JP6039221B2 - 舗装道路の施工方法、及び舗装道路の補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、舗装道路の施工方法、及び舗装道路の補強構造に関するものである。

舗装道路の構造として、路体、路床、路盤、及び硬質舗装層を積層し、車両等によって作用する荷重を下方へ分散して伝達する構造のものがある。

特許文献１には、舗装道路の補強構造として、地盤沈下や地震等によって路体など基礎支持層に不等沈下が生じても、硬質舗装層の変形や破壊を抑制するため、基礎支持層と硬質舗装層との間に補強支持層を形成したものが開示されている。

特許文献１に記載の補強支持層は、土砂層と、土砂層の両面を被覆する挟持シートと、土砂層を貫通して挟持シートを連結する複数の縫合体と、から構成される。縫合体は、可撓性と非伸縮性を有する素材からなるロープ材又はテープ材である。

特開２０１０−９０５３４号公報

特許文献１に記載の補強構造では、土砂層は、土砂層の上下の挟持シートと複数の縫合体とによって複数に立体的に区画される。つまり、土砂層は、各区画単位で拘束されるため、土粒子間のインターロッキング効果及び挟持シートの拘束作用によって、補強支持層のせん断強度、曲げ剛性、及びじん性の向上が図れる。

しなしながら、縫合体は、ロープ材又はテープ材からなるため、補強支持層を強化するためには数多く配置する必要があると共に、施工の際には土砂層に施工用の穴を形成する必要がある。そのため、縫合体を用いる場合には、補強支持層の施工に多大な労力を要する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、施工性に優れる舗装道路の施工方法及び舗装道路の補強構造を提供することを目的とする。

本発明は、基礎支持層の上部に路床、路盤、及び舗装層を積層し、前記基礎支持層と前記舗装層との間に前記舗装層を支持する補強支持層を形成する舗装道路の施工方法であって、前記補強支持層は、土砂層と、前記土砂層の両面を被覆する挟持シートと、前記土砂層を貫通する先端部に座屈可能な複数の座屈材を有して前記挟持シートを連結する棒状のアンカー部材と、を備え、前記土砂層の上面に配置された前記挟持シートの上から、前記アンカー部材を前記座屈材が前記土砂層の下面に配置された前記挟持シートを突き抜けるように打設する打設工程と、前記座屈材をくの字状に座屈させて地中に食い込む拡張部を前記挟持シートの下方に形成する座屈工程と、前記アンカー部材を打設方向と反対側に引き上げることで、前記拡張部を前記挟持シートに固着させて前記アンカー部材と前記挟持シートとを一体化する固着工程と、前記アンカー部材に締結される締結具によって前記土砂層の上面に配置された前記挟持シートを押圧するプレストレス工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、土砂層の両面を被覆する挟持シートは棒状のアンカー部材によって連結されるため、アンカー部材の数が少なくて済む。また、アンカー部材はその先端部が土砂層の下面に配置された挟持シートの下層へ突き抜けるように打設されるため、施工の際に土砂層に施工用の穴を形成する必要がない。したがって、施工性に優れる舗装道路の施工方法及び舗装道路の補強構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る舗装道路の補強構造の概略図である。 本発明の実施形態に係る舗装道路の補強構造に用いられるアンカー部材の平面図である。 アンカー部材の先端側の拡大図である。 座屈材が座屈した状態のアンカー部材の先端側の拡大図である。 第１プレート及び第２プレートの平面図である。 第３プレート及び第４プレートの平面図である。 本発明の実施形態に係る舗装道路の施工方法の手順を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る舗装道路の補強構造は、基礎支持層としての路体１の上部に路床２、路盤３、及び舗装層４が積層され、路体１と舗装層４の間に補強支持層１０が形成されるものである。

補強支持層１０は、路床２及び路盤３のいずれかに設けられ、舗装層４を支持するものである。補強支持層１０は、層状に形成された土砂層１１と、土砂層１１の両面を被覆する挟持シート１２と、土砂層１１を貫通して挟持シート１２を連結する棒状のアンカー部材１３と、を備える。

挟持シート１２は、土砂層１１の上面に配置される上部挟持シート１２ａと、土砂層１１の下面に配置される下部挟持シート１２ｂと、を有し、上部挟持シート１２ａと下部挟持シート１２ｂによって土砂層１１を挟持する。挟持シート１２は、ある程度の引張強度と可撓性を有する公知の各種シート状物又はネット状物である。

アンカー部材１３は、後述するように、上部挟持シート１２ａの上から、先端部が下部挟持シート１２ｂを突き抜けるように打設され、その後、挟持シート１２と一体化されて固着される。

以下では、図２〜図６を参照して、アンカー部材１３について詳しく説明する。

アンカー部材１３は、先端側の外周に雄ネジ部２１ａを有する棒状部材としてのロッド２１と、ロッド２１の雄ネジ部２１ａに螺合する雌ネジ部材としてのナット２２と、ナット２２に固定されロッド２１が挿通する第１板状部材としての第１プレート２３と、ロッド２１が摺動自在に挿通する第２板状部材としての第２プレート２４と、ロッド２１の外周を覆って配置され、第２プレート２４の移動を規制する反力パイプ２５と、第１プレート２３と第２プレート２４の間に連結され、ロッド２１の移動に伴って第１プレート２３と第２プレート２４の間で圧縮されてくの字状に座屈可能な複数の第１座屈材２６と、を備える。

図５に示すように、第１プレート２３と第２プレート２４は同一形状であり、円板状に形成される。第１，第２プレート２３，２４には、その中央部にロッド２１が挿通する貫通孔２３ａ，２４ａを有する。第１プレート２３には、第１座屈材２６の一端部が嵌る貫通孔２３ｂが同一半径上に所定間隔を空けて複数形成され、第２プレート２４には、第１座屈材２６の他端部が嵌る貫通孔２４ｂが同一半径上に所定間隔を空けて複数形成される。第１，第２プレート２３，２４と第１座屈材２６とは溶接等によって固定される。

第１プレート２３は、ロッド２１が挿通するリング状の第１リング部材２７を介してナット２２に固定される。第２プレート２４は、ロッド２１が挿通するリング状の第２リング部材２８に固定される。

反力パイプ２５は、第２リング部材２８の背面に当接して第２プレート２４の移動を規制するものである。反力パイプ２５にて第２プレート２４の移動を規制した状態で、ロッド２１を図２中右側に移動させることによって、第１プレート２３が第２プレート２４に近づき両プレート２３，２４の間隔が小さくなる。これにより、第１座屈材２６は、第１プレート２３と第２プレート２４の間で圧縮されてくの字状に座屈する（図４に示す状態）。

なお、第１リング部材２７及び第２リング部材２８を廃止するようにしてもよい。その場合には、第１プレート２３はナット２２に直接固定され、また、第２プレート２４の背面に反力パイプ２５が直接当接することになる。

第１座屈材２６は、丸断面や四角断面を有する棒状の鋼材である。第１座屈材２６は、十分な剛性を確保することができれば、その材料及び形状は限定されない。第１座屈材２６には、軸方向に所定以上の圧縮荷重が負荷された場合に、略中央部からロッド２１の外側に座屈するように所定位置に切り欠き２６ａ，２６ｂが形成される。切り欠き２６ａは、第１座屈材２６の略中央部内側に形成され、切り欠き２６ｂは、第１座屈材２６の両端部外側に形成される。このように切り欠き２６ａ、２６ｂを形成することによって、第１座屈材２６はその中央部から「く」の字状にロッド２１の外側に座屈する。

アンカー部材１３は、第１プレート２３、第２プレート２４、及び第１座屈材２６の他に、これらと同様の機能を有する第３プレート３１、第４プレート３２、及び第２座屈材３３も備える。

図６に示すように、第３プレート３１と第４プレート３２は同一形状であり、円板状に形成される。第３，第４プレート３１，３２は、その中央部にロッド２１が挿通する貫通孔３１ａ，３２ａを有し、第１プレート２３と第２プレート２４の間に配置される。第３プレート３１には、第２座屈材３３の一端部が嵌る貫通孔３１ｂが同一半径上に所定間隔を空けて複数形成され、第４プレート３２には、第２座屈材３３の他端部が嵌る貫通孔３２ｂが同一半径上に所定間隔を空けて複数形成される。第３，第４プレート３１，３２と第２座屈材３３とは溶接等によって固定される。

第３，第４プレート３１，３２には、外周面に開口する溝３１ｃ，３２ｃが貫通孔３１ｂ，３２ｂの間に形成される。溝３１ｃ，３２ｃには第１座屈材２６が挿通して配置される。これにより、第１座屈材２６と第２座屈材３３は交互に等間隔に配置される。溝３１ｃ，３２ｃが第３，第４プレート３１，３２の外周面に開口して形成されることによって、ロッド２１の外側への第１座屈材２６の座屈が第３，第４プレート３１，３２によって妨げられないようになっている。

第２座屈材３３の材料及び形状は、第１座屈材２６と同一であるが、第２座屈材３３の軸方向の長さは、第１座屈材２６と比較して短い。具体的には、第２座屈材３３は、ロッド２１の移動に伴って第１プレート２３が第２プレート２４に所定距離近づいた後、第３プレート３１が第１プレート２３に押圧されて第４プレート３２に近づき始めるような長さに形成される。したがって、第２座屈材３３が第３プレート３１と第４プレート３２の間で圧縮されて座屈し始めた時点では、既に第１座屈材２６は座屈しており、座屈のために必要な荷重は低下している。したがって、第１、第２座屈材２６、３３を座屈させる荷重は、第１、第２座屈材２６、３３を同時に座屈させる場合と比較して小さくなる。

次に、主に図１及び図７を参照して、舗装道路の施工方法の手順について説明する。

新たに舗装道路を施工する場合には、補強支持層１０を形成する位置の直下まで舗装構造を構築する。例えば、図１に示すように、路体１及び路床２を構築する。また、既設の舗装道路に耐震構造として補強支持層１０を形成する場合には、補強支持層１０を形成する位置まで、例えば路床２の上部まで舗装構造を掘削する。このように、下方の路床２や路体１を掘削する必要がないため、低コスト、短工期で施工を行うことができる。

次に、路床２の上部に補強支持層１０を施工する。

まず、路床２の上面に挟持シート１２（下部挟持シート１２ｂ）を敷設する。隣り合う挟持シート１２は重合させて敷設し、必要に応じて重合部を接着剤やピン等によって一体に接合する。

次に、挟持シート１２上に土砂層１１を構築する。土砂層１１は、挟持シート１２に土砂等を撒き出し、各種の転圧用機器を用いて十分に締め固めて所定厚さに形成する。土砂層１１は、難変形性の粒状物であればよく、土砂の他に例えば砂、砕石、処分に窮している各種廃材、或いはこれらの混合物を使用してもよい。

次に、土砂層１１の上面全域に挟持シート１２（上部挟持シート１２ａ）を敷設する。これにより、土砂層１１の上下両面が上部挟持シート１２ａと下部挟持シート１２ｂによって被覆される。

次に、図７を参照して、アンカー部材１３の施工手順について説明する。図７では、土砂層１１が２層であり、それぞれの土砂層１１が挟持シート１２によって挟持されている場合について示す。このように、挟持シート１２によって挟持された土砂層１１を複数層設けて補強支持層１０を形成するようにしてもよい。

＜打設工程＞
まず、図７（Ａ）に示すように、支柱打込み機を用いてロッド２１の上端面に打撃を加え、アンカー部材１３を土砂層１１に対して鉛直方向に貫入させる。具体的には、土砂層１１の上面に配置された上部挟持シート１２ａの上から、アンカー部材１３をその先端部が土砂層１１の下面に配置された下部挟持シート１２ｂを突き抜けるように打設する。第２プレート２４が下部挟持シート１２ｂの下方に位置するまで、アンカー部材１３を打設する。アンカー部材１３は、剛性のある棒状部材であるため、土砂層１１に施工用の穴を形成する必要がない。

なお、アンカー部材１３を土砂層１１に対して貫入させ易くするため、ロッド２１の先端部を打設方向に尖るように形成するのが望ましい。

＜座屈工程＞
次に、図７（Ｂ）に示すように、反力パイプ２５にて第２プレート２４の移動を規制した状態で、油圧ジャッキ４１を用いてロッド２１を打設方向と反対側へ移動させる。これにより、第１プレート２３が第２プレート２４に近づき両プレート２３，２４の間隔が小さくなり、第１座屈材２６及び第２座屈材３３は、下部挟持シート１２ｂの下方でロッド２１の外側にくの字状に座屈して拡張し地中に食い込む。このようにして、下部挟持シート１２ｂの下方に拡張部２９が形成される。

＜後処理工程及び引上工程＞
次に、油圧ジャッキ４１を取り払ってから、図７（Ｃ）に示すように、アンカー部材１３から反力パイプ２５を抜き取る。その後、プレート４２をロッド２１の外周に挿入して、上部挟持シート１２ａ上に載置する。そして、油圧ジャッキ４１を用いて、上部挟持シート１２ａから突き出るロッド２１を打設方向と反対側へ引き上げて拡張部２９を下部挟持シート１２ｂに密着させる。具体的には、第１座屈材２６及び第２座屈材３３の上部が下部挟持シート１２ｂに密着するように、ロッド２１を引き上げる。これにより、拡張部２９は下部挟持シート１２ｂと一体化されて固着される。

＜ねじ込み工程＞
次に、油圧ジャッキ４１を取り払ってから、図７（Ｄ）に示すように、ロッド２１の打設方向の後端側外周に形成された雄ネジ部２１ｂにＴ型レンチ４３を螺合させ、ロッド２１を回転させる。ロッド２１を介して第１座屈材２６及び第２座屈材３３も回転しようとするが、路床２に食い込んで回転が制限されるため、ロッド２１の雄ネジ部２１ａとナット２２との相対回転が生じる。これにより、ロッド２１のみが軸方向に移動して地中に埋め込まれる。このようにして、上部挟持シート１２ａから突き出たロッド２１が地中に埋め込まれる。この工程は、ロッド２１の一部が上部挟持シート１２ａから突き出ている場合には、後に路盤３及び舗装層４を施工する際に邪魔になるために行われるものであり、舗装道路の施工において必須の工程ではない。

＜プレストレス工程＞
次に、図７（Ｅ）に示すように、ロッド２１の雄ネジ部２１ｂに締結具としてのナット４４を螺合させ、ナット４４を締め込むことによって、上部挟持シート１２ａとナット４４との間に介装されたプレート４２を上部挟持シート１２ａに対して押圧する。このように、上部挟持シート１２ａはプレート４２を介して押圧される。これにより、上部挟持シート１２ａと下部挟持シート１２ｂは、プレート４２と拡張部２９との間で拘束される。この拘束力は、ナット４４を締め込むトルクレンチのトルク量によって管理される。

以上のようにしてアンカー部材１３の施工が行われ、補強支持層１０の施工が完了する。その後、補強支持層１０の上部に路盤３及び舗装層４が施工され、舗装道路の施工が完了する。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

土砂層１１の両面を被覆する挟持シート１２は剛性のある棒状のアンカー部材１３によって連結されるため、アンカー部材１３の数が少なくて済む。また、アンカー部材１３はその先端部が土砂層１１の下面に配置された下部挟持シート１２ｂの下層へ突き抜けるように打設されるため、施工の際に土砂層１１に施工用の穴を形成する必要がない。したがって、施工性に優れる舗装道路の施工方法及び舗装道路の補強構造を提供することができる。

また、土砂層１１を挟持する上部挟持シート１２ａと下部挟持シート１２ｂは、プレート４２と拡張部２９との間で拘束されるため、土砂層１１と挟持シート１２との間の摩擦抵抗力が向上して土砂層１１のせん断抵抗が増大し、土砂層１１内に生じるせん断変形を抑制することができる。したがって、地震等の災害発生時に、路床２や路体１が液状化して不等沈下が発生した場合であっても、補強支持層１０が、路床２や路体１の変形に追従せずに、舗装層４及び路盤３を支持するため、舗装層４の変形が抑制される。そのため、災害発生直後より、緊急車両や輸送車両等の車両の走行を確保することが可能となる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

１ 路体
２ 路床
３ 路盤
４ 舗装層
１０ 補強支持層
１１ 土砂層
１２ 挟持シート
１２ａ 上部挟持シート
１２ｂ 下部挟持シート
１３ アンカー部材
２１ ロッド（棒状部材）
２２ ナット（雌ネジ部材）
２３ 第１プレート（第１板状部材）
２４ 第２プレート（第２板状部材）
２５ 反力パイプ
２６ 第１座屈材
２９ 拡張部
４１ 油圧ジャッキ
４２ プレート
４４ ナット（締結具）

Claims (9)

1. 基礎支持層の上部に路床、路盤、及び舗装層を積層し、前記基礎支持層と前記舗装層との間に前記舗装層を支持する補強支持層を形成する舗装道路の施工方法であって、
   前記補強支持層は、土砂層と、前記土砂層の両面を被覆する挟持シートと、前記土砂層を貫通する先端部に座屈可能な複数の座屈材を有して前記挟持シートを連結する棒状のアンカー部材と、を備え、
   前記土砂層の上面に配置された前記挟持シートの上から、前記アンカー部材を前記座屈材が前記土砂層の下面に配置された前記挟持シートを突き抜けるように打設する打設工程と、
   前記座屈材をくの字状に座屈させて地中に食い込む拡張部を前記挟持シートの下方に形成する座屈工程と、
   前記アンカー部材を打設方向と反対側に引き上げることで、前記拡張部を前記挟持シートに固着させて前記アンカー部材と前記挟持シートとを一体化する固着工程と、
   前記アンカー部材に締結される締結具によって前記土砂層の上面に配置された前記挟持シートを押圧するプレストレス工程と、
   を備えることを特徴とする舗装道路の施工方法。
2. 前記アンカー部材は、
   先端側の外周に雄ネジ部を有する棒状部材と、
   前記棒状部材の前記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部材と、
   前記雌ネジ部材に固定され、前記棒状部材が挿通する第１板状部材と、
   前記棒状部材が摺動自在に挿通する第２板状部材と、
   前記棒状部材の外周を覆って配置され、前記第２板状部材の移動を規制する反力パイプと、
   前記第１板状部材と前記第２板状部材との間に連結され、前記棒状部材の移動に伴って前記第１板状部材と前記第２板状部材の間で圧縮されてくの字状に座屈可能な複数の前記座屈材と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の舗装道路の施工方法。
3. 前記棒状部材の先端部は、打設方向に尖って形成されることを特徴とする請求項２に記載の舗装道路の施工方法。
4. 前記打設工程では、前記棒状部材に打撃を加えることによって前記アンカー部材が打設されることを特徴とする請求項３に記載の舗装道路の施工方法。
5. 前記座屈工程では、前記反力パイプを介して前記第２板状部材の移動を規制した状態で、前記棒状部材を打設方向と反対側へ移動させて前記第１板状部材と前記第２板状部材との間隔を小さくすることによって、前記座屈材を前記土砂層の下面に配置された前記挟持シートの下方で前記棒状部材の外側にくの字状に座屈させて地中に食い込む前記拡張部を形成することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一つに記載の舗装道路の施工方法。
6. 前記固着工程は、
   前記アンカー部材から前記反力パイプを抜き取る後処理工程と、
   前記土砂層の上面に配置された前記挟持シートから突き出る前記棒状部材を油圧ジャッキを用いて打設方向と反対側へ引き上げて前記拡張部を前記土砂層の下面に配置された前記挟持シートに固着させる引上工程と、
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の舗装道路の施工方法。
7. 前記アンカー部材は、前記棒状部材の打設方向の後端側外周に形成され前記締結具が螺合する雄ネジ部をさらに備え、
   前記引上工程の後、前記プレストレス工程では、前記土砂層の上面に配置された前記挟持シートと前記締結具との間にプレートを介装し、前記締結具を締め込むことによって前記プレートを介して前記挟持シートを押圧することを特徴とする請求項６に記載の舗装道路の施工方法。
8. 請求項１に記載の舗装道路の施工方法に用いられる補強構造であって、
   前記補強支持層は、前記土砂層と、前記土砂層の両面を被覆する前記挟持シートと、前記土砂層を貫通して前記挟持シートを連結する棒状の前記アンカー部材と、を備え、
   前記アンカー部材は、
   先端側の外周に雄ネジ部を有する棒状部材と、
   前記棒状部材の前記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部材と、
   前記雌ネジ部材に固定され、前記棒状部材が挿通する第１板状部材と、
   前記棒状部材が摺動自在に挿通する第２板状部材と、
   前記第１板状部材と前記第２板状部材の間に連結され、前記棒状部材の移動に伴って前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で圧縮されてくの字状に座屈可能な複数の前記座屈材と、を備え、
   前記座屈材は、前記第２板状部材の移動が規制された状態で、前記棒状部材を打設方向と反対側へ移動させて前記第１板状部材と前記第２板状部材との間隔を小さくすることによって、前記土砂層の下面に配置された前記挟持シートの下方で前記棒状部材の外側にくの字状に座屈して地中に食い込むことを特徴とする舗装道路の補強構造。
9. 前記アンカー部材は、前記棒状部材の打設方向の後端側外周に形成され前記締結具が螺合する雄ネジ部をさらに備え、
   前記土砂層の上面に配置された前記挟持シートと前記締結具との間に介装され、前記締結具の締結力によって前記挟持シートに押圧されるプレートをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の舗装道路の補強構造。

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