JP7845823B2 - 積層構造体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、積層構造体およびその製造方法に関する。

特許文献１は、地盤上の区画された空間に充填材を充填して充填層を形成する工程を含む軽量盛土工法を開示している。充填材は、例えば、硬質発泡ウレタン、発泡ポリスチレン・ブロックおよび土砂である。

特許文献２は、同様に、地盤上の区画された空間に充填材を充填して充填層を形成する工程を含む軽量盛土工法を開示している。充填材は、例えば、中空ブロックおよび硬質発泡体である。特許文献２は、さらに、充填層上にコンクリート層または樹脂製シートを形成し、その上に舗装を形成することを開示している。

特開２００１－２２０７４７号公報 特開２０１２－１４９４０４号公報

軽量盛土は、道路、宅地、工場、商業施設、屋上緑化、その他の施設又は設備のための整地に応用され得る。充填層は、応用例に適した被覆層（例えば、コンクリート層、樹脂製シート、土砂層、砂利層）により被覆される。被覆層上または被覆層内（充填層上）に液体（例えば、表面から浸透してくる表面水および地山から漏出してくる地下水）が長期間にわたり滞留することは好ましくない。

本開示は、被覆層上の液体または被覆層を通過した液体を排出するように構成された積層構造体およびその製造方法を提供する。

本開示の一態様に係る製造方法は、充填層と、充填層上に積層された被覆層と、を備えた積層構造体を製造する方法である。この製造方法は、被複層上の液体または前記被複層を通過した液体を流通させる流通路を、充填層が形成される充填層形成空間を貫通するように形成する流通路形成手順を含む。この製造方法は、さらに、充填層形成空間に充填材を充填することにより、充填層形成空間内に充填層を形成する充填層形成手順を含む。

本開示の別の態様に係る積層構造体は、充填層と、充填層上に積層された被覆層と、を備える。充填層は、被複層上の液体または前記被複層を通過した液体を流通させる、充填層を貫通する流通路を含む。

上記積層構造体の製造方法は、流通路を介して被覆層上の液体または被覆層を通過した液体（例えば水）を排出するように構成された積層構造体を提供できる。

本開示の一実施形態に係る積層構造体を示す断面図。 本開示の別の実施形態に係る積層構造体を示す断面図。 本開示のさらに別の実施形態に係る積層構造体を示す断面図。 本開示の一実施形態に係る積層構造体の製造プロセスを示すフローチャート。 流通路形成後で充填層形成前の積層構造体を例示する断面図。

図１に示すように、積層構造体１０は、道路を拡張する目的で地盤３１上に形成され得る。ただし、積層構造体１０は、道路に限らず、宅地、工場、商業施設、屋上緑化、その他の施設又は設備のための整地に利用されてもよい。

積層構造体１０は、地盤３１上に配された充填層１１を備える。充填層１１は、地盤３１上に建てられた側壁３２と地盤３１の斜面３３により区画される空間に位置する。充填層１１は、例えば、発泡性樹脂、軽量コンクリート、軽量化された土砂、または、それらの組み合わせを含む。発泡性樹脂は、例えば、発泡ウレタン、発泡スチロール、その他の樹脂である。充填層１１は、現場でウレタンを空間内に充填し、空間内でウレタンを発泡・硬化させることにより形成され得る（Ｒ－ＰＵＲ工法）。発泡ウレタンの発泡倍率は、例えば、１０～４０倍である。発泡ウレタンの密度は、好ましくは、３６±４ｋｇ／ｍ^３である。発泡ウレタンは、コンクリートの約８０分の１の重量を有する。充填層１１は、工場で成形された発泡スチロール・ブロック（例えば、１．０ｍ×０．５ｍ×２．０ｍ）を隙間なく空間内に積み上げることにより形成されてもよい（ＥＰＳ工法）。軽量コンクリートは、例えば、コンクリートに空気泡を混合することにより軽量化されてもよい（ＦＣＢ工法）。軽量化された土砂は、例えば、土砂に発泡ビーズを混合することにより軽量化されてもよい（発泡ビーズ混合土工法）。

積層構造体１０は、さらに、充填層１１上に積層された被覆層１２を備える。被覆層１２は、例えば、コンクリート層、樹脂製シート、土砂層、砂利層、砕石層または、それらの組み合わせである。コンクリート層は、舗装上の車両の過重を分散する目的であれば、例えば、１５０ｍｍの厚みを有する。

積層構造体１０は、さらに、被覆層１２上に積層された表面層１３を備えてもよい。表面層１３は、積層構造体１０の使用用途に応じて種々の形態をとり得る。本実施形態では、表面層１３は、例えば、路床１４、路盤１５および舗装１６を備える。路床１４および路盤１５は、砕石により形成されてもよい。舗装１６は、アスファルトにより形成されてもよい。舗装１６は、舗装１６上の表面水を通すことができる。舗装１６を浸透してくる表面水は、路盤１５および路床１４を通過し、被覆層１２に到達する。また、地山から漏出してくる地下水は、路盤１５および路床１４を通過し、被覆層１２に到達する。

充填層１１は、被覆層１２上の液体を流通させる流通路２０を含む。

流通路２０は、充填層１１を貫通している。例えば、被覆層１２が不所望のクラックを有する場合、被覆層１２上の液体（例えば、表面水および地下水）はクラックを通じて充填層１１に到達する。あるいは、例えば、被覆層１２が液体の透過性の比較的良好なコンクリート層である場合、被覆層１２上の液体はコンクリート層を通過して充填層１１に到達する。これらの液体は、充填層１１を貫通する流通路２０を通じて外部に排出される。

流通路２０は、さらに被覆層１２を貫通してもよい。例えば、被覆層１２が液体の遮断性の比較的良好なコンクリート層である場合、被覆層１２上の液体は被覆層１２上に留まる。この滞留した液体は、被覆層１２および充填層１１を貫通する流通路２０を通じて外部に排出される。

このように、流通路２０は、被覆層１２上の液体を外部に排出する。仮に、液体が排出されない場合、液体が長期間にわたり被覆層１２上に滞留する。被覆層上での液体の滞留は、被覆層上の舗装に悪影響を及ぼす可能性がある。具体的には、液体が路床１４内で飽和して、路床１４の強度低下を引き起こし、その結果として舗装１６の亀裂を引き起こす可能性がある。また、被覆層１２が不所望にクラックを有する場合、被覆層１２上の液体は被覆層１２を浸透して充填層１１に到達する。充填層１１が、例えば発泡ウレタンのような非透液性（非透水性）素材を含む場合、充填層１１に到達した液体は、被覆層１２と充填層１１との間に長期間にわたり滞留する。充填層１１が軽量化された土砂のような透液性（透水性）素材を含む場合、充填層１１に到達した液体は、充填層１１に浸透して充填層１１（盛土体）の重量増加および強度低下を引き起こす可能性がある。流通路２０は、被覆層１２上の液体を外部に排出することにより、上記技術的問題の発生を防止する。

充填層１１は、適切な間隔で配置された複数の流通路２０を含んでもよい。複数の流通路２０の間隔は、被覆層１２上に流入してくる液体の量に応じて決定されてもよい。

流通路２０は、樹脂、金属、セラミックス、その他の適切な材質のパイプであってもよい。流通路２０は、緩衝材により被覆されたパイプでもよい。緩衝材は、例えば転圧工事中の圧力によるパイプの損傷を和らげる。緩衝材は、例えば、ウレタンまたはその他の樹脂である。流通路２０は、防水材により被覆されたパイプであってもよい。防水材は、例えばパイプに不所望に形成された損傷による漏水を防止する。防水材は、例えば、ウレタンまたはその他の樹脂である。流通路２０は、断熱材により被覆されたパイプであってもよい。断熱材は、例えばＲ－ＰＵＲ工法でのウレタン発泡による熱からパイプを保護する。断熱材は、例えば、ウレタンまたはその他の樹脂である。

流通路２０は、パイプに代えて、充填層１１に形成された穴であってもよい。

流通路２０は、定形または不定形の補強材を流通路２０内に含んでもよい。補強材は、流通路２０が充填層１１から受ける圧力により潰れることを防止する。補強材は、例えば、砕石またはリサイクル瓦であってもよい。

充填層１１は、流通路２０の他に、電気、ガス、下水または水道用のパイプを含んでもよい。

図１に示すように、流通路２０は、第１端部２１、第２端部２２、および、中間部２３を含む。第１端部２１は、被覆層１２の上面に配置されている。第２端部２２は、充填層１１の側方に位置する外部空間３４内に配置されている。中間部２３は、第１端部２１と第２端部２２との間に連結され、充填層１１内に配置されている。すなわち、流通路２０は、被覆層１２の上面から外部空間３４まで連続的に延びている。被覆層１２上の液体は、流通路２０を通過して外部空間３４に排出される。

図２に示すように、流通路４０は、水平方向に延びる半割れパイプ４２と、半割れパイプ４２に連結された垂直方向に延びる複数のパイプ４３とを含んでもよい。半割れパイプ４２は、上からの液体を受けるように開口を上に向けて充填層１１の上面に配置されている。各パイプ４３は、第１端部４４および第２端部４５を有する。第１端部４４は、半割れパイプ４２から液体を受けるように半割れパイプ４２に連結されている。第２端部４５は、地盤３１内に配置されている。すなわち、流通路４０は、充填層１１の上面から地盤３１まで連続的に延びている。

本実施形態では、被覆層１２は、砕石層（例えば、路床）である。被覆層１２は、表面層１３から液体（例えば、表面水）を受け、その液体を通過させる。被覆層１２を通過した液体は、流通路４０を通過して地盤３１に排出される。なお、半割れパイプ４２は、被覆層１２の上面に配置されていてもよい。

図３に示すように、流通路５０は、水平方向に延びる半割れパイプ５２と、半割れパイプ５２に連結された垂直方向に延びる複数のパイプ５３と、複数のパイプ５３に連結された水平方向に延びるパイプ５４とを含んでもよい。半割れパイプ５２は、上からの液体を受けるように開口を上にむけて充填層１１の上面に配置されている。各パイプ５３は、液体を半割れパイプ５２からパイプ５４に流す。パイプ５４は、充填層１１の内部に配置されている。パイプ５４は、第１端部５５と第２端部５６を有する。第１端部５５および第２端部５６は、それぞれ充填層１１の側方に位置する外部空間３４内に配置されている。すなわち、流通路５０は、充填層１１の上面から外部空間３４まで連続的に延びている。液体は、流通路５０を通過して外部空間３４に排出される。なお、半割れパイプ５２は、被覆層１２の上面に配置されていてもよい。

図２および図３に示すように、積層構造体１０は、堤体の内部構造として地盤３１上に形成されてもよい。積層構造体１０は、２つの側壁３２により区画された空間に位置する。

図４は、積層構造体の製造プロセスの一例を示す。ここでは、Ｒ－ＰＵＲ工法により積層構造体１０を製造するプロセスを例示する。以下の各ステップでの作業者は、共通してもよく、異なっていてもよい。

まず、作業者が、充填層１１が形成される充填層形成空間６０を区画する（ステップＳ１）。例えば、図５に示すように、作業者は、地盤３１上に側壁３２を形成することにより、側壁３２および斜面３３により区画される充填層形成空間６０を画定する。

次に、作業者は、充填層形成空間６０を貫通するように流通路２０を形成する（ステップＳ２）。流通路２０は、例えば、パイプである。流通路２０の第１端部２１は、被覆層１２の上面に相当する高さレベル６１に配置される。流通路２０の第２端部２２は、外部空間３４内に配置される。

作業者は、充填層形成空間６０内に充填材を充填することにより、充填層形成空間６０内に充填層１１を形成する（ステップＳ３）。具体的には、作業者は、充填層形成空間６０内にウレタンを流し込む。充填されたウレタンは、充填層形成空間６０内で発泡・硬化する。作業者は、硬化したウレタンの上面の高さを適切に整えることで、充填層１１を形成する。作業者は、ウレタンの充填前に、流通路２０内にウレタンが流入することを防止する措置をとってもよい。例えば、流通路２０の第１端部２１を蓋で閉塞してもよい。

作業者は、充填層１１上に被覆層１２を形成する（ステップＳ４）。例えば、作業者は、充填層１１上に高さレベル６１までコンクリートを流し込む。流し込まれたコンクリートは、充填層１１上で硬化して被覆層１２を形成する。

作業者は、被覆層１２上に表面層１３を形成する（ステップＳ５）。例えば、作業者は、被覆層１２上に砕石を配することで路床１４を形成する。次に作業者は、路床１４上に砕石を配することにより路盤１５を形成する。引き続き、作業者は、路盤１５上にアスファルトを配することにより舗装１６を形成する。

なお、図４のプロセスでは、流通路２０が形成された後に、充填層１１が形成される。これとは逆に、充填層１１が形成された後に、流通路２０が形成されてもよい。例えば、作業者は、充填層形成空間６０内にウレタンを流し込んで充填層形成空間６０内に充填層１１を形成する。次に、作業者は充填層１１に穴を形成することにより、流通路２０を形成する。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態および変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

１０ 積層構造体
１１ 充填層
１２ 被覆層
１３ 表面層
１４ 路床
１５ 路盤
１６ 舗装
２０，４０，５０ 流通路
２１ 第１端部
２２ 第２端部
２３ 中間部
３１ 地盤
３２ 側壁
３３ 斜面
３４ 外部空間
６０ 充填層形成空間

Claims (2)

1. 非透水性の充填層と、前記充填層上に積層された被覆層と、を備えた積層構造体の製造方法であって、
   前記被覆層上の液体または前記被覆層を通過した液体を流通させるパイプを、前記充填層が形成される充填層形成空間を貫通するように形成する流通路形成手順と、
   前記充填層形成空間内でウレタンを発泡・硬化させることにより、前記充填層形成空間内に、前記パイプが前記ウレタンで被覆されるように前記充填層を形成する充填層形成手順と、を含む、
   積層構造体の製造方法（ただし、地盤の基礎上に中空ブロックが配置されているものを除く）。
2. 非透水性の充填層と、
   前記充填層上に積層された被覆層と、
   を備え、
   前記充填層は、
   前記被覆層上の液体または前記被覆層を通過した液体を流通させる、前記充填層を貫通するパイプと、
   前記パイプを被覆するように発泡・硬化されたウレタンと、を含む、
   積層構造体（ただし、地盤の基礎上に中空ブロックが配置されているものを除く）。