JP4393445B2

JP4393445B2 - 遮水構造およびそれに使用される保護マット並びに袋体

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Publication number: JP4393445B2
Application number: JP2005321370A
Authority: JP
Inventors: 正樹松下; 正利石田
Original assignee: Taiyo Kogyo Co Ltd; Toyobo Co Ltd
Current assignee: Taiyo Kogyo Co Ltd; Toyobo Co Ltd
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: JP2007126902A

Description

本発明は護岸構築用に好適な遮水構造およびそれに使用される保護マット並びに袋体に関するものである。

陸上での廃棄物処理用地が逼迫している現状において、最近では埋立処分場を海域に設置する廃棄物海面処理場が普及しつつある。

この種の廃棄物海面処理場は、水源の最も下流側にあってしかも法令で規定される遮水構造を備えていることにより環境に対する影響も比較的少ないことから需要の増加が見込まれている。

図５に示すように、一般的な廃棄物海面処理場の遮水構造５０は、護岸５１における法面５２の傾斜に沿って敷設されており、遮水シートの上下両面を保護マットでカバーしたサンドイッチ構造となっている。

この遮水構造５０の上面には、潮位や波力によって遮水構造５０が浮き上がることを防止するための被覆層５３がさらに敷設されており、カウンターウエイトとして機能するようになっている。上記被覆層５３としては、例えば、浚渫作業によって発生した泥土にセメントスラリーを混合して硬化させたいわゆる固化処理土等が使用されている。なお、図中、５４は海底地盤である。

上記の廃棄物海面処理場はできるだけ少ない面積で埋立容量の大きいことが望まれる。そこで護岸の法面５２について急勾配化が検討されており、急勾配化が実現できると埋立容量の増加が見込まれると同時に被覆層５３の敷設量についても節約することができる。

ところが、法面５２の勾配を急にすると、被覆層５３の荷重をその法面に確実に支持させることができなくなり、被覆層５３の位置ずれが生じる等、被覆層５３による押え付けが不安定になる。

そこで、上記固化処理土を袋状シートに収納したもの（以下、固化処理土袋マットと呼ぶ）を使用することによって被覆層５３の保形性を高め、法面の急勾配化に耐えるようにした護岸構築方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−６８９１７号公報

しかしながら上記護岸構築方法では固化処理土自体は袋状シート内に収納されて保形されているものの、今度は袋状シートと保護マットとの間で滑りが生じてしまい依然として被覆層５３が不安定であるという問題がある。また、袋状シートに収納されている固化処理土の重量が法面に支持されないと、固化処理土の重量が直接、袋状シートに加わってしまい袋状シートが破損する虞れもある。

本発明は以上のような従来の護岸遮水構造における課題を考慮してなされたものであり、被覆層を安定した状態で法面に支持させつつ法面の急勾配化を可能にすることができる遮水構造およびそれに使用される保護マット並びに袋体を提供するものである。

まず遮水構造の参考形態（第一の形態）について述べる。この第一の形態は、岸に形成された法面に沿って保護マットによって保護された遮水シートが敷設され、保護マット上面に、土質充填物を充填した袋体がさらに敷設されている遮水構造において、保護マットにおける少なくとも袋体接触面側、または袋体における少なくとも保護マット接触面側に防滑処理が施されている遮水構造である。

第一の形態の遮水構造に従えば、保護マットまたは袋体のいずれか一方に防滑処理が施されているため、防滑処理が施されていない側の保護マットまたは袋体が既存の構成であっても保護マットと袋体の接触面における摩擦係数が高められる。

本発明に係る遮水構造（第二の形態）は、岸に形成された法面に沿って保護マットによって保護された遮水シートが敷設され、保護マット上面に、土質充填物を充填した袋体がさらに敷設されている遮水構造において、保護マットにおける少なくとも袋体接触面側、および袋体における少なくとも保護マット接触面側のそれぞれに防滑処理が施されており、上記保護マットにおける少なくとも上記袋体接触面側の防滑処理がバインダーを介した無機質粒子の塗布によることを特徴とする。

第二の形態に遮水構造に従えば、保護マットと袋体の両方に防滑処理が施されているため、上記第一の形態の遮水構造に比べ、保護マットと袋体の接触面における摩擦係数をより高めることができる。

本発明において、岸とは河川、海岸、埋立地等において護岸工事の対象となる岸を意味する。また、保護マットは、遮水シートの上下両側に配置されて遮水シートの破損を防ぐものであり、この保護マットによって保護される遮水シートは一枚または複数枚のものが含まれる。さらにまた、土質充填物の具体例としては、例えば浚渫等で発生した泥土にセメント系固化材を加えて混合した固化処理土が示される。

上記第一および第二の形態における保護マットとしては、例えば長繊維をニードルパンチで交絡させることにより、または長繊維を圧接することによりマット状に成形された不織布を用いることができる。

また、上記第一および第二の形態における防滑処理として、バインダーを介して無機質粒子を塗布することができる。

また、上記第一および第二の形態における袋詰体は、合成繊維からなる織布で形成することができる。

また、上記第二の形態において、防滑処理された保護マットと防滑処理された袋体との摩擦係数が０．５以上であることを要旨とする。

参考形態（第一の形態）における保護マットは、保護マットまたは袋体のいずれか一方に防滑処理が施されている遮水構造用の保護マットと袋体との組み合わせに使用される。

参考形態（第一の形態）における袋体は、保護マットまたは袋体のいずれか一方に防滑処理が施されている遮水構造用の保護マットと袋体との組み合わせに使用される。

本発明は、保護マットおよび袋体の両方に防滑処理が施されている遮水構造用の保護マットと袋体との組み合わせに使用される保護マットを要旨とする。

本発明は、保護マットおよび袋体の両方に防滑処理が施されている遮水構造用の保護マットと袋体との組み合わせに使用される袋体を要旨とする。

本発明によれば、保護マット上に敷設される被覆層を安定した状態で法面に支持させつつ法面の急勾配化を可能にすることができるという長所を有する。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る遮水構造を廃棄物海面処理場に適用した場合の一実施形態を示したものである。

同図において、遮水構造１は、外海と処分場とを仕切っている護岸２の法面３に沿って形成されており、この遮水構造１の表面にはさらに、被覆層４がカウンターウエイトとして敷設されている。なお、図中、５は法面３を形成している腹付け土、６は海底地盤をそれぞれ示している。

図２は上記遮水構造１およびその周囲を拡大して示したものである。

同図に示すように、腹付け土５として裏込石６と固化処理土袋マット７を有し、この固化処理土袋マット７の上に遮水構造としての保護マット８、遮水シート９、保護マット１０がこの順に積層されている。

保護マット１０の上には、固化処理土袋マット１１および押え捨て石１２からなる被覆層４が敷設されている。

上記遮水シート９は、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等から形成される厚さ約３ｍｍからなる合成樹脂製のシートであり、この遮水シート９を保護するためにその上下両側に保護マット８および１０が配置されている。

上記固化処理土袋マット１１を構成している袋体は、法面３と平行な状態で対面する上側シート１１ｂおよび下側シート１１ｃと、それら上側シート１１ｂおよび下側シート１１ｃの下端部を結合している底面シート１１ｄとによって断面Ｕ字状に形成されている。この袋体の上部は開放されており、固化処理土を充填するための注入口１１ｅとなっている（図１参照）。

このような構成を有する袋体は、その内部に空間部が形成されることになり、この空間部は護岸２の長手方向（紙面奥行き方向）に連通している。なお、対面する上側シート１１ｂと下側シート１１ｃには保持ロープ１１ｆが複数箇所で接続されており、固化処理土が充填された際に両シート１１ｂ，１１ｃを所定の間隔に保持するようになっている。

また、袋体の内面に沿って帯状の掛止ベルト１１ｇがＵ字状に取り付けられており、この掛止ベルト１１ｇの上端１１ｈは図示しない支持パイプに掛止されている。

上記構成を有する護岸構造において、本発明の特徴部分は、遮水構造１における保護マット１０とその上に積層される固化処理土袋マット１１の構成にある。

(ａ)保護マットについて
図３は保護マット１０の断面構造を示したものである。

同図において保護マット１０は、長繊維からなるウエブを形成しニードルパンチで交絡させた後圧接することにより、または長繊維を圧接接着して形成された不織布１０ａを基材としており、繊維密度が高められた厚さ約５ｍｍのマット状に成形されている。この保護マット１０は、突起物が貫入されるような状況でも強度的に十分対応できるようになっている。

上記長繊維の材質としては、無機繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維等の化学繊維を使用することができるが、生産性の面で有利な合成繊維の連続フィラメントを使用することが好ましい。

上記合成繊維としては、ポリプロピレン，ポリエチレン等のポリオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレート，ポリトリメチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリロニトリル等のアクリル繊維、その他、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、モダクリル系繊維、フルオロカーボン系繊維、ポリウレタン系繊維等の中から単独で、または二種以上選択して使用することができるが、安価であり高比重（１以上）である点でポリエステル系繊維を使用することが好ましい。

また、長繊維の平均繊度は約１〜１０dtex（dg／km）、より好ましくは２〜６dtexのものを使用することができる。平均繊度が大きすぎると突起物に対する保護機能が低下するため好ましくない。逆に小さすぎると、海中に沈める際に水の透過性が悪くなるので好ましくない。

圧接接着とは、平滑なカレンダーロールあるいは彫刻ロール等の圧接ロールで圧接されて接着されていることを示すが、基本的には上記各ロールの圧接のみで接着されたものでもよく、接着する際には、汎用の樹脂バインダー液、粉末接着剤、繊維状接着剤等の接着剤を用いることができる。

また、不織布の形成は、上記ニードルパンチ法、圧接接着法に限らず、ステッチ法、スパンレース法等によって機械的交絡を与えた後、各種ロールで圧接したものであってもよい。

上記不織布１０ａの目付質量は約３００〜１５００g／m²が好ましく、より好ましくは５００〜８００g／m²である。目付質量が小さすぎると突起物の貫通抵抗が低くなり、遮水層を保護する目的が達成できない。また、逆に多すぎると透水性が低くなり、容易に海中へ浸漬することができなくなる。

また、不織布１０ａの密度は０．０３〜０．２g／m³が好ましく、より好ましくは０．０５〜０．１５g／m³である。密度が小さすぎると遮水シートとの接着ができず、また、逆に大きすぎると海中への浸漬ができなくなる。

なお、上記不織布１０ａは長繊維を主体として形成するものであれば、本発明の効果に影響を与えない範囲で中繊維、短繊維を混入することもできる。

このようにして構成された不織布１０ａは、短繊維からなる不織布シートに比べ、一般的に強度が高く変形しにくいため、遮水層にダメージを与える例えば突起物の貫通に対して対抗することができる。

この不織布１０ａの表面には、さらに防滑処理として多数の無機質粒子１０ｂがバインダー１０ｃを介して付着されており、保護マット１０とそれに接触する固化処理土袋マット１１との間で高い摩擦力が得られるようになっている。

上記無機質粒子としては、海砂を焼成して得られる砂材や、例えば建築解体現場で発生するコンクリート，壁材あるいは瓦を粉末化したリサイクル材等を使用することができる。

また、防滑処理としては、高粘度の樹脂をロールで転写することにより、不織布表面に多数の樹脂突起を形成するものであってもよい。

上記無機質粒子１０ｂの粒径は、約５０〜２０００μｍが好ましく、より好ましくは２００〜５００μｍである。粒径が小さすぎると防滑性が低下する。また、逆に大きすぎると、不織布１０ａに対する付着性が低下して脱落が生じる。

また、バインダー１０ｃは、エマルション形を使用することが好ましい。

具体的には、アクリル酸，メタクリル酸，アクリル酸エステルの単独重合体もしくは他のモノマーと共重合体等からなるアクリル樹脂系バインダー、ポリ酢酸ビニル，ポリ塩化ビニル，ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のビニル樹脂系バインダー、スチレン−ブタジエンゴム，アクリロニトリル−ブタジエンゴム等のゴム系バインダー等が例示される。

上記バインダーのうち、耐久性、製造条件、コスト面を考慮すると、アクリル樹脂系バインダーを使用することが好ましい。

また、上記無機質粒子１０ｂの配合量は、バインダー１０ｃに対して約１０〜３００％、より好ましくは５０〜１００％の割合で配合する。配合量が多すぎると不織布１０ａ表面へのコーティング性が悪くなるとともに使用時において粒子の脱落が起きやすくなる。また、逆に配合量が少なすぎると、透水性が悪くなり海水中に浸漬しずらくなる。

なお、上記実施形態では無機質粒子１０ｂを不織布１０ａの片面（表面側）にのみ塗布（付着）させたが、これに限らず、不織布１０ａの両面（固化処理土袋マット１１に接触する表面および遮水シート９に接触する裏面側）に塗布してもよい。

不織布１０ａの両面に無機質粒子１０ｂを塗布すると、固化処理土袋マット１１に対しては大きな摩擦力が働くために滑りが防止され、一方、遮水シート９に対しても大きな摩擦力が働くために滑りが防止され、遮水構造１における各層の安定性が高められる。

(ｂ)固化処理土袋マットについて
固化処理土袋マット１１に使用する織布としては加工糸を使用することが好ましく、例えば東洋紡績（株）製の土木工事用キャンバス＃１０３０や＃１０５０を使用することができる。

織布＃１０３０はポリエステルマルチフィラメント１６７０ｄｔｅｘ／１９０ｆｉｌを経糸および緯糸に用いて平織りし、一連の精錬、熱セット工程を経て経糸密度５０本／５ｃｍ、緯糸密度５０本／５ｃｍの加工織物にしたものである。

織布＃１０５０は同じくポリエステルマルチフィラメント１６７０ｄｔｅｘ／１９０ｆｉｌ３本を撚数３０Ｔ／ｍで合撚し、得られた合撚糸を経糸および緯糸に用いて平織りし、一連の精錬、熱セット工程を経て経糸密度３０本／５ｃｍ、緯糸密度３０本／５ｃｍの加工織物にしたものである。

帯状に製織された上記織布をＵ字状に折り返し、このＵ字状に折り返された織布を帯幅方向に連結していくことによって固化処理土を収納し得る袋体を形成することができる。

このようにして形成された固化処理土収納用の袋体の表面についても、上記保護マット１０と同様に防滑処理を施すことができる。

すなわち、袋体の表面に対し、多数の無機質粒子１０ｂをバインダー１０ｃを介して塗布することにより、保護マット１０との間で高い摩擦力が得られるようになっている。なお、この場合の保護マットは防滑処理の施されていない既存の保護マットであってもよく、また、上記防滑処理が施された保護マット１０であってもよい。

本発明の織布は、上記した保護マット１０との摩擦係数が高くなる構成が好ましく、例えば、撚糸を用い、低織密度とし、織組織を経糸または緯糸の浮き数が１本以上有する組織（飛んだ組織）とすることが好ましい。

撚糸を用いる場合は、５〜８０Ｔ／ｍの範囲の撚数であることが好ましい。かかる範囲内であれば、繊維にダメージを与えることなく上記保護マット１０との間で高い摩擦力が得られるからである。撚数はより好ましくは１０〜７０Ｔ／ｍ、さらに好ましくは２０〜６０Ｔ／ｍである。

また、織密度は１０本／５ｃｍ〜４５本／５ｃｍであることが好ましい。かかる範囲内であれば、布帛強度を維持しつつ上記保護マット１０との摩擦係数が高くなるからである。織密度はより好ましくは１５本／５ｃｍ〜４０本／５ｃｍ、さらに好ましくは２０〜３５本／５ｃｍである。

また、織組織としては浮糸数が１〜１０本の範囲であることが好ましい。かかる範囲内であれば、ピリング等の問題を発生させずに摩擦係数を高めることができるからである。浮糸数はより好ましくは２〜８本、さらに好ましくは３〜７本である。

なお、織組織の具体例としては、ツイル、サテン、コード織、石目織、ナナコ織等が示される。

（ｃ）防滑性の試験方法
図４に示す試験装置２０を用い、防滑性試験を下記手順により行った。

同図において、２０ａはダミー地盤として形成された基台であり、この基台２０ａの天板（鉄板で構成されている）２０ｂに、袋体のシート片１１ｉが試験片として固定されている。

このシート片１１ｉ上に、保護マット１０の不織布１０ａを試験片として（下面に）貼り付けた鉄製プレート２０ｃが載置され、その鉄製プレート２０ｃ上に錘２０ｄが負荷Ｗとして載せられる。それにより、シート片１１ｉと不織布１０ａが押圧された状態で接触する。

上記鉄製プレート２０ｃはワイヤ２０ｅとロードセル２０ｆを介してスクリュージャッキ２０ｇに連結されている。したがって、鉄製プレート２０ｃが矢印Ｂ方向に動き始める時の引張力ｗを測定すれば、ｗ／Ｗを計算することによって摩擦係数を求めることができる。

（ｄ）試験片
(1) 高摩擦不織布：８５０g／m^２の長繊維不織布の表面に防滑処理^＊を施したもの。
(2) 高摩擦織布タイプ１：３００kgf／３cm以上の織布の構成糸自体に高摩擦糸を編入することによって摩擦特性を向上させたもの。
(3) 高摩擦織布タイプ２：３００kgf／３cm以上の織布表面に防滑処理^＊を施したもの。
(4) 高摩擦織布タイプ３：５００kgf／３cm以上の織布表面に防滑処理^＊を施したもの。
(5) 一般の不織布
(6) 一般の織布
＊アクリル樹脂および砂粒を対象物の表面に付着させ、表面をサンドペーパー状に加工したもの。

上記織布の構成糸自体に高摩擦糸を編入することによって摩擦特性を向上させたものとは、具体的にはタスラン（登録商標）加工糸を２０％編入したものである。

なお、上記不織布は保護マット１０に対応し、上記織布は固化処理土袋マット１１に対応する。

上記試験結果のＮｏ．６から分かるように、防滑処理が施された不織布と一般の織布との組み合わせにおける摩擦係数は０．３９であり、従来の防滑処理が施されていない不織布と防滑処理が施されていない織布との組み合わせにおける摩擦係数０．２７〜０．３０に比べ、防滑性能の向上したことが確認された。

また、試験結果のＮｏ．７〜９に示されるように、防滑処理が施された織布と一般の不織布との組み合わせにおける摩擦係数は０．３８〜０．５７であり、従来の防滑処理が施されていない不織布と防滑処理が施されていない織布との組み合わせにおける摩擦係数０．２７〜０．３０に比べ、防滑性能の向上したことが確認された。

このように、保護マット１０の不織布および固化処理土袋マット１１の織布のいずれか一方に防滑処理を施せば、防滑性能を高めることができる。

さらにまた、試験結果のＮｏ．１〜５に示されるように、不織布と織布の両方についてそれらの接触面側に防滑処理を施した場合には、摩擦係数が０．５２〜０．６５と格段に向上することが確認された。

このことから本発明の遮水構造によれば、護岸を構築する場合において法面の設計勾配に自由度がもたらせることができ、本発明の遮水構造を廃棄物海面処理場に適用して法面の急勾配化を図れば、埋立容量を増加させることが可能になる。

本発明に係る遮水構造が適用される護岸の断面図である。図１のＡ部拡大図である。図２に示す保護マットの拡大断面図である。本発明の摩擦係数を測定するための試験装置を示す説明図である。従来の遮水構造を備えた護岸の断面図である。

符号の説明

１遮水構造
２護岸
３法面
４被覆層
５腹付け土
６海底地盤
７固化処理土袋マット
８保護マット
９遮水シート
１０保護マット
１０ａ不織布
１０ｂ無機質粒子
１０ｃバインダー
１１固化処理土袋マット
１１ｂ上側シート
１１ｃ下側シート
１１ｄ底面シート
１１ｅ注入口
１１ｆ保持ロープ
１１ｇ掛止ベルト
１１ｈ上端
１１ｉシート片

Claims

岸に形成された法面に沿って保護マットによって保護された遮水シートが敷設され、上記保護マット上面に、土質充填物を充填した袋体がさらに敷設されている遮水構造において、
上記保護マットにおける少なくとも上記袋体接触面側、および上記袋体における少なくとも上記保護マット接触面側のそれぞれに防滑処理が施されており、
上記保護マットにおける上記袋体接触面側の防滑処理が、バインダーを介した無機質粒子の塗布によることを特徴とする遮水構造。
上記保護マットとして、長繊維を交絡または圧接することによりマット状に成形された不織布を有する請求項１に記載の遮水構造。
上記袋詰体が合成樹脂からなる織布で形成されている請求項１または２に記載の遮水構造。
上記袋体における上記保護マット接触面側の防滑処理が、織布に高摩擦糸を編入することによるものである請求項３に記載の遮水構造。
防滑処理された上記保護マットと防滑処理された上記袋体との摩擦係数が０．５以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の遮水構造。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遮水構造における上記保護マットと上記袋体との組み合わせに使用されることを特徴とする保護マット。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遮水構造における上記保護マットと上記袋体との組み合わせに使用されることを特徴とする袋体。