(57)【要約】【課題】従来の水分貯留構造は、表層部を支持する基体に沈下等の変形が生じることがあった。【解決手段】舗装面１４から路盤１３内に浸透した水は、矢印Ａで示すように貯留体２の透水性布材３ａを透過して貯留体２内に侵入する。貯留体２内に侵入した水は非透水性布材３ｂにより流下を規制されて貯留体２に貯留される。貯留体２は、礫質土４を袋３で拘束補強してなり、水を保持した状態でも路盤１３の強度を維持できるため、舗装面１４から路盤１３内に多量の水が侵入しても、路盤１３の強度の低下や変形を防止できる。この結果、道路１の強度を保ちつつ、保水性を確保できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透水性の表層部を有する基体内の水分貯留構造であって、
一端面が透水性を有し他端面が非透水性を有する袋で土またはその代替物を拘束補強してなる貯留体を、前記一端面を前記表層部側に向けて前記表層部の下層に配設してなる水分貯留構造。
【請求項２】
前記表層部の下層に前記貯留体を複数層に重ねてなり、
上層部に複数配設された前記貯留体間の隙間から、下層部に配設された前記貯留体の一端面の一部が露出していることを特徴とする請求項１に記載の水分貯留構造。
【請求項３】
前記表層部は排水性舗装された道路の舗装面であり、前記基体はこの道路の路体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水分貯留構造。
【請求項４】
前記表層部は透水性ブロックが敷設された歩道の敷設面であり、前記基体はこの歩道の路体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水分貯留構造。
【請求項５】
前記表層部は建物の屋上に設けられた緑化部の表層部であり、前記基体はこの緑化部の基部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水分貯留構造。
【請求項６】
前記貯留体は、前記袋に詰め込まれた土またはその代替物が前記袋を構成する布材の引っ張り強さに応じて前記袋から受ける最大拘束応力に基づいて圧縮耐力または最大剪断強度を求め、求めたこの圧縮耐力または最大剪断強度に基づいて圧縮耐力または最大剪断強度に関する性能表示が行われていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水分貯留構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透水性の表層部を有する基体内の水分貯留構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市部におけるヒートアイランド現象を抑制するため、道路やビルの屋上等の温度上昇を抑えることが行われている。
【０００３】
従来、道路での温度上昇の抑制は、例えば次のようにして行われていた。自然地盤からなる路床上に、貯水槽を支持することとなる路床の一部を露出させて礫を敷き詰め、路床の露出部分とこの露出部分を容器状に取り囲む礫の側壁面とを覆うように遮水シートを張る。次いで、容器状に張られた遮水シート上に礫を敷き詰めて周囲の礫の高さととほぼ同一の高さとする。このようにして礫からなる路盤を形成した後、路盤上を排水性舗装して舗装面を形成する。この場合、中央部が窪んで容器状に張られた遮水シートにより貯水槽が構成され、舗装面を透過して路盤内に侵入した雨水等が貯水槽で保持される。貯水槽に貯留された水は舗装面から蒸発する際に気化熱により舗装面から熱をうばい、道路の温度上昇を抑える。
【０００４】
また、従来、ビル等の屋上での温度上昇の抑制は、屋上に緑化部を設けることにより行われている。緑化部の基盤となる土壌には雨水等が保持され、土壌に保持された水が蒸発する際の気化熱により、ビルの屋上の温度上昇を抑えている。屋上に緑化部を設ける場合には建物の屋上部に過大な重量負荷を与えるのを避ける必要があるため、緑化部の基盤となる土壌を薄層にする等、緑化基盤の軽量化が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の道路での温度上昇の抑制は、遮水シート上に礫を敷き詰めて路盤を形成することから、舗装面から多量の雨水が路盤内に侵入すると路盤が水で満たされ、路盤の強度が低下して沈下等の変形が生じるおそれがある。また、貯水槽が満杯になると、舗装面の近傍まで路盤が水で満たされる。この状態で車両等が通過して舗装面に衝撃荷重が加えられると貯水槽内の水圧が上昇し、この水圧の上昇により舗装面や遮水シートが損傷を受けることがある。また、この水圧の上昇により、沈下等の変形が路床に生じることもある。さらに、路床の一部が露出するように礫を敷き詰めてから遮水シートを張り、その後、遮水シート上に礫を敷き詰めて路盤を形成していたため、施工作業に手間がかった。
【０００６】
また、従来のビル等の屋上での温度上昇の抑制は、緑化部の土壌を薄層にする必要があるため、土壌の保水量が減って乾燥し易くなり、植物に干害の影響が生じる等植物の生育には厳しい環境となる。このため、従来の緑化部では、スプリンクラーなどを用いて頻繁に散水を行う必要がある等管理が難かしかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、透水性の表層部を有する基体内の水分貯留構造であって、一端面が透水性を有し他端面が非透水性を有する袋で土またはその代替物を拘束補強してなる貯留体を、前記一端面を表層部側に向けて表層部の下層に配設してなる。ここで、表層部は例えば排水性舗装された道路の舗装面，透水性ブロックが敷設された歩道の敷設面または建物の屋上に設けられた緑化部の表層部であり、基体は例えば、道路の路体，歩道の路体または緑化部の基部である。
【０００８】
この構成によれば、基体の表層部を透過した雨水等は、貯留体の透水性一端面を通り、非透水性他端面によって形成される貯留部に貯えられる。この場合、貯留体が土等を袋で拘束補強してなることから、水を保持した状態でも基体強度を維持できる。また、多量の水が貯留体内に流入しても、流入した水が透水性を有する一端面から貯留体の外部に流出し、貯留体には所定量の水しか保持されない。また、基体が薄くても各貯留体に所定量の水を保持できる。また、この構成によれば、予め土や代替物が収納された貯留体を表層部の下層に単に配設することにより水分貯留構造が構成される。
【０００９】
また、本発明は、表層部の下層に貯留体を複数層に重ねてなり、上層部に複数配設された貯留体間の隙間から、下層部に配設された貯留体の一端面の一部が露出していることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、下層部の貯留体から蒸発する水分が、非透水性を有する貯留体の他端面に妨げられずに表層部に向けて上昇する。従って、建物の屋上に設けられた緑化部においては、植物に対して効率よく水分を供給できる。
【００１１】
また、本発明は、貯留体は、袋に詰め込まれた土またはその代替物が袋を構成する布材の引っ張り強さに応じて袋から受ける最大拘束応力に基づいて圧縮耐力または最大剪断強度を求め、求めたこの圧縮耐力または最大剪断強度に基づいて圧縮耐力または最大剪断強度に関する性能表示が行われていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、貯留体に表示された性能に基づき、水分貯留構造が構成された構造物全体の圧縮耐力や最大剪断強度に関する性能を客観的に評価することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による水分貯留構造を排水性舗装された道路に適用した第１の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は本実施形態による道路１の断面図である。
【００１５】
道路１は、自然地盤からなる路床１２上に路盤１３を形成して路体１１が構成されており、路体１１の表面には排水性舗装した透水性の舗装面１４が形成されている。路盤１３は、複数の貯留体２を敷き詰めた貯留層１３ｂの上層に同様な貯留層１３ａを積層して構成されており、各貯留体２の間の隙間には礫１５が埋められている。
【００１６】
貯留体２は、図２（ａ）に示すように全体としてほぼ箱状を呈しており、同図（ｂ）に示すように袋３に礫質土４を詰め込み、同図（ａ）に示すように袋３の口を締めることにより、礫質土４を拘束補強して形成されている。袋３は、図２（ｃ）に示す透水性布材３ａと非透水性布材３ｂとを重ね合わせて袋状に縫合して形成されており、透水性布材３ａ側の一端面が透水面、非透水性布材３ｂ側の他端面が非透水面となる。各貯留体２は、上半分を覆う透水性布材３ａを舗装面１４側に向けて路床１２上に載荷されるため、舗装面１４から路盤１３内に浸透してきた水は、下半分を覆う非透水性布材３ｂによって形成される貯留部に貯まる。各貯留体２は、図３に示すように、相互に所定距離離間して配設され、上層の貯留層１３ａを構成する貯留体２間の隙間から、下層の貯留層１３ｂを構成する貯留体２の透水面３ａの一部が露出している。
【００１７】
本実施形態では、２５０リットルの礫質土４を袋３に詰め込み、拘束補強して貯留体２を形成しており、貯留体２の下半分の容積は１２５リットルになっている。従って、礫質土４が入れられた袋３の容積のうちの約４／１０が空隙であるとすると、１個の貯留体２の貯水量は約５０リットル（＝１２５×４／１０）となる。従って、貯留体２を１ｍ３当たり４個敷いた水分貯留構造によれば、１ｍ３当たりほぼ２００リットル（＝５０×４）の水が貯留される。
【００１８】
貯留体２には、圧縮耐力または最大剪断強度に関する性能表示が行われている。貯留体２を多層に垂直方向に載荷した際、貯留体２にかかる圧縮力Ｆは、図２（ａ）に示す、長さがＬで幅がＢの面状の受圧部で支持される。袋３にかける圧縮力Ｆを最大圧縮力にすると、袋３を構成する布材３ａ，３ｂの引っ張り強さＴによって袋３の内部の土は袋３から反力を受け、袋３の内部の礫質土４には最大有効拘束応力σ’が発生する。このとき、貯留体２の受圧部全体による極限圧縮耐力Ｑｕは次式によって求まる。
【００１９】
Ｑｕ＝２・σ’・Ｂ・Ｌ  …（１）
また、袋３内の礫質土４の最大有効拘束応力σ’によって貯留体２に発現する最大剪断強度τｆは、礫質土４の内部摩擦角をφとすると次式によって表される。
【００２０】
τｆ＝σ’・ｃｏｓφ  …（２）
貯留体２の極限剪断耐力Ｑｓはこの最大剪断強度τｆに基づいて極限圧縮耐力Ｑｕと同様にして算出することが出来る。このため、これらの極限圧縮耐力Ｑｕや極限剪断耐力Ｑｓに基づき、貯留体２について、圧縮耐力や剪断耐力に関する性能表示が行える（特許第３１８７８０４号公報参照）。
【００２１】
次に、本実施形態による水分貯留構造の施工方法を説明する。
【００２２】
まず、路床１２上に複数の貯留体２を敷いて貯留層１３ｂを形成する。次いで、貯留層１３ｂを構成する各貯留体２と平面視において図３に示すようにずれた位置に、複数の貯留体２を貯留層１３ｂ上に載荷して貯留層１３ａを形成する。これにより貯留層１３ｂおよび貯留層１３ａからなる路盤１３が路床１２上に形成される。次いで、各貯留体２間の隙間を礫１５で埋めた後、排水性アスファルトによる舗装を路盤１３の表面に施し、路盤１３上に透水性の舗装面１４を形成する。これにより、排水性舗装された道路１に複数の貯留体２からなる水分貯留構造が形成される。
【００２３】
このような本実施形態による水分貯留構造によれば、予め礫質土４が袋３に収納された貯留体２を路床１２上に単に配設することにより、水分貯留構造が形成されるため、その施工作業を簡略化できる。また、圧縮耐力または最大剪断強度に関する貯留体２の性能表示に基づき、水分貯留構造が構成された道路１全体の圧縮耐力や最大剪断強度に関する性能を客観的に評価できる。
【００２４】
また、本実施形態による水分貯留構造では、舗装面１４から路盤１３内に浸透した雨水等は、図２（ｂ）に矢印Ａで示すように貯留体２の透水性布材３ａを透過して貯留体２内に侵入する。貯留体２内に侵入した水は非透水布材３ｂにより流下を規制されて貯留体２に貯留される。この場合、貯留体２が礫質土４を袋３で拘束補強してなり、水を保持した状態でも路盤１３の強度を維持できるため、舗装面１４から路盤１３内に多量の水が侵入しても、路盤１３の強度の低下や変形を防止できる。この結果、道路１の強度を保ちつつ、保水性を確保できる。
【００２５】
また、多量の雨水等が貯留体２内に流入し、貯留体２の貯水量が増大して貯留体２の下半分が水１６で満たされると、後に貯留体２内に侵入した水は、図２（ｂ）に矢印Ｂで示すように貯留体２の上半分を覆う透水性布材３ａから外部に漏出する。従って、多量の雨水等が舗装面１４から路体１１内に侵入しても、貯留体２には所定量の水しか保持されず、路盤１３は水で満たされない。このため、車両等の通過に伴う水圧上昇による舗装面１４の損傷や路体１１の変形を防止できる。
【００２６】
また、貯留体２に貯留された水は、図２（ｂ）に矢印Ｃで示すように透水性布材３ａから路盤１３内に滲出し、路盤１３から舗装面１４にかけてを湿潤状態とした後、舗装面１４から順次蒸発する。この蒸発の際、気化熱により舗装面１４から熱がうばわれ、舗装面１４の温度上昇が抑えられる。
【００２７】
また、本実施形態による水分貯留構造では、図３に示すように、貯留層１３ａを構成する上層の貯留体２間の隙間から、貯留層１３ｂを構成する下層の貯留体２の透水性布材３ａの一部が露出している。このため、貯留層１３ｂを構成する貯留体２から蒸発した水は、貯留層１３ａを構成する貯留体２に妨げられずに舗装面１４に向けて移動する。このため、舗装面１４に十分な水分を供給でき、舗装面１４の温度上昇を効率よく抑えられる。
【００２８】
なお、上記実施の形態では、本発明による水分貯留構造を排水性舗装された道路１に適用した場合につて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４に示すような構成の歩道１ａにも本発明は適用できる。なお、同図において図１と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２９】
歩道１ａは、路盤１３上に排水性ブロック１４ａを敷き詰めて表層部が構成されており、路体１１内の構造は上記実施形態による道路１と同じである。このような構成の歩道１ａでも、上記実施形態の道路１の場合と同様な作用効果が奏される。
【００３０】
次に、本発明による水分貯留構造を建物屋上の緑化部に適用した第２の実施形態について説明する。
【００３１】
図５は本実施形態による緑化部の断面図である。
【００３２】
本実施形態による緑化部１ｂは、基部１１ａ上に植栽の育成基盤となる土壌１４ｃを造成して形成されている。基部１１ａは、ビルの屋上スラブ１２ａに張られた防水シート１２ｂ上に、複数の貯留体２を敷き詰めてなる貯留層１３ａ，１３ｂを積層して構成されている。土壌１４ｃから浸透してきた雨水等は、各貯留層１３ａ，１３ｂを構成する貯留体２に貯水される。貯留体２は、第１実施形態で用いられた図２に示す貯留体２であり、第１実施形態と同じ図３に示す配置態様で配置されて各貯留層１３ａ，１３ｂを構成している。
【００３３】
このようにしてビル屋上に施工された水分貯留構造においても、土壌１４ｃからの雨水等は、貯留体２の透水性布材３ａを透過して貯留体２内に侵入し、非透水性布材３ｂにより流下を規制されて貯留体２内に貯留される。従って、本実施形態でも、基部１１ａの強度を保ちつつ保水性を確保できる。また、各貯留体２に所定量の水を保持できることから、基部１１ａを薄層化しつつ保水性を確保でき、従来の散水の必要も少なくなるため、緑化部１ｂの管理が容易になる。さらに、貯留体２を防水シート１２ａ上に単に配設することにより水分貯留構造を構成できるため、簡単な施工作業でビル屋上に水分貯留構造を形成できる。
【００３４】
また、貯留体２に貯留された水は、透水性布材３ａから基部１１ａ内に滲出して土壌１４ｃを湿潤状態とした後、土壌１４ｃの表面から順次蒸発する。この蒸発の際、気化熱により土壌１４ｃの表面から熱がうばわれ、ビル屋上の温度抑制が抑えられる。
【００３５】
また、本実施形態による水分貯留構造でも、下層の貯留層１３ｂから蒸発する水分が上層の貯留層２の非透水性布材３ｂに妨げられずに土壌１４ｃに向けて上昇する。このため、土壌１４ｃに十分な水分を供給できて緑化部１ｂの管理がさらに容易になると共に、ビル屋上の温度上昇を効率よく抑えられる。
【００３６】
なお、上記実施形態においては、貯留層１３ａ上に土壌１４ｃを設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、貯留層１３ａ上に立体編目構造の繊維層を設けることにより、植裁の根張りを安定化させたり、過剰な水分供給を抑えて根腐れを防止する構成としてもよい。
【００３７】
また、上記各実施形態では、２層の貯留層１３ａ，１３ｂを積層して路体１１の路盤１３や緑化部１ｂの基部１１ａを構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、貯留層を１層のみとしても、３層以上積層してもよい。
【００３８】
また、上記各実施形態では、水分の浸透性を確保するために、袋３に礫質土４を収容して貯留体２を構成した場合について説明したが、降雨量が少なく乾燥しやすい地域等に水分貯留構造を形成する場合には、保水性の高い粘性土等を袋３に収容して貯留体２を構成してもよい。また、水分貯留構造の用途や設置場所に応じて、発泡スチロールや間伐材等のリサイクル品を袋３に収容して貯留体２を構成してもよい。また、貯留体２のサイズも、水分貯留構造の用途や設置場所に応じて適宜変更して差し支えなく、上記実施の形態での構成に限定されない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基体の表層部を透過した雨水等は、貯留体の透水性一端面を通り、非透水性他端面によって形成される貯留部に貯えられる。この場合、貯留体が土等を袋で拘束補強してなることから、水を保持した状態でも基体強度を維持でき、表層部から多量の水が基体内に侵入することによる基体の強度の低下や変形を防止できる。この結果、基体の強度を保ちつつ保水性を確保できる。また、多量の水が貯留体内に流入しても、流入した水が透水性を有する一端面から貯留体の外部に流出し、貯留体には所定量の水しか保持されない。このため、例えば、排水性舗装された道路や透水性ブロックが敷設された歩道において、多量の水が舗装面から路体内に侵入しても路体が水で満たされず、車両等の通過に伴う水圧上昇による舗装面等の損傷や路体の変形を防止できる。また、基体が薄くても各貯留体に所定量の水を保持できるため、建物の屋上に設けられた緑化部にあっては、基部の薄層化を図りつつ保水性を確保できる。このため、従来の散水の必要も少なくなり、緑化部の管理が容易になる。また、予め土や代替物が収納された貯留体を表層部の下層に単に配設することにより水分貯留構造が構成されるため、簡単な施工作業で水分貯留構造を形成できる。
【００４０】
また、表層部の下層に貯留体を複数層に重ね、上層部の貯留体間の隙間から下層部の貯留体の一部が露出している構成の場合、下層部の貯留体から蒸発する水分が、非透水性を有する貯留体の他端面に妨げられずに表層部に向けて上昇する。この結果、表層部に効率よく水分を供給でき、表層部の温度を効率よく低下させることができる。また、建物の屋上に設けられた緑化部においては、植物に対して効率よく水分を供給でき、この結果緑化部の管理がさらに容易になる。
【００４１】
また、貯留体に圧縮耐力または最大剪断強度に関する性能表示が行われている構成の場合、貯留体に表示された性能に基づき、水分貯留構造が構成された構造物全体の圧縮耐力や最大剪断強度に関する性能を客観的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による道路の水分貯留構造の概略を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す路盤を構成する貯留体の構成の概略を示す斜視図、（ｂ）は同図（ａ）に示す貯留体の断面図、（ｃ）は同図（ａ）に示す貯留体を構成する袋の分解斜視図である。
【図３】図２に示す貯留体の配置態様の概略を示す平面図である。
【図４】本発明による水分貯留構造を適用した歩道の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による屋上緑化部の水分貯留構造の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
１…道路
１ａ…歩道
１ｂ…緑化部
２…貯留体
３…袋
３ａ…透水性布材
３ｂ…非透水性布材
１１…路体
１１ａ…基部
１２…路床
１２ａ…屋上スラブ
１２ｂ…防水シート
１３…路盤
１３ａ，１３ｂ…貯留層
１４…舗装面
【図１】
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【図２】
2004332224.tif 000004
【図３】
2004332224.tif 000005
【図４】
2004332224.tif 000006
【図５】
2004332224.tif 000007