(57)【要約】【課題】  構造物における凍上防止を低コストで実現する。【解決手段】  透水性を有する袋状体および当該袋状体内に収納された非凍上性を有する安定粒状体からなる裏込め材（埋設材）で、地盤における凍結が及ぶ範囲を置き換える。たとえば土留め擁壁では、地盤１３の側方に所定の間隔を空けて設置された擁壁１４擁壁１４と地盤１３との間に裏込め材１５を埋設する。安定粒状体は、鉱物起源の粒子を含まない粒状体または鉱物起源の粒子であって粒径が約０．１ｍｍ以上の粒状体であり、たとえばプラスチック、発泡スチロール、発泡スチロールを加熱溶融して得られる減容品、ゴムチップ、溶融スラグ、ガラスまたはビニールなどを適用することができる。【選択図】        図２
2005098027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透水性を有する袋状体および当該袋状体内に収納された非凍上性を有する安定粒状体からなる埋設材を１または複数用意し、
地盤における凍結が及ぶ範囲を前記埋設材で置き換えることを特徴とする構造物の凍上防止方法。
【請求項２】
前記安定粒状体は、鉱物起源の粒子を含まない粒状体または鉱物起源の粒子であって粒径が約０．１ｍｍ以上の粒状体であることを特徴とする請求項１記載の構造物の凍上防止方法。
【請求項３】
前記安定粒状体は、プラスチック、発泡スチロール、発泡スチロールを加熱溶融して得られる減容品、ゴムチップ、溶融スラグ、ガラスまたはビニールであることを特徴とする請求項１記載の構造物の凍上防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物の凍上防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日において、擁壁を有する土留め擁壁など、寒冷地における構造物の凍上対策が緊急の課題となっている。
【０００３】
一般的な凍上対策は、凍結が及ぶ範囲を、凍上しない材料で置き換える置換工法である。すなわち、水分を含んだ材料では、温度が低下（一般的には０℃以下）すると凍結する。そこで、凍結範囲を凍上現象を起こさない材料で置き換えるようにしたものである。そして、凍上を起こさない材料としては、砂利や砂などが用いられている。
【０００４】
なお、特開２００１−２０７４２２号公報には、土やその代替物を土嚢に詰め込む技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２０７４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように砂利や砂は凍上防止に有効な材料ではあるが、最近は砂利は砂などの採取がますます困難になってるために、建設コストが上昇している。
【０００６】
そこで、本発明は、構造物の凍上防止を低コストで実現することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る構造物の凍上防止方法は、透水性を有する袋状体および当該袋状体内に収納された非凍上性を有する安定粒状体からなる埋設材を１または複数用意し、地盤における凍結が及ぶ範囲を前記埋設材で置き換えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の好ましい形態において、前記安定粒状体は、鉱物起源の粒子を含まない粒状体または鉱物起源の粒子であって粒径が約０．１ｍｍ以上の粒状体であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のさらに好ましい形態において、前記安定粒状体は、プラスチック、発泡スチロール、発泡スチロールを加熱溶融して得られる減容品、ゴムチップ、溶融スラグ、ガラスまたはビニールであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００１１】
すなわち、本発明によれば、安定粒状体を袋詰めにし、これを埋設材として地盤における凍結の及ぶ範囲に埋設するようにしているので、構造物における凍上防止を低コストで実現することが可能になる。
【００１２】
また、本発明によれば、安定粒状体を袋詰めにしているので、自然地盤中に安定粒状体が混入することがなくなって環境への負荷を軽減することができるとともに、必要に応じて将来的に回収が可能になる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、埋設材への長年にわたる細粒分の混入による耐凍上性の低下を防ぐことができる。
【００１４】
本発明によれば、安定粒状体を袋状体に詰めることによって、強度的に弱い安定粒状体でも利用することが可能になる。
【００１５】
本発明によれば、袋に詰める安定粒状体の量を調整することによって、複雑な表面形状の構造物への埋設が可能になる。
【００１６】
本発明によれば、安定粒状体が袋詰めされた埋設材は任意の形状に変形させることが可能であるため、埋設する現場の形状がどのような形状であっても容易に施工することが可能になる。
【００１７】
本発明によれば、安定粒状体が袋詰めされた埋設材を埋め込む施工なので、特殊な施工機械などを必要としない。
【００１８】
本発明によれば、人が手で運搬可能な埋設材の寸法にすることで作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００２０】
図１は本発明の一形態である構造物としての土留め擁壁の施工途中での状態を示す断面図、図２は安定粒状体としてＥＰＳ減容品を袋状体に収納した裏込め材を埋設した土留め擁壁を示す断面図、図３は安定粒状体として粉砕ガラスを袋状体に収納した裏込め材を埋設した土留め擁壁を示す断面図、図４は破砕ガラスおよびＥＰＳ減容品を用いた場合における土留め擁壁上端部の押し出し量の経年変化を凍上防止対策を施していない土留め擁壁と比較して示すグラフである。
【００２１】
砂利や砂に代えて土留め擁壁（構造物）の凍上防止に用いられる材料に要求される条件として、非凍上性を有する粒状体で経済性を備えていることはもちろんであるが、さらに地盤に埋設することから環境を汚染しないことも必要である。なお、環境を汚染しないとは、自然条件の下で物性が経年変化しない、あるいは経年変化しにくいことをいい、本願ではこのことを「安定」という。そして、施工が容易であればより望ましい。
【００２２】
ここで、土留め擁壁に有害な凍上発生をもたらす凍結の領域を合理的に決め、その範囲を凍上しない材料で置き換えるためには、当該材料の熱物性値が必要である。ここで、必要な熱物性値は熱伝導率、体積比熱などいくつか挙げられるが、実務的には個々の材料に対して実測する必要のある値は熱伝導率である。その他の物性値は凍結深さに対する影響が少なく、さらにその値は多くの実験結果から理論的に求めることが可能である。したがって、材料の熱伝導率に応じて置き換える領域が決定される。
【００２３】
以上の性能要求を満足した材料として非凍上性を有する安定粒状体を用いることにした。具体的には、鉱物起源の粒子を含まない安定粒状体または鉱物起源の粒子であって凍上しない粒径つまり約０．１ｍｍ以上の粒径を有する安定粒状体であり、一例を挙げると、球形や円板状など所定形状に成型されたあるいは粉砕された発泡スチロール、発泡スチロールを加熱溶融して得られる減容品（ＥＰＳ減容品）、ゴムタイヤなどゴム製品が粉砕されたゴムチップ、ペレット状のビニール、破砕プラスチック、溶融スラグ、破砕したガラスなどがある。したがって、ガラスやゴムタイヤなどの廃棄物を粉砕等することによりこれらの粒状体を得ることができる。
【００２４】
なお、このよう粒状体をそのまま地中に埋め込むと地盤中に混入して環境へ負荷をかけることになるとともに、粒状体であるために強度的にも弱くなることが懸念される。そこで、透水性を有する袋状体に粒状体を収納することとした。
【００２５】
前述した粒状体の熱伝導率の平均値を表１に示す。なお、測定はプローブ法による。
【表１】
2005098027.tif 000003
【００２６】
表１に示すように材料によって熱伝導率が異なることから、置き換えの範囲は材料によって異なる。つまり、熱伝導率の良い材料よりも熱伝導率の悪い材料の方が置き換えの範囲は少なくなる。これは、熱伝導率が悪い材料では温度が伝わりにくいために、少ない設置量で地盤が外気温の影響を受けにくくなるからである。
【００２７】
さて、粒状体を袋状体に収納したものは裏込め材（埋設材）として設置される。すなわち、図１に示すように、基礎砂利１１を敷き、均しコンクリート１２を流し込んだ上に、地盤１３の側方に所定の間隔を空けてコンクリート製のＬ字型の擁壁１４を設置する。擁壁１４は、たとえば高さ１５００ｃｍ、厚さ１００ｃｍである。次に、図２および図３に示すように、粒状体を袋状体に収納した裏込め材１５を擁壁１４と地盤１３との間に積層して埋設する。
【００２８】
ここで、図２は安定粒状体としてＥＰＳ減容品を袋状体に収納した裏込め材１５を埋設した土留め擁壁の断面図、図３は安定粒状体として破砕ガラスを袋状体に収納した裏込め材１５を埋設した土留め擁壁の断面図である。表１に示すように、ＥＰＳ減容品の方が破砕ガラスよりも熱伝導率が悪いために置き換えの範囲が少なくなっている。つまり、図２において擁壁１４の上下方向全面にわたって積層されたＥＰＳ減容品の裏込め材１５は１列（奥行き：約４００ｃｍ）であるのに対して、図３において破砕ガラスの裏込め材１５は２列（奥行き：約７００ｃｍ）となっている。
【００２９】
破砕ガラスおよびＥＰＳ減容品を用いた場合における土留め擁壁上端部の押し出し量の経年変化を図４に示す。比較例として、凍上防止対策を施していない土留め擁壁上端部の押し出し量を併せて示す。
【００３０】
図示するように、２００２年１１月１４日より凍結が見られ、これに伴って土留め擁壁の上端部が押し出される。そして、押し出し量は次第に大きくなり、凍上防止対策を施していない土留め擁壁ではピーク時の２００３年３月４日に約６．５ｃｍとなっているが、ＥＰＳ減容品を用いた場合にはその半分以下の約３ｃｍ、破砕ガラスを用いた場合には約２ｃｍとなって、押し出し量は大幅に小さくなっているのが分かる。
【００３１】
このように、本願によれば、安定粒状体を袋詰めにし、これを裏込め材１５として擁壁１４と地盤１３との間に埋設するようにしているので、土留め擁壁における凍上防止を低コストで実現することが可能になる。
【００３２】
また、安定粒状体を袋詰めにしているので、自然地盤中に安定粒状体が混入することがなくなって環境への負荷を軽減することができるとともに、必要に応じて将来的に回収が可能になる。
【００３３】
さらに、裏込め材１５への長年にわたる細粒分の混入による耐凍上性の低下を防ぐことができる。
【００３４】
安定粒状体を袋状体に詰めることによって、強度的に弱い安定粒状体でも利用することが可能になる。
【００３５】
袋に詰める安定粒状体の量を調整（一般に、充填率は７０％程度）することによって、複雑な表面形状の構造物への裏込めが可能になる。
【００３６】
安定粒状体が袋詰めされた裏込め材１５は任意の形状に変形させることが可能であるため、埋設する現場の形状がどのような形状であっても裏込めを容易に施工することができる。
【００３７】
安定粒状体が袋詰めされた裏込め材１５を積み重ねる施工なので、特殊な施工機械などを必要としない。
【００３８】
そして、人が手で運搬可能な裏込め材１５の寸法（たとえば４０ｃｍ×６０ｃｍ程度）にすることで作業性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上の説明では、構造物として土留め擁壁に本発明を適用した場合が示されているが、本発明は土留め擁壁に限定されるものではなく、たとえば住宅等の建物基礎、道路、雨水マス、マンホール等々、様々な構造物の凍上防止として、前述した安定粒状体が袋詰めされた部材を凍結が及ぶ範囲に埋設することで適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一形態である土留め擁壁の施工途中での状態を示す断面図である。
【図２】安定粒状体としてＥＰＳ減容品を袋状体に収納した裏込め材を埋設した土留め擁壁を示す断面図である。
【図３】安定粒状体として粉砕ガラスを袋状体に収納した裏込め材を埋設した土留め擁壁を示す断面図である。
【図４】破砕ガラスおよびＥＰＳ減容品を用いた場合における土留め擁壁上端部の押し出し量の経年変化を凍上防止対策を施していない土留め擁壁と比較して示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１１  基礎砂利
１２  均しコンクリート
１３  地盤
１４  擁壁
１５  裏込め材（埋設材）
【図１】
2005098027.tif 000004
【図２】
2005098027.tif 000005
【図３】
2005098027.tif 000006
【図４】
2005098027.tif 000007