JPH0630896Y2 - 高排水性土木シート - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、土圧の大きい場所の土中の排水を高め地盤の
安定化を図るために使用する高排水性土木シートに関す
るものである。

〔従来の技術〕

最近、盛土の安定、鉄道軌道の噴泥防止、軟弱地盤の改
良、ゴミ処理場、ダム等の止水の保護等に排水土木シー
ト（ジオテキスタイル）が利用され、主として土中に敷
設することにより雨水や地下水の土中における排水を高
め地盤の安定化を計ろうとしている。

従来からこの排水土木シートとしては、織布やニードル
パンチ加工された短繊維不織布、長繊維不織布（通称ス
パンボンド）等が用いられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

これらの排水土木シートは、繊維の絡みによる空隙など
を利用する毛細管現象により土木の雨水、地下水等を排
水しているものと考えられている。しかしながら、土中
に埋設した排水土木用シートには、上下の土砂による土
圧がかかり、土圧が増すにつれて繊維の空隙が少なくな
り、その排水性能は一般に第１図に示すように低下す
る。

このように土中に埋設した排水土木シートの空隙が減少
することを抑えるために、第２図に示すように、従来よ
り短繊維不織布１を上下２層とし、中間層として不織布
の生産方向にスパイラルパイプ２を挿入した土木シート
３があるが、このスパイラルパイプは土中埋設時の外
力、あるいは埋設後の土中の歪みによって変形し、排水
土シートが部分的または全体として破壊してしまう欠点
を有している。また、隣接するスパイラルパイプの間隔
ｌ（第２図参照）は通常１０cmもあって、大きいため、
スパイラルパイプとスパイラルパイプ間における土木シ
ートの厚みは土圧Ｐによって減少し排水性が低下し、シ
ート全体としての排水性能を均一性に欠ける欠点を有し
ている。さらに、スパイラルパイプは剛性が大きいた
め、土木シートの製造時にスパイラルパイプを不織布の
強度の大きい生産方向に沿って挿入する必要があるが、
不織布の幅方向には限度があるため、長尺化した巻形態
が出来ず、おのずと短尺の単位で製造しなければならな
いため、製造のコストアップにつながる欠点がある。さ
らには、スパイラルパイプを挿入した排水土木シートを
敷設するには短尺であるため敷設効率が低下するという
欠点もある。

〔問題点を解決するための手段、作用〕

本考案はかかる現状に鑑み、厚みの大きい部分と小さい
部分よりなり、厚みの大きい部分が小さい部分の1.2倍
以上の厚みであって1in×1in当たりに１ヶ所以上有する
繊維ネットの両面に合成繊維シートを積層したことを特
徴とする高排水性土木シートである。

本考案の高排水性土木シートは、上下両層に合成繊維シ
ートを有するので、土中に埋設する場合には地盤の安定
化と土構造物のクラック発生を抑制する補強効果が得ら
れ、また雨、水、地下水等によって土砂が排水に重要な
機能を有する中間層に浸入することを防ぐフィルター効
果が得られ、さらに土中における雨水、地下水を一旦毛
管現象によりとらえ、中間層へ浸透させる誘導効果等が
得られることとなる。

また、本考案の排水性土木シートは、中間層に厚みを異
にする繊維ネットを有するので、土圧が加わっても厚み
の大きい部分で土圧を支え、シート全体の厚みを減少さ
せることなく維持させ、中間層の厚みの小さい部分がつ
ぶされることなく形状が保たれるほか、土中の変動が生
じた場合でも繊維シート相互が拘束しあい、シートの変
形を抑制すると共に耐久性も向上し、さらに曲げ剛性が
低くて製造時において連続した巻物が出来る。

本考案の構成を第３図を用いて説明するに、高排水性土
木シート４は上下層５，５′と中間層６とが積層、複合
化されており、上下層５，５′は合成繊維シートからな
り、中間層６は厚みの大きい部分（凸部）７とこの間を
連結する厚みの小さい部分（凹部）８からなる繊維ネッ
トから構成されている。厚みの大きい部分７は厚みの小
さい部分８の1.2倍以上であって、ダイヤルゲージ等の
厚み計にて１Kg/cm²の押圧力で測定した場合の厚みが0.
5mm以上を有することが望ましい。土砂９中に埋設され
た高排水性土木シート４に上方より雨水や地下水が流下
すれば、高排水性土木シート４の上層５を通して中間層
６の凸部７と凸部７との間の凹部８の空隙部１０に流れ
込み、これに沿って排水される。

以上のように、土中における空隙部１０の確保が大切で
あって、凹部８の間隔を広くしすぎると土中の埋設位置
が深い場合、即ち土圧Ｐが大きくなる場合や土砂粒が細
かい場合には空隙部１０の断面積が小さくなり排水効果
が無くなる。このように凹部の間隔、即ち凸部と凸部間
について諸種の条件について実験したところ、凸部の厚
みが凹部の厚みの1.2倍以上であり、かつ中間層６の1in
×1inの平面に対して少なくとも一箇所以上の凸部を有
すれば空隙部１０は土圧で詰まることなく排水効果がみ
とめられることがわかった。また、凸部の厚みは押圧１
Kg/cm²の測定条件で0.5mm以上、望ましくは１mm以上で
ある。

中間層の繊維ネットの凸部としては、第４図のように一
方向に連続していてもよく、また第５図のように点在し
てもよい。また、凸部の方向は繊維ネットの生産方向と
平行、直交のほか、斜め方向とすることができる。な
お、凸部が点在する繊維ネットの場合には排水の方向性
が無いが、凸部が一方向に連続する場合には工事の際に
排水方向に留意して敷設する必要がある。

本考案の上下層５，５′に用いる合成繊維としては、ポ
リエステル、ナイロン６，６６、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、ビニロン等の短繊維、長繊維のいずれの繊維
でもよい。また、合成繊維ネットの構造としては織物、
編物、不織布のいずれれでもよい。また、中間層６を形
成する繊維は上記の合成繊維のほか、レーヨン、アセテ
ート等の半合成繊維、綿、麻等の天然繊維のいずれの繊
維でもよい。しかしながら、耐用年数が長い使用条件の
場合には合成繊維が望ましい。

本考案における中間層６の繊維ネットの構造としては、
厚みの異なる部分を有する織物、編物が使用されるが、
特に編物は製造速度が大きく、製造コストが安いので、
望ましい。編物の場合には、厚みの大きい部分７はルー
プの重なり部によって形成され、厚みの小さい部分８は
編機のゲージの選択、針抜き、タック、レーインなどで
形成されるため、これらの間隔を容易に決定することが
できる。また、編物の場合には、ループで構成されるた
め、粗いループ密度であっても糸条が移動し、無秩序な
糸条配列になることはない。また、ニット（ループの形
成）とタック、または挿入（レーイン）を組合せたとし
ても無秩序な糸条の配列になることはない。さらに、編
物の場合には、それぞれのループとループの重なり部が
他の部分の太さの２倍に相当する凸部が得られ、さらに
表裏にループを形成するダブル丸編機、ダブルラッセル
機、ダブルトリコット機等を用いることによってループ
とループの重なり部が他の部分の３〜４倍の凸部が得ら
れる。後者の場合には、特に前記空隙部１０の断面積を
大きくするのに有利である。糸条の太さは１００ｄ以上
または２０番手以下が望ましい。

高排水性土木シートの埋設位置が土中深くて土圧が大き
くかかる場合とか、土質が粘性土であって排水性が悪い
場合のように排水性能を増大したいときには、前述した
中間層を２枚またはそれ以上重ねて使用すれば、空隙部
は一層増大し、排水性能も増加する。

また、この手法は設計に必要な凸部の厚みを得るために
一枚のシートで製造するよりも２枚のシートを重ね合わ
せた方が安価に製造出来るケースもあり、例えばダブル
丸編機を使用し第６図に示すブリスター組織で袋部１１
を凸部、シリンダーとダイヤルとでニットされたニット
部１２を凹部として形成することにより２枚の構造が一
工程で安価に製造可能である。また、ダブルラッセルの
場合、たとえば第７図に示すようにガイドバー，の
２枚でそれぞれ鎖編とレーインで片面（第８図中の１
３）を形成し、他のガイドバー，の２枚で同様に鎖
編とレーインで、他面（第８図中の１４）を形成し、別
のガイドバーの１枚で片面１３と他面１４をレーイン
で任意なウェール間隔で連結編（第８図中の１５）で連
結することにより２枚の構造が一工程で製造可能であ
る。

本考案の上下層は前記したように織物，編物でもよい
が、最近長繊維のランダム配列されたシート（通称スパ
ンボンドシート）が一貫した製造工程で生産できること
から、価格面で安価となることが注目されている。また
上下層と中間層とを接着剤で接合してもよいが、上記ス
パンボンドシートを上下層に使用する場合には、中間層
に繊維ネットを配しニードルパンチ加工で上下層のスパ
ンボンド長繊維を絡ませることにより一工程で三層を一
体化して、安価で層間剥離のしにくい高排水性土木シー
トを得ることができる。この場合、ニードルパンチ加工
前のスパンボンドシートとしては、長繊維相互の接着の
ための接着剤の施されたものや熱融着のための融着促進
されたものは、上記ニードルパンチ加工時における長繊
維の絡みが悪く、望ましくない。できるだけ長繊維相互
の接着性が弱くてニードルパンチ加工時における絡みが
良いスパンボンドシートを使用することが望ましい。ま
た、中間層の繊維ネットはこれを形成する糸条が密な場
合には、ニードルパンチ加工時に針により糸条が損傷を
受けて切断するなどの欠点が生じ、さらには糸条がスパ
ンボンドシートの表裏に出る欠点も生ずる。ニードルパ
ンチ加工条件と中間層の繊維ネットの糸条密度の関連を
良く把握した上で高排水性土木シートの設計を行う必要
性がある。

〔実施例〕

上下層には、ポリエステル長繊維３デニールをランダム
に配列して部分的に軽く熱固定されたウェップ（目付７
５ｇ／m²）を使用し、中間層には、ダブルラッセル編機
９ゲージを用いてポリエチレンモノフィラメント２８０
デニールを１イン１アウト（実質4.5ゲージ）で鎖編
し、鎖編３コース毎に近接する鎖編間をポリエチレンモ
ノフィラメンス１２００デニールを挿入する組織で表裏
を形成し、鎖編１５０本（約８０cm）間隔ごとに表裏を
連結した組織の編地を使用した。

この編地は第８図で説明すると、表裏の鎖編１６と挿入
（１ａｙ−ｉｎ）１７で片面１３および他面１４を形成
し、片面１３と他面１４を部分的に連結する連結編１５
で一体化したものである。この編地の凸部は片面１３お
よび他面１４とも鎖編１６の部分に相当し、それぞれの
厚みは１Kg/cm²の押圧力下で0.8mmを有し、この凸部は
編地平面1in×1in当たり１５０ヶ所（片面１２と他面１
３のそれぞれの凸部の合計）、即ち第８図で編地のコー
ス方向（矢印ハの方向）に対して1in当たり片面１３と
他面１４のそれぞれの凸部が１５ヶ所の編目（鎖編１
６）で形成されており、凸部はほぼ連続している。一
方、編地のウェール方向（矢印ニの方向）に対して1in
当たり片面１３と１４のそれぞれの凸部が５ヶ所の編目
列（鎖編１６が５ヶ所）形成されている。従って、編地
平面1in×1in当たり１５０ヶ所の凸部を有している。こ
の凸部の厚み0.8mmに対し隣接する鎖編１６の間に有す
る挿入糸の部分が凹部となり、厚みは0.5mmとなった。
この編地の上下に第８図に示すように３デニールのポリ
エステル長繊維不織布（９５ｇ／m²）を重ね、両面ニー
パン機でニードルパンチ（パンチ条件は両面ともペネ数
８５回／cm²、針深度１７mm、針番手４０番）し、高排
水性土木シート（低荷重７ｇ／cm²の押圧力での厚みが
４mm）を得た。この高排水性土木シートおよび比較例と
して３デニールのボリエステル長繊維のみをニードルパ
ンチ加工した４mm厚み（低荷重７ｇ／cm²）での測定
値）の長繊維不織布につき、水平方向の透水実験を行っ
た。高排水性土木シートの場合は透水の方向を第８図の
矢印ハの方向で行った。その結果、第９図に示すように
ポリエステル長繊維不織布のみの比較例Ｗは載荷重が大
きくなるにつれ透水係数は低下するのに対し、高排水性
土木シートＸの透水係数はほとんど変化なく、高載荷圧
状態でも高排水性能を維持することがわかった。

〔考案の効果〕

本考案の三構造によりなる高排水性土木シートは、土中
に埋設すると、中間層の繊維ネットにおける厚みの大き
い部分で土圧を支え、厚みの小さい部分が排水路とな
り、かつ上下層の合成繊維シートで厚みの小さい部分へ
の土砂の侵入を防止し、しかも土中の浸水や雨水等を厚
みの小さい部分へ誘導することにより土中の水を積極的
に排出せしめ、地盤の安定化を計ることができる。ま
た、排水性土木シートにより土中の変形に対する補強材
の効用もあるほか、中間層が糸条で連結されているため
の三層構造として耐久性も確保され、高排水性土木シー
トの製造時に長尺化した巻物の製造が可能であり、高排
水性土木シートの敷設時には敷設効率が良い長所があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の排水土木シートの載荷重と透水係数の一
般的傾向を示す関係図、第２図は従来の排水土木シート
の概略斜視図、第３図は本考案の高排水性土木シートが
土中で使用される状態を表す概略説明図、第４図（イ）
は本考案の中間層の繊維ネットの代表例を画いた概略平
面図、第４図（ロ）はその断面図、第５図（イ）は本考
案の中間層の繊維ネットの代表例を画いた概略平面図、
第５図（ロ）はその断面図、第６図および第７図は編地
の一例の組織図、第８図は本考案の実施例を示す高排水
性シートの概略斜視図、第９図は本考案の実施例に基づ
き作成したシートの排水性効果を表すグラフである。 １……短繊維不織布、２……スパイラルパイプ ３……土木シート、４……排水性土木シート ５……上下層、６……中間層 ７……厚みの大きい部分、８……厚みの小さい部分 ９……土砂、１０……間隔部 １１……袋部、１２……ニット部 １３……片面、１４……他面 １５……連結編、１６……鎖編 １７……挿入

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】厚みの大きい部分と小さい部分よりなり、
   厚みの大きい部分が小さい部分の1.2倍以上の厚みであ
   って1in×1in当たりに１ヶ所以上有する繊維ネットの両
   面に合成繊維シートを積層したことを特徴とする高排水
   性土木シート。