JPH05125733A - 土木工事用の網状成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 補強用繊維として高弾性率、低伸度を有する
ポリアセタール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ
アリレート繊維、高分子量ポリエチレン繊維、ガラス繊
維、炭素繊維、アラミド繊維などを用いた、熱可塑性樹
脂で被覆された網状成形体であって、網状成形体の開口
部の一辺の長さが１０〜６０ｍｍ、成形体の厚みが１〜
６ｍｍであることを特徴とするもの。 【効果】 引抜き抵抗応力が高く低伸度である上、砕
石、衝撃荷重に対して耐久性が高く、かつ敷設作業性及
び敷設状態がよいため、盛土や軟弱地盤、路盤、路床用
補強材として、またアスファルト舗装の亀裂抑制や轍掘
れ抑制に顕著な効果を有するためアスファルト舗装の補
強材として特に好適である。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木工事に有用な地盤
補強材料に関する。更に詳しくは、盛土や軟弱地盤、路
盤、路床、アスファルト舗装などを補強するのに好適な
熱可塑性樹脂で被覆された高弾性率繊維からなる土木工
事用の網状成形体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、盛土や軟弱地盤、路盤、路床、更
にはアスファルト舗装等を補強する目的で、合成繊維の
網状成形体や格子状のプラスチック成形体などのジオテ
キスタイルが試みられるようになったが、これらのジオ
テキスタイルに要求される性能は、その使用目的によっ
て、形状、引張り物性、化学的生物的耐久性などが異な
る。

【０００３】例えば、急勾配盛土補強用の場合には風水
害による円弧すべり崩壊を防止するために特に高引張弾
性率、低クリ−プの性能を備えた材料が必要とされる。
また、建設重機走行用の路床、路盤の補強用には、砕石
や衝撃輪荷重に対する高い耐久性が必要とされる。これ
らの目的のために、従来いくつかのジオテキスタイルが
開発された。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンな
どのポリオレフィンの一軸または二軸延伸ネット、ポリ
エチレンまたはポリ塩化ビニルで被覆したアラミド繊維
のグリッド、格子状のガラス繊維強化プラスチック板な
どのジオグリッドと呼ばれる成形体、ポリエステルやア
ラミド繊維などの合成繊維を網状に編織成してなるジオ
テキスタイルなどが知られている。

【０００４】しかしながら、従来のジオグリッドは、弾
性率、クリ−プ性において十分に満足できない上、かつ
硬いために砕石や衝撃輪荷重に対して脆い、堅いために
敷設作業性が良くないなどの問題があり、急勾配盛土補
強用や重機走行用路盤、路床補強用としては適当ではな
かった。また、従来のジオテキスタイルについては、ポ
リエステル繊維使いでは弾性率、クリ−プ性が不足であ
り、また、アラミド繊維使いにおいては、弾性率、クリ
−プ性には問題はないものの、耐水性がよくない、微生
物によって分解され易いなどの問題があって、前記の補
強目的には必ずしも十分とは言えなかった。また、被補
強物の拘束効果（格子の形状及び大きさなど）について
体系的な研究が進んでいないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑み、盛土、軟弱地盤、路盤、路床にたいして優れた
補強効果と敷設作業性を有する高弾性率のジオテキスタ
イルを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明者らは
前記の事情に鑑み、盛土、軟弱地盤、路盤、路床、アス
ファルト舗装に対して優れた補強効果と敷設作業性を発
揮しうる地盤補強材料の開発に鋭意取組んだ結果、特定
の引張弾性率と破断伸度を有する高弾性率繊維からなる
特定の引張弾性率と形状とを有する網状成形体を見い出
し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は引張弾性率２０Ｇｐａ
以上、破断伸度１０％以下の高弾性率繊維の繊維束が熱
可塑性樹脂で被覆されたものからなる網状成形体であ
り、該網状成形体の厚みが１〜６ｍｍ、該網状成形体の
開口部の一辺の長さが１０〜６０ｍｍであることを特徴
とする土木工事用の網状成形体、である。以下、本発明
を詳細に説明する。

【０００８】本発明に用いる高弾性率繊維は引張弾性率
が２０Ｇｐａ以上（特に土構造物用は２０〜９０Ｇｐ
ａ、アスファルト舗装用途には２０〜２００Ｇｐａの範
囲が好ましい）であり、破断伸度が１０％以下（特に土
構造物用は１０〜４％、アスファルト舗装用途には８〜
２％の範囲が好ましい）であるのが高弾性率でかつ低伸
度を有するという点で有効に用いられる。

【０００９】引張弾性率が２０Ｇｐａ未満、引張り破断
伸度が１０％を越えると、盛土の円弧すべり変形抑制、
地盤、路盤の沈下抑制、アスファルト舗装における伸縮
抑制、補強効果が十分ではない。このような物性を満足
させうる繊維素材としてはポリアセタール超延伸繊維を
はじめとして、ポリビニルアルコール繊維、ポリアリレ
ート繊維、高分子量ポリエチレン繊維、ガラス繊維、炭
素繊維、アラミド繊維などがあり、何れも地盤補強材料
の補強用繊維として使用が可能である。

【００１０】耐砕石衝撃性、適度な剛性、引張り強度、
耐水性、耐候性、耐バクテリア性を加味した総合性能の
観点からはポリアセタール超延伸繊維（引張り強度１．
２〜２Ｇｐａ、単糸断面積０．０７〜３ｍｍ² のモノフ
ィラメントタイプ）が最適である。なお、アスファルト
舗装用途の場合には、加えて耐熱性が要求されるため、
ガラス繊維、炭素繊維、ポリビニルアルコール繊維、ア
ラミド繊維などが特に好適な材料になりうる。

【００１１】本発明においては、高弾性率繊維を網状に
成形加工するが、その方法としては以下のものなどを挙
げられることができる。 繊維材料を織成することによって格子状の織物とし
たのち、熱可塑性樹脂液中に浸漬して表面を熱可塑性樹
脂で被覆する方法。 予め熱可塑性樹脂液中に浸漬して表面を熱可塑性樹
脂で被覆した高弾性率繊維糸条を用いて織成し格子状の
織物を得る方法（得られた織物を熱圧着処理を施して繊
維糸条相互間及び格子交点部を固着してもよいし、また
はしなくてもよい）。

【００１２】 押出しダイを用いて高弾性率繊維の複
数本を一定間隔で並列に配設した状態のまま熱可塑性樹
脂で被覆して帯状体を作成し、次いで該帯状体を格子状
に組み交点部を高周波接着または超音波接着などの手段
によって固着一体化する。 これらの方法の中から、最も合理的な方法を用いればよ
い。ちなみに本発明者らの経験によれば法は極めて有
効かつ合理的な製造方法であることを確認している。

【００１３】熱可塑性樹脂による被覆は、繊維の結束、
繊維相互間の摩擦による損傷の防止およびジオテキスタ
イルの柔軟性賦与の上から重要である。熱可塑性樹脂
は、耐水性があり、硬度（ＪＩＳＡ）が４０〜１００度
の範囲にあるものが好ましい。好適な熱可塑性樹脂の例
としては、ゴム、ワックス、軟質ポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル、変性ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、
ポリウレタン、変性ポリウレタン、ポリビニルアルコー
ル、変性ポリビニルアルコール及び変性ポリアミドの中
から選ばれたもの及びこれらの組成物などを挙げること
ができる。

【００１４】ちなみに、エチレン−酢酸ビニル共重合樹
脂を用いることは極めて好ましい。その理由は、押出し
成型のし易さ、製品の柔軟性、補強用繊維との付着力の
確保（これは土層中での耐引抜き性能を高める上で重要
な要素性能となる。）の面から優れた総合性能が得られ
るためである。この場合、エチレン−酢酸ビニル共重合
樹脂中に占める酢酸ビニルの共重合比率は、補強用繊維
との付着力を高める点から１０〜３０％好ましくは１５
％程度のものが特に好ましい。

【００１５】本発明の網状成形体における開口部の大き
さは、一辺の長さが１０〜６０ｍｍ、好ましくは２０〜
５０ｍｍ、より好ましくは２５〜４０ｍｍの範囲であ
る。これが１０ｍｍ未満では土、砂、砕石およびアスフ
ァルト中の砕石が網目の中に入りにくく、６０ｍｍを越
えると網目による被補強物の拘束力が低下するので好ま
しくない。

【００１６】通常、開口率（全体にしめる開口部の割
合）は、２０〜７０％とするのが好ましく、更に好まし
くは土構造物用は２５〜６０％、アスファルト舗装用途
は３０〜６０％、より好ましくは土構造物用は４０〜５
５％、アスファルト舗装用途は４０〜５０％とするのが
よい。２０％以下では、開口部に捕捉される被補強物が
不足するので十分な補強効果が出ない。また、開口率７
０％以上では捕捉される被補強物の自由度が高くなり、
外部応力の分散効果が低下するため好ましくない。

【００１７】本発明の土木工事用の網状成形体の厚みは
１〜６ｍｍであり、好ましくは２〜３ｍｍの範囲であ
る。厚みが１ｍｍ未満の成形体は敷設作業中の傷つきに
よって切断するおそれがあり、６ｍｍを越えると成形体
が堅くなり敷設作業性、敷設状態にとって好ましくな
い。また、本発明の土木工事用の網状成形体の縦方向の
引張強度は３トン／ｍ幅以上であることが望ましい。更
に好ましくは５トン／ｍ幅以上であることが高強度であ
るという点から特に有効に用いられる。この引張強度の
上限は用いる繊維材料の強度によって異なるが通常２０
トン／ｍ幅程度である。

【００１８】更にまた、網状成形体の縦方向における引
張弾性率と網状成形体の厚みの積は、土構造物用には２
００ｋｇ／ｍｍ以上、アスファルト舗装用には５０ｋｇ
／ｍｍ以上であることが望ましい。ここで、網状成形体
の縦方向における引張弾性率と網状成形体の厚みの積と
は、〔開口部を含んだ網状成形体の縦方向の引張弾性率
×網状成形体の厚み〕、で定義され、この値が前記数値
以下になると補強効果は必ずしも十分なものになるとは
云い難い。

【００１９】この数値が高いほど補強効果は良くなる傾
向を示すが、その上限は用いられる繊維材料の引張弾性
率によって通常、２，４００ｋｇ／ｍｍに達する。この
値は、前記の引張弾性率を用する繊維材料の使用量で調
整することができる。また、本発明の土木工事用の網状
成形体は、網状体の目ずれ防止や熱可塑性樹脂の接着を
容易にするために前記高弾性率繊維以外の繊維を混織す
ることも可能である。

【００２０】例えば、ポリエステル繊維、アクリル繊
維、再生セルロース繊維などを好適な例としてあげるこ
とができる。更にまた、アスファルト舗装補強用途に好
適なものにするためには、高弾性率繊維の繊維束からな
る網状成形体の表面が前記した熱可塑性樹脂群に、レゾ
ルシン−ホルムアルデヒド縮合物、レゾルシン−ホルム
アルデヒド−ラテックス熟成物、アスファルト、石油樹
脂等を加えた、いわゆるアスファルト密着性材料で被覆
されていることがアスファルト合材との一体性を高める
上で望ましい。

【００２１】次に、添付図面に従って本発明を説明す
る。図１は、前記法に述べた本発明の網状成形体の好
適な一例であり、図２は前記法に述べた本発明の網状
成形体の好適な一例を示すものである。図１において、
図中の１は高弾性率繊維を縦、横ともそれぞれ２本引揃
えて平織することによって網状とした後、熱可塑性樹脂
で被覆することによって作製される網状成形体、２は高
弾性率繊維、３は熱可塑性樹脂である。

【００２２】図２において、図中の１は並列に配設され
た高弾性率繊維を熱可塑性樹脂で被覆した帯状体を縦、
横に組んだ後、交点部が固着一体化された網状成形体、
５は帯状体、６は交点部である。

【００２３】

【実施例】以下に、実施例により、本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限
定されるものではない。なお、以下の例において、ポリ
アセタール繊維は特開昭６０−１８３１２２号公報記載
の方法によって作製した。

【００２４】

【実施例１〜５】縦糸、横糸に引張弾性率２０〜６０Ｇ
ｐａ、破断伸度８〜４％、単糸幅２．０ｍｍ、単糸厚み
０．３ｍｍのポリアセタール繊維を用い、縦方向の引張
強度が８トン／ｍ幅となるように設計して平織組織によ
って格子状の織物を作ったのち、エチレン−酢酸ビニル
共重合体（旭化成工業（株）製 登録商標サンテックエ
バ）を被覆して縦材及び横材の幅２５ｍｍ、開口部が２
５ｍｍ角、開口率２５％、厚みが２ｍｍの表１に示す
縦、横等しい構造を有する図１に示すような網状成形体
を作製した。

【００２５】

【実施例６】縦糸、横糸に高分子量ポリビニルアルコー
ルをゲル延伸して作製した引張弾性率２０Ｇｐａ、破断
伸度１０％のポリビニルアルコール繊維を用いた他は実
施例１〜５と同様の構成で網状成形体を作製した。

【００２６】

【実施例７】縦糸、横糸に引張弾性率７０Ｇｐａ、破断
伸度４．４％を有するアラミド繊維（帝人（株）製、商
品名テクノーラ）を用いた他は実施例１〜５と同様の構
成で網状成形体を作製した。

【００２７】

【実施例８】縦糸、横糸に引張弾性率７０Ｇｐａ、破断
伸度４％を有するガラス繊維を用いた他は実施例１〜５
と同様の構成で網状成形体を作製した。

【００２８】

【比較例１〜２】比較例１としてポリエチレンの一軸延
伸ネット（ネトロン社 登録商標テンサーＳＲ２）、比
較例２としてポリエチレンの一軸延伸ネット（ネトロン
社 登録商標テンサーＳＲ１）を用いた。

【００２９】

【比較例３〜４】縦糸、横糸に引張弾性率１０〜１５Ｇ
ｐａ、破断伸度１１〜１０．５％、単糸幅２．０ｍｍ、
単糸厚み０．３ｍｍのポリアセタール繊維を用いた他は
実施例１〜５と同様の構成で網状成形体を作製した。

【００３０】

【比較例５】縦糸、横糸に引張弾性率１０Ｇｐａ、破断
伸度１５％を有するタイヤコード用ポリエステル繊維を
用いた他は実施例１〜５と同様の構成で網状成形体を作
製した。 ＜引抜きせん断試験＞本発明の網状成形体及び比較の成
形体、網状成形体を土槽中に埋設し引抜きせん断試験を
行なった。

【００３１】試験槽内部に水平に敷設した成形体は、幅
３０ｃｍ、長さ７０ｃｍとした。引抜き方向は、成形体
の縦方向とした。砂は豊浦標準砂を用いた。引抜き速度
は、１ｍｍ／ｍｉｎとした。土圧は、１ｋｇｆ／ｃｍ²
とした。成形体の応力と変位の関係は、試験槽内部の引
抜き側に最も近い部位において測定した。引抜き抵抗力
の最大値とその時の成形体の伸び歪み及び成形体の伸び
歪が４％の時における引抜き抵抗力を測定した。また、
下記の式から引抜き抵抗応力を求めた。

【００３２】引抜き抵抗応力＝（引抜き抵抗力）／２×
（試験槽内部における成形体の敷設面積）×（土圧） 試験結果を、供試体の内容と対比して表１に示した。本
発明の網状成形体は、従来の成形体や比較例の網状成形
体に比べて引抜き抵抗応力が著しく高く伸び歪みが非常
に小さいので急勾配盛土補強材として適性が高いことが
わかった。

【００３３】

【実施例９、比較例６】実施例３で得られた網状成形体
を軟弱路盤上に敷設した（実施例９）。その時の敷設作
業性および敷設状態を調べた。さらに網状成形体の上に
砕石を８０ｃｍの高さに敷きつめて仮設道路を作った。
重量１００トンのダンプカーを２０回走行させて道路の
轍掘れ及び試験後の成形体の破損状態を調べた。

【００３４】また、比較例１の成形体（ポリエチレンの
一軸延伸ネット）を用いて比較した（比較例６）。その
結果、本発明の網状成形体は敷設作業性が良く、敷設状
態は成形体のうねりがほとんどなく、地盤によく密着し
ており非常に良好であった。道路の轍掘れは小さく重機
械の走行にとって好ましい状態であり、試験後の成形体
は全く損傷がみられなかった。

【００３５】比較例６は、成形体が堅いために敷設作業
性に問題があり、成形体のうねりが大きく敷設状態はよ
くなかった。道路の所々に轍掘れがみられ、試験後の成
形体は所々に破壊がみられた。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明の土木工事用の網状成形体は、引
抜き抵抗応力が高く低伸度である上、砕石、衝撃荷重に
対して耐久性が高くかつ、敷設作業性及び敷設状態がよ
いため、盛土や軟弱地盤、路盤、路床、更にはアスファ
ルト舗装補強用材料として極めて利用価値の高いもので
ある。

【００３８】従って、土木工事技術の発展に寄与すると
ころが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の網状成形体の一例であり、一部切欠き
によりその繊維構造の概略を示す平面図である。

【図２】本発明の網状成形体の他の一例（帯状体を用い
たもの）であり、その繊維構造の概略を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱可塑性樹脂で被覆された網状成形体 ２ 網状成形体を構成する高弾性率繊維 ３ 被覆材である熱可塑性樹脂 ４ 網状成形体の開口部 ５ 帯状体 ６ 交点部

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【手続補正書】

【提出日】平成４年２月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】この数値が高いほど補強効果は良くなる傾
向を示すが、その上限は用いられる繊維材料の引張弾性
率によって通常、２，４００ｋｇ／ｍｍに達する。この
値は、前記の引張弾性率を有する繊維材料の使用量で調
整することができる。また、本発明の土木工事用の網状
成形体は、網状体の目ずれ防止や熱可塑性樹脂の接着を
容易にするために前記高弾性率繊維以外の繊維を混織す
ることも可能である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】

【実施例６】縦糸、横糸に高分子量ポリビニルアルコー
ルをゲル延伸して作製した引張弾性率２０Ｇｐａ、破断
伸度８％のポリビニルアルコール繊維を用いた他は実施
例１〜５と同様の構成で網状成形体を作製した。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年２月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 引張弾性率２０Ｇｐａ以上、破断伸度１
   ０％以下の高弾性率繊維の繊維束が熱可塑性樹脂で被覆
   されたものからなる網状成形体であり、該網状成形体の
   厚みが１〜６ｍｍ、該網状成形体の開口部の一辺の長さ
   が１０〜６０ｍｍであることを特徴とする土木工事用の
   網状成形体。