JPH11323899A

JPH11323899A - 土木用排水材

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Publication number: JPH11323899A
Application number: JP10130616A
Authority: JP
Inventors: Masako Nakamura; 真佐子中村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: JP3451336B2

Abstract

(57)【要約】【課題】舗装版を介して防水層上の間に浸透した水の
迅速は排出ができ、しかも、冬季における凍結の完全に
阻止できる土木用排水材を提供すること。【解決手段】土木設備の系内に浸透した水を系外へ排
出するために系内に埋設して使用する土木用排水材。排
水材３２が、多数本の親水性線状体３４が引き揃えられ
又は撚られて形成された紐状体３６からなり、表面側か
ら水を侵入させ、該水を前記親水性線状体３４の隙間を
系外方向へ移動させるように構成されている。紐状体３
６の長手方向に沿って、線状ヒータ３８を埋設保持して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木設備の系内に
浸透した水を系外へ排出するために系内に埋設して使用
する土木用排水材に関する。特に、橋梁、高架橋等の道
路橋において、防水層（防水シート）の上面に舗装層を
施工する際に埋設して排水構造を敷設するのに好適な土
木用排水材に関する。

【０００２】ここでは、土木設備として道路橋を主とし
て例に採り説明するが、通常の道路における路面舗装の
舗装層下面の排水構造、更には、道路用、軌道基礎用等
の盛り土における排水構造にも、本発明の排水材は、適
用可能である。

【０００３】

【背景技術】道路橋の一般的な構成を、図１〜３に基づ
いて説明する。

【０００４】両側に縁凸条部（地覆部）１３を備えた基
礎路盤１２の上に、防水シート（防水層）１４を形成
し、防水層１４の上に基層１６と表層１８とからなる舗
装版（アスファルト又はコンクリート）２０が施され
る。そして、温度変化による舗装盤に膨張・収縮を吸収
するために、舗装版２０には、約２０〜３０ｍ間隔で横
目地２２を設ける。

【０００５】更に、舗装版２０上の水を排水するため
に、下記のような排水構造が敷設されている。

【０００６】即ち、排水パイプ２４が底部に接続された
排水桝２６が横目地２２の両側近傍に、更には、必要に
応じて中央部に形成する。そして、舗装版２０の上面の
貯水は、基礎路盤１２の両側に形成された縁凸状部（地
覆部）１３又は横目地（継ぎ目）２２に沿って水が流れ
て流入するようになっている。

【０００７】また、舗装版２０と防水層１４との間に浸
透した水も、少量であるが、迅速かつ円滑に排出される
ことが望ましい。舗装版２０と防水層１４との間に水が
滞留すると、舗装版２０の損傷（鉄網・鉄筋等の補強材
が埋設されている場合は、それらの腐食も含めて）を促
進し易く、特に、特に、冬季における厳寒地において
は、浸透水が凍結して舗装版２０のひび割れ、極端な場
合は、隆起ないし陥没が発生するおそれがあるためであ
る。

【０００８】このため、図２〜３に示す如く、スパイラ
ル鋼からなる排水手段２３を、継ぎ目２２の中間部位及
び縁凸条部１３に沿って、防水層１４上で、舗装版２０
に基層１６埋設して形成することが提案されている。

【０００９】しかし、上記構成の場合においても、スパ
イラル鋼に沿って排水されるだけで、排水断面積が小さ
く、排水能力が必ずしも十分とは言えず、スパイラル鋼
は金属で伝熱係数も高いため、スパイラル鋼への付着水
も凍結し易い。

【００１０】即ち、舗装版２０と防水層１４との間に水
が滞留したときに発生する上記問題点を十分に解決する
ことは困難であった。

【００１１】本発明は、上記にかんがみて、舗装版を介
して防水層上の間に浸透した水の迅速かつ円滑な排出が
でき、しかも、冬季における凍結の完全に阻止できる土
木用排水材を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る土木用排水
材は、上記課題を、下記構成により解決するものであ
る。

【００１３】土木設備の系内に浸透した水を系外へ排出
するために系内に埋設して使用する土木用排水材であっ
て、排水材が、多数本の親水性線状体が引き揃えられ又
は撚られて形成された紐状体からなり、表面側から水を
侵入させ、該水を前記親水性線状体の隙間を系外方向へ
移動させるように構成されているものにおいて、前記紐
状体の長手方向に沿って、線状ヒータを埋設保持してい
ることを特徴とする。

【００１４】上記において、本発明の一態様として、親
水性線状体を無機繊維とし、紐状体の形態を、引き揃え
たストランド束を、系内に埋設時解き不可に、かつ、外
周面を透水可能に、縛り部材で保持したものとすること
ができる。

【００１５】また、本発明の他の態様として、親水性線
状体を、無機繊維及び／又は極性有機繊維とし、前記紐
状体の形態が、子縄材ないしロープ材とするることがで
きる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明を一実施形態に基づ
いて詳細な説明を行う。

【００１７】本発明の土木用排水材は、土木設備の系内
に浸透した水を系外へ排出するために系内に埋設して使
用するものである。ここで土木設備とは、前述の道路
橋、及び、道路や軌道基礎等の盛り土も含む。ここで
は、前述の道路橋を主として例に採り、説明する。

【００１８】該排水材３２は、基本的には、多数本の親
水性線状体３４が引き揃えられ又は撚られて形成された
紐状体３６からなり、表面側から水を侵入させ、該水を
前記親水性線状体３４の隙間を系外方向へ移動させるよ
うに構成されている。そして、紐状体３６の長手方向に
沿って、線状ヒータ３８を埋設保持している。

【００１９】ここで、線状ヒータ３８としては、可撓性
及び耐水性、更に、舗装版２０に埋設する場合は耐熱性
を有すれば、特に限定されない。具体的には、「パララ
インヒータ」の商品名で大関化学工業株式会社から上市
されているものを使用できる。その構成は、図７に示す
如く、グラファイト等の線状抵抗発熱体５２のの周囲
を、芳香族ポリアミド（アラミド）繊維のような耐熱繊
維５４で被覆し、更に、エチレンプロピレンゴムやポリ
ウレタンゴム、ＰＶＣ等の耐熱高分子材料５６で一層又
は多層補強したものである。

【００２０】本発明に使用する排水材３２の一態様は、
図４に示す如く、親水性線状体３４を引き揃えたストラ
ンド束（ガラス繊維束）からなる紐状体３６を、舗装版
２０の基層１６に埋設時解き不可に、かつ、外周面を透
水可能に、縛り部材２７で保持したものである。ここ
で、縛り部材２７は、金属ワイヤや紐体でもよいが、ガ
ラス繊維束３６の外周面を保護する見地から、可撓性筒
状体２７が望ましい。即ち、ガラス繊維束３６を可撓性
筒状体２７に充填保持する。

【００２１】ガラス繊維束を引き揃えるのは、繊維（糸
状としたものを含む）相互間に毛管を形成するためであ
る。また、ガラス繊維を使用するのは、ガラス繊維は、
金属より溶解度パラメータ（ＳＰ値）が高く、水に対す
る濡れ性（親水性）に富むとともに、剛性率が高く、か
つ、耐熱性が高く、ダンプ等から舗装版２０を形成する
熱アスファルトが投下されても、当該、投下衝撃により
毛管が閉塞されるおそれがなく、かつ、アスファルト熱
により冒されるおそれがないためである。ちなみに、ガ
ラスの剛性率は、約２．５×１０¹¹dyn/cm² （２．５×
１０⁶ N/cm² ）であるのに対し、極性繊維の代表高分子
材料であるナイロン−６６は、約１．２２×１０¹⁰dyn/
cm² （１．２２×１０⁴ N/cm² ）と、ガラスの剛性率は
極性高分子に比して２０倍近く高い（中川鶴太郎著「レ
オロジー第２版」1978-2-23 、岩波書店、Ｐ．３９、表
２・１参照）。

【００２２】なお、ガラス繊維と同等の剛性率を備えた
無機繊維束をガラス繊維束の代わりに使用してもよい
が、高価であるとともに、炭素繊維等、親水性等におい
て、問題があるものもあり、ガラス繊維が望ましい。

【００２３】ここで、ガラス繊維束を構成するガラス繊
維（又は糸）は、通常、長繊維のものを使用するが、短
繊維を紡糸したものでもよい。そして、繊維束の直接要
素となるガラス繊維又はガラス糸の太さは、０．５〜１
００μｍ、望ましくは、１〜５０μｍ、更に望ましく
は、５〜３０μｍとする。特に、取扱性の見地から、嵩
高性ガラス繊維糸が望ましい。

【００２４】ガラス繊維の太さは細すぎると、毛管が細
くなりすぎて、通水能力、即ち、排水性に問題が発生し
易くなるとともに、引き揃えが困難となる。また、０．
５μｍ以下のものは、製造が困難である。他方、ガラス
繊維の太さが太すぎると、ガラス繊維束の可撓性が阻害
され、即ち、排水材の可撓性が阻害され、排水材の取扱
性に問題が発生し易くなる。

【００２５】ガラス繊維束３６は、可撓性筒状体２７に
対して、容量充填率が１０〜８０％、望ましくは１０〜
５０％となるように可撓性筒状体２７に保持する。排水
材（合計）の比重に置換したとき、０．２〜１、望まし
くは０．３〜０．６となるように、ガラス繊維束３６を
可撓性筒状体２７に保持する。容量充填率が高すぎて
は、排水効率が低下するとともに、排水材の可撓性が低
下して、排水材の取扱性の見地から望ましくない。他
方、容量充填率が低過ぎると、ガラス繊維束の保持性に
問題が発生し易くなるとともに、舗装版２０の基層１６
に埋設したとき、土圧で、断面が変形して、排水効率の
見地から望ましい略真円の断面から扁平状（線状断面に
近い）の長円断面となり望ましくない。

【００２６】このとき可撓性筒状体２７、即ち、排水材
３２の径は、舗装版２０と防水層１４との間の要求排水
能力により異なるが、通常、５〜２００mm、望ましく
は、１０〜１００mmとする。径が大き過ぎると、製造が
困難であるとともに、埋設したとき異物となり、舗装版
２０の強度に悪影響を与えるおそれがある。他方、径が
小さ過ぎると、埋設時、ダンプカー等から投棄される熱
アスファルト等により変形・損傷するおそれある。排水
材３２が細過ぎて、変形・損傷するおそれがあるとき
は、後述の如く、排水材３２を束ねて使用してもよい。

【００２７】可撓性筒状体２７は、ガラス繊維束３６の
束形態を維持可能なものなら、特に限定されず、糸（繊
維）を、編組（ブレイディング）、メリヤス編み（ニッ
ティング）、スパイラル巻き等任意である。即ち、ロー
ル巻きしたガラス繊維束３６を引き出しながら、編組機
や編み機又はスパイラル巻き機のボビンから糸を繰り出
して、可撓性筒状体２７を形成する。

【００２８】また、可撓性筒状体２７の面積開口率は、
３０％以上、望ましくは、５０〜８０％とする。開口率
が小さいと透水性に悪影響を与え、開口率が高すぎる
と、ガラス繊維束３６の保護作用が低下する。

【００２９】さらには、通水性又は親水性を有するテー
プ体を、密（通水性を有しない場合は不適）又は粗にス
パイラル巻きしたり、通水性を有する布体を融着または
逢着して形成してもよい。

【００３０】上記可撓性筒状体を形成する繊維（糸）
は、盛り土用等の如く耐熱性を余り要求されない場合
は、親水性を有する極性有機繊維でもよいが、ガラス繊
維（糸）が、親水性、強度、及び、耐熱性、及び、さら
には、舗装版撤去の際の環境汚染のおそれがなくて望ま
しい。

【００３１】なお、極性繊維としては、ポリアミド系、
ポリエステル系、ポリビニルアルコール系等の各種合成
繊維、更には、麻・綿・絹等の各種天然繊維を好適に使
用できる。ポリアミド系としては、ナイロン−６６等の
脂肪族ポリアミド、ケブラーやノーメックス等の芳香族
ポリアミド、更には、脂環式ポリアミド等をベースとす
るものを使用できる。

【００３２】上記ガラス繊維は、ガラス繊維束に使用し
たものを好適に使用できる。

【００３３】上記においては、引き揃えたストランド束
として、ガラス繊維束を例に採り説明したが、耐熱性や
耐圧が余り要求されない場合は、極性有機繊維ないし樹
脂からなるもので上記ストランド束を構成してもよい。
投下衝撃や熱影響により毛管が閉塞されることを考慮す
る必要がないためである。例えば、脂肪族ポリアミド、
芳香族ポリアミド、ポリエステル、ビニロン（ポバー
ル）等の親水性ポリマーからなる合成繊維ないし合成樹
脂を好適に使用できる。

【００３４】ここで、合成繊維を用いてストランドを形
成する場合は、合成繊維の太さ、及びストランド形成の
態様は、ガラス繊維の場合と略同様とする。

【００３５】また、合成樹脂を押出てストランドを形成
する場合は、その太さは、要求される耐圧性及び排水性
能に応じて、０．１〜２mm、望ましくは、０．２〜１mm
の太さに押出した押出棒（押出紐）を用いても良い。

【００３６】排水材３２の態様としては、上記態様が好
ましいが、図５に示す如く、紐状体３６として無機繊維
及び／又は極性有機繊維からなり、毛管的に通水可能な
撚り合わせた子縄材ないしロープ材で形成したものを使
用してもよい。なお、図例は、線状ヒータ３８の周りに
子縄３９を６本撚り合わせて形成してあるが、図例のも
のに限定されず、エイトロープ構造、更には、組みひも
構造（子縄が互いに交差して構成される。）であっても
よい。

【００３７】上記無機繊維としては、ガラス繊維が好適
に使用できるが、親水性に劣る他の無機繊維と、極性有
機繊維とを、混在させて（単糸・子縄単位で）形成して
使用してもよい。極性有機繊維としては、前述のものを
好適に使用できる。

【００３８】上記排水材３２は、図２〜３に示す如く、
前述のスパイラル鋼（排水手段）と同様にして、舗装版
２０の基層１６に埋設して使用する。

【００３９】このとき、排水材３２の配設ピッチは、要
求される排水能等により異なるが、１〜５m とする。

【００４０】図６に示す如く、盛り土４２に埋設して使
用しても勿論よい。

【００４１】例えば、順次、所定高さ毎に、縦・横に網
目状に配設し、順次盛り土をして行く。通常、横方向の
排水材３２Ａの上に縦方向の排水材３２Ｂを載置する。
そして、少なくとも横方向の両端は、盛り土４２の法面
４４から突出させて排水口４６としておく。縦方向３２
Ｂも長手方向側に法面がある場合は、長手方向側にも一
端を突出させて排水口（図示せず）を形成してもよい。
なお、図中、４８はコンクリートブロック、５０は排水
性舗装である。

【００４２】なお、上記いずれの場合も、線状ヒータ３
８は、並列配線することが望ましい。故障箇所の判別が
容易であり、故障した場合、部分補修で済むためであ
る。また、制御盤により、線上ヒータ３８には、外気温
度が所定温度（例えば−５℃以下）になった場合、自動
的に通電するようにしておく。

【００４３】次に、上記実施形態の使用態様を、道路橋
の場合を例にとり説明をする。

【００４４】舗装版２０と防水層１４との間に浸透した
水は、毛管作用を備えた排水材３２に集合し、毛管作用
を受けて、排水材３２の端部１３から、排水桝２６へ、
更には、排水パイプ２４を介して土木設備（道路橋）の
系外へ排水される。

【００４５】このとき、排水手段である排水材３２の断
面は、従来のスパイラル鋼に比して、格段に大きく、か
つ、毛管作用により滞留水を集水するため、通水量が確
保され、円滑な排水が可能となる。

【００４６】更に、排水材への付着水が凍結するような
温度環境になった場合、ヒータを通電させることによ
り、確実に凍結が防止でき、凍結に伴う水の滞留がな
い。

【００４７】

【発明の作用・効果】本発明の排水材は、上記の如く、
排水材が、多数本の親水性線状体が引き揃えられ又は撚
られて形成された紐状体からなり、表面側から水を侵入
させ、該水を前記親水性線状体の隙間を系外方向へ移動
させるように構成されているものにおいて、紐状体の長
手方向に沿って、線状ヒータを埋設保持している構成に
より、下記のような作用・効果を奏する。

【００４８】排水手段である排水材の断面は、従来のス
パイラル鋼に比して、格段に大きく、かつ、毛管作用に
より滞留水を集水するため、通水量が確保され、迅速か
つ円滑な排水が可能となる。

【００４９】さらに、排水材への付着水が凍結するよう
な温度環境になった場合、ヒータを通電させることによ
り、確実に凍結が防止でき、凍結に伴う水の滞留がな
い。

【００５０】したがって、舗装版を介して防水層上の間
に浸透した水の迅速は排出ができ、しかも、冬季におけ
る凍結の完全に阻止できる。

【００５１】よって、冬季における厳寒地においては、
浸透水が凍結して舗装版２０のひび割れ、極端な場合
は、隆起ないし陥没が発生するおそれがない。副次的
に、冬季における路面凍結も阻止でき、特に、上記よう
な路面が凍結し易い、道路橋や峠、トンネル出入り口に
おける舗装版に部分的に埋設することにより、舗装面損
傷ばかりでなく、スリップ事故防止にも多大に寄与する
ものである。

【００５２】なお、盛り土に埋設して使用した場合は、
盛り土の凍結による部分隆起等を確実に阻止できる効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水材を適用するのに好適な道路橋の
部分平面図

【図２】図１の２−２線の概略端面図

【図３】同じく３−３線の概略端面図

【図４】本発明の排水材の一態様を示す斜視図

【図５】本発明の排水材の他の態様を示す斜視図

【図６】本発明の排水材を適用した盛り土の排水構造を
示す断面図

【図７】本発明の排水材に使用する線状ヒータの一例を
示す部分切り欠き斜視図

【符号の説明】

１２基礎路盤１４防水層（防水シート）１６舗装版の基層２０舗装版２３排水手段３２排水材３４親水性線状体３５ガラス繊維束（ストランド束）３７縛り部材（可撓性筒状体）３８線状ヒータ４２盛り土５０排水性舗装

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土木設備の系内に浸透した水を系外へ排
出するために系内に埋設して使用する土木用排水材であ
って、前記排水材が、多数本の親水性線状体が引き揃えられ又
は撚られて形成された紐状体からなり、表面側から水を
侵入させ、該水を前記親水性線状体の隙間を系外方向へ
移動させるように構成されているものにおいて、前記紐状体の長手方向に沿って、線状ヒータを埋設保持
していることを特徴とする土木用排水材。
【請求項２】前記親水性線状体が無機繊維であり、前
記紐状体の形態が、引き揃えたストランド束を、系内に
埋設時解き不可に、かつ、外周面を透水可能に、縛り部
材で保持したものであることを特徴とする土木用排水
材。
【請求項３】前記親水性線状体が、無機繊維及び／又
は極性有機繊維であり、前記紐状体の形態が、子縄材な
いしロープ材であることを特徴とする土木用排水材。