JPH062324A - 土構造物補強用面状体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 盛土や軟弱地盤・路盤・路床の崩壊、沈下の
抑制、に有用な補強用材料を提供する。 【構成】 繊度が１０００ｄ〜４０００ｄの範囲にある
マルチフィラメント３本〜８本を並列に配列し、これを
軟質樹脂で被覆して作製した帯状体を格子状に組み合わ
せた上、該格子交点部を高周波溶着機、超音波溶着機ま
たは熱溶着機などを用いて溶着し一体化する。 【効果】 本発明の面状体は、マルチフィラメントを補
強用繊維として使用しているために土中引き抜きに対す
る引き抜き抵抗応力の利用率が高い上、適度な柔軟性を
有しているためにハンドリング性と敷均性が向上する。
更に、本発明の面状体は使用している繊維の強力を最大
限に利用し得ると共に、偏織成などの複雑な工程を必要
としないで製造できるので極めて短時間で、容易に製造
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土構造物補強用材料に
関する。更に詳しくは、柔軟性を有する上、高い補強性
と、良好な敷設性・敷均性とを兼ね備え、盛土や軟弱地
盤、路盤、路床、などの土構造物の補強用に好適な土構
造物補強用面状体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】盛土に於ける円弧すべり崩壊の防止、軟
弱地盤、路盤、路床における不等沈下や轍掘れの防止等
を目的とするいわゆる土構造物補強材としては、これま
でにポリオレフィン系樹脂有孔シートを一軸または二軸
延伸したジオグリッド、ポリアミド、ポリエステル、ア
ラミド繊維などを編織成した網状体、前記網状体を樹
脂、ゴム等の材料で被覆した網状成形体などが知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有孔樹
脂シートを延伸したジオグリッドは、強度が低い上に伸
びが大きく十分な補強効果が得られない。さらに硬いた
めに砕石や衝撃輪荷重に対する耐久性に乏しく割れ易い
上、堅いために敷設性が悪く、被敷設面とのなじみが悪
いという問題があった。また、ポリアミド、ポリエステ
ル、アラミド繊維などで編織成した網状体は、編織成に
よって繊維の固有強度が低下する上、角ばった砕石など
で損傷し易いなどの問題があった。さらにまた、これら
の繊維などで編織成した網状体を樹脂、ゴム等で被覆し
た網状体成形体は、編織成に伴う繊維強度の劣化を招く
上、網状体の伸びが増加して補強効果が低下するという
問題があった。このように、いずれも十分に満足できる
ものはなかった。このため、柔軟性がある上に高い補強
性と、良好な敷設性、敷均性とを兼ね備えた土構造物補
強用材料の開発が望まれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記の問題
点を解決する為に、鋭意研究を行った結果、帯状体に埋
設する繊維を特定の繊維形態および特定の繊度、特定の
埋設本数とすることによってこれらの問題点が解決でき
ることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち、本発明の目的はＪＩＳ Ｋ６３
０１の硬度（Ｈｓ：ＪＩＳ Ａ）が４０〜１００度の範
囲にある軟質樹脂中に繊維が埋設された帯状体が格子状
に組み合わされ、その格子交点部が固着一体化されてな
る土構造物補強用面状体において、１本の帯状体中に、
全デニールが１０００〜４０００デニールのマルチフィ
ラメントが３〜８本埋設されていることを特徴とする土
構造物補強用面状体によって達成される。

【０００６】図面にしたがって本発明の一例を説明す
る。図１において、１は複数本のマルチフィラメントが
並列にほぼ一定間隔をおいて軟質樹脂中に埋設された帯
状体をタテ・ヨコ方向に直交して組織させた後、格子交
点部を高周波溶着機にて溶着一体化することによって作
製された面状体、２は帯状体、３はマルチフィラメン
ト、４は軟質樹脂、５は交点部、６は面状体の開口部で
ある。

【０００７】本発明の土構造物補強用面状体は、押し
出しダイを用いて帯状体の長手方向に沿って繊維を軟質
樹脂中に押し出して帯状体を作製する工程と、該帯状
体を格子状に組み合わせてその格子交点部を高周波溶着
機、超音波溶着機または熱溶着機などを用いて溶着する
工程とによって得ることができる。本発明に用いる繊維
はマルチフィラメントであることが必要である。マルチ
フィラメントとしては、単繊維デニールが１〜２０デニ
ール（以下、デニールをｄとして示す）の単繊維が５０
〜１０００本集束されたものが用いられる。土構造物補
強用面状体には高い土中引き抜き抵抗性に加えて、敷設
性と敷均性がより強く望まれる。マルチフィラメントで
構成したものは柔軟性をほどよく付与することが容易で
ある上、構成繊維束の表面積がモノフィラメントに比べ
て飛躍的に増大するために、被覆樹脂との接触面積が増
加し、補強用繊維と被覆樹脂との界面における付着力が
大きくなって、土中引き抜き性能が著しく向上する。繊
維素材としては耐水性に優れ、引っ張り弾性率・引っ張
り強力が高く、破断伸度が低く、耐クリープ特性のよい
素材が好ましく、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポ
リアリレート繊維、高分子量ポリエチレン繊維、高強度
ポリビニルアルコール繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボ
ロン繊維などを好適な一例としてあげることができる。

【０００８】本発明においては、マルチフィラメントの
繊度は１０００〜４０００ｄが用いられる。好ましくは
１５００〜３５００ｄ、より好ましくは２０００〜３０
００ｄである。繊度の構成手段としては、一本のマルチ
フィラメントであっても、また数本のマルチフィラメン
トを引き揃えたり、あるいは撚り合わせてもよい。１０
００ｄ未満では１本当りの強度が小さいために設計強度
を確保するには埋設本数を増さなければならず、帯状体
の幅が広くなって、開口率（一格子単位中における空隙
部の平面面積率をいう）の低下を招き被拘束物の拘束効
果を減少させることになる。更にまた、砕石による衝撃
耐久性が十分でない上、製造コストの増加につながる。
４０００ｄ以上では、帯状体中における被覆材との接触
表面積が減少するため、付着力の低下を招き、帯状体と
しての一体性を欠いて土層引き抜き抵抗が低下する。帯
状体中へのマルチフィラメントの埋設本数は３〜８本、
好ましくは３〜７本、より好ましくは３〜６本である。
２本以下では設計強度を確保しにくい上に、繊度アップ
で対応しようとすれば太くなって帯状体が厚くなるとと
もに、接触表面積の減少で土層引き抜き抵抗の低下につ
ながる。９本以上では帯状体の幅が広くなって、被拘束
物の拘束効果の低減と対砕石耐久性の不足、製造コスト
の増加を招く。

【０００９】本発明では、繊維束の横断面形状は円形を
はじめ種々の形状が使用できるが、土圧伝達効率の向
上、ならびに帯状体の厚み増加を極力抑える観点から偏
平状もしくは楕円状とすることが好ましい。帯状体の横
断面におけるマルチフィラメントの配置形態の例を図２
の（ａ）−（ｄ）に示すが、本発明はこれらに限定され
ない。

【００１０】本発明において、帯状体は補強用のマルチ
フィラメントを軟質樹脂で被覆して構成されていること
が重要である。帯状体を格子状に組み合わせた面状体の
敷均性を確保する上で被覆材は柔軟性を有していること
が不可欠であるため、軟質樹脂が用いられる。軟質樹脂
とはＪＩＳ Ｋ６３０１の硬度（Ｈｓ：ＪＩＳ Ａ）が
４０〜１００度の範囲にあるものをいう。

【００１１】例えばゴム・ワックス・軟質ポリ塩化ビニ
ル・ポリ酢酸ビニル・変性ポリ酢酸ビニル・エチレン−
酢酸ビニル共重合体・ポリ塩化ビニリデン・塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体・塩化ビニル−塩化ビニリデン共
重合体・ポリウレタン・変性ポリウレタン・ポリビニル
アルコール・変性ポリビニルアルコールおよび変性ポリ
アミドの中から選ばれたものおよびこれらの組成物など
をあげることができる。

【００１２】これらのうち、エチレン−酢酸ビニル共重
合樹脂は極めて好ましい。その理由は、押し出し成形の
しやすさ、製品の適当な柔軟性、補強用のマルチフィラ
メントとの付着力の確保（これは土層中での耐引き抜き
性能を高める上で重要な要素性能となる）の面から優れ
た総合性能が得られるためである。この場合、エチレン
−酢酸ビニル共重合樹脂における酢酸ビニルの重量比率
は補強用繊維との付着力を高める点から１０〜３０％が
好ましく、１５〜２０％程度のものが特に好ましい。

【００１３】軟質樹脂（被覆材）中に埋設されたマルチ
フィラメントを外部衝撃から保護する観点から、帯状体
は帯状体中に埋設されたマルチフィラメントの厚み方向
にマルチフィラメントの厚みと同程度またはそれ以上の
厚みの樹脂層で被覆されていることが好ましい。本発明
の面状体の開口部の一辺の長さは１０〜６０ｍｍの範囲
にあるのが好ましく、より好ましくは２０〜５０ｍｍ、
さらに好ましくは２５〜４０ｍｍである。

【００１４】開口率（一格子単位中に占める空隙部の平
面面積率をいう）は２０〜８０％が好ましく、より好ま
しくは３０〜７５％、さらに好ましくは４０〜７０％、
である。面状体の厚みは１〜６ｍｍが好ましく、より好
ましくは１．５〜３ｍｍである。

【００１５】面状体のタテ方向の引っ張り強度は２トン
／ｍ幅以上であることが好ましく、より好ましくは１０
トン／ｍ幅以上である。帯状体を用いて格子状構造体
（面状体）を得る方法としては、タテ方向とヨコ方向
に直交させて単純に積層する方法、タテ方向とヨコ方
向を組織させる方法等が用いられる。特に急勾配盛土補
強用途のように作用荷重の方向性が特定しにくい用途に
は後者の方が耐久性が高い。

【００１６】面状体の格子交点部を固着一体化する手段
としては、高周波あるいは超音波エネルギーによる内部
加熱タイプの熱融着法が、交点部固着強度、製品外観、
生産性、製造コストなどの点で極めて合理的な手段であ
る。以下に、実施例によって本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらの例によって何ら限定されるもので
はない。

【００１７】

【実施例１〜８および比較例１〜３】引っ張り強度が１
０．５ｇ／ｄを示すポリエステルのマルチフィラメント
（５００〜５０００ｄ、単繊維繊度５〜２５ｄ）に９０
Ｔ／Ｍの撚りをかけて作製した繊維束を芯材として、押
し出しダイを用いて帯状体中の埋設本数を変化させて、
エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（旭化成工業（株）、
登録商標サンテックエバ、酢酸ビニル含有重量比率１５
％）で被覆して、帯状体を作製した。この際の被覆樹脂
層の厚み（片面分の厚み）は芯材の直径が０．５ｍｍ未
満については一率に０．５ｍｍ、０．５ｍｍ以上につい
てはそれぞれの芯材直径と同一とした。隣接する芯材間
の間隙は０．４ｍｍとなるように配設した。次いで帯状
体を芯間距離４０ｍｍ×４０ｍｍに保って格子状に直交
させて組織し、格子交点部を高周波溶着機を用いて溶着
一体化して図１に示すようなタテ・ヨコ方向の引っ張り
強度が同一の面状体を作製した。供試面状体の構成を性
能評価結果と共に表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【実施例９、１０】引っ張り強度が２３ｇ／ｄを示すア
ラミド繊維１５００ｄのマルチフィラメント（単繊維繊
度１．５ｄ）を２本あわせ、９０Ｔ／Ｍの撚をかけて作
製した３０００ｄの繊維束を芯材として用い、帯状体中
の埋設本数を変化させた以外は実施例１と同様の方法
で、帯状体および面状体を作製した。

【００２０】供試面状体の構成を性能評価結果と共に表
１に示す。

【００２１】

【比較例４】引っ張り強度が９ｇ／ｄのポリアミドモノ
フィラメント（６０００ｄ）を、芯材として帯状体中に
６本埋設した以外は実施例１と同様の方法で帯状体およ
び面状体を作製した。供試面状体の構成を性能評価結果
と共に表１に示す。

【００２２】

【実施例１１】実施例５および実施例７の面状体を、比
較例３の面状体と共に、軟弱路盤上に敷設し、その時の
敷設作業性および敷設状態を調べた。さらに、面状体の
上に砕石を８０ｃｍの高さに敷きつめて仮設道路を築造
し、その上を重量１００トンの重ダンプカーを２０回走
行させて、道路の轍掘れの発生状態を調べた。その結
果、本発明の面状体は何れも敷設作業性がよい上、敷設
状態も面状体のうねりがほとんどなく非常に良好であっ
た。道路の轍掘れも小さく重機械の走行にとって好まし
い状態であった。これに対して比較例の面状体は、硬く
て敷設作業性にやや難がある上、敷設状態にも軽微なう
ねりが見られた。 ＜引き抜きせん断試験＞本発明の面状体および比較の面
状体を土層中に埋設し、引き抜きせん断試験を行った。
試験槽内部に水平に敷設した面状体は幅３０ｃｍ、長さ
７０ｃｍとした。引き抜き方向は面状体のタテ方向とし
た。砂は豊浦標準砂を用いた。引き抜き速度は１ｍｍ／
ｍｉｎ、土圧は１ｋｇ・ｆ／ｃｍ² とした。引き抜き抵
抗力の最大値を測定し、ｍ幅当りの数値に換算した上、
ｍ幅当りの引っ張り強度て除して強力利用率を求めた。 ＜柔軟性評価＞本発明の面状体を比較の面状体と対比し
てハンドリングによる評価をおこなった。

【００２３】〇： 柔軟 △： やや剛直 ×： 剛直

【００２４】

【発明の効果】本発明の面状体は、マルチフィラメント
を補強用繊維として使用しているために土中引き抜きに
対する引き抜き抵抗応力の利用率が高い上、柔軟性を有
しているためにハンドリング性と敷均性が向上する。更
に、本発明の面状体は使用している繊維の強力を最大限
に利用し得ると共に、編織成などの複雑な工程を必要と
しないで製造できるので極めて短時間で、容易に製造で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の面状体構造の概略図である。

【図２】図２は、本発明において、帯状体の横断面にお
けるマルチフィラメントの配置形態の一例を示す模式図
である。

【符号の説明】

１ 本発明の面状体 ２ 帯状体 ３ マルチフィラメント ４ 軟質樹脂 ５ 交点部 ６ 面状体の開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＪＩＳ Ｋ６３０１の硬度（Ｈｓ：ＪＩ
   Ｓ Ａ）が４０〜１００度の範囲にある軟質樹脂中に繊
   維が埋設された帯状体が、格子状に組み合わされ、その
   格子交点部が固着一体化されてなる土構造物補強用面状
   体において、１本の帯状体中に、全デニールが１０００
   〜４０００デニールのマルチフィラメントが３〜８本埋
   設されていることを特徴とする土構造物補強用面状体。