JP3771436B2 - 軽量盛土構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡プラスチックブロックを盛土材料として用いる軽量盛土に関し、特に傾斜地の拡幅軽量盛土や自立壁の軽量盛土の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜地の拡幅盛土や自立壁の盛土の工法として、盛土構造の軽量化や土圧軽減等を図るために、盛土材料に超軽量の発泡プラスチックブロックを用いる工法が知られている。かかる発泡プラスチックブロックとしては、強度・耐水性の点からポリスチレン発泡体が多く使用されており、中でも型内発泡法によるビーズの成形品が一般的である。
【０００３】
傾斜地の拡幅盛土では、例えば図９に示すように、背面傾斜地１０２と前面壁１０３との間に発泡プラスチックブロックが充填され、これにより前面壁１０３の背面に作用する土圧、すなわち主働土圧の低減が図られている。
【０００４】
また、載荷重の分散や発泡プラスチックブロックの保護及び不陸整地等を目的として、発泡プラスチックブロックの最上部及び中間部に夫々コンクリート床版１０５及び１０４が配設される。
【０００５】
また、かかる盛土構造の頂部にコンクリート床版１０５、路床（砂層）１０６、下層路盤（切込砕石層）１０７、上層路盤（粒調砕石層）１０８、表層１０９等からなる道路舗装体１１０が形成される場合には、車両の交通荷重が舗装体１１０を伝搬して発泡プラスチックブロックに作用する。この発泡プラスチックブロックに作用する交通荷重は、舗装体１１０の厚さと密接な関係があり、舗装体１１０が薄いとそれだけ発泡プラスチックブロックには大きな交通荷重が作用する。逆に言えば、より圧縮強度の高い発泡プラスチックブロックを用いれば、舗装体１１０の厚さを薄くでき、より経済的な道路設計が可能になる。
【０００６】
このため、従来から最上層の発泡プラスチックブロック１０１ｂには、下層に用いる発泡プラスチックブロック１０１ａよりも圧縮強度の高いものが用いられることが多い。
【０００７】
自立壁の軽量盛土では、例えば図１０に示すように、対向する壁体１１２ａ，１１２ｂ間に盛土材料として発泡プラスチックブロックが充填される。また、前記と同様に発泡プラスチックブロックの最上部及び中間部に夫々コンクリート床版１０５及び１０４が配設され、最上層の発泡プラスチックブロック１０１ｂには、下層に用いる発泡プラスチックブロック１０１ａよりも圧縮強度の高いものが用いられることが多い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように超軽量の型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体を盛土材として用いることにより、主働土圧を大幅に低減することができ、例えば傾斜地の拡幅盛土においては拡幅可能な幅を増すことができ、自立壁においてはより高い構造体が可能となる。
【０００９】
しかしながら、型内法ポリスチレン発泡体を盛土材として用いる場合、以下のような問題があった。
▲１▼型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体は、押出発泡法により製造された発泡体と比較して、同一密度の場合に、クリープ特性を含めた機械的強度に劣る。これは複数の発泡ビーズ粒子が熱融着されていること及び成型上ポリマーの配向（延伸）がかかりにくいためである。また、ビーズが熱融着されているため地震時等に集中応力（特にせん断応力）がかかった場合や長期に水等に浸漬された場合に、熱融着されたビーズが剥がれないとも限らない。このため特に高い機械的強度が要求される部位に高密度のビーズ法発泡ポリスチレンを用いることは、コスト上好ましくない。
▲２▼型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体は、押出発泡法により製造された発泡体と比較して、複数の発泡ビーズ粒子が熱融着されているため吸水しやすく、特に地下水（湧水）が溜まりやすい空所の底部に用いた場合、吸水により単位体積あたりの重量が重くなり、軽量盛土の目的である軽量化を阻害する。
▲３▼特に勾配がきつい傾斜地に対して大規模な拡幅盛土構造を構築する場合や、特に高い盛土構造を構築する場合、交通荷重及び舗装体等を含む盛土躯体自重による大きな滑動力により、もしくは、地震時に舗装体を含む盛土躯体の重心の位置が偏ることで、一部の発泡プラスチックブロックに大きな圧縮応力がかかる場合がある。しかしながら、前述のように型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体は比較的機械的強度（特に圧縮強度）が低く、塑性歪みが生じる場合がある。このような塑性歪みが発生すると、盛土構造の安定性が低下し、最悪の場合には盛土構造体の転倒、崩壊に繋がる危険性もある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、傾斜地拡幅盛土や自立壁の軽量盛土の新規な構造、特に重量物たる舗装体等が最上部に形成される場合にもより経済的に盛土構造の安定性を高め得る新規な構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく成された本発明の構成は以下の通りである。
【００１２】
すなわち、本発明第１の軽量盛土構造は、前面壁と背面傾斜地とから形成されている空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る傾斜地の拡幅盛土構造において、空所の最底部を含む少なくとも一層に用いられている発泡プラスチックブロックが、その上方部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴としているものである。
【００１３】
また、本発明第２の軽量盛土構造は、前面壁と背面傾斜地とから形成されている空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る傾斜地の拡幅盛土構造において、前面壁の背面直後に用いられている発泡プラスチックブロックが、その後方部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴としているものである。
【００１４】
また、本発明第３の軽量盛土構造は、壁体間の空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る自立壁の盛土構造において、壁体の背面直後に用いられている発泡プラスチックブロックが、中間部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴としているものである。
【００１５】
本発明で用いる押出法ポリスチレン発泡体は、三方向（厚み、幅、長さ）圧縮強度比を変えることができ、かつ気泡膜の延伸（配向）がかかりやすいため、型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体と比較して密度が低い割には厚み方向の圧縮強度が大きいので、より低密度のものを用いることができ、コスト的に有利となる。
【００１６】
そうであれば、盛土全体を押出法ポリスチレン発泡体で積層すれば材料コスト的には有利となるのであるが、以下で説明するようにトータルコスト的にはそうとは言えないのである。
【００１７】
押出法ポリスチレン発泡体は商業的に製造可能な厚みは１００〜１２０ｍｍ程度（幅１０００ｍｍの場合）である。押出発泡法によるポリスチレン板状体は、通常、厚みが厚くなると成形が困難となると同時に製品の均質性が悪くなるという問題がある。例えば型内法ポリスチレン発泡体のように厚さの大きい５００ｍｍもの厚さの押出法ポリスチレン発泡体を商業的に製造することは、現状では不可能である。例えできたとしても、非常にコスト的に高いものとなる。
【００１８】
このように押出法ポリスチレン発泡体の最大製造厚みは１００〜１２０ｍｍ程度であるため、それを１枚１枚現場で敷設していたのでは工数がかかるのと同時に工期が長くなる等の不具合が生じる。そのため発泡板の複数枚を予め工場でバンド掛け等により積層して出荷する必要があり、圧縮強度の割には発泡板自体のコストは安くとも、バンド掛け等の積層作業賃がかかるため、トータルコスト的には型内法ポリスチレン発泡体よりもコスト的に高いものとなってしまう。
【００１９】
そこで、本発明においては、特に滑動力及び地震時の地盤反力が集中しやすく、かつ地下水が滞留しやすい下層に、圧縮強度が高く、耐水性の優る押出法ポリスチレン発泡体を用いることにより、コスト的に安く、滑動力、地盤反力に対して充分な耐力を有し、長期的に安定した信頼できる軽量盛土構造を実現しているものである。
【００２０】
本発明においては、滑動力及び地震時の地盤反力が集中しにくく、地下水も滞留しない部分、すなわち中間層もしくは上層には、型内法ポリスチレン発泡体を積層するのが好ましい。これにより、最もコスト的に安く、且つ長期的に安定した信頼できる軽量盛土構造を実現することができる。
【００２１】
また、前記圧縮強度の比較的高い発泡プラスチックブロックが、押出法ポリスチレン発泡板の複数枚を接着剤（特に好ましくは耐水性のある接着剤）で積層して形成してなることが好ましい。これにより、バンド掛け等に比べ工数の削減を図ることができ、トータルコストを低減することができる。
【００２２】
また、前記空所の最上層にもその下方部に積層されている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高いものが用いられていることが好ましい。
【００２３】
さらに、前記比較的圧縮強度の高い発泡プラスチックブロックが、前記比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロックよりも密度が低いことが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、盛土構造体の適宜の箇所に、比較的圧縮強度の高い、押出法により製造されたポリスチレン発泡体（押出法ポリスチレン発泡体）を盛土材として用いることで、構造的に安定な軽量盛土構造をより経済的に実現するものであり、以下に具体例を挙げて詳細に説明する。
【００２５】
先ず、本発明第１の軽量盛土構造について説明する。
【００２６】
図１は、本発明第１の軽量盛土構造の一例を模式的に示した立断面図である。図中、１ａは比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロック、１ｂは発泡プラスチックブロック１ａよりも圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック、２は背面傾斜地、３は前面壁、４は発泡プラスチック充填層の中間部に配置されたコンクリート床版、１１は基礎コンクリートである。また、１０はコンクリート床版５、路床６、下層路盤７、上層路盤８、表層９等からなる道路舗装体である。
【００２７】
本例のような傾斜地拡幅盛土構造において、背面傾斜地の勾配がきつい程、同じ拡幅（道路幅）をする場合にも盛土構造がより高く大規模になると共に、背面傾斜方向下向きにより大きな力（本明細書では「滑動力」と称す）が発生する。かかる滑動力は発泡プラスチックブロックに対しては圧縮力として作用するが、発泡プラスチックブロックの断面は下層ほど小さくなるため、下層の発泡プラスチックブロックほどより大きな圧縮応力が作用することになる。
【００２８】
そこで、本発明第１においては、特に滑動力及び地震時の地盤反力が集中しやすく、かつ地下水が滞留しやすい最底部を含む下層（発泡プラスチックブロック１ｂ）に、より圧縮強度が高く、耐水性の優る押出法ポリスチレン発泡体を用いることにより、コスト的に安く、滑動力、地盤反力に対して充分な耐力を有し、長期的に安定した信頼できる軽量盛土構造を実現しているものである。
【００２９】
滑動力及び地震時の地盤反力が集中しにくく、地下水も滞留しない上層部分に用いる比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロック１ａの材料は特に限定されるものではなく、ポリスチレン発泡体に限らず、ポリエチレン発泡体，ポリウレタン発泡体等も用いることができる。これらの中でも型内法ポリスチレン発泡体がコスト的に特に好ましい。
【００３０】
高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂとして好適な押出法ポリスチレン発泡体としては、具体的には、ダウ化工株式会社製の商品名ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2、密度：２９±２．０ｋｇ／ｍ3）、同ＤＸ−３５（許容圧縮応力：約２．０×１０5Ｎ／ｍ2、密度：３５±３．０ｋｇ／ｍ3）が挙げられる。
【００３１】
また、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａとして好適な型内法ポリスチレン発泡体としては、具体的には、ダウ化工株式会社製の商品名ライトフィルブロックＤ−１６（許容圧縮応力：約３．４×１０4Ｎ／ｍ2、密度：１６±１．０ｋｇ／ｍ3）、同Ｄ−２０（許容圧縮応力：約４．９×１０4Ｎ／ｍ2、密度：２０＋１．５（−１．０）ｋｇ／ｍ3）、同Ｄ−２５（許容圧縮応力：約６．９×１０4Ｎ／ｍ2、密度：２５±１．５ｋｇ／ｍ3）、同Ｄ−３０（許容圧縮応力：約８．８×１０4Ｎ／ｍ2、密度：３０±２ｋｇ／ｍ3）が挙げられる。
【００３２】
なお、低圧縮強度及び高圧縮強度の発泡プラスチックブロックの組み合わせは設計条件に応じて適宜に行うことができ、特に限定されるものではない。
【００３３】
発泡プラスチック材の標準試験法（ＪＩＳ Ｋ ７２２０ −１９９５）では、圧縮強さは、圧縮降伏応力又は規定歪圧縮応力と定めている。ここで定める（厚み方向の圧縮強さの）試験法は、５％歪までに降伏点が生じた場合は降伏歪における圧縮応力とし、５％歪までに降伏点が生じない場合は、５％歪時の圧縮応力とする。
【００３４】
上記ポリスチレン樹脂発泡体の場合、５％歪時では塑性変形が生じ始めており、変形も残留する。また、繰り返し荷重に対して弾塑性的挙動を示す領域は、圧縮歪１％以下で圧縮比例限と一致しており、この時の荷重は５％圧縮強さの約１／２である。このため、上記許容圧縮応力は、５％圧縮強さの１／２としている。
【００３５】
したがって、盛土材として発泡プラスチック材を用いる場合には、各部の発泡プラスチックブロックの圧縮応力が上記許容圧縮応力以下となるように設計することにより塑性歪みの発生を防止することができ、安定性、信頼性の高い軽量盛土構造とすることができる。
【００３６】
本発明第１の軽量盛土構造において、高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂを用いる範囲は、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａの許容圧縮応力及び前記滑動力の大きさによって適宜設計される。具体的には、例えば滑動力が８．８３×１０4Ｎ／ｍであり、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａとして許容圧縮応力が約４．９×１０4Ｎ／ｍ2のもの（前記ライトフィルブロックＤ−２０）を用いる場合には、幅Ｗ（図１参照）が１．８ｍ（（滑動力８．８３×１０4Ｎ／ｍ）／（許容圧縮応力４．９×１０4Ｎ／ｍ2））以下の層に前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2）を高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂとして用いれば良い。
【００３７】
また例えば、滑動力が１．１８×１０5Ｎ／ｍであり、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａとして許容圧縮応力が約８．８×１０4Ｎ／ｍ2のもの（前記ライトッフィルブロックＤ−３０）を用いる場合には、幅Ｗ（図１参照）が１．３ｍ（（滑動力１．１８×１０5Ｎ／ｍ）／（許容圧縮応力８．８×１０4Ｎ／ｍ2））以下の層に前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2）を高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂとして用いれば良い。
【００３８】
このように、特に滑動力及び地震時の地盤反力が集中しやすい下層に、圧縮強度が高い押出法ポリスチレン発泡体を用いることにより、コスト的に安く、滑動力、地盤反力に対して充分な耐力を有する軽量盛土構造が構築される。
【００３９】
また、滑動力及び地震時の地盤反力が集中しやすい下層（空所の底部）は地下水が滞留しやすい箇所でもある。
【００４０】
ポリスチレン発泡体の耐水性に関しては、例えばＡＳＴＭ Ｃ ２７２に準じて測定した吸水率では、押出法ポリスチレン発泡体である前記ライトフィルブロックＤＸ−２９は初期の吸水は少なく漸増し、経過日数１００〜２００日後に約２ｖｏｌ％で安定するのに対して、型内法ポリスチレン発泡体である前記ライトフィルブロックＤ−３０は初期に大きく吸水し、その後微増し経過日数１００〜２００日後に約５〜６ｖｏｌ％で安定する。つまり、押出法ポリスチレン発泡体は、吸水量が型内法ポリスチレン発泡体の約１／３と極めて小さく耐水性に優れている。
【００４１】
従って、空所の最底部を含む層に耐水性にも優れる押出法ポリスチレン発泡体が用いられる本発明の軽量盛土構造は、より長期的に安定した信頼できる構造体となるものである。
【００４２】
前述のように、高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体は、通常の製造設備では、発泡性ポリスチレンビーズを原材料とする型内発泡ポリスチレンのように厚さの大きいものは製造できず、例えば５００ｍｍもの厚さの押出法ポリスチレン発泡体を商業的に製造するのは、設備が特殊で製造コストが高価となり、経済的な理由から現実的ではない。また、一般に押出法では中心部の密度が低くなり、５００ｍｍもの厚さの押出法ポリスチレン発泡体では密度が厚み方向に均一な製品が得られず、安定した製品を得るのが難しくなり、製造上の技術的な理由からも現実的ではない。現実には、１００ｍｍ以上の厚さのものは製品の均質性が極端に悪くなるという問題があり、押出法ポリスチレン発泡体は商業的に製造する場合１００ｍｍ程度の厚さが現実的な限界と言える。
【００４３】
このため、発泡プラスチックブロック１ｂとしては、押出法ポリスチレン発泡板の複数枚を接着剤（好ましくは耐水性の接着剤）で積層してブロック状に形成したものを用いることが好ましい。
【００４４】
すなわち、通常の製造設備で量産可能で、製品の均質性を確保できる厚さ（具体例として１００ｍｍ）の押出法ポリスチレン発泡板の複数を接着剤により一体化して発泡プラスチックブロックを構成すれば、大きな発泡プラスチックブロックの製造に特殊な製造設備が不要であり、製造コストを削減できると共に、このようにして構成された発泡プラスチックブロックは、押出法ポリスチレン発泡板が有する優れた圧縮強度及び耐水性能をそのまま保持することができ、安定性、信頼性の高い軽量盛土構造を構築できるものである。
【００４５】
次に、本発明第２の軽量盛土構造について説明する。
【００４６】
図２は、本発明第２の軽量盛土構造の一例を模式的に示した立断面図である。なお、図１と同一の符号は同一部材を示しており、１ｃは比較的圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロックである。
【００４７】
傾斜地拡幅盛土構造において、特に重量物たる舗装体１０が最上部に形成されると、地震時に極めて大きな水平力が発生し、かかる水平力によって軽量盛土躯体の重心が前面壁側に偏り、前面壁側の地盤反力が増大する。このように増大した地盤反力は、前面壁の背面直後の発泡プラスチックブロックに対して大きな圧縮力として作用する。
【００４８】
そこで、本発明第２では、前面壁の背面直後の部分に、その後方部に用いる発泡プラスチックブロック１ａよりも圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｃを用いることにより、上記地震時の地盤反力による圧縮に十分対抗できるものとし、かかる部分の発泡プラスチックブロックに大きな塑性歪みが発生するのを防止している。
【００４９】
なお、この発泡プラスチックブロック１ｃとしては、前述の発泡プラスチックブロック１ｂと同様のものを用いることができる。
【００５０】
本発明第２の軽量盛土構造において、圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｃを用いる範囲は、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａの許容圧縮応力及び前記地盤反力の大きさによって適宜設計される。具体的には、例えば低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａとして許容圧縮応力が約４．９×１０4Ｎ／ｍ2のもの（前記ライトフィルブロックＤ−２０）を用いる場合には、地震時の前面壁側の地盤反力が４．９×１０4Ｎ／ｍ2を超える部分（但し１．４×１０5Ｎ／ｍ2以下）に、前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2）を発泡プラスチックブロック１ｃとして用いれば良い。
【００５１】
上述の本発明第１及び第２は互いに組み合わせて実施することができる。図３は、かかる軽量盛土構造の一例を模式的に示した立断面図であり、図１及び図２と同一の符号は同一部材を示している。
【００５２】
図３のように、盛土材充填層の下層及び前面壁の背面直後に、それぞれ圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂ及び１ｃを用いることにより、前記滑動力及び地震時の地盤反力によってかかる部分の発泡プラスチックブロックに大きな塑性歪みが発生するのを防止することができる。この場合、発泡プラスチックブロック１ｂと発泡プラスチックブロック１ｃは同一材料として良いが、各部分の圧縮応力によって異なる材料を用いることもできる。
【００５３】
次に、本発明第３の軽量盛土構造について説明する。
【００５４】
図４は、本発明第３の軽量盛土構造の一例を模式的に示した立断面図である。なお、図１と同一の符号は同一部材を示しており、１ｄは圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック、１２ａ及び１２ｂは対向する壁体である。
【００５５】
本発明第３は、傾斜地拡幅盛土構造に関する本発明第２の技術的思想を自立壁の軽量盛土構造に適用したものである。
【００５６】
図４に示すような自立壁の軽量盛土構造においても、特に大規模で高く、さらに重量物たる舗装体１０が最上部に形成されると、地震時に極めて大きな水平力が発生し、かかる水平力によって軽量盛土躯体の重心が両壁体１２ａ，１２ｂ側に偏り、両壁体１２ａ，１２ｂ側の地盤反力が増大する。このように増大した地盤反力は、両壁体１２ａ，１２ｂの背面直後の発泡プラスチックブロックに対して大きな圧縮力として作用する。
【００５７】
そこで、本発明第３では、両壁体１２ａ，１２ｂの背面直後の部分に、中間部に用いる発泡プラスチックブロック１ａよりも圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｄを用いることにより、上記地震時の地盤反力による圧縮に十分対抗できるものとし、かかる部分の発泡プラスチックブロックに大きな塑性歪みが発生するのを防止している。
【００５８】
なお、圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｄとしては、前述の発泡プラスチックブロック１ｂと同様のものを用いることができる。また、本発明第３の軽量盛土構造における圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｄを用いる範囲の設計方法は、前述の本発明第２と同様である。
【００５９】
以上説明した本発明の軽量盛土構造では、更に図５〜図８に示すように軽量盛土材の最上層にもその下方部に積層される発泡プラスチックブロック１ａよりも圧縮強度の高い発泡プラスチックブロック１ｅを用いることが好ましい。これにより、道路舗装体１０（床版、路床砂、路盤、表層等から構成）の厚さを薄くでき、盛土構造の軽量化が図られると共に、より経済的な道路設計が可能になる。
【００６０】
なお、この高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｅとしては、前述の発泡プラスチックブロック１ｂと同様の、押出法ポリスチレン発泡体を用いることが好ましい。この押出法ポリスチレン発泡体は、その製法からして限界最大厚みは１００〜１２０ｍｍ程度なので、型内法（ビーズ法）により製造された発泡体の通常厚み５００ｍｍより小さいので階段施工が容易となる。
【００６１】
また、前述のように前記発泡プラスチックブロックｂ，ｃ，ｄ，ｅとして用いられる押出法ポリスチレン発泡体は、密度が低くても配向を変えることにより、比較的強い厚み方向の圧縮強度が達成できる。このため、本発明の軽量盛土構造では、比較的圧縮強度の高い発泡プラスチックブロック（発泡プラスチックブロックｂ，ｃ，ｄ，ｅ）が、比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロック（発泡プラスチックブロックａ）よりも密度が低いことが好ましい。これにより、さらなる盛土構造の軽量化と土圧の軽減を図ることができる。
【００６２】
具体的には、例えば図１のような積層形態において、発泡プラスチックブロック１ａとして前記ライトフィルブロックＤ−３０（許容圧縮応力：約８．８×１０4Ｎ／ｍ2、密度：３０±２ｋｇ／ｍ3）を用い、発泡プラスチックブロック１ｂとして前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2、密度：２９±２．０ｋｇ／ｍ3）を用いることができる。
【００６３】
また、例えば図５のような積層形態において、発泡プラスチックブロック１ａとして前記ライトフィルブロックＤ−３０（許容圧縮応力：約８．８×１０4Ｎ／ｍ2、密度：３０±２ｋｇ／ｍ3）を用い、発泡プラスチックブロック１ｂ及び１ｅとして前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2、密度：２９±２．０ｋｇ／ｍ3）を用いることができる。
【００６４】
また、例えば図５のような積層形態において、発泡プラスチックブロック１ｅとして前記ライトフィルブロックＤＸ−３５（許容圧縮応力：約２．０×１０5Ｎ／ｍ2、密度：３５±３．０ｋｇ／ｍ3）を用い、発泡プラスチックブロック１ａとして前記ライトフィルブロックＤ−３０（許容圧縮応力：約８．８×１０4Ｎ／ｍ2、密度：３０±２ｋｇ／ｍ3）を用い、発泡プラスチックブロック１ｂとして前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2、密度：２９±２．０ｋｇ／ｍ3）を用いることができる。
【００６５】
このように本発明の軽量盛土構造における発泡プラスチックブロックの上下の積層形態には様々な形態があり、これを簡単に纏めると図１１の様になる。
【００６６】
図１１（ａ）は、図１と同様に圧縮強度の異なる２種類の発泡プラスチックブロックを上層・下層に積層した形態を示し、下層に高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂ、上層に低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａが積層されている。この場合、本発明の軽量盛土構造においては、高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂは、積層構造体の高さの１／２以下の高さまで適用するのが好ましい。この高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂを積層構造体の高さの１／２を超えて適用するのでは、コスト的に不利な設計となりやすい。
【００６７】
図１１（ｂ）は、図５と同様に圧縮強度の異なる２種類の発泡プラスチックブロックを上層・中層・下層に積層した形態を示し、下層に高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂ、中層に低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａ、上層に高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｅが積層されている。
【００６８】
図１１（ｃ）は、異なる３種類の発泡プラスチックブロックを上層・中層・下層に積層した形態を示し、下層に中程度の圧縮強度を有する押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂ’、中層に低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａ、上層に高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｅ’が積層されている。このように本発明の軽量盛土構造においては、最も高い圧縮強度を有する発泡プラスチックブロックを最下層に用いる場合に限られるものではない。
【００６９】
さらに、本発明の軽量盛土構造は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば傾斜地拡幅盛土構造における基礎としてＨ鋼等からなる杭基礎を用いたり、背面傾斜地と発泡プラスチック充填層との一体性を高めるために、コンクリート床版４及び５内にアンカーロッドを埋設し、このアンカーロッドの一端を前面壁３を構成するＨ鋼杭等に固定し、他端を背面傾斜地２に深く埋設したアンカーによって張設することができる。また、自立壁の盛土構造においても同様にコンクリート床版４及び５内にアンカーロッドを埋設し、このアンカーロッドの両端を壁体１２ａ，１２ｂを構成するＨ鋼杭等に張設固定することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
（１）傾斜地の拡幅盛土において、前面壁と背面傾斜地との空所の最底部を含む少なくとも一層に、その上方部に積層される発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロックを用いることにより、背面傾斜方向に大きな滑動力が働く場合にも、発泡プラスチックブロックに構造上問題となるような大きな塑性歪みが発生するのを防止でき、十分な安定性、信頼性を有する軽量盛土構造をより経済的に実現することができる。また、地下水が滞留しやすい下層に、耐水性の優る押出法ポリスチレン発泡体が敷設されるため、特に地下水の多い場所における軽量盛土構造の安定性、信頼性を高めることができる。
（２）傾斜地の拡幅盛土において、前面壁の背面直後に、その後方部に敷設される発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロックを用いることにより、地震時の水平力によって盛土躯体の重心の位置が偏ることで前面壁側に大きな地盤反力が働く場合にも、発泡プラスチックブロックに構造上問題となるような大きな塑性歪みを防止でき、十分な安定性、信頼性を有する軽量盛土構造をより経済的に実現することができる。
（３）自立壁の盛土において、壁体の背面直後に、中間部に敷設される発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロックを用いることにより、地震時の水平力によって盛土躯体の重心の位置が偏ることで両壁体側に大きな地盤反力が働く場合にも、発泡プラスチックブロックに構造上問題となるような大きな塑性歪みを防止でき、十分な安定性、信頼性を有する軽量盛土構造をより経済的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の一例を模式的に示す立断面図である。
【図２】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図３】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図４】本発明による自立壁の盛土構造の一例を模式的に示す立断面図である。
【図５】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図６】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図７】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図８】本発明による自立壁の盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図９】従来の傾斜地拡幅盛土の構造を模式的に示す立断面図である。
【図１０】従来の自立壁の盛土構造を模式的に示す立断面図である。
【図１１】本発明の軽量盛土構造における発泡プラスチックブロックの上下の積層形態を纏めた図である。
【符号の説明】
１ａ 低圧縮強度の発泡プラスチックブロック
１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｅ’ 高圧縮強度の発泡プラスチックブロック
１ｂ’ 中程度の圧縮強度を有する発泡プラスチックブロック
１０１ａ 低圧縮強度の発泡プラスチックブロック
１０１ｂ 高圧縮強度の発泡プラスチックブロック
２，１０２ 背面傾斜地
３，１０３ 前面壁
４，１０４ 中間床版
５，１０５ 上部床版
６，１０６ 路床砂
７，１０７ 下層路盤
８，１０８ 上層路盤
９，１０９ 表層
１０，１１０ 道路舗装体
１１ 基礎コンクリート
１２ａ，１２ｂ，１１２ａ，１１２ｂ 壁体
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡プラスチックブロックを盛土材料として用いる軽量盛土に関し、特に傾斜地の拡幅軽量盛土や自立壁の軽量盛土の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
傾斜地の拡幅盛土や自立壁の盛土の工法として、盛土構造の軽量化や土圧軽減等を図るために、盛土材料に超軽量の発泡プラスチックブロックを用いる工法が知られている。かかる発泡プラスチックブロックとしては、強度・耐水性の点からポリスチレン発泡体が多く使用されており、中でも型内発泡法によるビーズの成形品が一般的である。
【０００３】
傾斜地の拡幅盛土では、例えば図９に示すように、背面傾斜地１０２と前面壁１０３との間に発泡プラスチックブロックが充填され、これにより前面壁１０３の背面に作用する土圧、すなわち主働土圧の低減が図られている。
【０００４】
また、載荷重の分散や発泡プラスチックブロックの保護及び不陸整地等を目的として、発泡プラスチックブロックの最上部及び中間部に夫々コンクリート床版１０５及び１０４が配設される。
【０００５】
また、かかる盛土構造の頂部にコンクリート床版１０５、路床（砂層）１０６、下層路盤（切込砕石層）１０７、上層路盤（粒調砕石層）１０８、表層１０９等からなる道路舗装体１１０が形成される場合には、車両の交通荷重が舗装体１１０を伝搬して発泡プラスチックブロックに作用する。この発泡プラスチックブロックに作用する交通荷重は、舗装体１１０の厚さと密接な関係があり、舗装体１１０が薄いとそれだけ発泡プラスチックブロックには大きな交通荷重が作用する。逆に言えば、より圧縮強度の高い発泡プラスチックブロックを用いれば、舗装体１１０の厚さを薄くでき、より経済的な道路設計が可能になる。
【０００６】
このため、従来から最上層の発泡プラスチックブロック１０１ｂには、下層に用いる発泡プラスチックブロック１０１ａよりも圧縮強度の高いものが用いられることが多い。
【０００７】
自立壁の軽量盛土では、例えば図１０に示すように、対向する壁体１１２ａ，１１２ｂ間に盛土材料として発泡プラスチックブロックが充填される。また、前記と同様に発泡プラスチックブロックの最上部及び中間部に夫々コンクリート床版１０５及び１０４が配設され、最上層の発泡プラスチックブロック１０１ｂには、下層に用いる発泡プラスチックブロック１０１ａよりも圧縮強度の高いものが用いられることが多い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように超軽量の型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体を盛土材として用いることにより、主働土圧を大幅に低減することができ、例えば傾斜地の拡幅盛土においては拡幅可能な幅を増すことができ、自立壁においてはより高い構造体が可能となる。
【０００９】
しかしながら、型内法ポリスチレン発泡体を盛土材として用いる場合、以下のような問題があった。
▲１▼型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体は、押出発泡法により製造された発泡体と比較して、同一密度の場合に、クリープ特性を含めた機械的強度に劣る。これは複数の発泡ビーズ粒子が熱融着されていること及び成型上ポリマーの配向（延伸）がかかりにくいためである。また、ビーズが熱融着されているため地震時等に集中応力（特にせん断応力）がかかった場合や長期に水等に浸漬された場合に、熱融着されたビーズが剥がれないとも限らない。このため特に高い機械的強度が要求される部位に高密度のビーズ法発泡ポリスチレンを用いることは、コスト上好ましくない。
▲２▼型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体は、押出発泡法により製造された発泡体と比較して、複数の発泡ビーズ粒子が熱融着されているため吸水しやすく、特に地下水（湧水）が溜まりやすい空所の底部に用いた場合、吸水により単位体積あたりの重量が重くなり、軽量盛土の目的である軽量化を阻害する。
▲３▼特に勾配がきつい傾斜地に対して大規模な拡幅盛土構造を構築する場合や、特に高い盛土構造を構築する場合、交通荷重及び舗装体等を含む盛土躯体自重による大きな滑動力により、もしくは、地震時に舗装体を含む盛土躯体の重心の位置が偏ることで、一部の発泡プラスチックブロックに大きな圧縮応力がかかる場合がある。しかしながら、前述のように型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体は比較的機械的強度（特に圧縮強度）が低く、塑性歪みが生じる場合がある。このような塑性歪みが発生すると、盛土構造の安定性が低下し、最悪の場合には盛土構造体の転倒、崩壊に繋がる危険性もある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、傾斜地拡幅盛土や自立壁の軽量盛土の新規な構造、特に重量物たる舗装体等が最上部に形成される場合にもより経済的に盛土構造の安定性を高め得る新規な構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく成された本発明の構成は以下の通りである。
【００１２】
すなわち、本発明第１の軽量盛土構造は、前面壁と背面傾斜地とから形成されている空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る傾斜地の拡幅盛土構造において、空所の最底部を含む少なくとも一層に用いられている発泡プラスチックブロックが、その上方部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴としているものである。
【００１３】
また、本発明第２の軽量盛土構造は、前面壁と背面傾斜地とから形成されている空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る傾斜地の拡幅盛土構造において、前面壁の背面直後に用いられている発泡プラスチックブロックが、その後方部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴としているものである。
【００１４】
また、本発明第３の軽量盛土構造は、壁体間の空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る自立壁の盛土構造において、壁体の背面直後に用いられている発泡プラスチックブロックが、中間部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴としているものである。
【００１５】
本発明で用いる押出法ポリスチレン発泡体は、三方向（厚み、幅、長さ）圧縮強度比を変えることができ、かつ気泡膜の延伸（配向）がかかりやすいため、型内法（ビーズ法）ポリスチレン発泡体と比較して密度が低い割には厚み方向の圧縮強度が大きいので、より低密度のものを用いることができ、コスト的に有利となる。
【００１６】
そうであれば、盛土全体を押出法ポリスチレン発泡体で積層すれば材料コスト的には有利となるのであるが、以下で説明するようにトータルコスト的にはそうとは言えないのである。
【００１７】
押出法ポリスチレン発泡体は商業的に製造可能な厚みは１００〜１２０ｍｍ程度（幅１０００ｍｍの場合）である。押出発泡法によるポリスチレン板状体は、通常、厚みが厚くなると成形が困難となると同時に製品の均質性が悪くなるという問題がある。例えば型内法ポリスチレン発泡体のように厚さの大きい５００ｍｍもの厚さの押出法ポリスチレン発泡体を商業的に製造することは、現状では不可能である。例えできたとしても、非常にコスト的に高いものとなる。
【００１８】
このように押出法ポリスチレン発泡体の最大製造厚みは１００〜１２０ｍｍ程度であるため、それを１枚１枚現場で敷設していたのでは工数がかかるのと同時に工期が長くなる等の不具合が生じる。そのため発泡板の複数枚を予め工場でバンド掛け等により積層して出荷する必要があり、圧縮強度の割には発泡板自体のコストは安くとも、バンド掛け等の積層作業賃がかかるため、トータルコスト的には型内法ポリスチレン発泡体よりもコスト的に高いものとなってしまう。
【００１９】
そこで、本発明においては、特に滑動力及び地震時の地盤反力が集中しやすく、かつ地下水が滞留しやすい下層に、圧縮強度が高く、耐水性の優る押出法ポリスチレン発泡体を用いることにより、コスト的に安く、滑動力、地盤反力に対して充分な耐力を有し、長期的に安定した信頼できる軽量盛土構造を実現しているものである。
【００２０】
本発明においては、滑動力及び地震時の地盤反力が集中しにくく、地下水も滞留しない部分、すなわち中間層もしくは上層には、型内法ポリスチレン発泡体を積層するのが好ましい。これにより、最もコスト的に安く、且つ長期的に安定した信頼できる軽量盛土構造を実現することができる。
【００２１】
また、前記圧縮強度の比較的高い発泡プラスチックブロックが、押出法ポリスチレン発泡板の複数枚を接着剤（特に好ましくは耐水性のある接着剤）で積層して形成してなることが好ましい。これにより、バンド掛け等に比べ工数の削減を図ることができ、トータルコストを低減することができる。
【００２２】
また、前記空所の最上層にもその下方部に積層されている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高いものが用いられていることが好ましい。
【００２３】
さらに、前記比較的圧縮強度の高い発泡プラスチックブロックが、前記比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロックよりも密度が低いことが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、盛土構造体の適宜の箇所に、比較的圧縮強度の高い、押出法により製造されたポリスチレン発泡体（押出法ポリスチレン発泡体）を盛土材として用いることで、構造的に安定な軽量盛土構造をより経済的に実現するものであり、以下に具体例を挙げて詳細に説明する。
【００２５】
先ず、本発明第１の軽量盛土構造について説明する。
【００２６】
図１は、本発明第１の軽量盛土構造の一例を模式的に示した立断面図である。図中、１ａは比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロック、１ｂは発泡プラスチックブロック１ａよりも圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック、２は背面傾斜地、３は前面壁、４は発泡プラスチック充填層の中間部に配置されたコンクリート床版、１１は基礎コンクリートである。また、１０はコンクリート床版５、路床６、下層路盤７、上層路盤８、表層９等からなる道路舗装体である。
【００２７】
本例のような傾斜地拡幅盛土構造において、背面傾斜地の勾配がきつい程、同じ拡幅（道路幅）をする場合にも盛土構造がより高く大規模になると共に、背面傾斜方向下向きにより大きな力（本明細書では「滑動力」と称す）が発生する。かかる滑動力は発泡プラスチックブロックに対しては圧縮力として作用するが、発泡プラスチックブロックの断面は下層ほど小さくなるため、下層の発泡プラスチックブロックほどより大きな圧縮応力が作用することになる。
【００２８】
そこで、本発明第１においては、特に滑動力及び地震時の地盤反力が集中しやすく、かつ地下水が滞留しやすい最底部を含む下層（発泡プラスチックブロック１ｂ）に、より圧縮強度が高く、耐水性の優る押出法ポリスチレン発泡体を用いることにより、コスト的に安く、滑動力、地盤反力に対して充分な耐力を有し、長期的に安定した信頼できる軽量盛土構造を実現しているものである。
【００２９】
滑動力及び地震時の地盤反力が集中しにくく、地下水も滞留しない上層部分に用いる比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロック１ａの材料は特に限定されるものではなく、ポリスチレン発泡体に限らず、ポリエチレン発泡体，ポリウレタン発泡体等も用いることができる。これらの中でも型内法ポリスチレン発泡体がコスト的に特に好ましい。
【００３０】
高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂとして好適な押出法ポリスチレン発泡体としては、具体的には、ダウ化工株式会社製の商品名ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2、密度：２９±２．０ｋｇ／ｍ3）、同ＤＸ−３５（許容圧縮応力：約２．０×１０5Ｎ／ｍ2、密度：３５±３．０ｋｇ／ｍ3）が挙げられる。
【００３１】
また、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａとして好適な型内法ポリスチレン発泡体としては、具体的には、ダウ化工株式会社製の商品名ライトフィルブロックＤ−１６（許容圧縮応力：約３．４×１０4Ｎ／ｍ2、密度：１６±１．０ｋｇ／ｍ3）、同Ｄ−２０（許容圧縮応力：約４．９×１０4Ｎ／ｍ2、密度：２０＋１．５（−１．０）ｋｇ／ｍ3）、同Ｄ−２５（許容圧縮応力：約６．９×１０4Ｎ／ｍ2、密度：２５±１．５ｋｇ／ｍ3）、同Ｄ−３０（許容圧縮応力：約８．８×１０4Ｎ／ｍ2、密度：３０±２ｋｇ／ｍ3）が挙げられる。
【００３２】
なお、低圧縮強度及び高圧縮強度の発泡プラスチックブロックの組み合わせは設計条件に応じて適宜に行うことができ、特に限定されるものではない。
【００３３】
発泡プラスチック材の標準試験法（ＪＩＳ Ｋ ７２２０ −１９９５）では、圧縮強さは、圧縮降伏応力又は規定歪圧縮応力と定めている。ここで定める（厚み方向の圧縮強さの）試験法は、５％歪までに降伏点が生じた場合は降伏歪における圧縮応力とし、５％歪までに降伏点が生じない場合は、５％歪時の圧縮応力とする。
【００３４】
上記ポリスチレン樹脂発泡体の場合、５％歪時では塑性変形が生じ始めており、変形も残留する。また、繰り返し荷重に対して弾塑性的挙動を示す領域は、圧縮歪１％以下で圧縮比例限と一致しており、この時の荷重は５％圧縮強さの約１／２である。このため、上記許容圧縮応力は、５％圧縮強さの１／２としている。
【００３５】
したがって、盛土材として発泡プラスチック材を用いる場合には、各部の発泡プラスチックブロックの圧縮応力が上記許容圧縮応力以下となるように設計することにより塑性歪みの発生を防止することができ、安定性、信頼性の高い軽量盛土構造とすることができる。
【００３６】
本発明第１の軽量盛土構造において、高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂを用いる範囲は、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａの許容圧縮応力及び前記滑動力の大きさによって適宜設計される。具体的には、例えば滑動力が８．８３×１０4Ｎ／ｍであり、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａとして許容圧縮応力が約４．９×１０4Ｎ／ｍ2のもの（前記ライトフィルブロックＤ−２０）を用いる場合には、幅Ｗ（図１参照）が１．８ｍ（（滑動力８．８３×１０4Ｎ／ｍ）／（許容圧縮応力４．９×１０4Ｎ／ｍ2））以下の層に前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2）を高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂとして用いれば良い。
【００３７】
また例えば、滑動力が１．１８×１０5Ｎ／ｍであり、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａとして許容圧縮応力が約８．８×１０4Ｎ／ｍ2のもの（前記ライトッフィルブロックＤ−３０）を用いる場合には、幅Ｗ（図１参照）が１．３ｍ（（滑動力１．１８×１０5Ｎ／ｍ）／（許容圧縮応力８．８×１０4Ｎ／ｍ2））以下の層に前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2）を高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂとして用いれば良い。
【００３８】
このように、特に滑動力及び地震時の地盤反力が集中しやすい下層に、圧縮強度が高い押出法ポリスチレン発泡体を用いることにより、コスト的に安く、滑動力、地盤反力に対して充分な耐力を有する軽量盛土構造が構築される。
【００３９】
また、滑動力及び地震時の地盤反力が集中しやすい下層（空所の底部）は地下水が滞留しやすい箇所でもある。
【００４０】
ポリスチレン発泡体の耐水性に関しては、例えばＡＳＴＭ Ｃ ２７２に準じて測定した吸水率では、押出法ポリスチレン発泡体である前記ライトフィルブロックＤＸ−２９は初期の吸水は少なく漸増し、経過日数１００〜２００日後に約２ｖｏｌ％で安定するのに対して、型内法ポリスチレン発泡体である前記ライトフィルブロックＤ−３０は初期に大きく吸水し、その後微増し経過日数１００〜２００日後に約５〜６ｖｏｌ％で安定する。つまり、押出法ポリスチレン発泡体は、吸水量が型内法ポリスチレン発泡体の約１／３と極めて小さく耐水性に優れている。
【００４１】
従って、空所の最底部を含む層に耐水性にも優れる押出法ポリスチレン発泡体が用いられる本発明の軽量盛土構造は、より長期的に安定した信頼できる構造体となるものである。
【００４２】
前述のように、高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体は、通常の製造設備では、発泡性ポリスチレンビーズを原材料とする型内発泡ポリスチレンのように厚さの大きいものは製造できず、例えば５００ｍｍもの厚さの押出法ポリスチレン発泡体を商業的に製造するのは、設備が特殊で製造コストが高価となり、経済的な理由から現実的ではない。また、一般に押出法では中心部の密度が低くなり、５００ｍｍもの厚さの押出法ポリスチレン発泡体では密度が厚み方向に均一な製品が得られず、安定した製品を得るのが難しくなり、製造上の技術的な理由からも現実的ではない。現実には、１００ｍｍ以上の厚さのものは製品の均質性が極端に悪くなるという問題があり、押出法ポリスチレン発泡体は商業的に製造する場合１００ｍｍ程度の厚さが現実的な限界と言える。
【００４３】
このため、発泡プラスチックブロック１ｂとしては、押出法ポリスチレン発泡板の複数枚を接着剤（好ましくは耐水性の接着剤）で積層してブロック状に形成したものを用いることが好ましい。
【００４４】
すなわち、通常の製造設備で量産可能で、製品の均質性を確保できる厚さ（具体例として１００ｍｍ）の押出法ポリスチレン発泡板の複数を接着剤により一体化して発泡プラスチックブロックを構成すれば、大きな発泡プラスチックブロックの製造に特殊な製造設備が不要であり、製造コストを削減できると共に、このようにして構成された発泡プラスチックブロックは、押出法ポリスチレン発泡板が有する優れた圧縮強度及び耐水性能をそのまま保持することができ、安定性、信頼性の高い軽量盛土構造を構築できるものである。
【００４５】
次に、本発明第２の軽量盛土構造について説明する。
【００４６】
図２は、本発明第２の軽量盛土構造の一例を模式的に示した立断面図である。なお、図１と同一の符号は同一部材を示しており、１ｃは比較的圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロックである。
【００４７】
傾斜地拡幅盛土構造において、特に重量物たる舗装体１０が最上部に形成されると、地震時に極めて大きな水平力が発生し、かかる水平力によって軽量盛土躯体の重心が前面壁側に偏り、前面壁側の地盤反力が増大する。このように増大した地盤反力は、前面壁の背面直後の発泡プラスチックブロックに対して大きな圧縮力として作用する。
【００４８】
そこで、本発明第２では、前面壁の背面直後の部分に、その後方部に用いる発泡プラスチックブロック１ａよりも圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｃを用いることにより、上記地震時の地盤反力による圧縮に十分対抗できるものとし、かかる部分の発泡プラスチックブロックに大きな塑性歪みが発生するのを防止している。
【００４９】
なお、この発泡プラスチックブロック１ｃとしては、前述の発泡プラスチックブロック１ｂと同様のものを用いることができる。
【００５０】
本発明第２の軽量盛土構造において、圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｃを用いる範囲は、低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａの許容圧縮応力及び前記地盤反力の大きさによって適宜設計される。具体的には、例えば低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａとして許容圧縮応力が約４．９×１０4Ｎ／ｍ2のもの（前記ライトフィルブロックＤ−２０）を用いる場合には、地震時の前面壁側の地盤反力が４．９×１０4Ｎ／ｍ2を超える部分（但し１．４×１０5Ｎ／ｍ2以下）に、前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2）を発泡プラスチックブロック１ｃとして用いれば良い。
【００５１】
上述の本発明第１及び第２は互いに組み合わせて実施することができる。図３は、かかる軽量盛土構造の一例を模式的に示した立断面図であり、図１及び図２と同一の符号は同一部材を示している。
【００５２】
図３のように、盛土材充填層の下層及び前面壁の背面直後に、それぞれ圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂ及び１ｃを用いることにより、前記滑動力及び地震時の地盤反力によってかかる部分の発泡プラスチックブロックに大きな塑性歪みが発生するのを防止することができる。この場合、発泡プラスチックブロック１ｂと発泡プラスチックブロック１ｃは同一材料として良いが、各部分の圧縮応力によって異なる材料を用いることもできる。
【００５３】
次に、本発明第３の軽量盛土構造について説明する。
【００５４】
図４は、本発明第３の軽量盛土構造の一例を模式的に示した立断面図である。なお、図１と同一の符号は同一部材を示しており、１ｄは圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック、１２ａ及び１２ｂは対向する壁体である。
【００５５】
本発明第３は、傾斜地拡幅盛土構造に関する本発明第２の技術的思想を自立壁の軽量盛土構造に適用したものである。
【００５６】
図４に示すような自立壁の軽量盛土構造においても、特に大規模で高く、さらに重量物たる舗装体１０が最上部に形成されると、地震時に極めて大きな水平力が発生し、かかる水平力によって軽量盛土躯体の重心が両壁体１２ａ，１２ｂ側に偏り、両壁体１２ａ，１２ｂ側の地盤反力が増大する。このように増大した地盤反力は、両壁体１２ａ，１２ｂの背面直後の発泡プラスチックブロックに対して大きな圧縮力として作用する。
【００５７】
そこで、本発明第３では、両壁体１２ａ，１２ｂの背面直後の部分に、中間部に用いる発泡プラスチックブロック１ａよりも圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｄを用いることにより、上記地震時の地盤反力による圧縮に十分対抗できるものとし、かかる部分の発泡プラスチックブロックに大きな塑性歪みが発生するのを防止している。
【００５８】
なお、圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｄとしては、前述の発泡プラスチックブロック１ｂと同様のものを用いることができる。また、本発明第３の軽量盛土構造における圧縮強度の高い押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｄを用いる範囲の設計方法は、前述の本発明第２と同様である。
【００５９】
以上説明した本発明の軽量盛土構造では、更に図５〜図８に示すように軽量盛土材の最上層にもその下方部に積層される発泡プラスチックブロック１ａよりも圧縮強度の高い発泡プラスチックブロック１ｅを用いることが好ましい。これにより、道路舗装体１０（床版、路床砂、路盤、表層等から構成）の厚さを薄くでき、盛土構造の軽量化が図られると共に、より経済的な道路設計が可能になる。
【００６０】
なお、この高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｅとしては、前述の発泡プラスチックブロック１ｂと同様の、押出法ポリスチレン発泡体を用いることが好ましい。この押出法ポリスチレン発泡体は、その製法からして限界最大厚みは１００〜１２０ｍｍ程度なので、型内法（ビーズ法）により製造された発泡体の通常厚み５００ｍｍより小さいので階段施工が容易となる。
【００６１】
また、前述のように前記発泡プラスチックブロックｂ，ｃ，ｄ，ｅとして用いられる押出法ポリスチレン発泡体は、密度が低くても配向を変えることにより、比較的強い厚み方向の圧縮強度が達成できる。このため、本発明の軽量盛土構造では、比較的圧縮強度の高い発泡プラスチックブロック（発泡プラスチックブロックｂ，ｃ，ｄ，ｅ）が、比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロック（発泡プラスチックブロックａ）よりも密度が低いことが好ましい。これにより、さらなる盛土構造の軽量化と土圧の軽減を図ることができる。
【００６２】
具体的には、例えば図１のような積層形態において、発泡プラスチックブロック１ａとして前記ライトフィルブロックＤ−３０（許容圧縮応力：約８．８×１０4Ｎ／ｍ2、密度：３０±２ｋｇ／ｍ3）を用い、発泡プラスチックブロック１ｂとして前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2、密度：２９±２．０ｋｇ／ｍ3）を用いることができる。
【００６３】
また、例えば図５のような積層形態において、発泡プラスチックブロック１ａとして前記ライトフィルブロックＤ−３０（許容圧縮応力：約８．８×１０4Ｎ／ｍ2、密度：３０±２ｋｇ／ｍ3）を用い、発泡プラスチックブロック１ｂ及び１ｅとして前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2、密度：２９±２．０ｋｇ／ｍ3）を用いることができる。
【００６４】
また、例えば図５のような積層形態において、発泡プラスチックブロック１ｅとして前記ライトフィルブロックＤＸ−３５（許容圧縮応力：約２．０×１０5Ｎ／ｍ2、密度：３５±３．０ｋｇ／ｍ3）を用い、発泡プラスチックブロック１ａとして前記ライトフィルブロックＤ−３０（許容圧縮応力：約８．８×１０4Ｎ／ｍ2、密度：３０±２ｋｇ／ｍ3）を用い、発泡プラスチックブロック１ｂとして前記ライトフィルブロックＤＸ−２９（許容圧縮応力：約１．４×１０5Ｎ／ｍ2、密度：２９±２．０ｋｇ／ｍ3）を用いることができる。
【００６５】
このように本発明の軽量盛土構造における発泡プラスチックブロックの上下の積層形態には様々な形態があり、これを簡単に纏めると図１１の様になる。
【００６６】
図１１（ａ）は、図１と同様に圧縮強度の異なる２種類の発泡プラスチックブロックを上層・下層に積層した形態を示し、下層に高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂ、上層に低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａが積層されている。この場合、本発明の軽量盛土構造においては、高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂは、積層構造体の高さの１／２以下の高さまで適用するのが好ましい。この高圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ｂを積層構造体の高さの１／２を超えて適用するのでは、コスト的に不利な設計となりやすい。
【００６７】
図１１（ｂ）は、図５と同様に圧縮強度の異なる２種類の発泡プラスチックブロックを上層・中層・下層に積層した形態を示し、下層に高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂ、中層に低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａ、上層に高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｅが積層されている。
【００６８】
図１１（ｃ）は、異なる３種類の発泡プラスチックブロックを上層・中層・下層に積層した形態を示し、下層に中程度の圧縮強度を有する押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｂ’、中層に低圧縮強度の発泡プラスチックブロック１ａ、上層に高圧縮強度の押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロック１ｅ’が積層されている。このように本発明の軽量盛土構造においては、最も高い圧縮強度を有する発泡プラスチックブロックを最下層に用いる場合に限られるものではない。
【００６９】
さらに、本発明の軽量盛土構造は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば傾斜地拡幅盛土構造における基礎としてＨ鋼等からなる杭基礎を用いたり、背面傾斜地と発泡プラスチック充填層との一体性を高めるために、コンクリート床版４及び５内にアンカーロッドを埋設し、このアンカーロッドの一端を前面壁３を構成するＨ鋼杭等に固定し、他端を背面傾斜地２に深く埋設したアンカーによって張設することができる。また、自立壁の盛土構造においても同様にコンクリート床版４及び５内にアンカーロッドを埋設し、このアンカーロッドの両端を壁体１２ａ，１２ｂを構成するＨ鋼杭等に張設固定することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
（１）傾斜地の拡幅盛土において、前面壁と背面傾斜地との空所の最底部を含む少なくとも一層に、その上方部に積層される発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロックを用いることにより、背面傾斜方向に大きな滑動力が働く場合にも、発泡プラスチックブロックに構造上問題となるような大きな塑性歪みが発生するのを防止でき、十分な安定性、信頼性を有する軽量盛土構造をより経済的に実現することができる。また、地下水が滞留しやすい下層に、耐水性の優る押出法ポリスチレン発泡体が敷設されるため、特に地下水の多い場所における軽量盛土構造の安定性、信頼性を高めることができる。
（２）傾斜地の拡幅盛土において、前面壁の背面直後に、その後方部に敷設される発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロックを用いることにより、地震時の水平力によって盛土躯体の重心の位置が偏ることで前面壁側に大きな地盤反力が働く場合にも、発泡プラスチックブロックに構造上問題となるような大きな塑性歪みを防止でき、十分な安定性、信頼性を有する軽量盛土構造をより経済的に実現することができる。
（３）自立壁の盛土において、壁体の背面直後に、中間部に敷設される発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体からなる発泡プラスチックブロックを用いることにより、地震時の水平力によって盛土躯体の重心の位置が偏ることで両壁体側に大きな地盤反力が働く場合にも、発泡プラスチックブロックに構造上問題となるような大きな塑性歪みを防止でき、十分な安定性、信頼性を有する軽量盛土構造をより経済的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の一例を模式的に示す立断面図である。
【図２】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図３】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図４】本発明による自立壁の盛土構造の一例を模式的に示す立断面図である。
【図５】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図６】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図７】本発明による傾斜地拡幅盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図８】本発明による自立壁の盛土構造の別の例を模式的に示す立断面図である。
【図９】従来の傾斜地拡幅盛土の構造を模式的に示す立断面図である。
【図１０】従来の自立壁の盛土構造を模式的に示す立断面図である。
【図１１】本発明の軽量盛土構造における発泡プラスチックブロックの上下の積層形態を纏めた図である。
【符号の説明】
１ａ 低圧縮強度の発泡プラスチックブロック
１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｅ’ 高圧縮強度の発泡プラスチックブロック
１ｂ’ 中程度の圧縮強度を有する発泡プラスチックブロック
１０１ａ 低圧縮強度の発泡プラスチックブロック
１０１ｂ 高圧縮強度の発泡プラスチックブロック
２，１０２ 背面傾斜地
３，１０３ 前面壁
４，１０４ 中間床版
５，１０５ 上部床版
６，１０６ 路床砂
７，１０７ 下層路盤
８，１０８ 上層路盤
９，１０９ 表層
１０，１１０ 道路舗装体
１１ 基礎コンクリート
１２ａ，１２ｂ，１１２ａ，１１２ｂ 壁体
Claims (7)
- 前面壁と背面傾斜地とから形成されている空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る傾斜地の拡幅盛土構造において、空所の最底部を含む少なくとも一層に用いられている発泡プラスチックブロックが、その上方部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴とする軽量盛土構造。
- 前面壁と背面傾斜地とから形成されている空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る傾斜地の拡幅盛土構造において、前面壁の背面直後に用いられている発泡プラスチックブロックが、その後方部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴とする軽量盛土構造。
- 壁体間の空所に発泡プラスチックブロックが盛土材として積層充填されて成る自立壁の盛土構造において、壁体の背面直後に用いられている発泡プラスチックブロックが、中間部に用いられている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高く、かつ押出法ポリスチレン発泡体であることを特徴とする軽量盛土構造。
- 前記圧縮強度の比較的低い発泡プラスチックブロックが、型内法発泡ポリスチレンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軽量盛土構造。
- 前記圧縮強度の比較的高い発泡プラスチックブロックが、押出法ポリスチレン発泡板の複数枚を接着剤で積層して形成してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の軽量盛土構造。
- 前記空所の最上層にもその下方部に積層されている発泡プラスチックブロックよりも圧縮強度が高いものが用いられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の軽量盛土構造。
- 前記比較的圧縮強度の高い発泡プラスチックブロックが、前記比較的圧縮強度の低い発泡プラスチックブロックよりも密度が低いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の軽量盛土構造。
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