JP3571139B2

JP3571139B2 - 非連通型ブロック及びこれを用いた雨水浸透施設

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Publication number: JP3571139B2
Application number: JP08218596A
Authority: JP
Inventors: 東臣多田; 徹夫河野
Original assignee: Shikoku Research Institute Inc
Current assignee: Shikoku Research Institute Inc
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2016-04-04
Also published as: JPH08338059A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、非連通型ブロック及びこれを用いた雨水浸透施設に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自然の水循環の円滑化のため、近時、雨水やその他路面上の水（以下、単に雨水という）を一時的に地面下に貯留してその雨水を地中へ浸透させる雨水浸透施設が設置されており、かかる雨水浸透施設として各種の構造のものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の雨水浸透施設においては、その構造が複雑であってその施工も煩雑なものとなっている。
【０００４】
この発明は、このような事情に基づいてなされたもので、雨水浸透施設の構造や施工が比較的簡単なものを提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１記載の発明は、地表から掘り下げた縦穴内に、骨材同士の間に空隙を残して接合され、透水性能を有した直方体状コンクリート製で、その一面に開口が設けられ、雨水を一時的に貯留する容積率２０〜５０％の凹部が形成された非連通型ブロックと、骨材同士の間に空隙を残して接合され、透水性能を有した直方体状コンクリート製で、対向する２面に開口が設けられ、雨水を一時的に貯留する容積率２０〜５０％の連通部が形成されたブロックとを前記凹部及び前記連通部の前記開口を合わせて接続して設けたことを特徴とする雨水浸透施設としている。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、請求項１において、前記ブロックの立ち面を、前記空隙の閉塞を防止し、前記凹部又は前記連通部への泥や砂などの侵入を防止する透水シートで覆ったことを特徴とする雨水浸透施設としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、まず、図１および図２により第１の実施の形態の雨水浸透施設を説明する。
【００１５】
図において、１は雨水浸透施設を示す。この雨水浸透施設１においては、地表から地盤２を掘削してその縦穴の底面２ａを平坦にし、この底面２ａ上には十分に締め固めた１０〜２０ｃｍ程の厚さのクラッシャラン層３が平坦に形成されている。
【００１６】
そして、このクラッシャラン層３の上面３ａ上には、本願発明にかかる雨水浸透施設構築用ブロック（以下、単にブロックという）４が互いに密接させて多数個敷き並べて据え置かれている。
【００１７】
この実施の形態のブロック４は、全体外形が直方体状であって、その外形を形成する肉厚部４ｂの中には直方体の互いに対向する面間を連絡する角穴状の連通部４ａが形成されている（図４参照。なお、図４に示す実施の形態において用いているブロックはこの実施の形態のものと同一である）。
【００１８】
この連通部４ａは、ブロック４の外形に基づく全体体積中での容積の割合（容積率）が２０％〜５０％の範囲内で設定されたものである。
【００１９】
また、この連通部４ａが開口する面と平行の断面（図１に示す断面であり、横断面という）において、矩形に現われるブロック４の外形による全体の断面積の概ね４０％の面積が連通部４ａの断面積である。なお、このような連通部４ａの断面積の比率はブロック４の全体の断面積に対して２０％〜５０％の範囲内で適宜に設定することができる。
【００２０】
そして、このような形状のブロック４は、次のような材料を用いて透水性能を具備したものとして形成されたものである。
【００２１】
すなわち、これらのブロック４は、粒径２〜８ｍｍの砂利１６００〜１８００ｋｇと、普通ポルトランドセメント３００〜４００ｋｇと、補助結合剤１０〜２０ｋｇと、水１００〜１２０ｋｇとを、コンクリート用ミキサに投入して十分に撹拌混練する。なお、前記の砂利はこの発明でいう骨材に該当するものである。また、このようなブロック４の形成に用いるセメントとしては、前記に限らず，高炉セメント等のその他のセメントを使用することもできる。
【００２２】
十分に混練されたこれらの材料はコンクリート用ミキサから取り出して直ちにブロック用型枠投入して強い振動を加えながら圧縮し、できた成形物を５５℃程度の蒸気養生室において１日程度促進養生を行なう。
【００２３】
その後、その成形物を屋外でさらに２週間以上養生させて十分に固化させて得られたものであり、この実施の形態のブロック４についての強度試験の結果は５００〜１０００Ｎ／ｃｍ^２である。
【００２４】
このようにして得られたブロック４の肉厚部４ｂを拡大した模式図で示すと図２のようである。
【００２５】
すなわち、かかるブロック４の肉厚部４ｂにおいては、肉厚部４ｂを形成する砂利粒５の表面全体が補助結合剤を含んだセメントペーストでコーティングされた状態となっており、かかるセメントペーストを介して砂利粒５同士が固着されるが、各砂利粒５間の空隙６には余分のセメントだまりがほとんど存在しない状態となっており、空隙６は互いに連続したものとなっている。
【００２６】
したがって、このブロック４においては、肉厚部４ｂ中の空隙６に雨水を貯留することができ、また、この空隙６を経由して雨水が移動することができる。
【００２７】
この実施の形態のブロック４の肉厚部４ｂでは、肉厚部４ｂの体積中における前記砂利粒５間の空隙６の体積の割合である，空隙率は、概ね２０％程度である。
【００２８】
なお、このようなブロック４の空隙率は、雨水の貯留量とブロック４の強度とを勘案して１０〜２５％の範囲内で適宜に設定することができるが、前記の透水性能の確保を重視する場合には空隙率を１７％〜２５％の範囲内に設定することが好ましい。
【００２９】
このようなブロック４の上面４ｃは、前記クラッシャラン層３の上面３ａが平坦であるので、全体としてきわめて平坦であり、これらのブロック４の上面４ｃ上には、透水性を有するクッション層７が形成されている。
【００３０】
この実施の形態において、クッション層７は前記ブロック４の上面４ｃ上に敷かれた透水シート７ａとこの透水シート７ａ上に厚さ１〜２ｃｍ程度で形成された砂層７ｂとからなるものである。
【００３１】
この実施の形態における透水シート７ａは透水性を有する不織布からなるシート材であって、前記砂層７ｂの砂がブロック４の透水孔として機能する空隙６に侵入して閉塞するのを防止するものであり、砂層７ｂはブロック４上に設置する透水性平板８の設置のためのクッションとして機能するものである。
【００３２】
なお、このような透水性平板８の設置のためのクッション層７としては、透水性平板８を形成する骨材としての砂利の粒径と同一の粒径（例えば、粒径２ｍｍ〜８ｍｍ程度）の砂利を用いることとしてもよく、その場合には、ブロック４の空隙６の開口径より砂利の粒径が大きいため、空隙６を閉塞するおそれがなく、前記透水シート７ａの設置を省略することとしてもよい。また、クッション層７としては、砂と砂の重量の１０％〜２５％のセメントとを乾燥状態のまま混合した，いわゆるカラモルタルを用いてもよい。
【００３３】
そして、このようなクッション層７上に据え置いて設置される透水性平板８は、前記ブロック４と同様にして製造されたコンクリート製のものであり、前記肉厚部４ｂの空隙６と同様に骨材間に形成されて内在する空間を経由して雨水を表面側から下面側に通過させることができるものである。
【００３４】
このような透水性平板８は、図１からあきらかなように、前記ブロック４同士の隣接線１１から変位した位置に透水平板８同士の隣接線１２を配置してあるが、これは、ブロック４の据え置かれたクラッシャラン層３が損傷した際にも透水性平板８の表面による路面に凹凸を生じることを軽減するためである。
【００３５】
このような構造の雨水浸透施設１においては、雨水は、透水性平板８の内部や透水性平板８同士の隣接線１２を経てクッション層７に達し、そのクッション層７を浸透してブロック４に到達する。
【００３６】
ブロック４に到達した雨水は、ブロック４の空隙６や隣接線１１を経由してクラッシャラン層３の上面３ａ上に貯留され、クラッシャラン層３を経由して地盤２への浸透が行なわれる。
【００３７】
このようにして、この雨水浸透施設１において、前記各ブロック４は、透水性平板８の下方で雨水の貯留量を増加させるので、透水性平板８の施工された場所の路面上にみずたまりを形成することがほとんど無い。
【００３８】
そして、透水性の悪い地盤２であっても時間をかけて雨水を浸透させることができ、雨水浸透施設１の地盤２に局部的に雨水浸透性能の異なる部分が存在する場合であっても貯留されている雨水は雨水浸透性能の大きい部分から地盤２に浸透することができ、地盤２による雨水浸透能力に対する影響がすくない。
【００３９】
さらに、この雨水浸透施設１は、前記ブロック４を並べて据え置くものであるので、雨水浸透施設１の施工が簡単である上、雨水を浸透させる地盤２の面積を大きく設定することも自由に行えるので、効果的に雨水を地盤２に浸透させることができる。
【００４０】
次に、図３から図５により、雨水浸透施設の第２の実施の形態を説明する。
【００４１】
この実施の形態の雨水浸透施設２１は、ブロック４を４段に積層してある点，クラッシャラン層３が形成されていない点，舗装としての透水性平板８を用いていない点および排水管２３が設置されている点で前記の実施の形態と主に相違する。
【００４２】
以下においては、主にこれらの相違点について説明することとし、前記の実施の形態と共通する点については、図中に同一の参照番号を付与して説明を省略する。
【００４３】
すなわち、この実施の形態の雨水浸透施設２１においては、地盤２を掘削して縦穴の底面２ａを平坦に整えて、その底面２ａ上に直接前記実施の形態と同様のブロック４を４段に重ねて積層し、その積層されたブロック４の上面に砂利層２２を設けて路面を形成したものである。
【００４４】
このようにブロック４を複数段に積層することにより、単位面積あたりでの雨水の貯留量が増大する。したがって、このようにブロック４の積層段数を適宜に設定することにより貯留量をきわめて簡単に設定することができる利点がある。
【００４５】
そして、このようにブロック４を複数段に積層した雨水浸透施設２１においては、ブロック４に到達した雨水量が過大である場合に、底面２ａ上に貯留する雨水の液面が上昇するので、並べて据え置かれた多数のブロック４群全体の一側に開口した一端を臨ませて排水管２３を設置し、この排水管２３から過剰な分の雨水の排水を行なう。
【００４６】
この際、各ブロック４が前記したように透水性を有するものであるので、各ブロック４に貯留されている雨水は、各ブロック４の肉厚部４ｂを通過して，あるいは隣接線１１を経て排水管２３に到達することができ、この雨水浸透施設１全体として貯留する雨水量を調整することができる。
【００４７】
この実施の形態においては、ブロック４の連通部４ａを水平方向に向けた姿勢で積層したものであるので、これらの積層されたブロック４全体の上面に直接砂利層２２を形成することができる一方で，雨水の流入等に伴って連通部４ａ内に泥や砂等が侵入するおそれがある。
【００４８】
そのため、この実施形態においては、前記と同様の透水シート７ａで積層した多数のブロック４群の全体の立ち面を覆い、空隙６および連通部４ａへの泥や砂の侵入を防止している。
【００４９】
なお、このようにブロック４を地中深くに埋設する雨水浸透施設２１においては、ブロック４の連通部４ａを上下方向に向けた姿勢で埋設することとすれば、前記した透水シート７ａの使用を省略することも可能である。
【００５０】
また、前記図４に相当する，図５に示すように、別形状の雨水浸透施設構築用ブロック（以下、非連通型ブロックという）２４を用いることとしても、透水シート７ａの使用を省略することができる。
【００５１】
すなわち、非連通型ブロック２４は、前記ブロック４と同一の材料を用いて同様に形成されたものであって、その形状のみが相違するものである。
【００５２】
非連通型ブロック２４は、前記ブロック４と同一の外形寸法を有する直方体状であるが、前記ブロック４で肉厚部４ｂの中に形成されていた連通部４ａが、この非連通型ブロック２４においてはブロックの対向する二面間を連通しておらず、
一方の面側に肉厚部４ｂを形成することにより閉塞されて他方の一面側にのみ開口した凹部２５として形成されたものである。
【００５３】
この非連通型ブロック２４において、前記凹部２５の形状は、前記ブロック４について示した図４と同様に角穴状であり、非連通型ブロック２４の外形に基づく全体体積中での凹部２５の容積の割合（容積率）は前記ブロック４と同様に２０％〜５０％の範囲内で設定されたものである。
【００５４】
また、この凹部２５の横断面において、非連通型ブロック２４の断面積の概ね４０％の面積が凹部２５の断面積であり、凹部２５の断面積の比率が非連通型ブロック２４の全体の断面積に対して２０％〜５０％の範囲内で適宜に設定することができることも前記と同様である。
【００５５】
したがって、このような非連通型ブロック２４においても、前記ブロック４と概ね同様に肉厚部４ｂ内の空隙６および凹部２５内の空間に雨水を貯留することができ、また、肉厚部４ｂを通じて雨水が移動することができる。
【００５６】
このような非連通型ブロック２４は、前記雨水浸透施設２１の地盤２で形成された側壁に沿って前記凹部２５の開口が内向きとなるように配置される。
【００５７】
これにより、各非連通型ブロック２４は凹部２５の底部を形成する肉厚部４ｂが地盤２の側壁側に位置するので、この肉厚部４ｂを通じての雨水の浸透は可能であるが、地盤２の側壁側からの泥や砂等の凹部２５内への侵入が防止される。
【００５８】
なお、かかる非連通型ブロック２４の凹部２５を地盤２の側壁側に向けて配置しても、その非連通型ブロック２４の内側に配置された，各ブロック４の連通部４ａへの泥や砂の侵入は、前記凹部２５の底部となる肉厚部４ｂにより防止されることとなり、いずれにしても、多数の各ブロック４等で形成された内部空間が泥や砂により閉塞することを防止することが可能であり、前記のように透水シート７ａの設置を省略することができる。
【００５９】
以上説明した各雨水浸透施設１，２１においては、いずれも前記ブロック４を用いたものとして説明したが、これらを構成するブロックとしてはこれに限らず各種の形状のものを使用することができ、例えば、図６および図７に示すような形状のブロック３１としてもよい。
【００６０】
また、場合によりブロックは不透水性のものを用いてもよく、その場合には雨水浸透施設に貯留された雨水の地盤への浸透や移動は各ブロックの隣接線１１等を経由して行なわれる。
【００６１】
図６および図７に示した変形例のブロック３１においては、ブロック３１の全体外形が直方体形状である点で前記のブロック４と同様であるが、連通部４ａの形状が円筒状であり、ブロック３１の両端に位置する連通部４ａは他のブロック３１に密接して配置することによって円筒形状の連通部４ａを形成するものである点で前記のブロック４とは相違する。
【００６２】
なお、このような変形例のブロック３１についても、その製造方法は前記したブロック４と概ね同様であり、ブロック３１の強度や連通部４ａの断面積の比率および肉厚部４ｂにおける空隙率は概ね同様の範囲で適宜に設定すれば良い。
【００６３】
このような変形例のブロック３１にあっても前記ブロック４と同様に機能することができるので、前記した各雨水浸透施設１，２１は概ね同様に作用することができるのはいうまでもない。
【００６４】
次に、図８に示す第３の実施の形態について説明する。
【００６５】
この実施の形態において、雨水浸透施設３５を構成するコンクリート製のブロック３６は不透水性のものであり、各ブロック３６間の垂直方向の隣接線１１の位置を積層状態の上段と下段との間でずらしてある点で前記の各実施の形態と相違する。
【００６６】
この雨水浸透施設３５においても、透水性平板８上の雨水は隣接線１２からクッション層７の砂層７ｂおよび透水シート７ａを経て積層状態にあるブロック３６の上面に達し、上下段の隣接線１１を通じてクラッシャラン層３から地盤２に浸透される。
【００６７】
この雨水浸透施設３５において、上下段のブロック３６間に形成される隣接線１１をずらして積層状態としてあるのは、地表からの局部荷重を分散させてクラッシャラン層３に分担させ、局部荷重によってクラッシャラン層３が局部的に変形することを軽減するためである。
【００６８】
次に図９および図１０に示す第４の実施の形態について説明する。
【００６９】
この実施の形態の雨水浸透施設４１を構成するコンクリート製のブロック４２も不透水性のものであり、雨水浸透施設４１を構成するこれらのブロック４２の積層構造が前記の各実施の形態とは相違する。
【００７０】
すなわち、この実施の形態において、ブロック４２は上中下段の３段に積層されており、その内の中段部分は図１０に示すように、各ブロック４２間に間隙空間４３を設けて概ね格子状となるように配置されている。
【００７１】
そのため、この雨水浸透施設４１においては、各ブロック４２を敷き並べた状態に積層した場合より間隙空間４３に起因して貯水量が増大している。
【００７２】
なお、このような各ブロック４２の積層状態は、不透水性のブロックに限らず透水性を有するブロックにも適用することができ、その場合にも貯水量を増大することができる。
【００７３】
以上説明した各実施の形態の雨水浸透施設１，２１，３５，４１は、ぞれぞれいずれも他の雨水処理施設とは独立に設置して，いわゆるオンサイト型の雨水浸透施設を構成することとしてもよいが、図１１あるいは図１２に示すように他の雨水処理施設と関連させて、システムを構成する要素設備としてもよい。
【００７４】
図１１において、比較的小規模に形成された雨水浸透施設４５は、前記したいずれかの実施の形態と同様のものであって、貯留量が小さく、この雨水浸透施設４５からのオーバーフロー水は、大規模な雨水処理施設である雨水貯留槽４６に導かれるようになっている。
【００７５】
このようなシステムを構成しておくことにより、降雨時に雨水が一時に雨水貯留槽４６に集中的に集合することが緩和され、都市型洪水の発生が抑制され，雨水貯留槽４６の規模を小さくすることが可能となる。
【００７６】
また、図１２は、前記したいずれかの実施の形態と同様の雨水浸透施設を大規模に構成して、これを遊水施設４７とするものである。
【００７７】
本願の雨水浸透施設により遊水施設４７を構成する場合、他所からの雨水が流入することに伴い、流入する雨水に土砂や塵埃が混入しており、これがそのまま遊水施設４７に流入すると、各ブロック間の隣接線１１や透水性ブロックの場合の空隙６が閉塞され、雨水浸透機能が低下するので、遊水施設４７の上流側に沈砂池４８を設けておくことが好ましい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンクリート自体及び凹部に多量の雨水を一時的に貯留させ、徐々に貯留水を放出することができる非連通型ブロックを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の雨水浸透施設の垂直断面図である。
【図２】ブロックの肉厚部の拡大した模式図である。
【図３】第２の実施の形態の雨水浸透施設の垂直断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】非連通型ブロックを用いて形成した雨水浸透施設の図４相当の断面図である。
【図６】変形例の雨水浸透施設構築用ブロックの縦断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図１に相当する第３の実施の形態の垂直断面図である。
【図９】図１に相当する第４の実施の形態の垂直断面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１１】雨水貯留槽に連なるシステムを構成する雨水浸透施設の説明図である。
【図１２】上流側に沈砂池を設けた遊水施設の説明図である。
【符号の説明】
１，２１，３１，３５，４１雨水浸透施設
２地盤
３クラッシャラン層
４，２４，３１，３６，４２雨水浸透施設構築用ブロック
４ａ連通部（凹部）
４ｂ肉厚部
５砂利粒（骨材）
６空隙
７クッション層
８透水性平板
２５凹部
４３間隙空間

Claims

地表から掘り下げた縦穴内に、骨材同士の間に空隙を残して接合され、透水性能を有した直方体状コンクリート製で、その一面に開口が設けられ、雨水を一時的に貯留する容積率２０〜５０％の凹部が形成された非連通型ブロックと、骨材同士の間に空隙を残して接合され、透水性能を有した直方体状コンクリート製で、対向する２面に開口が設けられ、雨水を一時的に貯留する容積率２０〜５０％の連通部が形成されたブロックとを前記凹部及び前記連通部の前記開口を合わせて接続して設けたことを特徴とする雨水浸透施設。
請求項１において、前記ブロックの立ち面を、前記空隙の閉塞を防止し、前記凹部又は前記連通部への泥や砂などの侵入を防止する透水シートで覆ったことを特徴とする雨水浸透施設。