JP6574856B2 - 地下水の自然涵養可能な硬路面の舗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、ベース層が水不透過性のコンクリートである地下水の自然涵養可能な硬路面の舗装方法に関し、特に、雨水や雪水が地下浅層の砂れき層における帯水層に迅速に涵養され、さらに、粘土層を通過して自然に濾過され地下深層の砂れき層における帯水層に浸透することができる硬路面の舗装方法に関する。

従来の都市道路、広場、住宅地の硬路面の舗装方法として、コンクリートを注ぎ、固着させる方法を採用する場合が多い。この方法では、地表水及び地下水を完全に遮断することがある。また、予め透水孔を開けた後、コンクリートを注ぐ方法も採用されている。しかし、この方法では、路面水が孔を介して地表の土壌層にゆっくりと浸透できるが、水の浸透効果が極めて悪く、雨水の自然涵養率が低いため、降水量が多いと、路面に溜水が発生し、自然水を地下へ迅速に涵養させることができない。また、透水性コンクリート、透水性アスファルトによる舗装方法もある。しかし、この方法では、透水性が長時間にわたって保持されることができず、舗装の数ヶ月後、透水孔が目詰まりする場合が多く、舗装コストも高い。さらに、透水性セメントレンガを敷設する方法もある。しかし、この方法では、顆粒が大きいため、接着堅牢性が悪く、且つ、堪えられる圧力が小く、破裂しやすく、また透水セメントレンガの吸水能力に限界があり、降水量が多いと、路面に溜水が発生しやすい。都市道路、広場、住宅地の硬路面のような大面積路面の溜水の問題は、世界的な課題。となっている。特に、地下水位が益々下がっていって、泥土における水の骨格としての作用がなくなって行く。都市の地下にスポンジのような吸水機能を持たせるために、従来技術では、貯水池の構築、地下水貯蔵等のプロジェクトが実施されているが、コストが高く、国土資源が浪費され、且つ停滞した水となる場合が多く、メンテナンス費用が高く、水質悪化による環境悪化の問題がある。

雨の日にも都市道路、広場、住宅地等の大面積の硬路面に溜水が発生せず、降水を地下浅層の砂れき層における帯水層に迅速に涵養させることができるように、本発明は、粘土層の自然濾過により路面水地下深層の砂れき層における帯水層に浸透させ、それによって、地下水を有効に補充し、人工涵養による地下水の汚染を回避できるとともに、自動車等の大型車両の走行、停車を実現することができる地下水の自然涵養可能な硬路面の舗装方法を提供する。該方法によれば、「スポンジ都市」を迅速、安価、且つ効率的に達成でき、コンクリート下の土地に地下水の涵養機能を持たせることができる。

従来、地下水が十分であった場合に、浅層の砂れき層における帯水層に到達するまで、数メートルの井戸を掘削することにより、良質な地下水を取得していた。しかし、現在、特に都市では、数十メートル、さらに数百メートルの井戸を掘削してようやく、望ましい地下水を取得ことができる。地面から地下へ、土壌の構造は、複数層の粘土層/1層の砂れき層のように帯状に分布される。砂れき層は、最適な帯水層であって、水の最適な導流層であるため、砂れき層を井戸の源とする必要がある。地下水源の枯渇に伴い、取水のために、砂れき層を相次いで通過して下向きに掘削する必要がある。このような現象に基づいて、孔に砂を充填することにより、地面の雨水を地下浅層の砂れき層に導入することができる。このようにして、排水の速度が速く、コストが低く、地下水の自然涵養が速くなる。具体的な技術手段は、以下の通りである。地下浅層の砂れき層における1つ又は複数の帯水層を突き抜けた適切な深さまで、平らにした泥土地面に対して規則的又は不規則的に孔を開け、ここで、貯水したか、又は貯水している砂れき層は、その厚さ、砂粒子が貯水、導水のために十分である。孔径が5-100cm、孔ピッチが0.5-20mの孔に砂を充填する。孔のサイズ、深さは、排水に有利で、且つ低コストに制御できればよい。孔が大きければ大きいほど、より多くの労働力が消費され、必要な砂の量が多いためんである。泥土地面まで開けた孔に砂を充填し、円形又は任意形状の木製棒又は他の材質の棒状用具を、砂を充填した孔に挿入し、コンクリートを注いで表面が平坦なコンクリートベース層を形成し、その後、棒状用具を取り除き、該平坦なコンクリートベース層に孔を分布させる。いくつかの排水孔をさらに設置することが、竣工後の路面の排水に有利である。コンクリートベース層の厚さは、路面の最大荷重によって決定することができる。引き続きコンクリートベース層の平面まで孔に砂を充填した後、コンクリートベース層に厚さが2-30cmの砂を敷設する。砂層は、吸水、導水、及び路面レンガの圧力を吸収する作用を有し、その厚さは降水量によって決定することができ、一回の降水量が大きいか、又は降水が頻繁である場合に、砂層の厚さを相対的に厚くする。路面レンガを、固着させずに、砂層表面にそのまま規則的又は不規則的に配列して硬路面を形成し、路面レンガ同士の隙間は、1-50mmであり、隙間に砂を充填した後、水を注ぐ。硬路面での雨水が路面レンガ同士の隙間を通過して地下浅層の砂れき層における帯水層に迅速に自然涵養され、地下浅層の1層又は複数層の砂れき層を通過して迅速に仮貯水され、さらに地下深層の砂れき層における帯水層にゆっくりと浸透することにより、地下水源を補充する。コンクリートベース層、砂、及び路面レンガが変位、流失しないように、硬路面のエッジに縁石を設置して固定する。硬路面のエッジの縁石内側に路面レンガより1-5cm低い排水溝を設置することにより、地下浅層の砂れき層における帯水層に迅速に自然涵養できない溜水を雨水井戸に導入し、降水量が多いことで排水孔だけで排水が不十分である場合に、予備排水路として使用できる。

本発明によれば、道路の運搬能力を確保した上で、雨水や雪水が地下浅層の砂れき層における帯水層に迅速に涵養され、更に土層により自然濾過され、地下深層の砂れき層における帯水層にゆっくりと浸透することができる。本発明の舗装方法を採用して都市と農村の硬路面を大面積で建設することにより、地下水の自然涵養を効果的に解決でき、地盤沈下という重要な環境問題を緩和するとともに、深層水層への直接な人工涵養による地下水の汚染を回避することができる。また、本発明では、予め部材を製造する必要がないため、労力浪費及びエネルギー消費量を減少でき、「スポンジ都市」を安価且つ効率的で、環境にやさしく達成できる。

以下、図面及び実施例を参照しながら本発明を更に説明する。
平らにした泥土地面に孔を開け、形成した孔に砂を充填する平面図である。 孔に砂を充填し、棒状用具を挿入する平面図である。 コンクリートを注いでコンクリートベース層を形成する平面図である。 棒状用具を取り除いて、孔に砂を充填する平面図である。 コンクリートベース層に砂を敷く平面図である。 路面レンガ、縁石、排水溝を敷設する平面図である。 路面レンガから地下の帯水層までの構造の断面図である。

（1）、平らにした泥土地面，（2）、孔，（3）、砂，（4）、棒状用具，（5）、コンクリートベース層，（6）、路面レンガの隙間，（7）、路面レンガ，（8）、縁石，（9）、排水溝，（10）、雨水井戸，（11）、浅層のシルト層，（12）、浅層の砂れき層における帯水層，（13）、粘土層，（14）、深層の砂れき層における帯水層。

図1、2には、最適な実施例を示す。在平らにした泥土地面（1）に地下へ孔（2）を開け、砂（3）を充填し、棒状用具（4）を挿入する。

図3、4に示すように、コンクリートを注いでコンクリートベース層（5）を形成した後、棒状用具（4）を取り除いて、孔（2）を形成した後、孔（2）に砂（3）を充填し、水を注ぐ。

図5、6に示すように、コンクリートベース層（5）に砂（3）を敷設して平面を形成した後、水を注ぎ、水平面に路面レンガ（7）を規則的に配列し、その後、路面レンガ（7）同士の隙間（6）に砂（3）を充填し、水を注いで硬路面を形成する。硬路面のエッジに縁石（8）を設置することにより、コンクリートベース層（5）、砂（3）及び路面レンガ（7）を固定し、縁石（8）の内側に排水溝（9）を設置することで、溜水を雨水井戸（10）に導入することができる。

図7に示すように、硬路面での雨水が路面レンガ（7）同士の隙間（6）を通過し、孔（2）を介して浅層のシルト層（11）及び地下浅層の砂れき層における帯水層（12）に迅速に自然涵養され、さらに粘土層（13）に濾過され地下深層の砂れき層における帯水層（14）にゆっくりと浸透する。

Claims (7)

1. 平らにした泥土地面に対して地下浅層の砂れき層における帯水層まで孔を開け、前記泥土地面まで孔に砂を充填し、棒状用具を砂を充填した孔に挿入し、前記泥土地面にコンクリートを注いで表面が平坦なコンクリートベース層を形成した後、前記棒状用具を取り除き、引き続きコンクリートベース層の上面まで孔に砂を充填した後、コンクリートベース層に砂を敷設して砂面を形成し、その後、路面レンガを前記砂面に配列して硬路面を形成することにより、硬路面での雨水が路面レンガ同士の隙間を通過して地下浅層の砂れき層における帯水層に迅速に自然涵養され、さらに地下深層の砂れき層における帯水層にゆっくりと浸透することを特徴とする地下水の自然涵養可能な硬路面の舗装方法。
2. 地下浅層の砂れき層における1つ又は複数の帯水層を突き抜けた適切な深さまで、平らにした泥土地面に対して規則的又は不規則的に孔を開け、ここで、孔径が5-100cmであり、孔ピッチが0.5-20mであることを特徴とする請求項1に記載の舗装方法。
3. 前記開けられた孔の形状、サイズに合致する円形又は任意の形状の木製棒又は他の材質の棒状用具を、砂を充填した孔に挿入し、コンクリートを注いでコンクリートベース層を形成し、乾燥後、棒状用具を取り除くことにより、コンクリートベース層に、上記孔の形状、サイズと一致する孔を形成することを特徴とする請求項1に記載の舗装方法。
4. 孔に砂を充填した後、水を注入し、その後、コンクリートベース層に厚さが2-30cmの砂を敷設して平面を形成することを特徴とする請求項1に記載の舗装方法。
5. 路面レンガを、固着させずに、砂層表面にそのまま規則的又は不規則的に配列して硬路面を形成し、路面レンガ同士の隙間は、1-50mmであり、隙間に砂を充填した後、水を注ぐことを特徴とする請求項1に記載の舗装方法。
6. コンクリートベース層、砂、及び路面レンガが変位、流失しないように、硬路面のエッジに縁石を設置して固定することを特徴とする請求項1に記載の舗装方法。
7. 硬路面のエッジに、路面レンガより1-5cm低い排水溝を設置することにより、地下浅層の砂れき層における帯水層に迅速に自然涵養できない溜水を雨水井戸に導入することを特徴とする請求項1に記載の舗装方法。