JP6615010B2 - 自由勾配側溝ブロック - Google Patents

Description

本発明は、底部が開口した門型構造の側溝構築用のプレキャストコンクリート製ブロックであって、該ブロックを設置後に底部にインバータコンクリートを打設して所望の排水勾配を備えた排水路を構築するようになっている、自由勾配側溝ブロックに関するものである。

舗装道路には冠水を防止するために雨水を排水する側溝が設けられている。側溝には色々な種類があり、例えば、上部が開口した断面形状がＵ字形のＵ型側溝ブロックから構築されたＵ型側溝が周知である。Ｕ型側溝ブロックは道路の側部に開口部が上になるようにして並べて設置され、開口部に蓋が被せられてＵ型側溝が形成される。このようなＵ型側溝は荷重に対する耐性が大きくないので、歩道や、車両がほとんど走行しない道路部分に利用されている。これに対して荷重に対する耐性が高い側溝として箱型側溝が周知である。箱型側溝は断面形状が箱型の箱型側溝ブロックから構築され、排水路はブロック内に形成された実質的な暗渠になっている。ただし箱型側溝ブロックの上面には雨水を取り込むスリットが形成されていたり、開口部が形成されグレーチング蓋がはめ込まれていて、これらから雨水が排水路に流入するようになっている。箱型側溝は耐性が大きいので車道に利用されることが多い。

耐性が大きく車道にも利用可能な側溝として、自由勾配側溝も周知である。自由勾配側溝は、断面形状が門型を呈し下部が開口した自由勾配側溝ブロックから構築されている。自由勾配側溝ブロックを設置後、ブロックの底部にインバートコンクリートを打設して排水路を形成するようになっている。自由勾配側溝は、インバートコンクリートの傾斜を調整することによって、排水路の勾配を自由に調整できる点で優れている。自由勾配側溝ブロックも、その上面に雨水を取り込むスリットが形成されていたり、開口部が形成されグレーチング蓋がはめ込まれていて、これらから雨水が排水路に流入するようになっている。

特開２００５−１３３５２０号公報

自由勾配側溝ブロックは、その上面にスリットが形成されているので雨水がブロック内の排水路に流れるようになっているが、上面は平らに形成されているので、雨水の一部はスリットに落ちずに上面を横切って流れてしまう。従って道路に降った雨水を十分に集水できず、集水されなかった雨水は自由勾配側溝を横切って側方に流れてしまう。このような問題を解決する自由勾配側溝ブロックが特許文献１において提案されている。

特許文献１に記載の自由勾配側溝ブロック５０も、図３の（ア）、（イ）に示されているように、断面形状が門型構造をしており、一対の側板５１、５１と頂板５２とから構成されている。頂板５２の表面つまり上面５３は、両端から中央に向かって傾斜しており、それによって長手方向に浅いＶ字形の溝が形成されている。このＶ字形の溝の最深部に、溝に沿って所定間隔で複数個のスリット５５、５５、…が明けられている。この自由勾配側溝ブロック５０から自由勾配側溝が構築されると、雨水が上面５３に流れるとき、Ｖ字形の溝によって集水されて効率よくスリット５５、５５、…から排水路に流れる。つまり雨水が上面５３を横切って側方に流れるのを防止でき、集水性に優れている。

特許文献１に記載の自由勾配側溝ブロック５０は、門型構造からなるのでインバートコンクリートを打設して排水勾配を自由に調整して排水路を形成することができ、これによって排水の流速をコントロールできる。そして上面５３に浅いＶ字形の溝が形成されているので、道路に降った雨水は適切に集水されて排水路内に取り込まれる。つまり、雨水は効率よく集水されると共に適切な流速で排水でき優れているといえる。しかしながら、解決すべき問題も見受けられる。具体的には、荷重に対する耐性に若干の問題があると言える。自由勾配側溝は、道路の側部だけでなく道路の中央部に設けられることもある。また道路を横切るように設けられることもある。自由勾配側溝が道路の側部に設けられている限り自由勾配側溝ブロック５０の上を車両が走行することはほとんど無いが、道路の中央部に設けられていたり、道路を横切っていたりする場合には、自由勾配側溝ブロック５０の上を車両が頻繁に走行することになる。自由勾配側溝を構成している自由勾配側溝ブロック５０は、その一対の側板５１、５１の端部が固定された門型ラーメン構造と見なすことができるが、頂板５２の中央部に荷重Ｐが作用すると、図３の（ウ）に示されているように曲げモーメントが作用する。そうすると最大の曲げモーメントが作用する場所は頂板５２の中央になり、この部分において高い強度が必要になる。しかしながら、頂板５２の中央部は、図３の（イ）に示されているようにスリット５５、５５、…が形成されていて弱くなっている。つまり曲げモーメントに対する耐性が低く、車両の頻繁な走行には耐えられない。またスリット５５、５５、…だけでなく、自由勾配側溝ブロック５０はその形状からも頂板５２の中央部に強度的な問題がある。つまり、中央部は厚さが最も薄くなっているし、上面５３にＶ字形の切欠が形成されているので、形状的にもこの部分が弱い。特許文献１に記載の自由勾配側溝ブロック５０は、強度が要求される頂板５２の中央部に強度上の弱点があり、車両が頻繁に走行する場所に利用し難いという問題がある。

そこで本発明は、自由に排水路の勾配を調整できる自由勾配側溝を構築する自由勾配側溝ブロックであって、雨水を効率よく集水して排水することができ、そして頻繁に車両が走行する場所にも適用できるような高い耐性を備えた、自由勾配側溝ブロックを提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、自由勾配側溝を構築するようになっている、いわゆる門型構造のプレキャストコンクリート製の自由勾配側溝ブロックを対象とする。自由勾配側溝ブロックは、上面形状が長方形で所定厚さの頂板と、長方形の一対の長辺に接続されている所定厚さの一対の側板とから構成されている。この頂板の上面の中央部に帯状の所定幅の帯状溝を形成する。つまり上面の長方形の一対の長辺から所定幅の一対の斜面を形成し、それによって上面の中央に長辺方向に延びる帯状溝を形成する。この帯状溝に、頂板を貫通し長方形の短辺と平行なスリットを複数個明ける。

かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、上面形状が長方形で所定厚さの頂板と、所定厚さで前記長方形の長辺と辺の長さが等しい一対の側板とからなり、前記頂板の長方形の一対の長辺のそれぞれに前記一対の側板が一体的に接続されて門型構造に形成され、自由勾配側溝を構築するようになっているプレキャストコンクリート製の自由勾配側溝ブロックであって、前記頂板は、その上面において前記長方形の一対の長辺から中央に向かって下降する所定幅の一対の斜面が形成され、それによって中央部に所定幅で長辺方向に延びる帯状溝が形成され、前記帯状溝には前記頂板を貫通し前記長方形の短辺と平行なスリットが複数個形成されていることを特徴とする自由勾配側溝ブロックとして構成される。

以上のように本発明は、上面形状が長方形で所定厚さの頂板と、所定厚さで長方形の長辺と辺の長さが等しい一対の側板とからなり、頂板の長方形の一対の長辺のそれぞれに一対の側板が一体的に接続されて門型構造に形成され、自由勾配側溝を構築するようになっているプレキャストコンクリート製の自由勾配側溝ブロックを対象としている。そして自由勾配側溝ブロックの頂板は、その上面において長方形の一対の長辺から中央に向かって下降する所定幅の一対の斜面が形成され、それによって中央部に所定幅で長辺方向に延びる帯状溝が形成されている。従って、本発明に係る自由勾配側溝ブロックから構築される自由勾配側溝は雨水が帯状溝に集水されることになり、適切に排水できることになる。そして溝は帯状に形成されているので、荷重に対する耐性も大きい。すなわち頂板に荷重が作用するときに頂板の中央に最大の曲げモーメントが作用するが、中央には帯状溝が形成されているので中央部は所定幅で厚さが均一であり、また強度の弱点となる切欠もない。従って荷重に対する耐性が大きく、車両が頻繁に通過する場所においても自由勾配側溝ブロックを使用することができる。そして本発明によると帯状溝には頂板を貫通し長方形の短辺と平行なスリットが複数個形成されている。自由勾配側溝ブロックの上を車両が通過するとき、最大の曲げモーメントは頂板の中央部において作用し、その作用面は長辺と平行になる。この発明においてはスリットは短辺と平行に形成されているので、曲げモーメントが作用する作用面と直交している。従って、曲げモーメントに対する頂板の耐性に影響をほとんど及ぼさない。つまりスリットが設けられていても、頂板の耐性には影響がなく、本発明の自由勾配側溝ブロックは、車両が頻繁に通行する場所であっても使用することができる。

本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロックを模式的に示す図で、その（ア）、（イ）はそれぞれ自由勾配側溝ブロックの斜視図と側面図、その（ウ）は自由勾配側溝ブロックの上部から荷重を作用させたときの曲げモーメント図である。 本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロックにより自由勾配側溝を施工する様子を模式的に示す図で、その（ア）〜（ウ）は自由勾配側溝を施工するそれぞれの工程を示す斜視図である。 従来例を示す図で、その（ア）、（イ）はそれぞれ従来の自由勾配側溝ブロックの斜視図と側面図、その（ウ）は従来の自由勾配側溝ブロックの上部から荷重を作用させたときの曲げモーメント図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１は、予め工場で製造されるプレキャストコンクリート製のブロックであり、排水路の底部として打設するインバートコンクリートにより排水路の勾配を自由に設定することができる、いわゆる自由勾配側溝を構築することができるブロックである。本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１は、図１の（ア）（イ）に示されているように、上面形状が長方形で所定厚さの頂板３と、この頂板３の長方形の一対の長辺に接続されている所定厚さの一対の側板４、４とから構成されている。一対の側板４、４は頂板３に対して直角に接続されているので、互いに平行になっている。つまり本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１も、従来の自由勾配側溝ブロックと同様に、底部が開口したいわゆる門型構造になっている。後で説明するようにこの底部にはインバートコンクリートが打設され、このインバータコンクリートと一対の側板４、４と頂板４とによって閉鎖された内部が排水路になる。

本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１は２点の特徴があるが、第１の特徴は、頂板３の上面６の中央に所定幅の帯状溝７が形成されている点である。まず、上面６は、その長方形の一対の長辺から中央に向かって緩やかに下降する所定幅の斜面、つまり第１、２の斜面９、１０が形成されている。そしてこれら第１、２の斜面９、１０に挟まれた中央に所定幅の水平面が形成されている。つまり帯状溝７である。帯状溝７は上面６の長方形の長辺と平行に形成された浅い溝になっており、上面６に流れる雨水が帯状溝７に集水されることになる。第１、２の斜面９、１０の水平面からの傾斜角θは、本実施の形態においては１０度になっている。傾斜角θは大きすぎると上面６の上を車両が走行するときの段差になって騒音や振動の原因になるし、小さすぎると帯状溝７における集水効果が小さくなる。従って傾斜角θは３〜２５度が好ましく、より好ましくは５〜１５度である。本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１は、頂板３の上面６の中央部が帯状溝７になっていて平面状になっているので、後で説明するように強度に影響をほとんど与えない。

本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１の第２の特徴は、頂板４に形成されている複数個のスリット１２、１２、…の向き、あるいは配置である。スリット１２、１２、…は帯状溝７に設けられ頂板４を貫通しており、帯状溝７に集水された雨水を自由勾配側溝ブロック１内に浸入させるものであるが、本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１は、これらのスリット１２、１２、…が、頂板４の長方形の短辺と平行になるように設けられている点に特徴がある。短辺と平行になっているので、次に説明するように自由勾配側溝ブロック１の強度に与える影響が小さくなっている。本実施の形態においてスリット１２、１２、…は、両端が円弧状の長穴状に形成されているが、長方形状の穴から構成されていても、他の形状であってもよい。

本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１は、車両が頻繁に走行できる場所にも設置が可能になっているが、第１、２の特徴によってブロックの強度が十分に得られることを説明する。自由勾配側溝ブロック１から自由勾配側溝が構成されると、図１の（ウ）に示されているように、一対の側板４、４の下端が固定端となる門型ラーメン構造と見なすことができる。頂板４の上を車両が走行するとき、例えば頂板４の中央に荷重Ｐが作用する。このとき曲げモーメントは、図１の（ウ）に示されているように作用する。曲げモーメントの最大値は頂板４の中央に作用する。つまり頂板４の長方形の一方の短辺の中心と他方の短辺の中心を通る面において最大の曲げモーメントが作用する。この面が荷重Ｐにより破断されやすい面であると言える。本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１は、第１の特徴である帯状溝７によって、頂板４の中央部は所定幅で厚さが一様になるし、中央において切欠が無い形状になっている。したがって最大の曲げモーメントが作用する面における強度に影響がほとんどない。また第２の特徴であるスリット１２、１２、…の向き、あるいは配置は長方形の短辺に平行なので、最大の曲げモーメントが作用する面と直交している。一般に、スリット１２、１２、…は強度に影響を与えるが、本実施の形態においては、最大の曲げモーメントが作用する面と直交しているので、強度に対する影響はほとんどない。

図２によって、本実施の形態に係る自由勾配側溝ブロック１、１、…から自由勾配側溝を構築する方法を説明する。まず、自由勾配側溝を設置する場所を、所定の深さ掘削する。掘削した地盤に砕石を投入して所定厚さになるよう不陸整正を実施する。型枠を設けてコンクリートを打設し、図２の（ア）に示されているように、基礎コンクリート２０を形成する。得られた基礎コンクリート２０の上に、図２の（イ）に示されているように、自由勾配側溝ブロック１、１’、１’’を設置する。自由勾配側溝ブロック１、１’、１’’は、側板４、４の高さが異なる色々な種類が用意されており、適宜適切なものを選択して設置するようにする。また、頂板３に開口部１４が明けられた自由勾配側溝ブロック１’もあり、このような自由勾配側溝ブロック１’も適宜設置するようにする。自由勾配側溝ブロック１’の開口部１４からコンクリートを打設してインバートコンクリート２１を形成する。インバートコンクリート２１は排水路２３を構成する底面になるが、インバートコンクリート２１の傾斜を調整することによって、所望の排水勾配を備えた排水路２３を形成することができる。インバートコンクリート２１の打設後、開口部１４に蓋、例えばグレーチング蓋１６を嵌め込む。この状態が図２の（ウ）に示されている。自由勾配側溝が完成する。掘削面の埋め戻しを行って適宜舗装工事を実施する。

なお、自由勾配側溝ブロック１、１、…から自由勾配側溝を構築するとき、上の説明ではコンクリートは２回打設している。すなわち基礎コンクリート２０とインバートコンクリート２１である。このような施工方法に対して、図には示さないが、基礎コンクリート２０とインバートコンクリート２１とをまとめた形状のコンクリートを基礎コンクリート２０’として１回だけ打設する方法もある。つまり所定の型枠を使って、排水路２３の底面を備えた形状の基礎コンクリート２０’を１回だけ打設することになる。基礎コンクリート２０’が得られたら、モルタルあるいはペーストをグラウト材として適宜注入しながら自由勾配側溝ブロック１、１’、１’’を設置する。そうすると自由勾配側溝が得られる。

１ 自由勾配側溝ブロック ３ 頂板
４ 側板 ６ 上面
７ 帯状溝 ９ 第１の斜面
１０ 第２の斜面 １２ スリット
１４ 開口部 １６ グレーチング蓋
２０ 基礎コンクリート ２１ インバートコンクリート
２３ 排水路

Claims (1)

1. 上面形状が長方形で所定厚さの頂板と、所定厚さで前記長方形の長辺と辺の長さが等しい一対の側板とからなり、前記頂板の長方形の一対の長辺のそれぞれに前記一対の側板が一体的に接続されて門型構造に形成され、自由勾配側溝を構築するようになっているプレキャストコンクリート製の自由勾配側溝ブロックであって、
   前記頂板は、その上面において前記長方形の一対の長辺から中央に向かって下降する所定幅の一対の斜面が形成され、それによって中央部に所定幅で長辺方向に延びる帯状溝が形成され、
   前記帯状溝には前記頂板を貫通し前記長方形の短辺と平行なスリットが複数個形成されていることを特徴とする自由勾配側溝ブロック。

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