JPS59233013A - 排水マツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば高速道路舗装システムの排水のための高
速道路絡端排水体として有用かつ有効な多方向排水マッ
トに関する。

舗装中の水の問題はかなりの期間にわたって技術者にと
って関心があった。早くも１８２３年にマカダム（Ｍｃ
Ａｄａｍ　）は、何らの障害なしに重たい負荷に耐える
ために舗装の下方を乾燥状態に保つことの重要性をロン
ドン（英国）の農業局に対して報告している。彼は地表
下から水を排除するために路盤上に不透水性の表面を維
持することの重要性を論じている。

水によって惹起される舗装の障害の種類は極めて多い。

米国運輸省の連邦高速道路局のために作成した（１９７
９年）「高速道路舗装問題点同定手引書ｊ　（ＩＩＨｉ
ｇｈｗａｙ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　ＤｉｓｔｒｅｓｓＩｄ
ｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｍａｎｕａ：Ｌ　）におい
てスミス（Ｓｍ１ｔｈ　）およびその他は普通の型の障
害をほとんど同定している。

舗装システム中の湿分はいくつかの源泉から来る可能性
がある。湿分は、粗粒の層が存在する場合、あるいは附
近にある表面排水設備が不十分である場合特に、路側に
浸透するであろう。地下水面が上昇するであろう。この
上昇は冬および春の季節に予想することができる。表面
水は舗装の継ぎ目および割れ目に入り、表面材の端から
浸透しあるいは表面材および路肩部を通って浸入するで
あろう。水は毛細管もしくは互につながりあった水膜中
を垂直に移動するであろう。湿分は十分な温度勾配およ
び空気を含んだ空孔とにかかわって、水蒸気の形で移動
するであろう。さらにまた、舗装システムにおける水の
問題は、霜の作用あるいは凍結−融解サイクルが起る部
分また膨潤する土壌および頁岩の部分でしばしば一層厳
しくなる。

水により惹起される舗装の障害の種類は極めて多く、舗
装システムの種類により変化する。可撓性のある舗装シ
ステムについての、単独のもしくは温度と組合さった水
による障害のいくつかは以下のものである：ポットホー
ル（ｐｏｔ−ｈ○ｌｅ）、骨材の損耗、ラベリング（ｒ
ａｖｅｌｉｎｇ　）、風化、ワニ皮状亀裂（ａｌｌｉｇ
ａｔｏｒ　ｃｒａｃｋｉｎｇ　）、リフレクチイブクラ
ッキング（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｒａｃｋｉｎｇ　
）　、収縮亀裂、ショーピング（ｓｈｏｖｉｎｇ　）　
、および盛り上り（霜あるいは膨潤土壌による）。強固
な舗装システムについては、障害のいくつかは以下のも
のである：断層形成（ｆａｕｌｔｉｎｇ　）、継ぎ目破
断、ポンピング、隅角亀裂、対角線亀裂、横方向亀裂、
長手方向亀裂、収縮亀裂、プローアツゾ（ｂｌｏｗｕｐ
　）もしくはバックリング、カーリング（ｃｕｒｌｉｎ
ｇ　）、Ｄ−クランキング、表面スポーリング（ｓｐａ
ｌｌｉｎｇ）　、および鋼鉄腐蝕、および盛り上り（霜
もしくは膨潤土壌による）。

類似な種類の障害が、空港のタクシ−ウェイおよび滑走
路において起る。

これらの継ぎ目およびスラブの多くの障害は、強固な舗
装構造体中に用いられる舗装基礎材料の水ポンピングお
よび侵食に関係する。舗装基礎材料の水ポンピングおよ
び侵食は路肩部にも有害な効果を及ぼすことが認められ
ている。また、アスファルトコンクリート舗装に認めら
れる障害の多くは水により惹起されあるいは促進される
。

例えば、継ぎ目における断層形成は荷重転移（：Ｌｏａ
ｄ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　）の行なわれない無鉄筋コンク
リート舗装の障害の通常の形態である。断層形成は以下
の条件下で起り得る： １、舗装スラブが僅かに反り、スラブの両端が下にある
安定化層より僅かに浮き上っていなければならない（ス
ラブ内の温度勾配と乾燥度の差がこの状態をつくり出す
）。

２、遊離水が存在しなくてはならない。

６、重たい荷重が横方向の継ぎ目を通過し、まづ継ぎ目
の接近側を沈下させ、次いで突発的な反撥を起させる一
方瞬時的に継ぎ目の離脱側に衝撃を与え、遊離水の激し
いポンプ作用を起さねばならない。

４、ポンピングされる微粉が存在しなげればならない（
未処置の基礎材料、安定化された基礎ないしは地表下部
の表面、および継ぎ目に入る外来物質はポンぎングされ
うる微粉に分類されてよい。）０．６−もしくはこれ以
上の断層形成は舗装システムの強固さに悪影響を与える
。

舗装システム中の水の含有率を予測しかつ制御する方法
は、米国国防省および運輸省の報告ＦＡＡ　−ＲＤ　−
７５−１９６号［空港舗装システムに与える気候の影響
−技術の現状Ｊ　（”　ＣｌｉｍａｔｉｃＥｆｆｅｃｔ
ｓ　ｏｎ　Ａｉｒｐｏｒｔ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　−５ｔ
ａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅＡｒｔ　”　）中にデンジシー（
Ｄｅｍｐｓｅｙ　）により詳しく報告されている。舗装
システム中の湿分を制御する方法は、防水膜および抗毛
細管作用横層（ａｎｔｉｃａｐｉｌｌａｒｙ　ｃｏｕｒ
ｓｅ　）の使用、湿分変化に対し敏感でない材料の利用
、および補助排水（Ｓｕｂｄｒａｉｎａｇｅ　）による
水の排除による防護の点から一般に分類されることがで
きる。

実地の調査によると、補助排水システムによる排除はし
ばしば、舗装システムにおいて水を制御するために好ま
しい方法である。この点から、補助排水システムの適切
な選定、設計および建造は舗装の長期間にわたる性能に
とって重要である。

高速道路面下の排水システムは他の機能に加えて、不透
性の境界上での浸み込みを阻止し、地下水面を低下させ
、かつ（または）他の排水システムからの流れを集めね
ばならない。

現存する高速道路排水体には多数ρ設計がある。

最も簡単なものには、堀削した溝の底にさん孔したパイ
プをおき砂または粗い骨材で埋め戻したものがある′。

例えば、イリノイ州によって規定される標準排水体は、
巾８インチ（２０，３Ｃ−＋）、深さ３０インチ（７６
傭）の溝の底部に直径１０．１６傭のさん孔パイプを設
けることを必要としている。

１ 溝は次いでイリノイ州規格ＦＡ　１もしくはＦＡ　２に
合致する粗い砂で埋め戻される。このような排水体は労
働力および資料の点からみて費用がかかる。

例えば、溝から排出されるものを廃棄場まで運ばねばな
らず、また埋め戻し砂を購入し排水建造場所まで運ばね
ばならない。

合成テキスタイルファデリックを溝内張り材として利用
することによりさん孔パイプの使用をやめるために他の
型の排水体が試みられてきた。ファブリックで内張すさ
れた溝は、粗い骨材で充たされ、これがファブリックの
ための支持物となる。

積み重なった骨材間の空間が、ファプリツクを浸透する
収集された水のための通路の役をする。このような排水
体は、例えばファブリックを装着するための労働力およ
び排出されるものおよび埋め戻し材料の運搬の点からみ
て設置に費用がかかる。

排水材料に関する他の改良物としては、米国特許第３，
８３０，３７３号中においてシフスト（５ｉｘｔ　）お
よびその他により開示された波形（Ｃｏｒｒｕｇａｔｅ
ｄ　）パイプ、もしくは米国特許２ 第４，１８２，５８１号中でウニハラ（Ｕｅｈａｒａ　
）およびその他により開示されたレイズドサーフエス（
ｒａｉｓｅｄ　５ｕｒｆａｃｅ　）パイプのようなファ
ブリックで被覆されたさん孔導管がある。一つの欠点は
、ファプリツクで被覆されたさん孔導管が、例えば粗い
砂で充たされた遮断溝（１ｎｔｅｒｃｅｐｔｏｒｔｒｅ
ｎｃｈ　）の底に設置されないかぎり、地表面下の水を
遮断するのに利用できる平面面積はパイプの直径にほぼ
限定されるということである。別な欠点は、ファプリツ
クの表面の大部分例えば約５０俤が導管と接触し、その
ため有効な収集面積が減少することである。

地表面下の水を遮断するための平面としての面積が制約
されるという問題は、米国特許第５，５６３，０３８お
よび第３，６５４，７６５号中でヒーリイ（Ｈｅａｌｙ
　）およびその他により開示された排水用製品により対
処されている。総体的にみて、彼等は水収集体として役
立つフィルターフアゾリックで被覆された平面状の拡大
された表面をもつ芯体を開示している。芯体の一端は収
集した水を移送するためのパイプ、状の導管となってい
る。

平面状の拡大表面芯体の形態のうちには、正方形状に波
うった（　５ｑｕａｒｅ　−ｃｏｒｒｕｇａｔ、ｅｄ　
）シートおよびエキスバンドメタルシートが含まれる。

彼等によって提案されている設計の主な欠点は、排水体
が強固であり、折り曲げ不可能なことであり、そのため
に、排水体全体を設置できるのに十分に長い溝を堀削す
ることが必要である。パイプ状の導管は、他のものより
も巾広の溝を必要とする。

さらにまた、エキスバンドメタルシートの芯体はファプ
リツクに対して十分な支持を与えず、従ってファプリツ
クは対面するファプリツク面に向って容易に潰れること
があり、そのため芯体内の流動容量が著しく低下する。

正方形状に波うったシートの芯体は、ファプリツク表面
の弧の少くとも５０％が芯体により閉ざされるので、水
収集面積が減少する。

拡大された表面をもつ関連する排水材料は北カロライナ
州エンカ（Ｅｎｋａ　）のアメリカンエンカ社より入手
できる「エンカドレイン」 （’ＥＮＫＡＤＲＡＩ：Ｎ’）なる基礎排水材料のよう
な発泡されたナイロンの不織マットに熱的に接着された
ポリエステルの不織フィルターファブリックからなる二
層被成物である。曲げることのできる排水材料は、ナイ
ロンの不織マットの片側にフィルターファブリックを有
している。この排水材料は集水器としてのみ働き、下端
に導管を設置することを必要とする。このため導管の費
用に加えて、巾広の溝を費用かげて堀削するのが必要と
なる。

拡大された表面をもつ別な関連する排水材料は、オース
トラリアのビクトリアのナイレックスコーポレーション
（Ｎｙｌｅｘ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）社から入手
できるストリップドレイン（５ＴＲｒｐＤＲＡｒＮ）の
ような、フィルターフアゾリックで被覆された先のとが
った（　ｃｕｓｐａｔｅｄ　）重合体シートの芯体から
なる。

不透性の先のとがった重合体シートにより、芯体は二つ
の隔離された対向する部分に区分され、収集された水は
片側に貯められる。さらにまた、排水材料が可撓性であ
るように、芯体はゆるいファプリツクの外被中に入れら
れねばならず、外被は５ 芯体上で支持されないので、土壌の重圧のため芯体に向
って圧潰しそのため流路が閉塞する。先のとがった重合
体シートはシートの平面内の二つの垂直な軸に沿っての
み折り曲げ可能である。このことは設置をかなり困難に
し、例えば堀削した溝内に全体を一挙にいれねばならな
い。

類似なさらに別な重合体排水製品は、三井石油化学工業
株式会社より入手できる板状の排水材料カルドレイン（
ＣＵＬＤＲＡＩＮ　）のように、不透性シートから伸び
る截頭円錐の平らな面に取付ゆられたさん孔シートから
なる。さん孔シートは直径０．５ないし２．０襲の範囲
の孔を有し、地表下の土壌から微細な粒子を分離するこ
とを可能にする。

利用可能な排水材料は、設置のために膨大な労働力を必
要とする経済的不利、および収集した水を除去するため
に別な導管を必要とするといった性能的な不利を含めて
、一つもしくはいくつかの重大な欠点をもつ。性能的な
別の欠点は、隣接する土壌によっては土壌粒子のために
目づまりし、またあまりにも多くの物質の通過を許し、
基盤支６ 持物の損耗を招くファプリツクが排水材料として利用さ
れるということである。

本発明はこのような排水材料の主要な欠点のすべてでな
いにせよ大部分を克服する。例えば本発明の排水マット
は遮断した地下水のための収集器間じくまた導管として
働く。本発明の排水マットはいかなる軸に沿っても、マ
ットの長手方向のより大きな表面の一つの平面へと折り
曲げられることができる。このため溝が堀削されるにつ
れ長い排水マットを小刻みの長さづつ設置し、矩い長さ
ごとに埋め戻しすることができる。このことは自動設置
装置が利用される場合、設置費用の点で著しい経済的な
利点が生まれる。本発明の排水マットの一態様は水圧勾
配にもよるが、遮断された水がマットのいづれかの表面
を通って共通の導管内に流入することを可能にする。

本発明の説明において以下の定義を用いる。

本出願において用いる「細長い排水マット」という用語
は、その巾もしくは深さよりも著しく大きな長さをもつ
排水マットをさす。

本出願において用いる「長手方向の軸」という用語は、
細長い排水マットの中心を通りその長さ方向に沿って延
びる軸をさす。

本出願において用いる「横方向の矩形断面」という用語
は、排水マットの長手方向の軸に対して垂直な平面内の
細長い排水マットの断面をさす。

本出願で用いる「指向する」という用語は、細長いマッ
トの長手方向の軸が延びるないしは指向する方向を意味
する。

細長い排水マットは、排水マットの長手方向の軸が地表
面に対しておおむね垂直であるとき、「垂直に向いてい
る」といわれる。

細長い排水マットは、排水マットの長手方向の軸が地表
面に対しておおむね平行であるとき、「水平に向いてい
る」といわれる。

本出願において用いる「配向」という用語は、矩形の横
方向の断面の軸の関係により決定される、矩形の横方向
断面を有する細長い排水マットの姿勢をさす。

矩形の横方向断面をもつ水平に向いた細長い排水マット
は、より大きな寸法をもつ矩形の横方向断面の軸が垂直
位置にあり、より小さな寸法をもつ矩形の横方向断面の
軸が水平位置にある時、「垂直に配向」されているとい
われる。同じ排水マットはその長手軸のまわりに９０°
回転される時、「水平に配向」されているといわれろ。

本発明の排水マットで有用なファブリックを特徴づける
のに有用なパラメータのうちには、速度、例えばｃｍ／
秒の形で表わされた、二つのファブリック表面間の差圧
の下でファプリツク材料を通過する水の量を示す透過率
である。このような透過率はアメリカン　ソサイアテイ
ー　フォー　テスティング　アンド　マテリアルズ（Ａ
ｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｔｅｓｔｉｎ
ｇ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　）　（ＡＳＴＭ）規
格Ｄ−７３７に従って決定されることができる。

透過率を決定するのに用いるためにファプリツクの厚さ
を決定するのが困難であるため、厚さあたりの速度つま
り時間の逆数、秒−１で表わされた透過率と厚さとの比
であるパーミツテイビテイー（ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔ
ｙ　）によりファプリツクを特徴づけ９ るのがしばしば便利でありかつ意味深い。パーミツテイ
ビテイーは米国運輸省の連邦高速道路局から入手できる
輸送研究報告８ｏ−２の付録Ａ中に規定の手順に従って
決定することができる。

排水マットに対して用いられるエンジニアニングファデ
リックは、土壌を侵食から保護する一方水がファプリツ
クを通過し排水マットの導管部に流れることを可能にす
るのに非常に有効でありうる。しかしファプリツクは閉
塞してはならずまた流量を何らかの仕方で著しく低減し
てはならない。

同時にファブリックは多すぎる量の物質を通過させては
ならず、さもないと排水マットの閉塞が起るであろう。

しかし、地表下土壌の支持力の低下もまた起るであろう
。

土壌とフィルターファプリツクとの実際の相互作用を考
察すると、ファプリツクに隣接する土壌中でかなり複雑
なブリッジないしはアーチの形成が起り、そのためファ
ブリック中の開口よりずっと小さな粒子の留保が可能と
なる。

高速道路排水マットにエンジニアリングツアゾ０ リンクを使用するには、他の要因を考えねばならない。

高速道路は交通により反復的な動的負荷をうける。この
ような負荷は飽和した舗装システムに対して相描な細孔
圧力パルスを与える可能性がある。ひどい雨の最中およ
びその後で、舗装端において土壌フィルターファブリッ
クは静水圧勾配にさらされるのみならず、高速道路負荷
による動的勾配にもさらされるであろう。

この点からみて、本発明の排水マットで有用なファプリ
ツクを特徴づけるための他の有用なパラメータは、静水
圧勾配と動的水圧勾配との組合せの下でファプリツク材
料の層上にある特別に分級された土壌からなる円筒を通
過する水の流速を示す「動的透過率」である。「動的透
過率」は、反復的な交通負荷の効果を再現する条件下で
ファプリツクが目づまりおよび閉塞に抵抗する性能を特
徴づける。「動的透過率」を決定する方法は、本明細書
中の例３に開示されている。

本発明は矩形断面をもつ折り曲げ可能な排水マットを提
供する。排水マットは層の片側から伸びる多数のフィン
ガーのある重合体芯体とこれを包む透水性のファブリッ
クとからなる。設置の便のためマットはしばしば細長い
。

マットの導管部分の方に、ファプリツクが流れを制限す
るように不当に圧潰しないように、十分な数のフィンガ
一端部にファプリツクが固定されているのが一般に望ま
しい。はとんどの構造について、マットは層に隣接する
表面が凸状となるようにだけ折り曲げ可能である。

本発明は０．２ないし２．０秒−１のパーミッティビテ
イーを有しかつ１０６　回の荷重後の動的透過率少くと
も１０″′４ｃｍ／秒を示す透水性ファプリツクで少く
とも主要な面が包まれた三次元の中空構造物からなる排
水マットを提供する。

本発明は矩形の断面を有する細長い折り曲げ排水マット
を提供する。排水マットは片側から伸びる多数のフィン
ガーを有する重合体芯からなる。

ファブリックは０．２ないし２．０秒−１のパーミッテ
ィビティーと１０６　回の荷重後の透過率少くとも１Ｑ
−’ｃｍ／秒を有する。

マットの導管部分にの方に流れを制限するようにファブ
リックが不当に圧潰しないように、ファプリツクが十分
な数のフィンガ一端部に固定されるのが一般に望ましい
。はとんどの構造について、マットは層に隣接する表面
が凸状になるようにだけ折り曲げ可能である。

本発明はまた、例えば改良された高速道路システムを含
めて、このような排水マットなオｌ用する多数の改良さ
れたシステムを提供する。

第１図は本発明の排水マットの一態様を例解する。

第２図は本発明の排水マットにおいて三次元芯体として
有用な棒状の突起をもつさん孔のある層の一態様を例解
する。

第３図は排水マットの横方向の断面図を例解する。

第４図はショルダー継ぎ目に近接して設置された本発明
の排水マットを備えた高速道路システム６ の断面図を略図的に例解する。

第５図はフィンガーの端部に近接する排水マット上に重
ねた長手方向の軸に対する折り曲げ軸の位置を略図的に
例解する。

第６図は長手方向の軸に対して４５°の角度に配位した
折り曲げ軸のまわりに巻きつけることにより排水マット
が水平指向性と垂直指向性との間で変化する特性を略図
的に例解する。

第７図は排水マットで有用な重合体芯体を製造するため
の連続射出成形装置の部分断面図を略解する。

第８図はフィンガーが伸びる側の裏面にあたる、有用な
芯体材料からなる面の図面である。

第９図は本発明の排水マットを利用する人工芝組立物を
例解する。

第１０図は本発明の排水マットを利用する線路システム
を例解する。

第１１図は動的透過率を測定するのに有用な三軸セル装
置の断面図である。

第１２図は動的透過率を測定するのに用いられ４ る三軸セル装置およびその附属装置を例解する。

第１３図は動的透過率の測定に用いた土壌混合物の粒子
寸法分析値のプロットである。

第１４．１５および１６図は種々のエンジニアリングフ
ァプリツクに関する累積負荷回数に対する動的透過率の
プロットである。

矩形の横方向断面をもつ細長い折り曲げ可能な重合体排
水マットは層の一端から伸びる多数の十分に堅固なフィ
ンガーをもつ重合体の芯体とこれを包む透水性のファブ
リックとからなる。本発明の望ましい態様においてファ
ブリックは０．２ないし２．０秒−１のパーミツテイピ
テイーと１０６　回の負荷後の動的透過率少くともＩＱ
−’Ｃｍ／秒とを有する。ファブリックは、芯体に対す
る好ましくない移動を避けるために芯体に固定されるの
が一般に好ましい。例えばファプリツクは層に固定され
ることができる。層がさん孔されていたり、あるいは別
な形で透過性である場合、層のさん孔がファプリツクで
覆われるようにファプリツクはさん孔された眉を完全に
包むべきである。芯体内の流路の閉塞を避けるために、
ファブリックはまた、それがフィンガーのまわりの空間
に向って不当に圧潰することのないように十分な数のフ
ィンガ一端部に固定されるべきである。ある場合には、
ファプリツクがフィンガーのまわりの空間に向って不肖
に圧潰し、それによってさもなげれば流体の流れのため
に利用できる断面領域を塞ぐ形でファプリツクがフィン
ガ一端部に対して移動するのを回避するために、ファプ
リツクが多数のフィンガーのうち比較的少数のもの、例
えば５０％を下る、場合によっては唯の３０％あるいは
１０％を下るものに固定されていても十分であろう。他
の場合には、例えば設置に際して数度手を触れられた後
でさえ排水マットの構造が最大の横方向断面積を保持す
ることを確実にするよう、ファプリツクがフィンが−の
ほとんどすべてに固定されるのが好ましいであろう。

本発明の排水マットは排水のために大きな表面積が利用
できること、設置を容易にする折り曲げ可能性、および
収集した水を急速に排除するための多方向の高い流量を
可能にする導管として働く開放した大きな横方向断面積
によって特徴づけられる独特な特性を有する。

本発明の排水マットの望ましい態様を第１．２および３
図に例解する。一般に第１図は、層３の片側から伸びる
十分に強固な多数のフィンガー４をもつ芯体２を透水性
のファプリツク１が包む本発明の排水マットの断面の態
様を略解する。マットの長手の軸は軸５により示される
。

第２図は芯体が層２３から伸びる多数のフィンガー２４
をもつ、排水マットで有用な重合体芯体の断面の態様を
略解する。

第６図は層３３０片側から伸びる十分に強固な多数のフ
ィンガー３４をもつ芯体な７アデリツク３１が包む排水
マットの横方向の断面を略解する。

第３図に従うに、本発明の排水マットはフィンガー３４
の端部３７に隣りあう表面３５に向って容易に折り曲げ
ることができる。つまり、排水マットは、フィンガー３
４の端部３７に隣りあう表７ 而３５が凸状となり、また層３３に隣りあう表面３４が
凹状となるようにのみ容易に折り曲げ可能である。この
点からみると、排水マットは、ファプリツクを引き裂き
あるいは芯体を変形しないしは圧潰する可能性のある大
きさのカを加えずには、層３３に隣りあう表面３６に向
って折り曲げることができない。このことはプアブリッ
クが芯体に接着されている場合特にあてはまる。しかし
マットは、フィンガー３４の端部３７に隣りあう表面３
５が、約１インチ（２，５４Ｃｆｆｌ）より小さい、例
えば０，２５インチ（０，６３ｆｆ４）もの小さい半径
をもつ折り曲げ軸のまわりに約１８ｏＯまでにさえ容易
に折り曲げられるであろう。フィンガーの端部に隣りあ
う表面を内側とするこのような折り曲げは表面３５に対
して平行ないかなる折り曲げ軸のまわりにも行うことが
できる。このことに関連して第５図はフィンガーの端部
に隣りあう排水マット表面５６上に重ねて種々の折り曲
げ軸を例示する。このような折り曲げ軸は表面５６に平
行であり、排水マットの長手方向の軸５０から回転する
８ ことにより配位される。折り曲げ軸は長手方向の軸５０
から０ないし１８０°のあらゆる角度に回転し配位され
てよい。例えば折り曲げ軸５１は長手方向の軸５０に対
して垂直である（つまり、折り曲げ軸５１は長手方向の
軸５０から９０°の角度まで回転して配位される）。排
水マットは折り曲げ軸５１のまわりに内側に折り曲げら
れ長さが短くなる。あるいはこのようなマットは旋回さ
れて短い円筒形の巻き物となる。折り曲げ軸５２は長手
方向の軸５０に対して平行である（つまり、折り曲げ軸
５２は長手方向の軸から回転角０°に配位される）。排
水マットは折り曲げ軸５２のまわりに長手方向に折り曲
げられ、あるいは旋回されて長い円筒形の巻き物となる
。

排水マットが、長手方向の軸５０から４５０回転されて
配位された折り曲げ軸に沿って約１８０°まで内側に曲
げるとき、排水マットの長手方向の軸５０は第６図に示
すごとく９０°の曲りとなる。排水マットのこの特性は
、排水マツトロ１が地表下で垂直に配向されて設置され
る場合特に有用である。これと関連して、排水マットが
地表上で垂直に配向され、４５°の角度でローラー６２
に巻きつげられてよい。このようなローラーに巻きつげ
られた排水マットは水平面に対して垂直であり、地表面
下で４５°の角度をなす第二のローラーのまわりに巻き
つけられてよい。この第二のローラー６３は排水マット
をその使用の位置において垂直配向させる。

このようにして高さを変更するために他の角度をなすロ
ーラーを用いることももちろん可能である。さらにまた
水平面内に配置された平行なローラーによって水平位置
の変更を行うこともできる。

本発明の排水マットは、開放した大きな横方向断面を与
え、いかなる方向の流れに対してもほとんど抵抗が生ま
れない。

本発明の排水マットで使用するための芯体は三次元的で
あり、層の片側から伸びる十分に強固な多数のフィンが
−を有する。層は企図する用途により不透過性でありあ
るいはさん孔されていてよい。排水マットが大きな二つ
の面からの水を遮断するのが望ましい場合、層はさん孔
されるべきである。さん孔された層をもつ芯体な第２図
に例解するが、同図において層２３は多数のさん孔２５
をもつ。このようなさん孔は懸濁した固体を含む水が、
同伴されるあるいはブリッジをなした固体により目っま
りを起すことなく自由に通過するのを可能にするように
十分大きな広さをもつべきである。

フィンガーは非常に多くの種類の突起からなってよい。

第２図に示すごとく、好ましいフィンガーは円筒状であ
り、層の平面に対して垂直な方向に向いている。他の形
のフィンガー、例えば正方形、六角形、星形もしくは長
方形の断面形をもつフィンガーあるいはフィンをもつも
のおよびその他を用いることができる。このような形状
は芯体を製造する工程において利用される鋳型の設計に
より影響をうける場合がある。中実のフィンガーを利用
することができるが、製造の容易さのため、また設置を
容易にするように芯体の重量を最少にするためにフィン
ガーが中空であるのが好ましい。

ろ１ 形状のいかんを問わず、フィンガーはその断面を横切る
平均の横方向寸法である呼び径を有するものとして特徴
づけることができる。フィンガーがその基底の平面に対
して垂直な円筒状をしている場合、呼び径は円形断面の
直径であり、フィンガーが他の幾何学的形状をしている
場合、呼び径は平均的な横方向寸法であり、例えばフィ
ンガーが正方形である場合、平均の横方向寸法は正方形
の辺長より幾分長いが、正方形の対角線より幾分短い。

呼び径の大きさは形状の中心から周縁までの最大および
最小長さの平均値により近似することかできる。

たいていの場合、フィンが−がさん孔され層の平面に対
して垂直な中心軸を有するのが好ましい。

他の場合、フィンガーが、さん孔された層から他の別な
角度で伸びるのが好ましい。芯体は、さん孔された層か
らフィンが−の端部まで到った長さと、フィンガーの呼
び径との比が約１：１ないし約８＝１の範囲であるよう
な呼び径をものフィンガーを有するものとして特徴づけ
ることができる。

２ フィンガーの与える抵抗が最小であり、しかも流れのた
めの断面積が最大である芯体を提供するために、フィン
ガーの中心間距離を最大にするのが好ましい。しかしフ
ィンガーは、ファブリックが支持の不足のためフィンガ
ー間の空間に向って圧潰するほど、互いに離れていては
ならない。この点からすると、芯体に最適なフィンガー
中心間隔を与えるのが一般に好ましい。最適な中心間隔
は平均の中心間隔つまりフィンが一基底の中心間の距離
によって表示することができる。平均の中心間距離は約
０．６インチ（０，７６ｔＷｒ＞から約３インチあるい
はそれ以上（７，６ｃＴｎ”）であってよい。

多くの場合、平均中心間距離は０．９インチ（２，３副
）から１．２５インチ（３，２ｃｆｎ）であるのが望ま
しい。

本発明の排水マットで有用な芯体は、長さが約０．１２
５インチ（０，６ｃｆｎ）から３インチあるいはそれ以
上（７，６ｆｆｉ　）　、呼び径が約０．１インチ（０
，２５副）ないし１．０インチ（２，５４３）あるいは
それ以上であるフィンが−を有することができる。しか
し、フィンガーが０．５インチ（１，３１）ないし１．
５インチ（３，８ｅｍ）の長さおよび０．１５インチ（
０，４３）ないし０゜５インチ（１，３ｃｆｎ”）を有
するのがしばしば好ましい。

排水マットの深さはフィンガーの長さにより近似される
であろうし、長さは例えば約４００フイー）（１２２ｍ
）までのように非常に長くてよい。

排水マットの巾つまり矩形の横方向断面の長い方の寸法
は６インチ（１５，２＝−１）から４フイート（１２２
鋸）以上、例えば１２フイー）（３５５ａ）あるいはそ
れ以上であってよい。巾は芯体な製造する装置の寸法に
よるであろう。より大きな寸法のものは二つもしくはそ
れより多くの巾の芯体を結合することにより製造するこ
とができる。

排水マットは非常に多くの種類の重合体材料からつくる
ことかできる。芯体として好ましい材料にはポリエチレ
ンおよびポリゾロピレンのような熱可塑性材料がある。

ある種の用途には、低密度ポリエチレンもしくは線状低
密度ポリエチレンが好ましい材料である。

本発明の排水マットにて有用な重合体芯体は、当該技術
に熟達の者にとってよく知られた熱可塑性成形装置およ
び成形方法を利用することにより製造することができる
。中空の円筒状フィンガーを有する重合体芯体を製造す
るのに好ましい方法は、米国特許第３，５０７，０１０
号中にドールマン（Ｄｏｌｅｍａｎ　）およびその他に
より記載の連続成形装置を利用することである。

第７図は規則的間隔をなす射出用空孔７１を多数もつ回
転式円筒ドラム７０からなる上記したごとき連続的成形
装置の断面図である。円筒ドラム７０は、固定射出ヘッ
ド７４に合わせて回転する。

射出用空孔７１は芯体の片側から伸びるフィンガーの平
均中心間隔に対応する。射出空孔の断面形状は所望の断
面、例えば円形、四角形、星形およびその他をしたフィ
ンガーを製造するよう変更されてよい。このようなフィ
ンガーはまた、空孔の設計に関係しつ＼テーパをもって
いてよい。第７図に示すように円環状の射出用空孔を用
いることにより中空のフィンガーをつくることもできる
。

５ すなわち同図において、各射出用空孔γ１には直径がよ
り小さい延長部分７３がある挿入ピン７２が取付けられ
ている。より小さな直径をもつ延長部分の長さは、フィ
ンガー内の中空部分の所望の長さに関係して変化されて
よい。

固定射出ヘッドは２列の押し出しノズルつまり高圧ノズ
ル７６と低圧ノズル７５とをもつ。射出用空孔７１が高
圧ノズル７６の末端と連絡するように回転するつど、高
圧ノズルγ６は融解した熱可塑性材料Ｐを加圧された貯
液部７７から射出用空孔７１に供給する。高圧ノズル７
６は、円筒ドラム７００円周に配置された射出用空孔の
各々の列に一致するよう配位されている。低圧ノズル７
５には加圧貯液部７７から熱可塑性材料Ｐが供給される
。各低圧ノズル中の絞り７８は各低圧ノズルの末端から
流出する熱可塑性材料の圧力を低減し、フィンガーの列
の間に長手方向の縦桁（ｓｔｒｉｎｇｅｒ　）を形成す
る。

芯体の形状は、適当な寸法をもつこのような連続的射出
成形装置を用意することにより自由に変６ えることができる。

芯体を包む透水性のファブリックは広汎な種類の材料か
らなってよい。好ましいファブリックのうちには、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル
およびポリアクリルのような重合体材料からなるものが
含まれる。たいていの場合、ファブリックはポリプロピ
レンもしくはポリエステルのような疎水性材料からなる
のが好ましい。このようなファブリックは十分に透水性
であり、約０．２ないし２．０秒−１の水パーミツテイ
ビテイーを示すべきである。一層好ましいファプリツク
は約０．５ないし約１．０秒１のパーミツテイビテイー
をもつものである。ファプリツクは織られてもしくは織
られないで製造されたもののいづれであってもよい。し
かし不織７フアデリツクがしばしば一般に選択される。

このようなパーミツテイビテイーは、ファプリツクを通
過して排水マットの導管部分に水が流れることをファブ
リックが可能とすることを示す。

このような水の流れは、非常に多い懸濁物質がファブリ
ックを通過するのを許し、その結果地表面下の支持を低
下させあるいは排水マットの閉塞を起すほどのものでは
ない。

ファブリックは、例えばファブリックに隣接する土壌粒
子のブリッジもしくはアーチ化により惹起されるであろ
うような目づまりおよび閉塞に対しても十分な抵抗力を
示す。多くの設備、例えば高速道路の端面排水部におけ
るファブリックは反復的な交通負荷のため静的および動
的双方の水圧勾配にさらされるので、動的透過率は本発
明の排水マットの本質的な特性である。一般に７アデリ
ツクは下記の例６に手順において述べるように、１０６
回の負荷後の動的透過率少くとも１０−’ｍ／秒を示す
べきである。一層好ましいファプリツクは１０６　回の
負荷後の動的透過率少くとも１Ｏ−３ｃｔｎ／秒、例え
ば１０−２から１０−３偲／秒を示すであろう。ある場
合には、１０−５画／秒もの低い動的透過率を示すファ
ブリックも許容できるであろう。

動的透過率は負荷が反復されていくうちに、例えば１０
６　回の負荷にわたって変化するであろう。

動的透過率は、その最高の値を基準としたある許容でき
る範囲内にあるのが一般に好ましい。例えば、動的透過
率の最高値と１０６　回の負荷にわたっての最低１直と
の比率（百万回負荷動的透過率比）は１００を超えるべ
きでない。百万回負荷動的透過率比が約５０もしくはそ
れより低いのが一層好ましい。

透水性のファブリックが芯体全体を包むことがしばしば
好ましい。層にさん孔のない場合、ファプリツクは層の
端部が重なっていることのみを必要とする。しかし、層
にさん孔がある時、ファプリツクは芯体な完全に包むべ
きである。あるいは別に、閉包するファブリックを形づ
くるための重なり合った長手の継ぎ目ができるようにフ
ァプリツクを芯体のまわりに巻くことができる。

ファブリックが芯体の導管部に向って圧潰するのを避け
るために、芯体、特にフィンガーの端部にファブリック
を固定すべきである。芯体にファプリツクを固定するた
めに種々の方法を用いるこ９ とができる。例えば、ホットメルト接着剤のような接着
剤を用いることによりファプリツク芯体に固定すること
ができる。ファプリツクはまた機械的緊縛具によりまた
は音波溶接により芯体に固定されてもよい。別法として
は、フィンガ一端部の物質をファブリック内に流入させ
ることによりフィンガ一端部にファプリツクを固定する
ことができる。

本発明の排水マットはある領域から水を除去するのが好
ましいあらゆる適用について有用である。

例えばこのマットは水族館の砂利の支持物として用いる
ことができる。ファプリツクの透過率は濾過が必要かい
なかによって変るであろう。

排水マットはまた天然および人工の芝の支持物として利
用するのが有利であろう。芝生を舗装した表面例えば内
庭（ｐａｔｉｏ　）または屋根の上で生育することは時
には望ましい。本発明の排水マットを望ましくは仕切ら
れた領域内で水平に配向し、次いで天然芝を支えるため
にローム土のような土壌の層で被覆することができる。

０ 多くの場合、人工芝例えば合成された車状の競技用表面
を水平な面上に設置するのが好ましい。

このやり方は雨水にさらされる野外施設においてはいく
らかの欠点がある。雨水は水平に設置された人工芝上に
たまりスポーツ活動を妨げる。本発明の排水マットは、
はとんどの場合透水性である人工芝の下に敷き雨水を収
集しかつ排水するために有利に用いることができる。水
平に舗装された表面上に設置しても、排水マットの深さ
は下水への接続部まで数百メートルにわたって十分な水
量を流すに足りる水頭を与える。本発明の排水マットは
支持された人工芝上での車輛の通行を含めて、競技活動
を支持するのに十分な強さをもっている。

次に第９図を参照するに、本発明の排水マットにより支
持寮れる人工芝競技表面の断面が例解されている。人工
芝９１は多数のさん孔９３をもつ弾力性のマット９２上
に設けられる。弾力性のマット９２は本発明の排水マッ
ト９４上に設けられる。排水マットはその層を、平滑な
支持表面９５に接して設置されてよく、あるいは別に、
もし層にさん孔があるならば排水マットはその層を弾力
性マット９２に接して設置されてよい。いくつかの場合
、例えば排水マットがコンクリート舗装あるいはそれに
準するものの上に設置される場合、透水性の閉包用ファ
プリツクを用いない排水マットを用いることができる。

しかし、排水マットが土壌の上に設置される場合、水で
飽和した土壌がマット内に進入するのを防ぐために閉包
用ファプリツクを用いるのが好ましい。

排水マットは水の除去が望ましい地表面下での適用に特
に有用である。排水のために利用できる広い表面積が排
水マットの横方向の矩形の断面によって提供される。本
発明の排水マットは自動車、航空機、鉄道による交通を
、また歩行者の通行さえも支えるための交通担持表面と
して用いるのが有利である。この排水マットをこのよう
に使用することは、排水マットのより大きい方の横方向
寸法が排水されるべき領域に対して垂直であるように排
水マットが設置される設備において特に有利である。例
えば、排水マットは交通担持表面の端部の排水部例えば
高速道路端部の排水部としであるいは二つの舗装部分が
突き合わされる場所での継ぎ目排水部として垂直配向の
形で用いることができる。垂直配向において排水マット
は高速道路支持床、線路支持床、擁壁、建物の基礎地下
壁およびこれらに類するもののような構造物に向って地
下水が流れるのを遮断するのにもまた有用である。高速
道路システムにおいてこのよ５に設置スるのが有利であ
り、排水マットが例えば高速道路の路肩部の継ぎ目の下
方に垂直配向の形で道路に平行に設置される。これに関
連して第４図は隣りにある舗装されていてよい路肩部４
２をもつコンクリート舗装４１からなる高速道路システ
ムを例解する。コンクＩＪ　−ト舗装４１は支持床４３
上にある。路肩部は支持床４４上にある。このような設
備において高速道路路肩継ぎ目４６を通じて垂直方向に
浸透する水は、排水マット４５の頂部の狭い横方向断面
領域によって補、集されることができ、高速道路下に存
在する水は高速道路支持床に対して垂直である大きな横
方向断面領域により補６ 集され、また反対側の大きな横方向断面領域は外部から
高速道路に接近する地下水を補集する。このようにして
補集された水は排水マットにより収集され次第運び去る
ことができる。

高速道路支持床の湿分水準を一定に保つのが望ましい他
の設備においては、不透性の層をもつ排水マットを、支
持床へのあるいはそれからの地下水の流れを防止するよ
うに支持床の垂直な端部に不透性層が接するように、設
置することができる。

排水マットは、さもなければ支持床に流入するであろう
地下水を遮断しかつ運び去ることができる。

排水マットはまた、例えば砂利床の下部もしくは砂利床
内に水平に配向される時、線路システムにおいても有利
に用いられる。第１０図はこのような設置の仕方を例解
するものであり、−組のレール９６が砂利床９８により
支持される枕木９７上にある。本発明の排水マット９９
は、砂利床と土壌とを混合し、支持床の下部を堀る雨水
を遮断しかつ運び去ることにより線路床システムを安定
化するために、砂利床の下部あるいは砂利床内に４ おくことができる。

本発明の排水マットは簡単な接続具および移行材により
容易に設置される。例えば、排水マットの末端を覆うよ
うに取付ゆられる矩形の成形された連結体によって二つ
の排水マットを容易に継ぐことができる。排水マットの
底の端部を塞ぐよう仕組まれた移行材は、排水マットを
、収集した水を排水マットから下水ないしは排水システ
ムに搬送するための標準的な円形導管ないしパイプに排
水マットを接続するのに用いることができる。

本発明は以下の語例によりさらに詳細に例解されるが、
これらによって限定されるものではない。

例　　１　　　　− 米国特許第３，５０７，０１０号中に記載のごとき、一
つの表面から伸びる突起をもつ基材からなる、連続的に
延びる三次元的成形製品を製造するための装置は、車状
の人工的資材を製造するよう設計された。この装置は、
中心間がたとえば７２インチである、等間隔をなす多数
の空孔の列のある円筒ドラムを有する。射出される重合
体融解物がドラム中に浸入するのを選択的に限定し、そ
れによって、重合体からつくられる突起の高さを調節す
るように、溝付きのビンを空孔内にプレスで固定した。

空孔の１／４については、射出用空孔内に円環状の鋳型
空間を形づくるために、直径がより短い延長部のある挿
入ざンを溝付きビンの代りに用いた。円環状の鋳型空間
は、約７４インチ（０，６４譚）の外径、約３／、６イ
ンチ（０，４８ｃｔｎ）の、内径および約１インチ（２
，５４ｃｎ１）の長さを有した。残りの３／４の空孔は
充填ビンにより塞いだ。

−ンをこのように変更することにより、中心間が２．５
４　ｆｆである円環状の空孔をもつ円筒ドラムができた
。

低密度線状ポリエチレンペレットを融解しかつスクリュ
ー押出器から、重合体を円筒ドラムの空孔および溝部に
導く２列の孔をもつ装置の分配ノズル内に水圧下で供給
した。回転する円筒ドラムと接触する孔の第１列は、円
環状の鋳型空孔および目つぶしされた空孔に重合体を供
給した。孔の第２列は重合体をドラムの縦桁用の溝部に
供給した。円筒ドラムの溝部中に横たわる定置指状物体
が、成形を行うときに各空孔を隔離し、それによって高
圧領域が発生し、この高圧のため円環状の鋳型空孔およ
び目つぶしされた空孔内の短い柱状部分まで融解物が深
く進入した。各溝部に供給される重合体の量を調節する
ために大気圧より少し高い圧力にて、縦桁用の溝中に重
合体が鋳込まれた。絞りを調節することにより、円環状
の鋳型空孔な完全に充満しかつ円筒ドラムの表面と同一
平面内にある縦桁を形成することができた。

成形された製品の形状は第２図に略示されるが、同図は
層の一つの表面から伸びる中空の多数の円筒を有するさ
ん孔された層を示す。円筒は長さ１インチ（２，５４備
）、外径約１／４インチ（０，６４備）および内径約　
／、６インチ（０，４８国）を有した。円筒は約１イン
チ（２，５４ＣＩＩりの中心間隔をもち、長手方向にみ
たとき円筒の列の間に縦桁が２列延びていた。円形のプ
ラグは第２図に示すように中心間隔が１／２インチ（１
，２７ｃｔｎ）である、縦桁の接続部を形成した。これ
によって、成形さ７ れた芯体の裏面を示す第８図により示されるごとき線型
のさん孔をもつ連続的な層が与えられる。

成形された芯体は巾約６インチ（１５，２４ＣＩ）の連
続成形物として与えられた。芯体は所望の何らかの長さ
で、例えば５フイー）（１，５ｍ）もしくはそれ以下の
ように短く、あるいは４００フイー）（１２２ｍ）ある
いはそれ以上のように長く切断されてよい。

例　　２ 三種類のエンジニアリングファブリックを入手した。こ
れら三つのファプリツクおよびそれらの等価開口寸法（
ｃｗ−０２２１５試験方法により測定される等価の米国
篩番号）を第１表に示す。三つのファブリックをパーミ
ッテイビティー分析にかけた。各ファプリツクについて
の１０個の任意試験片のそれぞれについての１０回の試
験に基づくパーミツティげティー分析の結果を第２表に
示す。

８ 第１表 １　　　　１’イパ−（ＴＹＰＡＲ）（Ｂ）スｚ（ｙｄ
ｅンデ　　１４０〜ツド（５ｐｕｎｂｏｎｄｅｄ　）ポ
リゾロピ　　　　１７０レン、スタイル３６０１として
Ｅ、Ｉ。

デュポンドネムール（Ｄｕ　Ｐａｎｔ　ｄａＮｅｍｅｕ
ｒｓ）社より入手される不織スバンボンデツｒポリプロ
ピレンファゾ リンク ２　　　　　ア）　／Ｎ”ｌンスドコンストラクション
スペ　　　　３５シアルテイーズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　
ｃｏｎ−ｓｔｒｕｃｔｉｏｕ　５ｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ
　）社からタイプ■とじて入手される編織ポリ プロピレンファプリツク ３　　　　アモコファゾリツク（Ａｍｏｃｏ　Ｆａｂ−
最小７５ｒｉｃ）社からプロペックス（ＰＲＯＰＥＸ）
４５４５土壌濾過ファプリツクｃカ レンダー掛けされたもの）として入手 される不織ポリゾロピレンファプリツク第２表 １　　　　　　　　　０．０９４　　秒−１２１，８０
秒−１ ３０，７５秒−１ 例　　３ 本例はファブリックの「動的透過率」を決定するための
試験手順を例解する。例２に示した三種類のエンジニア
リングファブリックを、第１１図に示す三軸セル装置を
用いる「動的透過率」分析にかけた。三軸セル装置は、
中央部で立上った直径８インチ（２０ｍ）のボスと円筒
１０２を納める円環状の溝とを有する金属底板１０１を
有する。

金属底板は立上ったポス１０４から周縁部に延びる流体
通路をもつ。厚さ　７３２インチ（０，８１１）のネオ
ゾレンイムでできた外部密閉用隔膜１０３が中央部立上
りポス１０４の外周に固定される。

水蜜性を確実にするために外部密閉用隔膜と中央部立上
りボスとの゛接触面にシリコングリースを塗布する。直
径８インチ（２０＋１）の多孔性のカーポランダム石１
０５を中央部の立上りポス１０４上におく。直径８イン
チ（２０ｃｔｎ）の４枚のさん孔された堅いプラスチッ
クスの円板１０６をカーポランダム石１０５上におく。

ピエゾメータ圧力タップ導管１０７をプラスチックス円
板１０６の頂上の真下にある外部密閉用隔膜１０３中の
穴の中に取付ける。直径０．６２５インチ（１，５側）
のガラス球１０８の一層を最上部のプラスチックス円板
上におく。

可撓性の内部隔膜１０９の底部端に固定された直径８イ
ンチ（２０Ｃｍ　’）のエンジニアリングファブリック
の円板１１０をもつ可撓性の内部隔膜１０９を、エンジ
ニアリングファブリックの円板１１０がガラス球１０８
の層上に乗るように可撓性の外部隔膜１０３中に挿入す
る。可撓性の内部隔膜１０９と可撓性の外部隔膜１０３
との界面にシリコーングリースを塗布することにより二
つの隔膜の間の水密性を確保する。基底板内の通路から
密閉用隔膜１０３内にファブリックの円板より高い位置
まで水を流入させ、閉じ込められた空気１ を除去する。次に水をファブリックの円板１１０の高さ
まで排出する。

クラスＸのコンクリート砂（２００号篩マイナスの砂を
含まない）９０重量俤とロキサナ（Ｒｏｘａｎａ　）シ
ルト１０重量％との乾燥土壌混合物を調製する。この乾
燥土壌は第１３図に示す級別分析値を有する。乾燥土壌
６０ポンド（１３，６４）を水２ｐと完全に混合し、１
００チに近い飽和度をもつ混合物をつくる。混合物Ｍを
ファブリックの円板１１０の上方的９．４インチ（２４
＝ｍ）の高さまで可撓性の内部隔膜１０９中に装入する
。混合物Ｍが隔膜内に装入される際、導管１０７の開放
端をファブリック円板１１０の上方的０．４インチ（Ｉ
　Ｃ−）の高さに保つことにより、過剰の水が混合物か
ら排出されるようにする。

過剰の水が混合物Ｍからすべて排出された後、直径２０
Ｃ１ｆｆ（８インチ）の多孔性のカーざンランダム石を
混合物Ｍ上におく。直径８インチ（２０−）の金属栓１
１２をカービンランダム石上におく。栓１１２と可撓性
の内部隔膜１０９との界面２ にシリコーングリースを塗布する。隔膜を栓１１２に固
定するようにバンド（図示せず）を用いる。栓１１２は
二つの孔をもち、訃だ中央部に立上ったボスをもつ。こ
の組立物を覆って透明な円筒１０２をおき、その底部端
を基底部１０１の溝の中にさし込む。円筒１０２を覆っ
て金属のセル蓋１１３をおき、円筒の上端をセル蓋中の
円環状の溝にさし込む。セル蓋１１３と基底板１０１と
をボルト（図示せず）により円筒１０２に対して押え付
ける。

セル蓋１１３には四つの孔があり、一つの孔はセルに加
圧用水を供給する導管１１４と連結され、他の孔はセル
Ｍ１１３を通り栓１１２の孔に達する導管１１５とつな
がっており、この導管は閉じ込めた混合物ト４に洗滌水
を供給するために用いることができる。他の孔はセル蓋
１１３を通り栓１１２の孔に達する導管１１６とつなが
っており、この導管は分析のための水流を供給する。第
四の孔はファブリックの円板１１０の下方の圧力を監視
するために用いる導管１０７につながっている。

セル蓋１１３には立上ったポス１１７を通る穴がある。

こＱ孔は負荷棒１１８がセル蓋１１３を通り、金属栓１
１２の頂部まで達することを可能にする。負荷棒１１８
の底部表面および金属栓１１２の頂部表面ば点電荷を伝
達することのできる金属球１１９を受容するための球状
の凹みをもつ。負荷棒１１８とセル蓋１１３を通る穴と
の間の密封はＯリング（図示せず）により行う。

円筒１０２と隔膜との間の円環状の空間に栓１１２の高
さまで水を充満することにより、三軸セル装置の操作の
準備を行う。導管１１５および１１６は、栓１１２の孔
と、セル蓋１１３の孔とを結ぶ。混合物Ｍの入った隔膜
の底から上に向って水を入れ、混合物Ｍを水で飽和する
。空気を排出するために導管１１５上の弁１２０を操作
することができる。脱気された水の一組の加圧可能な貯
槽に連結した導管１１６を満たすように水を導入する。

隔膜内の圧力（「内部圧力」）は空気圧が負荷される加
圧可能な貯槽に連結した導管１１６により調節すること
ができる。隔膜のまわりの空間の圧力（「閉じ込め圧力
」）は導管１１４により調節することができる。

次に第１２図を参照するに、この図は第１１図の装置を
簡略化して模式的に表示するとともに加圧可能な脱気水
の貯槽１２２の一つ、水銀マノメータ１２３および水マ
ノメータ１２４をあわせて示している。加圧可能な貯槽
１２２は三軸セル１２５の上方に位置し、例えば、貯槽
内の水位と三軸セル内の水位１２６との差は１［）Ｏｃ
Ｍである。

貯槽１２２にかかる圧力を約２２０　ＫＮ　／　ｍ”（
３２ｐｓｉ　）にして操作し、一方「正味の閉じ込め圧
力」を１２−１　ＫＮ　／　ｍ２（１，７５ｐｓｉ　）
に保つことが望ましい。正味の閉じ込め圧力、Ｐは以下
の式により計算することができる： ｐ＝　１．３３　（Ｈ−ＨＷ／１３．＜Ｓ　）ただしＰ
はＫＮ　／　ｍ２で表わされた正味の閉じ込め圧力であ
り： Ｈは水銀マノメータで測定した導管２７での空気圧に対
する導管１４での過剰空気圧たる差圧であり、また ５ ＨＷは貯槽２２内の水位と三軸セル２５中水位との差の
平均値である。

例えばＨＷが約１ｏｏｃｍである時、導管１１４で測定
した閉じ込め圧力を導管１２γにおゆる圧力より少くと
も水銀柱１’５０（Ｓインチ）高くするのが望ましい。

次いで貯槽にか＼る空気圧が約２２　Ｄ　ＫＮ／　ｍ２
（３２ｐｓｉｇ）となるまで両方の圧力をゆっくりとあ
げる。閉じ込め圧力は、導管１１４での空気圧力が導管
１２７での空気圧力より水銀柱１６．５５　（６，５イ
ンチ）高いことを水銀マノメータ１２３が示すように調
節されるべきである。これによって正味の閉じ込め圧力
的１２．１ＫＮ　／　ｍ”　（１−７５ｐｓｉ　）が与
えられる。

ブリーダー弁１２８を開くことにより流れが始まる。流
量は水マノメータ１２４で測定した圧力降下が水柱２４
ないし２６ＣＭ（約９．５ないし１０．５インチ）の範
囲となるように調節する。透過率が安定化するまで、例
えば通常１０ないし１５分間、流量、時刻および水マノ
メータの差圧を記録する。

６ 負荷棒１１８によって軸方向の負荷をかけ始める。空気
作動のダイアフラム式空気シリンダー（図示せず）を負
荷棒１１８に連結する。１７．５ＫＮ　／　ｍ２（２，
５ｐｓｉ　）の脈動負荷を栓１１２に加え、２秒に１回
の割合でＣＤ、５ヘルツ）混合物Ｍに伝達する。この負
荷は高速道路システム上のトラックによる負荷の地表下
への応力に似た混合物Ｍ内の応力を模擬する。

１．１［１１１０，０および５００回の負荷における読
みをとり、それ以後はおおむね６時間ごとに読みをとる
。

エンジニアリングファプリツクの動的透過率は次の式か
ら計算される： Ｋ　＝　ＱＬ　／　ＨＡＴ ただしＫは動的透過率であり、６ｎ／秒単位で表わされ
； Ｑは時間Ｔにわたって収集される水の量であり、ｃｍｓ
で表わされ： Ｌは土壌の混合物Ｍの高さであり、口で表わされ； Ｈは水マノメータ２４で測定した混合物内の水圧勾配で
あり、鑞で表わされ； Ａはファプリツクの円板１０の断面積であり、ｃｔｎ２
　で表わされ；また Ｔは水の量Ｑを収集する時間であり秒単位で表わされる
。

例１に示すエンジニアリングファプリツクの動的透過率
を１４．１５および１６図に示す。これらの図は動的透
過率を負荷に対してプロットしたものである。

第１４図は番号１の７アブリツクについて記録した動的
透過率のプロットであり、約４５０．０００回の負荷の
後、１Ｏ−４ｃＩＲ／秒以下に低下する。

第１５図は、番号２のファプリツクについて記録した動
的透過率のプロットであり、徐々に低下するが、百万回
の負荷の後でさえ１０−４　ｃｍ　７秒以上のままであ
る。

第１６図は動的透過率のプロットであり、百万回の負荷
にわたって１０−３から１０−２の範囲にある。

動的透過率分析の結果からみると、番号１のファブリッ
クは本発明の排水マットに使用することはできないが、
番号２および６のファプリツクは使用することができる
。番号３のファブリックは一層好ましいファブリックの
例である。

例　　４ 例１で製造した成形された芯体材料によって２フイート
×４フイート（０，６１ｍｘ　１．２２ｍ）の芯体材料
をつくった。さん孔されたシートの裏側にそして中空円
筒の端部にホットメルト接着剤により固定された透水性
のファブリックにより芯体材料を包むことにより排水マ
ットをつくった。

透水性ファブリックはアモコファゾリツクス（Ａｍｏｃ
ｏ　Ｆａｂｒｉｃｓ　）社からプロパックス４５４５土
壌濾過フアプリツクの商品名の下で入手できる不ｉポリ
プロピレンファプリツクであった。このようなファプリ
ツクは以下の特性をもつものとして規定される：アメリ
カン　ソサイアテイー　フォー　テスティング　アンド
　マテリアルズ（ＡＳＴＭ　）の標準試験方法Ｄ−１６
８２によって測９ 定される引張強度４０．９　Ｋ／　；　ｈｓ’ｒＭＤ−
１６８２により測定される延伸率６０％；マリン（Ｍｕ
ｌｌｅｎ　）引裂き試験により測定される引裂き強度１
５８９．９キロパスカル；連邦試験方法ＣＣＩＣ−Ｔ−
１９１、方法５８０４（５００時間の曝露）によって測
定される残存風化強度７０％； ＣＷ−０２２１５によって測定される等価開口寸法７０
（最小等価米国篩番号）；および水頭を７５鶏から２５
ｍまで低下する方法により測定される透過率０．２Ｃｆ
ｆｉ／秒。

このファプリツクは、米国運輸省、連邦高速道路局から
入手できる輸送研究報告８０−２の付録Ａに規定される
試験方法によって、ファブリックの一層について０．７
５ｆｆｌ／秒のパーミツテイビテイーを有することが判
明した。

このファブリックはまた１０６　回の負荷後の動的透過
率少くとも１Ｏ−４ｃｂ 明した。実際のところ動的透過率は１Ｑ−３Ｏｍ／秒を
上まわった。

例　　５ ０ 例４でつくった排水マットをその排水性能を評価するた
めに流れ出しを調べる目的で浸漏計内にいれた。浸漏計
は長さ９６インチ（２４４ｃ１ｎ）、深さ４８インチ（
１２２１）および巾４８インチ（１２２ｃｍ）の大きな
防水性の箱からなった。箱の上面は開放していた。米国
用高速道路輸送職員協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ａｓ５ｏ
ｃｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　５ｔａｔｅ　ＨｉｇｈｗａｙＴ
ｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　０ｆｆｉｃｉａｌｓ　）
　（ＡＡＳＨＴＯ）分類システムによるときＡ−７−６
と特徴づけられる禁固された地表面下土壌を深さ３フイ
ー）　（９１，４鍔）まで箱につめた。次にこの地表面
下土壌中に８インチ（２０，６ｃｆｎ）巾の帯状の穴を
深さ２フイー）　（６１ｃ！ｎ）まで堀った。堀り起し
た穴の底に開口するように防水箱の側壁を通じて流出パ
イプを設けた。さん孔された基材に隣りあうマットの表
面を穴の側面に接するようにして排水マットを垂直配向
の形で穴にいれた。穴の下方の１２インチ（３０，５−
ｆｆ＋）を禁固した土壌（ＡＡＳＨＴＯＡ　−，７−６
）により埋めた。穴の残りの部分および深さ６フイー）
（９１，４ｃｔｎ）の禁固した土壌（ＡＡＳＨＴＯＡ−
７−６）の上方６インチ（１５，２譚）までを粗い砂（
ＡＡＳＨＴＯＡ−１−１３）により埋めた。

流れ出しを調べるために、浸漏計内の粗い砂の表面の上
方５インチまで水をいれた。流出パイプから出る水を周
期的に計り流量を測定した。１日あたりのガロン数の単
位で計った瞬間流出量を、日数単位で示した種々の経過
時間に関して記録した。これらの流出量を第３表に示す
。

第６表 １日　　　　　　２９７　　　　　１．１２２日　　　
　　　　２３２　　　　　　０．８８１０日　　　　　
　　４４９　　　　　　１．７０２０日　　　　　　　
３５０　　　　　　１．３２５０日　　　　　　　２８
１　　　　　　１．０６１００日　　　　　　　２７２
　　　　　　１．０３１５５日　　　　　　　２２８　
　　　　　０．８６例　　６ 本例は例４によりつくった排水マットの荷重屈面抵抗を
例解する。例４でつくった排水マットをさん孔のある層
に隣りあう面を基盤に接するように水平配向の形で横た
えた。内側寸法４インチ（１（１，２国）および５１／
２インチ（１４，０鋼）をもつ上面と下面とが開放して
いる長方形の枠を円筒の端部に隣りあう表面の上におい
た。この枠にＡＡＳＨＴＯＡ　−７−６土壌を部分的に
いれ、その上に４インチ×５インチ（１０，２ＣｍＸ　
１４．Ｏ釧）の鋼製の加圧板をのせた。加圧板の穴を通
しかつ土壌をつきぬけて排水マットの表面に接触するよ
うに案内筒を二つ取り付けた。一つの案内筒に円筒上部
のファブリック上におき；他の一つは円筒の間のファブ
リック上においた。ダイアルゲージの延長ピンを案内筒
を経てファブリックの表面まで届かせた。加圧板上の荷
重を１００ポンド重（０，４４５Ｎ　）刻みで増加しつ
＼、ダイアルゲージにより排水マットの屈曲を測定した
。この荷重による屈曲試験の結果を第４表に示す。

３ 第４表 荷重屈曲試験 適用荷重　　単位圧力　ファブリックの屈曲ｌ　ファブ
リックの屈曲２（ＫＮ）　　　　（ＫＰａ）　　　　　
（鵡）　　　　　　　　（鶴）、４　　　　　３１　　
　　　０．’：１５　　　　　　　０．０．９　　　　
　６３　　　　０．３６　　　　　　　Ｄ、［１１，３
，９４０，４１０，０ １，８１２５０，４３０，０ ２，２１５７０，５３０，０ ２，７１８８０，５３、０，０ ３，１２１９０，５８０，０ ３，６２５１０，５８０，０ ４，０２８２０，６４０，０ ４，５３１３０，７４０，０ ４，９３４５０，７４［１，［：１ ５．３　　　　３７６　　　　０．７６　　　　　　０
．０５．８　　　　４０７　　　　　０．７６　　　　
　　　　［］、０６．２　　　　４３９　　　　　１．
０７　　　　　　　０．０６．７　　　　４７０　　　
　　１．２４　　　　　　　１．７５７．１　　　　５
０１　　　　　２．０　１　　　　　　　１．８８７．
６　　　　５３３　　　　　２．９　７　　　　　　２
，３９８．０　　　　５６４　　　　　３．１　２　　
　　　　２．３　９８．５　　　　５９５　　　　　３
．２８　　　　　　２．５　７８．９　　　　６２０　
　　　４．４２　　　　　　４．３９１＝円筒間で測定 ２：円筒上方で測定 ４ 本発明はある特定の態様に関して述べてきたが本発明は
これに限定されることはない。本発明の趣意および範囲
から逸脱することなく、描該技術に熟達する者によって
本発明の変改および変形がなされうろことを了解すべき
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排水マットである。 第２図は排水マットのさん孔のある層を示す。 第６図は排水マットの横方向断面を示す。 第４図を排水マットを備えた高速道路システムの断面を
示す。 第５図は排水マットの折り曲げ軸を示す。 第６図は排水マットが水平指向性と垂直指向性との間で
変化するという特性を例解する。 第７図は芯体を製造する装置の部分断面図である。 第８図はフィンガーが伸びる面の裏面を示す。 第９図は人工芝組立物を示す。 第１０図し１本マットを用いる線路システムを示す。 第１１図は三軸セル装置を示す。 第１２図は上記装置と附属装置からなる動的透過率を測
定する系で示す。 第１３図は動的透過率の測定に用いた土壌混合物の粒子
寸法分析値を示す。 第１４，１５および１６図は種々のエンジニアリングフ
ァプリツクの動的透過率を示す。 代理人　　浅　村　　皓 オ仕１辺 才　チ圀 才ｒ７　　回 ゛　オつヅ 才１ｏ園 ゐ 才１）−圀 寸（１１■ デンジ゛ぐ１悌υすど＋−３と・」？ ｔ（陣（／ｌ／鈎哩（、ｆ 薇−′袢筒渾 手続補正書（睦） 昭和５９年５　月−７日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第　６３１０８　　号２、発明の名称 排水マット ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　　所 氏　　名 （名称）　　モンサント　コンパニー ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和　　年　　月　　日 ６、補正により増加する発明の数 手続補正書（方式） １．事件の表示 昭和、３−７年特許願第　１８／αど　号２、発明の名
称 羽Ｙ水４・ント ３、補正をする者 事件との関係　特：′「出願人 住　　所 ４、代理人 ５、補正命令の日付 ７５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　０．２ないし２．０秒−１のパーミツテイビ
   テイー（ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　）および１０６　
   回の負荷後の動的透過率少くとも１０−’ｅ１ｎ／秒を
   有する透水性ファプリツクにより少くとも大きい方の面
   が被覆されている三次元的な中空構造物からなる排水マ
   ット。 （２）層の片側から伸びる多数の十分に堅固なフィンガ
   ー（ｆｉｎｇｅｒ　；指状物体）をもつ重合体の芯体（
   （ｏｒ＋３　）と、これを包む透水性ファブリックとか
   らなり、ファブリックが、不当に圧潰しないように十分
   な数のフィンガーの端部に固定されている、細長い折曲
   げ可能な排水マット。 （３）層の片側から伸びる多数の十分に堅固なフィンガ
   ーをもつ重合体の芯体と、これを包む透水性のファブリ
   ックとからなり、ファブリックが０．２ないし２．０秒
   −１のパーミツテイビテイーを有しかつ１０６　回の負
   荷の後の動的透過率少くとも１０−４．、．７秒を示す
   、横方向の断面が矩形である細長い折曲げ可能な排水マ
   ット。 （４）　　ファブリックが、不当に圧潰しないように十
   分な数のフィンが−の端部に固定されている上記第６項
   のマット。 （５）層の平面に平行でありかつマットの長手の軸に対
   してＯないし１８０ｏの任意の角をなす折り曲げ軸に沿
   って、排水マットのフィンガ一端部に隣り合う面が内側
   にのみ容易に折り曲げることのできる上記第２もしくは
   第４項のマット。 （６）約２．５４１より短い直径を有する折曲げ軸にそ
   って、排水マットのフィンガーの端部に隣りあう面が１
   ８００まで内側に曲げられることのできる上記第５項の
   マット。 （７）　　フィンガーの長さと公称直径との比が１：１
   から８：１であるような呼び径をフィンガーがもつ上記
   第６項のマット。 （８）　　フィンガー中心間距離の平均と呼び径との比
   が２：１ないし２０：１であるように、フィンガーが配
   置されている上記第７項のマット。 （９）層にさん孔がある上記第８項のマット。 （１０）　　フィンガーが中空である上記第９項のマッ
   ト。 ａυ　フィンガーが円筒状である上記第１０項のマット
   。 ０２　　フィンガーが長さ１．３ないし３．８ｃｔｎ、
   呼び径０．４ないしＬｌ　ｃｒｎおよび平均中心間距離
   ２．３ないし６．２センチを有し、また矩形の横方向の
   断面が１５ｃｍから６．６ｍの長さをもつ上記第２ない
   し第１１項のいづれかのマット。 （１３）重合体芯体がポリエチレンとポリプロピレンと
   からなる群から選択される重合体材料からなり、またフ
   ァブリックがポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステ
   ルおよびポリアクリルもしくはグラスファイバー材料か
   らなる群から選択される重合体材料からなる上記第２な
   いし第１２項のいづれかのマット。 Ｏａ　　ファブリックがフィンガーの端部にホットメル
   ト接着剤により固定されている上記第２ないし第１３項
   のいづれかのマット。 α９　基床（５ｕｂｂａｓｅ　）上の舗装部分、隣接す
   る路肩部および地表下の路肩部排水系統からなる高速道
   路システムにおいて、地表下の路肩部排水系統が、矩形
   の横方向断面を有する折り曲げ可能な細長い排水マット
   を有し、このマットが層の片側から延びる多数の十分に
   堅固なフィンガーをもつ重合体芯体とこれを包む透水性
   のファプリツクとを含み、またこのファブリックが不当
   に圧潰しないように十分な数のフィンガーの端部に固定
   されていることからなる改良された高速道路システム。 （１６）芯体を包む透水性のファブリックが０．２ない
   し２．０秒−１のパーミツテイビテイーと１０６　回の
   負荷後の動的透過率少くとも１０−４ｍ／秒とを有する
   上記第１５項の高速道路システム。 （１７）層の平面に平行でありかつマットの長手の軸に
   対してＯないし１８０°の任意の角をなし直径が約１．
   ０インチより小さい折り曲げ軸に沿って、排水マットの
   フィンガ一端部に隣りあう面が内側にのみ容易に折り曲
   げることができる排水マットを有する上記第１５もしく
   は第１６項の高速道路システム。 （１８）　　フィンガーが円筒状であり、１．３ないし
   ３．８ｃｍの長さ、０．４ないし’！、、１ｃｍの呼び
   径および平均中心間隔０．８ないし８．０−をもち；層
   にさん孔があり；また重合体芯体がポリエチレンまたは
   ポリプロピレンからなりまたファブリックがポリプロピ
   レン、ポリエステル、ポリアミドおよびポリアクリルも
   しくはガラスせんい材料からなる群から選択される重合
   体材料からなる、排水マットを有する上記第１５ないし
   第１７項のいづれかの高速道路システム。 ０９　層の片側から伸びる多数の十分に堅固なフィンガ
   ーをもつ重合体芯体を排水マットがもつ、人工芝の／ｉ
   ｆと排水マットとからなる、支持面上におくための人工
   芝組立物。 （２０）排水マットが芯体を包む透水性ファプリツクを
   さらに含む上記第１９項の組立物。 （２Ｉ）人工芝と排水マットとの間に多数のさん孔を有
   する弾力性マットをさらに含む上記第１９もしくは第２
   ０項の組立物。 （２の　　砂利床上に支持されたまくら本土と設置され
   た少くとも一つのレールからなる線路システムにおいて
   、水平に配置された矩形の横方向断面をもつ細長い排水
   マット上に上記の砂利床の少くとも一部が上置されてお
   り、排水マットが、層の片側から伸びる多数の十分に堅
   固なフィンガーと芯体を包む透水性のファブリックとを
   有する重合体の芯体を有する、改良された線路システム
   。 （ハ）　ファブリックが０．２ないし２．０秒−１のパ
   ーオツテイビテイーと１０６　回の負荷後の動的透過率
   少くとも１０−４ｃｍ／秒を有する上記第２２項の線路
   システム。