JP3927170B2

JP3927170B2 - 側溝用ブロック構造物

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Publication number: JP3927170B2
Application number: JP2003435118A
Authority: JP
Inventors: 東江
Original assignee: セイナン工業株式会社
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005194693A; EP1707681A1; CN1898443A; WO2005064087A1; AU2004309226A1; US20080304908A1; CA2550949A1; KR20070004556A

Description

本発明は、排水路や灌漑用水路等に使用される側溝用ブロック構造物に関する。

排水路や灌漑用水路等の構築には側溝用ブロックが広く使用されている。通常、側溝用ブロックは、鉄筋コンクリート製とされ、断面形状がＶ字状、U字状或いは凵型状等とされている。該側溝用ブロックの内側表面は、流水抵抗が少なくなるようにコンクリート面を露出させた平滑面として仕上げられている。

上記側溝用ブロックを現場において並べて連結延設し、水路を構築している。従って、該水路は直線状のものとして構築されることになる。
特開２００１−３３４３号公報

上記側溝用ブロックを用いて構築された水路の内側表面及びその側壁は、円滑に排水や用水を流すことができ或いは水圧に耐える耐久性を得ることができるものの、水中や水際で生息する微生物、藻類、水生昆虫類、魚類その他の脊椎小動物等にとっては必ずしも良好な生活環境とはなっていなかった。

例えば、上記側溝用ブロックにより側溝が構築される以前には、多数見られたホタル類やトンボ類を見つけることができないことが多くなっている。また、水生昆虫類やメダカ等の魚類、その他の脊椎動物の減少も著しい状態となっている。

このような水生昆虫類等の減少は、側溝に大量の生活排水や家畜の糞尿等の流出により水質が悪化したこと、餌となる微生物及び藻類などが繁殖しにくい環境となったこと等が原因であると考えられている。

また、ホタル類の激減についていえば、上記原因の他に、ホタル類の幼虫の餌である巻貝類が上記コンクリート面が露出した側溝では生育、繁殖しにくいこと、ホタル類の幼虫が該コンクリートの壁面を這い上がりにくく、その結果、陸で成虫となることもなく一生を終えてしまうこと等が指摘されている。上記コンクリート面が露出した側溝用ブロックの壁面は、カエル類やトンボ類或いは脊椎小動物などにとっても這い上がりにくい仕上面となっている。

本発明の目的は、水生昆虫類、微生物及び藻類並びに魚類、その他の脊椎小動物等の生育に好適な環境を得ることが可能なこと、周辺土壌との水の共有化及び水流の速度調整が可能なこと等が得られる側溝用ブロック構造物を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決したもので、透水性を有するポーラスコンクリート材を底部及び側壁部よりなる側溝用ブロック構造物の主たる構成材料とし、該側溝用ブロック構造物の側壁部の内側両側壁面には階段状の段部を形成し、且つ内側底部面及び両側壁面並びに上端部にはそれらの形状に沿って該コンクリート材との付着力が良好な椰子繊維を一体化して５ｍｍ〜１５ｍｍ厚となる椰子繊維層を形成してなる側溝用ブロック構造物を特徴とする。

また、内側底部面を凹凸状に形成した側溝用ブロック構造物を特徴とする。

更に、両側壁面を湾曲状或いはＳ字状に形成した側溝用ブロック構造物を特徴とする。

また、透水性を有するポーラスコンクリート材を底部及び側壁部よりなる側溝用ブロック構造物の主たる構成材料とし、該側溝用ブロック構造物の外側壁面が卵型或いは球状となるように外方に膨出形成し、該側溝用ブロック構造物の側壁部の内側両側壁面も湾曲状になるように形成し、上方部側の一部は延設される水路用開口部となるＵ字溝を形成し、且つ内側底部面からは半球状の突出部を突出形成し、更に内側表面には側溝用ブロック構造物の形状に沿って該コンクリート材との付着力が良好な椰子繊維を一体化して５ｍｍ〜１５ｍｍ厚となる椰子繊維層を形成してなる側溝用ブロック構造物を特徴とする。

本発明は、側溝用ブロック構造物の内側表面及び上端部を植物繊維層によって覆うことになり、コンクリートの肌面が露出することがなく、且つ当該箇所より植物が育成されて景観面で優れたものとすることが可能となった。
また、植物繊維層のＰＨは低く、例えば椰子繊維層の場合はＰＨ６程度であり、コンクリート（ＰＨ１２〜１３）から溶出されるアルカリが椰子繊維層により中和されることになり、側溝用ブロック構造物の植物繊維層が植生基盤として有効に作用することを可能とした。

更に、コンクリート材及び植物繊維層が共にポーラス構造のため、例えば、該側溝用ブロック構造物により水路を形成する場合、増水期には周囲の土壌より水路内へ水分が浸透してくることが可能となり、逆に渇水期には周囲の土壌へ水路より水分を供給させることが可能となった。

また、水分が地下へも補給されることになるので、周辺地域の地盤沈下を防止するとともに、地下水位の低下を防止することになり、渇水期においても、周囲の植物、微生物及び昆虫等の生命維持に貢献することができる。

更に、植物の根がポーラス構造物に定着し、且つ貫通することにより、根の成長並びに周辺土壌からの水分の補給及び栄養分の吸収も可能となった。

また、側溝用ブロック構造物を連結構築した水路においては、特別な開口部、内腔部及びポケット部等の植裁用空間を設ける必要がなく、植物の根は上記のように植物繊維層及びコンクリートの空隙に定着し、安定化されることになり、緑化帯を形成することが可能となった。同時に、植物の根が大きく成長することがないので、当該植物の必要以上の巨大化を防止することができ、枝落としや草刈等の管理を省力化することが可能となった。

更に、側溝用ブロック構造物の内側壁面に段部を形成したり、凹凸模様等を設け、当該ブロックを連結して水路として構築した場合、該水路の内側に入り込んだ昆虫や小動物が抜け出す足場とすることが可能となった。

また、側溝用ブロック構造物の長手方向壁面を湾曲させたり、Ｓ字状とすることにより、当該構造物の内側を流れる水の速度を緩和させることができる。更に、直線状部分と湾曲状部分とを隣接して配置することにより流速の異なる区域を形成することができ、水中生物の生育環境の最適化を提供することが可能となった。

また、側溝用ブロック構造物の外側壁面を外方へ湾曲状に膨出した形状としたことにより、地下水が凍結した場合、まず、上部側が凍結することになるので、水路の上方部を固定し、水路構造物が上昇することを防止することができる。その後、場合によっては下部側が凍ることになるが、その場合においても、膨張圧は湾曲面に沿って逃げることになり、該圧力が周囲の土壌を上昇させるように作用し、水路構造物が上昇することはない。
上記現象は平常時においても同様であり、横方向からの土圧は該湾曲面に沿って分散されることになり、構造的にも有効な側溝用ブロック構造物を得ることができる。

また、側溝用ブロック構造物の浸透性及び上記曲面構造により、急激な降水時においても、流速を緩めて滞留させることができ、更に、土壌への水の浸透により周辺領域に一時的に貯留することができ、下流側への洪水圧力を緩和させることが可能となった。

以下、本発明の側溝用ブロック構造物及び該側溝用ブロック構造物によって形成された水路並びに該側溝用ブロック構造物の製造方法をＵ字溝の実施例に基づいて説明する。

図１は、Ｕ字溝の斜視図を示している。該Ｕ字溝１は、コンクリート材からなる断面略Ｕ字状の本体２と、内側表面を構成する植物繊維層３とから形成している。

本体２は、コンクリート材から形成され、その内部には必要に応じて横及び縦鉄筋を配筋し、横断面形状が上方部がやや大きな開口部とした略Ｕ字型形状としている。該本体２の巾及び長手方向の長さは適宜選択できる。

コンクリート材としては、透水性を有するコンクリート材が選ばれる。骨材としては、人工軽量骨材や産業廃棄物を用いることができる。人工軽量骨材としては、プラスチック破砕物が好ましく、発泡プラスチック、発泡プラスチックを溶解して減容化した減容プラスチック等の破砕物を用いることができる。産業廃棄物としては、コンクリート殻、コンクリートスラッジ、ゴミ溶融スラグ、鋳物スラグ、鋳物ダストを用いることができる。
また、骨材を約２０ｍｍ程度の大きさの単一粒径のものを使用することにより、全体として透水性に優れたポーラスコンクリート材を完成することができる。

コンクリート材の結合材としては、無機系結合材、有機系結合材を採用し、各々単独又は混合して用いる。無機系結合材としては、水と反応することにより硬化する水硬性の無機化合物であればよく、例えば、無機セメント類、エトリンジャイト、石膏等が好ましく、断熱性、靭性、耐久性が得られ易い無機セメント類がより好ましい。無機セメント類としては、ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、アルミナセメント、焼き石膏等の水硬性セメント類、高炉セメント、高硫酸塩スラグセメント、石灰スラグセメント等の潜在水硬性セメント類、シリカセメント、フライアッシュセメント等の混合セメント類等を挙げることができる。有機系結合材としては、反応硬化型、熱可塑型等の状態から固化するものであればよく、エポキシ系樹脂が好ましい。

植物繊維層３としては、植物繊維を乾燥させたもので、多くの植物繊維を採用することができるが、強い強度があり、且つコンクリート材との付着力が良好な椰子繊維が好ましい。当該植物繊維を相互に絡めたものを加圧形成し、５ｍｍ〜１５ｍｍ厚で所定の大きさのシート状のものを使用する。

椰子繊維層は、吸水性、保水性及び通気性を有し、且つ個々の繊維が湾曲しているので、相互に絡まり合い、土砂を留め易く、植物の種子や根を捕捉し、植物の育成基盤を形成するには最適である。

上記Ｕ字溝を製造するには、図２に示すように、底型枠４、内型枠５、外型枠６及び側型枠７とによって枠組みした型枠により行なう。底型枠４は平坦状の型枠を地盤や架台等の水平面上に載置する。該底型枠４上に内型枠５を載置固定する。該内側枠５は、その外形がＵ字溝の溝の形状に対応したものを使用する。

該内型枠５の外側には、所定間隔を確保して外型枠６を配設する。該外型枠６は、底型枠４の端部或いはその側面部より立ち上げて配設する。上記所定間隔がＵ字溝の壁厚となる。該外型枠６の立設高さがＵ字溝の概略高さとなる。
該外型枠６の両端部には、側型枠７を配設する。該側型枠７は、上記同様底型枠４の端部或いはその側面部より立ち上げて配設する。

上記型枠の枠組みによりＵ字溝の外形及び内側の溝を形成することが可能となる。該内型枠５の表面３ａ及び枠組みした内側に露出する底型枠４の表面３ｂに植物繊維層３となる植物繊維を敷設する。該植物繊維は該内型枠５及び底型枠４の表面３ａ、３ｂに接着剤を使用し、或いは載置するのみにより敷設する。

該底型枠４、内型枠５、外型枠６及び側型枠７の枠組みによって形成される空間Ｓを構成する位置には、横及び縦方向に亘って鉄筋８を組み立て配設する。スペーサーにより各型枠から所定間隔が得られるように配設する。該鉄筋８は予め鉄筋カゴとして形成し、植物繊維層３を形成した後の型枠空間Ｓに配設することもできる。

上記鉄筋８の配設後、枠組みを完了し、それら型枠の型くずれを防止するためにその周囲より保持金具等により、当該型組みに対する内圧力に耐えるようにその周囲を強固に固定する。その後、該型枠空間Ｓにコンクリートを打設する。コンクリートの充填時には該コンクリートを振動させながら打設する。コンクリート内にバイブレーターを入れて振動させたり、型枠に振動を与えて行なう。

上記型枠で型組みされた上方部は開放され、コンクリートの打設部となるが、図３に示すように、上方部よりプレス板９を押し付けることにより、該開放部を閉鎖し、振動により打設コンクリートが外方部へ飛散することを防止すると同時に、コンクリートの表面側（完成時には底面側）を平坦とすることが可能となる。

更に、該プレス板９により所定圧力を付与することができ、植物繊維層３は繊維を絡めた空気層が多く形成されているので、上記コンクリートの充填時には、無機系又は／及び有機系結合材及び骨材等が繊維間の空隙に入り込み、また、骨材に絡み合って、該植物繊維層３がコンクリート材と強固に付着され一体化されることになる。

図４（ａ）は、Ｕ字溝の他の実施例の斜視図を示している。Ｕ字溝１１は、コンクリート材よりなる本体１２と、内側表面を形成する植物繊維層１３とより構成している。

本体１２は、上記実施例１と同様の材料及び鉄筋等を配設して形成されるが、その外形は、外側壁面を外方へ向けて膨出させた湾曲形状としている。

図４（ｂ）は、Ｖ字溝の実施例を示しているが、冬期においてＶ字溝水路が周囲の土壌の凍結により盛り上がることがある。上記原因は、Ｖ字溝水路の外側壁及び底面部が矢印に示すように押し上げられることにより、該水路全体を上昇させるものである。

また、図４（ｃ）に示すＵ字溝の実施例にあっては、該Ｕ字溝水路の外側壁面は横方向からの土圧を直接受けることになり、溝部分に外力負担を生じさせることになる。
上記図４（ｂ）、（ｃ）に示す外側壁面を、図４（ａ）に示す外側壁面とすることにより、土圧力を曲面に沿って分散させることが可能となる。
更に、図５に示すように、上方部の外側壁面を卵型壁面１４とすることにより、凍結時において、上部側Ａがまず凍結し、水路を固定することとなり、漸時下部側の土壌が凍結することになっても、該下部側の凍結時に生じる膨張圧力は外側壁面の曲面に沿って逃げることになる。

図６は、本実施例２のＵ字溝を製造する場合の斜視図を示している。外側枠１５を湾曲状に形成しておくことにより、上記実施例１と同様の製造方法により外側壁面の膨出したＵ字溝を形成することができる。

図７は、Ｕ字溝の他の実施例の断面図を示している。
Ｕ字溝２１は、コンクリート材よりなる本体２２と、内側表面を形成する植物繊維層２３とより構成している。
該本体２２及び植物繊維層２３の内側壁表面には、適数個の段部２４を形成している。実施例では、側壁表面に２段の段部２４を設けている。

該段部２４は、上記実施例１、２での内型枠５の表面に段部を形成しておくことにより、上記実施例と同様の製造方法により段部付のＵ字溝２１を形成することができる。

図８は、Ｕ字溝の他の実施例の断面図を示している。
Ｕ字溝３１は、コンクリート材よりなる本体３２と、内側表面を形成する植物繊維層３３とより構成している。
該本体３２及び植物繊維層３３の内側壁表面には、上記同様、適数個の段部３４を形成している。
更に、本体３２の外側壁面は湾曲状に膨出され、曲面を形成している。

また、該外側壁部と底部との隅部表面側も湾曲状の曲面に形成している。
上記湾曲面により、土圧力を壁面に沿って分散することが可能となる。外側底部は設置面として平坦部を設けておくことができる。

上記実施例３、４により、Ｕ字溝２１、３１の内側壁面に水平部或いは勾配の緩やかな箇所を得ることができるので、それらが足場となり、Ｕ字溝の内底部より昆虫や小動物等が脱出することを容易としている。
また、表面側の植物繊維層２３、３３は、段部２４、３４によりコンクリートとの接触面積を増加させることができ、コンクリートとの係止強化の役割をすることになり、コンクリート本体２２、３２との付着力がより増加し、脱落しにくくなる。

図９は、Ｕ字溝の他の実施例の斜視図を示している。
Ｕ字溝４１は、コンクリート材よりなる本体４２と、内側表面を形成する植物繊維層４３とより構成している。
該本体４２は、その溝の長手方向を湾曲形状に形成している。図９に示すものは、Ｓ字型に形成したものである。
該Ｕ字溝４１は、それらのものを適数個連結して延設して水路を形成するが、直線的な設置場所であっても、当該湾曲形状のものを連続的に形成したり或いは直線状のＵ字溝と組み合わせて断続的に湾曲部を有する水路を形成することができる。

上記実施例５のＵ字溝４１により、該Ｕ字溝４１内を流れる水流速度を緩めることができるとともに、流速が異なる区域を設けることも可能となった。それにより、植物繊維層４３の存在と併せ、水中生物の生育環境を極めて良好な状態とすることが可能となった。

更に、流速が減速されるので、浸透性を有する植物繊維層４３及びコンクリート本体４２とにより、急激な降水時においても周辺の土壌へ水を浸透させることが可能となり、雨水がＵ字溝４１に集中的に集まることを防止することができ、下流域への洪水の圧力を緩和することが可能となった。

図１０は、Ｕ字溝の他の実施例の斜視図を示している。
実施例６は、上記実施例３、４、５のものを併せ有するＵ字溝としている。
Ｕ字溝５１は、コンクリート材よりなる本体５２と、内側表面を形成する植物繊維層５３とより構成している。

該本体５２は、その溝の長手方向をＳ字型形状に形成している。
また、該本体５２及び植物繊維層５３の内側壁表面には、適数個の段部５４を形成し、外側壁表面部は外方へ向けて膨出させた湾曲形状としている。
更に、該外側壁部と底部との隅部表面側も湾曲状の曲面に形成している。

図１１は、Ｕ字溝の他の実施例の長手方向の断面図を示している。
図１１（ａ）のＵ字溝６１は、コンクリート材よりなる本体６２と、内側表面を形成する植物繊維層６３とより構成している。
該本体６２は、その内側底部に適数個の段部を形成している。実施例では凹部を形成する段部６４ａと凸部を形成する段部６４ｂとを形成している。また、該段部６４ａ、６４ｂを形成する傾斜角度も、該段部６４ａにあっては、緩やかな傾斜角αとし、該段部６４ｂにあっては急激な傾斜角βとしている。該傾斜角は適宜選択することができる。

図１１（ｂ）のＵ字溝６５は、上記同様、本体６６及び植物繊維層６７とより構成している。
該本体６６は、その内側底部に適宜間隔を有して突起物６８を配設している。
上記実施例１、２で示したＵ字溝の製造方法において、内型枠の植物繊維層３７の上面に石、擬似石、その他の物を配置し或いは押し付け配置し、コンクリートを打設することによって、内側底部に凹凸のあるＵ字溝６５を完成させることができる。

上記実施例において、内側表面に段部を形成すること、外側壁面及び該外側壁面と底部との隅部を曲面形状とすること並びに溝の長手方向を湾曲状に折曲形成すること等は適宜選択してＵ字溝として構成できることは言うまでもない。

上記実施例により、水流の速度を緩めることができるとともに、流速が異なる区域を設けることも可能となった。それにより、植物繊維層と併わせ、水中生物の生育環境を極めて良好な状態とすることが可能となった。
更に、流速が減速されると同時に、特に傾斜面を形成する段部により植物繊維層及びコンクリート本体の溝中の水が周辺土壌へ浸透し易くなった。

図１２は、側溝用ブロック構造物の他の実施例の斜視図を示している。
図１２の側溝用ブロック構造物７１は、コンクリート材よりなる本体７２と、内側表面を形成する植物繊維層７３とより構成している。
該本体７２は、その外形を球状或いは卵型に近い形状とした球状Ｕ字溝（卵型を含めこの表現とする）としている。壁部は外方及び底部側へ大きく膨出形成し、湾曲状に形成している。
従って、上方部から底部に至る高さを大きな寸法としている。また、該壁部と底部との隅部も湾曲状に形成している。該底部の内側からは半球状の突出部７４を突出形成する。

球状側壁には、Ｕ字溝となる開口部７５を形成する。外壁部は全体を球状としているので、その上部側は外方へ突出した突出部７６とし、短手側となる妻側壁面７７は垂直に形成する。Ｕ字溝の内側表面には段部７８を形成する。

図１３（ａ）は、上記実施例６のＵ字溝５１と実施例７、８のＵ字溝７１とを組み合わせて水路とした概略平面図を示し、同１３（ｂ）は、水路の長手方向の概略断面図を示している。
Ｓ字型のＵ字溝５１の適数個を連接し、その長手方向の適所に球状Ｕ字溝７１を設けて水路としている。

水路として、Ｓ字型Ｕ字溝及び底部に凹凸を形成した段部付Ｕ字溝により、それらを連接した水路を流れる水速は、上記したようにその速度を緩和することができ、更に、球状Ｕ字溝７１に入り込んだ水は、底部から突設した半球状突出部７４と内側表面とで形成される空間Ｗ内へ導入され、その流速は急激に緩められることになる。

水流をより一層緩めることのできる水路により、植物育成の安定化、コンクリート材及び植物繊維層からの水の透水性の向上、周辺地盤の沈下防止、植物や動物の生命維持等々の効果を一層促進することが可能となった。

本発明の側溝用ブロック構造物の一実施例の斜視図。本発明の側溝用ブロック構造物を製造するときの一実施例の斜視図。本発明の側溝用ブロック構造物を製造するときの一実施例の断面図。本発明の側溝用ブロック構造物の他の実施例の斜視図。本発明の側溝用ブロック構造物と周辺土壌との関係を示す断面図。本発明の側溝用ブロック構造物と周辺土壌との関係を示す断面図。本発明の側溝用ブロック構造物と周辺土壌との関係を示す概略一部断面図。本発明の側溝用ブロック構造物を製造する時の実施例の斜視図。本発明の側溝用ブロック構造物の他の実施例の断面図。本発明の側溝用ブロック構造物の他の実施例の断面図。本発明の側溝用ブロック構造物の他の実施例の斜視図。本発明の側溝用ブロック構造物の他の実施例の斜視図。本発明の側溝用ブロック構造物の他の実施例の長手方向断面図。本発明の側溝用ブロック構造物の他の実施例の長手方向断面図。本発明の側溝用ブロック構造物の他の実施例の斜視図。本発明の側溝用ブロックを連接して水路とした実施例の平面図。本発明の側溝用ブロックを連接して水路とした長手方向断面図。

符号の説明

１、１１、２１、３１、３５、４１、５１、６１、７１ U字溝
２、１２、２２、３２、３６、４２、５２、６２、７２本体
３、１３、２３、３３、３７、４３、５３、６３、７３植物繊維層
４底型枠
５内型枠
６、１５外型枠
７側型枠
８鉄筋
９プレス板
２４、３４、５４、７８段部
６８、７４突起物

Claims

透水性を有するポーラスコンクリート材を底部及び側壁部よりなる側溝用ブロック構造物の主たる構成材料とし、該側溝用ブロック構造物の側壁部の内側両側壁面には階段状の段部を形成し、且つ内側底部面及び両側壁面並びに上端部にはそれらの形状に沿って該コンクリート材との付着力が良好な椰子繊維を一体化して５ｍｍ〜１５ｍｍ厚となる椰子繊維層を形成してなることを特徴とする側溝用ブロック構造物。
内側底部面を凹凸状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の側溝用ブロック構造物。
両側壁面を湾曲状或いはＳ字状に形成したことを特徴とする請求項１ないし２に記載の側溝用ブロック構造物。
透水性を有するポーラスコンクリート材を底部及び側壁部よりなる側溝用ブロック構造物の主たる構成材料とし、該側溝用ブロック構造物の外側壁面が卵型或いは球状となるように外方に膨出形成し、該側溝用ブロック構造物の側壁部の内側両側壁面も湾曲状になるように形成し、上方部側の一部は延設される水路用開口部となるＵ字溝を形成し、且つ内側底部面からは半球状の突出部を突出形成し、更に内側表面には側溝用ブロック構造物の形状に沿って該コンクリート材との付着力が良好な椰子繊維を一体化して５ｍｍ〜１５ｍｍ厚となる椰子繊維層を形成してなることを特徴とする側溝用ブロック構造物。