JP6334021B1 - 平面道路の液状化変形抑制対策構造 - Google Patents

Abstract

【課題】地震の際に路床・路体・原地盤が液状化を起こす場合であっても舗装・路床・路体・原地盤などから構成される平面道路の変形を抑制する平面道路の面状補強材による液状化変形抑制対策を提供すること。【解決手段】平面道路が、面状補強材ＲＳと砕石層１３２とからなる液状化対策層１３０で一部構築されている平面道路の面状補強材による液状化変形抑制対策構造１００で液状化の変形を抑制し、段差対策、沈下対策、舗装の亀裂や波うちを軽減し、平面道路の機能確保あるいは修復が容易で早期復旧が可能な対策。【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、平面道路の液状化変形抑制対策構造に関するものであって、特に、地震の際に路床・路体・原地盤が液状化を起こす場合であっても平面道路の変形を抑制する平面道路の液状化変形抑制対策構造に関するものである。

従来、港湾には、港施設・発電所・石油設備・化成品生産工場などの重要構造物が多く建設されている。
昨今の地震の多発に対し、港湾の土壌には埋立て砂地盤などの液状化を生じ易い地盤が多く存在するため、このような地盤を改良して液状化被害の低減に注力する必要がある。

現在、液状化対策工法として、杭改良工法やサンドコンパクションパイル工法による地盤改良などの液状化を起こさせない工法が上げられる。
また、盛土を対象としたいわゆるＳｅｃｕｒｅ−Ｇと称する液状化対策工法によって液状化を起こさせない工法もある（特許文献１参照）。

特開２００９−２４９９９９号公報

従来の杭改良工法やサンドコンパクションパイル工法による地盤改良などは、何れも、高コスト、長い工期、工事中に生ずる振動や騒音など、種々の問題を抱えていた。
また、盛土を対象としたＳｅｃｕｒｅ−Ｇ液状化対策工法は、地震の際、平面道路のような軽い上載荷重が付加されている場合、盛土のような重い上載荷重が付加されている場合と比較すると、盤的効果や補強シートのストレッチ抑制効果が発揮され難いため、平面道路の液状化対策工法に適用できないという問題があった。

一方、２０１５年春先、国土交通省より国土強靭化の具体的指針が示され、土工物における性能設計・連続性能などが明確にされた。
例えば、性能２では、レベル２の地震動の際、路面の変形や路床・路体の液状化などを許容する代わりに液状化によって変形した路面や路床・路体などの修復を容易にするという考え方が明記されている。

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、地震の際に路床・路体・原地盤が液状化を起こす場合であっても舗装・路床・路体・原地盤などから構成された平面道路における沈下や舗装面の亀裂や路面の波打ち現象による変形を抑制して平面道路の保形性を確保する平面道路の液状化変形抑制対策構造を提供することである。

本請求項１に係る発明は、複数の縦帯と該複数の縦帯を連結補強する横帯とを格子状に配置して平面道路に沿って敷設される面状補強材と該面状補強材を狭んで設けられる砕石層とからなる液状化変形抑制対策層で平面道路の一部を構築する平面道路の液状化変形抑制対策構造であって、前記面状補強材を形成する縦帯および横帯の少なくとも一方が、通常の工業用ポリエステル繊維より高弾性係数の高弾性補強材で構成され、前記面状補強材を形成する縦帯および横帯の少なくとも一方の厚みが、４ｍｍ以上を有して前記面状補強材と砕石層との摩擦係数を大きくするように選定されていることにより、前述した課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された発明の構成に加えて、前記面状補強材が、前記平面道路の路床、路体および原地盤の少なくとも１つに配置されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された発明の構成に加えて、前記面状補強材と砕石層とが、前記平面道路の変形抑制を発揮するように構成されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

（削 除）

本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載された発明の構成に加えて、前記面状補強材が、前記平面道路に沿って敷設される複数の縦帯と該複数の縦帯を連結補強する横帯とを格子状に配置して形成された格子目を有していること、あるいは、トライアングル構造の目を有していることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

（削 除）

本請求項５に係る発明は、請求項４に記載された発明の構成に加えて、前記面状補強材の格子目あるいはトライアングル構造の目が、前記砕石層を構築する砕石の粒径よりも大きいことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５に記載された発明の構成に加えて、前記面状補強材の格子目あるいはトライアングル構造の目が、４０ｍｍ以上の縦格子間隔もしくは横格子間隔あるいは構造目間隔を有していることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

（削 除）

（削 除）

本請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載された発明の構成に加えて、前記高弾性補強材が、鉄とアラミド繊維とカーボン繊維と他の高弾性係数を有する合成繊維とのいずれかであることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項８に係る発明は、請求項７に記載された発明の構成に加えて、前記高弾性補強材が、前記縦帯および横帯の少なくとも一方の長手方向に一致して使用されている、あるいは、縦帯及び横帯ともに使用されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載された発明の構成に加えて、前記面状補強材が、前記液状化変形抑制対策層の道路縦断方向および道路横断方向に高弾性係数を有する高弾性補強材を敷設していることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

（削 除）

本請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載された発明の構成に加えて、前記面状補強材が、前記液状化変形抑制対策層の道路縦断方向および道路横断方向に高弾性係数を有する高弾性補強材を複数敷設していることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

（削 除）

本請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載された発明の構成に加えて、前記液状化変形抑制対策層の上下に離間配置した面状補強材の相互間が、連結部材によって連結されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項１２に係る発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれか１つに記載された発明の構成に加えて、前記面状補強材を挟む砕石層が、透水係数１ｘ１０^-4ｍ／ｓ以上の透水性と強度定数φ３５°以上のせん断応力とを有することにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項１に係る平面道路の液状化変形抑制対策構造は、複数の縦帯とこれらの縦帯を連結補強する横帯とを格子状に配置して平面道路に沿って敷設される面状補強材とこの面状補強材を狭んで設けられる砕石層とからなる液状化変形抑制対策層で平面道路の一部を構築することにより、従来の盛土よりも軽い上載荷重が付加された状態の平面道路であっても、面状補強材が砕石層を拘束して面状補強材と砕石層との一体性を向上させるため、地震によって液状化しても、液状化変形抑制対策層が平面道路における沈下や舗装面の亀裂や路面の波打ち現象による変形を抑制して平面道路の保形性を確保することができる
そして、面状補強材を形成する縦帯および横帯の少なくとも一方が、通常の工業用ポリエステル繊維より高弾性係数の高弾性補強材で構成されていることにより、地震によって路床・路体が液状化した際、液状化変形抑制対策層の形状を確実に維持することができる。
加えて、面状補強材を形成する縦帯および横帯の少なくとも一方の厚みが、４ｍｍ以上を有してことにより、砕石層との摩擦をより確実にするため、地震の際に面状補強材の縦帯および横帯が十分な強度を発揮することができる。
しかも、面状補強材が、砕石層と面状補強材との摩擦係数が大きくなるように選定されていることにより、面状補強材が砕石層を構築する砕石の粒形状・粒寸法に応じて採用されるため、地震の規模が大きな場合であっても、砕石層と面状補強材との一体性を保持して平面道路における路面の性能を維持すべく路面の変形を抑制することができる。

本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された発明が奏する効果に加えて、面状補強材が、平面道路の路床、路体および原地盤の少なくとも１つに配置されていることにより、路床、路体および原地盤が平面道路の施工環境や掘削規模や液状化の発生予測に応じて選択的に強化されるため、平面道路に対して効果的な面状補強材による液状化変形抑制対策構造を構築することができる。

本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された発明が奏する効果に加えて、面状補強材と砕石層とが、平面道路の変形抑制を発揮するように構成されていることにより、砕石層のみで平面道路を変形抑制するよりも大きな変形抑制力が生じるため、平面道路の路床や路体の変形を確実に抑制することができる。

（削 除）

本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載された発明が奏する効果に加えて、面状補強材が、平面道路に沿って敷設される複数の縦帯とこの複数の縦帯を連結補強する横帯とを格子状に配置して形成された格子目を有していること、あるいは、トライアングル構造の目を有していることにより、砕石層と面状補強材との摩擦係数を大きくして液状化変形抑制対策層の一体性をさらに増すことができる。

（削 除）

本請求項５に係る発明は、請求項４に記載された発明が奏する効果に加えて、面状補強材の格子目あるいはトライアングル構造の目が、砕石層を構築する砕石の粒径よりも大きいことにより、摩擦力を発揮するところとなるため、平面道路の保形性をより確保することができる。

本請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５に記載された発明が奏する効果に加えて、面状補強材の格子目あるいはトライアングル構造の目が、４０ｍｍ以上の縦格子間隔もしくは横格子間隔あるいは構造目間隔を有していることにより、面状補強材の格子目あるいはトライアングル構造の目に４０ｍｍ以下の粒径を有する砕石が拘束されるため、面状補強材と砕石層との摩擦力を発揮することができる。

（削 除）

（削 除）

本請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載された発明が奏する効果に加えて、高弾性補強材が、鉄とアラミド繊維とカーボン繊維と他の高弾性係数を有する合成繊維とのいずれかであることにより、他の繊維、例えば、通常の工業用ポリエステル繊維よりも引張応力に対するひずみ量が少なくなるため、面状補強材の変形に起因した液状化変形抑制対策層の変形を確実に抑制することができる。

本請求項８に係る発明は、請求項７に記載された発明が奏する効果に加えて、高弾性補強材が、前記縦帯および横帯の少なくとも一方の長手方向に一致して使用されている、あるいは、縦帯及び横帯ともに使用されていることにより、面状補強材を敷設した際に得られる高弾性の方向が縦帯もしくは横帯の方向と一致するため、縦帯もしくは横帯の敷設方向によって液状化変形抑制対策層に必要な高弾性の方向を簡便に選定することができる。

本請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載された発明が奏する効果に加えて、面状補強材が、前記液状化変形抑制対策層の道路縦断方向および道路横断方向に高弾性係数を有する高弾性補強材を敷設していることにより、道路縦断方向および道路横断方向の双方向への高剛性を発揮するため、道路縦断方向および道路横断方向に対する平面道路の路床や路体の変形を抑制することができる。

（削 除）

本請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載された発明が奏する効果に加えて、面状補強材が、前記液状化変形抑制対策層の道路縦断方向および道路横断方向に高弾性係数を有する高弾性補強材を複数敷設していることにより、道路縦断方向および道路横断方向の双方向への高弾性係数のため、道路縦断方向および道路横断方向に対する平面道路の路床や路体の変形をより抑制することができる。

（削 除）

本請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載された発明が奏する効果に加えて、液状化変形抑制対策層の上下に離間配置した面状補強材の相互間が、連結部材によって連結されていることにより、連結部材が、上下に離間配置した面状補強材を一体構造にして変形抑制効果を確実に増加させるため、液状化変形抑制対策層の高弾性係数を確実に向上して平面道路の路床や路体の変形をより抑制することができる。

本請求項１２に係る発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれか１つ記載された発明が奏する効果に加えて、面状補強材を挟む砕石層が、透水係数１ｘ１０^-4ｍ／ｓ以上の透水性と強度定数φ３５°以上のせん断応力とを有することにより、液状化時の過剰間隙水圧の消散と盤的効果とが得られるため、ＪＩＳ Ａ ５００１の耐久性を有することができる。

本発明の第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造を示す断面図。 図１Ａに示す符号Ｘを拡大した正面断面図（道路縦断方向・道路横断方向の両方に同等の高弾性係数を有する面状補強材を採用）。 図１Ａに示す符号Ｘを拡大した断面図（道路縦断方向・道路横断方向のいずれか一方に高弾性係数を有する面状補強材を採用）。 第１実施例で用いた道路縦断方向・道路横断方向の両方に同等の高弾性係数を有する面状補強材を示す平面図。 図２Ａに示す符号２Ｂ−２Ｂから見た断面図。 図２Ａに示す符号２Ｃ−２Ｃから見た断面図。 第１実施例で用いた道路縦断方向・道路横断方向のいずれか一方に高弾性係数を有する面状補強材を示す平面図。 図２Ｄに示す符号２Ｅ−２Ｅから見た断面図。 図２Ｄに示す符号２Ｆ−２Ｆから見た断面図。 面状補強材と砕石層との摩擦抵抗応力特性と、砕石層のせん断応力特性との関係を示す図。 面状補強材の引張応力とひずみ量（伸び）との関係を示す図。 第１実施例の液状化変形抑制対策構造を採用した場合の効果を示す概念断面図。 第１実施例の液状化変形抑制対策構造を採用していない場合を示す概念断面図。 本発明の第２実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造を示す断面図。 図６Ａに示す符号Ｙを拡大した正面断面図（道路縦断方向・道路横断方向の両方に高弾性係数を有する面状補強材を採用）。 図６Ａに示す符号Ｙを拡大した正面断面図（道路縦断方向・道路横断方向のいずれか一方に高弾性係数を有する面状補強材を採用）。 本発明の第３実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造を示す断面図。 本発明の液状化変形抑制対策構造を港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場に採用した場合の効果を示す概念断面図。 本発明の液状化変形抑制対策構造を港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場に採用した場合の効果を示す概念断面図。 本発明の液状化変形抑制対策構造を港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場に採用していない場合を示す概念断面図。 本発明の液状化変形抑制対策構造を港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場に採用していない場合を示す概念断面図。

本発明は、複数の縦帯と該複数の縦帯を連結補強する横帯とを格子状に配置して平面道路に沿って敷設される面状補強材とこの面状補強材を狭んで設けられる砕石層とからなる液状化変形抑制対策層で平面道路の一部を構築する平面道路の液状化変形抑制対策構造であって、面状補強材を形成する縦帯および横帯の少なくとも一方が、通常の工業用ポリエステル繊維より高弾性係数の高弾性補強材で構成され、面状補強材を形成する縦帯および横帯の少なくとも一方の厚みが、４ｍｍ以上を有して面状補強材と砕石層との摩擦係数を大きくするように選定され、地震の際に路床・路体・原地盤が液状化を起こす場合であっても、舗装・路床・路体・原地盤などから構成された平面道路における沈下や舗装面の亀裂や路面の波打ち現象による変形を抑制して平面道路の保形性を確保するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

例えば、本発明において面状補強材を構成する高弾性補強材には、ジオシンセティックスが一例としてあげられるが、このジオシンセティックスは、ジオテキスタイル、ジオメンブレン、ジオコンポジットの総称であるが、要するに、本発明で用いる高弾性補強材としては、織物構造、格子構造、編目構造、不織布などシート状のものであれば、その材質は、設置環境に適した耐薬品性、耐寒性、耐熱性、耐腐食性を備えているもの、例えば、鉄、ステンレス、チタン合金のような金属繊維やアラミド繊維やカーボン繊維や他の非常に高剛性な合成繊維のような通常の工業用ポリエステル繊維よりも高弾性係数を有する高弾性補強材で少なくとも構成され、通常の工業用ポリエステル繊維を用いた場合よりも高弾性係数を有して変形に抵抗する高弾性係数を有する高弾性補強材であれば如何なるものであっても構わない。
また、平面道路は、地震発生などにより液状化して変形する虞があるため、液状化による変形を抑制する構造を要するものであれば、歩道を含む一般道路、港湾土工構造物のエプロン部や荷捌き場、電力会社における原子力、火力発電構内や構内道路、石油設備における精製所構内や構内道路、化成品生産工場における工場内や構内道路などであれば如何なるものであっても構わない。

以下に、本発明の第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造について、図１Ａ乃至図５Ｂに基づいて説明する。
ここで、図１Ａは、本発明の第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造を示す断面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示す符号Ｘを拡大した断面図（道路縦断方向・道路横断方向の両方に同等の高弾性係数を有する面状補強材を採用）であり、図１Ｃは、図１Ａに示す符号Ｘを拡大した断面図（道路縦断方向・道路横断方向のいずれか一方に高弾性係数を有する面状補強材を採用）であり、図２Ａは、第１実施例で用いた道路縦断方向・道路横断方向の両方に同等の高弾性係数を有する面状補強材を示す平面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す符号２Ｂ−２Ｂから見た断面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示す符号２Ｃ−２Ｃから見た断面図であり、図２Ｄは、第１実施例で用いた道路縦断方向・道路横断方向のいずれか一方に高弾性係数を有する面状補強材を示す平面図であり、図２Ｅは、図２Ｄに示す符号２Ｅ−２Ｅから見た断面図であり、図２Ｆは、図２Ｄに示す符号２Ｆ−２Ｆから見た断面図であり、図３は、面状補強材と砕石層との摩擦抵抗応力特性と、砕石層のせん断応力特性との関係を示す図であり、図４は、面状補強材の引張応力とひずみ量（伸び）との関係を示す図であり、図５Ａは、第１実施例の液状化変形抑制対策構造を採用した場合の効果を示す概念断面図であり、図５Ｂは、第１実施例の液状化変形抑制対策構造を採用していない場合を示す概念断面図である。

本発明の第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造１００は、原地盤１１０と、原地盤１１０の上層にあたる路床・路体１２０と、路床・路体１２０の上層に一部造成されている液状化変形抑制対策層１３０と、液状化変形抑制対策層１３０の上層にあたる舗装１４０からなり、舗装１４０の中央に設けられた車道１５０と両側に設けられた歩道１５５とから構成される。

液状化変形抑制対策層１３０は、面状補強材ＲＳと砕石層１３２とから造成されている。
液状化変形抑制対策層１３０は、砕石層１３２と面状補強材ＲＳからなるが、面状補強材ＲＳを下部砕石層１３２ｄと上部砕石層１３２ｕとの間に挟設した、所謂、サンドイッチ構造を採用することによって、平面道路の変形抑制を発揮するように構成されている。
これにより、面状補強材ＲＳが砕石層１３２を拘束して面状補強材ＲＳと砕石層１３２との一体性を向上させ、砕石層１３２のみで平面道路を変形抑制するよりも大きな変形抑制力が生じる。
図１Ｂは、液状化変形抑制対策層１３０における道路縦断方向および道路横断方向の両方に同等の高弾性係数を有する面状補強材ＲＳを採用した例である。
この場合、平面道路は、液状化変形抑制対策層１３０に面状補強材ＲＳを１層敷設することによって道路縦断方向および道路横断方向の両方に変形抑制の効果を得ることができる。
図１Ｃは、液状化変形抑制対策層１３０における道路縦断方向および道路横断方向のいずれか一方に高弾性係数を有する面状補強材ＲＳを採用した例である。
この場合、平面道路は、液状化変形抑制対策層１３０に面状補強材ＲＳを道路縦断方向と道路横断方向との２方向に敷設した２層構造とすることによって道路縦断方向および道路横断方向の両方に変形抑制の効果を得ることができる。

砕石層１３２には、道路用砕石の基準ＪＩＳ Ａ ５００１「道路用砕石」に規格されているクラッシャランＣ４０、または、クラッシャランＣ４０相当の砕石を用いている。
これにより、透水性能１ｘ１０^-4ｍ／ｓ以上が得られ、非液状化層としてさらに液状化時の過剰間隙水圧の消散として機能し、強度特性もφ＝３５°以上を持つことによる液状化時に盤的効果があり、耐久性もＪＩＳ Ａ ５００１の耐久性を有している。

一例として、面状補強材ＲＳは、図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、平面道路の走行方向となる道路縦断方向に沿って敷設される複数の縦帯ＲＳｖとこの複数の縦帯ＲＳｖを連結補強する横帯ＲＳｈとを格子状に配置して形成された格子目を有している。
面状補強材ＲＳは、複数の縦帯ＲＳｖと横帯ＲＳｈによって面状（シート状）の保形性を充分に発揮している。

面状補強材ＲＳとして用いた高弾性係数を有するジオシンセティックスの縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈは、鋼や鉄やアラミド繊維やカーボン繊維や他の非常に高剛性、所謂、高弾性係数の合成繊維からなる芯材ＲＳｃとこの芯材ＲＳｃを被覆する合成樹脂からなる被覆層とで構成されている。
これにより、鋼や鉄やアラミド繊維やカーボン繊維や他の非常に高剛性な合成繊維からなる芯材ＲＳｃが、面状補強材ＲＳにおける長手方向のシート引張強度を確実に発揮して変形を抑制する。

面状補強材ＲＳの縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈの少なくとも一方の厚み、もしくは、縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈの両方の厚みは、４ｍｍ以上を有している。
これにより、液状化変形抑制対策層１３０は、面状補強材ＲＳと砕石層１３２の砕石との摩擦をより確実にして、地震の際に面状補強材ＲＳの縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈが十分な強度を発揮し変形を抑制する。

さらに、合成樹脂の被膜層が、施工中の損傷に対する安全性を増し、耐候性、耐薬品性、耐寒性、耐熱性、耐腐食性を発揮している。
縦帯ＲＳｖまたは横帯ＲＳｈ、あるいは、縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈにおける両方の表裏面に凹凸加工が施されており、この凹凸加工によって、砕石層１３２の砕石との摩擦係数を増加させている。

面状補強材ＲＳの縦帯ＲＳｖと横帯ＲＳｈとから構成される格子目は、縦格子間隔ＬＧｖ（ＬＧ）と横格子間隔ＬＧｈ（ＬＧ）とから形成される。
また、これら格子間隔ＬＧ（ＬＧｖ、ＬＧｈ）の少なくとも一方は、４０ｍｍ以上の幅を有しており、砕石層１３２を構築する砕石の最大粒径（４０ｍｍ以下）よりも大きくなっている。
これにより、面状補強材ＲＳが砕石層１３２の砕石を拘束して面状補強材ＲＳと砕石層１３２との一体性を向上させて一体構造となり、面状補強材ＲＳと砕石層１３２との摩擦係数を高めている。

他の例として、面状補強材ＲＳとして用いた高弾性係数を有する高弾性補強材のジオシンセティックスは、図２Ｄ乃至図２Ｆに示すように、平面道路の走行方向に沿って敷設される複数の縦帯ＲＳｖまたは横帯ＲＳｈの一方を芯材ＲＳｃとこの芯材ＲＳｃを被覆する合成樹脂からなる被覆層とで構成してもよい。

面状補強材ＲＳとして用いたジオシンセティックスにおいて、少なくとも芯材ＲＳｃを有する縦帯ＲＳｖまたは横帯ＲＳｈの厚み、もしくは、縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈの両方の厚みは、４ｍｍ以上を有している。
これにより、砕石層１３２の砕石との摩擦をより確実にして、地震の際に面状補強材ＲＳの縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈが十分な強度を発揮し変形を抑制する。

なお、格子目に代えて、トライアングル構造の目にしても良い。
これにより、砕石層１３２を構築している砕石との摩擦係数を大きくし、変形を抑制する効果をより高めることができる。
なお、面状補強材ＲＳは、芯材ＲＳｃが無くても良い。

ここで、横軸に拘束圧σ、縦軸を摩擦抵抗応力ｆとした面状補強材ＲＳと砕石層１３２との摩擦抵抗応力特性と、横軸に拘束圧σ、縦軸にせん断応力τとした砕石層１３２のせん断応力特性とを重ねたグラフを図３に示す。
図３に示すように、面状補強材ＲＳと砕石層１３２との摩擦抵抗応力特性と、砕石層１３２のせん断応力特性とは、ほぼ同等である。
平面道路の液状化変形抑制対策構造１００の保形性を、多少の変形は出るものの確保することができる。

また、面状補強材ＲＳは、縦帯ＲＳｖまたは横帯ＲＳｈ、あるいは、縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈにおける両方がポリエステル繊維より高剛性の素材である、すなわち、高弾性係数の高弾性補強材であるアラミド繊維を用いて形成されている。
これにより、図４に示すように、ポリエステル繊維を用いた場合よりも変形に抵抗する高剛性（高弾性係数）素材、すなわち、高弾性補強材となり、ポリエステル繊維よりも引張応力に対するひずみ量が少なくなっている。
なお、図４に示すように、地震によって路床・路体１２０や原地盤１１０が液状化した際、面状補強材ＲＳに用いる高剛性（高弾性係数）の素材、すなわち、高弾性補強材が、ポリエステル繊維より高剛性のアラミド繊維とカーボン繊維と鉄と他の非常に高剛性な合成繊維とのいずれかであることにより、高弾性係数を有する面状補強材ＲＳの変形抑制効果を増し、液状化変形抑制対策層１３０の形状を維持することが可能である。

さらに、高弾性補強材が、高弾性係数を有する面状補強材ＲＳの縦帯ＲＳｖまたは横帯ＲＳｈ、あるいは、縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈにおける両方の長手方向に一致して使用されることによって、面状補強材ＲＳを敷設した際に得られる剛性の方向が高弾性補強材を使用した縦帯ＲＳｖまたは横帯ＲＳｈ、あるいは、縦帯ＲＳｖおよび横帯ＲＳｈにおける両方の長手方向と一致することとなる。

このように、面状補強材ＲＳの具体的寸法や形態は、砕石層１３２の砕石粒形状・砕石粒寸法に応じて採用され、砕石層１３２と面状補強材ＲＳとの摩擦係数が大きくなるように選定されている。

続いて、平面道路に液状化変形抑制対策層１３０を構成したことによる効果を図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。

図５Ａに示すように、路床・路体１２０に液状化変形抑制対策層１３０が造成されると、地震発生の際に路床・路体１２０が液状化した場合、この路床・路体１２０の上層にある液状化変形抑制対策層１３０の盤的効果・面状補強材ＲＳのストレッチ抑制・補強効果が発揮され、液状化した路床・路体１２０の変形による液状化変形抑制対策層１３０の沈下は軽減され、この沈下に伴った舗装１４０の軽減された沈下が見られるものの、舗装１４０の上表面であり車両の走行する舗装面には亀裂や波うちを殆ど生じない。
そのため、地震が発生して液状化変形抑制対策層１３０の下層にある路床・路体１２０が液状化した場合であっても、平面道路の路面における性能が確保される、もしくは修復が必要な場合であっても早急な修復が可能であり性能確保が容易に可能になる。

他方、図５Ｂに示すように、液状化変形抑制対策層１３０が造成されていない比較例では、路床・路体１２０の上層にある舗装１４０が影響を受けやすい状態にある。
そのため、地震発生して舗装１４０の下層にある路床・路体１２０が液状化した場合、液状化した路床・路体１２０の変形によって、舗装１４０の全体が変形して舗装面には亀裂や波うちを生ずる。

さらに、本実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造１００では、従来の杭改良工法、サンドコンパクションパイル工法などによる液状化対策のような地盤改良の必要がない。
また、平面道路の液状化が発生した場合であっても、平面道路の路面における性能が確保された状態、あるいは、液状化による被害が発生しても軽微な変形であるために早期修復が可能な状態であるため、地震発生直後あるいは短期間後に緊急車両の通過が可能である。

なお、本発明の第１実施例では、面状補強材ＲＳが、平面道路の液状化変形抑制対策構造１００における路床・路体１２０の上層に配置した構造について説明したが、路床・路体１２０、原地盤１１０の上層の少なくとも１つに配置されていればよい。

このようにして得られた本発明の第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造１００は、平面道路が、シート状の高弾性係数を有するジオシンセティックスからなる面状補強材ＲＳと砕石層１３２とからなる液状化変形抑制対策層１３０で一部造成されていることにより、地震によって平面道路が液状化しても、液状化変形抑制対策層１３０が平面道路における舗装面の亀裂や路面の波打ち現象による変形を抑制して平面道路の保形性を確保することができる。

続いて、本発明の第２実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造について、図６Ａ乃至図６Ｃに基づいて説明する。
ここで、図６Ａは、本発明の第２実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造を示す断面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示す符号Ｙを拡大した断面図（道路縦断方向・道路横断方向の両方に高弾性係数を有する面状補強材を採用）であり、図６Ｃは、図６Ａに示す符号Ｙを拡大した断面図（道路縦断方向・道路横断方向のいずれか一方に高弾性係数を有する面状補強材を採用）である。

第２実施例における液状化変形抑制対策構造２００は、第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造１００の液状化変形抑制対策層１３０に挟み込まれる面状補強材ＲＳを複数にしたものであり、多くの要素について第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通する２００番台の符号を付すのみとする。
液状化変形抑制対策層２３０は、砕石層２３２と複数の面状補強材ＲＳとから造成されている。

一例として、上下２層の上部面状補強材ＲＳｕと下部面状補強材ＲＳｄとからなる面状補強材ＲＳを用いた場合、相互に離間配置した上下２層の面状補強材ＲＳｕ、ＲＳｄからなる面状補強材ＲＳを下部砕石層２３２ｄと中部砕石層２３２ｍと上部砕石層２３２ｕとの各々の間に挟設されたいわゆるサンドイッチ構造を採用することによって、平面道路の液状化変形抑制対策構造２００の変形抑制を発揮するように構成されている。
図６Ｂは、液状化変形抑制対策層２３０において、道路縦断方向および道路横断方向の両方に同等の高弾性係数を有する面状補強材ＲＳ（図２Ａ乃至図２Ｃ参照）を採用した例であり、上側に１層、下側に１層、合計で２層敷設している。
この面状補強材ＲＳを２層敷設した構造は、道路縦断方向と道路横断方向のそれぞれに２層分の補強効果が得られる。

図６Ｃは、面状補強材ＲＳが縦もしくは横一方向しか強度を有していない場合である。
上段に面状補強材ＲＳを直角方向に２層敷設しており、下段にも面状補強材ＲＳを直角方向に２層敷設している。
全体で合計４層敷設している。
縦方向に２層の補強効果が有り、横方向にも２層の補強効果が有る。
この面状補強材ＲＳを４層敷設した構造であっても、道路縦断方向と道路横断方向のそれぞれに２層分の補強効果が得られる。

このようにして得られた本発明の第２実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造２００は、液状化変形抑制対策層２３０に挟み込まれた面状補強材ＲＳが複数のジオシンセティックスを敷設していることにより、液状化変形抑制対策層２３０をより確実に構築することができる。

続いて、本発明の第３実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造３００について、図７に基づいて説明する。

第３実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造３００は、複数の面状補強材ＲＳが液状化変形抑制対策層３３０に挟み込まれ、上下に離間配置した面状補強材ＲＳ（ＲＳｕ、ＲＳｄ）の相互間の各々を連結部材ＣＭによって連結した液状化変形抑制対策層３３０で構築されている。
ここで、この連結部材ＣＭには、設置環境に適した耐候性、耐薬品性、耐寒性、耐熱性、耐腐食性を備えているもの、例えば、ステンレス、チタン合金のような金属やポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂のような合成樹脂などで形成された緊結材、環状締結具などが採用される。

なお、連結部材ＣＭには、単に格子目間を貫通させる棒状体・管状体や、面状補強材ＲＳにおける格子目の各々に係止させるかぎ状部を両端に設けた棒状体または管状体によって縦横方向へのズレを抑制する構造を採用してもよい。
これにより、上下に離間配置された面状補強材ＲＳ（ＲＳｕ、ＲＳｄ）を一体構造にして変形抑制効果を確実に増加させている。

このようにして得られた本発明の第３実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造３００は、面状補強材ＲＳが液状化変形抑制対策層３３０の上下に離間配置したジオシンセティックスの相互間を連結していることにより、液状化変形抑制対策層３３０の高弾性係数を確実に向上して平面道路の路床や路体の変形をより抑制することができる。

続いて、本発明の第４実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造４００の効果について、図８Ａ乃至図８Ｄに基づいて説明する。
ここで、図８Ａは、本発明の液状化変形抑制対策構造を港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場に採用した場合の効果を示す概念断面図であり、図８Ｂは、本発明の液状化変形抑制対策構造を港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場に採用した場合の効果を示す概念断面図であり、図８Ｃは、本発明の液状化変形抑制対策構造を港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場に採用していない場合を示す概念断面図であり、図８Ｄは、本発明の液状化変形抑制対策構造を港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場に採用していない場合を示す概念断面図である。

第４実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造４００は、第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造１００を港湾に適用したものである。
多くの要素について第１実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造１００と共通するので、共通する事項については詳しい説明を省略し、下２桁が共通する４００番台の符号を付すのみとする。
図８Ａに示すように、港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場には、海側に岸壁４６０を設け、岸壁４６０の内側に地盤改良対策済みの埋立地４７０、地盤改良対策済みの埋立地４７０の内側に地盤改良未対策の埋立地４８０が造成されている。
本発明の平面道路の液状化変形抑制対策構造４００は、図８Ａに示すように、地盤改良未対策の埋立地４８０の上層に造成されている。

地盤改良対策済みの埋立地４７０は、従来の杭改良工法、サンドコンパクションパイル工法などによる液状化変形抑制対策がされた構造であるため、液状化変形抑制対策が施された地盤改良対策済みの埋立地４７０の範囲内には液状化しないか、あるいは、変形がし難い。
他方、地盤改良未対策の埋立地４８０、特に、造成されてから経過期間の短い比較的最近の埋立地は、液状化による変形が発生しやすい。

図８Ａに示すように、地盤改良未対策の埋立地４８０に液状化変形抑制対策層４３０が造成されると、地震発生の際に地盤改良未対策の埋立地４８０が液状化した場合、この地盤改良未対策の埋立地４８０の上層にある液状化変形抑制対策層４３０の盤的効果・面状補強材ＲＳのストレッチ抑制・補強効果が発揮され、液状化した地盤改良未対策の埋立地４８０には変形がみられるものの、沈下を軽減して軽微なものとする効果に加え、舗装面の波うちや亀裂の大幅な発生抑制効果が得られる。
ただし、地盤改良対策済みの埋立地４７０が変形しない場合には、地盤改良対策済みの埋立地４７０と舗装４４０との継ぎ目に段差が生ずる。

継ぎ目に生ずる段差の対策として、図８Ｂに示す変形例のように、地盤改良未対策の埋立地４８０の上層に造成するとともに液状化変形抑制対策層４３０ａの海側端部を地盤改良対策済みの埋立地４７０に固設する構造が考えられる。
図８Ｂに示す変形例のように、地震発生の際に地盤改良未対策の埋立地４８０が液状化した場合、地盤改良対策済みの埋立地４７０に固設された液状化変形抑制対策層４３０ａの海側端部が沈下しないため、地盤改良対策済みの埋立地４７０と舗装４４０との継ぎ目に生ずる段差の発生量が軽減される。
そのため、地盤改良未対策の埋立地４８０が液状化した場合であっても、港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場における性能が確保される、もしくは、液状化による被害が発生しても修復が早急に可能な状態に変形を抑制できる。

他方、図８Ｃに示すように、地盤改良対策済みの埋立地４７０および地盤改良未対策の埋立地４８０に液状化変形抑制対策層４３０が造成されていない比較例では、地盤改良未対策の埋立地４８０が液状化した場合に、変形による不均一で大きな沈下が生じることとなって、舗装４４０の全体が変形して、沈下や舗装面に亀裂や大きな波うちを生ずる。

また、図８Ｄに示すように、岸壁４６０と地盤改良未対策の埋立地４８０との間に地盤改良対策済みの埋立地４７０が造成されている比較例では、地盤改良対策済みの埋立地４７０の変形は抑えられているものの、地盤改良未対策の埋立地４８０との間では大きな段差が生じやすく、また、港湾のエプロン部・荷捌き場、あるいは荷捌き場の舗装面には亀裂や波うちを生ずる。

このようにして得られた本発明の第４実施例における平面道路の液状化変形抑制対策構造４００は、地盤改良未対策の埋立地４８０の変形を抑制するとともに、地盤改良対策済み埋立地４７０と地盤改良未対策の埋立地４８０との継ぎ目にも段差の発生を抑制することができる。
また、従来のような地盤改良未対策の埋立地４８０の全体を杭改良工法やサンドコンパクションパイル工法によって地盤改良対策済み埋立地４７０にする必要が無いため、工期短縮とコスト削減が図れ、工事中に生ずる振動や騒音を減少することができるなど、その効果は甚大である。

１００ 、２００ 、３００ 、４００ ・・・ 平面道路の液状化変形抑制対策構造
１１０ 、２１０ 、３１０ 、４１０ ・・・ 原地盤（基礎地盤）
１２０ 、２２０ 、３２０ 、４２０ ・・・ 路床・路体
１３０ 、２３０ 、３３０ 、４３０ ・・・ 液状化変形抑制対策層
１３２ 、２３２ 、３３２ 、４３２ ・・・ 砕石層
１３２ｕ、２３２ｕ、３３２ｕ ・・・ 上部砕石層
２３２ｍ、３３２ｍ ・・・ 中部砕石層
１３２ｄ、２３２ｄ、３３２ｄ ・・・ 下部砕石層
１４０ 、１４０ 、３４０ 、４４０ ・・・ 舗装
１５０ 、２５０ 、３５０ ・・・ 車道
１５５ 、２５５ 、３３５ ・・・ 歩道
４６０ ・・・ 岸壁
４７０ ・・・ 埋立地（地盤改良対策済）
４８０ ・・・ 埋立地（地盤改良未対策）
ＲＳ ・・・ 面状補強材（高弾性係数を有するジオシンセティックス）
ＲＳｕ ・・・ 上部面状補強材
ＲＳｄ ・・・ 下部面状補強材
ＲＳｖ ・・・ 縦帯
ＲＳｈ ・・・ 横帯
ＲＳｃ ・・・ 芯材
ＣＭ ・・・ 連結部材

Claims (12)

1. 複数の縦帯と該複数の縦帯を連結補強する横帯とを格子状に配置して平面道路に沿って敷設される面状補強材と該面状補強材を狭んで設けられる砕石層とからなる液状化変形抑制対策層で平面道路の一部を構築する平面道路の液状化変形抑制対策構造であって、
   前記面状補強材を形成する縦帯および横帯の少なくとも一方が、通常の工業用ポリエステル繊維より高弾性係数の高弾性補強材で構成され、
   前記面状補強材を形成する縦帯および横帯の少なくとも一方の厚みが、４ｍｍ以上を有して前記面状補強材と砕石層との摩擦係数を大きくするように選定されていることを特徴とする平面道路の液状化変形抑制対策構造。
2. 前記面状補強材が、前記平面道路の路床、路体および原地盤の少なくとも１つに配置されていることを特徴とする請求項１に記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
3. 前記面状補強材と砕石層とが、前記平面道路の変形抑制を発揮するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
4. 前記面状補強材が、前記平面道路に沿って敷設される複数の縦帯と該複数の縦帯を連結補強する横帯とを格子状に配置して形成された格子目を有していること、あるいは、トライアングル構造の目を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
5. 前記面状補強材の格子目あるいはトライアングル構造の目が、前記砕石層を構築する砕石の粒径よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
6. 前記面状補強材の格子目あるいはトライアングル構造の目が、４０ｍｍ以上の縦格子間隔もしくは横格子間隔あるいは構造目間隔を有していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
7. 前記高弾性補強材が、鉄とアラミド繊維とカーボン繊維と他の高弾性係数を有する合成繊維とのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
8. 前記高弾性補強材が、前記縦帯および横帯の少なくとも一方の長手方向に一致して使用されている、あるいは、縦帯及び横帯ともに使用されていることを特徴とする請求項７に記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
9. 前記面状補強材が、前記液状化変形抑制対策層の道路縦断方向および道路横断方向に高弾性係数を有する高弾性補強材を敷設していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
10. 前記面状補強材が、前記液状化変形抑制対策層の道路縦断方向および道路横断方向に高弾性係数を有する高弾性補強材を複数敷設していることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
11. 前記液状化変形抑制対策層の上下に離間配置した面状補強材の相互間が、連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１０に記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
12. 前記面状補強材を挟む砕石層が、透水係数１ｘ１０^-4ｍ／ｓ以上の透水性と強度定数φ３５°以上のせん断応力とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１つに記載された平面道路の液状化変形抑制対策構造。
    

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