JP6017268B2

JP6017268B2 - 補強材

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Publication number: JP6017268B2
Application number: JP2012243931A
Authority: JP
Inventors: 横田　善弘; 善弘横田; 浩崇服部; 尚希竜田; 裕二東
Original assignee: Maeda Kosen Co Ltd
Current assignee: Maeda Kosen Co Ltd
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2032-11-05
Also published as: JP2014091982A

Description

本発明は、補強材に関し、更に詳しくは、盛土を補強できると共に、盛土内の水分を排出することができる補強材に関する。

従来から、低い地盤や斜面に土砂を盛り上げて高くし、平坦な地表を作る盛土工事が行われている。
盛土には、その利用目的に応じて、盛土が崩れないように補強するための補強材（ジオテキスタイル）が埋設される。

ところで、盛土は、雨水等により内部に水分が浸入すると、盛土のせん断強度が低下すると共に、補強材の引抜き抵抗力が小さくなるので、盛土が崩れる恐れがある。このため、盛土には、補強材の他に、盛土内部の水分を排水するための暗渠排水管や板状排水材等が設けられている。

これに対し、排水機能を備えた補強材が種々開発されている。これらによれば、別途、暗渠排水管や板状排水材等を設ける必要がないので、施工を簡略化できるという利点がある。
このような補強材としては、表裏両面に、凸部と、排水路となる凹部とを交互に形成した合成樹脂板を芯材にし、この芯材の両面に凸部表面に接するように不織布を積層し、かつ凸部表面に凹部に連通する溝を設けた盛土補強材（例えば、特許文献１参照）、格子状の網状体からなるシート部材と、該シート部材の少なくとも一方の面に間隔をおいて平行に配設した帯状のドレーン材とからなる盛土補強材（例えば、特許文献２参照）、土中の水分を選択的に透過するフィルター材と、透過した水分を移動させることのできる通水断面を確保する芯体とからなり、芯体の表裏に多数の通水空間を有し、フィルター材と芯体とが長手方向に断続的に接合一体化している土中排水材（例えば、特許文献３参照）、合成繊維織編物からなる基布の片面に、バインダー繊維が部分的に接着された繊維層が点接着されていて、片面の繊維層の表面に排水のための凹凸模様が形成されている土構造物補強排水材（例えば、特許文献４参照）、内部通水空隙に連通する多数の貫通孔を周面に形成したチューブからなる横糸を、可撓性を有する縦糸と交差させ、交差部を固着した排水ネット（例えば、特許文献５参照）、一軸延伸された合成樹脂製のストランドを用いて、これを縦横に交差させて織成された排水機能を有する補強盛土用シート（例えば、特許文献６参照）等が知られている。

特開平０５−１５６６４２号公報特開平０７−２２４４２６号公報特開平０８−１３４５５号公報特開平１０−１７６３２５号公報特許第３８６４３５４号公報特開２００２−６１１９２号公報

しかしながら、特許文献１〜６に記載の補強材は、いずれも盛土の補強、及び、盛土内の水分の排出が、共に十分に優れているとはいえない。すなわち、水分の排出性については比較的優れるものの、逆に、盛土の補強性については、不十分である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、盛土を十分に補強できると共に、盛土内の水分も十分に排出することができる補強材を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、補強部と排水部とを備え、排水部を板状とし、補強部に貫通孔を設けることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明は、（１）盛土に埋設して用いられる帯状の補強材であって、盛土を補強するための補強部と、盛土内の水分を案内する板状の排水部と、を備え、補強部には貫通孔が複数配列されており、補強部には、複数の強化繊維からなる補強糸条が長手方向に埋設され、排水部には、長手方向に複数のリブが設けられ、リブ同士の間に案内溝が設けられ、リブの少なくとも１つには、複数の強化繊維からなる補強糸条が長手方向に埋設され、排水部が一対の補強部に挟持される配置で、補強部と排水部とが一体化されている補強材に存する。

本発明は、（２）強化繊維がアラミド繊維であり、強化繊維の繊度が、１６７０〜１０００００ｄｔｅｘであり、補強材の引張り強度が２０ｋＮ／ｍ以上である上記（１）記載の補強材に存する。

本発明は、（３）補強糸条が、複数並列して埋設されている上記（１）又は（２）に記載の補強材に存する。

本発明は、（４）排水部の上面には、シート状のフィルター材が該排水部を覆うように取り付けられており、フィルター材が不織布又はネットである上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の補強材に存する。

本発明は、（５）フィルター材がポリプロピレン繊維からなる不織布である上記（４）記載の補強材に存する。

本発明は、（６）フィルター材がポリエチレン繊維からなるネットであり、該ネットの開口部の面積が、０．０１〜０．１ｃｍ ^２である上記（４）記載の補強材に存する。

本発明は、（７）案内溝には切り欠き部が設けられており、該切り欠き部を介して隣合う案内溝同士が繋がっている上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の補強材に存する。

本発明は、（８）押出成形により、補強部と排水部とが同時に一体となって製造される上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の補強材に存する。

本発明の補強材においては、補強部に貫通孔が複数配列されているので、盛土に埋設することにより、貫通孔に土砂が入り込み、そのインターロッキング効果により、盛土を十分に補強することができる。
また、排水部が板状となっているので、排水部において、盛土内の水分が集水される。そして、集水された水は、排水部に案内されて排出される。このため、盛土が崩れることを防止することができる。
さらに、補強材は、補強部及び排水部を備えるので、暗渠排水管や板状排水材等を別途設ける必要がなく、施工を簡略化できる。
さらにまた、補強材は、補強部と排水部とが一体化されており、且つ帯状であるので、長手方向に巻き込んだ状態で運搬することができる。このため、運搬が極めて容易となる。

本発明の補強材において、補強部及び排水部に、複数の強化繊維からなる補強糸条が長手方向に埋設されている場合、補強材の強度を極端に向上させることができる。特に、補強糸条が、複数並列して埋設されている場合、バランスよく強度を向上させることができる。

本発明の補強材においては、排水部の上面には、シート状のフィルター材が該排水部を覆うように取り付けられている場合、径が大きい土砂をフィルター材が遮断し、水分のみを排水部に到達させることができる。これにより、土砂が水分と共に排出されることを抑制できる。
また、フィルター材が不織布又はネットである場合、強度及び通気性に優れるので、フィルター材の耐久性が向上すると共に、土砂と水分とを明確に分離することが可能となる。

本発明の補強材においては、排水部の長手方向に案内溝が設けられている場合、集水した水を排水部上で停滞させることなく、確実に盛土の外部に案内することができる。
また、案内溝には切り欠き部が設けられており、該切り欠き部を介して隣合う案内溝同士が繋がっている場合、仮に、一方の案内溝が細かい土砂等で詰まった場合であっても、水分を他方の案内溝に切り欠き部を介して流入させることができる。したがって、排水部における目詰まりによる水分の停滞を抑制できる。

本発明の補強材は、押出成形により、補強部と排水部とが同時に一体となって製造される場合、低コストでありながら、耐久性にも優れる補強材を容易に製造することができる。

図１は、本発明に係る補強材の一実施形態の一部を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る補強材における補強部を示す部分断面図である。図３は、本実施形態に係る補強材における排水部を示す部分断面図である。図４は、本実施形態に係る補強材における案内溝を拡大した上面図である。図５は、本実施形態に係る補強材における補強部と排水部との境界部分を示す部分断面図である。図６は、本実施形態に係る補強材を盛土に埋設させた例を模式的に示す断面図である。図７の（ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態に係る補強材における案内溝を示す部分断面図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、本発明に係る補強材の一実施形態の一部を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係る補強材１０は、盛土を補強するための補強部１と、盛土内の水分を案内する板状の排水部２と、を備える。
補強材１０において、補強部１は、排水部２の両側に設けられている。なお、左右の補強部１は、同じ構成となっている。

補強材１０は、補強部１を備えるので、盛土を十分に補強できる。
これに加え、補強材１０は、排水部２を備えるので、盛土内の水分を排水することが可能となる。すなわち、盛土内の水分が排水部２に集水され、集水された水が、排水部２に案内されて排出されるようになる。
したがって、補強材１０は、暗渠排水管や板状排水材等を別途設ける必要がなく、施工を簡略化できる。

図２は、本実施形態に係る補強材における補強部を示す部分断面図である。
図２に示すように、補強部１は、合成樹脂からなる第１板部１１と、第１板部１１に埋設された補強糸条１５と、第１板部１１に形成された貫通孔３とからなる。

第１板部１１を構成する合成樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。なお、これらの合成樹脂は、単独で用いても、２種類以上混合して用いてもよい。これらの中でも、合成樹脂は、成型しやすさの観点から、熱可塑性樹脂であることが好ましく、特に、リサイクル性の観点から、ポリエチレン又はポリプロピレンであることがより好ましい。

また、上記合成樹脂には、添加剤が含まれていてもよい。
添加剤としては、カーボンブラック等の顔料、紫外線吸収剤、防腐剤、忌避剤等が挙げられる。

補強糸条１５は、補強部１の長手方向に延びたライン状となっており、複数の補強糸条１５が、互いに等間隔となるように並設されている。このため、補強部１は、補強糸条１５を備えることにより、強度が格段に増大すると共に、バランスよく強度が発揮されるようになっている。

ここで、補強材１０の引張り強度は、２０ｋＮ／ｍ以上であることが好ましい。この場合、施工性、経済性においてバランスのとれた材料の使用量で土構造物の安定を担保することが可能である。

補強糸条１５は、糸状の強化繊維を束ねたものからなる。
ここで、強化繊維としては、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、ガラス繊維、炭素繊維、バサルト繊維、ボロン繊維、アラミド繊維、強化ポリエチレン繊維等が挙げられる。なお、これらの強化繊維は、単独で用いても、２種類以上混合して用いてもよい。これらの中でも、強化繊維は、強度及び汎用性の観点から、アラミド繊維であることが好ましい。

ここで、強化繊維の繊度は、強度の観点から、１６７０〜１０００００ｄｔｅｘであることが好ましい。
強化繊維の繊度が１６７０ｄｔｅｘ未満であると、繊度が上記範囲内にある場合と比較して、強度が不十分となり、強化繊維の繊度が１０００００ｄｔｅｘを超えると、繊度が上記範囲内にある場合と比較して、重量が大きくなり過ぎ、施工が困難となる場合がある。

補強部１には、第１板部１１を貫通する貫通孔３が複数形成されている（図１参照）。なお、貫通孔３の形状は、特に限定されない。
また、貫通孔３は、埋設された補強糸条１５の部分を避けるように、それぞれの補強糸条１５同士の間の第１板部１１に、長手方向に複数連続して配列されている。

補強材１０においては、第１板部１１に貫通孔３が複数配列されているので、盛土に埋設することにより、貫通孔３に土砂が入り込み、そのインターロッキング効果により、盛土を十分に補強することが可能となる。

補強材１０において、排水部２は、左右一対の補強部１に挟持されている。
補強材１０においては、排水部２が、盛土を補強する補強部１によって両側から挟持されることになるので、排水部２部分の盛土の補強も十分に維持される。

図３は、本実施形態に係る補強材における排水部を示す部分断面図である。
図３に示すように、排水部２は、合成樹脂からなる第２板部２１と、第２板部２１に埋設された補強糸条１５と、第２板部２１に形成された案内溝２３とからなる。

第２板部２１を構成する合成樹脂としては、上述した合成樹脂と同じものが用いられる。また、上述した合成樹脂と同様に、添加剤が含まれていてもよい。

補強糸条１５は、排水部２の長手方向に延びたライン状となっており、複数の補強糸条１５が、互いに等間隔となるように並設されている。このため、排水部２は、バランスよく強度が発揮される。なお、かかる補強糸条１５も上述したものと同じものが用いられる。

排水部２には、第２板部２１に複数のリブ２ａが排水部２の長手方向に設けられている。これにより、隣合うリブ２ａ同士の間には、案内溝２３が形成される。
補強材１０においては、排水部２に、このような案内溝２３が形成されているので、集水した水を排水部２上で停滞させることなく、確実に盛土の外部に案内することが可能となる。

図４は、本実施形態に係る補強材における案内溝を拡大した上面図である。
図４に示すように、本実施形態に係る補強材１０においては、案内溝２３が２本配列されている。
このとき、リブ２ａには、切り欠き部２５が設けられている。すなわち、案内溝２３は、切り欠き部２３を介して隣合う案内溝２３同士が繋がっている。これにより、仮に、一方の案内溝２３が細かい土砂等で詰まった場合であっても、水分を他方の案内溝２３に切り欠き部２５を介してバイパスさせて流入させることが可能となる。その結果、排水部２における目詰まりによる水分の停滞を抑制できる。

図３に戻り、補強材１０においては、排水部２の上面に、シート状のフィルター材５が排水部２を覆うように取り付けられている。これにより、径が大きい土砂をフィルター材５が遮断し、水分のみを排水部に到達させることができる。その結果、土砂が水分と共に排出されることを抑制できる。

フィルター材５としては、織物、編物、組物、不織布、ネット等が用いられる。これらの中でも、フィルター材５は、不織布又はネットであることが好ましい。この場合、強度及び通気性に優れるので、フィルター材５の耐久性が向上すると共に、土砂と水分とを明確に分離することが可能となる。
また、フィルター材５は、不織布であることがより好ましい。この場合、緻密度が向上するので、土砂と水分とをより明確に分離することが可能となる。

かかる不織布の材質としては、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリオレフィン等が挙げられる。なお、これらの繊維は、単独で用いても、２種類以上混合して用いてもよい。これらの中でも、繊維は、汎用性及び強度の観点から、ポリプロピレン繊維を用いることが好ましい。
また、不織布は、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法、ニードルパンチ法、スパンレース法、ステッチボンド法、スチームジェット法等の方法で製造することができる。

ネットの材質としては、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリオレフィン等が挙げられる。なお、これらの繊維は、単独で用いても、２種類以上混合して用いてもよい。これらの中でも、繊維は、汎用性及び強度の観点から、ポリエチレン繊維を用いることが好ましい。
また、ネットの開口部の面積は、強度及び通気性の観点から、０．０１〜０．１ｃｍ^２であることが好ましい。

補強材１０において、補強部１と排水部２とは一体化されている。
図５は、本実施形態に係る補強材における補強部と排水部との境界部分を示す部分断面図である。
図５に示すように、補強材１０においては、補強部１の第１板部１１と、排水部２の第２板部２１とは連続して繋がっている。
そして、第１板部１１と、第２板部２１との境界部分にフィルター材５の端部が貼着等により固定されている。すなわち、補強材１０においては、排水部２と両側の補強部１との境界部分に、フィルター材５の両側の端部が固着されている。

補強材１０は、補強部１と排水部２とが一体化され、全体として長手方向に延びる帯状となっているので、長手方向に巻き込んで巻回状態とすることができる。これにより、運搬も極めて容易となる。

補強材１０において、補強部１及び排水部２の製造方法は、特に限定されないが、例えば、押出成形により、補強部１と排水部２とが同時に一体となるように製造されることが好ましい。この場合、低コストでありながら、耐久性にも優れる補強材を容易に製造することができる。
具体的には、熱可塑性樹脂からなる合成樹脂に、所定の押出圧（１０〜３０００ｋｇｆ／ｃ）を加えて補強糸条１５と共に、ダイから押し出し、並列させた補強糸条１５を埋設するように成形される。

補強材１０は、盛土を補強するために、盛土に埋設して用いられる。
図６は、本実施形態に係る補強材を盛土に埋設させた例を模式的に示す断面図である。
図６に示すように、補強材１０は、盛土の上下方向に対して複数箇所、略平行となるように埋設される。

補強材１０の施工方法を簡単に示すと、例えば、まず、低い地盤や斜面に土砂を盛り上げて高くし、盛土部ａを形成する。
そして、盛土部ａの平坦な上面に、補強材１０を敷設する。
次いで、その補強材１０の上に盛土部ｂを形成し、再び、盛土部ｂの上面に、補強材１０を敷設する。
この操作を繰り返すことにより、複数枚の補強材１０が埋設された盛土１００が形成される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態に係る補強材１０において、補強部１及び排水部２には、複数の補強糸条１５が互いに等間隔となるように並列して埋設されているが、必ずしも等間隔でなくてもよい。

本実施形態に係る補強材１０においては、第２板部２１に３本のリブ２ａを設け、隣合うリブ２ａ同士の間に２本の案内溝２３を形成しているが、リブ２ａの数は特に限定されない。すなわち、案内溝２３は、１本であってもよく、３本以上であってもよい。

本実施形態に係る補強材１０において、リブ２ａの形状は特に限定されない。
図７の（ａ）〜図７の（ｃ）は、他の実施形態に係る補強材における案内溝を示す部分断面図である。
図７の（ａ）に示すように、案内溝を形成するリブ２ｂの形状は、断面円弧状であってもよく、図７の（ｂ）に示すように、案内溝を形成するリブ２ｃの高さが不揃いであってもよい。
また、図７の（ｃ）に示すように、リブの代わりに、第２板部２１ｂに凹部２ｄを設け、これを案内溝としてもよい。

本実施形態に係る補強材１０においては、案内溝２３に切り欠き部２５が設けられているが、切り欠き部は１箇所のみならず、複数箇所設けられていてもよい。
また、逆に切り欠き部が設けられていなくてもよい。

本発明の補強材は、低い地盤や斜面に土砂を盛り上げて高くし、平坦な地表を作る盛土に埋設して用いられる。本発明の補強材によれば、盛土を十分に補強できると共に、盛土内の水分も十分に排出することができる。

１・・・補強部
２・・・排水部
２ａ，２ｂ，２ｃ・・・リブ
２ｄ・・・凹部
３・・・貫通孔
５・・・フィルター材
１０・・・補強材
１１・・・第１板部
１５・・・補強糸条
２１・・・第２板部
２３・・・案内溝
２５・・・切り欠き部
１００・・・盛土
ａ，ｂ・・・盛土部

Claims

盛土に埋設して用いられる帯状の補強材であって、
前記盛土を補強するための補強部と、
前記盛土内の水分を案内する板状の排水部と、
を備え、
前記補強部には貫通孔が複数配列されており、
前記補強部には、複数の強化繊維からなる補強糸条が長手方向に埋設され、
前記排水部には、長手方向に複数のリブが設けられ、
前記リブ同士の間に案内溝が設けられ、
前記リブの少なくとも１つには、複数の強化繊維からなる補強糸条が長手方向に埋設され、
前記排水部が一対の前記補強部に挟持される配置で、前記補強部と前記排水部とが一体化されている補強材。
前記強化繊維がアラミド繊維であり、
前記強化繊維の繊度が、１６７０〜１０００００ｄｔｅｘであり、
前記補強材の引張り強度が２０ｋＮ／ｍ以上である請求項１記載の補強材。
前記補強糸条が、複数並列して埋設されている請求項１又は２に記載の補強材。
前記排水部の上面には、シート状のフィルター材が該排水部を覆うように取り付けられており、
前記フィルター材が不織布又はネットである請求項１〜３のいずれか１項に記載の補強材。
前記フィルター材がポリプロピレン繊維からなる不織布である請求項４記載の補強材。
前記フィルター材がポリエチレン繊維からなるネットであり、該ネットの開口部の面積が、０．０１〜０．１ｃｍ ^２である請求項４記載の補強材。
前記案内溝には切り欠き部が設けられており、該切り欠き部を介して隣合う案内溝同士が繋がっている請求項１〜６のいずれか１項に記載の補強材。
押出成形により、前記補強部と前記排水部とが同時に一体となって製造される請求項１〜７のいずれか１項に記載の補強材。