JP2005264722A - 集水用グレーチングとこれを用いた道路の排水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 段差の発生を防止しつつ道路の流水表面を流れる流水を適切に下方に落とし込めるようにして、交通の安全性を有効に維持しつつ排水性能を増大することができる集水用グレーチングを提供する。
【解決手段】 本発明の集水用グレーチング１は、道路の流水表面６の縦断勾配よりも大きく傾斜した導水表面１９を有するガイド部材２０と、下方開口状の集水通路２３を介在した状態でガイド部材２０の下流側に配置され、かつ、同ガイド部材２０の下流側部分よりも高位置の上縁面２２Ａを有する横断方向に延びる横断部材２２と、ガイド部材２０の導水表面と横断部材２２の上縁面２２Ａとの間の高低差を埋めるようにこれらの両部材２０，２２同士を互いに連結する複数の底上げリブ２４と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、道路の流水表面を流れる雨水の呑み込み機能を強化した集水用グレーチングとこれを用いた排水構造に関するものである。

例えば、歩車道境界ブロックを介して車道と歩道が区分けされている一般道路では、通常、横断方向外側に向かって下方に傾斜した流水表面を有するエプロン部が車道の道路脇に設けられている。かかるエプロン部には、グレーチング蓋を有する集水桝が縦断方向に所定間隔おきに設置されており、この各集水桝はエプロン部の下方に埋設された縦断方向に沿うＵ字型溝又は断面円形の集水管によって互いに接続されている。
かかる道路脇のエプロン部の流水表面においては、その縦断勾配がある程度急（概ね１％以上）になると、「射流」と呼ばれる水深が浅く流速の速い流れが発生する場合がある。このような射流が発生すると、集水桝のグレーチング蓋の隙間を素通りし、道路の車道側が水浸しになることがある。

上記のような射流の発生に伴う排水性能の低下を防止するには、流水表面の縦断勾配よりも大きく傾斜した導水表面を有するガイド部材をグレーチングの入り口部分に設けるとともに、横断方向に延びる横断部材を下方開口状の集水通路を介在した状態でガイド部材の下流側に配置することにより、ガイド部材に沿って流れる射流を積極的に集水通路に落とし込むようにすることが考えられる。
しかるに、そのようなガイド部材と横断部材を設けるだけでは、ガイド部材の導水表面の傾斜度合いによっては、その導水表面と横断部材の上縁面との間に大きな段差が生じ、この段差が車道の道路脇を通過する車両（特に二輪車）の通行の妨げとなり、交通の安全面において好ましくない。

本発明は、このような実情に鑑み、段差の発生を防止しつつ道路の流水表面を流れる流水を適切に下方に落とし込めるようにして、交通の安全性を有効に維持しつつ排水性能を増大することができる集水用グレーチングとこれを用いた道路脇の排水構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る集水用グレーチングは、次の３つの部材を備えていることを特徴としている。
（ａ） 道路の流水表面の縦断勾配よりも大きく傾斜した導水表面を有するガイド部材
（ｂ） 下方開口状の集水通路を介在した状態で前記ガイド部材の下流側に配置され、かつ、同ガイド部材の下流側部分よりも高位置の上縁面を有する横断方向に延びる横断部材
（ｃ） 前記ガイド部材の導水表面と前記横断部材の上縁面との間の高低差を埋めるようにこれらの両部材同士を互いに連結する複数の底上げリブ

上記の本発明によれば、ガイド部材が道路の流水表面の縦断勾配よりも大きく傾斜した導水表面を有しているので、道路の流水表面を流れてきた流水は、その流れが射流の状態になっていても、ガイド部材の導水表面に沿って集水通路に落とし込まれる。また、そのガイド部材の下流側に配置される横断部材が同ガイド部材の下流側部分よりも高位置の上縁面を有しているので、ガイド部材の導水表面を流下する流水の一部が乱流の発生等によってジャンプしても、その流水は横断部材に衝突して集水通路に落とし込まれることになる。

一方、本発明では、複数の底上げリブがガイド部材の導水表面と横断部材の上縁面との間の高低差を埋めるようにこれらの両部材同士を互いに連結しているので、かかる底上げリブの存在により、ガイド部材と横断部材との間に段差が発生するのが防止されることになる。従って、本発明に係る集水用グレーチングによれば、車両通行の妨げとなるような段差の発生を有効に防止しつつ、道路の流水表面を流れる流水を適切に下方に落とし込むことができる。

本発明において、各底上げリブや横断部材の具体的形状は、特に特定のものに限定されないが、各底上げリブと横断部材の上縁面は、道路の流水表面と実質的に面一となる平坦面に形成されていることが好ましい。この場合、各底上げリブ及び横断部材とその周囲の流水表面との間でいっさい段差が生じなくなるので、より一層、交通の安全性を向上することができる。
また、横断部材として、上流側に向かうに従って上方に傾斜した反射面を有するものを採用すれば、乱流の発生等によってジャンプした流水が反射面に衝突しても、その反射面によって下方に跳ね返されることになるので、当該反射面が垂直である場合に比べて、流水をより確実に集水通路に落とし込むことができる。

一方、道路の流水表面とガイド部材の導水表面の間の勾配差が余りに大き過ぎる場合（例えば、流量が４Ｌ／ｓｅｃで３０度（但し、水路勾配が２０％まで）を超える場合）には、流水表面と導水表面との交差部分において流水が剥離し、その剥離部分に乱流が発生して流水が水路底面に沿わなくなる場合があり、かかる現象が発生すると流水の集水効率が悪くなる。他方、上記両表面の勾配差が余りに小さすぎると、横断部材との間で必要な高低差を確保するためにガイド部材の縦断方向長さを非常に大きくする必要がある。

そこで、本発明は、ガイド部材の導水表面として、上流側の第一傾斜面と、この傾斜面よりも勾配が大きい下流側の第二傾斜面とを備えたものを採用することを推奨する。かかる導水表面を採用した場合には、流水表面と第一傾斜面と間の勾配差をできるだけ小さく抑えて剥離に伴う乱流の発生を抑えつつ、より勾配の大きい第二傾斜面を第一傾斜面の下流側に設けることによって、所定の縦断方向長さの範囲内において横断部材に対する必要な高低差を有効に確保することができる。

更に、本発明において、ガイド部材の下流側部分に、下流側に向かうに従って次第に下方への傾斜度合いが増加するように湾曲した落とし込み部を形成しておけば、ガイド部材の下流側部分に到達した流水をすべて確実に集水通路に落とし込むことができ、集水効率をより向上することができる。
なお、本発明の集水用グレーチングを道路脇の排水構造に使用するには、その集水用グレーチングをグレーチング枠の上流側に隣接して配置するか、グレーチング蓋の上流側部分を当該集水用グレーチングで構成するようにすればよい。

また、本発明の集水用グレーチングは、道路脇のエプロン部に位置する集水桝の上部に取り付けることによって道路脇の排水口として使用されるのが一般的であるが（図１参照）、道路の縦断方向に沿って埋設される縦断側溝や、道路の横断方向に沿って埋設される横断側溝の開口部分を施蓋するグレーチング蓋として使用することができる（図９参照）。すなわち、本発明の集水用グレーチングは、道路脇に埋設される集水桝用のグレーチング蓋だけでなく、側溝用（道路の縦断方向に対して斜めに配置される場合も含む。）のグレーチング蓋としても使用でき、このため、その使用場所も道路脇に限定されるものではない。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る集水用グレーチング１とこれを用いた道路脇の排水構造を示し、図２及び図３は、同グレーチング１を採用した集水ブロック２を示している。
図１に示すように、この一般道路では歩車道境界ブロック（縁石）３を介して車道４と歩道５が区分けされている。車道４の道路脇には、横断方向外側に向かって下方に傾斜した流水表面６を有するエプロン部７が歩車道境界ブロック３に沿って配置されており、このエプロン部７は、上面が露出するように埋設された現場打ちコンクリート又はプレキャストコンクリートで構成されている。

上記エプロン部７には、グレーチング蓋８を有する集水桝９が縦断方向に所定間隔おきに設置されており、この集水桝９は、上方が開口した中空箱状の桝本体１０と、この桝本体１０の上方開口部を閉塞するプレキャストコンクリート製の前記集水ブロック２とを備えている。このうち、桝本体１０は、現場打ちコンクリート又はプレキャストコンクリートで構成され、その側壁部分に断面円形の集水管１１が接続されている。他方、集水ブロック２は、桝本体１０の上側に設置されることで前記エプロン部７の一部を構成している。

図２〜図３に示すように、本実施形態の集水ブロック２は、プレキャストコンクリート製のブロック本体１３と、このブロック本体１３の中央部に埋め込まれたグレーチング枠１４と、このグレーチング枠１４の内部に嵌め込まれた前記グレーチング蓋８と、ブロック本体１３におけるグレーチング枠１４の上流側（図３の左側）に埋設された前記集水用グレーチング１と、を備えている。
なお、ブロック本体１３の内部構造を明確にするため、図２（ｂ）と図３においてはグレーチング蓋８の描写が省略されている。

上記ブロック本体１３は、横断方向外側（図２の右側）に向かうに従って下方に傾斜した流水表面６を有する長方形板状のスラブ部分１５と、このスラブ部分１５の横断方向外側に一体に形成された縁石部分１６とから、断面ほぼＬ字状に形成されている。なお、ブロック本体１３は、上記縁石部分１６を設けないでスラブ部分１５のみから構成することもできる。

グレーチング枠１４は、全体形状が長方形枠状（正方形でもよい。）でかつ断面Ｌ字状のフレーム材よりなり、その上縁面がスラブ部分１５の表面（エプロン部７の流水表面６）と一致するように、ブロック本体１３の中央部にインサートされた状態で固定されている。他方、グレーチング蓋８は、グレーチング枠１４の内周とほぼ適合する長方形状に形成された鋼板製又は鋳鉄製の格子部材よりなり、その上縁面がスラブ部分１５の表面と一致するように、グレーチング枠１４の内部に嵌め込まれている。なお、本実施形態のグレーチング蓋８は、前後一対のヒンジ部１７を介してグレーチング枠１４に回動自在に連結されている。

一方、前記集水用グレーチング１は、グレーチング蓋８の上方を素通りしてしまうような射流でも下方に落とし込めるように、グレーチング蓋８の上流側に配置されたものである。図１及び図３に示すように、この集水用グレーチング１は、流水表面６の縦断勾配よりも大きく傾斜した導水表面１９を有するガイド部材２０と、このガイド部材２０の下流側部分よりも高位置の上縁面２２Ａを有する横断方向に延びる横断部材２２とを備えており、この横断部材２２は、グレーチング枠１４の上流側部材の外側面に一体に形成されている。

上記集水用グレーチング１の横断部材２２は、下方開口状の集水通路２３を介在した状態でガイド部材２０の下流側に配置されている。これらのガイド部材２０と横断部材２２とは、ガイド部材２０の導水表面１９と横断部材２２の上縁面２２Ａとの間の高低差を埋めるための複数の底上げリブ２４によって互いに連結されている。

この各底上げリブ２４は、図３（ｂ）に示すように、その上流側部分がガイド部材２０の表面から一体に突設され、その上流側部分に続く下流側部分が集水通路２３に向かってオーバーハングした状態となっている。また、各底上げリブ２４の下流側端部は前記横断部材２２に一体に連結されており、この各底上げリブ２４の上縁面２４Ａと横断部材２２の上縁面２２Ａは前記流水表面６（スラブ部分１５の上面）と実質的に面一となる平坦面に形成されている。
なお、図例では、複数の底上げリブ２４は、すべて縦断方向に沿って真っ直ぐに延設されかつ横断方向に等間隔おきに配置されているが、縦断方向に対してやや傾斜していてもよい。

図３（ｂ）に示すように、本実施形態の横断部材２２は、断面ほぼ三角形状に形成され、上流側に向かうに従って上方に傾斜した反射面２５を有している。また、本実施形態では、ガイド部材２０の下流側部分に、下流側に向かうに従って次第に下方への傾斜度合いが増加するように湾曲した落とし込み部２６が形成され、これにより、ガイド部材２０の下流側部分に到達した流水をすべて確実に集水通路２３に落とし込むようにしている。

次に、上記構成に係る集水用グレーチング１を有する排水構造の作用を説明する。
まず、降雨が発生すると、雨水は横断勾配によって車道４の道路脇に集まってエプロン部７に到達し、そのエプロン部７の流水表面６に沿って縦断方向下方に流下し、集水用グレーチング１又は従前のグレーチング蓋８を通って集水桝９の内部に集められ、集水管１１を介して図示しない下水設備に排水される。

このさい、本実施形態の集水用グレーチング１によれば、ガイド部材２０が流水表面６の縦断勾配よりも大きく傾斜した導水表面１９を有しているので、その流水表面６を流れてきた流水は、その流れが射流の状態になっていても、ガイド部材２０の導水表面１９に沿って集水通路２３に落とし込まれる。また、そのガイド部材２０の下流側に配置される横断部材２２が同ガイド部材２０の下流側部分よりも高位置の上縁面２２Ａを有しているので、ガイド部材２０の導水表面１９を流下する流水の一部が乱流の発生等によってジャンプしても、その流水は横断部材２２に衝突して集水通路２３に落とし込まれることになる。

また、本実施形態の集水用グレーチング１では、複数の底上げリブ２４がガイド部材２０の導水表面１９と横断部材２２の上縁面２２Ａとの間の高低差を埋めるようにこれらの両部材２０，２２同士を互いに連結しているので、かかる底上げリブ２４の存在により、ガイド部材２０と横断部材２２との間に車両通行の妨げとなるような段差が発生するのが防止される。

特に、本実施形態では、各底上げリブ２４の上縁面２４Ａと横断部材２２の上縁面２２Ａが流水表面６と実質的に面一となる平坦面に形成されているので、各底上げリブ２４及び横断部材２２とその周囲の流水表面６との間でいっさい段差が生じなくなっており、この点で、交通の安全性をより一層向上することができる。

更に、本実施形態では、上流側に向かうに従って上方に傾斜した反射面２５が横断部材２２に設けられているので、乱流の発生等によってジャンプした流水が反射面２５に衝突しても、その反射面２５によって下方に跳ね返されることになり、当該反射面２５が垂直である場合に比べて、流水をより確実に集水通路２３に落とし込むことができる。

図４は、本発明の第二実施形態に係る集水用グレーチング１を示している。
本実施形態の集水用グレーチング１は、前記グレーチング蓋８の一部を構成している点で第一実施形態の場合と相違している。すなわち、図４（ａ）に示すように、この場合の集水用グレーチング１は、グレーチング枠１４の枠内に嵌め込まれるグレーチング蓋８の上流側端部に一体に連結されている。
また、図４（ｂ）に示すように、本実施形態の集水用グレーチング１では、ガイド部材２０の導水表面１９が、上流側の第一傾斜面２７と、この傾斜面２７よりも勾配が大きい下流側の第二傾斜面２８とから構成されている。

このため、流水表面６と第一傾斜面２７と間の勾配差をできるだけ小さく抑えることによって剥離に伴う乱流（水はね）の発生を抑制しながら、より勾配の大きい第二傾斜面２８を第一傾斜面２７の下流側に設けることによって、所定の縦断方向長さの範囲内において横断部材２２に対する必要な高低差を有効に確保することができる。なお、その他の構成及び作用効果は第一実施形態の場合と同様であるから、図面に同一符号を付することにより、その詳細説明を省略する。

図５は、グレーチング枠１４の枠外部に集水用グレーチング１を設ける場合の配置パターンを示している。この場合には、図５（ａ）に示すように、集水用グレーチング１の縦断方向長さをグレーチング枠１４の縦断方向長さよりも小さく設定してもよいし、その逆に、図５（ｂ）に示すように、集水用グレーチング１の縦断方向長さをグレーチング枠１４の縦断方向長さよりも大きく設定してもよい。

他方、図６は、グレーチング枠１４の枠内部に集水用グレーチング１を設ける場合の配置パターンを示している。この場合には、図６（ａ）に示すように、グレーチング蓋８の上流側端部を集水用グレーチング１で構成して当該グレーチング１を開閉自在としてもよいし、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、グレーチング蓋８とは別体とされた集水グレーチング１をグレーチング枠１４の上流側部分に固定することにしてもよい。
また、図６（ｂ）に示すように、集水用グレーチング１の底上げリブ２４はグレーチング蓋８の縦方向格子と同じピッチで配置することもできるし、図６（ｃ）に示すように、それよりも多くのピッチで配置することもできる。

一方、本発明の集水用グレーチング１によれば、落ち葉や紙屑等の比較的比重の小さい屑片３１がその上に堆積しても、流水を効率よく呑み込むことができるという作用効果をも奏することができる。
すなわち、グレーチング蓋８の上に落ち葉等の屑片３１が堆積した状態（図７の上側）で流水が流れてきた場合、上流部分にガイド部材２０を設けていない通常のグレーチング構造（図７の左側）においては、グレーチング蓋８の最上流端部で流水の一部が即座に下方に落ち込むため、堆積した屑片３１がグレーチング蓋８の上面に吸い付けられてこれを閉鎖し、その結果、流水の大部分が堆積した屑片３１の上面を素通りしてしまって、流水の排水性能が極度に低下するという問題がある。

これに対して、上流部分にガイド部材２０を設けている本発明のグレーチング構造（図７の右側）においては、図８に示すように、ガイド部材２０の導水表面１９を流れる流水によって屑片３１が下流側に押しやられ、これによって集水通路２３が開放されて流水の呑み込みスペースが確保され、このため、グレーチング蓋８の上に屑片３１が堆積していても、流水の排水性能が殆ど低下することがない。
なお、上記した屑片３１が堆積している場合の排水性能の相違は、道路の流水勾配に関係なく発揮されるものである。従って、本発明の集水用グレーチング１はフラットな道路（流水勾配が０度である道路）に設置することもでき、この場合でも、屑片３１が堆積していても流水の排水性能が殆ど低下しないという作用効果が得られる。

図９は、本発明の集水用グレーチング１を用いた他の排水構造を示しており、図示の例では、本発明の集水用グレーチング１を一体に有する第二実施形態に係るグレーチング蓋８が側溝３２，３３の開口部に嵌め込まれている。
すなわち、図９（ａ）に示す車道４においては、縦断方向の縦断側溝３２が左右の道路脇にそれぞれ埋設されているとともに、横断方向の横断側溝３３が左右の各縦断側溝３２，３２間を繋ぐように埋設されており、図９（ｂ）に示すように、これらの縦断側溝３２，３２及び横断側溝３３を構成する側溝ブロック３４の開口部に、呑み込み機能が強化された多数の本発明に係るグレーチング蓋８が溝長手方向に連続した状態で嵌め込まれている。

このため、図９に示す道路の排水構造によれば、車道４の勾配が大きくて流体が射流の状態になっていても、車道４の縦断方向下流側（図９（ａ）の下側）に流れる流水は、グレーチング蓋８のガイド部材２０によって横断側溝３３に効率よく呑み込まれるとともに、車道５の横断方向外側（図９（ａ）の左右方向外側）に流れる流水は、グレーチング蓋８のガイド部材２０によって縦断側溝３２に効率よく呑み込まれ、極めて排水性能の高い車道４を得ることができる。

〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、段差の発生を防止しつつ道路の流水表面を流れる流水を適切に下方に落とし込むことができるので、交通の安全性を有効に維持しつつ排水性能を増大することができる。

第一実施形態の集水用グレーチングとこれを用いた道路脇の排水構造の斜視図である。 （ａ）は第一実施形態の集水用グレーチングを用いた集水ブロックの平面図であり、（ｂ）は同集水ブロックの横断方向の断面図である。 （ａ）は第一実施形態の集水用グレーチングを用いた集水ブロックの縦断方向の断面図であり、（ｂ）はＡ円内を拡大した断面図である。 （ａ）は第二実施形態の集水用グレーチングを有するグレーチング蓋の斜視図であり、（ｂ）はその拡大断面図である。 集水用グレーチングの配置パターンを示す平面図である。 集水用グレーチングの他の配置パターンを示す平面図である。 落ち葉等の屑片が堆積した状態で流水が発生した場合の流れ挙動を示す側面断面図である。 本発明の集水用グレーチングを有するグレーチング蓋の上に落ち葉等の屑片が堆積した状態を示す斜視図である。 （ａ）は縦断側溝及び横断側溝を有する車道の平面図であり、（ｂ）はその側溝部分の拡大断面図である。

符号の説明

１ 集水用グレーチング
２ 集水ブロック
６ 流水表面
７ エプロン部
８ グレーチング蓋
１４ グレーチング枠
１９ 導水表面
２０ ガイド部材
２２ 横断部材
２２Ａ 上縁面
２３ 集水通路
２４ 底上げリブ
２４Ａ 上縁面
２５ 反射面
２６ 落とし込み部
２７ 第一傾斜面
２８ 第二傾斜面

Claims (10)

1. 道路の流水表面の縦断勾配よりも大きく傾斜した導水表面を有するガイド部材と、
   下方開口状の集水通路を介在した状態で前記ガイド部材の下流側に配置され、かつ、同ガイド部材の下流側部分よりも高位置の上縁面を有する横断方向に延びる横断部材と、
   前記ガイド部材の導水表面と前記横断部材の上縁面との間の高低差を埋めるようにこれらの両部材同士を互いに連結する複数の底上げリブと、
   を備えていることを特徴とする集水用グレーチング。
2. 各底上げリブと横断部材の上縁面は、道路の流水表面と実質的に面一となる平坦面に形成されている請求項１に記載の集水用グレーチング。
3. 横断部材は、上流側に向かうに従って上方に傾斜した反射面を有している請求項１又は２に記載の集水用グレーチング。
4. ガイド部材の導水表面は、上流側の第一傾斜面と、この傾斜面よりも勾配が大きい下流側の第二傾斜面とを備えている請求項１〜３のいずれかに記載の集水用グレーチング。
5. ガイド部材の下流側部分に、下流側に向かうに従って次第に下方への傾斜度合いが増加するように湾曲した落とし込み部が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の集水用グレーチング。
6. 上縁面が道路の流水表面と面一となるように道路脇に埋設されたグレーチング枠と、前記流水表面と面一となるように前記グレーチング枠の内部に嵌め込まれたグレーチング蓋とを備えている道路脇の排水構造において、
   前記グレーチング枠の上流側に隣接して請求項１〜５のいずれかに記載の集水用グレーチングが配置されていることを特徴とする道路脇の排水構造。
7. 上縁面が道路の流水表面と面一となるように道路脇に埋設されたグレーチング枠と、前記流水表面と面一となるように前記グレーチング枠の内部に嵌め込まれたグレーチング蓋とを備えている道路脇の排水構造において、
   前記グレーチング蓋の上流側部分が請求項１〜５のいずれかに記載の集水用グレーチングで構成されていることを特徴とする道路脇の排水構造。
8. 道路の流水勾配よりも大きく傾斜した導水表面を有するガイド部材と、
   下方開口状の集水通路を介在した状態で前記ガイド部材の下流側に配置され、かつ、同ガイド部材の下流側部分よりも高位置の上縁面を有する流水方向と直交する横方向に延びる横断部材と、
   前記ガイド部材の導水表面と前記横断部材の上縁面との間の高低差を埋めるようにこれらの両部材同士を互いに連結する複数の底上げリブと、
   を備えていることを特徴とする集水用グレーチング。
9. 上縁面が道路の流水表面と面一となるように埋設されたグレーチング枠と、前記道路表面と面一となるように前記グレーチング枠の内部に嵌め込まれたグレーチング蓋とを備えている道路の排水構造において、
   前記グレーチング枠の上流側に隣接して請求項８に記載の集水用グレーチングが配置されていることを特徴とする排水構造。
10. 上縁面が道路の流水表面と面一となるように埋設されたグレーチング枠と、前記道路表面と面一となるように前記グレーチング枠の内部に嵌め込まれたグレーチング蓋とを備えている道路の排水構造において、
    前記グレーチング蓋の上流側部分が請求項８に記載の集水用グレーチングで構成されていることを特徴とする排水構造。

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