JP2017057563A - 法面凍上抑制構造体および法面凍上抑制工法 - Google Patents
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Abstract
Description
地盤の凍上は土質、温度、水分および荷重の4つの因子がそろったときに発生する。特に前者の3つの因子は従来から凍上の3要素と言われており、したがって、凍上現象を抑制するには、この要素のうちどれか一つ以上に対し対策をおこなえばよい。
すなわち、従来より凍上を抑制するため、以下のような方法がとられてきた。
道路舗装分野では凍上対策工法がある程度確立されており、北海道の国道歩道部では全道一律で置換え厚30cmの置換工法が採用されている。しかしながら、法面部における凍上対策は研究も含め未解決な部分が多い。
例えば特許文献1には、成形した法面上に、ハニカム状立体補強材を展張して設置し、セルに火山灰を充填することにより、凍上によって崩壊せず、法面が植生可能で、簡単に施工できるハニカム補強法面が記載されている。
[1]
法面を覆うように配される法面凍上抑制構造体であって、
複数の長片状の樹脂又は繊維シートが幅方向に並設され互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合されてなり、これが前記幅方向と直交する方向に展張されたハニカム状のセルを有するハニカム状3次元立体セル構造体と、該各セル内に充填された中詰め材とを有するブロックを備え、
前記中詰め材が、膨張性頁岩が焼成・発泡されてなる人工軽量骨材であることを特徴とする、法面凍上抑制構造体。
[2]
前記人工軽量骨材の粒径が0.075mm以上、37mm以下である、[1]に記載の法面凍上抑制構造体。
[3]
以下の工程:
(1)幅方向に並設された複数の長辺状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状3次元立体セル構造体のブロックを用意し、
(2)膨張性頁岩を焼成・発泡させることで製造された人工軽量骨材を用意し、
(3)前記ハニカム状3次元立体セル構造体のブロックを、補助枠を用いて展張しつつ、法面における所定の設置箇所に敷設し、
(4)該展張されたセル構造体の各セル内に、前記人工軽量骨材を充填し、前記補助枠を外し、次いで転圧する、
を含むことを特徴とする法面凍上抑制工法。
図1は、本発明の法面凍上抑制構造体の一構成例を模式的に示す図である。
本発明の法面凍上抑制構造体(法面構造体10)は、法面20を覆うように配される法面凍上抑制構造体であって、幅方向に並設された複数の長片状の樹脂又は繊維シート2を互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合し、これを幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセル3を形成するハニカム状3次元立体セル構造体1の各セル3内に、中詰め材4が充填されてなる。
そして本発明の法面構造体10は、中詰め材4が、膨張性頁岩を焼成・発泡させることで製造された人工軽量骨材であることを特徴とする。
太平洋カルストーンは、高強度かつ、飽和土の単位容積重量が11kN/m3と軽量であるが、水に浮かない軽量盛土材である。高い内部摩擦角があり、側圧等の負荷も低減できる。さらに、太平洋カルストーンは無機系セラミック骨材であり、スレーキング率が低く耐久性が高い。透水係数が高いことも液状化抵抗性を有し総合的に安定した土木資材である。このように、太平洋カルストーンは水回りの多い箇所の埋め立てや盛り土に適しており、盛土として高い安定性を有している。また、施工性が良好なことから工期短縮が可能で、プラント設置が不要であること、および、敷均し転圧のみの施工で特殊機器が必要ないことから、小規模物件でも経済性に優れている。
また、火山灰は粒径が小さく、内部摩擦角も小さい。中詰め材として火山灰を用いた場合、雨などによりセルの隙間から火山灰が流出するおそれがあるが、本願のように人工軽量骨材を用いることで、安定した法面構造体10を形成することができる。さらに、人工軽量骨材は工業製品であるため火山灰に比べて入手も容易である。
(1)ブロックの幅方向が斜面方向と略直交するように、ブロックの一端を斜面(法面)の上部に固定し、
(2)斜面上部から下部に向かって、ブロックを展張する。
(3)2以上のブロックを敷設する場合、ブロックの他端に、次のブロックの一端を連結した後、前記ステップ(1)〜(2)を繰り返し、そして
(4)各セルの内部に、中詰め材(人工軽量骨材)を充填して、転圧する。
(1)におけるブロックの固定には、例えば、ブロックの幅方向の上端列のセル内部に杭を打つ方法が好ましく用いられる。
凍上抑制の効果を確認するために行った実施例および比較例について説明する。
なお、この実験は、2014年12月下旬〜2015年5月中旬にかけて、青森県八戸市の傾斜地(斜面勾配1:1.5)において行われた。
図4に模式的に示すように、施工平面としては、斜面を横方向に並んだ区画30に分け、それぞれの区画に、以下に示すように異なる施工を行った。1つの区画30の大きさは幅2.5m×高さ2.5mとした。
図4に示すように、地表面及び地中に温度計31を配し、ブロック部分、および、地表面から略垂直に350mm、700mm、1400mmの各地中深さにおける温度を測定した。
また、各区画毎に、位置を示す変位基準杭32を立てた。該基準杭32の位置を測定することにより、地面表層の変位を評価した。位置測定は、2014年12月25日、2015年2月23日、2015年5月18日の3回行い、それらを比較することにより、斜面の変位を評価した。
この期間の日射量の変化を図5に示し、外気温の変化を図6に示す。
上記(1)〜(4)の工程により法面上にブロックを展張し、中詰め材として人工軽量骨材である、太平洋セメント株式会社製 太平洋カルストーンを充填した。セル構造体の厚みは100mmとした。
実施例1と同様にして法面上にブロックを展張し、中詰め材として太平洋カルストーンを充填した。セル構造体の厚みは150mmとした。
実施例1と同様にして法面上にブロックを展張し、中詰め材として砕石を充填した。セル構造体の厚みは100mmとした。
セル構造体の対策を施さず、法面がむき出しの状態とした。
ブロック部分の温度についてみると、中詰め材として砕石や発生土を用いた比較例では、外気温が低い時期には0℃以下になっていることが多いが、カルストーンを用いた実施例1では概して0℃以上を安定して保っている。すなわち、中詰め材としてカルストーン(人工軽量骨材)を用いることによって、断熱性能が向上していることがわかる。
中詰め材として砕石を用いた比較例1(図11)では、無対策の比較例6に比べてその変位量が小さくなってはいるものの、凍上が発生しており、凍上及び融解により地面が変位していることがわかる。
2 樹脂又は繊維シート
3 セル
4 中詰め材
10 法面凍上抑制構造体
20 法面
Claims (3)
- 法面を覆うように配される法面凍上抑制構造体であって、
複数の長片状の樹脂又は繊維シートが幅方向に並設され互いに所定の間隔で千鳥状に繰り返し部分的に接合されてなり、これが前記幅方向と直交する方向に展張されたハニカム状のセルを有するハニカム状3次元立体セル構造体と、該各セル内に充填された中詰め材とを有するブロックを備え、
前記中詰め材が、膨張性頁岩が焼成・発泡されてなる人工軽量骨材であることを特徴とする、法面凍上抑制構造体。 - 前記人工軽量骨材の粒径が0.075mm以上、37mm以下である、請求項1に記載の法面凍上抑制構造体。
- 以下の工程:
(1)幅方向に並設された複数の長辺状の樹脂又は繊維シートを互いに所定の間隔で繰り返し部分的に接合し、これを前記幅方向と直交する方向に展張することによってハニカム状のセルを形成するハニカム状3次元立体セル構造体のブロックを用意し、
(2)膨張性頁岩を焼成・発泡させることで製造された人工軽量骨材を用意し、
(3)前記ハニカム状3次元立体セル構造体のブロックを、補助枠を用いて展張しつつ、法面における所定の設置箇所に敷設し、
(4)該展張されたセル構造体の各セル内に、前記人工軽量骨材を充填し、前記補助枠を外し、次いで転圧する、
を含むことを特徴とする法面凍上抑制工法。
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