JP5500420B2 - 埋設管路防護板 - Google Patents

Description

この発明は、埋設管路防護板に関し、特にたとえば、地中に埋設されている既設の埋設管路を防護するために当該埋設管路の上方に埋設される、埋設管路防護板に関する。

従来、新たな地中埋設物を埋設するための掘削作業によって既設の埋設管路が破損してしまうことがないように、埋設管路の上方に埋設管路防護板を設置する技術が公知である。

たとえば、特許文献１のケーブル用保護板は、ポリプロピレンとポリエチレンとを混合した再生合成樹脂によって形成される。

また、特許文献２の標識付地中埋設物保護板は、ポリエチレンからなる樹脂板を備えており、この樹脂板の地表側の面に埋設物に関する表示を印刷したポリエチレンシートが貼り付けられ、樹脂板の埋設物側の面に鉄板が内蔵される。
実用登録３０１２６７５号［Ｈ０２Ｇ ９／０２］ 実開平７−４１５８１号［Ｇ０９Ｆ １９／２２］

特許文献１の技術では、ケーブル用保護板の剛性が不十分であるため、たとえばアースオーガー式の建柱機を使用して掘削作業が行われる場合に、オーガーヘッド（穿孔用のドリル）がケーブル用保護板に接触すると、簡単にケーブル用保護板が穿孔されてしまう。

これに対し、特許文献２の技術では、同じようにオーガーヘッドが標識付地中埋設物保護板に接触しても、樹脂板の埋設物側の面に内蔵される鉄板がオーガーヘッドを食い止めるため、鉄板よりも下方へ穿孔することができない。しかしながら、特許文献２の技術では、鉄板が地中成分によって腐食するとその機能が十分に発揮されない場合があり、長期にわたる機能保持に不安がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、埋設管路防護板を提供することである。

この発明の他の目的は、長期的に機能を保持することができる、埋設管路防護板を提供することである。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、地中に埋設されている既設の埋設管路を防護するために当該埋設管路の上方の地中に埋設される埋設管路防護板であって、金属板、および廃ポリオレフィン樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料からなり、金属板の全体を封止した樹脂層を備え、樹脂層は、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドが接触したときに当該ロッドの先端を閉塞可能な所定の厚みに形成される、埋設管路防護板である。

第１の発明では、埋設管路防護板（１０）は、地中に埋設されている既設の埋設管路（１００）を防護するためのものであり、たとえば埋設管路の上方の地中に埋設される。埋設管路防護板は、金属板（１２）と樹脂層（１４）とを備えている。金属板は、一定以上の剛性を有する金属からなり、矩形の板状に形成される。また、樹脂層は、廃ポリオレフィン樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料からからなり、金属板の全体を封止する。このように、金属板の全体を樹脂層によって封止することで、金属板が外側に露出しないため、金属板が地中成分によって腐食することがない。そして、樹脂層（１４）は、たとえばポリエチレン、ポリプロピレンを主体とする廃棄プラスチックを使用して形成した廃ポリオレフィン樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料からなり、樹脂層にボーリングマシンのロッドが接触したときに、そのロッドの先端を閉塞させることができるように、所定の厚みに形成される。

第１の発明によれば、埋設管路防護板の機能を長期的に保持することができる。樹脂層に繊維体を混入して、樹脂層の伸縮量を小さくすることで、樹脂層にひび割れや変形が発生するのを防止することができる。掘削作業を行うボーリングマシンによって埋設管路が損傷を受ける事態を防止することができ、また、廃ポリオレフィン樹脂を使用して樹脂層を形成することによって、樹脂層の柔軟性が増すため、ボーリングマシンのロッドの先端をより閉塞させ易くなる。

第２の発明は、地中に埋設されている既設の埋設管路を防護するために当該埋設管路の上方の地中に埋設される埋設管路防護板であって、金属板、および廃ポリオレフィン樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料からなり、金属板の全体を封止した樹脂層を備え、樹脂層は、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドが接触したときに当該ロッドの先端を閉塞可能な所定の厚みに形成され、さらに樹脂層は、金属板を中心点として左右ならびに上下対称とされ、金属板の上下方向における一方側と他方側を均等な厚みで形成し、金属板の左右方向における一方側と他方側を均等な厚みで形成し、それによって成形時に樹脂層の内部に生じるひずみを、金属板の上下方向および左右方向におけるそれぞれの一方側と他方側で均等に負担するようにした、埋設管路防護板である。

第４の発明では、樹脂層（１４）は、金属板（１２）の上下方向の一方側と他方側とで均等な厚みに形成されるとともに、金属板の左右方向の一方側と他方側とで均等な厚みに形成される。このため、埋設管路防護板（１０）の成形時に樹脂層の内部に生じるひずみを、金属板の上下ならびに左右方向の一方側と他方側とで均等に負担することができる。

第４の発明によれば、ひずみによる埋設管路防護板の変形を防止することができる。

この発明によれば、樹脂層によって金属板の全体を封止するため、埋設管路防護板の機能を長期的に保持することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施例の埋設管路防護板を埋設管路の上方に埋設した様子を示す図解図である。 （ａ）は、図１の埋設管路防護板を示す側面図であり、（ｂ）は、図１の埋設管路防護板を示す上面図である。 図１の埋設管路防護板を示す断面図である。 埋設管路防護板を成形する様子を示す図解図である。 図５の続きを示す図解図である。 図６の続きを示す図解図である。 図７の続きを示す図解図である。 埋設管路防護板を埋設管路に沿って並べて配置した様子を示す図解図である。

図１を参照して、この発明の一実施例である埋設管路防護板１０は、地中に埋設されている既設の埋設管路１００を防護するためのものであり、埋設管路１００の上方の地中に埋設される。

図２に示すように、埋設管路防護板１０は、金属板１２と樹脂層１４とを備えており、矩形の板状に形成される。埋設管路防護板１０の大きさは、埋設管路１００の管径などに応じて適宜設定され、一例を挙げると、埋設管路１００の管径が７５〜２００ｍｍの場合には、埋設管路防護板１０の長辺の長さは、８００ｍｍであり、その短辺の長さは、５００ｍｍであり、その厚みは、４０ｍｍである。

金属板１２は、比較的軽量でかつ一定以上の剛性を有する金属からなり、矩形の板状に形成される。この実施例では、金属板１２は、ＪＩＳ−Ｇ３１０１に準拠する一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）であり、その長辺の長さは、７４０ｍｍであり、その短辺の長さは、４４０ｍｍである。また、金属板１２の厚みは、少なくともアースオーガー式の建柱機による穿孔を防ぐことができるように、金属板１２の素材等を勘案することによって適宜設定され、たとえば２．３ｍｍである。

樹脂層１４は、廃棄プラスチックを使用して形成した廃プラスチック樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料からなり、金属板１２の全体を封止する。なお、この明細書における、「５〜２０重量％の繊維体」とは、樹脂層１４中の繊維体の含有量が、樹脂層１４の全量に対して５〜２０重量％であることを意味する。

この実施例では、廃プラスチック樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレンを主体とする廃棄プラスチックを使用して形成した廃ポリオレフィン樹脂が用いられ、樹脂層１４は、廃プラスチック樹脂に１０重量％のガラス繊維（グラスファイバー）を混入した混合材料によって形成される。

ただし、これに限定される必要はなく、塩化ビニルやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの廃棄プラスチックを使用して廃プラスチック樹脂を形成してもよい。

また、繊維体として、ガラス繊維以外にも、炭素繊維（カーボンファイバー）などの従来公知の繊維を用いることもできる。

樹脂層１４は、図３に示すように、金属板１２の上下方向の一方側と他方側とで均等な厚みに形成されるとともに、金属板１２の左右方向（水平方向）の一方側と他方側とで均等な厚みに形成される。換言すると、樹脂層１４は、金属板１２を中心点として左右ならびに上下対称となるように形成されている。

たとえば、樹脂層１４の上下方向の厚みｄ１は、後に詳細を説明するように、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドが樹脂層１４に接触したときに、このロッドの先端を樹脂層１４によって閉塞させることができる厚みに設定される。

本願発明者等の実験では、呼び径が４０．５ｍｍのロッドを４２ｒｐｍで回転させて樹脂層１４の削孔を行った場合、削孔深さが１７ｍｍのときにボーリングマシンの送水圧が３Ｍｐａまで上昇した。これは、粘性地盤の地盤面〜−１０ｍにおける水圧の約１０倍の数値であり、通常、ボーリングマシンの操作者は、このようにボーリングマシンの送水圧が３Ｍｐａまで上昇すると、送水圧の上昇に異常を感じて掘削作業を中断する。

よって、樹脂層１４の上下方向の厚みｄ１は、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドが樹脂層１４に接触したときに、このロッドの先端を樹脂層１４によって閉塞させることができるように、１７ｍｍ以上に設定され、埋設管路防護板１０の成形時に樹脂層１４の厚みに多少のずれが生じてしまう可能性を考慮し、好ましくは２０ｍｍ程度に設定される。

また、樹脂層１４の左右方向の厚みｄ２は、樹脂層１４が剥離してしまうことがなく、さらに、埋設管路防護板１０を配置したときに互いに隣接する埋設管路防護板１０の金属板１２どうしの間隔があまり大きくならないように、３０ｍｍ程度に設定される。

ところで、この実施例では、廃プラスチック樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料によって樹脂層１４を形成しているが、これは、一般的に、合成樹脂が温度変化により金属に比べて大きく伸縮するため、金属板１２の全体を樹脂層１４によって封止した場合には、埋設管路防護板１０の成形時や時間経過後（冷却後）に樹脂層１４にひび割れ（クラック）や変形が発生してしまうことがあるからである。

本願発明者等は、廃プラスチック樹脂に繊維体を混入した混合材料を評価するために、廃プラスチック樹脂からなる樹脂板（以下、０％混合品）、廃プラスチック樹脂に５重量％のガラス繊維を混入した混合材料からなる樹脂板（以下、５％混合品）、廃プラスチック樹脂に１０重量％のガラス繊維を混入した混合材料からなる樹脂板（以下、１０％混合品）、廃プラスチック樹脂に２０重量％のガラス繊維を混入した混合材料からなる樹脂板（以下、２０％混合品）、ならびに金属板１２のそれぞれについて、成形後２４時間経過後（２５℃）の製品の長さと幅とを測定して伸縮量を確認した。その結果を表１に示す。

さらに、本願発明者等は、０％混合品、５％混合品、１０％混合品、２０％混合品のそれぞれを、製品保管時の使用環境温度を想定した温度条件下（−１０℃，４０℃）で放置する繰り返し温度試験を行った。なお、実験条件は以下の通りである。各混合品を、−１０℃で１５時間、４０℃で９時間、−１０℃で１５時間、４０℃で９時間、−１０℃で１５時間、そして４０℃で９時間放置し、各温度での状態処理後における製品の長さと幅を測定して伸縮量を確認した。その結果を表２に示す。

なお、いずれの実験においても、廃プラスチック樹脂に２０重量％以上の繊維体を混入した混合材料については評価していないが、これは、繊維体の含有量が２０重量％を超えると、樹脂層１４の柔軟性が損なわれることで、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドが樹脂板に接触しても、そのロッドの先端を樹脂板によって閉塞させ難くなるからである。

これらの測定結果により、いずれの樹脂板（０％混合品、５％混合品、１０％混合品、２０％混合品）も、成形後２４時間経過後には、金属板よりも縮んでいる（つまり、伸縮量が大きい）ことが分かる。

また、０％混合品よりも５％混合品の方が伸縮量が小さく、５％混合品よりも１０％混合品の方が伸縮量が小さく、１０％混合品よりも２０％混合品の方が伸縮量が小さいことが分かる。つまり、樹脂板中の繊維体の含有量が大きくなれば、樹脂板の伸縮量が低減されることが分かる。

したがって、廃プラスチック樹脂に混入する「所定重量％の繊維体」は、樹脂層１４の伸縮量を低減させるためにできるだけ多くすることと、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドの先端を閉塞させるのに必要な柔軟性を保持するとともに、製造コストを削減するためにできるだけ少なくすることとの、いわば二律背反的な条件を勘案することによって設定されることが望ましい。

図４−図７を参照して、このような埋設管路防護板１０を成形する方法を以下に示す。

先ず、廃棄プラスチックを粉砕して作成されたペレット状のリサイクル材料に１０重量％ガラス繊維を混ぜ合わせたものを押出成形機のホッパーに供給し、押出成形機によって約１８０〜２００℃の温度下で加熱溶融して、たとえば棒状の混合材料として押し出す。

そして、図４に示すように、所定の分量の混合材料１６をプレス成形機の下金型１８の上に載置し、上金型２０を降下させて下金型１８内の隅々まで均一に混合材料１６が充填されるように所定の時間プレス保持した後、上金型２０を上昇させる。これによって、金属板１２の下面を被覆する樹脂層１４ａが形成される。

次に、上金型２０を上昇させた後、図５に示すように、樹脂層１４ａの上の所定の位置に金属板１２を配置し、再び上金型２０を降下させて樹脂層１４ａの上面と金属板１２の上面とが面一になるように所定の時間プレス保持した後、上金型２０を上昇させる。

続いて、図６に示すように、所定の分量の混合材料１６を金属板１２や樹脂層１４ａの上に載置し、上金型２０を降下させて下金型１８内の上部に隅々まで均一に混合材料１６が充填されるように所定の時間プレス保持した後、上金型２０を上昇させる。これによって、図７に示すように、金属板１２の上面を被覆する樹脂層１４ｂが形成されるとともに、樹脂層１４ａと樹脂層１４ｂとが一体化されて、金属板１２の全体を封止した樹脂層１４が形成されることとなる。

そして、発生しているバリをカッターなどによって除去した後、その埋設管路防護板１０を水槽の中で所定の時間冷却して、作業を終了する。

図８を参照して、このような埋設管路防護板１０を埋設管路１００の上方の地中に埋設するときには、埋設管路防護板１０の短辺を埋設管路１００の軸方向にして、互いに隣接する埋設管路防護板１０の長辺側の端どうしをくっつけた状態で、埋設管路１００の軸方向に沿ってその上方の地中に埋設管路防護板１０を連設する。

こうすることにより、たとえばアースオーガー式の建柱機を使用して掘削作業が行われる場合に、オーガーヘッド（穿孔用のドリル）が埋設管路防護板１０に接触しても、金属板１２がオーガーヘッドを食い止めるため、金属板１２よりも下方へ穿孔することができない。そして、建柱機の操作者がたとえば建柱機が浮き上がるなどの異常を感じることで、掘削作業が中断されることとなる。

さらに、たとえばボーリングマシンを使用して掘削作業が行われる場合に、ロッドの先端が埋設管路防護板１０に接触しても、ロッドの先端が樹脂層１４によって閉塞されて削孔が困難になることで、ボーリングマシンの送水圧が上昇する。そして、ボーリングマシンの操作者がたとえばその送水圧の上昇に異常を感じることで、掘削作業が中断されることとなる。

つまり、埋設管路防護板１０を埋設管路１００の上方の地中に埋設することによって、埋設管路１００が損傷を受ける事態を未然に防止することができる。

この実施例では、廃プラスチック樹脂からなる樹脂層１４によって金属板１２の全体が封止される。このため、金属板１２が外側に露出せず、埋設管路防護板１０を地中に埋設したときにも、金属板１２が地中成分によって腐食してしまうことがない。したがって、埋設管路防護板１０の機能を長期的に保持することができる。

さらに、この実施例によれば、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドが樹脂層１４
に接触したときに、このロッドの先端を樹脂層１４によって閉塞させることができる。樹脂層１４の削孔が困難になることで、ボーリングマシンの送水圧が上昇するため、作業者は、その水圧の上昇に異常を感じて掘削作業を中断することができる。ここで、埋設管路防護板１０が金属板１２のみで形成されている場合や、埋設管路防護板１０の樹脂層１４がボーリングマシンのロッドの先端を閉塞可能な所定の厚みに形成されていない場合には、ボーリングマシンの送水圧が上昇しないため、作業者が埋設管路防護板１０の存在に気が付かずに、ボーリングマシンによって埋設管路１００が損傷を受けてしまうが、この実施例によれば、樹脂層１４がボーリングマシンのロッドの先端を閉塞させるため、ボーリングマシンによって埋設管路１００が損傷を受ける事態を防止することができる。

また、廃ポリオレフィン樹脂を使用して樹脂層１４を形成することによって、塩化ビニルやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる廃プラスチック樹脂を使用して樹脂層１４を形成した場合と比較して、樹脂層１４の柔軟性が増すので、ボーリングマシンのロッドの先端をより閉塞し易くなる。

また、この実施例では、廃プラスチック樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料によって樹脂層１４が形成される。このため、金属板１２の伸縮量と樹脂層１４の伸縮量との差を小さくすることができる。上述したように、金属板１２の全体を樹脂層１４によって封止すると、金属板１２の伸縮量と樹脂層１４の伸縮量との違いによって、埋設管路防護板１０の成形後（冷却後）、樹脂層１４にひび割れ（クラック）や変形が発生してしまうことがある。これに対し、この実施例によれば、金属板１２の伸縮量と樹脂層１４の伸縮量との差を小さくすることで、樹脂層１４にひび割れや変形が発生するのを防止することができる。

さらにまた、この実施例では、樹脂層１４が金属板１２を中心点として左右ならびに上下対称となるように形成される。このため、埋設管路防護板１０の成形後（冷却後）に樹脂層１４の内部に生じるひずみを、金属板１２の上下ならびに左右方向の一方側と他方側とで均等に負担することができる。したがって、ひずみによる埋設管路防護板１０の変形を防止することができる。

なお、上述の実施例では、金属板１２は、ＪＩＳ−Ｇ３１０１に準拠する一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）であり、長方形の板状に形成されたが、これに限定される必要はなく、その鋼材と同程度の剛性を有する金属の板であればよい。たとえば、図示は省略するが、金属板１２として、パンチングメタルやエキスパンドメタルなどの間隙を有するものを用いた場合には、埋設管路防護板１０を成形するときに、この間隙を通じて樹脂層１４ａと樹脂層１４ｂとが一体化するため、埋設管路防護板１０をより強固に成形することができる。

また、上述した径や高さ等の具体的数値は、いずれも単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。

１０ …埋設管路防護板
１２ …金属板
１４，１４ａ，１４ｂ …樹脂層
１６ …混合材料
１８ …下金型
２０ …上金型
１００ …埋設管路

Claims (2)

1. 地中に埋設されている既設の埋設管路を防護するために当該埋設管路の上方の地中に埋設される埋設管路防護板であって、
   金属板、および
   廃ポリオレフィン樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料からなり、前記金属板の全体を封止した樹脂層を備え、
   前記樹脂層は、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドが接触したときに当該ロッドの先端を閉塞可能な所定の厚みに形成される、埋設管路防護板。
2. 地中に埋設されている既設の埋設管路を防護するために当該埋設管路の上方の地中に埋設される埋設管路防護板であって、
   金属板、および
   廃ポリオレフィン樹脂に５〜２０重量％の繊維体を混入した混合材料からなり、前記金属板の全体を封止した樹脂層を備え、
   前記樹脂層は、掘削作業を行うボーリングマシンのロッドが接触したときに当該ロッドの先端を閉塞可能な所定の厚みに形成され、さらに
   前記樹脂層は、前記金属板を中心点として左右ならびに上下対称とされ、前記金属板の上下方向における一方側と他方側を均等な厚みで形成し、前記金属板の左右方向における一方側と他方側を均等な厚みで形成し、それによって成形時に前記樹脂層の内部に生じるひずみを、前記金属板の上下方向および左右方向におけるそれぞれの一方側と他方側で均等に負担するようにした、埋設管路防護板。