JP3238678B2 - タイヤ軽量盛土構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通常の盛土では支
持力が不足する傾斜あるいは軟弱地盤上において一種の
盛土体として構築するタイヤ軽量盛土構造体に関する。
より詳しくは、本発明は、低平地における軟弱地盤上の
盛土、山岳道路における傾斜地盤上の盛土、地すべり頭
部における盛土など支持力不足地盤上の盛土、あるいは
橋台の背面盛土における偏土圧の低減用盛土、さらには
地下構造物の埋戻しにおける上載圧の低減用盛土などに
利用可能なタイヤ軽量盛土構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】支持力不足地盤上の盛土および偏土圧の
低減用盛土とも、盛土荷重を杭基礎で支えて支持地盤ま
で伝達させるか、あるいは盛土荷重を軽くさせるかのど
ちらかの方法によって対応している。

【０００３】後者については、ボックスカルバートやコ
ルゲートパイプで大きな空間を取り込んで軽くする工法
や、EPS工法、発泡ビーズ混合軽量工法、発泡混合補強
土工法など小さな空隙を多く形成して軽くする、いわゆ
る軽量盛土工法などがある。

【０００４】このような従来技術には以下のような問題
点がある。 杭基礎で支持させる場合には、打込み杭にしろ、埋込
み杭にしろ施工には重機械が必要で、特に傾斜地盤上で
は頑丈な足場を必要とするなど、施工が大変であり杭基
礎を造ること自体相当のコストが嵩む。 ボックスカルバートやコルゲートパイプなどにして
も、運搬や据付が面倒だし、材料費自体も高い。 EPS工法については、材料費が高いことが盛土材料と
して使用する際のネックになっているし、水に湿ったり
没したりするような所では大きな浮力が作用するのでそ
の対応も必要である。 発泡ビーズ混合軽量工法や気泡混合補強土工法などに
ついては、盛土材料を保持する擁壁や施工中の型枠を必
要とすることから経済的でない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決することを目的とするものであり、次の点を課題と
する。 （１）支持力不足地盤上の盛土構造および偏土圧の低減
用盛土構造を、仮設工を要せず、重機械を使用したり、
コストのかかる大がかりな施工をすることなく、簡単に
短期間で施工をすることができ、経済性に優れた軽量の
構造体を実現する。 （２）軽量構造体として、昨今その廃棄や焼却処分につ
いて、環境上の観点からきわめて問題となっている廃タ
イヤに着目し、これを有効利用することにより、資源の
リサイクルを図り、地球環境の保全にも寄与する。 （３）タイヤを上記軽量構造体として利用する場合、盛
土体としての強度を十分発揮できる構造を実現するとと
もに、地震時における動的水平荷重に対する抵抗性が大
きい一方、適当な変形性をもつ制振性を有する構造を実
現する。 （４）上記（１）〜（３）を達成するために、タイヤ
と、コンクリートまたは砂礫によるハイブリッド多柱構
造から成る盛土構造体を実現する。そして、タイヤ構造
体が軽量であり、積み重ねたタイヤがコンクリート柱や
砂礫の柱を施工するときの捨型枠となり、施工後には柱
構造の外部拘束による補強材となる、さらにタイヤ柱同
士が接する一体構造であるから強力な制振機能を発揮す
るなどの構造体の特徴的な構造、機能を十分発揮させ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、通常の盛土を支持するには支持力が不足
する傾斜地盤または軟弱地盤上において一種の盛土体と
して構築され、その天端上に道路や造成地を支持するタ
イヤ軽量盛土構造体であって、上記タイヤ軽量盛土構造
体は、複数本のタイヤ柱が互いに当接するように格子状
または千鳥状に縦横に配列されて成り、上記複数本のタ
イヤ柱は、芯柱を有する複数本のタイヤ柱のみから成る
か、又は芯柱を有する複数本のタイヤ柱と芯柱を有さな
いタイヤのみを積み重ねただけの複数本のタイヤ柱とか
ら成り、上記芯柱を有するタイヤ柱は、積み重ねられた
複数のタイヤと、該複数のタイヤのホイール孔内に内型
枠を介して築造されたコンクリートや砂礫からなる芯柱
とから成り、上記芯柱は、互いに隣接する芯柱と格子状
またはトラス状連結鉄筋で互いに連結されるとともに、
上記芯柱の外周面は、タイヤの内縁によって外周から拘
束されことによって、上記タイヤ軽量盛土構造体全体
が、タイヤ柱と芯柱が一体に強固に結合されたハイブリ
ッド構造に形成され、上記タイヤ軽量盛土構造体の上載
荷重は、上記タイヤで補強された多数の上記芯柱で分散
支持されて地盤に安全に伝えられるとともに、地震時の
地盤からの振動は上記タイヤで吸収され制振されること
を特徴とするタイヤ軽量盛土構造体を提供する。

【０００７】上記芯柱を有さない複数本のタイヤ柱は、
上記芯柱を有する複数本のタイヤ柱の間に規則的に配置
されて成る。

【０００８】上記タイヤのホイール孔内の型枠は、ラス
型枠、紙枠、ジオテキスタイルの筒体等である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係るタイヤ軽量盛土構造
体の実施の形態を実施例に基づいて図面を参照して説明
する。図１〜図３は、本発明に係るタイヤ軽量盛土構造
体の構成を説明する図である。

【００１０】本発明に係るタイヤ軽量盛土構造体は、複
数のタイヤが積み重ねられ（横積みされ）、積み重ねら
れた複数のタイヤのホイール孔内にコンクリートまたは
砂礫が充填されて形成される芯柱が配設されて成るタイ
ヤ柱が、複数隣接して水平方向に並設することにより構
成されている。

【００１１】タイヤ柱１の構造を図１において詳細に説
明する。複数のタイヤ２が上下方向に積み重ねられる。
複数のタイヤ２のホイール孔３は、円筒状の中空部とな
る。このホイール孔３内に、内型枠としてラス型枠（金
網枠）または紙型枠４がタイヤの内縁に当接するように
配設される。そして、この内型枠４内に、上下軸芯方向
及び水平方向に連結鉄筋５が組み込まれ、コンクリート
が流し込まれてコンクリート芯柱６が形成される。

【００１２】タイヤ柱１を組み上げる作業では、タイヤ
２の積み重ねと内型枠４の設置と併行して連結鉄筋５を
配置し、タイヤ２が１〜２ｍ程度の高さになったら、コ
ンクリートや砂礫を充填する。このような作業を繰り返
すことにより、タイヤ柱１を組み上げる。このようにし
て組み上げられたタイヤ柱１では、そのコンクリート芯
柱６は、積み重ねられた複数のタイヤ２によって外周部
から強固に拘束支持され、鉛直方向及び水平方向ともに
強度が増大し、座屈力及び剪断力への耐性が付与され
る。

【００１３】タイヤ２は、大型車あるいは乗用車の使用
済みあるいは規格外の廃タイヤなどが使用される。廃タ
イヤを利用すれば、タイヤの不法投棄の問題も解決で
き、資源の再利用による環境改善にも適うところであ
る。そして、一連のタイヤ軽量盛土構造体においては、
タイヤの寸法（径、厚み）がある程度揃っていることが
好ましい。

【００１４】積み重ねられたタイヤ２のホイール３孔内
に配設される内型枠４は、ラス型枠または紙型枠４に限
らず、ジオテキスタイルの筒体などでもよい。そして、
この内型枠４内に充填される芯柱の材料は、コンクリー
トや砂礫以外に、土砂などでもよい。

【００１５】このような構造のタイヤ柱１を水平方向に
複数本が、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、互いにタ
イヤ２の外面が互いに当接するように格子状に配列する
と、複数本のタイヤ柱１から成るタイヤ軽量盛土構造体
が形成される。

【００１６】図３は、タイヤ柱１の平面的配置を示す図
である。複数のタイヤ柱１が、図３（ａ）に示すよう
に、平面的に前後左右に整列し格子状になるように緩詰
めするか、図３（ｂ）に示すように、千鳥状になるよう
に密詰めされる。そして、配列されるタイヤ柱１は、後
述する床版コンクリートなど支持すべき構造体の平面寸
法に見合う本数分縦横方向に平面配置される。

【００１７】連結鉄筋５は、上記のとおり軸方向及び水
平方向に配置される。水平方向の連結鉄筋５は、図２
（ａ）に示すように、上下方向に隣接するタイヤ間を通
すように設けてもよいし、また図示はしないが、上下隣
接タイヤ間に隙間ができる程連結鉄筋が太いような場合
には、タイヤに穴を開けタイヤ内に連結鉄筋を通して配
置してもよい。

【００１８】そして、格子状鉄筋でもトラス状鉄筋で
も、連結鉄筋の交点は芯柱の中心にくるので、芯柱がコ
ンクリート芯柱６の場合にはそこで連結鉄筋５はコンク
リートとともに固定されることになる。芯柱が土砂の場
合には、連結鉄筋５の交点を番線などによって芯柱の中
心位置で固定する。

【００１９】なお、以上説明したタイヤ軽量盛土構造体
は、図３（ａ）に示すように、コンクリート芯柱などの
芯柱付きタイヤ柱１だけで一体的に結合して成るもので
あるが、図３（ａ）の下側の図に示すように芯柱付きの
タイヤ柱１と芯柱なしのタイヤ柱１’を半数づつ組み合
わせてもよいし、図３（ｂ）に示すように芯柱付きタイ
ヤ柱を最小限にした組み合わせでもよい。要するに、芯
柱付きタイヤ柱１と芯柱なしタイヤ柱１’を規則的に組
み合わせて、一体的に結合してタイヤ軽量盛土構造体を
形成してもよい。このように、全てのタイヤ柱１に芯柱
を入れるかあるいは芯柱を設けないタイヤ柱１’も組み
合わせるかの選択、設計は、地盤の支持力に応じた所要
の盛土体重量とすることや上載荷重の大きさを考えて行
われる。

【００２０】図４〜図６は、本発明に係る実施例１を示
すものであり、タイヤ軽量盛土構造体７を、山岳道路に
おける傾斜地盤上の軽量盛土構造体に適用した実施例で
ある。

【００２１】この実施例１では、地山の元地盤を、地山
が安定する程度で階段状に切土し、切土面８とし、その
階段状の水平地盤９上にタイヤ軽量盛土構造体７を設置
し、その上に道路を構成する床版コンクリート１５を設
置して支持している。タイヤ柱１は、道路横断方向には
幅員に応じて必要な本数を、また縦断方向には地形に応
じた必要本数を配置して盛土体が形成される。例えば、
実施例１では、２車線の山岳道路においてタイヤ柱１を
横断方向に５列、縦断方向には無数列、格子状に配置す
ることによってタイヤ軽量盛土構造体７を形成してい
る。

【００２２】タイヤ柱１を階段状の水平地盤９に設置す
る実際の施工に際しては、水平地盤９上に基礎コンクリ
ート１０を打設してから、タイヤ柱１を設置する。ある
いは、Ｄに示すように、水平地盤９上に直にタイヤ柱１
を設置し、それを構成する下から１、２段目あたりのタ
イヤまでは、その周囲をコンクリートによって基礎固め
してもよい。

【００２３】実施例１においても、タイヤ軽量盛土構造
体７の施工方法は、上記説明のとおり、タイヤ２の積み
重ね及び内型枠４の設置と併行して連結鉄筋５を配置
し、積み重ねられたタイヤが１〜２ｍ程度の高さになっ
たら、コンクリートや砂礫を流し込んで充填する作業を
繰り返すことによりタイヤ柱１を組み上げる。

【００２４】壁面を緑化したい場合には、タイヤ軽量盛
土構造体７の壁面には、植生マット１１及び鋼製壁面材
（エキスパンドメタルなど）１２をおいて配設し、植生
マットとタイヤ軽量盛土構造体７の間には植生用土１３
を充填していく。なお、鋼製壁面材１２は、連結鉄筋５
と結合する。他方、山側の切土面８とタイヤ軽量盛土構
造体７の間には裏込土１４を充填する。そして、床版コ
ンクリート１５がタイヤ軽量盛土構造体７上に設置され
る。床版コンクリート１５は、床版鉄筋１６、エキスパ
ンドメタルなどの捨型枠１７により補強されている。

【００２５】図７は、本発明に係る実施例２を示すもの
であり、タイヤ軽量盛土構造体７を、橋台背後の道路取
付盛土として適用した実施例である。この実施例２で
は、タイヤ軽量盛土構造体７が、橋桁１８を支える橋台
１９の背後（橋から道路が徐々に下降し地上面まで向か
う軟弱地盤の部分）に取り付ける道路の床版コンクリー
ト２０を支持する。

【００２６】図７において、地盤２１に基礎コンクリー
ト２２を設置して、この基礎コンクリート２２上にタイ
ヤ軽量盛土構造体７が、実施例１同様に施工され設置さ
れる。そして、このように橋台１９の背後に配設された
タイヤ軽量盛土構造体７上に床版コンクリート２０が設
置されて支持される。また、必要に応じて橋台１９も含
めて、タイヤ軽量盛土構造体７が植生マット１１及び鋼
製壁面材１２でカバーされるとともに、その内側に植生
用土１３が盛り込まれる。

【００２７】以上実施例で本発明に係るタイヤ軽量盛土
構造体の具体的な構造及び施工について説明したが、こ
のような構造のタイヤ軽量盛土構造体７の作用について
説明する。タイヤ軽量盛土構造体７は、その盛土体内で
のコンクリートや砂礫からなる芯柱体積の占める割合が
少なく軽量になるから、通常では支持力が不足するよう
な地盤上でも安全に設置できる。

【００２８】即ち、実施例１のように足場がかならずし
も強固とは言えない山間地の傾斜地盤や、実施例２のよ
うに橋台背後が低平地で軟弱地盤（極端な例では水田な
ど）であるような場合でも、安全に設置することが可能
になる。又、タイヤ軽量盛土構造体７は、上記のように
道路を施工する場合だけでなく、造成平地の盛土体とし
ても利用できる。

【００２９】具体的には、このタイヤ軽量盛土構造体の
軽量の度合いは、単位体積重量で言えば、一般盛土が
１．８〜２．０tf／ｍ^３であるのに比べて、このタイヤ
軽量盛土構造体は、タイヤの配置や芯柱の密度に応じて
異なるが、大体、０．３〜０．６tf／m^３というよう
に、相対的にかなり軽くなる。

【００３０】このタイヤ軽量盛土構造体のコンクリート
や砂礫の芯柱６は、その外周面が積み重ねられた複数の
タイヤの内縁で強く拘束され補強されているから、その
上に設置される床版コンクリート１５、２０などの上載
荷重による軸芯方向の座屈応力による圧縮破壊に対して
も、また地震時などの水平荷重に対する曲げや剪断破壊
に対しても、大きな抵抗力を発揮し安全な構造部材とな
る。このように補強された芯柱の合成体によって、上載
荷重を分散支持し、地盤に安全に伝える。

【００３１】そして、各々の芯柱６は水平面内で格子状
やトラス状に配置された連結鉄筋５で互いに結合され、
タイヤ柱１と芯柱６が全体として一体化された、いわゆ
るハイブリッド構造を形成する。したがって、このハイ
ブリッド構造のタイヤ軽量盛土構造体７が、タイヤ軽量
盛土構造体７の天端（上面）に設置される床版コンクリ
ート１５、２０に作用する上載荷重を安全に分散支持し
地盤へ伝える。また、多数のタイヤ柱１の集合自体の弾
力性、柔軟特性による振動吸収能力が発揮され、地震時
における地盤からの振動を制振させる機能も有する。

【００３２】以上本発明の実施の形態を実施例に基づい
て説明したが、本発明はこのような実施の形態や実施例
に限定されることなく、特許請求の範囲の技術的事項を
実施する範囲でいろいろな態様があることは言うまでも
ない。

【００３３】

【発明の効果】以上のような本発明の構成によると、次
のような効果が生じる。 タイヤ柱とコンクリートまたは砂礫の芯柱で構成され
たハイブリッド構造のタイヤ軽量盛土構造体を用いるこ
とによって、通常の盛土では支持力が不足する傾斜地盤
や軟弱地盤上において、安全に盛土体を構築できる。ま
た、個々の芯柱がタイヤで外周部から強く拘束されて補
強され、かつタイヤ自体の弾性による振動吸収能力が加
味されることから、地震時における制振効果も大きい。

【００３４】支持力不足地盤上に道路や各種用地など
の平場を造りたいという要望は今後も決して衰えること
はないであろうし、反って適地不足のために増加する可
能性もある。この相当な需要規模をもつ盛土体の構築材
料の主体として廃タイヤを利用すれば、不法投棄や、焼
却などによる高コスト処分費などの廃タイヤ処理問題が
いっきに解決され環境保全の面からも資源のリサイクル
活用の面からも、今後の社会経済の動きに適う。

【００３５】タイヤ自体は、個々に完成部材で軽いの
で、急峻な山間地域あるいは軟弱地盤地域でさえ比較的
容易に搬入でき、重機械や特殊な工具を使用しなくて
も、また専門技術者や熟練工の手をわずらわすことなく
ても、さらに仮設工を設けなくても簡単に組立てられ、
さらに芯柱となるコンクリート打設量も少ないので施工
が速く工期も短縮できる。

【００３６】廃タイヤ自体コストは低く、コンクリー
ト打設量も少ないなど材料費は少なく、かつ上記したよ
うに施工費も少ないので、必然的に経済的な効果は極め
て大きいものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタイヤ軽量盛土構造体のタイヤ柱の部
分拡大図である。

【図２】タイヤ軽量盛土体の標準断面図であり、（a）
がその鉛直断面、（b）が水平断面である。

【図３】本発明のタイヤ軽量盛土構造体のタイヤ柱及び
その芯柱の平面配置例である。

【図４】本発明のタイヤ軽量盛土構造体の実施例１を示
し、山岳道路における傾斜地盤上に適用したタイヤ軽量
盛土構造体の斜視図である。

【図５】実施例１の横断面及び水平断面を示す。

【図６】実施例１の天端部における部分拡大図であり、
鉛直断面及びその水平断面を示す。

【図７】本発明のタイヤ軽量盛土構造体の実施例２を示
し、橋台背後の道路取付盛土として適用したタイヤ軽量
盛土構造体の斜視図である。

【符号の説明】

１ タイヤ柱 ２ タイヤ ３ ホイール孔 ４ ラス型枠または紙型枠 ５ 連結鉄筋 ６ コンクリート芯柱 ７ タイヤ軽量盛土構造体 ８ 切土面 ９ 階段状の水平地盤 １０ 基礎コンクリート １１ 植生マット １２ 鋼製壁面材 １３ 植生用土 １４ 裏込土 １５、２０ 床版コンクリート １６ 床版鉄筋 １７ 捨型枠 １８ 橋桁 １９ 橋台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 5/00 E02D 17/18 E02D 17/20 102 - 104 E02D 29/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】 通常の盛土を支持するには支持力が不
   足する傾斜地盤または軟弱地盤上において一種の盛土体
   として構築され、その天端上に道路や造成平場を支持す
   るタイヤ軽量盛土構造体であって、 上記タイヤ軽量盛土構造体は、複数本のタイヤ柱が互い
   に当接するように格子状または千鳥状に縦横に配列され
   て成り、 上記複数本のタイヤ柱は、芯柱を有する複数本のタイヤ
   柱のみから成るか、又は芯柱を有する複数本のタイヤ柱
   と芯柱を有さないタイヤのみを積み重ねただけの複数本
   のタイヤ柱とから成り、 上記芯柱を有するタイヤ柱は、積み重ねられた複数のタ
   イヤと、該複数のタイヤのホイール孔内に内型枠を介し
   て築造されたコンクリートや砂礫からなる芯柱とから成
   り、 上記芯柱は、互いに隣接する芯柱と格子状またはトラス
   状連結鉄筋で互いに連結されるとともに、上記芯柱の外
   周面は、タイヤの内縁によって外周から拘束されること
   によって、上記タイヤ軽量盛土構造体全体が、タイヤ柱
   と芯柱が一体に強固に結合されたハイブリッド構造に形
   成され、 上記タイヤ軽量盛土構造体の上載荷重は、上記タイヤで
   補強された多数の上記芯柱で分散支持されて地盤に安全
   に伝えられるとともに、地震時での地盤からの振動は上
   記タイヤで吸収され制振されることを特徴とするタイヤ
   軽量盛土構造体。
2. 【請求項２】 上記芯柱を有さない複数本のタイヤ柱
   は、上記芯柱を有する複数本のタイヤ柱の間に規則的に
   配置されて成ることを特徴とする請求項１記載のタイヤ
   軽量盛土構造体。
3. 【請求項３】 上記タイヤのホイール孔内の型枠は、
   ラス型枠、紙枠、ジオテキスタイルの筒体のいずれかで
   あることを特徴とする請求項１または２記載のタイヤ軽
   量盛土構造体。