(57)【要約】【課題】地盤における凍上現象の発生を抑制する。【解決手段】地盤構造１（道路構造２）は、外表面７ａを有する表層７と、表層７よりも下位に位置して撥水性を有する路床５（撥水層１１）とを備える。外表面７ａから撥水層１１までの深度Ｌ１は凍結深度以深である。撥水層１１の形成に用いられる撥水剤１０は、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する。地盤改良方法は、路床５の上面５ａに撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成すること、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように表層７を形成することを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表面に撥水剤を供給して撥水層を形成すること、及び、
前記撥水層の上方に前記撥水層を覆うように地層を形成すること、
を含む、地盤改良方法。
【請求項２】
前記撥水層を形成することは、
前記地表面に撥水剤を供給すること、
前記地表面の構成材を、前記供給された前記撥水剤と共に撹拌すること、及び、
前記撹拌された前記地表面の構成材を締め固めること、
を含む、請求項１に記載の地盤改良方法。
【請求項３】
前記撥水層を形成することは、
前記地表面に前記撥水剤を供給するに先立って前記撥水剤を敷設材に混合すること、及び、
前記撥水剤が混合された前記敷設材を前記地表面に敷設することにより、前記地表面に前記撥水剤を供給すること、
を含む、請求項１に記載の地盤改良方法。
【請求項４】
前記地層の表面から前記撥水層までの深度は凍結深度以深である、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の地盤改良方法。
【請求項５】
地盤のうち地表面よりも下位の部分に撥水剤を注入することにより、前記部分に撥水層を形成することを含む、地盤改良方法。
【請求項６】
前記地表面から前記撥水層までの深度は凍結深度以深である、請求項５に記載の地盤改良方法。
【請求項７】
前記撥水剤はアルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の地盤改良方法。
【請求項８】
地表面を有する第１の層と、
前記第１の層よりも下位に位置して撥水性を有する第２の層と、
を備える、地盤構造。
【請求項９】
前記第２の層は道路の路床及び／又は路盤を構成する、請求項８に記載の地盤構造。
【請求項１０】
前記第２の層は盛土の一部である、請求項８に記載の地盤構造。
【請求項１１】
前記地表面から前記第２の層までの深度は凍結深度以深である、請求項８〜請求項１０のいずれか１つに記載の地盤構造。
【請求項１２】
前記第２の層の形成に用いられる撥水剤は、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する、請求項８〜請求項１１のいずれか１つに記載の地盤構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地盤改良方法及び地盤構造に関し、詳しくは地盤中に撥水層を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、凍上現象による舗道の破壊などを抑制することを目的として、舗装材の遮熱性及び断熱性を向上させることを開示している。ここで、凍上現象とは、寒気によって地表面が冷やされて地盤が凍結する過程で、地盤中に発生した氷晶あるいはそれが集合して形成されたレンズ状の氷層（アイスレンズ）が成長することによって地盤が隆起する現象である。
【０００３】
特許文献２には、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する薬剤を用いて、粘土質又は砂利質の土壌物質を固化及び疎水性化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４８８９号公報
【特許文献２】特許第３４７９００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、アイスレンズについては、地盤の凍結深度（凍結線）付近に地盤中の地下水が移動し、この付近で凍結してアイスレンズが形成される。ここで、地盤の凍結深度（凍結線）とは、地盤温度分布図における０℃等温線である。
この点、特許文献１に開示のような舗装材を用いたとしても、地盤の凍結深度付近に地下水が移動しかねないので、アイスレンズの形成及び成長を抑制することが難しかった。
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑み、地盤における凍上現象の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため本発明の第１態様では、地盤改良方法は、地表面に撥水剤を供給して撥水層を形成すること、及び、撥水層の上方に撥水層を覆うように地層を形成すること、を含む。
本発明の第２態様では、地盤改良方法は、地盤のうち地表面よりも下位の部分に撥水剤を注入することにより、当該部分に撥水層を形成することを含む。
本発明の第３態様では、地盤構造は、地表面を有する第１の層と、第１の層よりも下位に位置して撥水性を有する第２の層と、を備える。
【０００８】
ここで、本発明における「地盤」とは、自然にある地盤（原地盤）と、盛土などの人工的な地盤とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１態様によれば、地表面に撥水剤を供給して形成された撥水層の上方に撥水層を覆うように地層を形成する。これにより、撥水層によって地盤中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤における凍上現象の発生を抑制することができる。
本発明の第２態様によれば、地盤のうち地表面よりも下位の部分に撥水剤を注入して撥水層を形成する。これにより、撥水層によって地盤中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤における凍上現象の発生を抑制することができる。
本発明の第３態様によれば、撥水性を有する第２の層は、地表面を有する第１の層よりも下位に位置する。これにより、撥水性を有する第２の層によって地盤中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤における凍上現象の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図２】前記第１実施形態におけるカリウムメチルシリコネートと二酸化炭素との反応を示す図
【図３】本発明の第２実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図４】本発明の第３実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図５】本発明の第４実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図６】本発明の第５実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図７】本発明の第６実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図８】本発明の第７実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図９】本発明の第８実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図１０】本発明の第９実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図１１】本発明の第１０実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図１２】本発明の第１１実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図１３】本発明の第１２実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【図１４】本発明の第１３実施形態における地盤改良方法を示すステップ図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第１実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
【００１２】
まず、図１（Ｅ）を用いて、本実施形態の地盤構造１について説明する。
本実施形態において、地盤構造１に対応する道路構造２は、地盤３と路床５と路盤６と表層７とを含む。地盤３には、その地表面３ａに凹部３ｂが形成されている。この凹部３ｂは道路の長手方向に延びている。地盤３の凹部３ｂ内には、下から上に向かって路床５、路盤６、及び表層７の順でこれらが積層されている。尚、本実施形態では、地盤３の地表面３ａと表層７の外表面７ａが面一となっているが、必ずしも面一となっていなくてもよい。
【００１３】
本実施形態において、地盤３は、自然にある地盤（原地盤）である。しかしながら、地盤３は原地盤に限らず、例えば、盛土などの人工的な地盤であってもよい。
【００１４】
地盤３の凹部３ｂの底面上に砂などの敷設材を敷設することによって路床５が形成される。すなわち、路床５は砂などの敷設材により構成される。敷設材は例えば粒状である。路床５には、後述する撥水剤１０（図１（Ｂ）参照）が供給されて撥水性が付与され、その結果、路床５が撥水層１１となる（図１（Ｃ）参照）。ここで、外表面７ａを有する表層７が本発明の「地表面を有する第１の層」に対応する。また、路床５（撥水層１１）が本発明の「第１の層よりも下位に位置して撥水性を有する第２の層」に対応する。また、撥水層１１は難透水層である。
【００１５】
路床５の上面５ａ上に砕石などの敷設材を敷設することによって路盤６が形成される。すなわち、路盤６は砕石などの敷設材により構成される。敷設材は例えば粒状である。
路盤６の上面６ａ上にアスファルト合材などの敷設材を敷設することによって表層７が形成される。すなわち、表層７はアスファルト合材などの敷設材により構成される。敷設材は例えば粒状である。ここで表層７の外表面７ａが本発明の「地層の表面」に対応しており、表層７が路盤６を介して撥水層１１を覆うように撥水層１１の上方に形成されている。
【００１６】
本実施形態では、地盤３の地表面３ａ及び表層７の外表面７ａから路床５（撥水層１１）までの深度Ｌ１は、地盤構造１（道路構造２）の凍結深度以深である。すなわち、地盤構造１（道路構造２）の凍結深度か、又は、凍結深度よりも深い位置に、路床５（撥水層１１）が形成されている。ここで凍結深度（凍結線）とは、地盤構造１（道路構造２）の温度分布図における０℃等温線である。
また、本実施形態では、路床５（撥水層１１）は、地下水位よりも上位に位置する。
【００１７】
撥水層１１の形成に用いられる撥水剤１０は強塩基性（例えばｐＨ１４）の液状であり、溶媒を構成する水と、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートとを含有する。本実施形態では、撥水剤１０として、例えば、商品名「WACKER BS （登録商標） Drysoil」（ワッカーケミー社製）、又は、商品名「SILRES（登録商標） 501 DRY SOIL」（供給者：旭化成ワッカーシリコーン株式会社）を挙げることができる。以下、これら商品を単に「DRY SOIL」と称する。
【００１８】
本実施形態で使用され得るアルカリ金属珪酸塩は、任意のアルカリ金属珪酸塩、例えば珪酸ナトリウム及び珪酸カリウムである。珪酸のナトリウム塩及びカリウム塩は、水ガラスとも称される。
本実施形態で使用され得るアルカリ金属珪酸塩は、ＳｉＯ２対アルカリ金属酸化物、殊にＮａ２Ｏ又はＫ２Ｏの重量比２.３〜３.５、密度１２４０〜１５３５ｋｇ／ｍ３及び粘度５〜８５０ｍＰａ・ｓ（２０℃）を有するのが有利である。
【００１９】
本実施形態で使用され得るアルカリ金属シリコネートは、特に、式：
Ｒａ（Ｒ１Ｏ）ｂ（Ｍ＋Ｏ−）ｃＳｉＯ（４−ａ−ｂ−ｃ）／２      （Ｉ）
［式中、Ｒは同一又は異なるものであってよく、１価のＳｉＣ−結合有機基を表し、Ｒ１は同一又は異なるものであってよく、１価の置換又は非置換の炭化水素基を表し、Ｍ＋は同一又は異なるものであってよく、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオン、殊にＮａ＋又はＫ＋を表し、ａは０、１、２又は３、好ましくは１であり、ｂは０、１、２又は３、好ましくは１又は２であり、ｃは０、１、２又は３、好ましくは１である（但し、ａ、ｂ及びｃの合計は３以下であり、分子１個当たり少なくとも１個の基（Ｍ＋Ｏ−）が存在することを前提とする）］の単位からのものである。
【００２０】
基Ｒの例としては、アルキル基、例えばメチル−、エチル−、ｎ−プロピル−、イソ−プロピル−、ｎ−ブチル−、イソ−ブチル、ｔ−ブチル−、ｎ−ペンチルー、イソ−ペンチル−、ネオ−ペンチル−、ｔ−ペンチル−基、ヘキシル基、例えばｎ−ヘキシル基、ヘプチル基、例えばｎ−ヘプチル基、オクチル基、例えばｎ−オクチル基及びイソ−オクチル基、例えば２，２，４−トリメチルペンチル基、ノニル基、例えばｎ−ノニル基、デシル基、例えばｎ−デシル基、ドデシル基、例えばｎ−ドデシル基及びオクタデシル基、例えばｎ−オクタデシル基、シクロアルキル基、例えばシクロペンチル−、シクロヘキシル−、シクロヘプチル−及びメチルシクロヘキシル基、アリール基、例えばフェニル−、ナフチル−、アンスリル−及びフェナンスリル基、アルカリール基、例えばｏ−、ｍ−、ｐ−トリル基、キシリル基及びエチルフェニル基及びアラルキル基、例えばベンジル基、α−及びβ−フェニルエチル基が挙げられる。
【００２１】
基Ｒとしては、炭素原子数１〜１２を有する炭化水素基が有利であり、特にメチル−、エチル−及びプロピル基、殊にメチル基が有利である。
基Ｒ１の例としては、上述の基Ｒの例を挙げることができる。ここで、基Ｒ１としては水素、炭素原子数１〜６を有する炭化水素基、特に水素原子、メチル−及びエチル基、殊に水素原子が有利である。
【００２２】
本実施形態で使用され得るアルカリ金属シリコネートとしては、室温で水中に少なくとも部分的に溶解するものが有利である。
本実施形態で使用され得るアルカリ金属シリコネートはカリウムアルキルシリコネートの水溶液が特に有利である。カリウムアルキルシリコネートは撥水層１１に疎水性（撥水性）を付与する機能を有する。尚、図２には、カリウムアルキルシリコネートの一例として、カリウムメチルシリコネート（メチルケイ酸カリウム）が示されている。撥水剤１０中のアルカリ金属シリコネートとしてカリウムメチルシリコネートを用いた場合のカリウムメチルシリコネートの作用については、図２を用いて後述する。
【００２３】
本実施形態では、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートが任意の割合で使用され得る。アルカリ金属珪酸塩対アルカリ金属シリコネートの重量比は１０：１〜１：１０が有利であり、特に１：１が好ましい。
本実施形態では、１００リットルの撥水剤１０（すなわち、水、アルカリ金属珪酸塩及びシリコネートの合計量１００リットル）のうち、水分が１０〜９５リットルであることが好ましく、水分が７０〜９０リットルであることが更に好ましい。
【００２４】
撥水剤１０については、ＳｉＯ２対アルカリ金属酸化物の重量比が２.４６〜２.６４（ＳｉＯ２  １９.７〜２０.７％）、密度１２４０〜１２５０ｋｇ／ｍ３及び２０℃での粘度２０〜４０ｍＰａ・ｓを有するカリ水ガラス１５リットル、水中の４２％溶液としての平均式：ＣＨ３−Ｓｉ（ＯＨ）２Ｏ−Ｋ＋のカリウムメチルシリコネート１５リットル及び水７０リットルを混合して製造され得る。
【００２５】
又は、撥水剤１０については、ＳｉＯ２対アルカリ金属酸化物の重量比が２.４６〜２.６４（ＳｉＯ２  １９.７〜２０.７％）、密度１２４０〜１２５０ｋｇ／ｍ３及び２０℃での粘度２０〜４０ｍＰａ・ｓを有するカリ水ガラス１０リットル、水中の４２％溶液としての平均式：ＣＨ３−Ｓｉ（ＯＨ）２Ｏ−Ｋ＋のカリウムメチルシリコネート１０リットル及び水８０リットルを混合して製造され得る。
【００２６】
又は、撥水剤１０については、ＳｉＯ２対アルカリ金属酸化物の重量比が２.４６〜２.６４（ＳｉＯ２  １９.７〜２０.７％）、密度１２４０〜１２５０ｋｇ／ｍ３及び２０℃での粘度２０〜４０ｍＰａ・ｓを有するカリ水ガラス１０リットル、水中の約４０％溶液としてのカリウムメチルプロピルシリコネート５リットル及び水７５リットルを混合して製造され得る。
【００２７】
従って、本実施形態では、撥水剤１０は、溶媒を構成する水と、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートとを含有する。アルカリ金属シリコネートは疎水基を含み得る。また、撥水剤１０は、疎水基を有するシリコーンを含有し得る。また、前述の「DRY SOIL」については、２０〜３０重量％のメチルケイ酸カリウムと、７０〜８０重量％の水及びその他成分と、を含有し得る。
【００２８】
次に、本実施形態における地盤改良方法を図１（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。
まず、図１（Ａ）に示すように、地盤３の地表面３ａに凹部３ｂを形成する。
次に、図１（Ｂ）に示すように、地盤３の凹部３ｂの底面上に路床５を形成する。ここで、地盤３の地表面３ａから路床５の上面５ａまでの深度Ｌ１は、前述の凍結深度以深である。
【００２９】
次に、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、路床５の上面５ａに撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成する。この路床５の上面５ａへの撥水剤１０の供給と撥水層１１の形成とが、本発明の「地表面に撥水剤を供給して撥水層を形成すること」に対応する。路床５の上面５ａに撥水剤１０を供給することの具体例としては、路床５の上面５ａに撥水剤１０を散布すること、路床５の上面５ａに撥水剤１０を噴霧すること、及び、路床５の上面５ａに撥水剤１０を吹き付けることを挙げることができる。
【００３０】
次に、路床５を構成する砂などの敷設材を撥水剤１０と共に撹拌して混合し、締め固める。ここで、路床５を構成する砂などの敷設材が本発明の「地表面の構成材」に対応する。
路床５（撥水層１１）の締め固めには、ロードローラーなどの締固め用機械（図示せず）が用いられてもよい。締固め用機械を用いる場合には、締固め用機械の排ガスを撥水層１１に送気することにより、撥水層１１の乾燥を促進することができる。この排ガスの温度は、撥水層１１の周辺の空気の温度よりも高くなり得る。また、この排ガス中の二酸化炭素濃度は、撥水層１１の周辺の空気中の二酸化炭素濃度よりも高くなり得る。また、この排ガスの湿度（相対湿度）は、撥水層１１の周辺の空気の湿度（相対湿度）よりも低くなり得る。
【００３１】
ここで、撥水剤１０中のアルカリ金属シリコネートとしてカリウムメチルシリコネートを用いた場合のカリウムメチルシリコネートの作用について図２を用いて説明する。
図２は、カリウムメチルシリコネートと二酸化炭素との反応を示す。
【００３２】
撥水剤１０を路床５に供給すると、撥水剤１０中のカリウムメチルシリコネートは、路床５の周辺の空気中の二酸化炭素と反応して、この結果、メチルシリコーンレジンと炭酸カリウムとが生成される。これにより、路床５の上面５ａ及び内部には、メチルシリコーンレジンによる架橋性ネットワークが形成される。
【００３３】
また、撥水剤１０中のカリウムメチルシリコネートについては、その状態（不安定な状態）を維持するために、撥水剤１０中の溶媒が強塩基性となっている。それゆえ、撥水剤１０中の溶媒が蒸発して減少すると撥水剤１０のｐＨが減少し、それに応じて撥水剤１０中の比較的不安定なカリウムメチルシリコネートが重合して比較的安定的なメチルシリコーンレジンになる。
【００３４】
従って、撥水剤１０中のカリウムメチルシリコネートについては、撥水剤１０中の溶媒が蒸発して減少して撥水剤１０のｐＨが減少すること、及び、カリウムメチルシリコネートが周辺の空気中の二酸化炭素と反応することにより、メチルシリコーンレジンによる架橋性ネットワークが路床５の上面５ａ及び内部に形成され得る。この架橋性ネットワークを構成するメチル基（疎水基）が傘のように並ぶことで、路床５に疎水性（撥水性）が付与される。すなわち、路床５が撥水層１１となる。
【００３５】
次に、図１（Ｄ）に示すように、路床５（撥水層１１）の上面５ａ上に路盤６を形成する。
次に、図１（Ｅ）に示すように、路盤６の上面６ａ上に表層７を形成する。ここで、表層７の外表面７ａから路床５の上面５ａまでの深度Ｌ１は、前述の凍結深度以深である。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【００３６】
本実施形態によれば、地盤改良方法は、路床５の上面５ａ（地表面）に撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成すること（図１（Ｂ）及び（Ｃ）参照）、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように表層７（地層）を形成すること（図１（Ｅ）参照）、を含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中（道路構造２中）における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００３７】
また本実施形態によれば、撥水層１１を形成することは、路床５の上面５ａ（地表面）に撥水剤１０を供給すること、路床５の砂などの敷設材（地表面の構成材）を、前記供給された撥水剤１０と共に撹拌すること、及び、この撹拌された路床５の砂などの敷設材（地表面の構成材）を締め固めること、を含む。これにより、撥水層１１における撥水性の均一化を図ることができると共に、撥水層１１の強度を向上させることができる。
【００３８】
また本実施形態によれば、表層７の外表面７ａ（地層の表面、地表面）から撥水層１１（第２の層）までの深度Ｌ１は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中（道路構造２中）における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００３９】
また本実施形態によれば、撥水剤１０はアルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する。これにより、路床５に供給された撥水剤１０中のアルカリ金属シリコネートについては、撥水剤１０中の溶媒が蒸発して減少して撥水剤のｐＨが減少すること、及び、アルカリ金属シリコネートが路床５の周辺の空気中の二酸化炭素と反応することにより、架橋性ネットワークが路床５の上面５ａ及び内部に形成され得る。この架橋性ネットワークによって路床５に疎水性（撥水性）が付与され得る。すなわち、路床５を撥水層１１とすることができる。
【００４０】
また本実施形態によれば、地盤構造１は、外表面７ａ（地表面）を有する表層７（第１の層）と、表層７（第１の層）よりも下位に位置して撥水性を有する撥水層１１（第２の層）と、を備える。これにより、撥水層１１（第２の層）によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００４１】
また本実施形態によれば、撥水層１１（第２の層）は道路の路床５を構成する。これにより、道路の路盤６及び表層７への地下水の供給が撥水層１１（第２の層）によって抑制され得るので、道路構造２中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、道路構造２中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００４２】
図３（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第２実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第１実施形態（図１参照）と異なる点について説明する。
【００４３】
本実施形態では、路盤６に撥水剤１０（図３（Ｃ）参照）が供給されて撥水性が付与され、その結果、路盤６が撥水層１１となっている（図３（Ｄ）参照）。ここで、路盤６（撥水層１１）が本発明の「第１の層よりも下位に位置して撥水性を有する第２の層」に対応する。また、表層７の外表面７ａが本発明の「地層の表面」に対応しており、表層７が撥水層１１を覆うように撥水層１１の上方に形成されている。
【００４４】
本実施形態では、地盤３の地表面３ａ及び表層７の外表面７ａから路盤６（撥水層１１）までの深度Ｌ２は、地盤構造１（道路構造２）の凍結深度以深である。すなわち、地盤構造１（道路構造２）の凍結深度か、又は、凍結深度よりも深い位置に、路盤６（撥水層１１）が形成されている。
また、本実施形態では、路盤６（撥水層１１）は、地下水位よりも上位に位置する。
【００４５】
次に、本実施形態における地盤改良方法を図３（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。
まず、図３（Ａ）に示すように、地盤３の地表面３ａに凹部３ｂを形成する。
次に、図３（Ｂ）に示すように、地盤３の凹部３ｂの底面上に路床５を形成する。
次に、図３（Ｃ）に示すように、路床５の上面５ａに路盤６を形成する。ここで、地盤３の地表面３ａから路盤６の上面６ａまでの深度Ｌ２は、前述の凍結深度以深である。
【００４６】
次に、図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、路盤６の上面６ａに撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成する。この路盤６の上面６ａへの撥水剤１０の供給と撥水層１１の形成とが、本発明の「地表面に撥水剤を供給して撥水層を形成すること」に対応する。路盤６の上面６ａに撥水剤１０を供給することの具体例としては、路盤６の上面６ａに撥水剤１０を散布すること、路盤６の上面６ａに撥水剤１０を噴霧すること、及び、路盤６の上面６ａに撥水剤１０を吹き付けることを挙げることができる。本実施形態における撥水層１１の形成については、前述の図２を用いた説明と同様であるので、その説明を省略する。
【００４７】
次に、路盤６を構成する砕石などの敷設材を撥水剤１０と共に撹拌して混合し、締め固める。ここで、路盤６を構成する砕石などの敷設材が本発明の「地表面の構成材」に対応する。この締め固め時に前述のように撥水層１１の乾燥を促進してもよい。
次に、図３（Ｅ）に示すように、路盤６の上面６ａ上に表層７を形成する。ここで、表層７の外表面７ａから路盤６の上面６ａまでの深度Ｌ２は、前述の凍結深度以深である。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【００４８】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、路盤６の上面６ａ（地表面）に撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成すること（図３（Ｃ）及び（Ｄ）参照）、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように表層７（地層）を形成すること（図３（Ｅ）参照）、を含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中（道路構造２中）における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００４９】
また本実施形態によれば、撥水層１１を形成することは、路盤６の上面６ａ（地表面）に撥水剤１０を供給すること、路盤６の砕石などの敷設材（地表面の構成材）を、前記供給された撥水剤１０と共に撹拌すること、及び、この撹拌された路盤６の砕石などの敷設材（地表面の構成材）を締め固めること、を含む。これにより、撥水層１１における撥水性の均一化を図ることができると共に、撥水層１１の強度を向上させることができる。
【００５０】
また本実施形態によれば、表層７の外表面７ａ（地層の表面、地表面）から撥水層１１（第２の層）までの深度Ｌ２は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中（道路構造２中）における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００５１】
また本実施形態によれば、撥水剤１０はアルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する。これにより、路盤６に供給された撥水剤１０中のアルカリ金属シリコネートについては、撥水剤１０中の溶媒が蒸発して減少して撥水剤のｐＨが減少すること、及び、アルカリ金属シリコネートが路盤６の周辺の空気中の二酸化炭素と反応することにより、架橋性ネットワークが路盤６の上面６ａ及び内部に形成され得る。この架橋性ネットワークによって路盤６に疎水性（撥水性）が付与され得る。すなわち、路盤６を撥水層１１とすることができる。
【００５２】
また本実施形態によれば、撥水層１１（第２の層）は道路の路盤６を構成する。これにより、道路の表層７への地下水の供給が撥水層１１（第２の層）によって抑制され得るので、道路構造２中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、道路構造２中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００５３】
尚、本実施形態では、撥水層１１が道路の路盤６を構成する例を説明したが、これに加えて、前述の第１実施形態のように、撥水層１１が道路の路床５を構成してもよい。換言すれば、路床５及び路盤６の双方を撥水層１１としてもよい。
【００５４】
図４（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第３実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第１実施形態（図１参照）と異なる点について説明する。
【００５５】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図４（Ａ）に示すように、地盤３の地表面３ａに凹部３ｂを形成する。
次に、図４（Ｂ）に示すように、地盤３の凹部３ｂの底面上に撥水性を有する路床５（撥水層１１）を形成する。ここで、地盤３の地表面３ａから路床５の上面５ａまでの深度Ｌ１は、前述の凍結深度以深である。
【００５６】
ここで、路床５（撥水層１１）の形成方法について説明する。
まず、地盤３の凹部３ｂの底面上に砂などの敷設材を敷設するに先立って、敷設材に撥水剤１０を混合して撥水改良材（図示せず）を形成する。この撥水改良材の形成時に、敷設材と撥水剤１０とを混合するに先立って、敷設材の含水比を測定し、この測定した敷設材の含水比に基づいて、敷設材と撥水剤１０との混合比を設定した上で、敷設材と撥水剤１０とを混合してもよい。
【００５７】
次に、前述の撥水改良材を地盤３の凹部３ｂの底面に敷設する。これにより、地盤３の凹部３ｂの底面上に撥水剤１０が供給される。ここで、地盤３の凹部３ｂの底面に敷設される撥水改良材については、撥水改良材を構成する撥水剤１０中の溶媒が十分に存在する状態で（すなわち、撥水改良材が湿った状態で）地盤３の凹部３ｂの底面に敷設される。ゆえに、撥水層１１については、撥水改良材が敷設された直後においては、撥水剤１０中の溶媒によって湿った状態である。
このようにして、地盤３の凹部３ｂの底面上に路床５（撥水層１１）が形成される。
【００５８】
次に、路床５（撥水層１１）を締め固める。この締め固め時に前述のように撥水層１１の乾燥を促進してもよい。
次に、図４（Ｃ）に示すように、路床５（撥水層１１）の上面５ａ上に路盤６を形成する。
次に、図４（Ｄ）に示すように、路盤６の上面６ａ上に表層７を形成する。ここで、表層７の外表面７ａから路床５の上面５ａまでの深度Ｌ１は、前述の凍結深度以深である。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【００５９】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤３の凹部３ｂの底面（地表面）に撥水剤１０を砂などの敷設材と共に供給して撥水層１１を形成すること（図４（Ｂ）参照）、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように表層７（地層）を形成すること（図４（Ｄ）参照）、を含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中（道路構造２中）における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００６０】
また本実施形態によれば、撥水層１１を形成することは、地盤３の凹部３ｂの底面（地表面）に撥水剤１０を供給するに先立って撥水剤１０を砂などの敷設材に混合すること、及び、撥水剤１０が混合された敷設材（撥水改良材）を地盤３の凹部３ｂの底面（地表面）に敷設することにより、地盤３の凹部３ｂの底面（地表面）に撥水剤１０を供給すること、を含む。それゆえ、撥水改良材のｐＨは撥水剤１０自体のｐＨよりも小さい。従って、本実施形態では、撥水改良材を地盤３の凹部３ｂの底面（地表面）に敷設することによって撥水層１１を地盤３の凹部３ｂの底面（地表面）に形成することにより、地盤３の凹部３ｂの底面（地表面）に撥水剤１０自体を直接散布するのに比べて撥水剤１０の塩基性を実質的に下げた状態で撥水剤１０を地盤３の凹部３ｂの底面（地表面）に供給することができ、ひいては作業性を改善することができる。尚、前述したように、撥水剤１０中のアルカリ金属シリコネートについては、その状態（不安定な状態）を維持するために撥水剤１０中の溶媒が強塩基性になっているので、撥水剤１０を大量の水などで希釈して塩基性を下げることが難しい。ゆえに、本実施形態における地盤改良方法については、強塩基性の撥水剤１０を用いるときに特に効果大である。
【００６１】
図５（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第４実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第２実施形態（図３参照）と異なる点について説明する。
【００６２】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図５（Ａ）に示すように、地盤３の地表面３ａに凹部３ｂを形成する。
次に、図５（Ｂ）に示すように、地盤３の凹部３ｂの底面上に路床５を形成する。
次に、図５（Ｃ）に示すように、路床５の上面５ａ上に撥水性を有する路盤６（撥水層１１）を形成する。ここで、路床５の上面５ａから路盤６の上面６ａまでの深度Ｌ２は、前述の凍結深度以深である。
【００６３】
ここで、路盤６（撥水層１１）の形成方法について説明する。
まず、路床５の上面５ａ上に砕石などの敷設材を敷設するに先立って、敷設材に撥水剤１０を混合して撥水改良材を形成する。この撥水改良材の形成時に、敷設材と撥水剤１０とを混合するに先立って、敷設材の含水比を測定し、この測定した敷設材の含水比に基づいて、敷設材と撥水剤１０との混合比を設定した上で、敷設材と撥水剤１０とを混合してもよい。
【００６４】
次に、前述の撥水改良材を路床５の上面５ａに敷設する。これにより、路床５の上面５ａ上に撥水剤１０が供給される。ここで、路床５の上面５ａに敷設される撥水改良材については、撥水改良材を構成する撥水剤１０中の溶媒が十分に存在する状態で（すなわち、撥水改良材が湿った状態で）路床５の上面５ａに敷設される。ゆえに、撥水層１１については、撥水改良材が敷設された直後においては、撥水剤１０中の溶媒によって湿った状態である。
このようにして、路床５の上面５ａ上に路盤６（撥水層１１）が形成される。
【００６５】
次に、路盤６（撥水層１１）を締め固める。この締め固め時に前述のように撥水層１１の乾燥を促進してもよい。
次に、図５（Ｄ）に示すように、路盤６の上面６ａ上に表層７を形成する。ここで、表層７の外表面７ａから路盤６の上面６ａまでの深度Ｌ２は、前述の凍結深度以深である。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【００６６】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、路床５の上面５ａ（地表面）に撥水剤１０を砕石などの敷設材と共に供給して撥水層１１を形成すること（図５（Ｃ）参照）、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように表層７（地層）を形成すること（図５（Ｄ）参照）、を含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中（道路構造２中）における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００６７】
また本実施形態によれば、撥水層１１を形成することは、路床５の上面５ａ（地表面）に撥水剤１０を供給するに先立って撥水剤１０を砕石などの敷設材に混合すること、及び、撥水剤１０が混合された敷設材（撥水改良材）を路床５の上面５ａ（地表面）に敷設することにより、路床５の上面５ａ（地表面）に撥水剤１０を供給すること、を含む。それゆえ、撥水改良材のｐＨは撥水剤１０自体のｐＨよりも小さい。従って、本実施形態では、撥水改良材を路床５の上面５ａ（地表面）に敷設することによって撥水層１１を路床５の上面５ａ（地表面）に形成することにより、路床５の上面５ａ（地表面）に撥水剤１０自体を直接散布するのに比べて撥水剤１０の塩基性を実質的に下げた状態で撥水剤１０を路床５の上面５ａ（地表面）に供給することができ、ひいては作業性を改善することができる。尚、前述したように、撥水剤１０中のアルカリ金属シリコネートについては、その状態（不安定な状態）を維持するために撥水剤１０中の溶媒が強塩基性になっているので、撥水剤１０を大量の水などで希釈して塩基性を下げることが難しい。ゆえに、本実施形態における地盤改良方法については、強塩基性の撥水剤１０を用いるときに特に効果大である。
【００６８】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第５実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第１実施形態（図１参照）と異なる点について説明する。
【００６９】
本実施形態では、図６（Ａ）に示す既存の地盤構造１（道路構造２）について、路床５に撥水性を付与して撥水層１１を形成する。
【００７０】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図６（Ｂ）に示すように、表層７の外表面７ａ側から表層７及び路盤６を経て路床５内に至るようにボーリング孔（図示せず）を穿孔して、このボーリング孔に注入管１５を挿入する。尚、この注入管１５の下端部には複数の孔（図示せず）が予め形成されている。
【００７１】
次に、図６（Ｂ）に示すように、注入管１５の上部開口から撥水剤１０を注入管１５内に供給して注入管１５の下端部の複数の孔から路床５内に撥水剤１０を注入する。これにより、撥水剤１０が路床５に供給されて、撥水層１１が形成される（図６（Ｃ）参照）。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【００７２】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤構造１（地盤）のうち表層７の外表面７ａ（地表面）よりも下位の部分（路床５）に撥水剤１０を注入することにより、当該部分（路床５）に撥水層１１を形成することを含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００７３】
また本実施形態によれば、表層７の外表面７ａ（地表面）から撥水層１１までの深度Ｌ１は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００７４】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第６実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第２実施形態（図３参照）と異なる点について説明する。
【００７５】
本実施形態では、図７（Ａ）に示す既存の地盤構造１（道路構造２）について、路盤６に撥水性を付与して撥水層１１を形成する。
【００７６】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図７（Ｂ）に示すように、表層７の外表面７ａ側から表層７を経て路盤６内に至るようにボーリング孔（図示せず）を穿孔して、このボーリング孔に注入管１５を挿入する。尚、この注入管１５の下端部には複数の孔（図示せず）が予め形成されている。
【００７７】
次に、図７（Ｂ）に示すように、注入管１５の上部開口から撥水剤１０を注入管１５内に供給して注入管１５の下端部の複数の孔から路盤６内に撥水剤１０を注入する。これにより、撥水剤１０が路盤６に供給されて、撥水層１１が形成される（図７（Ｃ）参照）。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【００７８】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤構造１（地盤）のうち表層７の外表面７ａ（地表面）よりも下位の部分（路盤６）に撥水剤１０を注入することにより、当該部分（路盤６）に撥水層１１を形成することを含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００７９】
また本実施形態によれば、表層７の外表面７ａ（地表面）から撥水層１１までの深度Ｌ２は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００８０】
図８（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第７実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第１実施形態（図１参照）と異なる点について説明する。
【００８１】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、路面である地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成する。この地盤３の地表面３ａへの撥水剤１０の供給と撥水層１１の形成とが、本発明の「地表面に撥水剤を供給して撥水層を形成すること」に対応する。地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を供給することの具体例としては、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を散布すること、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を噴霧すること、及び、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を吹き付けることを挙げることができる。
【００８２】
次に、地盤３の地表面３ａを構成する土砂を撥水剤１０と共に撹拌して混合し、締め固める。ここで、地表面３ａを構成する土砂が本発明の「地表面の構成材」に対応する。
地盤３の地表面３ａ（撥水層１１）の締め固めには、ロードローラーなどの締固め用機械（図示せず）が用いられてもよい。締固め用機械を用いる場合には、締固め用機械の排ガスを撥水層１１に送気することにより、撥水層１１の乾燥を促進することができる。この排ガスの温度は、撥水層１１の周辺の空気の温度よりも高くなり得る。また、この排ガス中の二酸化炭素濃度は、撥水層１１の周辺の空気中の二酸化炭素濃度よりも高くなり得る。また、この排ガスの湿度（相対湿度）は、撥水層１１の周辺の空気の湿度（相対湿度）よりも低くなり得る。
【００８３】
次に、図８（Ｃ）に示すように、地盤３の地表面３ａ上（撥水層１１上）に路盤６を形成する。
次に、図８（Ｄ）に示すように、路盤６の上面６ａ上に表層７を形成する。ここで、表層７の外表面７ａから撥水層１１までの深度Ｌ３は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層１１は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【００８４】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成すること（図８（Ａ）及び（Ｂ）参照）、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように表層７（地層）を形成すること（図８（Ｄ）参照）、を含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中（道路構造２中）における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００８５】
また本実施形態によれば、撥水層１１を形成することは、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を供給すること、地盤３の地表面３ａを構成する土砂（地表面の構成材）を、前記供給された撥水剤１０と共に撹拌すること、及び、この撹拌された土砂（地表面の構成材）を締め固めること、を含む。これにより、撥水層１１における撥水性の均一化を図ることができると共に、撥水層１１の強度を向上させることができる。
【００８６】
また本実施形態によれば、表層７の外表面７ａ（地層の表面、地表面）から撥水層１１（第２の層）までの深度Ｌ３は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中（道路構造２中）における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００８７】
また本実施形態によれば、撥水剤１０はアルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する。これにより、地盤３の地表面３ａに供給された撥水剤１０中のアルカリ金属シリコネートについては、撥水剤１０中の溶媒が蒸発して減少して撥水剤のｐＨが減少すること、及び、アルカリ金属シリコネートが地盤３の地表面３ａの周辺の空気中の二酸化炭素と反応することにより、架橋性ネットワークが地盤３の地表面３ａ及び内部に形成され得る。この架橋性ネットワークによって地盤３の地表面３ａに疎水性（撥水性）が付与され得る。すなわち、地盤３の地表面３ａ側部分を撥水層１１とすることができる。
【００８８】
図９（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第８実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第３実施形態（図４参照）と異なる点について説明する。
【００８９】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図９（Ａ）に示すように、路面である地盤３の地表面３ａに撥水性を有する路床５（撥水層１１）を形成する。
【００９０】
ここで、路床５（撥水層１１）の形成方法について説明する。
まず、地盤３の地表面３ａ上に砂などの敷設材を敷設するに先立って、敷設材に撥水剤１０を混合して撥水改良材（図示せず）を形成する。この撥水改良材の形成時に、敷設材と撥水剤１０とを混合するに先立って、敷設材の含水比を測定し、この測定した敷設材の含水比に基づいて、敷設材と撥水剤１０との混合比を設定した上で、敷設材と撥水剤１０とを混合してもよい。
【００９１】
次に、前述の撥水改良材を地盤３の地表面３ａに敷設する。これにより、地盤３の地表面３ａ上に撥水剤１０が供給される。ここで、地盤３の地表面３ａに敷設される撥水改良材については、撥水改良材を構成する撥水剤１０中の溶媒が十分に存在する状態で（すなわち、撥水改良材が湿った状態で）地盤３の地表面３ａに敷設される。ゆえに、撥水層１１については、撥水改良材が敷設された直後においては、撥水剤１０中の溶媒によって湿った状態である。
このようにして、地盤３の地表面３ａ上に路床５（撥水層１１）が形成される。
【００９２】
次に、路床５（撥水層１１）を締め固める。この締め固め時に前述のように撥水層１１の乾燥を促進してもよい。
次に、図９（Ｂ）に示すように、路床５（撥水層１１）の上面５ａ上に路盤６を形成する。
次に、図９（Ｃ）に示すように、路盤６の上面６ａ上に表層７を形成する。ここで、表層７の外表面７ａから路床５の上面５ａまでの深度Ｌ４は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層１１は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【００９３】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を砂などの敷設材と共に供給して撥水層１１を形成すること（図９（Ａ）参照）、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように表層７（地層）を形成すること（図９（Ｃ）参照）、を含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中（道路構造２中）における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００９４】
また本実施形態によれば、撥水層１１を形成することは、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を供給するに先立って撥水剤１０を砂などの敷設材に混合すること、及び、撥水剤１０が混合された敷設材（撥水改良材）を地盤３の地表面３ａに敷設することにより、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を供給すること、を含む。それゆえ、撥水改良材のｐＨは撥水剤１０自体のｐＨよりも小さい。従って、本実施形態では、撥水改良材を地盤３の地表面３ａに敷設することによって撥水層１１を地盤３の地表面３ａに形成することにより、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０自体を直接散布するのに比べて撥水剤１０の塩基性を実質的に下げた状態で撥水剤１０を地盤３の地表面３ａに供給することができ、ひいては作業性を改善することができる。尚、前述したように、撥水剤１０中のアルカリ金属シリコネートについては、その状態（不安定な状態）を維持するために撥水剤１０中の溶媒が強塩基性になっているので、撥水剤１０を大量の水などで希釈して塩基性を下げることが難しい。ゆえに、本実施形態における地盤改良方法については、強塩基性の撥水剤１０を用いるときに特に効果大である。
【００９５】
また本実施形態によれば、表層７の外表面７ａ（地層の表面、地表面）から撥水層１１（第２の層）までの深度Ｌ４は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中（道路構造２中）における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中（道路構造２中）におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中（道路構造２中）における凍上現象の発生を抑制することができる。
【００９６】
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第９実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第７実施形態（図８参照）と異なる点について説明する。
【００９７】
本実施形態において、地盤構造１は、地盤３と盛土８を含む。撥水層１１は地盤３に形成される。
【００９８】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、前述の第７実施形態と同様に、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成する。
次に、前述の第７実施形態と同様に、地盤３の地表面３ａを構成する土砂を撥水剤１０と共に撹拌して混合し、締め固める。この締め固め時に前述のように撥水層１１の乾燥を促進してもよい。
【００９９】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、地盤３の地表面３ａ上（撥水層１１上）に盛土８を形成する。ここで盛土８の上面８ａが本発明の「地層の表面」に対応しており、盛土８が撥水層１１を覆うように撥水層１１の上方に形成されている。また、上面８ａを有する盛土８が本発明の「地表面を有する第１の層」に対応する。また、撥水層１１が本発明の「第１の層よりも下位に位置して撥水性を有する第２の層」に対応する。
【０１００】
盛土８の上面８ａから撥水層１１までの深度Ｌ５は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層１１は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【０１０１】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を供給して撥水層１１を形成すること（図１０（Ａ）及び（Ｂ）参照）、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように盛土８（地層）を形成すること（図１０（Ｃ）参照）、を含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１０２】
また本実施形態によれば、盛土８の上面８ａ（地層の表面、地表面）から撥水層１１（第２の層）までの深度Ｌ５は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１０３】
また本実施形態によれば、地盤構造１は、上面８ａ（地表面）を有する盛土８（第１の層）と、盛土８（第１の層）よりも下位に位置して撥水性を有する撥水層１１（第２の層）と、を備える。これにより、撥水層１１（第２の層）によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１０４】
また本実施形態によれば、盛土８の下方に撥水層１１が形成されている。これにより、地盤３側から盛土８への地下水の供給が撥水層１１によって抑制されるので、盛土８中の水分量の増加を抑制することができ、ひいては、盛土８の法面（図示せず）の崩壊を抑制することができる。
【０１０５】
図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１０実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第８実施形態（図９参照）と異なる点について説明する。
【０１０６】
本実施形態において、地盤構造１は、地盤３と撥水層１１と盛土８を含む。
【０１０７】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図１１（Ａ）に示すように、前述の第８実施形態と同様に、地盤３の地表面３ａ上に前述の撥水改良材を敷設して、地盤３の地表面３ａ上に撥水層１１を形成する。
次に、前述の第８実施形態と同様に、撥水層１１を締め固める。この締め固め時に前述のように撥水層１１の乾燥を促進してもよい。
【０１０８】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、撥水層１１上に盛土８を形成する。ここで盛土８の上面８ａが本発明の「地層の表面」に対応しており、盛土８が撥水層１１を覆うように撥水層１１の上方に形成されている。また、上面８ａを有する盛土８が本発明の「地表面を有する第１の層」に対応する。また、撥水層１１が本発明の「第１の層よりも下位に位置して撥水性を有する第２の層」に対応する。
【０１０９】
盛土８の上面８ａから撥水層１１までの深度Ｌ６は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層１１は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【０１１０】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤３の地表面３ａに撥水剤１０を敷設材と共に供給して撥水層１１を形成すること（図１１（Ａ）参照）、及び、撥水層１１の上方に撥水層１１を覆うように盛土８（地層）を形成すること（図１１（Ｂ）参照）、を含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１１１】
また本実施形態によれば、盛土８の上面８ａ（地層の表面、地表面）から撥水層１１（第２の層）までの深度Ｌ６は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１１２】
また本実施形態によれば、地盤構造１は、上面８ａ（地表面）を有する盛土８（第１の層）と、盛土８（第１の層）よりも下位に位置して撥水性を有する撥水層１１（第２の層）と、を備える。これにより、撥水層１１（第２の層）によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１１３】
また本実施形態によれば、盛土８の下方に撥水層１１が形成されている。これにより、地盤３側から盛土８への地下水の供給が撥水層１１によって抑制されるので、盛土８中の水分量の増加を抑制することができ、ひいては、盛土８の法面（図示せず）の崩壊を抑制することができる。
【０１１４】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１１実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第９実施形態（図１０参照）と異なる点について説明する。
【０１１５】
本実施形態では、地盤３と盛土８とを含む既存の地盤構造１について、地盤３内に撥水層１１を形成する。
【０１１６】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図１２（Ａ）に示すように、盛土８の上面８ａ側から盛土８を経て地盤３内に至るようにボーリング孔（図示せず）を穿孔して、このボーリング孔に注入管１５を挿入する。尚、この注入管１５の下端部には複数の孔（図示せず）が予め形成されている。
【０１１７】
次に、図１２（Ａ）に示すように、注入管１５の上部開口から撥水剤１０を注入管１５内に供給して注入管１５の下端部の複数の孔から地盤３内に撥水剤１０を注入する。ここでは、図１２（Ａ）に示す撥水層形成予定領域１８内に撥水剤１０を行き渡らせるように地盤３内に撥水剤１０を注入する。この結果、撥水層形成予定領域１８に撥水層１１が形成される（図１２（Ｂ）参照）。このように撥水剤１０が地盤３に供給されて、撥水層１１が形成される（図１２（Ｂ）参照）。
【０１１８】
ここで、盛土８の上面８ａから撥水層形成予定領域１８及び撥水層１１までの深度Ｌ７は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層１１は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【０１１９】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤構造１（地盤）のうち盛土８の上面８ａ（地表面）よりも下位の部分（地盤３）に撥水剤１０を注入することにより、当該部分（地盤３）に撥水層１１を形成することを含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１２０】
また本実施形態によれば、盛土８の上面８ａ（地表面）から撥水層１１までの深度Ｌ７は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１２１】
また本実施形態によれば、盛土８の下方に撥水層１１が形成されている。これにより、地盤３側から盛土８への地下水の供給が撥水層１１によって抑制されるので、盛土８中の水分量の増加を抑制することができ、ひいては、盛土８の法面（図示せず）の崩壊を抑制することができる。
【０１２２】
図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１２実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第１１実施形態（図１２参照）と異なる点について説明する。
【０１２３】
本実施形態では、地盤３と盛土８とを含む既存の地盤構造１について、盛土８内に撥水層１１を形成する。
【０１２４】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図１３（Ａ）に示すように、盛土８の上面８ａ側から盛土８内に至るようにボーリング孔（図示せず）を穿孔して、このボーリング孔に注入管１５を挿入する。尚、この注入管１５の下端部には複数の孔（図示せず）が予め形成されている。
【０１２５】
次に、図１３（Ａ）に示すように、注入管１５の上部開口から撥水剤１０を注入管１５内に供給して注入管１５の下端部の複数の孔から盛土８内に撥水剤１０を注入する。ここでは、図１３（Ａ）に示す撥水層形成予定領域１９内に撥水剤１０を行き渡らせるように盛土８内に撥水剤１０を注入する。この結果、撥水層形成予定領域１９に撥水層１１が形成される（図１３（Ｂ）参照）。このように撥水剤１０が盛土８に供給されて、撥水層１１が形成される（図１３（Ｂ）参照）。ここで、撥水層１１は盛土８の一部である。
【０１２６】
盛土８の上面８ａから撥水層形成予定領域１９及び撥水層１１までの深度Ｌ８は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層１１は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【０１２７】
本実施形態おいて、盛土８のうち上面８ａと撥水層１１との間の部分が本発明の「地表面を有する第１の層」に対応する。また、撥水層１１が本発明の「第１の層よりも下位に位置して撥水性を有する第２の層」に対応する。
【０１２８】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤構造１（地盤）のうち盛土８の上面８ａ（地表面）よりも下位の部分（撥水層形成予定領域１９）に撥水剤１０を注入することにより、当該部分（撥水層形成予定領域１９）に撥水層１１を形成することを含む。これにより、撥水層１１によって地盤構造１中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１２９】
また本実施形態によれば、盛土８の上面８ａ（地表面）から撥水層１１までの深度Ｌ８は凍結深度以深である。これにより、地盤構造１中における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤構造１中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤構造１中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１３０】
また本実施形態によれば、撥水層１１（第２の層）は盛土８の一部である。これにより、盛土８における撥水層１１より上側の部分への地下水の供給が撥水層１１によって抑制されるので、盛土８における撥水層１１より上側の部分中の水分量の増加を抑制することができ、ひいては、盛土８の法面（図示せず）の崩壊を抑制することができる。
【０１３１】
図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１３実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
前述の第１１実施形態（図１２参照）と異なる点について説明する。
【０１３２】
本実施形態では、宅地などの敷地の地盤構造１について、地盤構造１を構成する地盤３内に撥水層１１を形成する。
【０１３３】
本実施形態における地盤改良方法では、まず、図１４（Ａ）に示すように、地表面３ａ側から地盤３内に至るようにボーリング孔（図示せず）を穿孔して、このボーリング孔に注入管１５を挿入する。尚、この注入管１５の下端部には複数の孔（図示せず）が予め形成されている。
【０１３４】
次に、図１４（Ａ）に示すように、注入管１５の上部開口から撥水剤１０を注入管１５内に供給して注入管１５の下端部の複数の孔から地盤３内に撥水剤１０を注入する。ここでは、図１４（Ａ）に示す撥水層形成予定領域１８内に撥水剤１０を行き渡らせるように地盤３内に撥水剤１０を注入する。この結果、撥水層形成予定領域１８に撥水層１１が形成される（図１４（Ｂ）参照）。このように撥水剤１０が地盤３に供給されて、撥水層１１が形成される（図１４（Ｂ）参照）。
【０１３５】
ここで、地表面３ａから撥水層形成予定領域１８及び撥水層１１までの深度Ｌ９は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層１１は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
【０１３６】
本実施形態において、地盤３のうち撥水層１１と地表面３ａとの間の部分が本発明の「地表面を有する第１の層」に対応する。また、撥水層１１が本発明の「第１の層よりも下位に位置して撥水性を有する第２の層」に対応する。
【０１３７】
特に本実施形態によれば、地盤改良方法は、地盤３のうち地表面３ａよりも下位の部分（撥水層形成予定領域１８）に撥水剤１０を注入することにより、当該部分（撥水層形成予定領域１８）に撥水層１１を形成することを含む。これにより、撥水層１１によって地盤３中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤３中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤３中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１３８】
また本実施形態によれば、地表面３ａから撥水層１１までの深度Ｌ９は凍結深度以深である。これにより、地盤３中における凍結深度より上位の部分への地下水の移動が撥水層１１によって抑制され得るので、地盤３中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤３中における凍上現象の発生を抑制することができる。
【０１３９】
尚、前述の実施形態のうち撥水改良材を用いて撥水層１１を形成するものにおいて、撥水改良材を構成する敷設材として粘土及び／又は砂を用いてもよい。ここで、粘土は、例えば、粒径が５μｍ以下である粒子によって構成される。砂は、例えば、粒径が６２．５μｍ以上かつ２ｍｍ以下である粒子によって構成される。
【０１４０】
また、撥水改良材を構成する敷設材として土砂を用いてもよい。敷設材として土砂を用いる場合には、当該土砂に撥水剤１０を混合して撥水改良材を形成するに先立って、土砂を構成する粒子（土粒子）の粒径が所定値以下となるように当該土砂のスクリーニングが行われ得る。この所定値は、好ましくは４０ｍｍであり、更に好ましくは９．５ｍｍである。このスクリーニングにより、当該土砂を構成する粒子の粒径が前述の所定値以下となる。このスクリーニングには、「ＪＩＳ  Ａ  １２０４  土の粒度試験方法」で用いられる金属製網ふるいを用いてもよい。また、当該土砂は現地発生土であってもよい。
【０１４１】
また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１４２】
１  地盤構造
２  道路構造
３  地盤
３ａ  地表面
３ｂ  凹部
５  路床
５ａ  上面
６  路盤
６ａ  上面
７  表層
７ａ  外表面
８  盛土
８ａ  上面
１０  撥水剤
１１  撥水層
１５  注入管
１８，１９  撥水層形成予定領域
【図１】
2018084040.tif 000003
【図２】
2018084040.tif 000004
【図３】
2018084040.tif 000005
【図４】
2018084040.tif 000006
【図５】
2018084040.tif 000007
【図６】
2018084040.tif 000008
【図７】
2018084040.tif 000009
【図８】
2018084040.tif 000010
【図９】
2018084040.tif 000011
【図１０】
2018084040.tif 000012
【図１１】
2018084040.tif 000013
【図１２】
2018084040.tif 000014
【図１３】
2018084040.tif 000015
【図１４】
2018084040.tif 000016