JPH0579032A - 土木用排水材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】排水材の製造、運搬、保管、土中打設終了時ま
では芯材と濾過材とが強固に固着一体化されており、そ
の後に土中水との接触によって芯材と濾過材とが速やか
に分離可能となる大深度用垂直排水材として好適な土木
用排水材を提供する。 【構成】本発明の排水材は、多数の独立突起を有するお
およそ平らで細長い帯状板状芯材の周面が透水性濾過材
で被覆される共に、該透水性濾過材と前記芯材とが相互
に接する部分の内の少なくとも一部が、水の存在下で接
着機能を解放せしめる接着性材料によって固着されてい
ることを特徴とする。 【効果】標準状態では強固な固着を示すと共に、土中で
速やかに分離するため、濾過材に過度の負荷がかからな
い。このため、高レベルの圧縮押曲げ力が作用する大深
度用垂直排水材などに特に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木用人工排水材に関
し、さらに詳しくは、主として大深度の地盤改良用に好
適な人工垂直排水材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、国土の再開発を担って海洋や湖沼
の埋立てが盛んに行なわれるようになっているが、これ
まで、これら含水比の極めて高い、いわゆる超軟弱地盤
の地盤改良には主として海砂などの天然透水性材料を用
いた排水圧密工法としてサンドパイル工法が主体的に行
なわれてきたが、海砂の枯渇ならびに価格高騰などを背
景として人工排水材の開発が求められている。しかしな
がら、含水比の高い地盤を主たる対象とする大深度用垂
直排水材では圧密沈下率が５０％を超えることも稀では
なく、土中で排水材が５０％以上の圧縮押曲げ変形を受
けることも珍しくない。

【０００３】ところで、人工垂直排水材としては、これ
までにプラスチック芯材の周面を透水性材料で被覆した
ものが数多く提案されている。これまでに提案された人
工排水材における芯材と透水性材料との複合一体化の構
造としては、大別して二つのタイプがある。一つは、特
公平２−２２１６８号公報などに記載されるように芯材
の周面に透水性材料が単純に被覆されているもので、芯
材と透水性材料が相互に自由に滑動可能なタイプであ
り、他の一つは特開昭６３−６７３２１号公報、特開平
１−２０７５１５号公報などに記載されているような芯
材と透水性材料とが部分または全面にわたって耐久耐水
性接着によって固着一体化されているタイプである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
両タイプにはそれぞれ次のような問題点が存在するため
に、大深度用垂直排水材として本格使用されるに至って
いないのが実情である。通常、これらの帯状排水材は長
尺物として丸捲きの形態で製品化されるが、前者の非接
着タイプの排水材では、芯材と透水性濾過材とが一体化
されていないために帯状の長尺製品を丸捲きする場合に
前記の芯材と濾過材とが別個の挙動を示して、部分的に
被覆濾過材がダブついたり、シワになったりする欠点が
あり、これが土中において排水材に土圧が加わった時に
当該部分の被覆濾過材が該土圧の作用で容易に変形して
排水材の通水断面積を減少させる等の問題を引起こすこ
とがあった。また、このタイプではマンドレルによって
先端部分を把持して土中に打設する作業等において芯材
と濾過材との間の滑動によって作業が不完全になるなど
の問題もあった。

【０００５】また、後者の耐久性接着タイプの排水材
は、排水材の製造上の問題がなく、また取扱い性能や土
中打設終了までの初期性能に優れる利点がある反面、大
深度用垂直排水材として用いた場合、当然ながら地盤に
は高レベルの圧密沈下現象が生じるため、それに伴って
排水材に高レベルの軸方向圧縮が加わり排水材は大きく
腕曲することになるが、この際芯材と濾過材とが耐水性
の高い耐久型接着剤によって部分または全面で強固に結
合されているため、図２に示すごとく腕曲部の外周面側
では高い引張り作用を受けた濾過材３が破断または穴あ
き現象を引起して濾過材として機能しなくなるという問
題があった。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、土中に打設時に芯材と濾過材が滑動したり、ま
た婉曲によって濾過材が破断したりすることのない土木
用排水材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明者らは
前記した事情に鑑み、通常状態すなわち、排水材の製
造、運搬、保管、土中打設終了時までは芯材と濾過材と
が強固に固着一体化されており、その後に土中水との接
触によって芯材と濾過材とが分離可能となる理想的な排
水材の開発に鋭意取組んだ結果、水溶性または水膨潤性
糊剤の利用を着想するに至り、本発明に到達したもので
ある。

【０００８】すなわち、本発明は、多数の独立突起を有
する、帯状板状芯材の周面が透水性濾過材で被覆される
と共に、該透水性濾過材と前記芯材とが相互に接する部
分の内の少なくとも一部が、水の存在下で接着機能を解
放せしめる接着性材料によって固着されていることを特
徴とする土木用排水材によって達成される。本発明に用
いる帯状板状芯材は、おおよそ平らで細長い形状のもの
であれば特に限定されない。その素材としては硬質ポリ
塩化ビニル、高密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエ
ステル等の耐水性に優れ、硬質で熱成形可能なものが用
いられる。芯材の材料厚みは大深度地盤の高い地盤圧力
の面からおおむね０．４〜０．８mm、より好ましくは
０．６〜０．７mm程度が、また芯材の成形厚さは、大深
度地盤の高含水比の面から大きな排水管路（排水断面
積）を確保する必要があるので、４〜８mm、より好まし
くは６〜７mm程度である。

【０００９】本発明に用いる芯材は、多数の独立突起を
有するが、独立突起の形状の一例を図３および図４に示
す。なお、独立突起の形状はこれらに限定されるもので
はないことは勿論である。独立突起の頂点部は穿孔され
ていても、されていなくてもよい。独立突起の芯間距離
はおおむね１０〜２０mmが好ましいが、芯材の材料厚
み、成形厚さ等を勘案して総合的に決定するのが望まし
い。また帯状芯材の幅は一般に１０cm前後、長さは１０
０〜２００ｍ程度で丸捲き可能なものが好ましい。

【００１０】本発明に用いる透水性濾過材としては、透
水性の面からポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン各繊維などの熱圧着型不織布が好まし
いが、耐水性、耐変形性の点からはポリエステルが一層
好ましい。なお、土粒子分離性能および土圧耐久性の面
から、構成繊維の単糸デニールはおおむね１〜５ｄ、よ
り好ましくは２〜４ｄが、目付けはおおむね５０〜２０
０ｇ／m²、より好ましくは８０〜１２０ｇ／m²程度とす
るのがよく、繊維配列の分散度はより高く、タテ、ヨコ
および両斜め方向に略均等に分散配列されている程望ま
しい。

【００１１】本発明において、水の存在下で解放機能を
発現する接着性材料とは、通常の状態下、すなわち標準
状態では接着機能を有しながら、水と接触することによ
って接着剤の皮膜が溶解または膨潤して、消滅または著
しい強度低下を生じ、その結果接着剤としての機能を全
くまたはほとんど発揮しなくなる接着性材料をいい、例
えばポリビニルアルコール、澱粉系糊料、ゼラチン、ふ
のりなどをあげることができるが、これらに限定される
ものではない。中でも使い易さ、安定性、機能性の面か
らポリビニルアルコールはより好ましい材料であり、目
標とする初期接着力のレベルと目標とする解放期間に照
らして数種類あるグレードの中から最も適性のあるもの
を選択すればよい。

【００１２】なお、ポリビニルアルコールの鹸化度の別
についてはいずれも使用できるが、部分鹸化物を用いる
ことは膨潤性の面からより好ましい。これらの接着性材
料は水溶液の状態で塗付した後、乾燥して水分を蒸散さ
せると固化して強固な皮膜を形成するが、水と接触する
と膨潤または溶解して崩壊する性質を有する。従って、
本発明に用いる接着性材料は接着性材料が付着した濾過
材中から溶出または脱落することにより、透水性濾過材
と芯材との結合が解かれ、濾過材の透水性能の低下を回
避できる利点もあわせ有している。

【００１３】本発明の排水材において、芯材と濾過材と
が相互に接する部分の内の少なくとも一部とは、断面的
には図５〜図９に相互の断面関係の一例を示すごとく、
表裏全面（図５）、片面全面（図６）、表裏両端（図
７）、片面両端（図８）、両端面（図９）など、また平
面的には図１０および図１１、側面的には図１２および
図１３に一例を示すごとく、全面または一部またはこれ
らの組合せなど、また接着部の接着パターンについて
は、突起部頂部のそれについて図１４〜図２１に一例を
示すごとく、突起部頂部の全面、一部、さらにこれらの
組合せなどをいう。これらの接着部およびその接着は排
水材の打設終了までの各種の負荷や取扱いに耐えればよ
く、適宜選択が可能である。芯材面への接着性材料の塗
付はグラビアコーターやロールコーターなどを用いると
よい。

【００１４】次に本発明の排水材の製造方法の一例と作
用効果を図２５および図２６を用いて説明する。図２５
は、本発明の排水材の製造方法の一例を示す説明図であ
る。板状芯材４はピンチロール６により連続的に繰出さ
れ、芯材の表裏両面の凸部頂点部にロールコーター８に
より解放性接着材としての水溶性糊剤の粘稠水溶液７が
塗付され、次いで別に巻回された透水性濾過材のロール
３Ａから濾過材被覆装置９により透水性濾過材３が芯材
の表面に連続的に供給され、該芯材の周面をとり囲むよ
うに透水性濾過材３が連続的に被覆され、次いで接着剤
押出し装置１０により押出された接着剤（非水系）によ
り前記被覆された濾過材の重合部分が固着され、さらに
プレスロール１１により、乾燥装置１２に送られて供給
され、丸捲きされて長尺物の排水材１が得られる。

【００１５】図２６は、本発明の排水材の使用状態を示
す説明図であり、図２６Ａは打設時の状態、図２６Ｂは
圧密沈下時の状態を示す。なお１３は盛土、１４は地盤
面である。排水材１は打設機に供給され、打設機のマン
ドレルにより先端部を把持された状態で土中に引き込ま
れて垂直方向に打設される。本発明によれば排水材の製
造、運搬、打設の終了まで、芯材と濾過材とが接着性材
料によって強固に一体化されているため、濾過材のズレ
や破損さらには取扱い性不良などの問題は全く発生せ
ず、合理的な製造・運搬・打設が可能となる。

【００１６】また土中に埋設された排水材１は、その後
土中水と接触するが、この土中水との接触によって初め
て固着部を形成する接着性材料が膨潤または溶解し、該
固着状態から芯材および濾過材が相互に解放され、おの
おの自由な形態をとることが可能となる。このため、図
２６Ｂに示すように圧密沈下が進行して排水材に５０％
を超えるような大きな押曲げ変形が生じても、濾過材は
芯材の周囲を自由に滑動することによって安定構造をと
ることができる。その結果、破損することなく、長期間
にわたる土中埋設に耐え、高い排水機能を持続すること
ができる。

【００１７】次に本発明の効果を実施例により具体的に
説明する。

【００１８】

【実施例】性能評価は次の三項目について下記要領で行
なった。その結果を表１に示す。 １．芯材と濾過材との初期接着強さ（剪断強力、剥離強
力） 図２２に示すごとく、凸部の頂点直径ｄが５mmφで、凸
部芯間距離Ｌが２０mmである硬質ポリ塩化ビニル製の独
立凹凸成形芯材４の一列３個の頂点部全面とポリエステ
ルスパンボンド１５とが相互に接する部分を接着剤で固
着した帯状の供試体を標準状態（乾燥状態）において、
剪断強力および剥離強力をそれぞれ図２３および図２４
に示す方法で測定評価した。なお、引張試験速度は剪断
強力１mm／分、剥離強力５mm／分で行なった。 ２．水浸漬１日経過後の排水材押曲げ追従性 前記、独立凹凸成形芯材の周面をポリエステルスパンボ
ンドで被覆すると共に、この両材料が相互に接する凸部
頂点部の全てが接着性材料で固着された幅１０cm、長さ
２０cmの排水材サンプルを２４時間、２０℃の水中に浸
漬後取出して後、１分以内に１mm／分の速度で側圧５kg
・ｆ／cm² の条件下で圧縮押曲げを行ない、圧縮変形率
とその時のスパンボンドの押曲げ追従性の関係を観察評
価した。 ３．水浸漬１０日間経過後の接着剤塗付加工スパンボン
ドの透水係数 前記２）項のテストに供試したテスト済みサンプルから
被覆スパンボンドを強制的に剥離した後、さらに９日間
２０℃の水中に浸漬後、ＪＩＳ−Ａ１２１８定水位透水
試験に準じて内径１０cm、水頭１０cmの条件下でスパン
ボンドの面に対して垂直方向の透水量を測定し、公式を
用いて透水係数を求めた。

【００１９】なお、このテストに用いた濾過材としての
ポリエステルスパンボンドは単糸デニール２ｄ、目付け
５０ｇ／m²、厚さ０．１８mmの熱圧着型不織布である。
結果は表１に明らかなように、実施例１〜３の親水系接
着糊料は、組成の違いによって若干の差はあるものの総
じて実用上十分な初期接着力を有する上、水浸漬後の高
レベルの圧縮押曲げ追従性ならびに接着剤塗付加工濾過
材の透水係数もほとんど損なわれないことが確認され
た。

【００２０】一方、比較例１、２の非水系接着剤では、
初期接着力こそ十分なものの逆に接着剤の耐水耐久性が
影響して高レベルの圧縮押曲げ追従性や濾過材の透水性
能を著しく低下させることがわかる。この結果は、本発
明の排水材が大深度垂直排水材としての理想的な機能を
備えていることを示している。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明の排水材は、水溶性または水膨潤
性の接着性材料で芯体と濾過材とを一体化しているた
め、標準状態では強固な固着状態が得られると共に、土
中に埋設後は、前記接着性材料が土中水と接して溶出ま
たは膨潤崩壊して芯材と濾過材とが相互に自由に滑動で
きる構成となっているため、排水材に高レベルの圧縮押
曲げ力が作用するような大深度用垂直排水材として極め
て好適である。

【００２３】本発明の排水材は、上記のような特性を有
するため、大深度用垂直排水材以外にも中、低深度用垂
直排水材や水平用排水材としても利用価値の高いもので
あり、各種地盤改良に寄与するところが大きいものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の排水材の芯材と濾過材の一体
化状態の一例を示す横断面模式図である。

【図２】図２は、排水材の腕曲状態を示す模式図であ
る。

【図３】、

【図４】図３および図４は、それぞれ独立突起の成形形
状の一例を示す斜視図である。

【図５】、

【図６】、

【図７】、

【図８】、

【図９】図５ないし図９は、それぞれ芯材と濾過材の一
体化の相互関係の一例を示す断面状態図である。

【図１０】、

【図１１】図１０および図１１は、それぞれ芯材面の接
着剤の塗付パターンの一例を示す平面模式図、

【図１２】、

【図１３】図１２および図１３は、それぞれ芯材面の接
着剤の塗付パターンの一例を示す側面模式図である。

【図１４】、

【図１５】、

【図１６】、

【図１７】、

【図１８】、

【図１９】、

【図２０】、

【図２１】図１４ないし図２１は、それぞれ芯材突起頂
点部への接着剤の塗付パターンの一例を示す模式図であ
る。

【図２２】図２２は、本発明の実施例における独立突起
の寸法関係を示す模式図である。

【図２３】図２３は、剪断強度評価法の概要図である。

【図２４】図２４は、剥離強度評価法の概要図である。

【図２５】図２５は、本発明の排水材の製造方法の一例
を示す模式図である。

【図２６】図２６は、本発明の排水材の土中での埋設状
態を示す模式図である。

【符号の説明】

１…排水材、２…解放性接着材料、３…透水性濾過材、
４…凹凸成形芯材、５…凸部頂点、６…ガイドロール、
７…水溶性糊料水溶液、８…ロールコーター、９…濾過
材被覆装置、１０…接着剤押出し装置、１１…プレスロ
ール、１２…乾燥装置、１３…盛土、１４…地盤面、ｄ
…凸部頂点直径、Ｌ…凸部芯間距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の独立突起を有する帯状板状芯材の
   周面が透水性濾過材で被覆されると共に、該透水性濾過
   材と前記芯材とが相互に接する部分の内の少なくとも一
   部が、水の存在下で接着機能を解放せしめる接着性材料
   によって固着されていることを特徴とする土木用排水
   材。