(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた排水性および遮水性を維持しながら、排水層へのセメントモルタルを始めとする充填材の浸入を有意に防止することができるトンネル用排水材とトンネル用排水材が配置されたトンネル用の構造物を提供する。【解決手段】透水層１と、排水層２と、遮水層３とを含むトンネル用排水材１０であり、前記排水層は、前記透水層と前記遮水層との間に配置されていて、前記透水層は、少なくとも２層の繊維集合物層１ａ、１ｂを含み、前記排水層に対応して配置される繊維集合物層１ａは、他の繊維集合物層１ｂよりも密であるトンネル用排水材、ならびに吹付けコンクリート層と、覆工コンクリート層と、前記トンネル用排水材とを含むトンネル用の構造物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透水層と、排水層と、遮水層とを含むトンネル用排水材であり、
前記排水層は、前記透水層と前記遮水層との間に配置されていて、
前記透水層は、少なくとも２層の繊維集合物層を含み、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層は、他の繊維集合物層よりも密である、
トンネル用排水材。
【請求項２】
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の密度は、１２５ｋｇ／ｍ３以上４５０ｋｇ／ｍ３以下であり、前記他の繊維集合物層の密度は、５０ｋｇ／ｍ３以上１２５ｋｇ／ｍ３未満である、請求項１に記載のトンネル用排水材。
【請求項３】
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均細孔径と、前記他の繊維集合物層の平均細孔径とを比較すると、
前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均細孔径は、前記他の繊維集合物層の平均細孔径よりも小さく、
前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均細孔径は、１５μｍ以上４０μｍ以下であり、前記他の繊維集合物層の平均細孔径は、３５μｍ以上１００μｍ以下である、
請求項１または２に記載のトンネル用排水材。
【請求項４】
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の表面および前記他の繊維集合物層の表面について、露出繊維の本数を測定すると、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の表面の露出繊維の本数が、前記他の繊維集合物層の表面の露出繊維の本数の１．２倍以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
【請求項５】
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の表面および前記他の繊維集合物層の表面について、露出繊維の長さおよびその本数を測定すると、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の表面において２５μｍ以上５０μｍ未満の長さを有する露出繊維の本数が、前記他の繊維集合物層の表面において２５μｍ以上５０μｍ未満の長さを有する露出繊維の本数の２倍以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
【請求項６】
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均繊維径は、前記他の繊維集合物層の平均繊維径よりも小さく、
前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均繊維径は、６μｍ以上２０μｍ以下であり、前記他の繊維集合物層の平均繊維径は、１５μｍ以上４０μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
【請求項７】
前記排水層の見掛け密度は、１０ｋｇ／ｍ３以上１００ｋｇ／ｍ３以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
【請求項８】
前記排水層が、熱可塑性樹脂から形成される網状体、立体成型ネットおよび成形体からなる群から選択される少なくとも１つである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
【請求項９】
前記排水層が２以上に分割されて帯状に間隔を開けて配置されていて、前記帯状の排水層の幅が５ｃｍ以上１００ｃｍ以下であり、前記排水層が存在しない部分において、前記透水層と前記遮水層とが結合している、請求項１〜８のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
【請求項１０】
トンネル用の構造物であり、
吹付けコンクリート層と、覆工コンクリート層と、請求項１〜９のいずれか１項に記載のトンネル用排水材とを含み、
前記トンネル用排水材は、前記吹付けコンクリート層と、前記覆工コンクリート層との間に配置されていて、
前記トンネル用排水材の透水層が前記吹付けコンクリート層に対向して配置され、前記トンネル用排水材の遮水層が前記覆工コンクリート層に対向して配置されている、
構造物。
【請求項１１】
前記吹付けコンクリート層と、前記トンネル用排水材の透水層との間に充填材から形成される層をさらに含む、請求項１０に記載の構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、山岳地帯に建設され得る、吹付けコンクリート、ロックボルト、覆工コンクリートなどで構成され得るトンネルに用いることができる排水性と遮水性とに優れるトンネル用排水材、かかるトンネル用排水材を含むトンネル用の構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル、特に地下水や湧水の豊富な山岳地帯に建設され得る山岳トンネルでは、地山側に設けた吹付けコンクリート層に亀裂、ひび割れが生じると、そこから地下水や湧水が覆工コンクリート層側に浸入して様々な問題を引き起こすことがある。トンネルの建設中および建設後に、地下水や湧水によって安全上の問題が生じるのを防ぐために、地山側に設けた吹付けコンクリートの層と、それを覆い、トンネル壁面を構成する覆工コンクリート層との間に、排水機能を有する遮水シート材（「トンネル用排水材」ともいう）を配置することで、吹付けコンクリート層内に浸入した地下水や湧水を排水している（特許文献１〜５）。トンネル用排水材は、一般に、樹脂製の遮水シート（「遮水層」ともいう）と、その上に配置される透水性の不織布（「透水層」ともいう）とを含む。特に湧水が多い場所では、かかる不織布と遮水シートとの間にシート状の網状体などの通水層（「排水層」ともいう）を配置して、その排水性を高めることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９７１９９号公報
【特許文献２】特開２０１６−３４７０号公報
【特許文献３】特許第２５２６９３２号明細書
【特許文献４】特許第４０９６０７４号明細書
【特許文献５】特許第６０４５７３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
山岳トンネルを建設する際、従来の新オーストリアトンネル工法を改良した、背面平滑型トンネルライニング工法（「ＦＩＬＭ工法(Flat Insulated Lining Method）」、ハイ・イータス工法ともいう）でトンネルが建設されることもある。ＦＩＬＭ工法では、地山側に吹付けコンクリート層を設け、吹付けコンクリート層に対し各種トンネル用排水材を配置した後、吹付けコンクリート層とトンネル用排水材との間に充填材を充填して空間を埋めている。このとき、充填材として、セメントモルタル（セメントと砂と水との混合物であり、単に「モルタル」と呼ぶ場合や、「ノロ」と呼ぶ場合もある）を始めとするセメント系の充填材や、水ガラスを用いた充填材、ウレタン樹脂を用いた充填材などが使用され得るが、一般的にはセメントモルタルが使用されることが多い。セメントモルタルを吹付けコンクリート層とトンネル用排水材との間に注入することで空隙をなくすとともに、トンネル用排水材の波打ちを防止することができる。
【０００５】
ＦＩＬＭ工法を用いて山岳トンネルを建設する際、吹付けコンクリート層とトンネル用排水材との間には大量のセメントモルタルが充填され得る。充填されたセメントモルタルが十分に硬化し、流動性を失うまでの間、セメントモルタルは重力により下向きに流れようとする傾向がある。このとき、トンネルの天井面に相当する部分に充填されたセメントモルタルには、セメントモルタル自体に作用する重力および地山からの圧力がセメントモルタルをトンネル用排水材内部に浸入するように働く。そのため、トンネル用排水材のうち、特にトンネル天井面に位置する部分に敷設した排水材には、排水材を構成する不織布などの透水層の内部にセメントモルタルが深く浸入し、場合によってはセメントモルタルが排水層に達し、排水層の内部で硬化することで排水層の空隙を閉塞させてしまい、設計した排水性能が発揮されなくなるおそれがある。排水層内で硬化したセメントモルタルなどの充填材により、排水層の排水性能が低下すると、地下水や湧水の多い場所では、所望の排水性が発揮されず、遮水シート材が破損し、トンネル内部への漏水を引き起こすことがある。
【０００６】
そこで、本開示は、優れた排水性および遮水性を維持しながら、排水層へのセメントモルタルを始めとする充填材の浸入を有意に防止することができるトンネル用排水材の提供ならびにかかるトンネル用排水材を含むトンネル用の構造物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、透水層と、排水層と、遮水層とを含むトンネル用排水材であり、前記排水層は、前記透水層と前記遮水層との間に配置されていて、前記透水層は、少なくとも２層の繊維集合物層を含み、前記排水層に対向して配置される（又は前記遮水層に対向して配置される）繊維集合物層（又は内側を向いて配置される繊維集合物層）は、他の繊維集合物層（又は外側を向いて配置される繊維集合物層）よりも密であるトンネル用排水材を提供する。
【０００８】
また、本開示は、トンネル用の構造物であり、吹付けコンクリート層と、覆工コンクリート層と、前記トンネル用排水材とを含み、前記トンネル用排水材が、前記吹付けコンクリート層と、前記覆工コンクリート層との間に配置されていて、前記トンネル用排水材の透水層が前記吹付けコンクリート層に対向して配置され、前記トンネル用排水材の遮水層が前記覆工コンクリート層に対向して配置されている構造物を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、優れた排水性および遮水性を有するだけでなく、吹付けコンクリート層と排水材との間にある隙間にセメントモルタルを始めとする充填材を充填したときに、充填した充填材が硬化するまでの間、排水層へのセメントなどの浸入を有意に防止することのできるトンネル用排水材ならびにかかるトンネル用排水材を含むトンネル用の構造物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に従うトンネル用排水材を模式的に示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に従うトンネル用排水材の排水機能を模式的に示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に従うトンネル用の構造物を模式的に示す概略図である。
【図４】図３に示すトンネル用の構造物の一部（破線部分）を拡大して模式的に示す概略図である。
【図５】本発明の別の実施形態に従うトンネル用排水材（透水層は省略して、排水層および遮水層のみを示す）をその上側から模式的に示す概略図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’での断面を模式的に示す概略図である。
【図７】露出繊維の長さおよび本数を測定するための方法を模式的に示す概略図である。
【図８】露出繊維が大きく曲がっている場合の露出繊維の長さおよび本数を測定するための方法を模式的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下にて、添付の図面を参照しながら、トンネル用排水材について詳しく説明するが、トンネル用排水材は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
例えば、図１に示す通り、トンネル用排水材１０は、透水層１と、排水層２と、遮水層３とを含み、排水層２が、透水層１と遮水層３との間に配置されるように構成され得る。
【００１３】
透水層１は、水を透過することができる層状のものであり、例えば、以下にて詳細に説明する少なくとも２層の繊維集合物層１ａ、１ｂ（例えば、不織布、織物、編物など）を含む。尚、図示する実施形態では、透水層１において、２つの繊維集合物層が含まれるが、透水層１に含まれる繊維集合物層は２層に限定されず、３層以上の層を含んでいてもよい。その場合、以下にて詳細に説明する繊維集合物層１ｂと同様の層を、繊維集合物層１ａを除く他の層として同様に有していてもよい。
【００１４】
排水層２は、例えば図２に示す通り、透水層１を通過した水が、遮水機能を有する遮水層３に沿って平行方向に、排水層２の内部を通過するように構成され得るものである。水が通過することができれば、排水層２の構成に特に制限はなく、例えば、以下にて詳しく説明する樹脂から形成され得る網状体、立体成型ネット、成形体などを好適に使用することができる。
【００１５】
遮水層３は、例えば図２に示す通り、水の透過を防止するように構成され得るものである。遮水層３は、水を透過しないものであれば、その材料に特に制限はない。例えば、以下にて詳しく説明する樹脂から形成され得るシート状の遮水層を好適に使用することができる。
【００１６】
透水層１、排水層２、遮水層３は、前記構成部材（すなわち透水層、排水層、遮水層）が分離してしまわないよう、他の構成部材との接触面において、実質的に全面で結合していてもよいし、他の構成部材との接触面において少なくとも一部が結合していてもよい。前記構成部材同士を結合する際は公知の結合方法にて結合させることができ、各構成部材に含まれる熱可塑性樹脂を溶融して接着させる熱接着や、ホットメルト樹脂などの接着剤を用いて各構成部材同士を結合させることができる。
【００１７】
トンネル用排水材１０は、透水層１に含まれる少なくとも２層の繊維集合物層１ａ、１ｂに１つの特徴を有する。排水層２に対向して配置され得る繊維集合物層１ａは、他の繊維集合物層１ｂよりも密である。なお、透水層１に含まれる繊維集合物層が３層以上の場合も排水層２に対向して配置され得る繊維集合物層が他の繊維集合物層よりも密である。
本開示において、繊維集合物層が「密」であるとは、主に、他の繊維集合物層と比較して、繊維がより密集していることを意味する。
【００１８】
トンネル用排水材１０の内側に配置され得る繊維集合物層１ａが、トンネル用排水材１０の外側に配置され得る繊維集合物層１ｂよりも「密」であると、例えばＦＩＬＭ工法にて山岳トンネルを建設する場合、排水層２へのセメントモルタルなどの充填材の浸入を有意に防止することができ、なおかつトンネル用排水材１０の排水性を維持することができる。より具体的には、繊維集合物層１ａが上記の特徴を有することによって、充填材中に含まれるセメントや砂などのセメントモルタル成分の排水層への浸入を防止し、その一方で、充填材中の水分や湧水、空気などについては排水層へと排出することができる。
【００１９】
繊維集合物層の疎密は、例えば、繊維集合物層の表面の電子顕微鏡写真や、繊維集合物層の断面の電子顕微鏡写真などで確認することができる。
以下にて詳しく説明する通り、繊維集合物層の「密度」、「平均細孔径」、「平均繊維径」および繊維集合物層の表面の「露出繊維」の長さや本数などについては、以下の通りが好ましい。
【００２０】
・密度
例えば、繊維集合物層１ａの密度と、繊維集合物層１ｂの密度とを比較した場合、繊維集合物層１ａの密度は、好ましくは繊維集合物層１ｂの密度よりも大きい。
繊維集合物層１ａの密度は、例えば、１２５ｋｇ／ｍ３以上４５０ｋｇ／ｍ３以下が好ましい。より好ましくは１５０ｋｇ／ｍ３以上３５０ｋｇ／ｍ３以下、更により好ましくは１７０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下である。
繊維集合物層１ｂの密度は、例えば、５０ｋｇ／ｍ３以上１２５ｋｇ／ｍ３未満が好ましい。より好ましくは６０ｋｇ／ｍ３以上１２０ｋｇ／ｍ３以下、更により好ましくは７０ｋｇ／ｍ３以上１１５ｋｇ／ｍ３以下である。
繊維集合物層１ａ、１ｂにおいて、密度の差は、例えば、６０ｋｇ／ｍ３以上２００ｋｇ／ｍ３以下が好ましい。より好ましくは８０ｋｇ／ｍ３以上１８０ｋｇ／ｍ３以下、更により好ましくは１００ｋｇ／ｍ３以上１７０ｋｇ／ｍ３以下である。
【００２１】
・平均細孔径
例えば、透水層１において、繊維集合物層１ａの平均細孔径と、繊維集合物層１ｂの平均細孔径とを比較した場合、繊維集合物層１ａの平均細孔径は、好ましくは繊維集合物層１ｂの平均細孔径よりも小さい。
繊維集合物層１ａの平均細孔径は、例えば、１５μｍ以上４０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１８μｍ以上３８μｍ以下、更により好ましくは２０μｍ以上３６μｍ以下である。
繊維集合物層１ｂの平均細孔径は、例えば、３５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。より好ましくは３８μｍ以上７５μｍ以下、更により好ましくは４０μｍ以上６０μｍ以下である。
繊維集合物層１ａ、１ｂにおいて、平均細孔径の差は、例えば、１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１２μｍ以上２８μｍ以下、更により好ましくは１５μｍ以上２５μｍ以下である。
【００２２】
・平均繊維径
例えば、透水層１において、繊維集合物層１ａの平均繊維径と、繊維集合物層１ｂの平均繊維径とを比較した場合、繊維集合物層１ａの平均繊維径は、好ましくは繊維集合物層１ｂの平均繊維径よりも小さい。例えば、同じ熱可塑性樹脂を原料とし、同じ目付、同じ厚さの繊維集合物層であれば、平均繊維径の小さい繊維集合物層の方が構成繊維の本数が増えるため、繊維が互いに密集しやすくなり、内部構造が密な繊維集合物層になりやすいためである。
繊維集合物層１ａの平均繊維径は、例えば、６μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以上１８μｍ以下、更により好ましくは１０μｍ以上１５μｍ以下である。
繊維集合物層１ｂの平均繊維径は、例えば、１５μｍ以上４０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１６μｍ以上３５μｍ以下、更により好ましくは１８μｍ以上３０μｍ以下である。
繊維集合物層１ａ、１ｂにおいて、平均繊維径の差は、例えば、４μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下、更により好ましくは６μｍ以上１０μｍ以下である。
【００２３】
・露出繊維
例えば、透水層１において、繊維集合物層１ａの表面（例えば、排水層側の表面）および繊維集合物層１ｂの表面（例えば、外側表面）について、以下にて定義される露出繊維の長さおよび本数を測定した場合、繊維集合物層１ａの表面の露出繊維の本数は、好ましくは繊維集合物層１ｂの表面の露出繊維の本数よりも多い。露出繊維の数が多いほど、繊維集合物層に含まれる繊維は、より密に集合し得るので好ましい。
例えば、繊維集合物層１ａの表面の露出繊維の本数は、繊維集合物層１ｂの表面の露出繊維の本数の１．２倍以上５倍以下であることが好ましい。より好ましくは１．３倍以上４倍以下、更により好ましくは１．４倍以上３．５倍以下、特に好ましくは１．５倍以上３倍以下である。
また、露出繊維の長さがある程度短いものが多数存在することが好ましい。具体的には、不織布表面の一定面積内（例えば、２００μｍ四方の面積内）を特定の倍率（例えば、２００倍）で観察したときに、下記の定義で表される露出繊維のうち、長さ２５μｍ以上５０μｍ未満の繊維が多い方が好ましい。
繊維集合物層の表面を電子顕微鏡で観察したとき、観察している面に近い繊維は、その繊維のさらに上に位置する繊維が少ないため、露出している長さ、すなわち露出繊維としての長さが長い繊維として観察され得る。観察している面から近い繊維が何本か重なることで繊維に囲まれた孔が形成されるが、孔を形成している繊維よりも、観察している面から遠い、言い換えるならば、観察している面から深い位置にある繊維は、観察面に近い位置（すなわち、浅い位置）にある繊維同士で囲まれた孔を塞ぐように位置する。観察している面から遠い、すなわち深い位置にある繊維は異なる深さで何本もの繊維が重なっているため、露出繊維としての長さが短い繊維として観察され得る。下記にて定義される露出繊維のうち、長さが２５μｍ以上５０μｍ未満の繊維は、観察している面から近い、浅い位置にある繊維によって囲まれた孔を塞ぐように位置することで、繊維集合物層の平均孔径を小さくし、繊維集合物層の密度を大きくし得る、すなわち密な繊維集合物層にする働きがあると考えられる。
繊維集合物層１ａの表面において２５μｍ以上５０μｍ未満の長さを有する露出繊維の本数は、繊維集合物層１ｂの表面において２５μｍ以上５０μｍ未満の長さを有する露出繊維の本数の２倍以上１０倍以下であることが好ましい。より好ましくは２．５倍以上８倍以下、更により好ましくは３倍以上７．５倍以下である。
【００２４】
（露出繊維の長さおよび本数の測定）
「露出繊維」の定義ならびにその本数および長さの測定方法は、以下の通りである。
（１）繊維集合物層の表面を電子顕微鏡で撮影する（具体的には、２００倍の倍率で撮影する）。
（２）電子顕微鏡写真から、２００μｍ四方の区域を切り出す（以下、「測定区域」という）。このとき、測定区域内において、熱接着による接着点や、圧縮による圧搾点などの部分が含まれないようにすることが望ましい。
（３）測定区域（２００μｍ×２００μｍ）に存在する、以下の条件Ｉ、ＩＩを満たす繊維を「露出繊維」という。その本数をカウントし、「露出繊維の本数」とする。
Ｉ．測定区域内において、直径を確認できる部分が存在する繊維（平面で観察しているため、繊維の直径は、繊維の幅と認識され得る）。従って、測定区域内において、他の繊維がその上に重なることによって、直径（幅）を全く確認できない繊維は、露出繊維には含まれない。
ＩＩ．測定区域内において、他の繊維がその上に重なっていない部分（「露出部分」という）を有する繊維。
（４）本数をカウントした露出繊維について、以下の条件ＩＩＩ、ＩＶで「露出部分の長さ」を測定し、「露出繊維の長さ」とする。
ＩＩＩ．露出部分が複数ある場合、最長の部分を露出繊維の露出部分とする。
ＩＶ．露出部分の長さは、基本的には、当該露出部分の両端部における幅方向の線分の中点を結ぶ繊維の長さに沿う直線の長さとする（ただし、露出繊維が大きく曲がっていて露出部分の両端部における幅方向の線分の中点を結ぶ直線が繊維内にない場合（繊維からはみ出る場合）には、例えば図８および以下にて説明する通りに露出部分の長さを測定することができる）。
【００２５】
例えば、図７は、繊維集合物層の表面を電子顕微鏡で撮影した後に切り取った測定区域（２００μｍ×２００μｍ）を模式的に示す。測定区域内には、上記の条件を満たす６本の露出繊維Ｆ１〜Ｆ６が存在し、その露出部分の長さとして、上記の条件を満たす直線Ｌ１〜Ｌ６の長さを測定し、それぞれ、露出繊維Ｆ１〜Ｆ６の長さとする。通常、このような測定は、異なる複数の場所で行われ、露出繊維の本数および長さは、その平均として示されることが望ましい。測定回数は、例えば２回以上１０回以下、好ましくは５回以上１０回以下である。尚、実際には、電子顕微鏡で撮影される露出繊維は、図７で模式的に示されるよりも多くの繊維が重なって存在し得るが、このような繊維についても上記の方法に従って測定することができる。
【００２６】
また、例えば図８に模式的に示す通り、測定区域内において、露出繊維が大きく曲がっていて、露出部分の両端部における幅方向の線分の中点（Ｘ、Ｘ’）を結ぶ線分（Ｘ−Ｘ’）が、繊維内にない場合（繊維からはみ出る場合）、以下のようにして露出繊維の長さを求めることができる。尚、図示する測定区域では、説明の便宜上、大きく曲がった露出繊維を一本だけ例示しているが、他の繊維も存在していてもよく、このような他の繊維の存在を排除するものではない。
１）図８で例示する通り、線分Ｘ−Ｘ’の垂直二等分線ｘ−ｘ’を作成し、繊維の幅方向の線分の中点をＹとする。
２）図示する通り、線分Ｘ−Ｙ、Ｙ−Ｘ’が、繊維内にない場合（繊維からはみ出る場合）には、これらの線分（Ｘ−Ｙ及びＹ−Ｘ’）の垂直二等分線ｙ１−ｙ１’、ｙ２−ｙ２’をそれぞれ作成し、繊維の幅方向の線分の中点をそれぞれＺ、Ｚ’とする。
３）図示する通り、線分Ｘ−Ｚ、Ｚ−Ｙ、Ｙ−Ｚ’、Ｚ’−Ｘ’のすべてが繊維内に存在する場合、これらの線分（Ｘ−Ｚ、Ｚ−Ｙ、Ｙ−Ｚ’及びＺ’−Ｘ’）の長さの総和を「露出繊維の長さ」（又は「露出部分の長さ」）とする。
ただし、上述のようにして作成した線分が１つでも繊維内にない場合（繊維からはみ出る場合）には、繊維内にない線分について上記の手順を繰り返すことによって、すべての線分が繊維内に存在するようにして、「露出繊維の長さ」を算出することができる。
【００２７】
図８で示す「露出繊維の長さ」の算出方法は、例示に過ぎず、上記の垂直二等分線を使用した数学的手法を利用して、様々な湾曲形状（例えば、波状（Ｓ字状））の露出繊維の長さを算出することができる。
従って、本開示では、上述の図７および図８で例示する算出方法を組み合わせることによって、測定区域内の露出繊維の長さ及び本数を測定することができる。
【００２８】
＜排水材の用途＞
本開示の排水材は、排水性および遮水性の両方が必要とされるトンネル用排水材として特に制限なく使用することができる。特に、排水性および遮水性とともに、土砂などの粒子の混入を防止することが求められる用途に適している。そのなかでも、地下水や湧水の豊富な山岳地帯において、ＦＩＬＭ工法によってトンネルを建設する場合において、砂などを含むセメントモルタルの排水層への浸入を有意に防止することができるため、トンネル用の構造物の建設に特に適している。
【００２９】
以下にて、図を参照しながら、トンネル用の構造物について詳しく説明するが、トンネル用の構造物は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３０】
＜トンネル用の構造物＞
例えば、図３に示す通り、トンネル用の構造物１００は、少なくとも上述のトンネル用排水材１０１と、吹付けコンクリート層１０２と、覆工コンクリート層１０３とを含む。
例えば、図４に示す通り、トンネル用排水材１０１は、吹付けコンクリート層１０２と、覆工コンクリート層１０３との間に配置されていて、トンネル用排水材１０１の透水層１１１が吹付けコンクリート層１０２（又は充填材から形成され得る層１０４）に対向して配置され、トンネル用排水材１０１の遮水層１１３が覆工コンクリート層１０３に対向して配置されている。
【００３１】
例えば、ＦＩＬＭ工法では、吹付けコンクリート層１０２と、トンネル用排水材１０１の透水層１１１との間にセメントモルタルなどの充填材を注入するので、トンネル用の構造物１００は、かかる充填材から形成され得る層１０４をさらに含んでいてもよい（ＦＩＬＭ工法については、例えば、株式会社 ケー・エフ・シーの「背面平滑型トンネルライニング工法、ＦＩＬＭ（Flat Insulated Lining Method）工法、シート防水工 技術資料 Ｎｏ．Ｓ４９−２０４」や、トンネル工学報告集第２２巻／pp.233-238, 2012. 11、「山岳トンネルにおける新しい覆工工法の実用化に向けた課題の克服」を参照のこと）。
【００３２】
図３、４に示すトンネル用の構造物の実施形態において、トンネル用排水材１０１としては、上記のトンネル用排水材１０と同様のものを使用することができる。
【００３３】
トンネル用排水材およびトンネル用の構造物の各構成について
＜透水層＞
透水層とは、水を透過することができる層を意味し、少なくとも「繊維集合物」を含む。例えば、透水層は、少なくとも２層の繊維集合物層を含む。ここで、繊維集合物層とは、「少なくとも繊維集合物を含む層」として定義される。
【００３４】
「繊維集合物」とは、少なくとも１種類の繊維が互いに交差および／または重なった状態で交絡および／または結合することで形成され得るものである。
【００３５】
「少なくとも繊維集合物を含む層」（又は繊維集合物層）とは、少なくとも上記の繊維集合物が層状に成形されたものを意味する。
【００３６】
繊維集合物に含まれる「繊維」としては、特に制限はなく、耐水性、耐久性などの性質を有するものが好ましい。例えば、コットン、シルクおよびウールなどの天然繊維；ビスコースレーヨン、キュプラ、および溶剤紡糸セルロース繊維（例えば、レンチングリヨセル（登録商標）およびテンセル（登録商標））などの再生繊維；ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリルニトリルからなる（ポリ）アクリル系繊維、ポリカーボネート系繊維、ポリアセタール系繊維、ポリスチレン系繊維、および環状ポリオレフィン系繊維などの合成繊維などが挙げられる。
【００３７】
繊維集合物層としては、例えば、不織布、織物、編物などが挙げられる。所望の性能が簡便に調節できるとの観点から不織布が好ましい。
【００３８】
不織布としては、カードウェブ、エアレイドウェブ、湿式ウェブなどが挙げられる。カードウェブは、パラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスウェブ、およびクリスクロスウェブなどが挙げられる。不織布として、例えば、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、サーマルボンド不織布、およびケミカルボンド不織布などが挙げられる。
【００３９】
透水層に含まれる不織布の疎／密の程度を調節するために、さらに不織布をニードルパンチ処理、エンボス加工、熱処理、突起のある金属ロールや研磨布で不織布の表面を擦り、毛羽立たせてかさ高にする処理（例えばエメリー加工）などの処理に付してもよい。
【００４０】
透水層の厚さは、特に制限はないが、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは２ｍｍ以上８ｍｍ以下、更により好ましくは２．５ｍｍ以上７．５ｍｍ以下である。
【００４１】
＜排水層＞
排水層は、透水層と遮水層との間に配置され得るものであり、透水層を通過した水を遮水層に沿って平行方向に排出することができるものであれば、その材料や構造に特に制限はない。
【００４２】
排水層は、樹脂から形成されることが好ましく、熱可塑性樹脂から形成されることがより好ましい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン(低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどが含まれる)、ポリプロピレン（プロピレンのホモポリマーの他、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体といった、プロピレンと他のαオレフィンとの共重合体、ポリプロピレンにカルボキシル基などの官能基をグラフト重合させた酸変性ポリプロピレン樹脂などが含まれる）、ポリブテン−１などのポリオレフィン樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂；ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド樹脂；オレフィン系熱可塑性エラストマー、ブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレンブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレンイソプレン系熱可塑性エラストマー、水添スチレン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂のうち、１又は２以上を含んでいてもよい。上記排水層は、トンネル構造物内部において地下水や湧水に長期間さらされ得るため、耐久性の高い熱可塑性樹脂が好ましく、ポリオレフィン樹脂を５０質量％以上含むことが好ましい。
【００４３】
排水層は、上記熱可塑性樹脂から形成される網状体、立体成型ネットおよび／または成形体であることが好ましい。
【００４４】
網状体としては、例えば、熱可塑性樹脂製のランダムフィラメントを網状物として形成したものなどが挙げられる。より具体的には、上記熱可塑性樹脂の連続フィラメントを紡糸ノズルから紡出し、その交点を不規則に接着させて一体化させたことで製造したものなどが挙げられる。網状体は、さらに山部と谷部を交互に有するように、あるいはプリーツ状に成形されてもよい。例えば、特開２００２−１１５１６６号公報、特許第３２６０６５０号公報、特許第３９０９１８４号公報、特許第４３３１８８０号公報、特許第６１３４４９０号公報に記載の網状体などを使用してもよい。
【００４５】
立体成型ネットとしては、例えば、ネトロンシートなどの熱可塑性樹脂のネットシート材を蛇腹折りなどで立体化して形成したものなどが挙げられる。例えば、特許第５２９０６４８号公報に記載の立体成型ネットなどを使用してもよい。
【００４６】
成形体としては、例えば、凸部および／または凹部を有する熱可塑性樹脂の立体成形品などが挙げられる。水を排出することができれば、その構成および形状に特に制限はない。
【００４７】
排水層の製造方法に特に制限はなく、従来公知の方法を使用して製造することができる。また、市販品をそのまま、あるいは加工して使用してもよい。
【００４８】
排水層の見掛け密度は、例えば、１０ｋｇ／ｍ３以上１００ｋｇ／ｍ３以下が好ましい。より好ましくは１５ｋｇ／ｍ３以上８０ｋｇ／ｍ３以下、更により好ましくは２０ｋｇ／ｍ３以上７０ｋｇ／ｍ３以下、特に好ましくは２５ｋｇ／ｍ３以上６０ｋｇ／ｍ３以下である。
見掛け密度が、上記の範囲内であると、排水層が十分な強度を有するため、トンネル用排水材を吹付けコンクリート層に敷設する際、排水材が自重で破損したり、セメントモルタルの重さで破損しにくく、地山やセメントモルタル、湧水の圧力によって排水層が潰れにくく、排水できる水の量が低下しにくいものとなる。また、見掛け密度が上記範囲内であれば、排水層が過剰に密なものとなることで、敷設するときの作業性が極端に低下することもない、また、密になることで排水できる水の量が不足することもない、といった効果が得られる。
【００４９】
排水層は、遮水層の全面に配置してもよいが、遮水層上に部分的に配置してもよい。例えば、図５および６に示す通り、排水層を２以上の帯状の排水層２ａ、２ｂに分割して、遮水層３上に間隔を開けて配置してもよい。尚、図５および６では、説明の便宜上、透水層１は省略して記載している。図示する形態では、帯状の排水層の数は２つであるが、２つ以上であれば、その数に特に制限はない。また、帯状の排水層を配置する位置や寸法についても、特に制限はない。
【００５０】
排水層２ａ、２ｂの幅Ｗａ、Ｗｂは、それぞれ独立して、例えば、５ｃｍ以上１００ｃｍ以下が好ましい。より好ましくは１０ｃｍ以上８０ｃｍ以下、更により好ましくは１５ｃｍ以上６０ｃｍ以下である。ここで、遮水層３において排水層２ａ、２ｂが存在しない部分の幅Ｗ３は、例えば、２ｃｍ以上２５ｃｍ以下が好ましい。より好ましくは４ｃｍ以上２０ｃｍ以下、更により好ましくは５ｃｍ以上１５ｃｍ以下である。
【００５１】
帯状の排水層２ａ、２ｂを使用した場合、遮水層３の排水層２ａ、２ｂが存在しない部分は公知の方法で結合させることができる。例えば、遮水層３の排水層２ａ、２ｂが存在しない部分に接着剤Ｘを配置することができ（例えば、図５および６の破線で囲んだ部分）、かかる接着剤Ｘによって、遮水層３を透水層１と結合させることができる。このような形態は、遮水層と排水層とを接着剤で結合した場合と比較して、トンネル用排水材の全体の厚さを低減することができ、なおかつ接着剤による遮水層の波打ちを防止することができる。
【００５２】
排水層の厚さは、特に制限はないが、例えば、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、更により好ましくは３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。
【００５３】
＜遮水層＞
遮水層は、水の透過を防止することができるものであれば、その材料および構造に特に制限はない。
遮水層は、樹脂から形成されることが好ましく、熱可塑性樹脂から形成されることがより好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、塩化ビニル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレンなどの各種合成樹脂を挙げることができ、これらを含むシートを前記遮水層として用いることができるほか、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などの加硫ゴムを含むシートを前記遮水層として使用できる。
【００５４】
遮水層の厚さは、特に制限はないが、例えば、０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは０．４ｍｍ以上４ｍｍ以下、更により好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。遮水層は、その両面がともに平坦または平滑であってよい。
【００５５】
＜トンネル用排水材の製造方法＞
トンネル用排水材は、例えば、透水層、排水層および遮水層をそれぞれ別途に作製し、それらを必要に応じて適宜組み合わせ、熱接着、接着剤などを用いて、結合させることで製造することができる。
透水層と排水層との結合は、熱接着が好ましい。排水層と遮水層との結合は、接着剤による結合が好ましい。このとき、遮水層と透水層とが接着剤を介して直接結合していてもよい。また、上述の図５および６に示すように、透水層と遮水層とを接着剤で結合させてもよい。
また、透水層が複数の繊維集合物層を含む場合、これらは互いに熱接着により結合させることが好ましい。
接着剤としては、上記の目的を達成することができるものであれば特に制限はないが、ホットメルト接着剤を使用することが好ましい。
尚、トンネル用排水材の製造方法は、上記の方法に限定されるものではない。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明の実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５７】
実施例および比較例で用いる測定方法および評価方法は、以下のとおりである。
【００５８】
（透水層の目付測定）
透水層に使用することのできる不織布、織物、編物などの繊維集合物層の目付は、以下の方法で測定することができる。目付を測定する繊維集合物層から、縦３０ｃｍ、横２１ｃｍの大きさになるよう試料を切り出す。切り出した試料の質量を測定し、測定した質量を１平方メートルあたりに換算し、試料の目付とした。同様の測定を１０回行い、その平均値を、その透水層に含まれる繊維集合物層の目付とした。
【００５９】
（排水層の目付測定）
排水層に使用することのできる熱可塑性樹脂から形成され得る網状体、立体成型ネット、成形体などの目付は、以下の方法で測定することができる。目付を測定する網状体、立体成型ネット、成形体などから、縦３０ｃｍ、横２１ｃｍの大きさになるよう測定用の試料を切り出す。例えば、網状体などの試料に対して、不織布などの繊維集合物層が接着している場合、試料が破損しないよう不織布や硬化している接着剤などを除去した後、上記の大きさに裁断する。切り出した試料の質量を測定し、測定した質量を１平方メートルあたりに換算し、試料の目付とした。同様の測定を１０回行い、その平均値を排水層の目付とした。
【００６０】
（透水層の厚さ測定）
透水層に使用することのできる不織布、織物、編物などの繊維集合物層の厚さは、厚さ測定器（商品名 THICKNESS GAUGE  モデル  ＣＲ−６０Ａ  株式会社 大栄科学精器製作所製）を用いて、試料に対して、２．９４ｃＮ／ｃｍ２の荷重を加えた状態で測定することができる。測定を１０回繰り返し、その平均値をその透水層に含まれる繊維集合物層の厚さとした。
尚、上記測定方法にて測定した厚さ及び目付から、繊維集合物層の密度を計算により求めた。
【００６１】
（排水層の厚さ測定）
排水層に使用することのできる熱可塑性樹脂から形成され得る網状体、立体成型ネット、成形体などの厚さは、以下の方法で測定することができる。目付を測定する網状体、立体成型ネット、成形体などの試料が、例えば、不織布などの繊維集合物層と接着している場合、試料が破損しないように不織布や硬化している接着剤などを除去する。次に、厚さを測定する網状体などから、縦３０ｃｍ、横２１ｃｍの大きさになるよう測定用の試料を切り出す。切り出した試料を縦３０ｃｍ、横２１ｃｍ、厚さ３ｍｍの２枚のアクリル板で挟み込み、２．９４ｃＮ／ｃｍ２の荷重を加えた状態で測定したアクリル板間の距離を試料の厚さとする。同様の測定を１０回繰り返し、その平均値を排水層の厚さとした。上記測定方法にて測定した厚さ及び目付から、排水層の見かけ密度を計算により求めた。
【００６２】
（遮水層の厚さ測定）
遮水層に使用することのできる防水性のあるシート（例えば、ＥＶＡ樹脂製のシート）の厚さは、厚さ測定器（商品名 THICKNESS GAUGE  モデル  ＣＲ−６０Ａ  株式会社  大栄科学精器製作所製）を用いて、試料に対して、２．９４ｃＮ／ｃｍ２の荷重を加えた状態で測定することができる。厚さの測定を異なる１０箇所で行い、その平均値を遮水層の厚さとした。
【００６３】
（透水層の平均繊維径）
透水層に使用することのできる不織布、織物、編物などの繊維集合物層を構成する繊維の平均繊維径は、以下の方法で測定することができる。まず、平均繊維径を測定する繊維集合物層に対して、走査型電子顕微鏡を用い、繊維集合物層の表面を１００〜１０００倍に拡大して観察する。繊維同士が熱接着している部分や、エンボス加工により圧縮されている部分を含まないようにして、任意の２０本の繊維について繊維側面の幅を測定し、測定した値の平均値を当該繊維集合物層における繊維の平均繊維径とした。
【００６４】
（網状体などの平均繊維径）
排水層が、例えば、熱可塑性樹脂からなる網状体や、熱可塑性樹脂からなる立体成型ネットなどである場合、網状体や立体成型ネットを構成する繊維の直径をノギスにて測定する。繊維直径の測定を異なる２０本の繊維について測定し、その平均値を網状体または立体成型ネットの平均繊維径とした。
【００６５】
（孔径分布）
透水層に使用することのできる不織布、織物、編物などの繊維集合物層の孔径分布をＡＳＴＭ  Ｆ  ３１６−８６（バブルポイント法）に準じ、繊維集合物層の平均細孔径、最大細孔径、最多細孔径および最小細孔径を測定した。
【００６６】
本発明の実施例および比較例において使用した材料は、以下の通りである。
不織布１
「ボランス（登録商標）」９３０１Ｎ（ニードルパンチタイプ）（東洋紡  株式会社製）（スパンボンド法によるポリエステル長繊維不織布、目付：３００ｇ／ｍ２、厚さ：３．２ｍｍ、密度：９４ｋｇ／ｍ３、比容積：１０．６ｃｍ３／ｇ、繊度：４．４ｄｔｅｘ）をさらにニードルパンチ処理に付して強度を増したものを「不織布１」として使用した（密度：１００ｋｇ／ｍ３、平均細孔径：４８．４μｍ、平均繊維径：２０．４μｍ）。
【００６７】
不織布２
「エクーレ（登録商標）」３７０１Ａ（東洋紡  株式会社製）（スパンボンド法によるポリエステル長繊維不織布、目付：７０ｇ／ｍ２、厚さ：０．３１ｍｍ、密度：２２６ｋｇ／ｍ３、比容積：４．４ｃｍ３／ｇ、繊度：１．６ｄｔｅｘ）をエンボス加工に付して、繊維間熱接着により高密度化したものを「不織布２」として使用した（目付：７０ｇ／ｍ２、厚さ：０．３１ｍｍ、密度：２２６ｋｇ／ｍ３、平均細孔径：２８．８μｍ、平均繊維径：１２．２μｍ）。
【００６８】
不織布１と不織布２の積層体
不織布１と不織布２とを熱接着により結合したものを「不織布１、２の積層体」として使用した。
【００６９】
網状体１
熱可塑性樹脂（ポリプロピレン１００％）から形成された網状体を「網状体１」として使用した（目付：２００ｇ／ｍ２、厚さ：５ｍｍ、平均繊維径：１．０ｍｍ、見掛け密度：４０ｋｇ／ｍ３）。
【００７０】
ＥＶＡシート１
Ｔダイにて、ＥＶＡ樹脂（東ソー製、ウルトラセン）を溶融させた後、フィルム状に延ばし、冷却したものを「ＥＶＡシート１」として使用した（厚さ０．８ｍｍ）。
【００７１】
実施例１
熱接着により、「不織布１、２の積層体」（透水層）の「不織布２」と「網状体１」とが対向して接するように互いに結合させた。さらに、ホットメルト接着剤（大響製、アイメルトＫＰ―３２０Ｓ）を使用して、「網状体１」と「ＥＶＡシート１」とが互いに対向して接するように結合させて、実施例１のトンネル用排水材を製造した。
【００７２】
トンネル用排水材における透水層の各層の「密度」、「平均細孔径」および「平均繊維径」は、上記の測定方法によると、以下の通りであった。
・不織布１からなる層
密度：１００ｋｇ／ｍ３
平均細孔径：４８．４μｍ
平均繊維径：２０．４μｍ
・不織布２からなる層
密度：２２６ｋｇ／ｍ３
平均細孔径：２８．８μｍ
平均繊維径：１２．２μｍ
【００７３】
また、実施例１のトンネル用排水材における透水層の各層について、表面の「露出繊維」の長さおよび本数を上述の発明の詳細な説明に記載の方法に従って測定した。結果は、以下の通りであった。尚、不織布１については、不織布２に対向する表面とは反対側の表面を測定し、不織布２については、網状体１に対向する側の表面を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００７４】
【表１】
2019173441.tif 000003
【００７５】
比較例１
熱接着により、「不織布１」と「網状体１」とが対向して接するように互いに結合させた。さらに、ホットメルト接着剤（大響製、アイメルトＫＰ−３２０Ｓ）を使用して、「網状体１」と「ＥＶＡシート１」とが対向して接するように結合させて、比較例１のトンネル用排水材を製造した。
【００７６】
比較例２
ホットメルト接着剤（大響製、アイメルトＫＰ−３２０Ｓ）を使用して、「不織布１」と「ＥＶＡシート１」とが対向して接するように互いに結合させて、比較例２のトンネル用排水材を製造した。
【００７７】
実施例および比較例で作製した各トンネル用排水材について、「モルタル含浸試験」および「通水量試験」を行った。結果を以下の表２に示す。
【００７８】
＜モルタル含浸試験＞
（１）垂直載置でのモルタル含浸試験
実施例および比較例で製造したトンネル用排水材をそれぞれ、３０ｃｍ×４０ｃｍの寸法に裁断し、型枠（３０ｃｍ（縦）×３０ｃｍ（横）×１５０ｃｍ（高さ））の内面の下部に、トンネル用排水材の遮水層が型枠の内面と接するようにマスキングテーブで貼り付けた後、以下のモルタルを注入した。尚、型枠の下部には、モルタルの水分が排出されるように排水孔を設けている。
モルタル（質量基準）
早強セメント：１
砂（７号ケイ砂）：２．５５
水：０．７８
Ｊ１４ロート  フロー値：５〜６秒
約３時間が経過した後、未硬化のモルタルを撤去し、トンネル用排水材を取り出し、トンネル用排水材の表面に付着しているモルタルを丁寧に除去した後、モルタルの含浸状況を目視にて観察し、以下の評価基準に従って評価した。
【００７９】
モルタル含浸試験の評価基準
＋＋：網状体へのモルタルの浸入がない
＋  ：網状体にモルタルがわずかに浸入している
±  ：ＥＶＡシートの半分程度の部分にモルタルが達している
−  ：ＥＶＡシートのほぼ全域にモルタルが達している
【００８０】
（２）水平載置でのモルタル含浸試験
実施例および比較例で製造したトンネル用排水材をそれぞれ、３０ｃｍ×４５ｃｍの寸法に裁断し、型枠（３５ｃｍ（縦）×１５０ｃｍ（横）×２０ｃｍ（高さ））の底面に、トンネル用排水材の遮水層が型枠の底面と接するようにマスキングテーブで貼り付けた後、上記のモルタルを注入した。尚、トンネル用排水材は、その長さ（幅）が３０ｃｍの両縁部が型枠の底板と側板との間からはみ出るように配置されていて、そこからモルタルの水分が排出されるように構成されている。
約３時間後、未硬化のモルタルを撤去し、トンネル用排水材を取り出し、トンネル用排水材の表面に付着しているモルタルを丁寧に除去した後、モルタルの含浸状況を目視にて観察し、上記（１）の垂直載置でのモルタル含浸試験と同じ評価基準にて評価した。
【００８１】
＜通水量試験＞
（１）垂直載置での通水量試験
上記モルタル含浸試験後のトンネル用排水材をさらに約１６８時間養生した後、それぞれ通水試験装置（株式会社ケー・エフ・シー製）に垂直方向（すなわち、トンネル用排水材を水平面に対して直角の方向に）に載置し、当該装置に設置された加圧ジャッキにてトンネル用排水材をその両面から均一に加圧（０．０５ＭＰａまたは０．１０ＭＰａ）し、その状態で１分間にわたって、トンネル用排水材を通過する水の量を測定し、以下の評価基準Ａ、Ｂに従って評価した。
【００８２】
垂直載置での通水量試験結果の評価基準
Ａ）垂直載置で０．０５ＭＰａの場合の評価基準
＋＋：３５００ｃｍ３／分以上
＋  ：２５００ｃｍ３／分以上３５００ｃｍ３／分未満
±  ：１５００ｃｍ３／分以上２５００ｃｍ３／分未満
−  ：１５００ｃｍ３／分未満
Ｂ）垂直載置で０．１ＭＰａの場合の評価基準
＋＋：３０００ｃｍ３／分以上
＋  ：２０００ｃｍ３／分以上３０００ｃｍ３／分未満
±  ：１０００ｃｍ３／分以上２０００ｃｍ３／分未満
−  ：１０００ｃｍ３／分未満
【００８３】
（２）水平載置での通水量試験
上記モルタル含浸試験後のトンネル用排水材をさらに約１６８時間養生した後、それぞれ通水試験装置（株式会社ケー・エフ・シー製）にトンネル用排水材の透水層が上面となるように水平方向に載置し、当該装置に設置された加圧ジャッキにてトンネル用排水材をその両面から均一に加圧（０．０５ＭＰａまたは０．１０ＭＰａ）し、その状態で１分間にわたってトンネル用排水材を通過する水の量を測定し、以下の評価基準Ｃ、Ｄに従って評価した。
【００８４】
水平載置での通水量試験結果の評価基準
Ｃ）水平載置で０．０５ＭＰａの場合の評価基準
＋＋：５０００ｃｍ３／分以上
＋  ：３０００ｃｍ３／分以上５０００ｃｍ３／分未満
±  ：１０００ｃｍ３／分以上３０００ｃｍ３／分未満
−  ：１０００ｃｍ３／分未満
Ｄ）水平載置で０．１ＭＰａの場合の評価基準
＋＋：４５００ｃｍ３／分以上
＋  ：２５００ｃｍ３／分以上４５００ｃｍ３／分未満
±  ：５００ｃｍ３／分以上２５００ｃｍ３／分未満
−  ：５００ｃｍ３／分未満
【００８５】
【表２】
2019173441.tif 000004
【００８６】
実施例１のトンネル用排水材は、比較例１、２のトンネル用排水材と比べて、モルタル含浸試験および通水量試験のいずれにおいても良好な結果が得られた。特に、実施例１のトンネル用排水材では、モルタル含浸試験の結果から、垂直載置および水平載置の両方において、網状体へのモルタルの浸入がないことが確認された。
【００８７】
本開示は、例示として、以下の態様を含む。
（態様１）
透水層と、排水層と、遮水層とを含むトンネル用排水材であり、
前記排水層は、前記透水層と前記遮水層との間に配置されていて、
前記透水層は、少なくとも２層の繊維集合物層を含み、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層は、他の繊維集合物層よりも密である、
トンネル用排水材。
（態様２）
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の密度は、１２５ｋｇ／ｍ３以上４５０ｋｇ／ｍ３以下であり、前記他の繊維集合物層の密度は、５０ｋｇ／ｍ３以上１２５ｋｇ／ｍ３未満である、態様１に記載のトンネル用排水材。
（態様３）
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均細孔径と、前記他の繊維集合物層の平均細孔径とを比較すると、
前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均細孔径は、前記他の繊維集合物層の平均細孔径よりも小さく、
前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均細孔径は、１５μｍ以上４０μｍ以下であり、前記他の繊維集合物層の平均細孔径は、３５μｍ以上１００μｍ以下である、
態様１または２に記載のトンネル用排水材。
（態様４）
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の表面および前記他の繊維集合物層の表面について、露出繊維の本数を測定すると、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の表面の露出繊維の本数が、前記他の繊維集合物層の表面の露出繊維の本数の１．２倍以上である、態様１〜３のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
（態様５）
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の表面および前記他の繊維集合物層の表面について、露出繊維の長さおよびその本数を測定すると、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の表面において２５μｍ以上５０μｍ未満の長さを有する露出繊維の本数が、前記他の繊維集合物層の表面において２５μｍ以上５０μｍ未満の長さを有する露出繊維の本数の２倍以上である、態様１〜４のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
（態様６）
前記透水層において、前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均繊維径は、前記他の繊維集合物層の平均繊維径よりも小さく、
前記排水層に対向して配置される繊維集合物層の平均繊維径は、６μｍ以上２０μｍ以下であり、前記他の繊維集合物層の平均繊維径は、１５μｍ以上４０μｍ以下である、態様１〜５のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
（態様７）
前記排水層の見掛け密度は、１０ｋｇ／ｍ３以上１００ｋｇ／ｍ３以下である、態様１〜６のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
（態様８）
前記排水層が、熱可塑性樹脂から形成される網状体、立体成型ネットおよび成形体からなる群から選択される少なくとも１つである、態様１〜７のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
（態様９）
前記排水層が２以上に分割されて帯状に間隔を開けて配置されていて、前記帯状の排水層の幅が５ｃｍ以上１００ｃｍ以下であり、前記排水層が存在しない部分において、前記透水層と前記遮水層とが結合している、態様１〜８のいずれか１項に記載のトンネル用排水材。
（態様１０）
トンネル用の構造物であり、
吹付けコンクリート層と、覆工コンクリート層と、態様１〜９のいずれか１項に記載のトンネル用排水材とを含み、
前記トンネル用排水材は、前記吹付けコンクリート層と、前記覆工コンクリート層との間に配置されていて、
前記トンネル用排水材の透水層が前記吹付けコンクリート層に対向して配置され、前記トンネル用排水材の遮水層が前記覆工コンクリート層に対向して配置されている、
構造物。
（態様１１）
前記吹付けコンクリート層と、前記トンネル用排水材の透水層との間に充填材から形成される層をさらに含む、態様１０に記載の構造物。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本実施形態のトンネル用排水材は、優れた排水性および遮水性とともに、透水層、ひいては排水層へのセメントモルタルなどの充填材、特にセメントや砂などの浸入を有意に防止することのできるので、トンネル用の構造物、特にＦＩＬＭ工法で建設される山岳トンネルにおいて、トンネルを構成するトンネル内の構造物において、好適に使用され得る。
【符号の説明】
【００８９】
１    透水層
１ａ  繊維集合物層（又は排水層に対向して配置される繊維集合物層）
１ｂ  繊維集合物層（又は他の繊維集合物層）
２    排水層
２ａ  帯状の排水層
２ｂ  帯状の排水層
３    遮水層
１０    トンネル用排水材
１００    トンネル用の構造物
１０１    トンネル用排水材
１０２    吹付けコンクリート層
１０３    覆工コンクリート層
１０４    充填材から形成される層
１１１    透水層
１１１ａ  繊維集合物層（又は排水層に対向して配置される繊維集合物層）
１１１ｂ  繊維集合物層（又は他の繊維集合物層）
１１２    排水層
１１３    遮水層
Ｍｔ    地山
Ｈｏ    坑
Ｗａ    帯状の排水層２ａの幅
Ｗｂ    帯状の排水層２ｂの幅
Ｗ３    遮水層３において排水層が存在しない部分の幅
Ｘ      接着剤
Ｆ１〜Ｆ６  露出繊維
Ｌ１〜Ｌ６  露出繊維の長さを示す直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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