路盤と砂の間に使用 ③ 中国内モンゴル産砂岩 圧縮強度＝107.0N／mm2 曲げ強度＝9.0N／mm2 サ イ ズ 目 地 290×290 290×190 190×190 4cm 路 30cm 転圧前 4.5cm 0～80mm の切り込み砕石 スペーサー 未使用 透水シート 路盤と砂の間に使用 ④ 中国産青玄武岩 サ イ ズ 目 地 圧縮強度＝256.0N／mm2 曲げ強度＝27.0N／mm2 290×290 290×190 190×190 190×140 目地幅＝10mm 0～5mm のカンラン岩の砕石 敷き砂厚 4cm 路 30cm 盤 厚 表・小口･底面＝割肌 目地幅＝10mm 0～5mm のカンラン岩の砕石 敷き砂厚 盤 厚 t=60 内外 転圧前 4.5cm 0～80mm の切り込み砕石 スペーサー 未使用 透水シート 路盤と砂の間に使用 t=60 内外 表・小口･底面＝割肌 追加の検討事項 事例の視察、ＴＡＫＡＯ石狩工場における工法比較実験を踏まえ ｅｖｏｓｔｏｎｅ工法について懸念され る事項について検討を行う。 ・施工された表面ﾊﾞｰﾅｰ仕上げの石の表面に欠けが多く見られた。 考えられる原因 文化の違いかヨーロッパでは舗石の角欠けは問題にならないようです。 施工中の段階の写真にもすでに角欠けが多く見受けられます。 原因は機械切りの石をネコでバラバラに運び施工場所へ降ろすなど雑な扱いによる欠け と鉄板むき出しの状態のコンパクタ―による締め固め作業の損傷が多いと推察します。 工事中写真 石材を運ぶ際の雑な取り扱い 日本では表面にゴムを貼って使用 施工中に既に欠けが多数有り 懸念される事項 ・白華現象の心配 ｅｖｏｓｔｏｎｅ工法は在来（モルタル敷き）工法と違い、砂とガイドレール及びプラスチックスペーサ ーで施工する為セメントは使用しない。したがって在来工法のように白華現象の心配は無い。 ・施工面のへこみ部分に水がたまらないか？ ｅｖｏｓｔｏｎｅ工法は砂敷きの為水は目地から透水します。よって在来工法で施工した部分にへこみが あった場合のように水たまりは出来ません。 ・目時砂が雨などで流出しないか？ ヨーロッパでは使用していないが、水を通し砂は通さない不織布（透水シート）を砂の下に敷く事により 砂の流出を防ぐ事が出来る。 ・ガイドレールに対し垂直にかかる力には強いが平行にかかる力に対してはどうか？ 上からかかる垂直荷重に対してはガイドレールで受けるので問題ないが、加速時や制動時にかかる水平力 に対してはガイドレールに対して垂直にかかる力はガイドレールが受け止め目地や次の石に伝達されま すがガイドレールに対して平行に水平力がかかる場合にはガイドレールでその力を受け止める事は出来 ません。その為、その部分にはプラスチック製のスペーサーを使用します。スペイサーの圧縮強度が 41N/ ㎟あり水平力に対し抵抗します。したがってガイドレール＋スペーサーで動かない・沈まない自然石舗装 が可能になります。 砂の流出防止策 砂の流出を防ぐ為、砂の下に透水シートを敷く事とする。又、使用する目地砂については強い雨などで流 れ出る事を防ぐ為、極力比重の重たい砂の使用を計画する事とした。例＝カンラン岩（比重 3.3～3.4）の 砕石 0～5 ㎜ スペーサーの使用 ベルギーではウマ貼りの割り付けが多い為Ｔ字型のスペーサーを使用しているが日本では芋目地の割り 付けが多い為、より強度の期待が出来る十字型のクリップを使用します。又、ヨーロッパに比べ石厚が薄 い為スペーサーが表面に露出しない様、H=20 ㎜で計画する。 T 字型スペーサー 十字型スペーサー スペーサーの使用方法 Ｔ字型スペーサー 十字型スペーサー