JPS642738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は法面を安定させる工法の内、法面を材
料で被覆し保護する工法の材料に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近年自動車が普及するにつれて、これに対応す
るための道路の整備が随所で行われているが、土
地の高騰あるいは道路の高速性確保のために山間
部を突き切つて道路建設されることが多くなつて
きた。この場合、計画地盤高が在来地盤高と異な
るため主として切り取りが必要となり、道路側面
に切り土法面が出現することになる。これらの法
面が崩落のおそれのある場合は植生工法、人工材
料による保護工法、土性改良による安定工法、構
造物による力学的安定工法が適用される。比較的
簡便な工法として植生工法、人工材料による保護
工法が広く適用されている。植生工法は植物の根
系により法面の安定を計るものであるが、植物の
根系が発達するまでは降雨等による流亡、崩壊の
虞れが多分にあるため、法面上の環境を植物の発
芽、生育に適したものにし、かつそれ自体が流亡
防止効果のあるものでなければならない。そのた
め切土法面が心土が露出しており土壌構造が植物
にとつて不適である場合、特に硬質土および岩盤
の場合には根系の侵入が困難で、肥料的養分も十
分でないため、単なる種子吹付工法では植物の生
長を期待することはできない。このため、法面に
植物に適し流亡防止効果のある生育基盤を造成す
る必要がある。生育基盤の必須要件としては、(1)
表土部分が動かないこと、(2)発芽のために十分な
水分が保持されること、(3)土中に酸素が適当に供
給されること、の３要件がある。これらの要件を
満足させる工法の１つとして、最近、通常５〜15
cm程度の客土厚の厚層客土吹付工法が多く用いら
れているが、この厚層客土吹付工法には侵食に弱
いという欠点があり、特に、施工直後に降雨があ
ると表層のみならず吹付層全体が切り土法面によ
り崩落することが多い。この欠点を解決する方法
の１つとして、吹付材料にセメント、粘結剤等を
混入することが行われている。しかし、セメント
を大量に混入すると、侵食防止には一応の効果を
上げることができるものの、セメントの強アルカ
リ性のため種子の発芽・生育が抑制され、強アル
カリ成分が降雨により流亡して客土が中性に近く
なるまで発芽・生育しないことが起る。したがつ
て、この間に豪雨があれば侵食され易い。たとえ
侵食されない場合にも、発芽・生育可能のPHとな
る頃には土壌硬度が高くなりすぎ植生に不適当な
ものとなることが多い。そこで中和剤をセメント
に混入して種子の発芽に適当な環境を作つてやる
ことが行われているが、完全に中和状態となるだ
けの量の中和剤を投入すると、セメントの固結力
が低下し侵食が起り易くなる。このように、中和
剤を混入する方法も根本的な解決法とはなり得な
い。 他の解決方法として、植物性繊維を主体とした
材料を吹き付ける方法がある。この方法は、植物
性繊維として主に短繊維のピートモスとバーク堆
肥を用いるもので、吹付直後でも相当の侵食防止
能力を有する。しかしながら、この方法は吹き付
けた生育基盤がほとんど有機質であるため長期間
には次第に腐熟し消失する虞れがあり、また材料
費が高くつく欠点がある。このため、土壌、土砂
等の無機材料を一部添加することが試みられてい
るが、これらの材料を混入すると侵食され易く、
ほんの僅量しか混入できないため実質的には解決
方法となり得ない。そこで、粘結剤を混入する方
法が提案されたが、侵食防止の効果を上げるため
には相当量の粘結剤を使用しなければならず、極
めて経済的に不利であることが判明した。この改
良方法として、粘結剤を混入るかわりに吹き付け
た厚層客土の表面に粘結剤を吹き付ける方法があ
るが、粘結剤は乾燥するまでは効果がなく、乾燥
前に降雨があれば侵食されることになる。乾燥後
も、植物が発芽、生育して法面が保護される前に
長期間降雨があると粘結剤は水により膨潤し、粘
着力が次第に低下して侵食されるようになる。ま
た表面が乾燥すると固くなり、植物の生育に不適
当なものとなることも生じる。 ところで、近年、特開昭55―68926号公報に、
ナイロンやガラス繊維を混入する提案がなされて
いる。たしかにこの種の非天然繊維を混入するこ
とにより、ピートモスやバーク堆肥が腐熟消失し
た後も、侵食防止効果を発揮する点で、有効な提
案である。しかし、同公報には、その繊維の長
さ、太さあるいは混入量等についてなんらの教示
もない。 しかるに、本発明者らの知見によれば、繊維の
形状や混入量はきわめて重要なフアクターであ
る。もし、この点に考慮がないと、流亡防止効果
がないし、ミキシング等の点でもトラブルを招
く、 一方、人工材料による保護工法としてはプラス
チツク、ソイルセメント工法、ネツト工法、液状
合成樹脂吹付工法、合成繊維布マツト被覆工法、
アスフアルト斜面工法（締め固め工）アスフアル
トパネル工法、合成高分子シートによる被覆工法
である被覆工法、吹付工法、ブロツク工法、格子
枠工法、棚工法、蛇カゴ工法等があるが、簡便で
確実な点により吹付工法が最も広く適用されてい
る。一般的に吹付工法はセメント、モルタルおよ
びセメント・コンクリートを圧縮空気圧を利用し
て吹付ける工法である。モルタル類の吹付工法に
おいて問題となるのは一般的に吹付材の輸送を圧
縮空気に頼つている関係でセメントと骨材の比が
１：４であるため一般的に使用する場合に比較し
て貧配合であるため圧縮強度も低く、クラツクが
生じやすく耐久性に乏しい点である。これがため
モルタル類の補強材として鋼繊維、耐アルカリ性
グラスフアイバー、ポリプロピレン繊維等の混入
が研究され特開53―38105、特開55―65631等の提
案がなされているが分散性、経済性の点で鋼繊維
を除き実用化されていないのが現状である。ま
た、鋼繊維を除き繊維の形状、混入量について、
従来の提案では詳細な考慮が払われていなく、分
散性の鍵となるミキシングにおいてトラブルが発
生することになる。 〔発明の目的〕 本発明は、前記従来の問題点を解決し、法面を
安定的に保持でき、分散性に優れた法面保護材料
を提供することを主なる目的としている。他の目
的は以下の説明によつて理解されるであろう。 〔発明の概要〕 この目的を達成するための第１発明は、形状が
長さ５〜50mm、太さ３〜50デニール、捲縮数10個
以下、捲縮率20％以下の加工繊維を0.05〜5wt％
を含有し、土砂類がほぼ残量であり、かつこれら
が主体をなしていることを特徴とするものであ
る。 第２発明は、形状が長さ５〜50mm、太さ３〜50
デニール、捲縮数10ケ以下、捲縮率20％以下の加
工繊維を0.05〜5wt％、セメントを0.2〜2wt％含
有し、土砂類がほぼ残量であり、かつこれらが主
体をなしていることを特徴とするものである。 第３発明は、形状が長さ５〜50mm、太さ３〜50
デニール、捲縮数10ケ以下、捲縮率20％以下の加
工繊維を0.05〜1wt％、セメントを２〜25wt％含
有し、土砂類がほぼ残量であり、かつこれらが主
体をなしていることを特徴とするものである。 このように本発明は加工繊維を土砂に混入する
ことを基本としている。また必要に応じセメント
が添加される。 加工繊維とは天然繊維、化学繊維、合成繊維の
内、形状が一定のもの、つまり長さ、太さ等を一
定に加工したものを意味し、木質フアイバー、紙
質フアイバー等は加工されてはいても形状が不揃
なので、ここでの加工繊維には含まれない。土砂
に加工繊維を混入させることにより長期間の安定
保持はもとより流亡防止効果が発輝し、更にセメ
ントを添加することにより、より一層の安定した
法面保護が達成できるとともにモルタル類に混入
した場合はクラツク防止効果、引張強度の高いも
のとなる。 〔発明の具体例〕 以下さらに本発明を具体的に説する。 本発明に用いることができる繊維としては、鉱
滓綿、グラスフアイバー、鉱物繊維、金属繊維、
ピートモス、紙繊維、動物繊維、合成繊維、化学
繊維等を挙げることができる。しかし、このう
ち、鉱滓綿およびグラスフアイバーは吹付混合物
に分散、混練される際折れ易く、絡み合いも弱い
ために侵食防止効果は比較的小さい。鉱物繊維は
繊維長をそろえたものは得にくく、また高価でも
ある。金属繊維にはこのような欠点は少いが絡み
合いが弱く、腐食しやすいのが難点である。ピー
トモスは本発明に適した繊維長にそろえたものは
入手し難く高価であり、腐食性を有するのが難点
である。紙繊維は湿潤強度が弱く、侵食され易い
欠点がある。動物繊維は本発明に適する繊維長に
そろえたものは高価であり、腐食性を有する難点
がある。合成繊維および化学繊維については、本
発明に適した繊維長にそろえたものを得易く、ま
た比較的安価ででもある。しかし、ナイロン、ビ
ニロン、ポリプロピレン、ポリエチレン等の繊維
は耐候性に劣り、ポリエステルは土壌菌に侵され
易い。アクリル繊維には以上の欠点がなく、本発
明に用いる繊維としては最も好ましい。しかしな
がら、アクリル繊維に限らず、同様の形状と性状
を有する繊維であればいかなる繊維であつても使
用することができる。 本発明に用いる加工繊維の繊度は3d（デニー
ル）未満では繊維長を長くして絡み合いを強くし
ても強度の点で問題があり、捲縮数、捲縮率を低
下しても繊維長が長いので、混合機において直ち
に繊維同志が絡み合つて毛玉を形成するので好ま
しくない。50dを超えたものでは太すぎて絡み合
いが弱く、また経済的にも不利である。したがつ
て加工繊維の繊度としては３〜50dが好ましく、
10〜30dが特に好ましい。クリンプ（捲縮）は生
産性を上げるためには非常に重要な因子であり、
通常紡績糸に用いられるような捲縮数20〜25個、
捲縮率30〜40％では混合時毛玉を形成し使用でき
ない。（捲縮数、捲縮率はJIS：L1015、L1016に
よる、）したがつて捲縮数としては10個以下が好
ましく、特に２個〜７個が好ましい。捲縮率とし
ては20％以下、特に好ましいのは２〜15％であ
る。捲縮を無くした繊維は製造工程上、集束して
カツターにかけ一定長の繊維を製造するに際し、
バラケて生産性を著しく阻害するので実用上経済
的に製造は因難である。生産性を向上するには、
少くとも捲縮数２個、捲縮率２％は必要である。
かかる捲縮は紡糸クリンパーを調節することによ
り達成できる。 本発明に用いる繊維の長さは重要な因子であ
る。すなわち、繊維長が５mm未満の場合には、侵
食防止効果は比較的小さく、吹付／散布材中に土
壌や土砂を多量に混入させることはできない。 前記の如き捲縮を有する繊維を用いると、繊維
長50mmまで分散することが可能である。繊維長は
浸食に対して重要な因子であり、５mmでは一応の
降雨に対しては浸食防止効果を有するが、豪雨に
対しては10mm以上必要とする、集合した流水に対
しては20mm以上必要とし、積雪の滑落による表面
浸食防止に対しては30mm以上必要とする。 繊維混入の効果は、吹付／散布材中に存在する
本数に依存するので、太デニールの繊維を使用す
る時は、重量的には多く使用する必要がある、し
たがつて好ましい繊維長としては、繊度にもよる
が、一般に５〜50mmであり、特に好ましいのは10
〜30mmである。 加工繊維の混入量も重要である。この混入量に
関しては３通りがある、すなわちセメントを用い
ない場合（第１発明）には加工繊維に流亡防止効
果を期待する関係上0.05〜6wt％、セメントを用
いる場合（第２発明）、これが加工繊維と共に流
亡防止効果を発揮するので0.05〜2wt％と比較的
少量とされる。混入量が少ないと流亡防止効果が
低く、多いと経済的でないし、かつ材料への分散
性も悪くなる。セメントを２〜25wt％混入させ
る場合（第３発明）においては、流亡防止効果は
セメントが主体となるので加工繊維は0.05〜1wt
％となり加工繊維の効果はクラツク防止効果、引
張強度の向上が主たる目的となる。また加工繊維
には保温効果もあるので冬期の凍上緩和にも効果
がある。 次に本発明の材料の製造方法の例を説明する。
第１の方法は工場内あるいは場合により現場付近
で吹付ける土砂の一部とあらかじめプレミツクス
を行い繊維混入率の高いプレミツクス材を製造
し、現場に搬入して残部土砂と共に混合機に投入
して所定の速度で撹拌するものである。混合機内
で水平方向と同時に撹拌子の回転方向とにせん断
応力が働くようなハイスピードのコンクリートモ
ルタルミキサーが好適である。一方混合機の上方
に設けたギロチン式繊維カツターに集束したトウ
を通し所定長の長さにカツトした所定量の繊維を
混合機に高速度で供給し、所定量の加工繊維が土
砂中に均一に分散されたプレミツクス材を２〜５
分間で製造する。 第２の方法は、高生産性をもつて大規模にてプ
レミツクス材を工場内で生産する方法である。紡
糸後、紡糸クリンパーで所定の捲縮を行ないロー
タリカツターにて高速にて所定長にカツトした繊
維は空送あるいはベルトコンベアにはさまれて高
密度梱包室に送られ高圧力下に圧密梱包され、プ
レミツクス製造工場に送られる。プレミツクス製
造工場内で高密度梱包を解体する。そのままで
は、縁が固結していたり、絡み合いが強かつた
り、そのまま前記混合機に所定量投入混合しても
分散しないので開繊する必要がある。いろいろ開
繊機を検討した結果、高生産性を有し、しかも均
一に分散するのは「フエアノート」であることを
見出した。所定量の繊維塊を「フエアノート」に
通し直結したブロアーにて直ちに前記混合機に送
り込み混合することにより、極めて高生産性をも
つてプレミツクス材を短時間で製造することがで
きる。 第３の方法としてはプレミツクス材の工程を省
いたものであり、現場において吹付材料全量を前
記ミキサー内に一括投入して、空練りした後、水
を加える方法である。 第１、第２の方法においては現場内での処理が
簡便となり、品質の一定化が容易となる利点があ
る。 このように製造された材料はプレミツクス材の
場合は現場において残部土砂類と混合、現場混合
の場合は水を添加するのみで吹付機、あるいは散
布機により対象裸地に施工される。 また第２，３発明の場合のセメントの添加はセ
メントが吸湿性があるので現場内で混入させるこ
とが好ましい。 なお上記の混合態様はあくまで例示であり、必
らずしも限定されるものではない。 さらに本発明において急結剤、減水剤、発泡
剤、防凍剤、中和剤、セメント以外の粘結剤の混
入については言及しなかつたが、それらの添加を
制限するものではない。 第１発明において、加工繊維の混入された土砂
類は繊維の絡み合いにより流亡防止効果を発揮し
種子を混入させた場合は即成の緑化が期待できる
し、混入しない場合も時間の経過と共に郷土植物
の種子飛来により緑化が期待できる。 第２発明および第３発明においては更に急峻な
法面や岩質法面等、降雨による流亡、侵食および
崩落が懸念される場合に適し、繊維による流亡防
止効果にセメント添加による土壌硬度の向上によ
る効果が相俟つて流亡防止効果が発揮される。植
物の生育を期待する場合は植物の生育土壌条件
が、土壌硬度23mm以下（山中式土壌硬度計によ
る）が植物の根系の発達がよく27mmが限界とされ
ているので、セメントを2wt％以下に添加量を押
えなければならない。セメント添加量と土壌硬度
の関係は第１表の通りである。

【表】 植物の生育には基盤のPH値が5.5〜7.5が最適と
されているが、セメント添加によるPH値の上昇は
第２表に示すように、経時と共に下降し、若干高
いが20日ほどでどうにか植物の生育できるPH値と
なる。

【表】 また、植物の生育状況は第３表の通りである。

【表】 PH値の上昇を抑えるだけの目的ならば、中和剤
の添加によりカバーできるが、セメントの添加量
の増大に伴つて土壌硬度が高まり、一般的に第４
表のように植物の発芽、生育に悪影響がある。

〔実施例〕

（実施例 １） 本発明の流亡防止効果を、本発明に係る加工繊
維を用いた客土と、加工繊維を用いない客土（以
下ブランクという）を用いた人工降雨試験の結果
によつて示す。 各実験例において、供試体の調製および人工降
雨試験は次のようにして行つた。 砂（利根川産川砂、比重：2.60、FM：1.90、
最大粒径：2.5mm、単容重：1450Kg／m³、表乾状
態）、加工繊維（品番：Ｖ―17B、三菱レイヨン
(株)製アクリル繊維、繊維度：15d、繊維長：10
mm、クリンプなし）をミキサーにより３分間混合
後、水を加えた。各供試体の材量配合量は第５表
に示す通りである。 上記方法により作成した客土混合物を、幅400
mm×長さ500mm×高さ50mmの木箱（容積：10）
に詰め込み、突き棒（鉄製、7φ×12cm、2.6Kg）
を用いて人力にて突き固めた後、３日間室内に放
置して本発明による客土の供試体とした。 ブランクについては、本発明による加工繊維を
使用しないほかは、上記本発明の供試体の場合と
全く同じ方法で作成した。ブランク供試体材料の
配合量は第５表に示す通りである。

【表】

【表】 上記のようにして作成された各供試体を45゜の
傾斜をつけて設置し、有効降水均等分布範囲を約
0.5m²とするために単ノズルを供試体面から1.75m
の高さに設定した試験装置を用いて150mm／hrの
割合で降水を行つた。客土の流出土量は、５分、
10分、15分毎に測定した。測定結果を第６表に示
す。

【表】 測定結果から明らかなように、降水時間10分以
内では、本発明による供試体No.３，４，５の場合
には客土の流出率は15％以下であつて、ブランク
およびNo.２と比較すると高い耐侵食性のあること
が判明した。また、ブランクの供試体No.１は１分
後No.２が７分後に崩落したのに対し、本発明によ
る供試体No.４，５では崩落は全く見られず、No.３
において客土の流出が若干あつた。 また、セメントの併用を図つた試験結果を第７
表に示す。同表によれば、セメント添加は流亡防
止効果を高める上で著しく効果的であることが判
る。

〔発明の適用範囲〕

本発明の適用範囲としては、法面緑化工におけ
る生育基盤の造成、砂漠、砂丘地での生育基盤造
成、強酸性地、強アルカリ地、岩盤等での生育基
盤造成を挙げることができる。法面緑化工に使用
される場合には、降雨による流出の防止効果に優
れ、有効な生育基盤を形成することができ、砂
漠、砂丘地の生育基盤造成に使用される場合に
は、風による侵蝕に対しても有効であり、砂の飛
散を防止することができる。また、このようにし
て形成された生育基盤では、さし木、植栽を行う
こともできる。また、単に緑化を期待しない法面
保護においても、そのものの強度を増加し耐久性
を優れたものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は施工例を示したもので、第１図〜第４図
は断面図、第５図は第４図例の平面図である。 １…ネツト類、３…アンカーピン、４，４Ａ，
４Ｂ…法面保護材料、５…法枠部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 形状が長さ５〜50mm、太さ３〜50デニール、
   捲縮数10個以下、捲縮率20％以下の加工繊維を
   0.05〜6wt％含有し、土砂類がほぼ残量であり、
   かつこれらが主体をなしていることを特徴とする
   法面保護材料。 ２ 形状が長さ５〜50mm、太さ３〜50デニール、
   捲縮数10ケ以下、捲縮率20％以下の加工繊維を
   0.05〜2wt％、セメントを0.2〜2wt％含有し、土
   砂類がほぼ残量であり、かつこれらが主体をなし
   ていることを特徴とする法面保護材料。 ３ 形状が長さ５〜50mm、太さ３〜50デニール、
   捲縮数10ケ以下、捲縮率20％以下の加工繊維を
   0.05〜1wt％、セメントを２〜25wt％含有し、土
   砂類がほぼ残量であり、かつこれらが主体をなし
   ていることを特徴とする法面保護材料。