JP5815360B2 - 改良地盤、およびその施工方法 - Google Patents

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この発明は、地盤の改良技術に関連するものであり、特に、地震に伴い発生する液状化現象による被害を最小限度に留めることを可能とする各種敷地や道路などの地盤を改良する技術、およびそれによって改良した地盤構造、舗装構造などを提供する分野は勿論のこと、その施工に必要な資材や設機器などの輸送、保管、組み立て、利用に必要となる設備、基器具類を提供、販売する分野から、それら資材や機械装置、部品類に必要となる素材、例えば、木材、石材、各種繊維類、プラスチック、各種金属材料等を提供する分野、それらに組み込まれる電子部品やそれらを集積した制御関連機器の分野、各種計測器の分野、当該設備、器具を動かす動力機械の分野、そのエネルギーとなる電力やエネルギー源である電気、オイルの分野といった一般的に産業機械と総称されている分野、更には、それら設備、器具類を試験、研究したり、それらの展示、販売、輸出入に係わる分野、将又、それらの使用の結果やそれを造るための設備、器具類の運転に伴って発生するゴミ屑の回収、運搬等に係わる分野、それらゴミ屑を効率的に再利用するリサイクル分野などの外、現時点で想定できない新たな分野までと、関連しない技術分野はない程である。
(着目点)
地震に伴い発生する液状化現象は、地中の土砂を地下水と共に地表に吹き出す、所謂噴砂を発生し、路面などに局地的な隆起や陥没を生じ、多大な被害を招くものであり、こうした現象による被害を防止する技術としては、従前から、排水工法(グランベルドレーン工法)、締固め工法(サンドコンパクションパイル工法)、固結工法(深層混合処理工法)、地下水低下工法(ディープウェル工法)などを施工して対策するのが一般的となっているが、こうした工法は、何れも井戸を掘り、パイルを打つなど、地盤に対して縦(上下)方向の強度を強化して対策するという考え方を主眼とするものであり、それら施工に伴う騒音、振動対策を必要とするだけではなく、施工後における地盤沈下の虞などが懸念される外、何よりも多額の施工費用を必要とすることになることから、この度の3・11東日本大震災などのように広域に股がる被害を被むってしまい、道路交通網の復旧、整備などへ長距離に渡る施工を必要とするときなどへの対策には実質的に不可能となってしまうということと、こり度の被害状況からは、それまで採用されてきていた工法自体の実効如何についても疑問を抱くこととなった。
(従来の技術)
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案も、これまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記の特許文献1(1)に提案されているものに代表されるように、液状化の可能性のある砂地盤の表層部1〜3m程度の範囲を掘削撤去し、排水孔を有する中空ブロックを掘削部に敷き並べ、各中空ブロックには砕石等の間隙形成材を充填し、各ブロック上には、必要に応じて簡易舗装を施し、地震発生時の地盤内における間隙水圧の上昇に伴い、各ブロック下面の排水孔から侵入してくる水を、間隙形成材間の間隙および上面の排水孔を経由する排水路を通じて排出することにより、地盤における間隙水圧の上昇を抑え、液状化を抑制可能とするようにしたものや、同特許文献1(2)に見られるような、コンクリート版の目地上に、樹脂モルタル層およびクラック防止シートからなる舗装用板状部材を配置し、該板状部材上にシートを介してアスファルト層を敷設するようにしてなるものとし、コンクリート版の伸縮により目地部に応力等が加わってもその応力を板状部材が緩和し、アスファルト層に分散してアスファルト層にクラックが発生するのを防止可能としてなるものなどが散見される。
しかし、前者特許文献1(1)に示されているような施工敷地範囲内に渡り、多数の中空ブロックを敷設する舗装工法は、各中空ブロックの排水孔を通じて地下水を水平方向に排水するのに有効であり、舗装の縦(上昇)方向への地下水の流出を抑制することができるという効果が得られるが、各中空ブロック同士は敷き並べられているだけなので、大地震などの地盤の変動によって、それら機材は簡単に連携を崩し、崩壊、移動してしまうのは必然であり、その結果、それに起因して、例えば舗装に亀裂が生じさせて噴砂現象を惹起してしまうことが容易に予想され、片や、後者特許文献1(2)に代表するような、コンクリート版の目地上に舗装用板状部材を配置してなるものなどでは、コンクリート版目地上のアスファルト層に亀裂が生じるのを効果的に防止できるとはいうものの、地盤中における液状化による噴砂現象の抑制には全く繋がらないという致命的な欠点を残すものであった。
(1)特開平6−146255号公報 (2)特開平7−119114号公報 (3)特許第3100398号公報
(問題意識)
上述したとおり、従前までに提案のある各種液状化対策技術などは、何れも井戸の掘削やパイルの打ち込みなどといった地盤の根本的改良に多額の工事費用を必要とするなどから、広範囲に及ぶ対策施工には適合し難くなるというだけではなく、液状化防止対策として、縦(上下)方向強度の増強を主眼とした地盤改良に対する実効に疑問を残す結果となった現状を踏まえると、より低コストで迅速に施工可能で、実効ある液状化対策の早期実現の必要性は焦眉の急であり、永年、様々な土木工事に応じて柔軟、適切に対応する中で高品質の施工法の開発、実施に数多く携わってきて信頼性ある地盤改良技術を提供し続け、それらから得られた様々な知見、および、震災後の被害状況を調査した各種資料や、施工主、利用者を含む様々な方面からなどの情報に基づき、地面の亀裂や舗装目地の継ぎ目などから噴砂を生じて被害を拡大する事態を回避するようにし、被災後の復旧工事件数を極力抑えて復旧経費の大幅な削減を果たすようにすることが必要であるという認識を持つに至り、そのためには、従前から踏襲されてきていた地盤の縦(上下)方向への地盤強化という対策技術について根本的な見直しを要することに想到し、その実現化を痛感するに至ったものである。
(発明の目的)
そこで、この発明は、従前から地盤強化技術の根本的な見直しという視点に立脚し、地震発生に伴う地面などの亀裂発生を確実に抑止可能になると共に、地盤縦(上下)方向への地下水の流動を遮断し、水平方向への排水を誘導して土砂の流失を阻止し、地表への噴砂を確実に防止可能とするようにし、短工期で安価に施工可能とする新たな施工技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の改良地盤、およびその新規な施工方法を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
(発明の構成)
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の改良地盤は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って埋設してある暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成してなるものとした構成を要旨とする改良地盤である。
この基本的な構成からなる改良地盤は、その表現を変えて示すならば、所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って埋設してある暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成し、地震に伴う液状化で現地盤中に湧き出す水を、該水平排水型防水シートが、水平方向に誘導・排水可能にすると共に、現地盤の隆起を阻止可能とし、各暗渠が、それら暗渠間範囲内からの円滑な排水と、土砂の流失阻止とを行い、該透水性クラック防止用ジオテキスタイルが、覆土のクラックを防止可能としてなるものとした構成からなる改良地盤となる。
より具体的には、所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って埋設してある暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成し、該覆土上に基層、表層を順次、施工・舗装してなるものとした構成からなる改良地盤となる。
さらに具体的に示すと、所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って埋設してある透水管暗渠上間に渡り、水平排水型防水シートであるテマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルとしてのテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)を介在、敷設した覆土を形成してなるものとした構成からなる改良地盤となる。
これを換言すると、所定幅員および所要深さに掘削して均した現地盤上に路床を形成し、該路床上端寄りであって所定幅員の少なくとも左右外縁に沿って所定透水係数の暗渠を埋設した上、それら暗渠上間および路床上に、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ路床土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設し、該水平排水型防水シート上に、下層路盤と上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した路盤を形成してなるものとした構成からなる改良地盤ということができる。
より具体的に示すと、所定幅員および所要深さに掘削して均した現地盤上に路床を形成し、該路床上端寄りであって所定幅員の少なくとも左右外縁に沿って所定透水係数の透水管暗渠を埋設した上、それら透水管暗渠上間および路床上に、水平排水型防水シートであるテマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)を敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層路盤と上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルとしてのテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)を介在、敷設した路盤を形成してなるものとした構成からなる改良地盤となる。
さらに具体的に示すと、所定幅員および所要深さに掘削して均した現地盤上に路床を形成し、該路床上端寄りであって所定幅員の少なくとも左右外縁に沿って所定透水係数の透水管暗渠を埋設した上、それら透水管暗渠上間および路床上に、水平排水型防水シートであるテマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)を敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層路盤と上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルとしてのテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)を介在、敷設した路盤を形成し、該路盤上に基層、表層を順次、施工・舗装してなるものとした構成からなる改良地盤ということができる。
(関連する発明)
上記した改良地盤に関連し、この発明には、その施工方法も包含している。
即ち、所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って暗渠を埋設し、各暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した後、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成するようにしてなるものとした、この発明の基本をなす上記したとおりの改良地盤の施工方法である。
この改良地盤の施工方法を表現を変えて示すと、所定幅員および所要深さに掘削して均した現地盤上に路床を形成し、該路床上端寄りであって所定幅員の少なくとも左右外縁に沿って所定透水係数の暗渠を埋設した上、それら暗渠上間および路床上に、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ路床土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した後、該水平排水型防水シート上に、下層路盤と上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した路盤を形成してなるものとした、この発明の基本となる上記したとおりの改良地盤の施工方法ということができる。
より具体的に示すと、所定幅員および所要深さに掘削して均した現地盤上に路床を形成し、該路床上端寄りであって所定幅員の少なくとも左右外縁に沿って所定透水係数の暗渠を埋設した上、それら暗渠上間および路床上に、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ路床土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した後、該水平排水型防水シート上に、下層路盤と上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した路盤を形成し、必要に応じて該路盤上に基層、表層を順次、施工・舗装するようにしてなるものとした、この発明の基本となる上記したとおりの改良地盤の施工方法となる。
以上のとおり、この発明の改良地盤によれば、従前までのものとは違い、上記したとおりの固有の特徴ある構成から、低廉且つ短工期で施工可能でありながら、地震などに伴い現地盤中に液状化現象による湧き水が発生した場合にあっても、現地盤上に敷設した水平排水型防水シートが、湧き水を覆土層下に沿って水平方向に誘導すると共に、水分のみを暗渠を通じて速やかに排水し、覆土層よりも上方への噴砂を確実に防止可能であり、液状化に伴う覆土層の隆起や崩壊を確実に阻止することができる上、下層覆土層と上層覆土層との間に介在させた透水性クラック防止用ジオテキスタイルが、覆土層の高い透・排水性を確保し、且つ、覆土の水平方向への伸縮強度およびクラックに対する耐久強度を格段に高めたものとすることができるという秀れた特徴が得られるものである。
加えて、覆土上に基層、表層を順次、施工してなるものは、一段と上質で耐久強度の高い舗装を実現化することができるから、覆土のみの施工に加え、多様な顧客ニーズに対して、より広く応えることのできる施工例を提供することができるものとなる。
さらに、水平排水型防水シートとして、それまでは構築物の防水施工材として、専らコンクリート打設面にしか採用されることのなかったテマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)を、同社の許可の下で、地盤面に直接敷設して専ら水平方向への強度補強と遮水機能達成目途としてなる改良地盤によれば、特有の排水誘導用の層状間隙、および防水貼着機構などによって広範囲に渡る現地盤をより確実に防水することができるものとなり、また、同様に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルにテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)を、同様、同社の許可の下で、採用してなる改良地盤によれば、ジオテキスタイル素材の軽量且つ高強度な品質が、施工作業を簡便なものとし、格段に耐久性および排水性に秀れた覆土を実現化できるものになるという効果を奏するものになる。
そして、この発明の改良地盤による舗装を施してなる道路によれば、従前までの液状化対策技術の施されたものであれば、大地震で一瞬にして広大な範囲に激震が及び、長大な総延長距離の道路に点在するように液状化による甚大な被害を受けてしまう事態を、結果として避けることができなかったものが、従前までよりも遙かに低予算にて、水平排水型防水シートおよび透水性クラック防止用ジオテキスタイルを敷設するという簡便な施工によって、液状化に伴う道路施設への被害を大幅に低減し、格段に耐久強度に秀れた舗装道路を提供できるという秀れた効果が得られるものになる。
この発明の改良地盤による舗装道路に、水平排水型防水シートとしてテマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)を、また、透水性クラック防止用ジオテキスタイルとしてテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)を夫々採用してなるものは、それら特有の防水吊着機構などによって広範囲に渡る路盤以上の舗装層を所定幅員に渡り、より確実に防水することができる上、それら素材の軽量且つ高強度な品質が、施工作業を簡便し、一段と高強度の路盤を実現化できるものになるという効果を奏するものである。
加えて、この発明の改良地盤による舗装道路の路盤上に基層、表層を順次、施工してなるものとしたものは、より高い走行安全性と耐久強度とを達成することができ、前述と同様に、水平排水型防水シートおよび透水性クラック防止用ジオテキスタイルによる、路面強度の向上と、液状化現象に起因する路面の隆起をより確実に防止できるものとすることができる。
そして、この発明の改良地盤の施工方法によれば、一般的な地盤整備工事の適切な工程段階の途中で、所要深さに掘削して均した現地盤上面に対し、水平排水型防水シートを敷設し、また、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成するという特有の構成により、シンプルな作業工程で簡単、迅速且つ正確に施工することが可能である上、従前までの軟弱地盤の改良工事に比較して格段に低コストにて施工できるようになるという秀れた特徴を発揮することができる。
さらに、この発明の改良地盤の施工方法を道路の地盤改良に採用することにより、従前までの各種工法では、膨大な費用と長期に亘る工期を避けることができず、道路管理者に長期に亘り、コスト的にも人的にも多大な負担を強いるものとなってしまっていたものが、こうした弊害を一切解消し、一般的な道路整備のための工事と略同等の労力と工期とにより、格段に低コストで液状化による被害を防止可能とする道路を施工することができるものになるという秀れた効果を得ることができ、加えて、この発明の改良地盤の施工方法を採用した道路施工に際し、路盤上に基層、表層を順次、施工するようにしてなるものでは、安全な車両走行に適する平滑でスリップし難い高品質の路面舗装を実現化することができるという効果を奏するものとなる。
上記したとおりの構成からなるこの発明の実施に際し、その最良もしくは望ましい形態について説明を加えることにする。
当該改良地盤は、通常の舗装と同等の機能を発揮する上、地下に含有する水分量が多く、地震に伴って液状化現象の発生が懸念される敷地に施工し、液状化現象による亀裂、陥没、隆起などの各種変形や破損から舗装を保護可能とする機能を担うものであり、例えば、各種道路、駐車場、グラウンド、公園、庭園、またはその他の施設や敷地に採用することが可能であり、地盤面積に応じて外縁間を幾つかに分割して複数列に暗渠を敷設し、各暗渠間には水平排水型防水シートを夫々分割、敷設し、覆土は、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在し、それら地盤面積全体を連続、カバーするようにしてなるものとすることができる。
現地盤は、当該改良地盤の路床、およびそれ以上の舗装全体を支持する原地盤部分であり、施工前の地表を覆土または路床形成の深さまで掘削し、露出させた地下部分ということになり、当該改良地盤施工の対象となるのは、基本的に多量の水分を含み、地震の発生に伴い液状化現象を生じる虞のある地層であるということが可能であるが、通常は乾燥状態にあっても、周辺の地形や地層、各種施設などから、地震や事故などの発生に伴い、多量の水分が地層中に流入し、その結果としてそれ以降、液状化現象を生じ易くなる虞がある土地を所定深さまで掘削、露出させた場所などとすることが可能であり、地中の水分含有量などの各種条件に制限を受けるものではない。
路床は、それ以上の舗装と一体となって地上からの荷重を分散支持すると共に、その上端と下層路盤下端との間に水平排水型防水シートを敷設状に支持可能とする機能を担い、水平排水型防水シートの凹凸形状に噛合状となって水平排水型防水シートの上下、水平方向へのズレや滑動を阻止可能としてなるものとしなければならず、施工の対象となる現地盤は、軟弱地盤であることが多いから、地盤の一定の厚さを良質土に入れ替えて施工するのが望ましく、セメントや石灰等などを用いた簡易的な安定化処理を施すことも可能であるが、基本的には過度な防・排水や固結などの工事は一切不要である。
暗渠は、水平排水型防水シート下の現地盤や路床などで液状化した砂水の中の水分のみを当該改良地盤範囲外に円滑に排水可能とする機能を担い、土砂を殆ど排出せず、水分のみを分離、排水可能とする所定透水係数のものを採用しなければならず、土砂の排出を抑制したり、透水係数を調整したりする目的から、周囲や適所にフィルターなどを適宜装着したものとすることができ、施工性や経済性を考慮すると、後述する実施例にも示すように、多孔質素材製の可撓性パイプや、全面有孔の排水パイプなどを、所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも左右外がわ縁に沿って埋設したものとすることができ、対象となる地盤面積に応じて外縁間を幾つかに分割して複数列状、格子状、枝別れ状など、地形に応じて円滑な排水を実現可能とする様々な配置状態の何れかとするよう敷設した上、各暗渠間には水平排水型防水シートを夫々分割、敷設し、覆土は、それら全体を連続、カバーするように施工してなるものとすることができる。
水平排水型防水シートは、敷設範囲内の液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする機能を担い、、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなるものとしなければならず、後述する実施例に示すように、テマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)の外、同社製のテフォンドドレン(商品名)やテフォンドHP(商品名)などとすることができる。
覆土は、歩行や車両の走行などを安全且つ円滑に行えるよう、地表面を平らに均すと共に、地表に加わる荷重を現地盤に分散可能なものとする機能を担い、下層覆土層と上層覆土層とを有し、それら下層覆土層および上層覆土層の間には、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設してなるものとしなければならず、粒度を均質化していない粒状材を敷き詰めた下層覆土層と、粒度を均質化した粒状材を敷き詰めた上層覆土層との間に透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設してなるものとすることができる外、後述する実施例に示すように、現地産の粒状材を利用した下層路盤と、一定粒度の粒状材に瀝青や消石灰、生石灰、セメントなどを加えたものからなる上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設してなる路盤に置き換えることが可能である。
下層覆土層は、現地盤の不陸を均し、上層覆土層からの荷重を現地盤に分散、伝達可能とする機能を分担し、砕石や砂利などの粗粒度の材料を締め固めてなるものとすることができ、上層覆土層は、地表面を平滑且つ滑り難い安全なものにすると共に、地上からの荷重を下層覆土層に分散、伝達可能とする機能を担い、密粒度の材料を締め固めてなるものとすることができ、運動場や競技場などのようなグラウンドや庭園、歩道、道路などを形成することができる。
路盤は、交通などによる荷重を分散し、路床に伝える機能を担い、比較的支持力の小さい廉価な素材を用いた下層路盤、不織布、織布、紐や糸状の樹脂フィルムによる織布などからなる透水性クラック防止用ジオテキスタイル、および、支持力の大きな良質の材料からなる上層路盤からなるものとしなければならず、後述する実施例に示すように、下層路盤は、現地産の砕石やスラグなどの粒状材を利用したり、それら粒状材に消石灰や生石灰、セメントなどで安定処理したものを用いたものとするのが望ましく、透水性クラック防止用ジオテキスタイルは、テマ社製(イタリア)XグリッドPETを採用することができ、上層路盤は、一定粒度の砕石やスラグを敷き詰めるか、砕石や現地産材料などに瀝青や消石灰、生石灰、セメントなどを加えて硬化させ、支持力を高めたものとするのが望ましい。
当該改良地盤は、覆土や盤上に基層、表層を順次、施工・舗装してなるものとすることが可能であり、基層は、表層に加わる交通荷重を路盤に均一に分散・伝達する機能を担い、表層の一つ下層に敷設されるアスファルト混合物層であり、重車両の交通量に応じて省略することが可能であり、表層は、雨水が下部に浸透するのを防ぎ、交通荷重を分散して下層に伝達すると共に、交通荷重による流動、摩耗、亀裂を抑制し、表面を平坦化して安全走行可能な路面を形成するという機能を担い、アスファルト混合物からなる層とすることができる外、単層、または3層以上のアスファルト舗装、または、コンクリート舗装などを施すことができる。
当該改良地盤の施工方法は、グラウンドや公園、駐車場、庭などの各種敷地の外、自動車用や自転車用などの各種道路、歩道などを施工する技術であり、所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って暗渠を埋設し、各暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ路床土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した後、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成するようにしてなるものとしなければならず、対象となる地盤面積に応じて外縁間を幾つかに分割して複数列状、格子状、枝別れ状など、地形に応じて円滑な排水を実現可能とする様々な配置状態の何れかとするよう暗渠を敷設した上、各暗渠間には水平排水型防水シートを夫々分割、敷設し、覆土は、それら全体を連続、カバーするように施工を進めるものとすることが可能である。
さらに、当該覆土上や路盤上には、必要に応じて基層、表層を順次、施工・舗装するようにしてなるものとすることが可能であり、舗装の使用や必要条件などに応じて基層のみか、または、表層のみかの何れか一方を形成するようにしたものとすることが可能である。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
図面は、この発明の改良地盤、およびその施工方法の技術的思想を具現化した代表的な幾つかの実施例を示すものである。
改良地盤を示す縦断面図である。 改良地盤である道路の各層を断面化して示す斜視図である。 水平排水型防水シートを示す斜視図である。 透水性クラック防止用ジオテキスタイルを示す斜視図である。 改良地盤による作用を示す縦断面図である。 改良地盤の他の例をを示す縦断面図である。 改良地盤の他の例による作用を示す縦断面図である。 改良地盤のさらに他の例による作用を示す縦断面図である。
図1ないし図5に示す事例は、掘削した現地盤2の少なくとも外縁に沿って埋設してある暗渠3,3上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造の水平排水型防水シート5を敷設した上、該水平排水型防水シート5上に、下層覆土層70と上層覆土層71との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイル8を介在、敷設した覆土7を形成してなるものとした、この発明の改良地盤における代表的な一実施例をしめすものである。
以下では、この発明の改良地盤の施工方法の一例に従い順次、当該改良地盤1の構造を示して行くこととする。
それら各図からも明確に把握できるとおり、この発明の改良地盤1は、一般的な道路を形成するものとしてあり、所定幅員Wおよび所要深さDに掘削し、突き固めて均した現地盤2上に、上下厚さ約1mの路床4を形成し、平坦に均した該路床4の上端寄りであって所定幅員Wの左右外縁に沿って所定透水係数の暗渠3,3(例えばトヨドレンTDZ150:商品名)を埋設した上、それら暗渠3,3上間および路床4上面に、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ路床4土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、図3に示すように、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部51,51,……を複数個成型した合成樹脂製皮膜50を有し、該合成樹脂製皮膜50の各突起部51,51,……突端上には、排水誘導用の層状間隙52をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイル53を積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シート5を敷設したものとする。
水平排水型防水シート5は、その表面に凸形、裏面に凹形となる各突起部51,51,……が、路床4の上部と、後述する下層路盤70の下部とに噛合し、路床4と下層路盤70とが、互いに水平方向に滑り動かないよう結合するよう介在させたものとし、テマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)5を採用した場合には、図2および図3に示すと共に、前記特許文献1(3)に開示されたように、複数枚のテフォンドドレンプラス(商品名)5,5,……各端縁同士の重ね合わせ範囲に形成した複数の連結用短円柱形の接合突起55,55,……と接合凹部56,56,……との間に、シール材ストリップとしての両面粘着テープ57を挟み込み、防水貼着機構54を形成して強固に双方が密着、連結し、一体のシート状とするようにして大面積をカバーするようにしてなるものとすることが可能である。
このように敷設した水平排水型防水シート5上には、その所定幅員Wに渡ってクラッシャラン、切込砂利や安定処理した現地材料などを所定厚みで敷き詰め、締め固めて均し下層覆土層70としての下層路盤70を形成した後、該下層路盤70面上の所定幅員Wに渡り、透水性クラック防止用ジオテキスタイル8であるテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)8を展開、敷設した上、粒度調整工法、瀝青安定処理工法、セメント安定処理工法などにて上層覆土層71としての上層路盤71を形成し、所定厚みの覆土7となる路盤7を形成し、さらに、該路盤7上層路盤71面上には、粗粒度アスファルト混合物などの加熱アスファルト混合物からなる基層9で不陸を補正してから、密粒度アスファルト混合物などの加熱アスファルト混合物からなる表層90で舗装6するよう施工するものである。
この発明の改良地盤1は、図6および図7に示すように、グランドや庭園などの舗装6にも採用することが可能でり、その構成につき施工工程に従って示すと以下のようなものとなる。
所要深さに掘削した現地盤2の外縁に沿って暗渠3,3を埋設し、各暗渠3,3間の現地盤2を突き固めると共に、同現地盤2上面および各暗渠3,3上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、図3に示すように、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部51,51,……を複数個成型した合成樹脂製皮膜50を有し、該合成樹脂製皮膜50の各突起部51,51,……突端上には、排水誘導用の層状間隙52をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイル53を積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シート5を敷設したものとする。
当該水平排水型防水シート5は、実施例1と同様に、テマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)5を採用するのが望ましく、当該水平排水型防水シート5上には、クラッシャラン、切込砂利や安定処理した現地材料などを所定厚みで敷き詰め、締め固めて均した下層覆土層70、および、粒度調整工法、瀝青安定処理工法、セメント安定処理工法などにてなる上層覆土層71との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイル8であるテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)8を展開、敷設状に介在させるよう挟み込み、3層からなる覆土7を形成するよう施工するものである。
(実施例1の作用・効果)
以上のとおりの構成からなるこの発明の改良地盤1は、図1ないし図5の特に図5中の実線矢印Lに示すように、地震などに伴い、現地盤2および路床4に液状化現象が生じた場合には、路床4上に敷設してある水平排水型防水シート5としてのテマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)5が、その合成樹脂製皮膜50にて、地上に向け上昇しようとする噴砂Lの上昇を抑え込み、水平方向に誘導し、所定透水係数の各暗渠3,3が、土砂の排出を抑制しつつ水分のみを外部排水経路(図示せず)に向け速やかに排水するものとなる。
図2および図3に示すように、水平排水型防水シート5であるテマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)5は、その合成樹脂製皮膜50表裏面に凹凸形をなす複数の地中定着用突起部51,51,……が、路床4上面および路盤7下層路盤70下面と確り噛合して両者の結合を強化し、現地盤2上の所定幅員W範囲内からのズレ移動や崩壊を阻止可能とするものとなり、路盤7下層路盤70以上から浸透する雨水や、周辺上方地層などから湧き出し、浸透してくる水などは、当該合成樹脂製皮膜50と合成樹脂製透水性ジオテキスタイル53との間に、各地中定着用突起部51,51,……が形成する層状間隙52を通じ、やはり水平方向に向けて誘導、排出するものとなり、各暗渠3,3を通じて円滑に排水可能であるから、路盤7下層路盤70以上の土砂の流失を防止して路盤7以上の舗装6の破壊を防止することができる。
図2および図4に示すように、透水性クラック防止用ジオテキスタイル8としてのテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)8は、表層90、基層9、上層路盤71を通じて浸透する雨水や雪解け水などを、下層路盤70がわに円滑に浸透、流下可能とし、水平排水型防水シート5上に沿った水平方向への迅速な排水を可能とするものとなり、さらに、路盤7下層路盤70と上層路盤71との一体性を高めて、水平方向への伸縮変形を防止して荷重の分散性能を向上し、地震や車両による荷重、振動などに対する耐久強度を高め、クラックの発生を抑制するという効果を得ることができる。
(実施例2の作用・効果)
この発明の改良地盤1は、図6および図7に示すように、地震に起因する液状化現象が現地盤2に発生し、噴砂Lが覆土7下層覆土層70に向けて上昇しようとした場合に、水平排水型防水シート5であるテマ社製(イタリア)テフォンドドレンプラス(商品名)5が、噴砂Lの上昇を阻止して水平方向に誘導し、所定透水係数の各暗渠3,3を通じて水分のみを外部排水経路(図示せず)に向け、速やかに排水するものとなり、液状化による覆土層7の隆起を防止するものとなり、さらに、覆土7下層覆土層70、上層覆土層71、および該下層覆土層70と上層覆土層71との間に介在する透水性クラック防止用ジオテキスタイル8であるテマ社製(イタリア)XグリッドPET(商品名)8が、覆土層7の上下方向の透水性を確保して舗装6(覆土層7)に充分な排水性を与えると共に、覆土7の水平方向への伸縮変形を抑制し、クラックの発生を防止可能にするという効果を発生する。
また、図8中に示すように、下層覆土層70と上層覆土層71との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイル8を介在、敷設した覆土7の上面に、適宜粒度のアスファルト製、または、適宜密度のコンクリート製の表層90を施工した改良地盤1は、例えば、大荷重の掛からない歩道、遊歩道、自転車用道路、競技場などのグラウンド、庭園、庭などの地盤を低価格にて改良するのに有効である。
(結 び)
叙述の如く、この発明の改良地盤、およびその施工方法は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも施工も容易で、従前からの軟弱地盤改良や液状化対策工法などの各種技術に比較し、アースオーガや穿孔機などに代表されるような基礎工事用・大型建設機械などが不要となる上、工事の工数を大幅に削減して遥かに経済的なものとすることができ、ジオテキスタイルの敷設は作業性を大幅に改善すると共に、対象地盤をムラなく安定的に支持して地上からの荷重を効果的に分散するものとなるから、高い耐久性が得られ、施工後のメンテナンスに要する経費を大幅に削減し、格段に経済的な維持管理を実現化するものとなり、従前までは、公的安全の確保や、各種施設の維持管理のため止む無く高額の施工費用を投じなければならなかった、各種道路や駐車場および各種競技場のグラウンドや庭園などの施工者や管理者はもとより、施工費用が高額となってしまう為に、施工を断念するか否か大いに悩むこととなっていた一般家庭や、そうした顧客から施工の依頼を請け負う建築土木業界においても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
1 改良地盤
2 現地盤
3 暗渠
4 路床
5 水平排水型防水シート
50 同 合成樹脂製皮膜
51 同 地中定着用突起部
52 同 層状間隙
53 同 合成樹脂製透水性ジオテキスタイル
54 同 防水貼着機構
55 同 接合突起
56 同 接合凹部
57 同 両面粘着テープ
6 舗装
7 路盤7(覆土)
70 同 下層路盤(下層覆土層)
71 同 上層路盤(上層覆土層)
8 透水性クラック防止用ジオテキスタイル
9 基層
90 同 表層
W 所定幅員
D 所要深さ
L 噴砂

Claims (7)

  1. 所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って埋設してある暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成してなるものとしたことを特徴とする改良地盤。
  2. 所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って埋設してある暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成し、地震に伴う液状化で現地盤中に湧き出す水を、該水平排水型防水シートが、水平方向に誘導・排水可能にすると共に、現地盤の隆起を阻止可能とし、各暗渠が、それら暗渠間範囲内からの円滑な排水と、土砂の流失阻止とを行い、該透水性クラック防止用ジオテキスタイルが、覆土のクラックを防止可能としてなるものとしたことを特徴とする改良地盤。
  3. 所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って埋設してある暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した上、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成し、該覆土上に基層、表層を順次、施工・舗装してなるものとしたことを特徴とする改良地盤。
  4. 所定幅員および所要深さに掘削して均した現地盤上に路床を形成し、該路床上端寄りであって所定幅員の少なくとも左右外縁に沿って所定透水係数の暗渠を埋設した上、それら暗渠上間および路床上に、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ路床土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設し、該水平排水型防水シート上に、下層路盤と上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した路盤を形成してなるものとしたことを特徴とする改良地盤。
  5. 所要深さに掘削して均した現地盤の少なくとも外縁に沿って暗渠を埋設し、各暗渠上間に渡り、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した後、該水平排水型防水シート上に、下層覆土層と上層覆土層との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した覆土を形成するようにしてなるものとした、請求項1ないし3何れか一記載の改良地盤の施工方法。
  6. 所定幅員および所要深さに掘削して均した現地盤上に路床を形成し、該路床上端寄りであって所定幅員の少なくとも左右外縁に沿って所定透水係数の暗渠を埋設した上、それら暗渠上間および路床上に、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ路床土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した後、該水平排水型防水シート上に、下層路盤と上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した路盤を形成してなるものとした、請求項4記載の改良地盤の施工方法。
  7. 所定幅員および所要深さに掘削して均した現地盤上に路床を形成し、該路床上端寄りであって所定幅員の少なくとも左右外縁に沿って所定透水係数の暗渠を埋設した上、それら暗渠上間および路床上に、液状化で湧き出す水分を水平方向に誘導・排水可能、且つ路床土砂の隆起を抑制可能とする組成、構造であって、表面に凸形、裏面に凹形となる地中定着用突起部を複数個成型した合成樹脂製皮膜を有し、該合成樹脂製皮膜の各突起部突端上には、排水誘導用の層状間隙をもって合成樹脂製透水性ジオテキスタイルを積層、貼着・一体化してなる水平排水型防水シートを敷設した後、該水平排水型防水シート上に、下層路盤と上層路盤との間に、透水性クラック防止用ジオテキスタイルを介在、敷設した路盤を形成し、必要に応じて該路盤上に基層、表層を順次、施工・舗装するようにしてなるものとした、請求項4記載の改良地盤の施工方法。
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