JPH04108918A - 土木基礎用発泡体ブロック - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、繊維および／または布帛で補強された土木基
礎用発泡ブロックに関する。

さらに詳しくは、高剛性樹脂からなる発泡体を特定の複
合繊維および／または複合糸によって補強し、良好な寸
法安定性、圧縮強力および引張強力などを有する土木基
礎用発泡ブロックに関する。

［従来の技術］ 近年、軟弱地盤や段差のある土地に超軽量盛土工法とし
て、発泡スチロールの直方体ブロックを縦横に積み重ね
て発泡スチロールの盛土を構築し、その上に橋梁、飛行
場、舗装道路、鉄道などを設けるいわゆるＥＰＳ土木工
法が開発されている。

かかる工法は、発泡ブロックの優れた保形性、軽量性に
より、地盤沈下を防止でき、安価で迅速な工事が可能で
あるなどの利点があり、欧州ではすでに実用化されてお
り、わが国でも施工されるようになってきた。

かかる提案として、合成樹脂からなる発泡ブロックを並
べて基礎を構築するものがあるが、発泡ブロックを単独
で用いたものは、発泡ブロック自身の寸法安定性や機械
的性能が十分でなく、外部応力による複雑かつ過激な圧
縮や引張り作用に対して変形や破壊を起こし地盤の沈下
や地盤の流動の原因となり好ましくない。

かかる問題に対して、特開昭６１−４５８０１号公報、
特開昭６３−４７４２６号公報では、発泡ブロックに金
網、ネットなどの補強部材を配設あるいは混入して強化
を図ることの提案が開示されている。しかし、発泡スチ
ロールなどの発泡体をただ単に金網、ネットなどで補強
する思想は古くから多数あるが、補強部材と発泡体の接
着一体化が十分でないため、外部応力に対して発泡体と
補強部材がすべり現象を起し、両者が一体でかつ同時に
その応力を受は持つ構造のものではない。

そのため、変形や破壊などの問題に対して有効な向上効
果を有するものではなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、かかる問題を解決し、地盤沈下や地盤流動の
起こしにくい土木基礎用発泡ブロックを提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成するために、本発明は次の構成を有
する。

すなわち、本発明にかかる土木基礎用発泡ブロックは、
非泡樹脂単体での曲げ弾性率が１５０ｋｇ／ｍｍ２以上
の高剛性を有する樹脂からなる発泡体であって、該発泡
体が繊維内に接着成分と繊維状成分を有する繊維軸方向
に十分延伸された複合繊維および／または複合糸により
補強されてなることを特徴とする土木基礎用発泡ブロッ
クである。

あるいは、また、複合繊維および／または複合糸の混入
により、表面および／または内部が強化された土木基礎
用発泡ブロックであって、発泡処理により該複合一成分
が熱変形あるいは溶融して接着成分になり、他の成分が
繊維状成分として存在し発泡体を補強してなることを特
徴とするも９であり、また、複合繊維および／または複
合糸により構成された布帛により、表面および／または
内部が強化された土木基礎用発泡ブロックであって、発
泡処理により該複合一成分が熱変形あるいは溶融して接
着成分になり、他の成分が繊維状成分として存在して発
泡体を補強してなることを特徴とするものであり、また
、複合繊維および／または複合糸の混入と、複合繊維お
よび／または複合糸により構成された布帛によって、表
面および／または内部が強化された土木基礎用発泡ブロ
ックであって、発泡処理により該複合一成分が熱変形あ
るいは溶融して接着成分になり、他の成分が繊維状成分
として存在し発泡体を補強してなることを特徴とするも
のである。

そして、本発明のかかる土木基礎用発泡ブロックにおい
て、好ましくは、発泡体樹脂が、スチレンモノマ単位を
含む重合体であることを特徴とするものであり、また、
複合繊維における接着成分が、発泡体樹脂と同じモノマ
単位を含む重合体であることを特徴とするものであり、
また、複合繊維および／または複合糸が、芯／鞘型繊維
であることを特徴とするものであり、また、かかる芯／
鞘型の複合繊維構造において、好ましくは、多芯／鞘型
繊維であることを特徴とするものである。

［作用］ 従来技術の項で述べたように、合成樹脂発泡体を土木基
礎用発泡ブロックとして用いること、また、金網、ネッ
トなどを用いて発泡体を補強することは公知である。し
かし、かかる発泡体は、土木基礎用発泡ブロックとして
の寸法安定性や機械的性能が劣ることが問題とされてき
た。その理由は、発泡体と補強材料の十分な接着一体化
が図れず、有効な補強構造が得られていないためである
。

そこで、本発明者らは、高剛性樹脂からなる特定の発泡
体を複数成分からなる特定の複合繊維を用いであるいは
該特定の複合繊維からなる布帛を用いて強化を図るとい
う全く新規な技術思想により、かかる問題を解決したも
のである。

本発明は、少なくとも一成分か繊維軸方向に十分延伸さ
れた高い繊維強力を有し、かつ他の少なくとも一成分が
発泡処理温度の条件で容易にかつ十分な熱変形あるいは
溶融を起こしうる成分からなる特定の複合繊維あるいは
該特定の複合繊維からなる布帛（以下、「複合繊維・同
布帛」と言う）を特定の高剛性樹脂からなる発泡体に混
合し、両者の接着一体化構造とすることにより達成され
るものである。すなわち、かかる特定の複合繊維・同布
帛と特定の発泡体を混合した後、発泡処理をすることに
より、該複合繊維・同布帛中における複合繊維の少なく
とも一成分が熱変形あるいは溶融を起こすとともに、接
着成分に変化をして、発泡エネルギーによって合体され
て発泡体と接着−体化し、また他の少なくとも一成分は
繊維状のものとして残存し、曲げや捩りなどの外部応力
に対し、発泡体と複合繊維・同布帛が同時に応力を受持
つ構造としたものである。かかる補強のメカニズムによ
り、本発明の土木基礎用発泡ブロックは、外部応力に対
して変形、破壊しにくい土木基礎用発泡ブロックとする
ことができ、地盤沈下や地盤流動を起こしにくい基礎材
料を提供することができる。

すなわち、本発明の土木基礎用発泡ブロックは、二つの
部分から構成される。一つは発泡体のマトリックス部分
にあたる発泡体部分であり、もう一つは該発泡体部分を
補強する複合繊維部分である。

複合繊維部分は、さらに、発泡体との接着一体化を図る
ための接着成分（Ａ）と機械的性能を向上せしめるため
の繊維状成分（Ｂ）に分けられるものである。

本発明に適用される発泡体部分としては、耐変形性に優
れた高剛性合成樹脂の発泡体が用いられる。つまり、非
発泡樹脂単体での曲げ弾性率において、１５０ｋｇ／ｍ
ｍ２以上の剛性を有するものが好ましく、特に、２００
ｋｇ／ｍｍ２以上の剛性を有するものが好ましく用いら
れる。この曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ−Ｄ７９０法によっ
て測定されるものである。かかる高剛性樹脂としては、
ポリスチレン、スチレン・エチレン共重合体、アクリル
ニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂などであり、
これらの樹脂の発泡体形態として用いられる。

また、本発明に用いられる複合繊維部分におけるＢ成分
としては、繊維軸方向に十分延伸されて高配向かつ高強
力を有し、かつ、発泡処理熱などによる強力劣化の極め
て小さいもの、また、長期間土中に埋設しても劣化しに
くいものが好ましく適用される。つまり、Ｂ成分単体で
の繊維強度が、少なくとも２　ｇ　／　ｄ以上であり、
特に、３　ｇ　／　ｄ以上であることが好ましい。例え
ば、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエス
テル類、ナイロン６、ナイロン６６に代表されるポリア
ミド類、その他ボリアリレート、ポリアクリルニトリル
、ポリプロピレンおよびそれらの共重合変性体あるいは
他成分の混合体などの各種の可紡性を有するポリマを適
用することができるものである。

これらのポリマ群の中から発泡体およびＡ成分との組合
せ、あるいは、また、発泡処理温度に応じて、また、使
用する環境に応じて一種または二種以上のポリマが用い
られる。

一方、接着成分として発泡体との接着一体化に寄与する
Ａ成分は、発泡処理により熱変形あるいは溶融を起こす
ものであることが重要であり、さらに、次の■あるいは
■を満足するものであることが好ましい。

すなわち、 ■発泡体と同じモノマ単位を含むポリマであること、 ■発泡体と良好な接着性と相溶性を有するポリマである
こと、 特に、中でも■のものが好ましいが、ただし、発泡体と
同じモノマ単位を含まないものであっても、発泡処理で
の熱変形あるいは溶融によって、発泡体成分との間に高
摩擦力あるいはアンカー効果等が作用し発泡体からの繊
維の抜けや滑りが防止できるものであれば、本発明を十
分達成できるものである。また、Ａ成分とＢ成分の組合
せは、同成分系統ポリマどうしであっても、異成分系統
ポリマであっても構わない。

本発明に用いられる複合繊維の形態としては、芯／鞘型
繊維、バイメタル型繊維、多層接合型繊維、放射状多層
型繊維等の形態であり、この中でも、鞘成分の中に多く
の芯成分を有する構造の繊維である多芯／鞘型複合繊維
が多芯間に接着成分を介在するため、発泡体との接着一
体化がより良好となり、特に好ましく用いられる。すな
わち、たとえば、高分子配列体繊維、混合紡糸繊維等に
代表されるものである。

また、さらに、これまでの説明では、複合紡糸して得ら
れる複合繊維の場合で説明してきたが、本発明は、この
ような複合繊維使いの場合に限らず、前述の芯成分ある
いは鞘成分とか繊維状成分、あるいはＡ成分、Ｂ成分と
して記載と説明をしたポリマからなる繊維からなる混繊
糸や、交撚糸などの複合糸使いでも構わない。すなわち
、本発明では、Ａ成分よりなる繊維もしくは糸と、Ｂ成
分よりなる繊維もしくは糸の組合せの複合糸使いであっ
てもよいわけである。

また、本発明にかかる補強手段は、繊維状もしくは糸状
のもののみならず、前述した複合繊維および／または複
合糸から構成されている布帛が発泡体中に配設されて補
強されるものをも含むものである。この場合、発泡体（
Ｐ）と布帛（Ｈ）との配列の仕方は、Ｐ／Ｈ／Ｐ、Ｈ／
Ｐ／Ｈ，Ｐ／Ｈ／Ｐ／ＨあるいはＰ／Ｉ（／Ｐ／Ｈ／Ｐ
などのように配列されて用いられる。

もちろん、前述した繊維状または糸状のものによる補強
と、かかる布帛による補強を併用したものであっても構
わない。この場合、補強効果が極めて大きくなり好まし
い方法である。かかる布帛としては、織物、編物、不織
布、網状シート状物等のうちのいずれか、またはそれら
の複合体またはそれらが混合使用して用いられる。

また、本発明は、上記した複合繊維部分の他に金属製の
ネットや各種布帛などの補強材料を併用しても何等差支
えない。

本発明の土木基礎用発泡ブロックは、繊維状もしくは糸
状のもので補強を図ったものの場合には発泡体中に補強
繊維が多数散在しているものとなり、あるいはまた、前
述の布帛で補強を図ったものの場合には発泡体の内部ま
たは外表面において補強繊維が布帛の面状を成して存在
しているものとなり、また、繊維および／または糸と布
帛の両者を用いて補強を図った場合にはこれらの２種の
構造の双方が表われるものとなる。

また、本発明において、複合繊維の繊維長は、長繊維（
フィラメント）、短繊維（ステープル）または極短繊維
（ウィスカー）のいずれの形態で用いられても構わない
。

本発明では、土木基礎用発泡ブロックを製造する方法は
、何ら問われるものでなく、いかなる方法で製造しても
構わないが、好ましく行なわれる方法の一例を挙げるな
らば、発泡体として市販の発泡性ポリスチレンビーズを
用い、複合繊維として芯成分がポリエチレンテレフタレ
ート、鞘成分がスチレンとアクリル酸エステルの共重合
体からなる多芯／鞘型複合繊維を用いて、まず、発泡性
ポリスチレンビーズに蒸気を吹付けて一次発泡を行なわ
せ、この−次発泡ビーズと多芯／鞘型複合繊維を各々を
別個のエジェクタから一部が開口した成型金型中へ噴射
し混合充填する。次いで、成型金型中へ蒸気を吹込んで
二次発泡させるとともに低熱変形成分である多芯／鞘型
複合繊維の鞘成分を熱変形せしめて、発泡体成分と接着
一体化を図ることにより土木基礎用発泡ブロックを作製
することができる。かかる土木基礎用発泡ブロックは、
縦横に積み重ねて各種建造物の基礎材料に用いられる。

［実施例］ 以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが
、下記の実施例によって本発明が何等制限を受けるもの
ではなく、むしろ、次の展開をもたらすものである。

実施例１ 発泡体部分（Ａ）として市販の発泡性ポリスチレンビー
ズ、複合繊維部分（Ｂ）として芯成分がポリエチレンテ
レフタレート、鞘成分がポリスチレン共重合体からなる
高分子配列体繊維（繊維長さ：５１ｍｍ）を用いた。画
部分の割合は、Ａ／Ｂ＝８０／２０とした。次いで、発
泡性ポリスチレンビーズに蒸気を吹きイ」けて加熱し一
次発泡ビーズを作った。この−次発泡ビーズと高分子配
列体繊維を各々を別個のエジェクタから一部が開口した
成型金型中へ噴射し混合充填した。次いで、成型金型中
に蒸気を吹き込んで再び加熱し二次発泡せしめると共に
発泡体と複合繊維を接着一体化せしめ成型品を作製した
。この発泡ブロックは、発泡体中に複合繊維が均一に分
散し、がっ良好に接着一体化したものであった。

この発泡ブロック（長さ１８２０ｍｍ、幅９２Ｑｍｍ、
厚み９２０ｍｍの立方体）を用いて、縦方向に５段、横
方向に５列、幅方向に５列に積み重ねて基礎とし、その
上層にコンクリートを打設して舗装道路のモデルを造っ
た。

この道路モデル上で、トラックにシャリを積載して繰り
返しの走行テストを行い、輪たちにおける凹部の変位を
観察した。繊維補強を行わない発泡ブロックを比較例と
した。その結果、本発明の土木基礎用発泡ブロックを用
いた道路モデルでは、比較例に比べて、その変位が著し
く小さいことが観察された。

実施例２ 芯成分がナイロン６６、鞘成分がスチレン／２−エチル
へキシルアクリレート共重合体からなる高分子配列体繊
維（１フイラメント中の芯数＝３６、単糸繊度二１０デ
ニール）を用いて織物を作り、実施例１と同様の金型を
用いて成型金型の内壁面に配設した。

かかる成型金型内容積の空間に一次発泡を行ったポリス
チレンの発泡性ビーズを充填し、蒸気で加熱して発泡成
型した。

得られた発泡ブロックは、発泡体の外面を高分子配列体
繊維の鞘成分がプラスチック化したものと、芯成分から
なる織物が覆ったものであり、該織物と発泡体との接着
一体化が極めて良好で、がつ織物構造を有するものであ
った。

この発泡ブロックを舗装道路の基礎材料に用いて、実施
例１と同様のテストを行なった。その結果、比較例に比
べて、輪たちにおける凹部の変位が著しく小さいことが
観察された。

［発明の効果コ 本発明の土木基礎用発泡ブロックは、高剛性樹脂からな
る発泡体が、良好な接着性と高強力性を有する複合繊維
および／または該布帛により補強されたものであり、外
部応力に対して、優れた寸法安定性と良好な圧縮強力お
よび引張強力などの機械的性能を有するものである。

本発明の土木基礎用発泡ブロックは、橋梁、飛行場、舗
装道路、鉄道などの基礎材料として用いることにより、
長期にわたって地盤沈下や地盤流動の発生しにくい安全
な地盤を作ることができる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）非発泡樹脂単体での曲げ弾性率が１５０ｋｇ／ｍ
   ｍ＾２以上の高剛性を有する樹脂からなる発泡体であっ
   て、該発泡体が繊維内に接着成分と繊維状成分を有する
   繊維軸方向に十分延伸された複合繊維および／または複
   合糸により補強されてなることを特徴とする土木基礎用
   発泡ブロック。
2. （２）複合繊維および／または複合糸の混入により、表
   面および／または内部が強化された土木基礎用発泡ブロ
   ックであって、発泡処理により該複合一成分が熱変形あ
   るいは溶融して接着成分になり、他の成分が繊維状成分
   として存在し発泡体を補強してなることを特徴とする請
   求項第１項記載の土木基礎用発泡ブロック。
3. （３）複合繊維および／または複合糸により構成された
   布帛により、表面および／または内部が強化された土木
   基礎用発泡ブロックであって、発泡処理により該複合一
   成分が熱変形あるいは溶融して接着成分になり、他の成
   分が繊維状成分として存在して発泡体を補強してなるこ
   とを特徴とする請求項第１項記載の土木基礎用発泡ブロ
   ック。
4. （４）複合繊維および／または複合糸の混入と、複合繊
   維および／または複合糸により構成された布帛によって
   、表面および／または内部が強化された土木基礎用発泡
   ブロックであって、発泡処理により該複合一成分が熱変
   形あるいは溶融して接着成分になり、他の成分が繊維状
   成分として存在し発泡体を補強してなることを特徴とす
   る請求項第１項記載の土木基礎用発泡ブロック。
5. （５）発泡体樹脂が、スチレンモノマ単位を含む重合体
   であることを特徴とする請求項第１項、第２項、第３項
   または第４項記載の土木基礎用発泡ブロック。
6. （６）複合繊維における接着成分が、発泡体樹脂と同じ
   モノマ単位を含む重合体であることを特徴とする請求項
   第１項、第２項、第３項または第４項記載の土木基礎用
   発泡ブロック。
7. （７）複合繊維および／または複合糸が、芯／鞘型繊維
   であることを特徴とする請求項第１項、第２項、第３項
   または第４項記載の土木基礎用発泡ブロック。
8. （８）芯／鞘型の複合繊維構造が、多芯／鞘型繊維であ
   ることを特徴とする請求項第７項記載の土木基礎用発泡
   ブロック。