JP7239934B2

JP7239934B2 - 土木構造物用面状材および該面状材を用いた護岸埋立土砂流出防止構造

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Publication number: JP7239934B2
Application number: JP2019232673A
Authority: JP
Inventors: 岳治小浪; 秀人大城戸; 和隆藤本
Original assignee: TOWARON
Current assignee: TOWARON
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2023-03-15
Anticipated expiration: 2039-08-26
Also published as: JP2021032073A

Description

本発明は、土木構造物の安定化、補強、土砂の流出防止、遮水、排水等の用途で使用する面状材、および該面状材を用いた護岸埋立土砂流出防止構造に関する。

土木構造物の安定化、補強、遮水、排水、土砂の流出防止等の用途で使用する面状材には、ジオウォーブン、ジオノンウォーブン、ジオニットなどのジオテキスタイル（狭義）や、ジオグリッド、ジオネット、ジオメンブレン、ジオコンポジットなどのジオシンセティックス等の土木資材が使用されている。

これらの土木資材を利用した例として、特許文献１に記載の埋立護岸の構築構造は、海側と陸側とを区画する防波堤などの構造物としてケーソンの陸側に形成した裏込石層部の法面上に防砂シートを配置することで、裏込石・捨石の隙間から埋立土砂が海側へ流出することを防止する技術が開示されている。

この防砂シートは、通常、不織布や塩化ビニールなどの素材から形成されることから、水中で浮き上がって裏込石層部の法面上への敷設作業が面倒となったり、設置後にも埋立土砂の圧力によって裏込石層部の突起による局所的な引張り力が発生したり、繰り返し作用する浮力による変位でもって材料疲労が発生し、防砂シートが損傷する恐れがあった。

そこで、出願人は、この防砂シートの損傷を防止すべく、防砂シートの片面または両面を、金網、または、ポーラス状あるいは簾状の板材などからなる網状材で覆うことで、防砂シートの損傷を防止したり、防砂シートの重量を増やして敷設作業の効率性を高めたりすることを可能とした技術を考案した（特許文献２）。

特開２０１７－１４１５８８号公報特開２０１９－７３９６４号公報

上記した防砂シートと網状材との取付には、従来、コイルやクリップなどの取付具を想定していたところ、これらの取付具は、防砂シートを貫通させる態様で取りつけるため、防砂シートに生じた穴をきっかけに、防砂シートの損傷が発生する懸念があった。

よって、本発明は、防砂シートなどの芯材の損傷要因をできる限り低下させた態様で、芯材と、該芯材に重ねて配置する外面材とを一体化することが可能な手段の提供を目的とするものである。

上記課題を解決すべくなされた本願発明は、土木構造物に使用する面状材であって、芯材と、該芯材の表側および裏側のうち少なくとも何れか一方に重ね合わせる、外面材と、を少なくとも有し、前記芯材と前記外面材とを、面ファスナーおよび磁石のうち少なくとも何れか１つからなる接合手段で一体化してあり、前記外面材が、菱形金網からなり、前記面ファスナーのループ側またはフック側の何れか、あるいは前記磁石の一方の極側を、前記菱形金網を構成する線材の奥側と接するように斜めに配置してあることを特徴とするものである。
また、本願発明は、土木構造物に使用する面状材であって、芯材と、該芯材の表側および裏側のうち少なくとも何れか一方に重ね合わせる、外面材と、を少なくとも有し、前記芯材と前記外面材とを、面ファスナーおよび磁石のうち少なくとも何れか１つからなる接合手段で一体化してあり、前記外面材が、亀甲金網からなり、前記面ファスナーのループ側またはフック側の何れか、あるいは前記磁石の一方の極側を、前記亀甲金網を構成する線材のねじり部分を除いた箇所と接するように斜めに配置してあることを特徴とするものである。
また、前記発明において、前記接合手段を面ファスナーとし、前記芯材を前記面ファスナー手段のループ側としても機能する不織布とすることができる。
また、前記発明において、前記芯材を、土砂流出防止用の防砂シートとし、前記外面材が、前記防砂シートの損傷を防止するための保護材として少なくとも機能させることもできる。
また、本願発明は、護岸での埋立土砂の流出を防止するための構造であって、海側と陸側とを区画する、ケーソンと、前記ケーソンの陸側で裏込石を積み上げてなる、裏込石層部と、前記裏込石層部の法面上に敷設する、前記発明に記載の面状材と、前記ケーソンの陸側で前記面状材上に埋立土砂を投入してなる、埋立土砂層部と、を少なくとも具備し、前記面状材でもって、埋立土砂層部の埋立土砂が裏込石層部へと流出することを防止することを特徴とする、護岸埋立土砂流出防止構造を提供することもできる。

本発明によれば、以下に記載する効果のうち、少なくとも何れか１つの効果を奏する。
（１）芯材への穴の形成を要しない接合手段（例えば、面ファスナー、磁石、接着剤など）でもって、芯材と外面材とを一体化することで、芯材の損傷要因をできる限り低下させた態様での使用が可能となる。
例えば、芯材として護岸埋立土砂流出防止構造における防砂シートを想定したとき、外面材として金網などと一体化する場合であっても、防砂シートの損傷のおそれが低下し、埋立土砂の吸い出し防止機能を失われるおそれが無くなる。
（２）接合手段を、外面材のうち芯材との対向面の反対側の面から取り付け可能とすることで、例えば芯材と外面材をそれぞれ吊り上げてから接合手段を後付けして両者を一体化することができる。また接合位置の修正作業等も簡単である。
（３）接合手段を、予め、外面材となる網状材の網目を縫うように挿通しておくことで、接合位置を予め規定しておくこともできる。
（４）接合手段を、予め、外面材となる菱形金網または亀甲金網を構成する線材の奥側と接するように配置することで、接合手段が外面材の厚さ方向に大きく蛇行することがなくなるため、接合手段の長さが最適化でき、また接合部分の連続性を向上させて、一体化の強度が増す。
（５）接合手段に面ファスナーを用いつつ、芯材を不織布で構成した場合，芯材が面ファスナーのループ側に相当するため、外面材側に面ファスナーのフック側のみを用いればよく、別途面ファスナーのループ側に相当する部材を用意する必要がなくなる。

本発明に係る面状体の構成を示す概略図。接合例１に係る面状体の構成を示す概略図。接合例２に係る面状体の構成を示す概略図。接合例３に係る面状体の構成を示す概略図。接合例４に係る面状体の構成を示す概略図。接合例５に係る面状体の構成を示す概略図。接合例６に係る面状体の構成を示す概略図。接合例７に係る面状体の構成を示す概略図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

＜１＞全体構成
図１を参照しながら、本発明に係る面状材１０の全体構成について説明する。
本発明に係る面状材１０は、全体として可撓性を備えたシート状部材であり、ロール状に巻き取った状態から展開するなどして、土木構造物内の対象面に敷設して使用する部材である。
この面状材１０には、例えば以下の土木資材が該当する。
（１）護岸での埋立土砂を流出防止するにあたって敷設する防砂シートに保護用の金網などを重ね合わせた防砂構成体。
（２）排水機能を有する不織布シートに、補強用または保護用の面材を重ね合わせた盛土構造物用の敷設材。
（３）舗装路盤、路床の補強に用いられる不織布シートに保護用の面材を重ね合わせた路盤・路床の補強材。

本発明に係る面状材１０は、重ね合わせるように配置する芯材２０および外面材３０と、両者を一体化するための接合手段４０とを少なくとも有して構成する。
以下、各構成要素の詳細について説明する。

＜２＞芯材
芯材２０は、本発明に係る面状材１０において、破損防止の対象となる部材である。
芯材２０は、例えば以下の土木資材が該当する。
（１）護岸での埋立土砂の流出防止用に用いる、不織布、ゴム、塩化ビニール、ジオテキスタイルなどからなる、透水性を備えた防砂シート。
（２）盛土構造物用の敷設材に含まれる、不織布などからなる排水シート。
（３）路盤・路床の補強材。

＜３＞外面材
外面材３０は、本発明に係る面状材１０において、少なくとも芯材２０の表側および裏側の面のうち一方の面または両方の面に破損防止の対象となる部材である。
外面材３０は、例えば以下の土木資材が該当する。
（１）防砂シートや排水シートに重ねあわせて配置する金属製、合成樹脂製、または繊維樹脂製の網状部材。
（２）盛土構造物内に敷設する排水シートに重ね合わせて配置する保護カバー。

＜３．１＞外面材の配置態様
芯材２０に対する外面材３０の枚数は特段限定しない。
よって、芯材２０の表側にのみ、外面材３０を１枚または複数枚重ね合わせたり、芯材２０の表側および裏側の両方に、外面材３０を１枚または複数枚重ね合わせたりすることができる。
図１では、芯材２０の表側にのみ、外面材３０を１枚重ね合わせている。

＜４＞接合手段
接合手段４０は、前記芯材２０と前記外面材３０とを一体化するための手段である。
本発明において、接合手段４０は、芯材２０に差し込んで使用するクリップやフックなどの連結具は含まず、芯材２０への穴の形成を要しない公知の接合構造を採用する。
本発明に係る接合手段４０の例を以下に示す。

＜４．１＞面ファスナー
面ファスナーは、面上に多数のフックを形成したフック面（雄面）と、面上に多数のループを形成したループ面（雌面）とを面接触させてループにフックを係合させることで、両者を強固に接合する部材である。
本発明では、テープ状を呈する面ファスナーを用いることができる。

＜４．１．１＞芯材側の態様
本発明において、芯材２０側にフック面およびループ面の何れを設けるかは特段限定しないが、このフック面またはループ面を設けるために芯材２０へと面ファスナーを縫合して穴を形成することのないよう、接着剤による接着などを設ければよい。
また、芯材２０が不織布のように芯材２０そのものが面ファスナーのループ面を構成する場合もある。この場合、新たにループ面用の部材を用意する必要はない。

＜４．１．２＞外面材側の態様
外面材３０側に対する、フック面またはループ面の設置態様は如何なる態様を採用してもよい。
たとえば、外面材３０が網状部材の場合には、外面材３０の芯材２０側の面とは反対側の面から面ファスナーの一方を配置し、網状材の面網目から面ファスナー表面を露出させて、対向する芯材２０または芯材２０に設けた面ファスナーの他方とに接触させればよい。
また、外面材３０が網目を有しない部材の場合には、芯材２０側の面にテープ状の面ファスナーを接着したり縫合したりしてもよい。

＜４．２＞磁石
磁石は、磁力を用いて両者を強固に接合する部材である。
磁石による芯材２０と外面材３０との一体化には、芯材２０側に一方の極性を有する磁石を配置し、外面材３０側に他方の極性を有する磁石を配置する方法などが考えられる。
また、芯材２０および外面材３０の一方が磁性を有する場合には、相対する側にのみ磁石を設けることで両者を一体化することもできる。
その他の磁石の配置態様は、前記の面ファスナーで説明したものと同一の配置態様を用いることができる。

＜４．３＞接着剤
接着剤は、芯材２０と外面材３０との間に介在して強固に接合する部材である。
接着剤は、芯材２０や外面材３０に塗布可能な公知の接着剤を用いればよく、詳細な説明を省略する。

＜４．４＞接合箇所の態様
接合手段４０による接合箇所は特段限定せず、面状材１０の種々の平面方向に対し連続的に設けても良いし、間欠的に設けても良い。
また、面状材１０の幅方向に設けた接合箇所を、面状材１０の長さ方向に間隔をあけて複数配置してもよい。

＜５＞各種接合例（図２～図７）
以下、図２～図７を参照しながら、芯材２０と外面材３０との接合例について説明する。

＜５．１＞接合例１（図２）［金網挿通型］
図２に示す面状材１０では、１枚の芯材２０の片面に、外面材３０を１枚接合した構造を呈している。
外面材３０には、厚さを有するように線材を編み込んでなる菱形金網を用いており、この菱形金網の両側縁方向に連通する挿通空間に、テープ状の一方の面ファスナー４１ａを挿通している。
芯材２０側には、所定位置に別途他方の面ファスナー４１ｂを幅方向に連続するように公知の方法で設けている。
上記構造により、外面材３０の網目部分でもって一方の面ファスナー４１ａと他方の面ファスナー４１ｂとが接触することにより、両者が一体化されている。

なお、前記した面ファスナーを、磁石や接着剤に適宜置き換えて使用してもよい。また、芯材２０や外面材３０が面ファスナーや磁石に相当する機能を予め備えた素材で形成されている場合には、適宜接合手段４０の一部の要素を省略してもよい。

本例によれば、外面材３０の所定の位置に予め接合手段４０を設けておくことができるだけでなく、接合直前に外面材３０に接合手段４０を挿通して配置する使用方法も可能である。
また、菱形金網の挿通空間に接合手段４０を挿通することで、菱形金網を構成する手前側の線材の影響を受けずに、奥側（芯材２０側）の線材のみを跨いで接合するため、菱形金網の上から接合手段４０を覆い被せる態様と比較して、接合領域の増加に繋げることができる。また、外面材３０の厚さ方向に対する接合手段４０の蛇行も小さくなるため、接合手段４０の長さを最適化できる。

＜５．２＞接合例２（図３）［裏側貼付型］
図３に示す面状材１０では、２枚の外面材３０を用い、１枚の芯材２０の両面に、それぞれ外面材３０を接合した構造を呈している。
外面材３０には、菱形金網を用いており、各菱形金網の裏側（芯材２０側）の面に、テープ状の一方の面ファスナー４１ａを公知の方法で貼り付けている。
芯材２０側には、別途他方の面ファスナー４１ｂを設けている。
上記構造により、二枚の外面材３０の芯材２０側の面に設けた一方の面ファスナー４１ａと、芯材２０に設けた他方の面ファスナー４１ｂとが接触することにより、両者が一体化されている。

前記接合例１と同様、面ファスナーを磁石や接着剤に適宜置き換えて使用してもよい。また、芯材２０や外面材３０が面ファスナーや磁石に相当する機能を予め備えた素材で形成されている場合には、適宜接合手段４０の一部の要素を省略してもよい。

本例によれば、外面材３０の所定の位置に予め接合手段４０を設けておくことで、両者の接合位置を目で確認しながら接合作業を行うことができる。
また、芯材２０の両面に外面材３０を設けているため、芯材２０の保護機能に優れる。

＜５．３＞接合例３（図４）［覆い型］
図４に示す面状材１０では、１枚の芯材２０の片面に、外面材３０を１枚接合した構造を呈している。
外面材３０として使用する平織金網には、前記した菱形金網が有する挿通空間が形成されていない。そこで、平織金網の表側（芯材２０と対向する面とは反対側の面）から一方の面ファスナー４１ａを、覆い被せるように配置している。
芯材２０側には、別途他方の面ファスナー４１ｂを設けている。
上記構造により、外面材３０に覆い被せた一方の面ファスナー４１ａと、芯材２０に設けた他方の面ファスナー４１ｂとが接触することにより、両者が一体化されている。

本例によれば、外面材３０の厚さ方向に対する接合手段４０の蛇行がより小さくなるため、接合手段４０の長さをより最適化できる。

＜５．４＞接合例４（図５）［斜め配置型］
図５に示す面状材１０では、１枚の芯材２０の片面に、外面材３０を１枚接合した構造を呈している。
外面材３０には、厚さを有するように線材を編み込んでなる菱形金網を用いており、この菱形金網の奥側の線材のみを跨ぐように、テープ状の一方の面ファスナー４１を斜め方向に配置している。
なお、芯材２０側には、前記一方の面ファスナー４１ａと対応する位置に他方の面ファスナー４１ｂ（図示せず）を設けておく。
上記構造により、外面材３０の網目部分でもって一方の面ファスナー４１ａと他方の面ファスナー４１ｂとが接触することで、両者が一体化されている。

本例によれば、前記した接合例よりも芯材２０や外面材３０の接合領域をより大きく確保することができるため、両者をより強固に一体化することができる。

＜５．５＞接合例５（図６）［クロス配置型］
図６に示す面状材１０では、２枚の外面材３０を用い、１枚の芯材２０の両面に、それぞれ外面材３０を接合した構造を呈している。
各外面材３０には、厚さを有するように線材を編み込んでなる菱形金網を用いており、この菱形金網の奥側の線材のみを跨ぐように、テープ状の一方の面ファスナー４１ａを斜め方向に配置している。
なお、芯材２０の両面には、一方の面ファスナー４１ａと対応する位置に他方の面ファスナー４１ｂ（図示せず）を設けておく。
そして、面状材１０の両面にそれぞれ斜めに配置した各面ファスナー４１ａは、互いに重なり合って、投影視してクロス模様で接合した状態で両者が一体化されている。

なお、前記した面ファスナーを、磁石や接着剤に適宜置き換えて使用してもよい。また、芯材２０や外面材３０が面ファスナー４１や磁石に相当する機能を予め備えた素材で形成されている場合には、適宜接合手段４０の一部の要素を省略してもよい。

＜５．６＞接合例６（図７）［多列配置型］
図７に示す面状材１０では、２枚の外面材３０を用い、１枚の芯材２０の両面に、それぞれ外面材３０を接合した構造を呈している。
各外面材３０には、厚さを有するように線材を編み込んでなる菱形金網を用いており、この菱形金網の両側縁方向に連通する挿通空間に、テープ状の一方の面ファスナー４１ａを挿通している。
なお、芯材２０の両面には、一方の面ファスナー４１ａと対応する位置に他方の面ファスナー４１ｂ（図示せず）を設けておく。
そして、一方の外面材３０と、他方の外面材３０とで、面ファスナー４１ａによる接合位置を変えておくことで、各面ファスナー４１ａが投影視して他列配置した状態で接合され、両者が一体化されている。

本例によれば、芯材２０や外面材３０の接合領域をより大きく確保することができるため、両者をより強固に一体化することができる。

＜１＞全体構成（図８）
図８を参照しながら、本発明に係る面状材１０を使用した護岸埋立土砂流出防止構造について説明する。
図８に示す護岸埋立土砂流出防止構造は、捨石マウンドＢと、ケーソンＣと、裏込石層部Ｄと、本発明に係る面状材１０に相当する防砂構成体Ｅと、埋立土砂層部Ｆと、を少なくとも備えている。
防砂構成体以外の各要素は、前記した特許文献２の記載に基づくものであり、詳細な説明は省略する。

＜２＞防砂構成体
防砂構成体Ｅは、裏込石層部Ｄの法面上に敷設して、埋立土砂層部Ｆの構築のために投入される埋立土砂を受け止めて、埋立土砂が裏込石層部・捨石マウンドを通過して海側の裏込石層部Ｄ側に流出（吸い出し）するのを防止するための部材である。
本実施例では、防砂構成体Ｅを、前記芯材２０に相当する一枚の防砂シートＥ１と、前記外面材３０に相当し、前記芯材２０を挟むように積層する二枚の網状部材とで構成している。
また、本実施例では、二枚の網状部材のうち、裏込石層部Ｄ側を、第１網状部材Ｅ２１と定義し、埋立土砂層部Ｆ側を第２網状部材Ｅ２２と定義している。

＜２．１＞防砂シート
防砂シートＥ１は、本発明に係る面状材１０の芯材２０に相当する部材であり、例えば、不織布、ゴム、塩化ビニール、ジオテキスタイルなどの素材であって、透水性且つ高伸張特性がある素材からなる。
なお、防砂シートＥ１は、予め工場などの施設で製造されるものであって、幅及び長さが護岸の施工状況に合わせて所定に設定され、ロール状に巻き取られて保管することもできる。

＜２．２＞網状部材
網状部材Ｅ２は、本発明に係る面状材１０の外面材３０に相当する部材であり、線材を所定の幅の編目の形状（例えば、ひし形）に編んで面状に構成された金網である。
なお、網状部材Ｅ２の編目は、ひし形、亀甲形などの各種形状にすることが可能であり、また、その大きさが変更可能である。
線材は、亜鉛メッキでコーティングされた所定の直径の金属芯材（亜鉛メッキ鉄線と、金属芯材を被覆する所定の厚さの特殊ポリエチレン（ＩＲ）とで形成されたＩＲ被覆鋼線からなる。ＩＲ被覆鋼線からなる線材は、所定の摩擦力・耐摩耗性・引張強さを有することから、防砂シートＥ１の損傷を防止し、また、耐久性が高いものである。
網状部材Ｅ２は、例えば、予め工場などの施設で成形されるものであって幅及び長さが護岸の施工状況に合わせて所定に設定され、例えば、ロール状や、折り畳んで保管される。
なお、網状部材Ｅ２としては、防砂シートＥ１よりも硬い強化プラスチック（合成樹脂）、あるいは、繊維芯材と繊維芯材を被覆する樹脂材とからなる繊維樹脂などで成形することも可能である。

＜３＞防砂構成体の構築方法
防砂構成体Ｅは、第１網状部材Ｅ２１および第２網状部材Ｅ２２でもって、防砂シートＥ１を覆うように狭持しつつ、図示しない接合手段４０を介して、防砂シートＥ１に、別途穴の形成を要しない態様で両者を接合して構築している。
防砂構成体Ｅは、工場製作或いは現場製作することができ、例えば、ロール状や、折り畳んで保管可能に構成することもできる。
なお、第１網状部材Ｅ２１と第２網状部材Ｅ２２とは、防砂シートＥ１との摩擦抵抗を大きくするために、それぞれの網目の形状を異なるものとしておいてもよい。

＜４＞使用例
裏込石層部Ｄの法面に防砂構成体Ｅを敷設するときには、予め防砂シートＥ１に第１網状部材Ｅ２１および第２網状部材Ｅ２２を接合して一体化した状態で水中に沈降させて、裏込石層部Ｄの法面上に敷設する。
このとき、防砂構成体Ｅは、防砂シート単体での沈降と比較して、第１網状部材Ｅ２１および第２網状部材Ｅ２２による自重増によって容易に沈降するため、防砂シートＥ１の捲り上がりなどが生じにくくなり、防砂シートＥ１の損傷を防止するとともに、防砂シートＥ１の敷設作業を簡単に行うことができる。

１０面状材
２０芯材
３０外面材
４０接合手段
４１面ファスナー
Ａ護岸埋立土砂流出防止構造
Ｂ捨石マウンド
Ｃケーソン
Ｄ裏込積層部
Ｅ防砂構成体（面状材）
Ｅ１防砂シート（芯材）
Ｅ２網状部材（外面材）
Ｅ２１第１網状部材
Ｅ２２第２網状部材
Ｆ埋立土砂層部

Claims

土木構造物に使用する面状材であって、
芯材と、該芯材の表側および裏側のうち少なくとも何れか一方に重ね合わせる、外面材と、を少なくとも有し、
前記芯材と前記外面材とを、面ファスナーおよび磁石のうち少なくとも何れか１つからなる接合手段で一体化してあり、
前記外面材が、菱形金網からなり、
前記面ファスナーのループ側またはフック側の何れか、あるいは前記磁石の一方の極側を、前記菱形金網を構成する線材の奥側と接するように斜めに配置してあることを特徴とする、
土木構造物用の面状材。
土木構造物に使用する面状材であって、
芯材と、該芯材の表側および裏側のうち少なくとも何れか一方に重ね合わせる、外面材と、を少なくとも有し、
前記芯材と前記外面材とを、面ファスナーおよび磁石のうち少なくとも何れか１つからなる接合手段で一体化してあり、
前記外面材が、亀甲金網からなり、
前記面ファスナーのループ側またはフック側の何れか、あるいは前記磁石の一方の極側を、前記亀甲金網を構成する線材のねじり部分を除いた箇所と接するように斜めに配置してあることを特徴とする、
土木構造物用の面状材。
前記接合手段が、面ファスナーであり、
前記芯材が、前記面ファスナー手段のループ側としても機能する不織布からなることを特徴とする、
請求項１または２に記載の土木構造物用の面状材。
前記芯材が、土砂流出防止用の防砂シートであり、
前記外面材が、前記防砂シートの損傷を防止するための保護材として少なくとも機能することを特徴とする、
請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の土木構造物用の面状材。
護岸での埋立土砂の流出を防止するための構造であって、
海側と陸側とを区画する、ケーソンと、
前記ケーソンの陸側で裏込石を積み上げてなる、裏込石層部と、
前記裏込石層部の法面上に敷設する、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の面状材と、
前記ケーソンの陸側で前記面状材上に埋立土砂を投入してなる、埋立土砂層部と、を少なくとも具備し、
前記面状材でもって、埋立土砂層部の埋立土砂が裏込石層部へと流出することを防止することを特徴とする、
護岸埋立土砂流出防止構造。