(57)【要約】【課題】地盤沈下が生じた際に生じる、原地盤と対策構造物との間の空洞を合理的に充填することができ、その結果、地震後、比較的長期にわたり対策道路を使用することになった場合にも、対策道路の機能を確保でき、また、余震や降雨等による周辺地盤の沈下も軽減することができる道路段差対策工法における空洞の充填方法を提供する。【解決手段】道路段差対策工法での段差発生が予想される、原地盤１と地中構造物２の境界部に注入管４を設置した袋体５を埋設しておき、段差発生後に注入管４を通して袋体５の内部に充填材６を注入する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路段差対策工法での段差発生が予想される、原地盤と地中構造物の境界部に注入管を設置した袋体を埋設しておき、段差発生後に注入管を通して袋体の内部に充填材を注入することを特徴とした道路段差対策工法における空洞の充填方法。
【請求項２】
袋体は折り畳んだ状態で埋設し、原地盤に沈下が生じた場合は、その空洞を埋めるように広がる請求項１記載の道路段差対策工法における空洞の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地表付近に比較的剛な構造体（段差対策舗装）を配置する道路段差対策工法に関して、地盤沈下が生じた際に生じる、原地盤と対策構造物との間の空洞を合理的に充填することができる道路段差対策工法における空洞の充填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記非特許文献が示すように、地震等によって、道路の平坦性が失われ、車両の走行が妨げられる場合がある。さらに、道路と橋梁等の接続部や、地中に埋設物が埋設されている場所では、道路に段差が生じるとの報告がある。この段差によって車両の走行が妨げられる。
【非特許文献１】土木学会地震工学論文集  Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．００９、ｐｐ．１−９，２００５．８  常田・小田・鍋島・江川：新潟県中越地震における道路施設の被害水準と道路機能の特性
【０００３】
特に、災害時においては、人的あるいは物的被害を最小限に留める必要があり、このために消防車や救急車等の緊急車両の迅速かつ円滑な走行を確保する必要がある。また、災害後においても、食料等の物資を被災地に迅速かつ円滑に届けることが必要であり、このためにはやはりトラック等の運搬車両の円滑な走行を確保する必要がある。
【０００４】
この対策として、図１３に示すように、地表付近に比較的剛な対策構造体（段差対策舗装３）を配置することで、地盤沈下が生じた際に、ボックスカルバート（コンクリート函体）等の地中構造物２と原地盤１の境界部に段差が発生した場合にも、地表面には段差が生じないようにする工法がある。
【０００５】
しかし、地震等によって舗装道路が大きな荷重を受けた場合、下部の路体や路床が変形するが、路体や路床中に地中構造物２のような剛性構造物が存在する場合、剛性構造物は変形しないため、剛性構造物が存在する部分の舗装道路と、剛性構造物が存在しない部分の舗装道路は、変形する路体や路床の層の厚さが異なり、剛性構造物が存在する部分の変形量の方が小さくなる。このため、剛性構造物の境界部の上部の舗装道路では大きな段差Ａ（空洞）を生じることとなる。
【０００６】
地震等による地盤の変形時にも道路機能を維持することができる、舗装道路の段差抑制工法としては下記特許文献のようなものが提案されている。
【０００７】
下記特許文献１は、基礎支持層の上部に路床、路盤及び硬質舗装層を積層してなる舗装道路の補強構造であって、前記基礎支持層と前記硬質舗装層との間に、前記硬質舗装層を待ち受けて支持する補強支持層を形成することを特徴とする、舗装道路の補強構造である。
【特許文献１】特開２０１０−９０５３４号公報
【０００８】
この特許文献１によれば、路体等の基礎支持層の不等沈下によって段差が生じても、硬質舗装層は補強支持層が有する曲げ剛性及びじん性により支持されることによって、変形が抑制されるため、道路交通が維持され、復旧までの経済損失が小さくなる。
【０００９】
下記特許文献２は、支持層の上部に路床、路盤及び硬質舗装層を積層してなり、路床若しくは路盤内部に剛性構造物を有する舗装道路の段差抑制工法であって、前記剛性構造物と、前記路床若しくは前記路盤との境界部に、補強材によって充填材を抱囲して緩衝層を形成し、前記緩衝層を複数層形成して重合し、緩衝部を構築し、前記緩衝部の上部に、路盤及び硬質舗装層を形成して、舗装道路を構築することを特徴とする、舗装道路の段差抑制工法である。
【特許文献２】特開２０１０−１６３７６９号公報
【００１０】
この特許文献２によれば、緩衝層は、補強材によって充填材を抱囲することにより構成するため、施工が容易であり、養生期間も不要であるため、施工期間を短縮することができる。また、剛性構造物の境界上部のみを掘削して施工するため、既設道路の補強も短工期に行うことができる。
【００１１】
下記特許文献３は、地震等によって舗装道路が大きな荷重を受けた場合ではないが、構造物の周囲の地盤に地盤沈下が生じた場合であっても段差が形成されることを防ぐことを可能とするものとして、埋設物２の上方の地表面に敷設された第一床版と、この第一床版の両側に敷設された第二床版と、を備える地盤沈下対策構造であって、この第二床版には、第二床版を貫通する注入孔が予め形成されていて、地盤の沈下により生じた空洞への充填材の注入が可能に構成されているものである。
【特許文献３】特開２００９−２５０００６号公報
【００１２】
この特許文献３によれば、かかる地盤沈下対策構造では地下の埋設物や地表に面した工作物等の構造物の前後の地盤に地盤沈下が生じた際に、前後に延設された床版が傾斜してスロープになるので構造物の前後に段差が形成されることが防止される。また、床版には予め注入孔が形成されているため、地盤沈下に伴って、床版の下に空隙が形成された場合には、この注入孔を利用して充填材を空隙に注入することができる。
【００１３】
前記地盤沈下対策構造において、前記床版の上面に舗装がなされていれば、床版が道路としての機能を維持するために必要な強度を備えているため、地盤沈下に伴い床版の下に空隙が形成された場合であっても、上載荷重により舗装が破損することはなく、地盤沈下が発生した直後においても道路としての機能を維持することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記特許文献１は、補強支持層を形成することで硬質舗装層を待ち受けて支持するものであるが、大きな段差を生じるような場合に地中に空洞が生じることを防止することはできない。
【００１５】
前記特許文献２も同様であり、補強材によって充填材を抱囲することにより緩衝層を形成するものの大きな段差を生じるような場合に地中に空洞が生じることを防止することはできない。
【００１６】
地中に空洞が比較的長期にわたり存在し続けた場合に、例えば余震により、周辺地盤が崩壊し、空洞に土砂が流れ込み、周辺地盤に地盤沈下が生じる可能性がある。また、降雨等により地中に水流が生じた場合には、吸い出された土砂が空洞に流入し、同じく周辺地盤に沈下が生じる恐れがある。これらは道路段差対策としての機能は失わないものの、復旧作業をより複雑化させることになる。
【００１７】
また、前記特許文献１や２を含めて、対策構造物の長期的な挙動を評価した事例は限定的であり、構造物直下に空洞がある場合の、長期的な耐久性は評価されていない。そのため、比較的長期にわたって対策構造体を使用する可能性がある場合には、地中にできた空洞の充填が求められる。
【００１８】
空洞充填をする一般的な方法としては、ボーリング等で削孔し、充填材を注入する方法がとられる。しかし、対策構造物は削孔を考慮して設計されていないことから、対策構造物上から削孔し、充填剤を注入する方法は簡易な方法ではない。また、斜めボーリングなどを用いて、周辺地盤から空洞充填を行うことも考えられるが、これには調査等が必要となり、施工計画立案に時間を要する。
【００１９】
前記特許文献３は、事前に注入管を設置し、地震後に空洞ができた場合に、この注入管を使用して空洞を充填するものであるが、例えば原地盤が栗石等の非常に透水性の高い地盤であった場合に、モルタルのような流動性の高い材料を使用すると、充填材が原地盤に浸透し、効率的な空洞充填ができないおそれがある。
【００２０】
この一方で、粘性の高い材料を用いて充填する場合には、粘性が高すぎると空洞全体に充填材が回り込まず、十分な充填が行えないことから、適度な粘性のある充填剤を選定する必要があり、配合検討等、事前検討が求められることから、簡易な方法とは言えない。
【００２１】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、地盤沈下が生じた際に生じる、原地盤と対策構造物との間の空洞を合理的に充填することができ、その結果、地震後、比較的長期にわたり対策道路を使用することになった場合にも、対策道路の機能を確保でき、また、余震や降雨等による周辺地盤の沈下も軽減することができる道路段差対策工法における空洞の充填方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、道路段差対策工法での段差発生が予想される、原地盤と地中構造物の境界部に注入管を設置した袋体を埋設しておき、段差発生後に注入管を通して袋体の内部に充填材を注入することを要旨とするものである。
【００２３】
請求項１記載の本発明によれば、袋体内への充填材の注入となるので、周辺地盤の地盤条件を問わず、空洞充填を行うことができる。また、充填剤の仕様を特別に検討する必要が無い。
【００２４】
請求項２記載の本発明は、袋体は折り畳んだ状態で埋設し、原地盤に沈下が生じた場合は、その空洞を埋めるように広がることを要旨とするものである。
【００２５】
請求項２記載の本発明によれば、袋体は折り畳んだ状態で埋設するので道路段差対策舗装と原地盤の間に場所を取らずに設置することができる。また、袋体が空洞と概ね同体積となるように広がって充填材が内部に充填されるので、空洞を充填材で確実に満たすことができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上述べたように本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法は、地盤沈下が生じた際に生じる、原地盤と対策構造物との間の空洞を合理的に充填することができ、その結果、地震後、比較的長期にわたり対策道路を使用することになった場合にも、対策道路の機能を確保でき、また、余震や降雨等による周辺地盤の沈下も軽減することができるものである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法の概略を示す各工程の側面図で、前記図１３に示したのと同じく、地表付近に比較的剛な対策構造体（段差対策舗装３）を配置することで、地盤沈下が生じた際に、ボックスカルバート（コンクリート函体）等の地中構造物２と原地盤１の境界部に段差が発生した場合にも、地表面には段差が生じないようにする工法を施工する場合である。
【００２８】
道路段差対策工法の場合には、段差発生が予想されるが、本発明は、原地盤１と地中構造物２の境界部に注入管４を設置した袋体５を埋設しておき、段差発生後に注入管４を通して袋体５の内部に充填材６を注入することで、空洞７を充填するものとした。
【００２９】
袋体５の素材については、施工時の損傷が生じないような素材であれば、どのような素材でも問題ない（例えばポリエステル、ＰＥＴ等）。また、フイルムシートを用いた袋体であれば、透水性が極めて小さいことから、充填材の漏えいも生じにくい。一方、織布や不織布などの繊維シートを用いた袋体であっても、充填材６に用いられている粒子（例えばセメント粒子）などが流出することが無い程度の繊維間の空隙を有するシートであれば、充填剤６中の水や袋体の内側にあった（少量の）空気が流出し、固化成分は袋体内に維持されるので、問題ない。また、充填材が袋体から多少滲む程度であれば、実用上問題なく、充填材が流出しない程度の遮断性を有していれば、シートの透水性は重要ではない。
【００３０】
充填材６としては、モルタルが好適であるが、硬化性の流動材であれば、セメントミルク、水ガラスその他の材料でもよい。
【００３１】
図４〜図６は本発明の第１実施形態を示すもので、袋体５は折り畳んだ状態で埋設し、原地盤に沈下が生じた場合は、その空洞を埋めるように広がるものとする。なお、ここで折り畳とは重ね合わせ部分が形成される場合のすべてを意味し、風船のように縮小形状から広がる場合も含む。
【００３２】
袋体５の形状は特に限定はなく、矩形、もしくは円形、三角形、不定形いずれでもよいが、前記第１実施形態は図７にも示すように、底面がＢ×Ｌの直角三角形で、高さをＨとする三角（柱）台状のものとした。
【００３３】
袋体５は、背面の壁面部分（直角部）を蛇腹のように折り畳んで設置する。なお、Ｈは鉛直方向、Ｌは道路延長方向、Ｂは道路幅方向となる。
【００３４】
このようにして、袋体５のＨ×Ｂ面の壁面部分（直角部）が地中構造物２と原地盤１の境界部の直上となるようにする。
【００３５】
図５に示すように、沈下が発生した後に、袋体５内に注入を行うことで、空洞を充填することができる。なお、袋体の寸法について、Ｂは道路幅と同じ長さと同程度とする。Ｈについては、想定沈下量よりも長く設計する。
【００３６】
Ｌについては、例えば覆工板などの剛なものを段差対策舗装３に用いる場合には、その覆工板などの長さと同じか、やや長くする。沈下が発生した場合に滑らかに地表面が変形する（空洞が三角形でない）場合には、想定される空洞の道路延長方向の距離よりも十分長いものとする。
【００３７】
図８に、沈下発生前→沈下発生後→注入中→注入後の各工程説明を示す。
【００３８】
図１０、図１１は本発明の第２実施形態、第３実施形態を示すもので、第２実施形態として、袋体５の形状を直方体とした。また、第３実施形態として袋体５は直方体５ａ，５ｂ，５ｃの袋体を複数、段差を持って上下に積層させた。これら直方体５ａ，５ｂ，５ｃは各々が仕切られたものでも、また、連通しているものでもよい。
【００３９】
これ以外にも袋体５の形状は考えられ、これらに充填材６の注入を行った場合、直上に空洞がある部分は膨らむものの、空洞の無い部分では膨らむことは無く、折り畳まれた状態を維持するが、空洞を充填したことに違いは無い。言い換えると、袋体のＸ−Ｚ面の形状が空洞のＸ−Ｚ面の形状を内包することができるような袋体の形状を設定すればよい。すなわち、上述した袋体形状の角が丸まった袋体をもちいても問題は無く、また、袋体５が歪な形状であっても、問題は無い。（Ｘ方向：道路延長方向、Ｙ方向：道路幅方向、Ｚ方向：鉛直方向）
【００４０】
なお、袋体５の折り畳み方法は前記実施形態のように蛇腹状に折り畳んで設置する場合の他、横方向に山折、谷折の折り目をつけて行う方法など、必ずしも特定なものに限定する必要は無く、袋体の設置および舗装工事を行う際に、将来的に袋体の膨らみを阻害するような袋体の挟まれが生じなければよく、すなわち施工時に注意すれば、どのようなたたみ方でも問題は無い。
【００４１】
次に充填材６の注入について説明する。袋体５には注入管４が接続する注入孔８が設けられるが、この注入孔８は例えば図４に示すような位置に最低２個（注入孔８ａ，８ｂ）を形成する場合と、１個のみでよい場合とがある。
【００４２】
注入孔８ａ，８ｂを形成する場合、まず最初に、どちらの注入孔８ａ，８ｂも開いた状態で、片側の注入孔８ａから充填材６を注入する。最初は袋体５内にあった空気が注入孔８ｂから排出される。注入孔８ｂから充填材６が出始めて、空気が出なくなった段階で注入孔８ｂを閉じる。なお、この段階では折り畳まれた袋体５は完全に膨らんでいない状態である。注入孔８ｂを閉じた状態で注入孔８ａから注入を続けることで、袋体５が空洞と概ね同体積となるまで膨らみ、空洞７が充填される。
【００４３】
なお、この過程においては注入孔８ａに事前に設置した圧力計の数値に注意し、段差対策舗装３などによる上載圧（管理基準値）に達した段階で注入を終了することで、過度な圧力をかけて段差対策舗装３を破壊することなく、注入を行うことができる。図９に注入圧管理例を示す。
【００４４】
また、路面の変形が許されない環境下では、注入を行う際に、路面等に変位計を設置し、過度な注入による段差対策舗装の変形を監視することもできる。
【００４５】
図４の例で、空洞７が形成されるときに袋体５を広げ、その後充填材６の充填する方法があり、袋体５の上面と段差対策舗装３、袋体５の下面と原地盤１をそれぞれ接着剤９などで固定することによって、原地盤１に沈下が生じた場合に、その空洞７を埋めるように袋体５を広げるようにすることができる。
【００４６】
既に袋体５が空洞と同じ形状に広がっているので、注入孔８ａから注入し、注入孔８ｂから空気が出てこなくなった段階で、空洞充填が完了となる。
【００４７】
一方、袋体５には通気性の無い素材を用い、袋体５内に空気が残らないよう、十分に脱気した状態でバルブを閉じ、段差対策舗装３と原地盤１の間に袋体５を設置しておき、原地盤１に段差が生じた際に袋体５内に充填材６を注入しておく方法もある。この方法では、予め袋体５内に空気が無い状態にしておくことで、注入時に排気を行う必要が無いことから、注入孔８は一つで良い。
【００４８】
注入方法は前記注入孔８ａ，８ｂを形成した場合では、注入孔８ｂを閉じた後の方法と等しく、図９に示すように、注入孔８に事前に設置した圧力計の数値に注意し、段差対策舗装などによる上載圧（管理基準値）に達した段階で注入を終了することで、過度な圧力をかけて段差対策舗装を破壊することなく、注入を行うことができる。
【００４９】
なお、本方法の場合、継時的に袋体５内に多少の空気が入り込むことが想定されるが、脱気して間隙が無くなった状態で地中に埋め込むので、袋体５内に多量の空気が入り込むことは難しい。また、多少の空気が入った場合に、充填後に多少空隙が残ることになるが、その範囲は限定的であり、充填・固化した充填材が舗装を支持することに対しての問題は小さく、実用上問題ない。
【００５０】
さらに、他の実施形態として、袋体５内に充填材６を注入する際に風船のように内圧をかけることによって膨らませることもできる。この場合、形状が容易に変形する袋体５を用い、注入孔８を１つ以上とする。袋体５には通気性が小さいことが求められることから、織物ではなく、高伸縮性のフイルムシートの袋体を用いる必要がある。通気性が小さいほど良いが、上述したように、多少の空気の侵入は許容できることから、施工時の損傷が生じないような素材であれば、問題ない。
【００５１】
事前に袋体５内を脱気しておき、段差発生後に注入を行う。注入は注入圧が管理基準値に達した段階で終了する。
【００５２】
図１２に示すように、充填材６の注入口は、路面１０に埋設した注入口設置ＢＯＸ１１等の内部に設置する。注入口設置ＢＯＸ１１は例えば水道用のハンドホールなどがある。図中１２は注入口設置ＢＯＸ１１の蓋、１３は注入管４のバルブ、１４はキャップである。
【００５３】
このような構造とすることで、道路機能を損なわず、かつ注入時には蓋を開くのみで注入が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法の概略を示す第１工程の側面図である。
【図２】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法の概略を示す第２工程の側面図である。
【図３】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法の概略を示す第３工程の側面図である。
【図４】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法の第１実施形態の第１工程の側面図である。
【図５】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法の第１実施形態の第２工程の側面図である。
【図６】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法の第１実施形態の第３工程の側面図である。
【図７】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法で使用する袋体の第１例を示す説明図である。
【図８】段差発生後の注入状況を示す説明図である。
【図９】注入圧管理例を示すグラフである。
【図１０】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法で使用する袋体の第２例を示す説明図である。
【図１１】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法で使用する袋体の第３例を示す説明図である。
【図１２】本発明の道路段差対策工法における空洞の充填方法での注入口の設置を示す側面図である。
【図１３】道路段差対策工法における空洞の発生を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…原地盤                          ２…地中構造物
３…段差対策舗装                    ４…注入管
５…袋体                            ５ａ，５ｂ，５ｃ…直方体
６…充填材                          ７…空洞
８，８ａ，８ｂ…注入孔              ９…接着剤
１０…路面                          １１…注入口設置ＢＯＸ
１２…蓋                            １３…バルブ
１４…キャップ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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