JPH0711621A - 混合軽量土 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 盛土や埋戻し施工に用いうる、耐浸食性およ
び耐風化性の高い混合軽量土をもたらすことを目的とす
る。 【構成】 土砂に、発泡スチロール、発泡ポリプロピレ
ンまたは発泡塩化ビニリデンの小片を、前記土砂に対す
る容積比で約１： 0.5〜3.0 混合するとともに、ポリエ
ステル、ポリエチレンまたはポリプロピレンの、太さ１
DE〜50DEの短繊維を、前記土砂に対する重量比で約 10
0：0.01以上混入してなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として建設工事で
盛土や埋戻し（以下、単に「盛土」という）の材料とし
て用いられる混合軽量土に関し、特には、風化および浸
食の発生を有効に防止し得る混合軽量土に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】建設工事で用いられる盛土材料としては
従来、通常の山砂等の土砂の他に、軟弱地盤上へ施工し
た盛土の重量による地盤の沈下や地滑りを防止する目的
で用いられる、土砂と合成樹脂発泡体とを混合した複合
軽量材料が、例えば、特開平1-226914号公報や、特開平
1-158106号公報にて知られている。

【０００３】ところで、一般に盛土には、晴雨の繰り返
し等による風化や、降雨等による浸食が発生するが、そ
れらは、盛土の法面に崩落を生じさせて、法面の傾斜角
を大きくすることを妨げ、用地の無駄を増加させるの
で、可能な限り少ないことが望ましい。

【０００４】かかる風化や浸食は、通常の土砂を材料と
した盛土でも発生するが、土砂と合成樹脂発泡体とを混
合しただけの複合軽量材料を用いた盛土では、土砂と合
成樹脂発泡体との間に結合力がなく強度が低いため、通
常の土砂を材料とした盛土よりもさらに発生し易くな
る。そこで、上記従来の複合軽量材料では、セメント等
の固化材料を混入してその固化材料の結合力で強度を高
め、風化や浸食の抑制を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固化材
料で固化した上記従来の複合軽量材料にあっては、植生
が難しく、それゆえ植生による盛土の強化が図れないこ
とから、固化材料で強度は向上するものの、風化や浸食
に対する長期的な抑制効果は必ずしも充分なものではな
かった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
有利に解決した盛土材料を提供することを目的とするも
のであり、この発明の混合軽量土は、土砂に、合成樹脂
発泡体の小片を混合するとともに、前記従来の複合軽量
材料における固化材料に替えて、合成繊維を混入してな
るものである。

【０００７】なお、この発明の複合軽量材料において
は、好ましくは、前記合成繊維を、ポリエステル、ポリ
エチレンもしくはポリプロピレンの、太さ１DE〜50DEの
短繊維とし、前記土砂と前記合成繊維との混合比率を、
重量比で約 100：0.01以上とする一方で、好ましくは、
前記合成樹脂発泡体を、発泡スチロール、発泡ポリプロ
ピレンもしくは発泡塩化ビニリデンとし、前記土砂と前
記合成樹脂発泡体との混合比率を、容積比で約１： 0.5
〜3.0 とする。

【０００８】

【作用】かかるこの発明の混合軽量土によれば、土砂よ
りも軽い合成樹脂発泡体の小片の混合比率を調節するこ
とによって、材料の単位体積重量を容易に調節し得るの
で、軟弱地盤上へ施工した盛土の重量による地盤の沈下
や地滑りを有効に防止することができる。またこの発明
の混合軽量土によれば、合成繊維が土砂および合成樹脂
発泡体と絡み合ってそれらを互いに結合する役割を果た
すことから、その繊維の混合比率を調節することにて材
料の強度向上の効果をもたらし得るとともに風化や浸食
の発生を有効に防止することができ、ひいては、盛土の
法面の傾斜角を大きくして用地の無駄を減少させること
ができる。しかもこの発明の混合軽量土によれば、固化
材料を用いて固化していないことからそこへの植生が可
能であるので、植生によって自然な形で盛土をさらに強
化することができる。

【０００９】なお本出願人の実験の結果では、前記合成
繊維をポリエステルの短繊維とし、前記土砂と合成繊維
との混合比率を重量比で約 100：0.05〜0.2 とした時
に、高い強度を持つ混合軽量土が得られたが、前記合成
繊維をポリエチレン繊維またはポリプロピレン繊維とし
ても、比較例の実験結果から合成樹脂発泡体と混合する
ことによって同様の効果は得られると予想され、これら
三種類の合成繊維は何れも、市場での大量の入手が比較
的容易ゆえ実用上好ましい。また、前記土砂と合成繊維
との混合比率は、 100：0.01以上であれば、材料を強化
する作用が得られる。そして、前記合成繊維の太さは、
繊維自体の強度確保上からは、１DE以上であることが好
ましく、一方、繊維と土砂および合成樹脂発泡体との絡
み合いを生じさせる必要上からは、50DE以下であること
が好ましい。

【００１０】また、前記合成樹脂発泡体を発泡スチロー
ル、発泡ポリプロピレンもしくは発泡塩化ビニリデンと
し、基礎地盤の密度に応じて、前記土砂と合成樹脂発泡
体との混合比率を容積比で約１： 0.5〜3.0 の間で調節
すれば、軟弱地盤上への盛土に用いた場合に上載荷重に
よるその地盤内の応力増加を有効に防止または緩和でき
る軽量な材料が得られ、かかる軽量化に基づく応力増加
の防止または緩和効果は、繊維による盛土材料の補強効
果と相俟って、軟弱地盤上に盛土する場合に基礎地盤の
改良に要するコストや期間の大幅な削減をもたらすこと
ができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を実施例について詳細に説明
する。この発明の混合軽量土は前述したとおり、土砂
に、合成樹脂発泡体の小片を混合するとともに、繊維を
混入してなるものであり、ここではその典型的な実施例
としてA-1, A-2, A-3, A-4,A-5 の五種類の混合軽量土
を作成し、実施例 A-1, A-2, A-3については、比較例B-
1〜B-4, C-1〜C-3, D-1〜D-4 とともに浸食試験を行
い、実施例 A-4, A-5 については、比較例 E-1〜E-3, F
-1とともに風化試験を行った。

【００１２】ここで、上記五種類の実施例 A-1, A-2, A
-3, A-4, A-5は、いずれも合成樹脂発泡体として発泡ス
チロール材料（いわゆるＥＰＳ材）を適宜手段により数
mm程度の小片に加工したものを用いる一方、土砂とし
て、A-1, A-4, A-5 では山砂、A-2 ではマサ土、A-3 で
はシルト混じり砂をそれぞれ用い、前記各土砂と前記Ｅ
ＰＳ材の小片とを、A-1, A-2, A-3, A-4については容積
比で約１：0.9 、A-5 については容積比で約１：1.8 の
割合で混合し、その土砂とＥＰＳ材との混合物に合成繊
維として、ポリエステルの、長さ3.0cm 太さ６DEの短繊
維を、A-1, A-2,A-3 については重量比で約 100：0.0
5、A-4 については重量比で約 100：0.2 、そしてA-5
については重量比で約 100：0.26の割合で混入して作成
した（表１参照）。

【表１】

【００１３】また上記浸食試験用の比較例は、何れもＥ
ＰＳ材の混入がなく、B-1 については山砂のみからなる
ものとし、B-2 については山砂に上記実施例と同様のポ
リエステルの長さ3.0cm 太さ６DEの短繊維を重量比で約
100：0.05の割合で混入し、B-3 については山砂に太さ
0.1mm のポリエチレンの 4×4cm の網目で 5×10cmの寸
法のメッシュ片を重量比で約 100：0.05の割合で混入
し、B-4 については山砂にポリプロピレンの長さ8.9cm
太さ50DEの短繊維を重量比で約 100：0.05の割合で混入
し、C-1 についてはマサ土のみからなるものとし、C-2
についてはマサ土に太さ0.1mm のポリエチレンの 4×4c
m の網目で 5×10cmの寸法のメッシュ片を重量比で約 1
00：0.05の割合で混入し、C-3 についてはマサ土にポリ
プロピレンの長さ8.9cm 太さ50DEの短繊維を重量比で約
100：0.05の割合で混入し、D-1 についてはシルト混じ
り砂に上記実施例と同様のポリエステルの長さ3.0cm 太
さ６DEの短繊維を重量比で約 100：0.05の割合で混入
し、D-2 についてはシルト混じり砂に太さ0.1mm のポリ
エチレンの 4×4cm の網目で 5×10cmの寸法のメッシュ
片を重量比で約 100：0.05の割合で混入し、D-3 につい
てはシルト混じり砂にポリプロピレンの長さ8.9cm 太さ
50DEの短繊維を重量比で約 100：0.05の割合で混入し、
D-4 についてはD-3 と同様の組合わせで短繊維を重量比
で約 100：0.2 の割合で混入して、それぞれ作成した
（表２参照）。

【表２】

【００１４】そして、上記風化試験用の比較例は、E-1
については山砂と上記実施例と同様のＥＰＳ材の小片と
を容積比で約１：0.9 の割合で混合し、E-2 については
E-1に固化材料としてセメントを重量比で山砂の約２％
の割合で混入し、E-3 については山砂と上記実施例と同
様のＥＰＳ材の小片とを容積比で約１：1.8 の割合で混
合したものに固化材料としてセメントを重量比で山砂の
約3.5 ％の割合で混入し、F-1 についてはＥＰＳ材なし
の関東ロームに固化材料としてセメントを重量比で約9.
5 ％の割合で混入して、それぞれ作成した（表３参
照）。なお、この風化試験用の比較例はいずれも、固化
材料添加状態で約２kg/cm²の一軸圧縮強度を有するよう
にセメントの混入量を調整したものである。

【表３】

【００１５】浸食試験は、上記の実施例 A-1〜A-3 と、
比較例 B-1〜B-4, C-1〜C-3, D-1〜D-4 とにつき、それ
ぞれ、図１に示すように短辺40cm、長辺100cm 、深さ20
cmの排水性のある木箱に詰めた後、人力締固めを行い、
表層を平滑に成形して供試体を作成し、それらの供試体
をその長辺が45度の勾配を持つように傾斜させて設置し
て、それらの供試体に約４ｍ上方の散布ノズルから降雨
強度100mm/hrの人工降雨を４時間与え、その間30分毎
に、供試体表面を流下する表流水と流出した土砂とを採
取し、その30分毎の表流水量(kg)を計測するとともに、
その30分毎の流出土砂を上澄みを取り除いてから乾燥さ
せ重量計測して浸食量(g) とするという方法で実施し
た。

【００１６】表４〜表17は、上記浸食試験の結果を示す
ものであり、この結果から明らかなように、比較例では
何れも、少なくとも何れかの計測時には浸食量が計測さ
れており、比較例の中では、B-2, B-4, D-1, D-2が、浸
食量が比較的少なかったといえる。これに対し実施例 A
-1〜A-3 では何れも、30分毎の土砂の流出が計測できる
程には生じず、浸食量は４時間分を合計しても０g であ
った。従って、上記実施例 A-1〜A-3 は何れも、何れの
比較例よりも高い耐浸食性を有していることが判明し
た。また実施例 A-1〜A-3 ではいずれも、30分毎の表流
水量が比較的少なく、このことは、これら実施例が、比
較的水はけの良い盛土となり得ることを示している。し
かもこれら実施例の材料は、セメント等の固化材料を用
いていないので、上記水はけの良さと相俟って、植生を
可能にしている。従って、これら実施例の材料を盛土に
用いれば、植生によって自然な形で盛土をさらに強化す
ることができる。

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】

【表９】

【表１０】

【表１１】

【表１２】

【表１３】

【表１４】

【表１５】

【表１６】

【表１７】

【００１７】なお、山砂のみからなる比較例 B-1では、
土の流出が、降雨開始後すぐに始まり時間の経過ととも
に次第に多くなって、終盤はほぼ崩壊状態となった。ま
た、繊維を添加した山砂やマサ土は、比較例C-2 を除け
ば、それらの土砂だけの場合よりは耐浸食性が高かった
が、本実施例程の高い耐浸食性は得られなかった。さら
に、比較例 D-3よりは D-4の方が浸食量が少なかったこ
とから、一般に、添加する繊維量を増加させると耐浸食
性も高まるということが予想される。また、上記比較例
中には、山砂やマサ土等の土砂とＥＰＳ材の小片とを混
合しただけのものが含まれていないが、かかる材料の場
合には、土砂とＥＰＳ材との間の結合力がないため、土
砂だけの場合よりもさらに耐浸食性が低いことが当然に
予想される。

【００１８】一方、風化試験は、上記の実施例 A-4, A-
5 と比較例 E-1〜E-3, F-1とにつきそれぞれ、図２に示
すように上辺 210cm、下辺 330cm、高さ60cmの台形断面
形状で、紙面と直角方向の幅が 150cmの小型盛土を屋外
に形成し、その寸法を、最初と、１ヶ月後と、３ヶ月後
と、６ヶ月後と、12ヶ月後とにそれぞれ測量して、盛土
の水平部と、法面の上部および下部とにおける寸法の、
最初の値に対する変化量を求め、それを風化量(cm)とす
るという方法で実施した。

【００１９】図３（ａ）〜（ｃ）は、上記風化試験の結
果を盛土の水平部と法面上部と法面下部とについてそれ
ぞれ示す棒グラフであり、このグラフから明らかなよう
に、最も条件が厳しい法面の上部については、土砂とＥ
ＰＳ材の小片とを混合しただけの比較例 E-1よりも、そ
れにセメントを混ぜた比較例 E-2, E-3 の方が寧ろ風化
量が多く、ＥＰＳ材を混合していない関東ローム＋セメ
ントの比較例 F-1の風化量が比較例 E-1, E-2 の中間と
なり、本実施例 A-4, A-5 の風化量は、それらの比較例
の何れよりも少なかった。なお、本実施例も比較例も、
ＥＰＳ材の量を増すとそれにつれて風化量が増すという
傾向があった。

【００２０】また法面の下部については、ＥＰＳ材の量
が多い比較例 E-2の風化量が最も多く、ＥＰＳ材の量が
少ない比較例 E-1, E-2 と、ＥＰＳ材の量が多い方の実
施例A-5との風化量がほぼ同等でそれに続き、ＥＰＳ材
を混合していない比較例 F-1の風化量がそれらより少な
く、ＥＰＳ材の量が少ない方の実施例 A-4の風化量は最
も少なかった。ただし、ＥＰＳ材の量が多い方の実施例
A-5の風化量は、比較例 F-1よりは多いものの、絶対量
としてみれば、その実施例 A-5の法面上部での値とほと
んど変わらず、何れの比較例の法面上部での値よりも大
幅に少ない。そして水平部については、全般に風化量の
絶対量が少なく、実施例 A-4, A-5 も、比較例も、風化
量はほぼ同等であった。

【００２１】従って、上記実施例 A-4, A-5 は何れも、
特に条件の厳しい法面の上部について、何れの比較例よ
りも高い耐風化性を有していることが判明した。なお、
実施例 A-5はそのＥＰＳ材の量が多いため、実施例 A-4
よりは風化量が多いが、それでも他の比較例よりは風化
量が大幅に少なく、それゆえこの実施例 A-5でも、充分
に高い耐風化性を有しているといえる。

【００２２】以上、実施例に即して説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、上記実
施例では土砂として山砂とマサ土とシルト混じり砂とを
それぞれ単独で用いたが、土砂としてはそれらを混合し
たものを用いても良い。また上記実施例では短繊維の混
入量を土砂に対し重量比0.05〜0.26％とし、ＥＰＳ材の
混合量を土砂に対し容積比90〜180 ％としたが、それら
の比率を、例えば隣接地盤や基礎地盤の強度等に応じて
適宜変更しても良い。なお、一般に、繊維の混入量が土
砂に対し重量比５％を越えると、土砂に繊維を均一に混
入するのが難しくなって来る。

【００２３】さらに、上記実施例では合成繊維としてポ
リエステル繊維を用いるとともに合成樹脂発泡体として
発泡スチロールを用いたが、合成繊維としてポリエチレ
ン繊維またはポリプロピレン繊維を用いても良く、また
合成樹脂発泡体として発泡ポリプロピレンまたは発泡塩
化ビニリデンを用いても良い。発泡ポリプロピレンおよ
び特に発泡塩化ビニリデンは、有機溶剤にも溶けない。
加えて、上記実施例では太さ６DEの合成繊維を混入した
が、その太さを、入手の容易な太さ等に適宜変更するこ
ともできる。そして、この発明の混合軽量土が、盛土施
工のみでなく掘削後の埋戻し施工にも用い得るというこ
とは、いうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】かくしてこの発明の混合軽量土によれ
ば、合成繊維が土砂および合成樹脂発泡体と絡み合って
それらを互いに結合する役割を果たすことから、その繊
維の混合比率を調節することにて材料の強度向上の効果
をもたらし得るとともに風化や浸食の発生を有効に防止
することができ、ひいては、盛土の法面の傾斜角を大き
くして用地の無駄を減少させることができる。しかもこ
の発明の混合軽量土によれば、固化材料を用いて固化し
ていないことからそこへの植生が可能であるので、植生
によって自然な形で盛土をさらに強化することができ
る。

【００２５】なお、前記合成繊維をポリエステル、ポリ
エチレンまたはポリプロピレンの太さ１DE〜50DEの短繊
維とし、前記土砂と合成繊維との混合比率を重量比で約
100：0.05以上とすれば、市場での大量入手が比較的容
易な合成繊維で、充分な材料強化作用を得ることができ
る。また、前記合成樹脂発泡体を発泡スチロール、発泡
ポリプロピレンもしくは発泡塩化ビニリデンとし、基礎
地盤の密度に応じて、前記土砂と合成樹脂発泡体との混
合比率を容積比で約１： 0.5〜3.0 の間で調節すれば、
軽量化による応力増加の防止または緩和効果と繊維によ
る盛土材料の補強効果との相乗効果により、軟弱地盤上
に盛土する場合に基礎地盤の改良に要するコストや期間
の大幅な削減をもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の混合軽量土の実施例と、比較例とにつ
いて行った、浸食試験の方法を示す説明図である。

【図２】本発明の混合軽量土の実施例と、比較例とにつ
いて行った、風化試験の方法を示す説明図である。

【図３】（ａ）は盛土水平部、（ｂ）は盛土法面上部、
（ｃ）は盛土法面下部についての、上記風化試験の結果
を示す棒グラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000002886 大日本インキ化学工業株式会社 東京都板橋区坂下３丁目35番58号 (71)出願人 390036504 日特建設株式会社 東京都中央区銀座８丁目14番14号 (71)出願人 000004190 日本セメント株式会社 東京都千代田区大手町１丁目６番１号 (71)出願人 590002482 日本鋪道株式会社 東京都中央区京橋１丁目19番11号 (71)出願人 000112668 株式会社フジタ 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 (71)出願人 592090809 松尾建設株式会社 佐賀県佐賀市多布施１丁目４番27号 (71)出願人 000174943 三井建設株式会社 東京都千代田区岩本町３丁目10番１号 (71)出願人 000006057 三菱油化株式会社 東京都千代田区丸の内二丁目５番２号 (71)出願人 000001317 株式会社熊谷組 福井県福井市中央２丁目６番８号 (71)出願人 000000033 旭化成工業株式会社 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目２番６号 (71)出願人 593121586 株式会社エスエルエス 東京都台東区上野３丁目10番10号 (71)出願人 000149206 株式会社大阪防水建設社 大阪府大阪市天王寺区餌差町７番６号 (71)出願人 000000941 鐘淵化学工業株式会社 大阪府大阪市北区中之島３丁目２番４号 (71)出願人 000131810 株式会社ジェイエスピー 東京都千代田区内幸町２−１−１ 飯野ビ ル (71)出願人 000002440 積水化成品工業株式会社 奈良県奈良市南京終町１丁目25番地 (72)発明者 三木 博史 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土木 研究所内 (72)発明者 森 範行 茨城県つくば市大字旭１番地 建設省土木 研究所内 (72)発明者 千田 昌平 東京都台東区台東１丁目７番２号 財団法 人 土木研究センター内 (72)発明者 山田 純男 東京都中央区八丁堀１丁目２番８号 株式 会社クボタ建設内 (72)発明者 堀内 晴生 茨城県つくば市鬼ケ窪下山1043 株式会社 熊谷組技術研究所地質基礎研究部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土砂に、合成樹脂発泡体の小片を混合す
   るとともに、合成繊維を混入してなる、混合軽量土。
2. 【請求項２】 前記合成繊維は、ポリエステル、ポリエ
   チレンもしくはポリプロピレンの、太さ１DE〜50DEの短
   繊維であり、前記土砂と前記合成繊維との混合比率は、
   重量比で約 100：0.01以上であることを特徴とする、請
   求項１記載の混合軽量土。
3. 【請求項３】 前記合成樹脂発泡体は、発泡スチロー
   ル、発泡ポリプロピレンもしくは発泡塩化ビニリデンで
   あり、前記土砂と前記合成樹脂発泡体との混合比率は、
   容積比で約１： 0.5〜3.0 であることを特徴とする、請
   求項１または請求項２記載の混合軽量土。