(57)【要約】【課題】鋼製矢板の打設前に継手部に充填される止水材を、水又は海水の浮力により浮き上がることがない密度を有し、且つ嵌合継手と止水材との間に生じるズレや隙間を自己充填する流動性を有するものとし、従来例の持つ課題を解決することを目的とする。【解決手段】一対の嵌合継手を止水用充填材を介して互いに嵌合させながら鋼矢板、鋼管矢板及びＨ型鋼矢板等の鋼製矢板を打設する継手の止水材であって、継手空間に予め充填される止水材が、全量の４０重量％以下の無機物添加材によりその密度を１．１ｇ／ｃｍ３以上、１．５ｇ／ｃｍ３未満に調整されたアスファルトコンパウンドであることを特徴とする鋼製矢板継手部の止水材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の嵌合継手を止水用充填材を介して互いに嵌合させながら鋼矢板、鋼管矢板及びＨ型鋼矢板等の鋼製矢板を打設する継手の止水材であって、継手空間に予め充填される止水材が、全量の４０重量％以下の無機物添加材によりその密度を１．１ｇ／ｃｍ３以上、１．５ｇ／ｃｍ３未満に調整されたアスファルトコンパウンドであることを特徴とする鋼製矢板継手部の止水材。
【請求項２】
前記アスファルトコンパウンドが、針入度６０以上１５０以下、１００℃における絶対粘度が８Ｐａ．ｓ以上、４０Ｐａ．ｓ以下、鋼製矢板の継手部に充填する温度が１００℃未満であることを特徴とする請求項１に記載の鋼製矢板継手部の止水材。
【請求項３】
前記アスファルトコンパウンドの無機物添加材が、粒度試験において、１５０μｍ篩の通過量が９５質量％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼製矢板継手部の止水材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遮水性護岸工事、埋立て工事、堤防構築工事、地下壁工事、擁壁工事等に用いられる、鋼矢板、鋼管矢板、Ｈ型鋼矢板等の鋼製矢板の継手部の止水材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼製矢板は、雄継手と雌継手からなる継手部を連結して配置される。継手部には、モルタル、アスファルト混合物等の止水材が充填され、この止水材により保有水が継手部２を透過しないように構成される。この継手部の止水法としては、鋼製矢板を打ち込んだ後、継手部の中空部ウォータージェット等により洗浄し、モルタル、アスファルト混合物等の止水材を充填する方法が実施されている。
また、特開昭５２−１２９０７号公報（以下、「従来例１」という。）には、鋼製矢板を地中に打ち込む前に、嵌合継手内にアタクチックポリプロチレンを主成分とし、重油、ブタジエンゴム溶液を添加した止水材を充填しておく鋼製矢板の継手部の止水方法が開示されている。
さらに、実開平２−２３０２６号公報（以下、「従来例２」という。）には、鋼製矢板継手部の止水材として無機質細粒を混合した比重１．５〜２．５のアスファルトコンパウンドを使用する構成が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５２−１２１９０７号公報
【特許文献２】
実開平２−２３０２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
鋼製矢板の打設後に継手部内に止水材を充填する従来例では、継手部内に浸入した土砂をウォータージェット等により完全に除去することは非常に困難であり、また、一旦浸入した土砂を除去したとしても、洗浄後に止水材を充填するまでの間に嵌合継手のスリット部分より再度土砂が侵入するため、止水材に土砂が混じり止水材の品質低下につながり、止水性能が低下するという問題が発生する。また、鋼製矢板の継手部に止水材としてのアスファルト混合物を充填する場合、アスファルト混合物の温度を水温の沸点以上に加熱して流動化させて充填するため、充填されるアスファルト混合物が継手部内の地下水あるいは海水を閉塞し、水蒸気爆発を起こす危険性がある。
従来例１では、止水材の主成分であるアタクチックポリプロチレンは、結晶化度が低いため抗酸化性が小さいため、長期的な耐久性に乏しく、打設持の抵抗は低減されるものの、止水性を確保する上での常温での長期的な流動性が十分でなく、継手が形成された後、継手に曲げ変形が作用し、継手が離れる方向に変形すると、継手と止水材との間に隙間が生じることになり、その個所から漏水するという問題が発生する。また、止水材に添加される重油の油分が周辺地下水や外海に溶出する懸念がある。
従来例２では、鋼製矢板の止水材としてアスファルトコンパウンド若しくはゴムアスファルトコンパウンドを２０重量％と、直径８〜１３ｍｍ程度の無機砕石及び無機粉末を８０重量％とを混合して比重１．５〜２．５とし、針入度が５０としたものであるが、止水性を確保する上での常温での長期的な流動性が十分でなく、継手が形成された後、継手に曲げ変形が作用し、継手が離れる方向に変形すると、継手と止水材との間に隙間が生じることになり、流動性に乏しいため自己充填性がなく、その個所から漏水するという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、鋼製矢板の打設前に継手部に充填される止水材を、水又は海水の浮力により浮き上がることがない比重を有し、且つ嵌合継手と止水材との間に生じるズレや隙間を自己充填する流動性を有するものとし、前述の従来例の持つ課題を解決することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、前記課題を解決するために、鋼製矢板継手部の止水材において、一対の嵌合継手を止水用充填材を介して互いに嵌合させながら鋼矢板、鋼管矢板及びＨ型鋼矢板等の鋼製矢板を打設する継手の止水材であって、継手空間に予め充填される止水材が、全量の４０重量％以下の無機物添加材によりその密度を１．１ｇ／ｃｍ３以上、１．５ｇ／ｃｍ３未満に調整されたアスファルトコンパウンドであることを特徴とする。
【０００７】
本第２発明は、本第１発明の鋼製矢板継手部の止水材において、前記アスファルトコンパウンドが、２５℃における針入度６０以上１５０以下、１００℃における絶対粘度が８Ｐａ．ｓ以上、４０Ｐａ．ｓ以下、鋼製矢板の継手部に充填する温度が１００℃未満であることを特徴とする。
【０００８】
本第３発明は、本第１又は第２発明の鋼製矢板継手部の止水材において、前記アスファルトコンパウンドの無機物添加材が、粒度試験において、１５０μｍ篩の通過量が９５質量％以上であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明においては、予め鋼製矢板の継手空間に止水材が充填されているため、従来のように継手空間の浸入土砂の除去作業の必要がなく、止水材に土砂が混ざることがなく止水材の品質が確保される。
止水材として、全量の４０重量％以下の無機物添加材の添加により密度が１．１ｇ／ｃｍ３以上、１．５ｇ／ｃｍ３未満に調整されたアスファルトコンパウンドを用いることにより、長期的流動性を保ちつつ、密度差により海水を排除し、さらに、アスファルトコンパウンドの２５℃における針入度を６０以上１５０以下とすることで、これら止水材が供用される温度域での適当な流動性を発現することができる。
止水材の１００℃における絶対粘度が８Ｐａ．ｓ以上４０Ｐａ．ｓ以下とすることで、１００℃以下の嵌合継手への止水材充填時の流動性を確保でき、１００℃以下での充填作業なので作業の危険性を低減できる。
止水材としてのアスファルトコンパウンドに用いる無機物添加材が、粒度試験において、１５０μｍ篩の通過量が９５質量％以上とすることにより、アスファルト中に無機物添加材を均一に分散でき、充填後の止水材内部のズレや隙間を自己充填する適切な流動性が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図により説明する。図１に示されるように、鋼管矢板等の鋼製矢板１の嵌合継手（Ｐ−Ｔ型）は、Ｔ型形状の雄継手２と、縦方向に嵌合用のスリット４が形成された円形のポケットを有する雌継手３により構成され、雌継手３のポケットに予め本発明のアスファルトコンパウンドから構成される止水材５が充填される。図２に示される鋼管矢板等の鋼製矢板１の嵌合継手（Ｐ−Ｐ型）は、雄継手６、雌継手７ともにスリット８が形成された円形鋼管で構成され、円形鋼管からなる雌継手７内に予め本願発明のアスファルトコンパウンドから構成される止水材５が充填される。本発明は、鋼製矢板１としては、Ｕ形鋼矢板やＨ型鋼矢板の嵌合継手にも適用可能である。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に嵌合継手の他の実施形態を示す。図３（ａ）に示される嵌合継手は、Ｐ−Ｔ型の雌継手３を角形にしたものであり、図３（ｂ）に示される嵌合継手は、Ｐ−Ｔ型の雄継手２をＵ字形としたものであり、図３（ｃ）は、Ｕ形鋼矢板のラルゼン形の嵌合継手を示す。いずれの嵌合継手にも、本発明の止水材５を予め充填しておく。
【００１１】
本発明の止水材５としてアスファルトコンパウンドは、全量の４０重量％以下の無機物添加材によりその密度を１．１ｇ／ｃｍ３以上、１．５ｇ／ｃｍ３未満、望ましくは１．１５ｇ／ｃｍ３以上、１．４ｇ／ｃｍ３未満とすることで密度差により海水を排除し、自己充填性を確保する。止水材５の密度が１．１ｇ／ｃｍ３未満である場合、海水密度（約１．０３ｇ／ｃｍ３）との差が小さくなり、止水材５内部のズレや隙間を、浸入した海水を排除し自己充填することができなくなる。また、止水材５の密度が１．５ｇ／ｃｍ３以上の場合、すなわち無機物添加材の配合量が多く、アスファルトの配合量が少ない場合、長期にわたる供用において水密性の確保が困難となり、止水材５の粘度も上昇することから、充填作業の作業性が悪化し、さらに空隙が生じた場合の自己充填性の確保が困難となる。アスファルトコンパウンドの密度は１５℃で測定されたものである。
無機物添加材としては、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、マグネシア、酸化カリウム、酸化鉄、酸化ナトリウム等の微粉末、若しくはその混合物であるタルク、珪砂、砕石、石粉、カオリンクレー、マイカ、ベントナイトさらに鉱滓等を用いることができる。
【００１２】
本発明の止水材５としてのアスファルトコンパウンドは、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に規定される２５℃における針入度６０以上１５０以下、望ましくは６５以上１３０以下とすることで、止水材５が供用される温度域での適当な流動性を発現できる。止水材５の針入度が６０より小さい場合、止水材５の供用される温度域での粘度が高くなり、適当な流動性を持たなくなり、止水材５内部のズレや隙間に浸入した海水を排除し自己充填することができなくなる。さらに止水材５の柔軟性も低下することから、止水材５内部のズレに追随することができなくなり、長期にわたる供用において水密性の確保が困難になる恐れがある。また止水材５の針入度が１５０より大きい場合、止水材５の供用される温度域での粘度が低くなり、供用時に止水材５内部で材料分離を生じる可能性があり、長期にわたる供用において水密性の確保が困難になる恐れがある。
【００１３】
本発明の止水材５としてのアスファルトコンパウンドは、１００℃における絶対粘度が８Ｐａ．ｓ以上４０Ｐａ．ｓ以下とすることにより、１００℃以下の安全な作業温度でも流動性を確保でき、嵌合継手の最上部を現場で充填するに際しても、周辺の水分による水蒸気爆発を起こさず、不要な空隙を生じさせない。
１００℃での絶対粘度が８Ｐａ．ｓ未満の場合、施工中に止水材５中のアスファルトと無機添加材の分離が起こり、供用時に所定の性能が得られない。また、１００℃での絶対粘度が４０Ｐａ．ｓより高いと、止水材５の流動性が乏しいため充填作業が困難となる。ここで作業性改善のため止水材５の温度を上昇させることは、充填する際に周辺の水分による水蒸気爆発の危険を生じることになる。
【００１４】
本発明の無機物添加材は、微粒子であることが望ましく、ＪＩＳ  Ａ  ５００８に示される粒度試験において１５０μｍふるいの通過量が９５質量％以上であることを規定する。無機物添加材の１５０μｍふるいの通過量が９５質量％未満の場合、すなわち粒子径の大きな無機物が多く存在した場合、アスファルト中に無機物添加材を均一に分散することが困難になり、さらに止水材５の施工作業時にアスファルトと無機物添加材が分離し、供用後の止水材５内部のズレや隙間を自己充填する適切な流動性が得られなくなる。
また上記無機物添加材とアスファルト、および鋼製矢板１の継手部分の接着性の改善のため、極性基を有する化学物質（例えば、酸、アミン等）を添加することができる。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例、比較例をあげて本発明を説明するが、本発明はこの実施例により制限されるものではない。
各実施例および比較例は表１に示す材料を、ＪＩＳ  Ａ  １１１０に示される方法で分離試験を実施し、さらに図４に示す鋼製半円柱９に温度８５℃でアスファルトコンパウンドを流し込み、１０℃、２０℃の恒温槽中に垂直に立て、下部のアスファルトコンパウンドの流動を観察した。図３中、１０は支え鋼板、１１は、アスファルトコンパウンドの流動性を確認するためのアクリル製半円柱である。この時の下端からのアスファルトコンパウンドの流動距離を測定し、１週間当たりの流動距離が１ｍｍ未満を過小、１週間当たりの流動距離が１ｍｍ以上５ｍｍ未満を小、１週間当たりの流動距離が５ｍｍ以上２００ｍｍ未満を適切、１週間当たりの流動距離が２００ｍｍ以上を大と評価した。また、大のうち、２４時間当たりの流動距離が２００ｍｍ以上のものについては過大とした。それらの結果を表２に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
【表２】
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【００１８】
表２からみて、実施例１のアスファルトコンパウンドは、施工性が良く、材料分離が発生せず、さらに１０℃恒温槽における流動は若干小さいが、２０℃恒温槽における流動が適切であることから、温暖地域（例えば九州、沖縄地方等）の止水材として適用可能である。
実施例２のアスファルトコンパウンドは、施工性がよく、材料分離が発生せず、さらに、１０℃、２０℃恒温槽における流動とも適切であることから、中庸温度地域（例えば、東海、関東地方等）の止水材として適用可能である。
実施例３のアスファルトコンパウンドは、施工性がよく、材料分離が発生せず、さらに、２０℃恒温槽における流動は若干大きいが、１０℃恒温槽における流動も適切であることから、寒冷地域（例えば、東北地方以北等）の止水材として適用可能である。
比較例１のアスファルトコンパウンドは、密度は適切だが、針入度が高く、粘度が低い材料である。施工性は良好であるが、粘度が低いため、材料分離が発生し、さらに流動も大きくなっており、実際の止水材として適用は不可能であると思われる。
比較例２のアスファルトコンパウンドは、密度が大きく、粘度が高い材料である。施工性は粘度が高いため不良であり、施工温度を上げる必要があった。また材料分離は起こらないが、流動が起きず自己充填性がないと判断され、実際の止水材としての適用は不可能であると思われる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明においては、予め鋼製矢板の継手空間に止水材が充填されているため、従来のように継手空間の浸入土砂の除去作業の必要がなく、止水材に土砂が混ざることがなく止水材の品質が確保される。
止水材として、全量の４０重量％以下の無機物添加材の添加により密度が１．１ｇ／ｃｍ３以上、１．５ｇ／ｃｍ３未満に調整されたアスファルトコンパウンドを用いることにより、長期的流動性を保ちつつ、密度差により海水を排除し、さらに、アスファルトコンパウンドの２５℃における針入度を６０以上１５０以下とすることで、これら止水材が供用される温度域での適当な流動性を発現することができる。
止水材の１００℃における絶対粘度が８Ｐａ．ｓ以上４０Ｐａ．ｓ以下とすることで、１００℃以下の嵌合継手への止水材充填時の流動性を確保でき、１００℃以下での充填作業なので作業の危険性を低減できる。
止水材としてのアスファルトコンパウンドに用いる無機物添加材が、粒度試験において、１５０μｍ篩の通過量が９５質量％以上とすることにより、アスファルト中に無機物添加材を均一に分散でき、充填後の止水材内部のズレや隙間を自己充填する適切な流動性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋼製矢板の嵌合継手の一実施形態を示す図。
【図２】本発明の鋼製矢板の嵌合継手の他の実施形態を示す図。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の鋼製矢板の嵌合継手の他の実施形態を示す図。
【図４】アスファルトコンパウンドの流動試験装置を示す図。
【符号の説明】
１：鋼製矢板
２：雄継手
３：雌継手
４：スリット
５：止水材
６：雄継手
７：雌継手
８：スリット
９：鋼製半円柱
１０：支え鋼板
１１：アクリル製半円柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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