JPH11222831A

JPH11222831A - 土木用クッション構造体

Info

Publication number: JPH11222831A
Application number: JP10024143A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kawai; 寿河合; Tetsushige Uchikawa; 哲茂内川
Original assignee: Maeda Kosen Co Ltd
Current assignee: Maeda Kosen Co Ltd
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄物最終処分場などに使用される遮水シー
トの保護、および該廃棄物最終処分場における脱気或い
は排水において、産業廃棄物投入時の高荷重下でも脱気
性、排水性を阻害することがなく、施工が容易で、地盤
の不陸や複雑な地形に追従することのできる柔軟な土木
用クッション構造体を提供する。【解決手段】厚さ１０〜１０００ｍｍの繊維立体構造
体の内部に、内径５〜７００ｍｍの可撓性を有し、かつ
周面に多数の細孔を備える中空パイプを埋設した土木用
クッション構造体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木用の、特に、
廃棄物最終処分場や、人工池、埋め立て護岸などに使用
される遮水シートの保護および脱気或いは排水方法、お
よびそのために使用しうる土木用クッション構造体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、通常、産業廃棄物などは土壌中
に埋め立て処理されるが、この際、埋め立てた廃棄物か
ら有害な物質が土壌中に漏れ出す可能性があるため、そ
の漏洩防止策として、産業廃棄物の埋め立てに先立ち、
廃棄物最終処分場に、合成樹脂系あるいはゴム系などの
遮水シートが敷設されている。最近では、さらに安全性
を高めるために、遮水シートを二重に敷設することが一
般的である。

【０００３】この二重に敷設された遮水シートの間に
は、通常、保護土を設置し、突起物などに対する貫通対
策を行うことが望ましいとされている。しかしながら、
最近では、法面部分のように保護土を設置することが困
難な場所があることや、突起物に対する安全性を高める
ため、などの理由により、プラスチック製のリブ型板状
排水材と不織布を複合化した複合材料により、隔離され
ることが一般的となってきている。

【０００４】前述したリブ型板状排水材は、耐圧性に優
れ、廃棄物投入後の高荷重下でも空隙を確保し、排水機
能を保持することができる材料であるが、その構造のた
め、可撓性に乏しく、施工が困難であり、廃棄物処分場
のような複雑な地形・地盤の不陸に追従することができ
ないという施工上の問題点を有していた。また、これら
の課題を解決するためにリブ型に比べて可撓性の高いネ
ットと不織布を複合化した複合材料も提案されている
が、これらは、廃棄物投入時に発生する点荷重により、
初期の空隙が減少し、排水機能が低下してしまうという
欠点を有していた。

【０００５】また、二重の遮水シートにおける上側の遮
水シートの上部には、その遮水シートを保護するため、
保護マットおよび保護土を敷設し、さらに、産業廃棄物
からの浸出水や発生ガスを排出するために、前記保護土
中に、合成樹脂製の有孔管を埋設することが行われてい
る。また、下側の遮水シートの下部には、その遮水シー
トを保護するため、保護マットを敷設し、さらに、下地
地盤からの発生ガスが遮水シート下部に溜まることによ
り遮水シートに作用する圧力を下げるために、また地下
水を排出するために、前記下地地盤を掘削し、合成樹脂
製の有孔管を枝状に分岐させて埋設することが行われて
いる。しかしながら、これらの施工は、非常に手間が掛
かるだけでなく、高いコストを必要とするという問題が
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、廃棄物最終処分場に使用さ
れる遮水シートの保護、および該廃棄物最終処分場にお
ける脱気或いは排水において、産業廃棄物投入時の高荷
重下でも脱気性、排水性を阻害することがなく、施工が
容易で、地盤の不陸や複雑な地形に追従することのでき
る柔軟な土木用クッション構造体を提供することを目的
とするものである。なお、人工池や埋め立て護岸などに
おいて敷設される遮水シートの保護や、脱気或いは排水
の場合も同様である。

【０００７】また、本発明の他の目的は、遮水シートの
保護、および産業廃棄物からの浸出水や地下水の排出や
地盤からのガスの排出のために、施工が非常に簡単であ
り、従来に比べコストが安い、保護および脱気或いは排
水方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者の研究によれ
ば、前記本発明の目的は、厚さ１０〜１０００ｍｍの繊
維立体構造体の内部に、内径５〜７００ｍｍの可撓性を
有し、かつ周面に多数の細孔を備える中空パイプを埋設
した、緩衝性、脱気性および排水性を有する土木用クッ
ション構造体、並びに廃棄物最終処分場において使用す
るための前記土木用クッション構造体、並びに前記土木
用クッション構造体の廃棄物最終処分場における使用方
法によって達成されることが見出された。

【０００９】以下本発明について更に詳細に説明する。
本発明の土木用クッション構造体における繊維立体構造
体は、繊維自体の交絡および部分的な接合による立体的
な構造によってクッション性を発現しうるものであり、
通常短繊維または長繊維より形成され、繊維の接合には
低融点バインダーもしくは低融点バインダー繊維が使用
される。

【００１０】かかる繊維立体構造体としては下記（ｉ）
および（ｉｉ）の構造であることが好適である。（ｉ）繊維立体構造体が、単繊維度が２〜１００００ｄ
ｅの合成樹脂の短繊維６０〜９５ｗｔ％と、それより低
融点のバインダー短繊維５〜４０ｗｔ％からなり、両者
が混合され、かつ繊維の交点が熱融着されてなるもので
ある。（ｉｉ）繊維立体構造体が、単繊維度が２〜１００００
ｄｅの合成樹脂の長繊維からなり、前記合成樹脂の長繊
維が捲縮され、かつ繊維の交点が熱融着されてなるもの
である。

【００１１】本発明の繊維立体構造体を用いた土木用ク
ッション構造体は、例えば、廃棄物最終処分場に使用さ
れる遮水シートの保護、および該廃棄物最終処分場にお
ける脱気或いは排水において、産業廃棄物投入時の高荷
重下でも脱気性、排水性を阻害することがなく、施工が
容易で、地盤の不陸や複雑な地形に追従することが可能
となる。

【００１２】繊維立体構造体は、例えば、前記（ｉ）お
よび（ｉｉ）の構造体に限定されず、緩衝性に優れ、ま
た構成する繊維の交点強度が大きいことであればよい。
また、その厚さは、１０〜１０００ｍｍであることが好
ましく、更に好ましくは、３０〜３００ｍｍである。厚
さが１０ｍｍ未満であると、クッション性に劣り、遮水
シートの保護に使用した際、遮水シートが損傷するなど
目的を果たせなくなる。一方、１０００ｍｍを超える
と、運搬などの取扱いが難しくなる。

【００１３】前記（ｉ）の繊維立体構造体について更に
詳しく説明すると、合成樹脂の短繊維／低融点バインダ
ー短繊維の組合せは、相溶性を考慮して、溶解度パラメ
ータの近いものを選定するのが望ましく、ポリエステル
／低融点ポリエステル、ナイロン／低融点ナイロンなど
が挙げられるが、これに限定されない。また、融点差が
あり、重量比は６０〜９５ｗｔ％／５〜４０ｗｔ％であ
ることが好ましく、範囲外であると、熱融着される繊維
の交点強度が小さくなるか、もしくは成形が難しくな
る。また、低融点バインダー短繊維は、合成樹脂の短繊
維より融点の低い繊維１００％でもよいが、低融点成分
を繊維の外周の一部に含む複合繊維であることが一層好
ましい。これらの単繊維度は、２〜１００００ｄｅであ
ることが好ましく、２ｄｅ未満であると、土木用クッシ
ョン構造体は形状保持性に劣り、また１００００ｄｅを
超えると、緩衝性に劣る。また、繊維長は、例えば、３
０〜１５０ｍｍのものが使用でき、緩衝性を増大するた
めに、立体巻縮性を有するものが好ましい。

【００１４】前記（ｉ）の繊維立体構造体の製造方法
は、例えば、合成樹脂の短繊維と低融点バインダー短繊
維をある程度混合した後、カード機やランダムウエバー
などを用いウェブとする。コンベア上に堆積されたウェ
ブは、低融点バインダー短繊維の低融点成分の融点以
上、合成樹脂短繊維の融点以下の温度で熱処理する。こ
の熱処理により、繊維の交点が熱融着され、構造が安定
化し、緩衝性が付与される。

【００１５】一方、前記（ｉｉ）の繊維立体構造体を構
成する合成樹脂の長繊維は、例えば、ポリエステル、ナ
イロンなどのポリアミド系、ポリエチレン、ポリプロピ
レンなどのポリオレフィン系が挙げられ、その他、低融
点バインダー樹脂を外周の一部に含むなどの複合繊維で
もよいが、その際、高融点成分は、構造体の骨格となる
ので、結晶性樹脂であることが好ましい。これら長繊維
の単繊維度は、２〜１００００ｄｅであることが好まし
く、２ｄｅ未満であると、土木用クッション構造体は形
状保持性に劣り、１００００ｄｅを超えると、緩衝性に
劣る。

【００１６】前記（ｉｉ）の繊維立体構造体の製造方法
は、例えば、溶融紡糸された合成樹脂の長繊維をランダ
ムに捲縮させながらコンベア上に堆積し、合成樹脂長繊
維の融点以上の温度で熱処理する。また、その際、低融
点バインダー樹脂を含む複合繊維を一部または全部とし
て使用する場合には、低融点成分が溶融しうる温度に熱
処理すればよい。この熱処理により、構造が安定化し、
繊維の交点が熱融着され、構造が安定化し、緩衝性が付
与される。

【００１７】次に、本発明の土木用クッション構造体に
おいて、前記繊維立体構造体の内部に埋設される中空パ
イプについて説明する。中空パイプは、内径が５〜７０
０ｍｍであり、可撓性を有し、かつその周面に多数の細
孔を備えている構造を有している。この中空パイプは、
合成繊維剛毛或いは金属線の編組組織より構成されてな
るものが可撓性に優れ、かつ圧力変形に対して強いので
特に好ましい。

【００１８】中空パイプは、その他、必要とする耐圧性
と可撓性を有すれば、特に限定されず、合成樹脂を押出
成形し、コルゲート状やスパイラル状を構成するととも
に、周面に多数の細孔を備えるものなどでも構わない。
また、その内径は、繊維立体構造体の厚さにより一概に
言えないが、５〜７００ｍｍであることが好ましく、更
に好ましくは、１５〜３００ｍｍであり、この場合、内
径は、繊維立体構造体の厚さの３０〜７０％の範囲に選
定するのが好ましい。内径が５ｍｍ未満であると、脱気
性或いは排水性が小さく、目詰まりが発生しやすくな
る。一方、７００ｍｍを超えると、繊維立体構造体中に
中空パイプの占める割合が高くなり、その結果、緩衝性
に劣る。また、中空パイプは、その開孔率が１０％以上
であることが好ましく、１０％未満であると、必要とす
る脱気量或いは排水量を得られなくなる危険性がある。
その耐圧性や可撓性は、後述する土木用クッション構造
体の、載荷時の排水性および可撓性を満たすように、設
計する必要がある。

【００１９】中空パイプが合成繊維剛毛より構成される
場合、その剛毛は、ポリエステル、ナイロンなどのポリ
アミド系、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン−ポリプロピレン共重合体などのポリオレフィン系な
どの重合体より形成されるのが好ましく、その他２種類
以上の成分を含む組成物でも構わない。また、金属線と
しては、鉄、ステンレス、銅などが挙げられる。これら
剛毛および線は、単線であっても撚線であっても構わな
い。金属線よりも合成繊維剛毛により構成した中空パイ
プは、可撓性に優れ、かつ耐腐食性にも優れているので
好ましい。

【００２０】これら剛毛または線の線径は０.１〜５ｍ
ｍであることが好ましく、構成する中空パイプの内径な
どによって一概には言えないが、０.１ｍｍ未満である
と、中空パイプの耐圧性に劣り、また、５ｍｍを超える
と、中空パイプの可撓性が損われる。なお、編組とは、
製編または製紐することをいい、編組密度は、要求する
開孔率と耐圧性を満たす範囲で、適宜選択すればよい。

【００２１】土木用クッション構造体の製造方法は、前
述の繊維立体構造体の製造経過において、コンベア上に
ウェブを堆積する際に、ガイド付送り装置で、所定の位
置に中空パイプを送ることによって、繊維立体構造体中
に埋設することができるが、これに限定されない。

【００２２】また、土木用クッション構造体の載荷時の
排水性は、動水勾配５０％における３０ｔｆ／ｍ²載荷
時での面内方向排水量が、２０ｃｍ³／ｓｅｃ／ｍ幅以
上であることが好ましく、２０ｃｍ³／ｓｅｃ／ｍ幅未
満であると、速やかに排水することができず、例えば、
産業廃棄物からの浸出水が、環境を汚染してしまう危険
性がある。なお、載荷時の脱気性は、上記の載荷時の排
水性の範囲内であれば、問題ない。

【００２３】また、土木用クッション構造体の可撓性
は、水平敷設状態からの曲げ可能角度が、曲げた時に折
れたり、潰れたりすることなく、１５°以上、特に６０
°以上であることが好ましい。曲げ可能角度が１５°
未満であると、複雑な地形・地盤の不陸に追従すること
ができない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、実施例により、本発明の実
施の形態を説明する。

【００２５】

【実施例】実施例および比較例図１は、この実施例に係る土木用クッション構造体１０
の模式図である。単繊維度１８ｄｅ、繊維長５１ｍｍの
ポリエステル短繊維７０ｗｔ％と、単繊維度４ｄｅ、繊
維長５１ｍｍのポリエステル系低融点バインダー繊維３
０ｗｔ％を混合した後、カード機でカーディングし、コ
ンベア上に単位面積当りの質量１０００ｇ／ｍ²で堆積
することによって、繊維立体構造体１１を形成する。こ
の際、ガイド付送り装置で、図１に示すような幅方向１
００ｍｍ、厚さ方向４０ｍｍの間隔で、内径３０ｍｍの
中空パイプ１２を埋設した後、厚さ１２０ｍｍとなるよ
うに、１５０℃で１分間熱処理を行うことによって、土
木用クッション構造体１０は構成される。なお、中空パ
イプ１２は、図２に示すように、単繊維度６４００ｄｅ
（線径０.８ｍｍ）のポリエステル剛毛を、経糸２１を
４本介在し、緯糸２２を長さ方向６０本／１０ｃｍの密
度で、内径３０ｍｍになるように製紐することによって
構成されている。

【００２６】比較のために、図３に示すように、ポリエ
チレン製プラスチックリブ３１（リブ間隔１０ｍｍ、厚
さ６ｍｍ、３０ｔｆ／ｍ²載荷時での変形率２０ｗｔ％
以下）を、単位面積当りの質量５００ｇ／ｍ²のポリエ
ステル短繊維不織布３２（帝人（株）製、商品名キーパ
ーＫ−５００）でサンドイッチし、複合材料３０を得
た。

【００２７】これら２種類の構造体について、３０ｔｆ
／ｍ²載荷時での排水性、施工性という観点で評価し
た。排水性については、幅１０ｃｍ、長さ５０ｃｍのサ
ンプルを、エアバックにより３０ｔｆ／ｍ²の荷重がか
かるように加圧し、片側の端部より、１：０.５（５０
％）の動水勾配となるように水を流し、その単位時間当
りの面内方向排水量で評価した。施工性については、水
平敷設状態からの曲げ可能角度で評価した。

【００２８】表１に、評価結果を示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】図４に、前記の土木用クッション構造体４
１を、廃棄物最終処分場４０において二重に敷設された
遮水シート４２、４３の間に敷設した例を示す。上側の
遮水シート４２は、厚さ２ｍｍの補強布入り低密度ポリ
エチレンシートであり、また下側の遮水シート４３は、
厚さ１.５ｍｍのＥＰＤＭゴムシートである。

【００３１】両シートは、下地地盤４４に沿って二重に
敷設されており、両シートの間に、法面部分において
は、土木用クッション構造体４１のみが敷設され、ま
た、底面部分においては、土木用クッション構造体４１
と、更にその上に、厚さ３００ｍｍの砂層４５を敷設し
ている。

【００３２】なお、産業廃棄物４６と上側の遮水シート
４２の間には、厚さ１０ｍｍのポリエステル不織布４７
と、更にその上に、厚さ５００ｍｍの土層４８を敷設し
ており、また、下側の遮水シート４３と下地地盤４４の
間には、厚さ１０ｍｍのポリエステル不織布４７を敷設
している。また、図面上は記載を省略するが、土層４
８、下地地盤４４中には、合成樹脂製の有孔管を枝状に
分岐させて埋設している。

【００３３】上記例は、土木用クッション構造体を、二
重に敷設された遮水シートの間に敷設した例であるが、
上側の遮水シートの上部または下側の遮水シートの下部
においても、不織布と合成樹脂製の有孔管の代りに、本
発明の土木用クッション構造体を使用する方がより好ま
しい。また、敷設方法は、これに限定されない。

【００３４】

【発明の効果】上記のように、本発明の土木用クッショ
ン構造体によれば、廃棄物最終処分場に使用される遮水
シートの保護、および該廃棄物最終処分場における脱気
或いは排水において、産業廃棄物投入時の高荷重下でも
脱気性、排水性を阻害することがなく、施工が容易で、
地盤の不陸や複雑な地形に追従することができる。な
お、人工池や埋め立て護岸などにおいて敷設される遮水
シートの保護や、脱気或いは排水の場合も同様である。
また、本発明の保護および脱気或いは排水方法によれ
ば、遮水シートの保護、および産業廃棄物からの浸出水
や地下水の排出や地盤からのガスの排出のために、施工
が非常に簡単となり、従来に比べ非常にコストが安くな
る。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る土木用クッション構
造体１０の模式図である。

【図２】本発明の一実施態様に係る土木用クッション構
造体を構成する中空パイプ２０の模式図である。

【図３】本発明の従来公知の複合材料３０の模式図であ
る。

【図４】本発明の土木用クッション構造体を、廃棄物最
終処分場４０に敷設した場合の態様を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１０土木用クッション構造体４１土木用クッション構造体１１繊維立体構造体１２中空パイプ２１経糸２２緯糸３０複合材料３１リブ３２不織布４７不織布４０廃棄物最終処分場４２上側の遮水シート４３下側の遮水シート４４下地地盤４５砂層４６産業廃棄物４８土層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さ１０〜１０００ｍｍの繊維立体構造
体の内部に、内径５〜７００ｍｍの可撓性を有し、かつ
周面に多数の細孔を備える中空パイプを埋設した、緩衝
性、脱気性および排水性を有する土木用クッション構造
体。
【請求項２】中空パイプは、合成繊維剛毛或いは金属
線の編組組織より構成された、請求項１記載の土木用ク
ッション構造体。
【請求項３】繊維立体構造体が、単繊維度が２〜１０
０００ｄｅの合成樹脂の短繊維６０〜９５ｗｔ％と、低
融点バインダー短繊維５〜４０ｗｔ％からなり、両者が
混合され、かつ繊維の交点が熱融着されていることを特
徴とする、請求項１または２記載の土木用クッション構
造体。
【請求項４】繊維立体構造体が、単繊維度が２〜１０
０００ｄｅの合成樹脂の長繊維からなり、前記合成樹脂
長繊維が捲縮され、かつ繊維の交点が熱融着されている
ことを特徴とする、請求項１または２記載の土木用クッ
ション構造体。
【請求項５】廃棄物最終処分場に使用される遮水シー
トの保護、および該廃棄物最終処分場における脱気或い
は排水のための、請求項１、２、３または４記載の土木
用クッション構造体。
【請求項６】廃棄物最終処分場に使用される遮水シー
トの保護、および該廃棄物最終処分場における脱気或い
は排水方法において、遮水シートの上部或いは下部に、
または二重の遮水シートの間に、請求項１、２、３また
は４記載の土木用クッション構造体を敷設したことを特
徴とする、保護および脱気或いは排水方法。