JP6573948B2 - 架設構造体およびその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、側溝、排水溝、水路や小型の橋梁等の支持部上に架設される蓋、床版や蓋版等の架設構造体およびその施工方法に関する。

雨水の排水機能を有する通水性舗装路（一般道路、高速道路、駐車場や公園等）に設置される側溝構造としては、複数の等辺山形鋼が通水口となる間隙を保持した並列状態に２本の連結棒によって連結された構造の側溝蓋を側溝本体の上面開口部に装着した状態で、上面全面に通水性アスファルト舗装を施工するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この側溝蓋では、連結棒の直径を細径にするなどして、連結部分で捻れや撓みが生じるように等辺山形鋼同士をフレキシブルに連結させており、これにより、各等辺山形鋼の両端部が蓋受け段部に対して馴染むように載置して、側溝蓋をガタつきなく装着させることができる。

特許第３８９２４３６号公報

表１は上記特許文献１に記載の等辺山形鋼を用いた透水蓋の製品重量（溝幅４００ｍｍの荷重対応と重量（１ｍあたり））を示している（道路橋示方書）。表１に示すように、この透水蓋では要求される強度を確保するため、大型車両に対応する製品の重量が小型車両に対応する製品の重量に比べて放物線的に激増する。

そこで、本発明においては、等辺山形鋼に比べて軽くて経済的な素材を用い、側溝の蓋受け段部等の支持部の不陸に対してもガタつきなく装着することが可能な架設構造体およびその施工方法を提供することを目的とする。

本発明の架設構造体は、一対の支持部上に架設される架設構造体であって、架け渡す方向を第１方向、第１方向に対して直交する横方向を第２方向としたとき、第１方向に延び、一対の支持部上に両端部が架設される角パイプが、第２方向に所定間隔で複数並設された本体部と、第２方向に所定間隔で並設された複数の角パイプの間隙に配設され、第１方向に延びる複数の第１枠材であり、第１方向の中央部で複数の角パイプとそれぞれ接合された複数の第１枠材と、複数の角パイプの第１方向の両端部に配設され、第２方向に延びる一対の第２枠材であり、第１枠材の両端部が接合される一対の第２枠材とから構成される受枠部であり、底面が本体部の底面よりも高い位置にある受枠部とを有するものである。

本発明の架設構造体を一対の支持部上に架設した際、この架設構造体の受枠部の底面が本体部の底面よりも高い位置にあるため、本体部の底面、すなわち複数の角パイプのそれぞれの両端部の底面が一対の支持部上に載置される。このとき、複数の角パイプのそれぞれが受枠部の第１枠材の中央部に接合されているため、複数の角パイプは受枠部内でそれぞれフレキシブルに動き、一対の支持部の不陸に対応してその姿勢を変える。これにより、本発明の架設構造体では、等辺山形鋼に比べて軽くて経済的な複数の角パイプから構成される本体部を一対の支持部の不陸に対してガタつきなく装着することが可能であり、この架設構造体上にアスファルトコンクリート（以下、「アスコン」と称す。）またはコンクリートを施工することにより架設構造体を固定することができる。

ここで、複数の角パイプのそれぞれが第１枠材と１箇所で接合されたものであることが望ましい。前述のように、本発明の架設構造体では、複数の角パイプのそれぞれが受枠部の第１枠材の中央部に接合された構造を採用することで、一対の支持部の不陸に適応するものであるが、複数の角パイプのそれぞれが第１枠材と１箇所で接合されたものとすることで、角パイプがよりフレキシブルに動くようにすることができる。なお、架設構造体上にアスコンまたはコンクリートを施工することで角パイプが固定されるため、受枠部と角パイプとは、１箇所の接合とするのが良い。

また、本発明の架設構造体は、第２方向に所定間隔で並設された複数の角パイプの間隙の一部に、本体部の上方から下方へ通ずる通水パイプを有するものとすることができる。これにより、架設構造体の上面から通水パイプを通じて架設構造体の下方へ直接通水することが可能となる。

（１）本発明の架設構造体によれば、等辺山形鋼に比べて軽くて経済的な複数の角パイプから構成される本体部を一対の支持部の不陸に対してガタつきなく装着することが可能となり、この架設構造体上にアスコンまたはコンクリートを施工することにより、支持部の不陸に対してガタつきのない状態で架設構造体を固定することができる。

（２）複数の角パイプのそれぞれが第１枠材と１箇所で接合されたものであることにより、角パイプがよりフレキシブルに動き、支持部の不陸に対してより柔軟にフィットした架設構造体を得ることが可能となる。

（３）第２方向に所定間隔で並設された複数の角パイプの間隙の一部に、本体部の上方から下方へ通ずる通水パイプを有する構成により、架設構造体上に施工したアスコンまたはコンクリートが通水性のものでない場合や、通水性アスコンの目詰まりにより通水機能が低下した場合であっても、架設構造体の上面から通水パイプを通じて架設構造体の下方へ直接通水することが可能となる。

本発明の実施の形態における側溝構造を示す断面図である。 図１の側溝構造に用いた側溝蓋の斜視図である。 図２の側溝蓋の平面図である。 図３の正面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 側溝蓋を側溝本体の上面開口部に装着した状態における通水パイプ周りの斜視図である。 図６の通水パイプ周りの縦断面図である。 角パイプが受枠部内で蓋受け段部の不陸に対応して姿勢を変えている様子を示す斜視図である。 完成後の側溝を斜め上方からみた斜視図である。 通水性舗装路の路肩部分に設置された側溝構造を示す断面図である。

図１は本発明の実施の形態における側溝構造を示す断面図、図２は図１の側溝構造に用いた側溝蓋の斜視図、図３は図２の側溝蓋の平面図、図４は図３の正面図、図５は図３のＡ−Ａ断面図である。

図１に示す側溝構造は、舗装路１の路肩部分に側溝２が設置されたものである。舗装路１は、地盤１０の上に下地層として非通水性アスコンからなる非通水性下地層１１が形成され、この非通水性下地層１１の上に表層として密粒度アスコン（非通水性アスコン）からなる非通水性表層１２が形成されている。側溝２は、側溝本体２０と、この側溝本体２０の上面開口部２１に装着される架設構造体としての側溝蓋３とを備える。また、側溝蓋３上には、通水性アスコンが施工されることにより、通水性舗装１３が形成されている。

側溝本体２０は、コンクリート２次製品として製造されたものである。側溝本体２０は、底部２２と左右の側壁２３，２４によって囲まれて、内部が略Ｕ字状に形成された樋状の排水路２５を形成している。両側壁２３，２４の内面上端部分には、側溝蓋３が架設される一対の支持部としての蓋受け段部２６，２７が形成されている。なお、側溝本体２０は、図示しないが、基礎砕石層、基礎コンクリート層、敷モルタル層による基礎上に設置される。

図２〜図５に示すように、側溝蓋３は、蓋受け段部２６，２７上に両端部が架設される角パイプ３０が複数並設された本体部３１と、複数の角パイプ３０をそれぞれ囲むように形成された受枠部３２とを備える。複数の角パイプ３０は、それぞれ蓋受け段部２６，２７に架け渡される方向（図１の左右方向。以下、「第１方向」と称す。）Ｘに延びている。なお、図３〜図５の左側部分においては、角パイプ３０の図示を省略している。

角パイプ３０は、第１方向Ｘに対して直交する横方向（以下、「第２方向」と称す。）Ｙの幅Ａ１、第１方向Ｘに対して直交する高さ方向（以下、「第３方向」と称す。）Ｚの幅Ｂ１、肉厚Ｔ１の長方形断面を有する角鋼管であり、両端部は開口されている。なお、本実施形態においては、Ａ１＝６０ｍｍ、Ｂ１＝３０ｍｍ、Ｔ１＝２．３ｍｍのものを用いている。このような角パイプ３０が、第２方向Ｙに所定の間隔Ｙ１（本実施形態においては、Ｙ１＝２２ｍｍ）で並設されている。

受枠部３２は、第１方向Ｘに延びる複数の第１枠材３３と、第２方向Ｙに延びる一対の第２枠材３４とから構成される。第１枠材３３は、第２方向Ｙの幅Ａ２、肉厚Ｔ２の平鋼である。第１枠材３３の第２方向Ｙの幅Ａ２は角パイプ３０の間隔Ｙ１よりも小さく、第１枠材３３と角パイプ３０とは間隙Ｙ２（＝（Ｙ１−Ａ２）／２）を隔てて配設されている。なお、本実施形態においては、Ａ２＝１９ｍｍ、Ｔ２＝３．０ｍｍのものを用いており、角パイプ３０と第１枠材３３との間にはＹ２＝１．５ｍｍの間隙が形成されている。このような第１枠材３３が、複数の角パイプ３０の間隙にそれぞれ配設され、第１方向Ｘの中央部で角パイプ３０と溶接によりそれぞれ１箇所（接合箇所３５（図３、図５参照。））で接合されている。

第２枠材３４は、複数の角パイプ３０の第１方向Ｘの両端部に配設されている。第２枠材３４は、第３方向Ｚの幅Ａ３、肉厚Ｔ３の平鋼である。第２枠材３４には、各第１枠材３３の両端部が溶接により接合されている。角パイプ３０の第１方向Ｘの両端面と第２枠材３４とは間隙Ｙ３を隔てて配設されている。すなわち、受枠部３２と複数の角パイプ３０とは、第１枠材３３と角パイプ３０との溶接による接合部を除く部分に間隙Ｙ２，Ｙ３を隔てて配設されている。なお、本実施形態においては、Ａ３＝１６ｍｍ、Ｔ３＝３．０ｍｍのものを用いており、間隙Ｙ３＝２．０ｍｍとしている。

受枠部３２は、図４に示すように、第３方向Ｚにおいて本体部３１（角パイプ３０）の中央に配設されており、受枠部３２の底面は、本体部３１の底面よりも高い位置にある。また、受枠部３２（第２枠材３４）の幅Ａ３は角パイプ３０の両端部開口の上下幅（＝Ｂ１−２×Ｔ１）より狭く、角パイプ３０の両端部の開口の上下にはそれぞれ隙間が形成されている。

また、本実施形態における側溝蓋３は、複数の角パイプ３０の間隙の一部に、本体部３１の上方から下方へ通じる通水パイプ４を有する。図６は側溝蓋３を側溝本体２０の上面開口部２１に装着した状態における通水パイプ４周りの斜視図、図７は図６の通水パイプ４周りの縦断面図である。

通水パイプ４は、側溝蓋３とは別体となっており、図６および図７に示すように、角パイプ３０の間隙に配置され、上部開口４０から下部開口４１へ通水するものである。通水パイプ４は、長方形断面を有する角鋼管（角パイプ）であり、上面（上部開口４０）および下面（下部開口４１）の長辺部が斜めに切断され、第２方向Ｙから視て平行四辺形状となっている。また、通水パイプ４が配置される角パイプ３０の間隙の第１枠材３３の端部３６は、通水パイプ４の角度に合わせて折り曲げられている。

通水パイプ４は、第１枠材３３の端部３６と接触した状態で、その下面（下部開口４１）の一部が蓋受け段部２６に載置された状態となる。また、通水パイプ４の上面（上部開口４０）の短辺部の一辺４２は、側溝本体２０の蓋受け壁部２８に接した状態となる。このとき、通水パイプ４の上面（上部開口４０）が側溝本体２０の上面と面一となるように、通水パイプ４の長さおよび角度が設定されている。
なお、側溝蓋３および通水パイプ４は亜鉛等でメッキ処理されている。

上記構成の側溝蓋３を側溝本体２０の蓋受け段部２６，２７上に装着すると、受枠部３２（第１枠材３３，第２枠材３４）の底面が本体部３１（角パイプ３０）の底面よりも高い位置にあるため、角パイプ３０の上端部の底面が蓋受け段部２６，２７上に載置される。このとき、それぞれの角パイプ３０が第１方向Ｘの中央部で第１枠材３３と溶接によりそれぞれ１箇所で接合されているため、それぞれの角パイプ３０は受枠部３２内でそれぞれフレキシブルに動き、蓋受け段部２６の不陸に対応してその姿勢を変える。図８は角パイプ３０が受枠部３２内で蓋受け段部２６の不陸に対応して姿勢を変えている様子を示している。

その後、上記通水パイプ４を角パイプ３０の間隙に配置する。本実施形態においては、通水パイプ４を側溝蓋３とは別体としているため、側溝蓋３を側溝本体２０の蓋受け段部２６，２７上に装着した際の角パイプ３０のフレキシブルな動きを阻害せず、蓋受け段部２６，２７の不陸に対して角パイプ３０の姿勢が変わり、蓋受け段部２６，２７にガタつきなく安定して装着される。また、通水パイプ４が別体となっているため、側溝蓋３の上下面に突出するものがなく、側溝蓋３を積み重ねて運搬管理することが可能である。

そして、この側溝蓋３および通水パイプ４を側溝本体２０の上面開口部２１に装着した状態で、側溝蓋３の上面全面に亘って、通水性アスコンを施工することによって通水性舗装１３を形成し、図１の側溝構造が形成される。図９は完成後の側溝を斜め上方からみた斜視図である。この側溝構造では、雨水等は通水性舗装１３の空隙および側溝蓋３の間隙を通じて排水路２５内に排水されるが、雨水等はより流れやすい通水パイプ４を通じて排水路２５内に優先的に排水される。そのため、通水性舗装１３が目詰まりしにくくなり、延命化が可能となる。また、この側溝構造では、通水性舗装１３の目詰まりにより通水機能が低下した場合であっても、通水性舗装１３上の土砂やゴミが通水パイプ４を通じて排水路２５内へ排水される。

なお、通水性舗装１３に代えて、非通水性舗装や、コンクリート施工によるコンクリート舗装を採用することも可能である。

図１０は排水性舗装路の路肩部分に設置された側溝に側溝蓋３を適用した例を示している。
図１０に示す側溝構造は、排水性舗装路１Ａの路肩部分に側溝２Ａが設置されたものである。排水性舗装路１Ａは、地盤１０の上に下地層として非通水性アスコンからなる非通水性下地層１１が形成され、この非通水性下地層１１の上に、通水性アスコンが施工されることにより、表層としての通水性表層（通水性舗装）１４が形成されている。

側溝本体２０Ａは、左右の側壁２３Ａ，２４Ａのうち舗装路側側壁２４Ａの上端面２４Ａ−１が他方の側壁２３Ａの上端面２３Ａ−１よりも低く形成され、かつ、舗装路側側壁２４Ａは、その上端面２４Ａ−１が非通水性下地層１１と舗装路側通水性表層１４との境界と略同一に位置するように形成されている。

この場合においても、上記と同様、側溝蓋３および通水パイプ４を側溝本体２０Ａの上面開口部２１Ａの蓋受け段部２６Ａ，２７Ａに装着した状態で、舗装後側側壁２４Ａの上端面２４Ａ−１から側溝蓋３の上面全面に亘って、舗装路側通水性表層１４に一体に連続した側溝側通水性表層（通水性舗装）１４Ａにより覆われるとともに、その側溝側通水性表層１４Ａの上面が他方の側壁２３Ａの上端面２３Ａ−１とほぼ一致するように形成されることで、通水性舗装路用側溝構造が形成される。この場合、舗装路側通水性表層１４の施工は、側溝側通水性表層１４Ａと同時に行うことができる。

この側溝構造では、雨水等は舗装路側通水性表層１４を浸透し、非通水性下地層１１によって地下への浸透が妨げられることから、この舗装路側通水性表層１４を路肩方向に流動し、引き続き側溝側通水性表層１４Ａ内を流動して、側溝蓋３の間隙から側溝本体２０Ａの排水路２５内に流入し、排水される。

以上のように、本実施形態における側溝蓋３では、複数の角パイプ３０から構成される本体部３１を一対の蓋受け段部２６，２７の不陸に対してガタつきなく装着することが可能であり、この側溝蓋３上に通水性舗装１３や通水性表層１４Ａ等を施工することにより、側溝蓋３を蓋受け段部２６，２７の不陸に対応した姿勢で、すなわち角パイプ３０の捻れや撓みを維持した状態で固定することができる。

特に、本実施形態における側溝蓋３では、第１枠材３３と複数の角パイプ３０とがそれぞれ１箇所で接合されたものであることにより、角パイプ３０がよりフレキシブルに動き、不陸に対してより柔軟にフィットした状態で固定することが可能となっている。なお、接合は複数箇所とすることも可能であるが、接合箇所が増えるほど柔軟性が損なわれることになる。

また、本実施形態における側溝蓋３では、通水性舗装１３等を施工した際に、この通水性舗装１３等が受枠部と複数の角パイプとの隙間および受枠部と蓋受け段部２６，２７との隙間に入ることでしっかりと固定される。

また、本実施形態における側溝蓋３では、複数の角パイプ３０の開口を一対（２枚）の第２枠材３４によりまとめて覆っており、生産性が良い。

なお、角パイプ３０同士の間隔Ｙ１は、通常の通水口としての間隔（５ｍｍ程度の隙間）では、舗装転圧時にアスファルト合材が角パイプ３０の上面を滑り、舗装の品質が確保できなくなる可能性があるため、転圧時に滑らず、しかも隙間の舗装が所要の密度を発現でき、かつ通水パイプ４が装着できる間隔（２２ｍｍ程度）としている。一方、角パイプ３０と受枠部３２（第１枠材３３，第２枠材３４）との間隙Ｙ２，Ｙ３は通常５ｍｍ程度で良いが、密粒度アスファルト合材や砕石等として小さいサイズの材料を使用することも考慮して１．５〜２．０ｍｍ程度とする。また、第１枠材３３の高さ位置（第３方向Ｚの位置）は、アスファルト合材の所要の密度を確保できるように角パイプ３０の天端から３分の２程度下方としている。

上記本発明の実施の形態における角パイプ３０を用いた側溝蓋３の重量（表２参照。）と従来の等辺山形鋼を用いた透水蓋の重量（表１参照。）を比較した。等辺山形鋼と比較して角パイプの強度が非常に高く、本発明の実施の形態における側溝蓋３では、第２方向Ｙの幅Ａ１＝６０ｍｍ、第３方向Ｚの幅Ｂ１＝３０ｍｍ、肉厚Ｔ１＝２．３ｍｍの角パイプ３０によって、小型車両から大型車両までのすべてにおいて要求される強度を確保することが可能である。そのため、大型車両（Ｔ−２５（長期強度））に至っては、等辺山形鋼に比べて３０％以上の重量を低減することが可能となっており、人力で簡単に施工することが可能であり、また安価である。

本発明の架設構造体は、側溝、排水溝、水路や小型の橋梁等の支持部上に架設される蓋、床版や蓋版等として有用である。

１ 舗装路
１Ａ 通水性舗装路
２，２Ａ 側溝
３ 側溝蓋
４ 通水パイプ
１０ 地盤
１１ 非通水性下地層
１２ 非通水性表層
１３ 通水性舗装
１４，１４Ａ 排水性表層（通水性舗装）
２０，２０Ａ 側溝本体
２１，２１Ａ 上面開口部
２２ 底部
２３，２４，２３Ａ，２４Ａ 側壁
２５ 排水路
２６，２７，２６Ａ，２７Ａ 蓋受け段部
２８ 蓋受け壁部
３０ 角パイプ
３１ 本体部
３２ 受枠部
３３ 第１枠材
３４ 第２枠材
３５ 接合箇所
４０ 上部開口
４１ 下部開口

Claims (5)

1. 一対の支持部上に架設される架設構造体であって、
   架け渡す方向を第１方向、前記第１方向に対して直交する横方向を第２方向としたとき、前記第１方向に延び、前記一対の支持部上に両端部が架設される角パイプが、前記第２方向に所定間隔で複数並設された本体部と、
   前記第２方向に所定間隔で並設された前記複数の角パイプの間隙に配設され、前記第１方向に延びる複数の第１枠材であり、前記第１方向の中央部で前記複数の角パイプとそれぞれ接合された複数の第１枠材と、前記複数の角パイプの前記第１方向の両端部に配設され、前記第２方向に延びる一対の第２枠材であり、前記第１枠材の両端部が接合される一対の第２枠材とから構成される受枠部であり、底面が前記本体部の底面よりも高い位置にある受枠部と
   を有する架設構造体。
2. 前記複数の角パイプのそれぞれが前記第１枠材と１箇所で接合されたものである請求項１記載の架設構造体。
3. 前記受枠部と前記複数の角パイプとは、前記第１枠材と前記角パイプとの接合部を除く部分に間隙を隔てて配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の架設構造体。
4. 前記第２方向に所定間隔で並設された前記複数の角パイプの間隙の一部に、前記本体部の上方から下方へ通ずる通水パイプを有する請求項１から３のいずれか１項に記載の架設構造体。
5. 一対の支持部上に請求項１から４のいずれか１項に記載の架設構造体を架設すること、
   前記架設構造体上にアスファルトコンクリートまたはコンクリートを施工すること
   を含む架設構造体の施工方法。