(57)【要約】【課題】砂に対して一定量の連続繊維を三次元的に混合することで、せん断強さを増加させ、より安定した強固な土構造物を構築する場合に、環境に優しく、しかも、糸切れ等のおそれがなく、強度も十分なものである。【解決手段】砂を搬送する砂搬送装置と、複数本の繊維を連続的に供給する連続繊維供給装置とを備えた連続繊維補強土装置を用いて、砂搬送装置から搬送される砂に繊維供給装置から繰り出す繊維を絡ませて補強土とする繊維補強土工法において、繊維供給装置からの連続繊維は天然鉱物である玄武岩を溶触してこれを連続したバサルト繊維とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂を搬送する砂搬送装置と、複数本の繊維を連続的に供給する連続繊維供給装置とを備えた連続繊維補強土装置を用いて、砂搬送装置から搬送される砂に繊維供給装置から繰り出す繊維を絡ませて補強土とする繊維補強土工法において、繊維供給装置からの連続繊維は天然鉱物である玄武岩を溶触してこれを連続したバサルト繊維とすることを特徴とした繊維補強土工法。
【請求項２】
砂噴射と天然鉱物である玄武岩を溶触してこれを連続したバサルト繊維の噴射を衝突または混合させて、砂とバサルト繊維とを三次元的に混合したことを特徴とする繊維補強土。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、法面保護、擁壁築造、及び緑化工法に適用可能なものとして、連続した複数本の繊維と砂とを補強するべき施工個所に吹き付けることを内容とする連続繊維補強土工法および繊維補強土に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、土または土砂等に繊維類やセメント等の固結材を混合して、高圧空気の吐出圧やローラーやランマ等の輾圧により締め固めて密度の高い補強土として法面を覆い、土留や法面保護が行われている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平１一４９６６１号公報
【０００４】
前記特許文献１には、砂などの固体粒子と連続繊維をそれぞれ別系統のノズルで同時に吹き付け、３次元的に連続繊維を介在させることで疑似粘着力を持たせ、盛土や軟弱地盤を補強する補強土工法が開示されている。
【０００５】
図２に示すように、土または土砂等４１をエンドレスベルト４２により調節された量ずつホッパー４３内に導く。ノズル又はランス４５により噴流４４の形態で水をホッパー４３内に導く。その結果、ホッパー４３の下方に制御された形態及び速度で一定の水と土または土砂等４１との混合流４６が生じる。気圧吹付け用ガンであるエジェクタ４７により混合流４６の方向に糸巻４９から糸４８を引き出す。糸／砂の割合はこのようにして砂の流量と糸４８の噴出速度とにより制御される。
【０００６】
【特許文献２】
特開平１−３１００１９号公報
【０００７】
前記特許文献２には、連続的要素即ち連続繊維を泥状客土基材（植生基材）と共に吹き付け生育基盤を補強土する工法が開示されている。
【０００８】
この工法は、図３に示すように、吹き付けノズル５０の空気吸入口５３においては、噴出口５１よりの泥状化した緑化基盤材（泥状基材）Ｇの噴出により筒体２内に生じた減圧効果により、外部の空気Ａが筒体５２内に吸引されると共に、この空気吸入口５３に外部から糸挿入ガイド環（連続繊維吸入口）５４を経て挿入された糸状、ロープ状、テープ状の連続的要素Ｔも、空気Ａと共に吹き付けノズル５０の筒体５２内に吸引・導入される。筒体５２内では泥状化した緑化基盤材Ｇは連続的要素Ｔと混合し、連続的要素Ｔを引っ張るようにして吹き付けノズル５０の先端部の吐出口５７より外部に飛び出し、両者が絡み合った状態で施工面に付着する。
【０００９】
また、吹き付けノズル５０の筒体５２内に疎水剤（凝集剤）Ｆを注入した場合には、疎水剤Ｆと泥状客土基材Ｍと空気Ａとが筒体５２内で混合攪拌されて、疎水剤Ｆの吸着架橋作用により粘土粒子が団粒化し、このときは、緑化基盤材Ｇが団粒化しているために、連続的要素Ｔと良く絡み合うと記述されている。
【００１０】
これらに出願された建築材料は、土または土砂等の固体粒子のかたまり内にこのかたまりのほぼ全体に渡って細くかつ柔軟性を有する連続的線状要素を三次元的に分布させて、線状要素を多数の固体粒子に細かくからませることにより、固体粒子と線状要素とを、これらの間に本質的に接着剤を介在させることなく結合させて機械的強度を固体粒子のかたまりに持たせてなる透水性を有する建築材料である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１や特許文献２での連続繊維は、ポリエステルの繊維が用いられ、例えば特許文献２ではポリエステル１００％で、太さ：５デニール、混入本数：３０本引きそろえ束にしたものを１６本が用いられている。
【００１２】
しかし、ポリエステルのごときナイロン（合成樹脂繊維）では、腐食して土に戻ることもなく、環境的な問題がある。また、ポリエステルの連続繊維は引っ張りには強いが摩擦に弱いものであり、熱とか砂と糸が積み重なって糸がある程度引っ張られると砂の突起で切れてしまうおそれもある。
【００１３】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、砂に対して一定量の連続繊維を三次元的に混合することで、せん断強さを増加させ、より安定した強固な土構造物を構築する場合に、環境に優しく、しかも、糸切れ等のおそれがなく、強度も十分な繊維補強土工法および繊維補強土を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、繊維補強土工法としては、砂を搬送する砂搬送装置と、複数本の繊維を連続的に供給する連続繊維供給装置とを備えた連続繊維補強土装置を用いて、砂搬送装置から搬送される砂に繊維供給装置から繰り出す繊維を絡ませて補強土とする繊維補強土工法において、繊維供給装置からの連続繊維は天然鉱物である玄武岩を溶触してこれを連続したバサルト繊維とすることを要旨とするものである。
【００１５】
また、繊維補強土としては、砂噴射と天然鉱物である玄武岩を溶触してこれを連続したバサルト繊維の噴射を衝突または混合させて、砂とバサルト繊維とを三次元的に混合したことを要旨とするものである。
【００１６】
請求項１および請求項２記載の本発明によれば、使用する連続繊維はポリエステル等の合成繊維ではなく、天然鉱物である玄武岩を溶触してこれを連続したバサルト繊維でなり、いわゆる鉱物資源なので、人間の健康や環境に被害をおよぼすような化学反応を起こすおそれもなく、環境に優しいものとなる。また、熱安全性に優れ、砂とも馴染みがよく、しかも、強度が高いので、これを砂質土に３次元的に混入することにより、疑似粘着力を付与し、変形抵抗の大きい補強土を造ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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は本発明の繊維補強土工法および繊維補強土の１実施形態を示す説明図で、本発明は、砂を搬送する砂搬送装置と、複数本の繊維を連続的に供給する連続繊維供給装置とを備えた連続繊維補強土装置を用いて、砂搬送装置から搬送される砂に繊維供給装置から繰り出す繊維を絡ませて補強土とするものである。
【００１８】
連続繊維供給装置は、連続繊維の糸４の糸巻１を格納する糸の供給装置３と、この糸の供給装置３から繰り出される糸４を高圧水を利用して噴射ノズル５から噴射するエジェクタ６とからなる。
【００１９】
糸の供給装置３の構成として、複数（図示の例では４個）の糸巻１からの糸４を絡ませて送り出す１本のガイドステー２を有する可搬式のボビンケース２９を１台単位とし、これを複数台（図示の例では４台）単独で配設した。
【００２０】
このボビンケース２９は、ベース３０に支持枠３１を組み合わせ、また、ベース３０にロードセル３２を設置して、これで糸巻１を支承して糸４を計量するもので、前記支持枠３１は上部を円弧状に湾曲させた４本の枠体の下部を前記ベース３０の４隅から立ち上げてケース全体を鳥籠状に形成し、カバーで覆う。
【００２１】
糸の供給装置３から繰り出される糸４を水タンク７から高圧ポンプ８を介して供給管９で送られる高圧水を利用して噴射ノズル５から噴射する。
【００２２】
砂の供給装置２５は、従来周知のように、ベルトコンベア１０でホッパー２６に連結した計量器１５と、該計量器１５にベルトコンベア１０を介して連結する吹付機１２とで構成される。図中２７は砂山から砂を搬送するトラクターショベル、１３は吹付機１２に圧縮空気を供給するコンプレッサーを示す。また、１４は計量器１５などの電源となる発電機、１７は分電盤、３３は計量装置である。
【００２３】
前記糸４には、天然鉱物である玄武岩もしくは玄武岩のグループ（玄武岩、玄武安山岩、安山岩、斑れい岩、その他）の天然材料を溶触してこれを連続（溶融紡糸）したバサルト繊維を用いる。バサルト繊維としては、例えばＳｉＯ２：４２〜４８重量％、Ａｌ２Ｏ３：９〜１４重量％、ＴｉＯ２：１〜３重量％、Ｆｅ２Ｏ３：１１〜１４重量％、ＭｇＯ：１０〜１４重量％、ＣａＯ：１０〜１４重量％、Ｎａ２Ｏ：２〜４重量％、Ｋ２Ｏ：１〜３重量％という組成のものが挙げられる。
【００２４】
バサルト繊維の比重は、通常３８０〜４２０ｇ／ｄｍ３である。具体的には、ＳｉＯ２：４８重量％、Ａｌ２Ｏ３：１０重量％、ＴｉＯ２：３重量％、Ｆｅ２Ｏ３：１１重量％、ＭｇＯ：１２重量％、ＣａＯ：１２重量％、Ｎａ２Ｏ：３重量％、Ｋ２Ｏ：１重量％のものが挙げられる。
【００２５】
バサルト繊維の繊維長は、特に制限されないが０．１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍである。バサルト繊維は、シランカップリング剤でその表面を被覆したものがあるが、本発明ではそのまま用いてもよい。
【００２６】
なお、シランカップリング剤としては、例えばアミノシラン、アクリルシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、メタアクリルシラン、アミルシラン、メルカプトシラン等がある。バサルト繊維のシランカップリング剤処理は、公知慣用のいずれの処理方法によってもよいが、例えば溶融玄武岩よりバサルト繊維を紡糸した直後に、シランカップリング剤をそれに塗布乾燥してやるのがよい。
【００２７】
この場合０．２〜２重量％シランカップリング剤水溶液を噴霧し、瞬時にしてバサルト繊維表面の被覆を行われる。
【００２８】
エジェクタ６では噴射ノズル５にバサルト繊維による糸４が挿通され、この噴射ノズル５から圧水が吐出されるとそれにつられて糸４も噴射ノズル５から噴射される。一方、砂はベルトコンベア１０とマテリアルホース１１により前記糸４の噴出先まで搬送し、糸４と直接噴射・混合させる。
【００２９】
このように使用する砂の０．１５〜０．２％（乾燥重量比）程度の連続繊維（マルチフィラメント無撚糸）をジェット水と一緒に噴射、砂と三次元的に混合することで、せん断強さを増加させ、より安定した強固な土構造物を構築することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の繊維補強土工法および繊維補強土は、連続繊維の糸を糸の供給装置に格納された糸巻から繰り出し、この繰り出された糸を高圧水または圧縮空気を利用してエジェクタの噴射ノズルから噴射し、一方、砂を前記繊維の噴射先まで搬送し、前記糸と直接噴射・混合させる連続繊維による補強土工法において、砂に対して一定量の連続繊維を三次元的に混合することで、せん断強さを増加させ、より安定した強固な土構造物を構築する場合に、環境に優しく、しかも、糸切れ等のおそれがなく、強度も十分なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維補強土工法および繊維補強土の１実施形態を示す説明図である。
【図２】従来例を示す概略実態図である。
【図３】他の従来例を示す一部切り欠いた正面図である。
【符号の説明】
１…糸巻                          ２…ガイドステー
３…糸の供給装置                  ４…糸
５…噴射ノズル                    ６…エジェクタ
７…水タンク                      ８…高圧ポンプ
９…供給管                        １０…ベルトコンベア
１１…マテリアルホース            １２…吹付機
１３…コンプレッサー              １４…発電機
１５…計量器                      １６…電動式ホールリール
１７…分電盤                      １８…台車
１９…伸縮カバー                  ２０…ロードセル
２１…ヘッダー                    ２２…二股
２３…ガイドリング                ２４…支柱
２５…砂の供給装置                ２６…ホッパー
２７…トラクターショベル          ２８…砂山
２９…ボビンケース                ３０…ベース
３１…支持枠                      ３２…ロードセル
３３…計量装置
４１…土または土砂等              ４２…エンドレスベルト
４３…ホツパー                    ４４…噴流
４５…ノズル又はランス            ４６…混合流
４７…エジェクタ                  ４８…糸
４９…糸巻                        ５０…吹き付けノズル
５１…噴出口                      ５２…筒体
５３…空気吸入口                  ５４…糸挿入ガイド環
５７…吐出口
【図１】
2004244845.tif 000003
【図２】
2004244845.tif 000004
【図３】
2004244845.tif 000005