JP3834584B2 - 衝撃吸収用堤体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は落石や雪崩、崩落土砂等の落下物の保有する運動エネルギーを減衰して捕捉する衝撃吸収用堤体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
落石や雪崩の保有する巨大落下物の運動エネルギーを吸収する技術としては、斜面の裾部に構築したコンクリート製の大型擁壁で受け止める方法が古くから知られている。剛構造の擁壁にあっては、運動エネルギーの減衰効率が低いことや建設期間が長くかかるうえにコスト高となる難点や、ひび割れしたときの補修性が悪い欠点がある。
【０００３】
そこで本出願人は大型擁壁に代わる構造物として衝撃吸収用堤体を特開２０００−１４４６４４号として先に提案した。
この衝撃吸収用堤体は、この抵抗体の受撃予定面に、柱状を呈する複数本の受撃体と伝達体とを交差して配置し、受撃体群と伝達体による変形作用と荷重の分散作用により最終的に抵抗体で運動エネルギーを吸収する構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した衝撃吸収用堤体は２０００ｋＪ〜３０００ｋＪの高い衝撃吸収性能を有する構造体であるが、国内にはこの性能を超えるほどの巨大落石の崩落危険箇所も数多く存在する。
単純に衝撃吸収用堤体を大型化すれば衝撃吸収性能は向上するものの、設置ヤードが増すだけでなく、施工期間の長期化と施工コストの増額化は避けられない。
現在の厳しい経済環境下における悲惨な落石事故を最小限に抑制するためにも、低コストで高性能の緩衝構造物の提案が切望されている。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みて成されたものでその目的とするところは、低コストで高性能の衝撃吸収用堤体を提供することにある。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
本発明は、盛土中に略水平に盛土補強材を埋設した補強盛土製の抵抗体と、抵抗体の受撃面に緩衝材を袋詰した柱状の緩衝材を配置した衝撃吸収用堤体であって、前記抵抗体の受撃面と緩衝材の間に分散シートを介挿したことを特徴とするものである。
また本発明は、前記した衝撃吸収用堤体において、分散シートを抵抗体の長手方向に沿って設置し、分散シートの引張耐力により抵抗体と緩衝材の変形を抑止するように構成したことを特徴とするものである。
さらに本発明は前記した何れかの衝撃吸収用堤体において、緩衝材が抵抗体の受撃面に横方向に積み上げた伝達体と、伝達体と交差するように縦向きに配列した複数の受撃体とにより構成することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
＜イ＞衝撃吸収用堤体の構成
図１〜図２に本発明に係る衝撃吸収用堤体１０の一例を示す。
この堤体１０は斜面の山側に配置する複数の受撃体２０と、受撃体２０の谷側に配置する複数の伝達体３０と、伝達体３０の谷側に配置する抵抗体４０と、抵抗体４０と伝達体３０の間に介挿した可撓性を有する分散シート５０とにより構成する。以下各部について詳述する。
【０００９】
＜ロ＞抵抗体
抵抗体４０は最終的に運動エネルギーを吸収して落下物を捕捉する土塊構造体で、本例では現場製作の容易性、経済性の観点から、階層的に盛土４１する工程とジオグリッド等の盛土補強材４２を階層的に埋設する工程とを交互に繰り返して断面台形に構築した補強盛土堤体である場合を示す。
また抵抗体４０の法面側にはエキスパンドメタルや溶接金網などを断面Ｌ字形に屈曲して形成した法面保護材４３を配置し、この法面保護材４３の水平部に盛土補強材４２の一端をピン４４や公知の連結具を介して接続すれば、法面の安定性が更に良くなる。
【００１０】
＜ハ＞受撃体
受撃体２０は変形力で以って衝撃物の運動エネルギーの減衰を図る柱状体であり、例えば図１に示すように、筒状の袋体２１と、袋体２１に封入する衝撃吸収材２２とにより構成する。
袋体２１は、高い伸縮性と高い引張強度を併有する素材を細長の一重又は多重構造の筒体に形成されている。ここでいう伸縮性とは、一定範囲だけ伸びるがそれ以降は伸びない性質を意味し、ストレッチマット（前田工繊株式会社製）が好適である。その他の素材例としては、ジオテキスタイルやアラミド繊維、或いは鋼線等の高強度素線を用いることもできる。
袋体２１の一部に衝撃吸収材封入用の注入口（図示せず）を形成し、衝撃吸収材２２の投入後、漏出を防止できる構造になっている。
【００１１】
落石等の運動エネルギーを変形しながら吸収する衝撃吸収材２２の選択に当たっては、▲１▼変形強度を有すること、▲２▼大きな衝撃を受けて締め固まらないこと、▲３▼封入作業性が良好であること、▲４▼受撃時に容易に弾き飛ばされないだけの重量を有すること等の諸条件を満たすことが肝要である。
衝撃吸収材２２としては、上記諸条件を満たす例えば砂、砕石、現地発生土、粘土、ゲル化した膨潤体、発泡ポリウレタンフォームの発泡材等、或いはこれらを任意に選択して混在させたものを使用できる。
運動エネルギーの変形吸収性能を高めるため衝撃吸収材２２には、単粒度の砕石を用いる事が望ましい。
【００１２】
＜ニ＞伝達体
伝達体３０は受撃体２０を経由した運動エネルギーを分散するための柱状体で、土木シートで筒状に形成した袋体３１と、袋体３１に封入した衝撃吸収材３２とにより構成する。
【００１３】
尚、既述した受撃体２０や伝達体３０は、ホッパ等を通じて袋体３１，４２に所定の衝撃吸収材３２，４２を落下投入したり、或いはポンプ圧送により充填したりして現場で製作するか、または可能な現場の場合は、現場と別の場所で製作した受撃体２０や伝達体３０を現場に搬入してクレーン類を用いて積み上げても良い。
【００１４】
＜ホ＞分散シート
分散シート５０は、伝達体３０を経由した運動エネルギーを分散して抵抗体４０へ伝達することと、抵抗体４０中に埋設した盛土補強材４２と共働して盛土４１の拘束機能を発揮するためのシートである。
このシート５０は抵抗体４０の変形に追従できる程度の可撓性と耐引張強度を有するシート状物であればよく、またシートの有孔無孔を問わず使用できる。
実用性を考慮すると、分散シート５０としては、一方向（シートの長手方向）にだけ引張強度の高い芯材を入れてメッシュ状に樹脂コーティングを施したジオグリッドを使用することが好適である。
【００１５】
【作用】
つぎに衝撃吸収用堤体の構築方法とその衝撃吸収作用について説明する。
＜イ＞堤体の構築
法面保護材４３を接続した盛土補強材４２を略水平に敷設する工程と、盛土補強材の上に階層的に盛土４１をする工程とを繰り返して所定の高さと長さを有する抵抗体４０を構築する。
抵抗体４０の斜面上流側の受撃面となる側面全域を分散シート５０で覆う。
分散シート５０に一方向の耐力性が優れた帯状のジオグリッド等を用いる場合、シート５０の耐力方向を図１の矢印Ｙ方向に合わせて設置する。
本例では抵抗体４０の長手方向に沿って分散シート５０，５０を上下ニ列に配置した場合について説明するが、一枚ものの分散シート５０を配置しても良い。つぎに分散シート５０の前面に、抵抗体４０の延長方向に沿って横向きにした伝達体３０を配置する。
本例では横向きにした伝達体３０，３０を前後にニ列積み上げた場合を示す。
続いて、伝達体３０の前面に受撃体２０を縦向きに並設する。
これにより抵抗体４０の受撃面に、分散シート５０と伝達体３０と受撃体２０の順に重ねて配置した衝撃収用堤体１０を得る。
要は分散シート５０の前面に、緩衝材を袋詰した柱状の緩衝材を配置してあればよい。
必要に応じて、抵抗体４０の露出面を植生シートで覆って緑化したり、積み上げた受撃体２０と伝達体３０群の表面を不織布等の防護シートで被う。
【００１６】
＜ロ＞衝撃吸収作用
図２〜図４に衝撃吸収用堤体１０のモデル図を示すもので、図２に示すように衝撃吸収用堤体１０に衝撃６０が作用すると、堤体最前の受撃体２０が局部変形して落石の衝撃エネルギーを吸収する。
受撃体２０に作用した衝撃エネルギーは、交差する伝達体３０へ伝達し、伝達体３０の長手方向に分散し、さらに分散シート５０で分散して抵抗体４０へ伝達して吸収される。
抵抗体２０中に略水平に複数の盛土補強４２材が埋設してあることで、図２のハッチング範囲の盛土が衝撃吸収範囲となる。
また図３に示すように、伝達体３０と抵抗体４０の間に分散シート５０が存在しない場合、抵抗体４０の受撃面に作用する衝撃エネルギーの分散幅がＬ_１となるが、分散シート５０を間に介在させることで、その分散幅Ｌ_２が広くなり、単位面積あたりの負荷が小さくなる。
【００１７】
図５は分散シート５０を介在した本発明に係る抵抗体４０の受撃面変位を解析したもので、図６は分散シート５０だけを省略した対比用の衝撃吸収用堤体の解析結果を示す。この解析結果によっても本発明に係る衝撃吸収用堤体１０の衝撃エネルギーの分散幅Ｌ_２が広くなることを立証できる。
【００１８】
分散シート５０に起因した衝撃吸収要素をまとめるとつぎのようになる。
▲１▼分散シート５０自体による抵抗体４０への衝撃エネルギーの分散作用。
▲２▼受撃時に伝達体３０と抵抗体４０が湾曲変形しようとするときに、図４に示すように分散シート５０がこれらの両部材３０，４０のＹ方向へ向けた引張抵抗部材として機能すること。
▲３▼分散シート５０が抵抗体４０中の盛土補強材４２と共働して盛土を拘束し、盛土の摩擦抵抗を高めると共に、塊状化して変形強度を高めるために機能すること。
【００１９】
以上のように分散シート５０を抵抗体４０の受撃面と伝達体３０の間に介在することで、分散幅が増して抵抗体４０の衝撃吸収性能も高まり、分散シート５０を除いた同一の大きさの衝撃吸収用堤体と比べて、衝撃吸収性能が格段に高くなる。
【００２０】
また衝撃吸収用堤体１０を補修するときは、変形した受撃体２０や伝達体３０を積み直すか、受撃体２０や伝達体３０が破損した場合は破損箇所のみを撤去して新しいものと交換するだけの簡単な対応で補修を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態２】
本発明は上記した実施の形態に限らず、種々の変更が可能である。
例えば、分散シート５０は受撃体２０と伝達体３０の間や抵抗体４０の内部に縦方向に追加して介挿してもよい。
また前提となる伝達体３０を積み上げる列数は一列又は三列以上であってもよいし、また受撃体２０と伝達体３０のいずれか一方を省略する場合もあり、現場の状況などを考慮して適宜選択する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は分散シートを追加するだけで、衝撃吸収用堤体の衝撃吸収性能を格段に高めることができ、低コストで高性能の衝撃吸収用堤体を提供できる。
さらに受撃体や伝達体を部分的に撤去して簡単に交換できるのて、受撃後における衝撃吸収用堤体の補修も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一部を省略した衝撃吸収用堤体の斜視図
【図２】 図１の衝撃吸収用堤体のモデル図
【図３】 衝撃吸収用堤体の平面モデル図
【図４】 受撃時における衝撃吸収用堤体の平面モデル図
【図５】 本発明に係る受撃面の変位解析図
【図６】 分散シートのないタイプの受撃面の変位解析図
【符号の説明】
１０ 衝撃吸収用堤体
２０ 受撃体
３０ 伝達体
４０ 抵抗体
４２ 盛土補強材
５０ 分散シート

Claims (3)

1. 盛土中に略水平に盛土補強材を埋設した補強盛土製の抵抗体と、抵抗体の受撃面に緩衝材を袋詰した柱状の緩衝材を配置した衝撃吸収用堤体であって、
   前記抵抗体の受撃面と緩衝材の間に分散シートを介挿したことを特徴とする、
   衝撃吸収用堤体。
2. 分散シートを抵抗体の長手方向に沿って設置し、分散シートの引張耐力により抵抗体と緩衝材の変形を抑止するように構成したことを特徴とする、請求項１に記載の衝撃吸収用堤体。
3. 緩衝材が抵抗体の受撃面に横方向に積み上げた伝達体と、伝達体と交差するように縦向きに配列した複数の受撃体とにより構成することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の衝撃吸収用堤体。

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