JP3829978B2

JP3829978B2 - 耐貫通性を向上させた陸上土木用シート

Info

Publication number: JP3829978B2
Application number: JP2001314402A
Authority: JP
Inventors: 正樹松下
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: JP2003118020A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陸上での土木工事において、砕石等と土砂等との間を分離したり、あるいは砕石等から遮水シート等の構造材を保護するために用いられる陸上土木用シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陸上での土木工事においては、不織布などの繊維製シートが、その分離・保護機能を活かして、盛土の水平排水材、河川の吸出し防止用シート、最終処分場等での保護マット、埋立地等での防砂シート、軟弱路床での舗装用分離シートなどに使用されている。
【０００３】
しかしながら、繊維製シートは、強い圧力で砕石等が押し付けられた場合の耐久性に問題があり、特に盛土の水平排水材では締め固め等で石混入の盛土材を強い力で押し付けるため、その工事施工中、あるいは供用後に繊維製シートが部分的に貫通され、分離機能の消失、もしくは被保護材への傷の要因へと結びつき、設計時の効果が失われる状況へと発展してしまう。そのため、一般には、構成する繊維重量を増したり、他の材料との複合、加工等により補強を行っているが、それらは繊維製シート全体に加工、複合することが基本であり、これまで期待された透水性能、地盤変形への追随性が失われることが多く、ほんの一部分のみ使用されてきただけであった。
【０００４】
例えば、特開２０００−１５８５７２号公報等に開示されたシート表面全体に樹脂層を複合したものでは、十分な耐候性を発揮するためには５０〜１００ｇ／ｍ²の樹脂が必要であり、また、シート表面全体に樹脂を積層するために特殊な樹脂を用いない限り透水性が悪化したり、あるいはまた地盤変形への追随性が悪化する等、繊維製シートが本来持っていた特性を低下させる等の問題があった。また、表面保護機能を向上させるものとしては、ネット等と不織布等を複合させ、砕石等との接触による破損防止とした製品もあったが、ネットと不織布の特性の違いから、施工後に剥離したり、変形追随性が失われるといった問題があった。一方、繊維製シート表面を保護した製品としては、特開平１１−２５６５４６号公報のように自然石を二分した石塊を表面に張りつけたものもあるが、接触する砕石等での割れの問題や、製品の重量が重いこと、加工及び施工性の問題から、小さなパネル状景観材料としてのみしか使用できなかった。また、どちらもシート全体に加工を施すものであり、巻き取り性や溶着継ぎ作業性などの施工性の点で問題であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、繊維製シートが本来備える特性の低下を最小限としつつ、陸上での土木工事で砕石等と接触する用途において十分な耐久性を持つ陸上土木用シートを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の陸上土木用シートは、透水性を備えた繊維製シートと、該シートの少なくとも片面若しくは内層に設けられて耐貫通性を向上させる樹脂及び／又は金属からなる不連続保護層と、から構成されたものである。
かかる本発明の陸上土木用シートであると、繊維製シートに設けた上記保護層により砕石等に対する耐貫通性が向上する。また、かかる保護層を不連続保護層として設けたので、保護層の存在しない不連続部で、透水性能や地盤変形への追従性といった繊維製シート本来の特性を発揮することができ、施工性を確保することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明で使用する透水性を備えた繊維製シートとしては、織物、編物、不織布、フェルトなどの長繊維や短繊維からなる布状繊維材が用いられる。構成する繊維としては、例えばポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂若しくはこれらの誘導体からなる合成繊維、反毛などの天然繊維、ガラス繊維などの無機繊維が挙げられ、これらは１種単独で用いても２種以上併用してもよい。また、繊維製シートとしては、上記布状繊維材にプラスチックフィルムやシート等の他の材料が複合されたものを用いることもできる。なお、繊維製シートの透水性は特に限定されないが、１０^-3ｃｍ／ｓｅｃ以上であることが好適である。
【０００８】
保護層を構成する樹脂としては、繊維製シートの耐貫通性を向上させるものであれば特に限定することなく用いることができ、例えばＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、アスファルト等の他の石油製品、繊維や砂等で補強されたプラスチック、ウレタンやエポキシ、アクリル等の一般に接着剤として使用される材料などが挙げられる。保護層と上記繊維製シートについて、共に熱可塑性樹脂を用いる場合、両者は同じ熱可塑性樹脂にて構成してもよく、また異なる熱可塑性樹脂を組み合わせてもよい。
【０００９】
保護層を構成する金属としても、繊維製シートの耐貫通性を向上させるものであれば特に限定することなく用いることができ、例えば鉄等を主成分とするステンレス、アルミニウムを主成分とするハイブリッド材料、チタン材料等が挙げられる。
【００１０】
保護層は、樹脂又は金属のいずれか一方で構成してもよく、また、両者を組み合わせて使用し相乗効果を得ることもできる。
保護層は、繊維製シートに不連続的に設けられる。不連続とは、所定の形状をなす複数の保護層が互いに連結されることなく独立して配設されていることを意味する。例えば、図１に示す例では、同一形状を持つ矩形の保護層が縦横に一定の間隔をあけて碁盤の目状に並設されている。保護層の形状は、巻き取り性を重視して、シートの幅方向に長い楕円型、トラック型にすることも良好である。また、保護層は全て同一形状である必要はなく、複数の形状を組み合わせて設けることもできる。
【００１１】
不連続保護層を繊維製シートに設ける方法としては、所定形状の樹脂板や金属板を、接着剤を用いて接着したり、融着させたりする方法が挙げられる。また、樹脂液を不連続的に塗布し固化させることにより形成することもできる。
【００１２】
不連続保護層は、図１（ｂ）に示すように繊維製シートの片面に設けても、あるいはまた両面に設けてもよい。また、砕石等と保護層が接触することを避ける場合には、繊維製シートの内層、即ち繊維層間の中間に保護層をサンドイッチすることも有効である。その場合、サンドイッチする繊維製シートは、その必要な特性から例えば不織布と織布を混用、即ち不織布と織布の間に保護層をサンドイッチすることもできる。
【００１３】
かかる不連続保護層は、シート面積の１０〜９５％の範囲で設けられていることが好適である。保護層による被覆部分を全面積の１０〜９５％としたのは、１０％未満の場合には保護層による保護機能を十分に発揮できないからであり、また９５％を越えると、巻き取り性を損ない、また地盤変形への対応等でシートの変形し易さに影響を与え、繊維製シート本来の機能が失われるからである。保護層による被覆比率はより好ましくは３０〜８０％、更に好ましくは５０〜７０％である。なお、上記の保護層による被覆比率は、陸上土木用シートの施工時もしくは使用中での値であり、保護層が海中で部分的溶解する場合や、陸上土木用シートにかかる応力等により保護層が意図的に不連続化する場合も含まれる。
【００１４】
本発明の陸上土木用シートにおいては、その透水性が１０^-3ｃｍ／ｓｅｃ以上であることが好適である。これは、石、砂混じり層の透水性が最低１０^-3ｃｍ／ｓｅｃ程度であり、それらの層と同レベルの透水性を有することで、本発明シートの前後に異常な水、塩水の滞留を防ぐことができるからである。また、海洋で使用する際に海中に沈めるのに特に問題は発生しない。透水性の設定は、繊維製シートの透水性や、保護層による被覆率などを調整することにより行うことができる。
【００１５】
本発明の陸上土木用シートにおいては、隣接する２つの保護層間の繊維部分（表面保護されていない繊維部分）の最大幅Ｗが下記式（１）を満足するように設定することが好適である。
Ｗ＜２・Ｔ・ｔａｎ（θ／２） … （１）
ここで、Ｔは繊維製シートの厚み、θは陸上土木用シートに接触する砕石等の接触物の平均頂角である。
【００１６】
式（１）は接触する砕石等がシートを貫通しない条件である。すなわち、基布である繊維製シートや保護層の樹脂等に変形が無い場合において、図２に示すように、先端角度θの石等で保護層間の最小隙間Ｗの中央を狙ったとき、その先端部の貫入深さは１／２・Ｗ・ｔａｎ^-1（θ／２）となる。繊維製シートの厚さがこの計算値より大きい場合、仮に未保護部に砕石突起が当たり、反対面に貫通しようとしても繊維層の厚さ内で停止できる。よって、逆算し、保護されていない部分の最大隙間Ｗ＜２Ｔｔａｎ（θ／２）を満足することで、耐貫通性を確保することができる。
【００１７】
本発明の陸上土木用シートは、陸上での土木工事において砕石等の鋭利な角部を持つ物体と接触する箇所に効果的に用いられるものであり、例えば河川の吸出し防止工法、最終処分場等での保護マット、汚濁防止幕、砕石等が混入する埋立地、軟弱路床での舗装用分離シート工法等で用いられる。
【００１８】
本発明のシートを、陸上土木用防砂シートや、最終処分場における遮水シートのための保護マットとして用いる場合、上記の繊維製シートとしては、短繊維不織布、長繊維不織布、反毛フェルトなどの不織布製品を含むものであることが好適である。また、海中では塩害による腐食の関係から、金属でも耐久性のあるもの若しくは樹脂製の保護層が好ましい。
【００１９】
また、最終処分場において遮水２重シートのための保護マットとして用いる場合、本発明のシートは、遮水２重シート上の表層マットとして使用してもよく、また、遮水２重シートの中間層や最下層に配する保護マットとして使用することもできる。表層マットとして用いる場合、遮光性、耐久性を有する保護層を使用することもできる。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
（実施例１）
基布となる繊維製シートとして長繊維不織布を使用した。詳細には、極限粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレートを孔径０．２５φの紡糸口金から吐出し、エアーサッカーを用いて紡糸速度４５００ｍ／分で牽引後にネット上へ捕集させ、得られたウェブに１ｃｍ²当たり９０個のニードルパンチを施して、単糸デニール３．３デシテックス、目付３００ｇ／ｍ²、厚さ３ｍｍの長繊維不織布を得た。
【００２２】
不連続保護層を形成する保護材として３０ｍｍ角の厚さ１ｍｍの正方形のＡＢＳ樹脂板を用い、上記で得られた長繊維不織布の片面に、図１に示すように該保護材を互いに５ｍｍの隙間を空けてエポキシ系接着剤で固定して、陸上土木用シートを得た。
【００２３】
（実施例２）
不連続保護層を形成する保護材として２５ｍｍ角の厚さ０．５ｍｍの正方形のアルミニウム板を用い、上記実施例１の長繊維不織布の片面に該保護材を互いに３ｍｍの隙間を空けて実施例１と同様に接着剤で固定して、陸上土木用シートを得た。
【００２４】
（実施例３）
上記実施例１において保護材の配設隙間を１０ｍｍとし、その他は同様にして、陸上土木用シートを得た。
【００２５】
（比較例１）
上記実施例１の長繊維不織布の片面全体に、厚さ１ｍｍのＡＢＳ樹脂シートをエポキシ系接着剤で固定して、陸上土木用シートを得た。
【００２６】
（比較例２）
上記実施例１において保護材の配設隙間を１００ｍｍとし、その他は同様にして、陸上土木用シートを得た。
【００２７】
上記で得られた各陸上土木用シートについて、５％伸張時応力、透水性を測定するとともに、砕石評価、現場施工性の評価を行った。結果を下記表１に示す。透水性は、ＪＩＳＡ１２１８法で測定した。
【００２８】
砕石評価は、３０ｃｍ角のアルミ製容器内に砕石を１０ｃｍ並べ、その上に陸上土木用シートを置き、さらに砕石を１０ｃｍ並べて、その上に鉄板を置き、上部からエアー圧で２０ｔ／ｍ²となるように調整し、１時間放置後にシートを取り出して、目視にて孔の有無を確認した。使用した砕石は２号砕石であり、使用した砕石の平均頂角は８７度であった。平均頂角は、使用前の砕石を２０個採取し、木枠に押し付けて頂部（即ち、各砕石で最も鋭利な角部）中央が１ｃｍ以上離れない状況で固定し、分度器で測定して、２０個の平均値を求めた。この平均頂角及び繊維製シートの厚みを上記式（１）に当てはめて繊維部分の最大幅Ｗを求めたところ、Ｗ＜９．５ｍｍであった。
【００２９】
現場施工性の評価は、１×２ｍの各陸上土木用シートをミシン縫製し、２ｍ角に加工し、その周りを鉄枠で固定後に、柔らかな砂地盤上に敷設し、上部に砕石５０ｃｍ置き、３日放置後にとりだして縫製部の破損状態を観察した。比較例１以外は特に問題はなかったが、比較例１では、砂地盤の変形に対する追従性が低く、縫製糸が部分的に切れて陸上土木用シートの機能を失っていた。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、繊維製シート自身の特性を失うことなく、接触する砕石等からの破損なしに使用できる陸上土木用シートが得られる。特に、大きな負荷が予想される盛土の水平排水材、最終処分場用保護マット等として、鋭利な埋立材料から遮水シートを長期に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の陸上土木用シートの一実施形態であり、（ａ）は本発明の一実施形態に係る陸上土木用シートの平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図２】同陸上土木用シートの一部拡大断面略図である。

Claims

透水性を備えた繊維製シートと、該シートの少なくとも片面若しくは内層に設けられて耐貫通性を向上させる樹脂及び／又は金属からなる不連続保護層と、からなり、前記不連続保護層が、複数の所定形状の樹脂板及び／又は金属板を互いに連結することなく独立させた状態に前記繊維製シートに接着剤で接着してなる陸上土木用シート。
前記不連続保護層がシート面積の１０〜９５％の範囲で設けられたことを特徴とする請求項１記載の陸上土木用シート。
透水性が１０^-3ｃｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の陸上土木用シート。
隣接する２つの保護層間の繊維部分の最大幅Ｗが下記式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の陸上土木用シート。
Ｗ＜２・Ｔ・ｔａｎ（θ／２）
（ここで、Ｔは繊維製シートの厚み、θは陸上土木用シートに接触する砕石等の接触物の平均頂角である。）
陸上での土木工事において、請求項１〜４いずれかに記載の陸上土木用シートを用いて、砕石と土砂との間を分離し、又は、砕石から構造材を保護することを特徴とする陸上での土木工事方法。