JP4916625B2 - 土木資材用不織布 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水比の高い盛土のすべり破壊強度を向上させる場合等に土中に埋設して水平方向の排水性を向上させるために用いて好適な土木資材用不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
含水比の高い盛土地盤の場合、すべり破壊を起こし易く、崩壊を起こす恐れがある。このような地盤の改良工法として、ジオテキスタイルと呼称される地盤改良シートを土中に若干の排水勾配をつけて適宜の間隔で多段に埋設して、水平方向の排水性を向上させる工法がある。従来のジオテキスタイルと呼称される地盤改良シートには、織物状、ネット状、不織布状等があり、このうち、不織布状のものとしては、例えば、本出願人の一方の提案に係る特公平１−３５１０６号公報に記載のものを利用する試みがなされている。
【０００３】
上記提案の不織布は、護岸や川底等に敷設するコンクリートブロックマットとして提供されており、多数のコンクリートブロックを配列固着しているため、施工時等における取扱い時に不織布が破損しないように十分な強度と良好な透水性（不織布の厚み方向へ水が透過する性質）を具備することが必要とされている。そのため、ポリエステル長繊維を３０００ｄ（３３３３dtex）以上の太糸状として不織布の縦方向に配列し、その両面にポリプロピレン短繊維ウェブを、ポリエステル長繊維に対して、重量比で、０．５〜４．０の割合で配置してニードルパンチングし、縦方向引張強度を３００ｋｇ／５ｃｍ以上とし、透水係数を１×１０^-1ｃｍ／ｓｅｃ以下とした構成の土木資材不織布を提案している。
【０００４】
しかしながら、上記構成の不織布は、含水比の高い盛土のすべり破壊強度を向上させる場合等に土中に埋設して水平方向の排水性を向上させるためのジオテキスタイルとして用いるには十分ではなかった。即ち、上記ジオテキスタイルとして利用する場合には、上部からの土圧による不織布の縦方向及び横方向への張力に耐える強度と所定水準以上の面内通水性能（垂直応力１００ｋPa、動水勾配１．０の時の不織布内を布面に平行に水が通過する性能でｃｍ²／ｓｅｃで表される。）が必要とされている。なお、面内通水性能が所定水準以下であると、最短盛土施工可能期間が長期化して好ましくない。
【０００５】
前記特公平１−３５１０６号公報の不織布は、ポリエステル長繊維の目付けを１０５ｇ／ｍ²とし、ポリプロピレン短繊維ウェブには太さの細い３．３dtexの短繊維を使用し、その目付けを２５０ｇ／ｍ²としてニードルパンチングして製作していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の不織布をジオテキスタイルに適用する場合、縦方向引張強度は３００ｋｇ／５ｃｍ以上あるため十分であるが、横方向引張強度は７０ｋｇ／５ｃｍ程度であるため耐土圧強度にやや難点があり、特に、面内通水性能が１．１２×１０^-2ｃｍ²／ｓｅｃしかなく、これであれば、最短盛土施工可能期間が、敷設間隔０．５ｍの場合で９０日、１．０ｍの場合で１７９日の長期間を要するという問題があった。
【０００７】
本発明は、耐土圧強度及び面内通水性能を所定水準以上とし、最短盛土施工可能期間の短縮を可能とし得る土木資材用不織布を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、盛土の土層中に所定の排水勾配を付けて排水方向が前記盛土の法面に向かうように埋設するジオテキスタイルとしての土木資材用不織布であって、ポリエステル長繊維を２２２２dtex以上の太糸状として目付け７０〜２１０ｇ／ｍ²で不織布の縦方向に配列し、その両面に７．０〜３５．０dtexのポリプロピレン短繊維ウェブを、目付け３００〜９００ｇ／ｍ²で配置してニードルパンチングし、厚さ４〜１０ｍｍ、面内通水性能を５×１０^-2ｃｍ²／ｓｅｃ以上、縦方向引張強度を２００ｋｇ／５ｃｍ以上、横方向引張強度を１００ｋｇ／５ｃｍ以上の土木資材用不織布を構成した。
【０００９】
上記構成によれば、空隙をうまくコントロールできたことにより、空隙分布が比較的大きく、途中で分断されなくなり、載荷荷重による圧縮後も空隙が完全に遮断されにくくなった。これによって、ジオテキスタイルとして要求される耐土圧強度及び面内通水性能を所定水準以上とし、最短盛土施工可能期間の短縮を可能とし得る土木資材用不織布を提供することができる。しかも、太糸状としたポリエステル長繊維を不織布の縦方向に配列しているため、不織布の縦方向引張強度を大きくすることができ、施工現場に応じて、土の主すべり破壊方向に縦方向を一致させて本不織布を敷設することにより、含水比の高い盛土のすべり破壊を抑制することができる。ポリエステル長繊維の目付けは、７０ｇ／ｍ²以下では縦方向引張強度が水準以下となり、２１０ｇ／ｍ²以上では過剰となる。ポリプロピレン短繊維の太さは、７．０dtex以下では剛直性が不足して土圧に対する空隙保持機能が損なわれ、３５．０dtex以上では縦方向に配列したポリエステル長繊維との絡み合いが不十分で脱落し易くなる。また、ポリプロピレン短繊維ウェブの目付けは、３００ｇ／ｍ²以下では所定水準の面内通水性能が得られず、９００ｇ／ｍ²以上は過剰となる。さらに、不織布の厚さは、４ｍｍ以下では所定水準の面内通水性能が得られず、１０ｍｍ以上は過剰となる。面内通水性能の所定水準は、５×１０^-2ｃｍ²／ｓｅｃ以上が好ましい。
【００１０】
また、前記ポリエステル長繊維を２２２２dtex以上の太糸状とすることにより、縦方向引張強度を大きくすることができ、これ以下では所定の縦方向引張強度が不足する。
【００１１】
さらに、前記土木資材用不織布の縦方向引張強度を２００ｋｇ／５ｃｍ以上とし、横方向引張強度を１００ｋｇ／５ｃｍ以上とすることによって、耐土圧強度を大きくし、ジオテキスタイルとして要求される強度水準を満たすことができ、これ以下では所定水準を満たさなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る土木資材用不織布の概略斜視図を示し、図２はその敷設施工状態の説明図である。
【００１３】
図１において、１はポリエステル長繊維、２はポリプロピレン短繊維ウェブ、３は不織布を示している。
【００１４】
ポリエステル長繊維１は、マルチフィラメントで太糸状とし、所定の目付けで不織布３の縦方向に配列する。例えば、２２２２dtex以上の太糸状とし、目付けは７０〜２１０ｇ／ｍ²とする。
【００１５】
ポリプロピレン短繊維ウェブ２は、太さ７．０〜３５．０dtexの範囲の短繊維をポリエステル長繊維１の両面に、目付け３００〜９００ｇ／ｍ²で配置してニードルパンチングし、不織布３を製作した。
【００１６】
上記不織布３の厚さは、４〜１０ｍｍとする。この不織布３の面内通水性能は、５×１０^-2ｃｍ²／ｓｅｃ以上とする。また、この不織布３の縦方向引張強度を２００ｋｇ／５ｃｍ以上とし、横方向引張強度を１００ｋｇ／５ｃｍ以上とする。不織布３の幅及び長さは、例えば、幅２ｍ、長さ４０ｍ等、用途に応じて適宜に設定される。
【００１７】
上記不織布３を図２に示すように、盛土４の土層中に例えば、０．５ｍや１．０ｍ等の適宜の間隔で所定の排水勾配（例えば、１．０％等）を付けて多段に埋設する。この場合、不織布３の埋設方向は、土の主すべり破壊方向に不織布３の縦方向を揃えて行うのが好ましい。図２において、５は盛土４の法面、６は地表面を示しており、例えば、排水方向は法面５に向かうように不織布３を埋設する。
【００１８】
図２のように不織布３を埋設しておくと、土中水が毛細管現象により土中の上下両方向へ移動し、盛土４内に埋設した不織布３を通して盛土４の外部に排出される。この不織布３の耐土圧強度及び面内通水性能を所定水準以上としてあることにより、盛土４の載荷荷重による圧密下での排水を促進することができ、これによって、盛土４のすべり破壊を抑制することができる。
【００１９】
図３は、ポリプロピレン短繊維ウェブ２の繊維径を変化させたときの面内通水性能の性能試験結果を示すグラフであって、不織布３の厚さは５ｍｍ、試験条件は、垂直応力１００ｋＰａ、動水勾配１．０％で行った。この試験結果から、所定の面内通水性能５×１０^-2ｃｍ²／ｓｅｃ以上を得るには、ポリプロピレン短繊維ウェブ２の繊維径を７．０〜３５．０dtexの範囲とするのが好ましいことが判明した。
【００２０】
図４は、ポリプロピレン短繊維ウェブ２の繊維径を変化させたときの不織布３の縦方向引張強度の性能試験結果を示すグラフであって、不織布３の構成は、縦方向配列のポリエステル長繊維１が３３３３dtex、目付け１０５ｇ／ｍ²、ポリプロピレン短繊維ウェブ２の目付けが４５０ｇ／ｍ²、厚さ５ｍｍでポリプロピレン短繊維ウェブ２の繊維径を変えて測定した。この試験結果から、所定の縦方向引張強度２００ｋｇ／５ｃｍ以上を得るには、ポリプロピレン短繊維ウェブ２の繊維径を４．０〜３０．０dtex程度とするのがよいことが判明した。しかし、不織布３の縦方向引張強度に支配的な影響を与えるのは、縦方向に配列するポリエステル長繊維１の太さ及び目付けであるため、この点を考慮して、図３のデータからポリプロピレン短繊維ウェブ２の繊維径を決定した。
【００２１】
本発明の効果を確認するために、ポリエステル長繊維１を３３３３dtexの太糸状とし、目付け１０５ｇ／ｍ²で縦方向に配列し、その両面に繊維太さ１７dtexのポリプロピレン短繊維ウェブ２を目付け４５０ｇ／ｍ²としてニードルパンチングして厚さ５ｍｍの不織布３とした本発明品Ａと、ポリエステル長繊維１を３３３３dtexの太糸状とし、目付け１０５ｇ／ｍ²で縦方向に配列し、その両面に繊維太さ３．３dtexのポリプロピレン短繊維ウェブ２を目付け２５０ｇ／ｍ²としてニードルパンチングして厚さ３ｍｍの不織布とした比較例品Ｂとを製作し、その面内通水性能を同一条件（垂直応力１００ｋＰａ、動水勾配１．０）で測定したところ、本発明品Ａは１．３２×１０^-1ｃｍ²／ｓｅｃであったのに対して、比較例品Ｂは１．１２×１０^-2ｃｍ²／ｓｅｃであって、所定の水準５×１０^-2ｃｍ²／ｓｅｃに達しなかった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、空隙をうまくコントロールできたことにより、空隙分布が比較的大きく、途中で分断されなくなり、載荷荷重による圧縮後も空隙が完全に遮断されにくくなった。これによって、ジオテキスタイルとして要求される耐土圧強度及び面内通水性能を所定水準以上とし、最短盛土施工可能期間の短縮を可能とし得る土木資材用不織布を提供することができる。しかも、２２２２dtex以上の太糸状としたポリエステル長繊維を不織布の縦方向に配列しているため、不織布の縦方向引張強度を大きくすることができ、施工現場に応じて、土の主すべり破壊方向に縦方向を一致させて本不織布を敷設することにより、含水比の高い盛土のすべり破壊を抑制することができる。
【００２４】
さらに、前記土木資材用不織布の縦方向引張強度を２００ｋｇ／５ｃｍ以上とし、横方向引張強度を１００ｋｇ／５ｃｍ以上とすることによって、耐土圧強度を大きくし、ジオテキスタイルとして要求される強度水準を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る土木資材用不織布の概略斜視図。
【図２】本発明に係る土木資材用不織布の敷設施工状態の説明図。
【図３】ポリプロピレン短繊維ウェブ２の繊維径を変化させたときの面内通水性能の性能試験結果を示すグラフ。
【図４】ポリプロピレン短繊維ウェブ２の繊維径を変化させたときの不織布３の縦方向引張強度の性能試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１ ポリエステル長繊維
２ ポリプロピレン短繊維ウェブ
３ 不織布
４ 盛土
５ 法面
６ 地表面

Claims (1)

1. 盛土の土層中に所定の排水勾配を付けて排水方向が前記盛土の法面に向かうように埋設するジオテキスタイルとしての土木資材用不織布であって、ポリエステル長繊維を２２２２dtex以上の太糸状として目付け７０〜２１０ｇ／ｍ²で不織布の縦方向に配列し、その両面に７．０〜３５．０dtexのポリプロピレン短繊維ウェブを、目付け３００〜９００ｇ／ｍ²で配置してニードルパンチングし、厚さ４〜１０ｍｍ、面内通水性能を５×１０^-2ｃｍ²／ｓｅｃ以上、縦方向引張強度を２００ｋｇ／５ｃｍ以上、横方向引張強度を１００ｋｇ／５ｃｍ以上とした構成の土木資材用不織布。

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