JP2007217959A - 消波構造材及び消波構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で、施工が容易で、波浪に対して強く、長期にわたって岸辺を保護することのできる消波構造体を提供すること。
【解決手段】本発明の消波構造体は、一軸延伸された熱可塑性樹脂製の線条体を編織して得られたベルト状体を交差して、通水開口を有するネット状体を形成し、該ネット状体を剛性の枠体に張設してなる消波構造材の一枚又は複数枚を、岸辺に沿って立設してなることを特徴とし、好ましくは、前記線条体がポリオレフィン、ポリエステル又はポリアミド製の、フラッヤーン、モノフィラメント、又は、マルチフィラメントであることである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、海岸線、河川、湖沼等の水際を保護するに適した消波構造材、及び、消波構造体に関し、さらに詳しくは、波による侵食の激しい岸辺を保護するに適した消波構造材、及び、消波構造体に関する。

近年、社会のニーズは、水辺空間に対して安らぎやふれあい等を求めて自然環境の復元や再生へと社会整備の目標が変化しており、社会資本が集中している水辺空間では、風波等の要因による岸辺侵食、越波等による崩壊等の災害から守り、また、自然の再生、復元の努力がはらわれている。

かかる岸辺の保護は、必要最小限の整備にとどめ、本来もっている河川、湖沼の営力を生かすことで復元を早め地域の景観に調和させることが望ましい。

しかるに、従来、かかる岸辺の保護は、一般に、コンクリートの打込み、あるいは、テトラポット等のコンクリートブロックの積み上げが行われている。しかし、コンクリート等は重量が大きく施工が大掛かりとなるため経費がかかる他、岸辺が軟弱な地盤からなるときは、重量の大きいコンクリート構造体等を構築すると、土壌中に沈下して、期待した消波効果が得られず、また、破壊に至る問題が生じる。

さらには、剛体の構造体は、波浪の力を直接に全面的に受けるために、波浪の衝撃による破壊を防止するためには、構造体の規模を大きくする必要があり、これが、ますます施工費を高める要因となっている。

一方、波浪に対処する構造物としては、柔構造とすることが望ましく、可撓性の材料を用いる方法が優れている。可撓性の材料は、波の動きにある程度追随するために波の力を緩和して受けることができ、また、折損、亀裂の発生がないため長期間耐えることのできる耐久性の優れた構造体を得ることができる。

しかし、可撓性のシートにおいても、消波の目的からして、波によって受ける力は大きく、これをいかに分散して波の力を緩和させるか、構造上各種の配慮を必要とする。

本発明は、軽量で、施工が容易であり、また、波浪に対して強く、長期にわたって岸辺を保護することのできる消波構造体、及び、これを形成する消波構造材を提供するものである。

本発明は、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果なされたもので、具体的には、一軸延伸された熱可塑性樹脂製の線条体を編織して得られたベルト状体を交差して、通水開口を有するネット状体を形成し、該ネット状体を剛性の枠体に張設してなることを特徴とする消波構造材、及び、線条体がポリオレフィン、ポリエステル又はポリアミド製の、フラットヤーン、モノフィラメント、又は、マルチフィラメントである上記の消波構造材を提供するものである。

また、本発明は、上記の消波構造材の一枚又は複数枚を岸辺に沿って立設してなる消波構造体、上記の消波構造材の複数枚を断面が三角形になるように組み合わせて立設してなる消波構造体、ネット状体の開口率を水流側が大きく、陸側が小さくなるように組み合わせてなる上記の消波構造体、及び、岸辺に沿って栗石又は透水性シートを敷設しその上部に消波構造体を形成してなる上記の消波構造体を提供するものである。

本発明の消波構造体は、帯部と通水開口を有するから、風波エネルギーを帯部と透過部に分割することができ、帯部は撓みながら波力を緩やかに受け止めることができ、また、時間的な遅延現象に基づいて次の波との間に相互干渉を生じせしめて波の周期的揺動を破壊し、このため、波の運動が継続しなくなって波エネルギーが減衰される効果を得ることができる。

また、通水開口に別れて通過した波は、通過直後に相互に干渉し合うために、波の力が減勢される効果を有し、これらの作用が相乗して岸辺に到達する波エネルギーを低減して背後を安定させることができる。

さらに、帯状体の厚さ、幅、開口率は容易に変えることが可能であり、想定する外力に対抗するように経済的に組み合わせることが可能である。また、ネット状の膜を複数列形成することで波高を選ばずに消波することができる。

なお、ネット状の膜の裏側に創出された静水域は、土壌を撹乱することなく、土砂の沈降を促進し安定した河岸形成が行われる。このため、植物の種子等が土壌に活着することを促進し、地域特性に合った在来種による植生帯を形成することができ、川の本来の自然治癒を利用し再生することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

本発明消波構造体１は、熱可塑性樹脂製の線条体２が編織されて得られたベルト状体３を交差させて形成した通水開口４を有するネット状体５を、剛性の枠体６に張設した消波構造材７を用いて構成される。

熱可塑性樹脂製の線条体２としては、熱可塑性樹脂の一軸延伸体が用いられ、織布、編成してベルト状体３として使用される。線条体２の断面は、方形、円形、あるいは、その他異型とすることができ、フラットヤーン、モノフィラメント、マルチフィラメント、スパン糸として使用することができ、これらは必要に応じて撚りがかけられる。

線条体２としては、図６（Ａ）に示すように、熱可塑性樹脂の単層体であってもよく、また、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、基層１０となる熱可塑性樹脂の片面又は両面に表面層１１を積層した積層体からなる線条体２を用いることができる。また、図６（Ｄ）に示すように、シースコア構造とし、図６（Ｅ）に示すように、サイドバイサイド構造とすることができる。

線条体２を形成する熱可塑性樹脂、線条体２として積層体が用いられるときは基層１０を形成する熱可塑性樹脂としては、延伸効果の優れた熱可塑性樹脂が用いられ、一般には、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンブロック共重合体等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、アラミド等を用いることができる。なかでも高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましい。

表面層１１は、織成してベルト状体３とされた後線条体２間を結合し、あるいは、ベルト状体３が交差されて網状体５とされたとき、網状体５の目ずれを防止するために、縦方向ベルト状体３と横方向ベルト状体３を接合するもので、基層１０となる熱可塑性樹脂より融点の低い熱可塑性樹脂が使用される。融点の低い熱可塑性樹脂としては、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリルアミド等を使用することができ、基層１０との関係において、融点の低い熱可塑性樹脂、好ましくは１５℃以上低い熱可塑性樹脂が使用される。

線条体２を形成する熱可塑性樹脂には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系等の光安定剤；ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤；含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、赤リン等の難燃剤；有機顔料；無機顔料；無機充填剤、有機充填剤等が挙げられる。

色彩は、耐候性の観点から、カーボンブラックを配合して黒色として用いるのが一般的であるが、周囲の景観になじませる観点から、灰色、緑、青、茶色等に着色することも好ましい態様である。

これらの添加剤は、適宜組み合わせられて線条体を形成する材料組成物を製造するいずれかの工程で配合される。添加剤の配合は、従来の公知の二軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール等の混練装置を用いて所定割合に混合して、これを溶融混練して調製してもよいし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用するようにしてもよい。

線条体２の成形方法としては、押出し成形法を利用することができ、Ｔダイを用いた押出し成形法、インフレーション成形法、カレンダー法等を用いて熱可塑性樹脂フィルムを成形し、得られたフィルムを延伸後、又は延伸する前にスリットして延伸することによって長尺のフラットヤーンを得ることができる。

延伸は、熱ロールによる延伸、熱板による延伸、熱風炉による延伸等によって行なうことができる。延伸倍率は、３〜１５倍、好ましくは７〜１２倍程度が望ましい。線条体２の太さは、繊度１００〜１００００ｄｔ、好ましくは１５００〜５０００ｄｔ程度とされ、引張強度が５〜７０Ｋｇｆ、好ましくは、８〜６０Ｋｇｆの線条体が好ましい。

基層１０と表面層１１の積層は、自体公知の方法で行なうことができ、予め基層１０となるフィルムと表面層１１となるフィルムを成形し、ドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて複層化する手段や、予め成形した基層１０となるフィルム上に表面層１０を形成する熱可塑性樹脂を押出ラミネートする方法、あるいは、多層共押出法により積層体として押出成形するなどの公知の手段から適宜選択して用いればよいが、成形の容易さやコスト面、並びに、製品の各層間の接着性の点では、多層共押出法によって基層１０と表面層１１の積層体を一段で得る方法が望ましい。シースコア構造、あるいは、サイドバイサイド構造とするときは、多層共押出法を採用するのが一般的である。

また、延伸して線条体２とする手段としては、基層１０となるフィルムを一軸方向に延伸した後に表面層１１となる合成樹脂を積層し、これをテープ状にスリットしてもよく、あるいは、基層１０と表面層１１が積層されたフィルムをスリットした後、一軸方向に延伸することによって得ることもできる。

線条体２は、編織されてベルト状、すなわち、扁平で長尺の帯状とされて本発明の消波構造材７に使用される。編織は、図７に示すように、平織り構造とすることができ、その他、綾織構造、朱子織構造、絡み織構造、メリヤス編構造等とすることができる。また、図８に示すように、線条体２ａを並列し、その上に交差するように他の線条体２ｂを並列した後交点を接合することによって交差結合布構造とすることもできる。

ベルト状体３の幅は目的に応じて適宜選定することができるが、１０ｍｍ〜２００ｍｍ程度とされるのが一般的である。

ベルト状体３は、ネット状体５とされて剛性材料からなる枠体６に張設される。剛性材料としては、間伐材等の木材、銅、鉄、ステンレススチール等の金属、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド等の剛性の高い熱可塑性樹脂、あるいは、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

熱可塑性樹脂、あるいは、熱硬化性樹脂には、無機充填材を添加することができ、また、剛性を向上する上で好ましい態様である。無機の充填材としては、繊維状のものであっても、粒状、粉状のものであってもよい。

繊維状充填材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカー等が挙げられる。形状としては集束切断体、短繊維、フィラメント状、ロービング状、保護シート、ウィスカー等があるが、集束切断体の場合、長さが０．０５ｍｍ〜５０ｍｍ、収束される繊維径が５〜５０μｍのものが好ましい。

一方、粒状、粉状充填材としては、例えば、タルク、カーボンブラック、グラファイト、二酸化チタン、シリカ、マイカ、炭酸カルシウウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、オキシサルフェート、酸化スズ、アルミナ、カオリン、炭化ケイ素、金属粉末、ガラスパウダー、ガラスフレーク、ガラスビーズ等が挙げられる。

ベルト状に形成されて得られたベルト状体３は、通水開口４を有するネット状に形成されて剛性の枠体６に張設される。ベルト状体３をネット状にする方法としては、予めベルト状体３を平織構造、綾織構造等に織成して必要に応じて交点の一部又は全部を接合することによって行うことができ、また、ベルト状体３を並列し、その上に交差する方向に他のベルト状体３を並列してその交点を接合することによって形成することができる。ベルト状体３間の接合は、縫製、ステープル、溶着、接着等いずれでもよい。さらには、ベルト状体３を枠体６に直接張設し、その際に縦横に交差するように配設することによってネット状にすることもできる。

ネット状体５の開口率、すなわち通水開口４の占める面積としては、ネット状体５の１０％〜７０％、好ましくは１２〜６０％、さらに好ましくは１５〜５０％程度である。

ネット状体５の枠体６への取付けは、目的に応じて任意に選択することができ、図１に示すように、縁部を折り返して縫糸９によって筒状に縫製することができ、また、溶着によって筒状に形成することもでき、これに枠体６を通してもよく、また、予め枠体６を当てて縫製することによって取付けることができる。さらに、枠体６が木材からなるときは、釘打ち、ステープル打ち等によって枠体６に直接結合することもできる。

得られた消波構造材７は、河川等の岸辺に沿って平行に立設されて消波構造体１とされる。消波構造材７の立設は、図２（Ａ）に示すように、その一枚を垂直に立設してもよく、また、図２（Ｂ）に示すように２枚以上を平行に重ねて立設することもできる。

消波構造材７の立設においては、図２〜図４に示すように、杭８、あるいは、栗石１４等を用いて固定される。また、図４に示すように、ロープ１２を張設して補強する方法も有力である。

なお、消波構造材７を複数とするときは、水流側の透水開口の開口率が大きく、陸側の開口率が小さくなるように組み合わせることが望ましい。一般には、前面の水流側の開口率を１５〜７０％、後面の陸側が１０〜４５％となるように組み合わされる。消波構造材７を複数とすることによって消波効果を大きく高めることができる。

また、複数枚の消波構造材７を使用するときは、図３に示すように、断面が三角形になるように組合せることができ、三角形とすることによって安定性が増し、強度を高めることができる。

消波構造材７の立設においては、消波構造体１の下部の土砂が波浪、水流等によって流失し、消波構造体１が浮き上がることを防止するために洗屈防止の措置をとることが望ましい。洗屈防止策としては、図４に示すように、消波構造体１の前方及び／又は後方に、金属、熱可塑性樹脂等の網状体からなる透水性シート１３を敷設することができ、また、図５に示すように、消波構造体１の下方に熱可塑性樹脂の網状体、織布、不織布等の透水性シート１３を敷設する方法が有力である。

さらに、栗石、玉石、コンクリート等のブロック１４を並べることによっても洗屈を防止することができる。栗石、玉石、コンクリートブロックはそのまま並べて敷設することもできるが、栗石、玉石、コンクリートブロックをワイヤー、鎖等で連結したクラスターとして敷設することが望ましい。また、蛇籠に充填し、あるいは、熱可塑性樹脂の網状体、織布、不織布に貼り付けてマット状としたものを使用することができる。

栗石、コンクリートブロックを使用するときは、消波構造材７を抑えて固定する機能も持たせることができる。

以上は河川の護岸を中心に述べてきたが、本発明消波構造体は、海岸線、湖沼水際においても利用することができる。

（実施例１〜３）
ポリプロピレンのフラットヤーンを綾織によってベルト状体とし、表１に示すネット状体を形成し、これを間伐材で形成した幅１８０ｃｍ、高さ１１７ｃｍの枠体に張設して得られた消波構造材をそれぞれ長さ方向に３枚ずつ連結して図２（Ａ）に示す方式で、河川岸辺に立設して消波試験を行った。その結果は、表１に示す通りであった。

（実施例４、５）
実施例１と同様の方法で表２に示すネット状体を形成し、これを間伐材で形成した幅１８０ｃｍ、高さ１１７ｃｍの枠体に張設して得られた消波構造材２枚を断面三角形に組み合わせ、それぞれ長さ方向に３組ずつ連結して図３の方式で河川岸辺に立設して消波試験を行った。その結果は、表２に示す通りであった。

本発明消波構造材を示す斜視図 （Ａ）、（Ｂ）は本発明消波構造体の例を示す斜視図 本発明消波構造体の他の例を示す斜視図 本発明消波構造体のさらに他の例を示す斜視図 本発明消波構造体のさらに他の例を示す斜視図 線条体の例を示す縦断面図 ベルト状体の例を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図 ベルト状体の他の例を示す縦断面図

符号の説明

１：消波構造材
２：線条体
３：ベルト状体
４：透水開口
５：ネット状体
６：枠体
７：消波構造体
８：杭
１０：基層
１１：表面層
１２：ロープ
１３：透水性シート
１４：栗石

Claims (6)

1. 一軸延伸された熱可塑性樹脂製の線条体を編織して得られたベルト状体を交差して、通水開口を有するネット状体を形成し、該ネット状体を剛性の枠体に張設してなることを特徴とする消波構造材。
2. 線条体がポリオレフィン、ポリエステル又はポリアミド製の、フラットヤーン、モノフィラメント、又は、マルチフィラメントである請求項１に記載の消波構造材。
3. 請求項１又は２に記載の消波構造材の一枚又は複数枚を、岸辺に沿って立設してなることを特徴とする消波構造体。
4. 請求項１又は２に記載の消波構造材の複数枚を、断面が三角形になるように組み合わせて立設してなることを特徴とする消波構造体。
5. ネット状体の開口率が、水流側が大きく、陸側が小さくなるように消波構造材を組み合わせてなる請求項３又は４に記載のネット状消波構造体。
6. 岸辺に沿って栗石又は透水性シートを敷設し、その上部に消波構造体を形成してなる請求項３〜５のいずれかに記載の消波構造体。

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