(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自硬性充填材層に包囲されて溝内に固定された埋設物の上側に、路版切断作業時の切断事故から該埋設物を保護するための切断防護部材を配設したうえ、路版層で被覆してなる地中埋設物の敷設構造において、
前記切断防護部材は、自硬性充填材層に配置されたセラミックス板と、該セラミックス板を覆うように該セラミックス板に接触載置された金属板とからなり、
前記切断防護部材は、前記金属板の板厚方向の少なくとも一部及び前記セラミックス板が自硬性充填材層の表層内に該セラミックス板の板厚を超える深さに埋入されて、前記金属板の前記セラミックス板に接触している領域を除く下面が自硬性充填材層に密着している状態で固定され、
前記セラミックス板の上面とその上面に接触している前記金属板の下面とのそれぞれは、表面粗さが、Ｒａ:１.５μｍ以下およびＲｙ:10μｍ以下、反り(C)が２ｍｍ以下であることを特徴とする地中埋設物の敷設構造。
【請求項２】
前記セラミックス板は、溝の幅方向の両側に位置して自硬性充填材層の上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の地中埋設物の敷設構造。
【請求項３】
前記セラミックス板は二硼化チタン系セラミックスからなり、前記金属板は鉄系金属からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の地中埋設物の敷設構造。
【請求項４】
前記自硬性充填材は、コンクリート又はコンクリートモルタルである請求項１〜３のいずれか１項に記載の地中埋設物敷設構造。
【請求項５】
埋設物を配置した溝内に自硬性充填材を打設して埋設物を包囲する自硬性充填材層を形成し、該埋設物を路版切断作業時の切断事故から保護するための切断防護部材を配設したうえ、路版層で被覆する地中埋設物の敷設方法において、
前記切断防護部材は、自硬性充填材層に配置されたセラミックス板と、該セラミックス板を覆うように該セラミックス板に接触載置された金属板とからなり、
前記セラミックス板の上面とその上面に接触している前記金属板の下面とのそれぞれは、表面粗さが、Ｒａ:１.５μｍ以下およびＲｙ:10μｍ以下、反り(C)が２ｍｍ以下であり、
溝内に打設した自硬性充填材層の表層が未凝固流動状態を保持している間に、前記セラミックス板を該自硬性充填材層の上に配置すると共に該セラミックス板を覆うように前記金属板を該セラミックス板に接触載置したうえ、前記金属板の板厚方向の少なくとも一部及び前記セラミックス板を自硬性充填材層の表層内に該セラミックス板の板厚を超える深さに埋入して、前記金属板の前記セラミックス板に接触している領域を除く下面が自硬性充填材層に密着している状態で該自硬性充填材層を硬化させることを特徴とする地中埋設物の敷設方法。
【請求項６】
既設の地中埋設物を被覆する路版層を除去して、該埋設物を包囲している自硬性充填材層の上面を露出させ、路版切断作業時の切断事故から該埋設物を保護するための切断防護部材を配設したうえ、路版層で被覆する地中埋設物の敷設方法において、
前記切断防護部材は、自硬性充填材層に配置されたセラミックス板と、該セラミックス板を覆うように該セラミックス板に接触載置された金属板とからなり、
前記セラミックス板の上面とその上面に接触している前記金属板の下面とのそれぞれは、表面粗さが、Ｒａ:１.５μｍ以下およびＲｙ:10μｍ以下、反り(C)が２ｍｍ以下であり、
埋設物を包囲している自硬性充填材層の上面に、前記切断防護部材を固定するための自硬性充填材を打設して新たな自硬性充填材層を形成したうえ、該自硬性充填材層の表層が未凝固流動状態を保持している間に、前記セラミックス板を該自硬性充填材層の上に配置すると共に該セラミックス板を覆うように前記金属板を該セラミックス板に接触載置したうえ、前記金属板の板厚方向の少なくとも一部及び前記セラミックス板を自硬性充填材層の表層内に該セラミックス板の板厚を超える深さに埋入して、前記金属板の前記セラミックス板に接触している領域を除く下面が自硬性充填材層に密着している状態で該自硬性充填材層を硬化させることを特徴とする地中埋設物の敷設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に埋設された情報通信管路、配電線、ガス配管等、各種配管,構造物等の埋設物を、道路工事等の路面切断作業における切断事故から保護するための地中埋設物の敷設構造および敷設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信管路、配電線、ガス配管等の各種配管,構造物を地中に埋設する場合、他の配管・ダクト等と交差するところなどでは、路面近くに埋設せざるを得ない場合がある。
道路工事等の路版切断作業は、ダイヤモンドブレード等を搭載したコンクリートカッターを作業者が操作し、切込みを入れたり移動させたりすることにより行われる。このため上記のように浅層埋設物のある場合の路版切断作業では、誤って埋設物を切断してしまうことがある。そこで浅層埋設においては、埋設物を切断事故から防ぐ切断防護部材(以下単に「防護部材」と称することもある)として、鋼板等を路版層と埋設物との間に設置することが行われている。
【０００３】
しかし、鋼板等の金属板は、ダイヤモンドカッター等に対する切断抵抗性に乏しく、埋設物を切断事故から保護する効果は低い。このため埋設物の防護部材及び防護構造の改良として、次のような提案がなされている。
(a)耐火耐熱性キャスタブル材に硬い骨材(セラミックス等)を配合し分散させて防護部材(40)とする。図20に示すように、ケーブル等の埋設物(41)を埋め込んだ土層(42)の上面に凹溝(43)を形成し、これに骨材を含むキャスタブル材を充填し、養生・固化させて防護部材(40)を形成するか、または予め所定形状に成形・固化した防護部材(40)を凹溝(43)にはめ込んだうえ、コンクリート又はアスファルトで表層(44)を施す。防護部材(40)に含まれる骨材が、カッターに対する切断抵抗となり、埋設物の切断事故防止に奏効する（特許文献１）。
【０００４】
(b)高硬度鋼の表面をカッター機能劣化材で被覆して防護部材(50)とし、これを、図21に示すように下部地中(53)の埋設物(54)と路面部(55)との間に配設する。防護部材(50)の高硬度鋼(51)は耐摩耗鋼等であり、その表面を被覆するカッター機能劣化材(52)は低硬度鋼(例えば軟鋼) 等である。ダイヤモンドブレードのカッターが、防護部材(50)を切断しようとすると、低硬度鋼(52)の鉄分が刃先のダイヤモンド砥粒に付着すると共に切断の摩擦熱でダイヤモンド砥粒と鉄分との化学反応によりカッターの切断機能が劣化し、高硬度鋼(51)を切断できなくなり、埋設物の切断事故が防止される(特許文献２)。
(c)一対の鋼板を上下に重ねて防護部材(60)とする。これを、図22に示すように下土砂層(63)に埋め込まれた埋設物(64)の上に配置し、上土砂層(65)及び舗装層(66)で覆う。防護部材(60)の下側の鋼板(61)は普通鋼、上側の鋼板(62)は耐摩耗鋼板であるのが好ましい。カッターが防護部材(60)に接触すると、鋼板(61)(62)が振動し、切断負荷の急激な増加、切断速度の低下、カッターの作動停止等の異常が生じるので、切断作業を中断し地中の状態を確認することにより埋設物の切断事故を防止できる(特許文献３)。
【０００５】
(d) 硼化チタンを主成分とするセラミックスの焼結体を防護部材(70)とする。図23に示すように、コンクリート(71)で固定された埋設物(72)の直上に防護部材(70)を載置し、コンクリート(71)で固定したうえ、砂、砂利等を敷き詰めて表面(73)を舗装する。硼化チタンセラミックスは強度が大きく、カッターによる埋設物の切断事故を防止することができる(特許文献４)。
(e)セラミックス(バナジウム化合物,チタン炭化物等を含むTiB2基セラミックス)のタイル状焼結体を防護部材(80)とし、図24に示すように、コンクリートブロック(81)内のコンクリート(82)に包囲固定された埋設物(83)の上に、該防護部材(80)を配置し鋼板(84)を被せててアスファルト(85)等で被覆する。防護部材(80)は高硬度材であり、ダイヤモンドブレードカッターが切断しようとしても、ブレード刃面の消耗が大きく、切断することができないため、埋設物(83)の切断事故が防止される(特許文献５)。
【０００６】
(f)一定の研削抵抗値(Fn/Fns≧0.9)を有するセラミックス焼結体を防護部材(90)とし、これを図25に示すように、埋設物(91)が埋め込まれたコンクリート(92)の上部に、位置ずれしないようにコンクリート(92)に一体的に固定し、鉄板(93)を被せたうえ、アスファルト層等の路面部(94)を形成する。防護部材(90)は切断抵抗性が著しく高く、ダイヤモンドブレードの刃面の急速に劣化させることにより、埋設物の切断事故が防止される(特許文献６)。
【特許文献１】特開２００２−３２５３４５公報
【特許文献２】特開平１０−００９４８０公報
【特許文献３】特開２００１−２０８２４２公報
【特許文献４】特開平０６−２０９５１６公報
【特許文献５】特開平０６−１７２０４２公報
【特許文献６】特開２００５−２８２７５３公報
【０００７】
前記特許文献１のキャスタブル材による防護構造は施工の自由度が大きい点で有利であるが、キャスタブル材に混在する骨材の分散形態によっては、カッターが骨材と交差せずにキャスタブル層だけを貫通して防護部材(40)を切断することもあり、その場合は骨材分散効果としての切断抵抗が得られず、信頼性に乏しい。
【０００８】
特許文献２の防護構造は、カッター機能劣化材(52)をブレード刃面に付着させダイヤモンド砥粒の化学的な変質劣化により切断機能を低下させるようにしているが、実際の路版切断作業は十分な水冷を施しながら湿式切断するのが通例であり、摩擦熱の発生も低く抑えられることから、ブレードの切断機能の劣化もそれだけ緩やかになり、高馬力・高性能なコンクリートカッター等に対する保護策として十分満足し得るものとはいい難い。
特許文献３の防護構造についても、十分な水冷が施される通常の湿式切断作業においては防護部材(60)（鋼板61,62）の切断抵抗はごく低いため、鋼板(61,62)がカッターの接触で振動しても、それによって切断速度の急速な低下やカッター動作の停止を生じさせることは困難であり、また砕石等に接触して生じる振動との区別も不明瞭であり、防護部材として十分信頼し得るものとはいい難い。
【０００９】
特許文献４〜６に記載された防護構造は、セラミックスに特有の難切断性を利用するものである。セラミックスは、金属材料に比し著しく高硬質であり、ダイヤモンドブレードが接触すると、ダイヤモンド砥粒の脱落と激しい発熱によりその切断機能を急速に劣化させる。路版切断作業を模擬したダイヤモンドブレードによる切断試験においても卓抜した切断抵抗性が観察され、従って埋設物の防護部材として優れた効果を奏するはずである。しかし、実際の路版切断作業では、必ずしもそうではなく、セラミックス材料が有する本来の切断抵抗性に基づく防護機能を十分に発揮させることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、切断機の大馬力化、ダイヤモンドブレードの技術進歩等により、切断能力が大きく向上し、高速度・重切断が可能となり、これに伴い地中埋設物の切断事故に対する防護部材の切断防止機能の一層の向上強化が要請されている。
本発明者らは上記に鑑み、高硬質材であるセラミックスの難切断性を利用して防護部材の切断防止機能を強化すべく鋭意検討を重ねた。本発明者らの詳細な考察によれば、セラミックス板を用いた従来の防護部材が、予期したほどの切断防止効果を奏し得ないのは、以下のようにセラミックスが脆性材料であることに起因している。
【００１１】
防護部材として埋設されたセラミックス板に、ダイヤモンドブレード等の切断刃が近接し、切断刃の強い振動（コンクリートや砕石等の難切断材の切断で増幅される）や切断機の操作上の衝撃等によって急激にクラックが生じ破断した状態になると、セラミックス板の切断抵抗性が著しく損なわれ、切断刃の移動（見掛け上の切断）が生じ易くなる。そのような切断態様（以下これを「破壊切断」と称する）では、切断刃の切断機能の急速な劣化（刃面のダイヤモンド砥粒の脱落及び激しい発熱等による）は殆ど期待することができない。この破壊切断の現象は、高速・重切断条件において生じ易く、またブレーカやバックホー等を用いた道路工事に伴う強い機械衝撃が重畳されることにより更に顕著となる。セラミックス板の卓抜した切断抵抗性を十分に発揮させ、切断防止機能を高めるには、破壊切断を排し、クラック等に影響されない状態での切断（以下これを「静的切断」と称する）が確保されなければならない。
【００１２】
本発明者らは更に検討を重ねた結果、セラミックス板を金属板と組み合わせコンクリート等の自硬性充填材層に密着させた一体的な固定構造を形成することにより、セラミックス板の静的な切断が確保されセラミックス板の卓抜した切断抵抗性を十分に発揮させると共に、両者の相乗効果として切断刃の切断機能の急速な劣化を助長せしめ、ダイヤモンドブレード等による高速・重切断条件の路面切断作業において、埋設物に対する切断防護部材としての信頼性を高めることができるとの知見を得た。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る地中埋設物の敷設構造（請求項１）は、
自硬性充填材層に包囲されて溝内に固定された埋設物の上側に、路版切断作業時の切断事故から該埋設物を保護するための切断防護部材を配設したうえ、路版層で被覆してなる地中埋設物の敷設構造において、
前記切断防護部材は、自硬性充填材層に配置されたセラミックス板と、該セラミックス板を覆うように該セラミックス板に接触載置された金属板とからなり、前記切断防護部材は、前記金属板の板厚方向の少なくとも一部及び前記セラミックス板が自硬性充填材層の表層内に該セラミックス板の板厚を超える深さに埋入されて、前記金属板の前記セラミックス板に接触している領域を除く下面が自硬性充填材層に密着している状態で固定され、前記セラミックス板の上面とその上面に接触している前記金属板の下面とのそれぞれは、表面粗さが、Ｒａ:１.５μｍ以下およびＲｙ:10μｍ以下、反り(C)が２ｍｍ以下である
ことを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る地中埋設物の第１の敷設方法（請求項５）は、
埋設物を配置した溝内に自硬性充填材を打設して埋設物を包囲する自硬性充填材層を形成し、該埋設物を路版切断作業時の切断事故から保護するための切断防護部材を配設したうえ、路版層で被覆する地中埋設物の敷設方法において、
前記切断防護部材は、自硬性充填材層に配置されたセラミックス板と、該セラミックス板を覆うように該セラミックス板に接触載置された金属板とからなり、前記セラミックス板の上面とその上面に接触している前記金属板の下面とのそれぞれは、表面粗さが、Ｒａ:１.５μｍ以下およびＲｙ:10μｍ以下、反り(C)が２ｍｍ以下であり、埋設物を包囲している自硬性充填材層の上面に、前記切断防護部材を固定するための自硬性充填材を打設して新たな自硬性充填材層を形成したうえ、該自硬性充填材層の表層が未凝固流動状態を保持している間に、前記セラミックス板を該自硬性充填材層の上に配置すると共に該セラミックス板を覆うように前記金属板を該セラミックス板に接触載置したうえ、前記金属板の板厚方向の少なくとも一部及び前記セラミックス板を自硬性充填材層の表層内に該セラミックス板の板厚を超える深さに埋入して、前記金属板の前記セラミックス板に接触している領域を除く下面が自硬性充填材層に密着している状態で該自硬性充填材層を硬化させる
ことを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る地中埋設物の第２の敷設方法（請求項６）は、
既設の地中埋設物を被覆する路版層を除去して、該埋設物を包囲している自硬性充填材層の上面を露出させ、路版切断作業時の切断事故から該埋設物を保護するための切断防護部材を配設したうえ、路版層で被覆する地中埋設物の敷設方法において、
前記切断防護部材は、自硬性充填材層に配置されたセラミックス板と、該セラミックス板を覆うように該セラミックス板に接触載置された金属板とからなり、前記セラミックス板の上面とその上面に接触している前記金属板の下面とのそれぞれは、表面粗さが、Ｒａ:１.５μｍ以下およびＲｙ:10μｍ以下、反り(C)が２ｍｍ以下であり、埋設物を包囲している自硬性充填材層の上面に、前記切断防護部材を固定するための自硬性充填材を打設して新たな自硬性充填材層を形成したうえ、該自硬性充填材層の表層が未凝固流動状態を保持している間に、前記セラミックス板を該自硬性充填材層の上に配置すると共に該セラミックス板を覆うように前記金属板を該セラミックス板に接触載置したうえ、前記金属板の板厚方向の少なくとも一部及び前記セラミックス板を自硬性充填材層の表層内に該セラミックス板の板厚を超える深さに埋入して、前記金属板の前記セラミックス板に接触している領域を除く下面が自硬性充填材層に密着している状態で該自硬性充填材層を硬化させる
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
ダイヤモンドブレード等の切断刃に対するセラミックス板の卓抜した切断抵抗性(ダイヤモンド砥粒の脱落・激しい発熱によるブレード刃面の急激な変質劣化現象)を十分に発現させるには、前述したようにセラミックス板の破壊切断(破断状態における見掛けの切断)を排し、切断刃等による振動や衝撃が作用してもセラミックスにクラックが生じることなく、静的な切断が確保されることを要する。
本発明は、その手段として、セラミックス板とこれを覆う金属板とからなる切断防護部材を、自硬性充填材層の表層内に、セラミックス板の板厚を超える深さに埋入させて自硬性充填材層に固定させている。この防護部材(セラミックス板＋金属板)の固定構造の効果として、路版切断作業時のダイヤモンドブレード等の切断刃の振動や衝撃等を金属板に効果的に吸収させ、セラミックス板の静的切断を確保することができる。これにより、セラミックス板の卓抜した切断抵抗性を十分に発揮させ、ダイヤモンドブレード等の切断速度を急激に低下（例えば3.5mm/秒以下に減速）させることを可能にしている。
この切断防護部材による切断速度・切断負荷の急激な変化やカッターの作動停止等の異常状態の発生によって、直ちに切断作業者に地中構造の変化(地中埋設物の存在等)を察知させると共に、切断刃が埋設物に達する前に切断機を停止させることが容易になり、埋設物切断事故の防止効果が高められる。
【００１７】
セラミックス板は、それ自身ではブレードの振動衝撃等によるクラックが生じ易いため本来の切断抵抗性を十分に発揮させることができず、他方金属板は比較的軟質でダイヤモンドブレード等に対する切断抵抗性に乏しい材料である。このため各々単独では防護部材として有効に機能させることができないが、本発明によれば、自硬性充填材層に対するセラミックス板と金属板の一体的な固定構造の効果として高度の切断防護機能が発現される。前記特許文献５及び６に記載された防護構造は、セラミックス板と金属板とを使用する点で本発明と共通しているが、セラミックス板と金属板の一体的な固定構造の示唆はなく、本発明の前記作用効果はこれら特許文献の発明では奏し得ない独自のものである。
なお、セラミックスは、金属 (例えば耐摩耗性鋼等)に比べ、著しく高硬質であるので、セラミックス板を金属板と組み合わせた本発明の防護部材は、前記特許文献２及び３のように複数種の金属板を重ね合わせた防護部材と異なって、水冷が施される通常の湿式切断においても、ダイヤモンドブレード等に対する高い切断抵抗性を失わず、卓抜した切断防止機能が安定に保持される。
【００１８】
更に、金属板として鉄系金属板（鉄板,鋼板,鋳鉄板等）を適用する場合は、セラミックス板の静的切断に必要な前記緩衝効果と併せて、ブレード刃面のダイヤモンド砥粒の化学的変化により切断機能の低下を促進する効果が重畳される。これは鉄系金属板がダイヤモンドブレードで切断される際に、ダイヤモンド砥粒の炭素(Ｃ)が金属板の鉄(Ｆｅ)中に拡散し、砥粒の変質劣化（C＋Fe→Fe3C）が生起することによる。この化学反応はブレード刃面が高温に熱せられることにより急速に進行する。破壊切断の場合と異なって、静的な切断においては、セラミックス板の切断に伴う激しい摩擦熱の発生でブレード刃面が高温に熱せられ、かつ刃面に溶着した金属分でダイヤモンド砥粒が被覆されること等の効果として、上記化学反応によるダイヤモンド砥粒の変質劣化およびそれに伴う砥粒の破砕、脱落等が顕著化し、結果としてブレードの切断機能の劣化(切断速度の急速な低下)がいっそう促進される。
【００１９】
切断防護部材を構成するセラミックス板と金属板のそれぞれの板厚は比較的薄くてよく、このため切断防護部材の嵩張りを抑えることができ、浅層埋設[防護部材を被覆する路版層(9)の形成に必要な高さ方向の制約が大きい]に対する適用も容易である。
また、埋設物の切断事故防止に対する信頼性が高められることにより、防護部材の配置面域(溝の幅方向サイズ)をそれだけ小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１及び図２は本発明の地中埋設物の敷設構造(請求項１)の例を示している（図１：溝幅方向断面、図２:図１のY-Y矢視断面）。
埋設物(４)は、地面を掘削して形成された溝(１)内の所定位置に、自硬性充填材層(５)に包囲されて固定され、自硬性充填材層(５)の表層に切断防護部材(６)が配置されたうえ、路版層(９)で被覆されている。防護部材(６)は、セラミックス板(７)とこれを覆うように重ねられた金属板(８)とからなる。
この例における切断防護部材(６)は、セラミックス板(７)を溝(１)内の自硬性充填材層(５)の左右両側に並列配置し、これに金属板(８)を溝幅方向に架け渡した形態を有している。金属板(８)は、一方のセラミックス板(７1)の外側縁から他方のセラミックス板(７2)の外側縁に到る幅方向長さを有し、その両端域は、左右のセラミックス板(７1,７2)の上面に接触載置されている。
【００２１】
切断防護部材(６)は、自硬性充填材層(５)の表層内に、セラミックス板(７)(71,72)の板厚を超える深さに埋入されている。より好ましくは、金属板(８)の板厚の少なくとも一部を含めて自硬性充填材層(５)の表層内に埋入する。これにより切断防護部材(６)の固定構造がより安定化される。
また、金属板(８)の両端域［左右のセラミックス板(71,72)に接触載置されている］を除く面域(中間面域)の下面は、自硬性充填材層(５)に密着している。この切断防護部材(６)の埋入形態の効果として、防護部材(６)を構成するセラミックス板(７)と金属板(８)の自硬性充填材層(５)に対する一体的な密着固定状態が確保される。
【００２２】
上記図示の例において、切防護部材(６)のセラミックス板(７)を、溝の左右両側にのみ配置して金属板(８)を架け渡した構成としているのは、路版切断作業では、溝(１)を横切る向き(直交ないし斜交方向)に切断刃を進入させる作業形態が通常であることから、溝の両側において、切断速度の急激な変化と地中構造の異常を作業者に気付かせれば、防護部材としての役目を果たすことができるからである。すなわちセラミックス板(７)は必ずしも溝(１)の幅方向全体に亘って配置しなくてよい。
【００２３】
図３及び図４は本発明に係る敷設構造の他の例を示している（図３：溝幅方向断面、図４:図３のY-Y矢視断面）。
切断防護部材(６)は、溝内(１)内の自硬性充填材層(５)の左右両側に並列配置されたセラミックス板(７1,７2)とこれに架け渡された金属板(８)とからなると共に、自硬性充填材層(５)の表層内に、セラミックス板の板厚を超える深さに埋入され、金属板(８)の中間面域(セラミックス板７1,７2に載置された両端を除く面域)は自硬性充填材層(８)に密着している。この構成は前記（図１,図２）の敷設構造と同じであるが、左右のセラミックス板(７1,７2)の上面と金属板(８)の両端域の下面との間に自硬性充填材層(８)を介在させている点において、前記のそれと相違している。
従ってこの例における切断防護部材(６)は、セラミックス板(７)と金属板(８)とが互いの重ね合わせ面に介在する自硬性充填材を介して密着した状態で自硬性充填材層(５)の表層内に一体的に固定されている。
【００２４】
上記図１〜図４の敷設構造において、防護部材(６)のセラミックス板(７)と金属板(８)とは、互いの外側端面が略一致した状態に組み合わされている。これと異なる形態、例えば図１１のようにその端縁部がセラミックス板(７)より外側に突出している場合、それによる不都合をきたすことはないが、そのような長尺サイズの金属板を使用する実益はなく、他方、図１２に示すように、セラミックス板(７)の外側端部が金属板(８)より外側に露出するような場合は、セラミックス板(７)に切断刃の振動・衝撃等による破損が生じ易く防護部材としての機能が低下することになるので避けるべきである。
【００２５】
切断防護部材(６)を構成するセラミックス板(７)と金属板(８)は、図２及び図４に示すように、溝方向(紙面に垂直方向)に沿って隣り合うセラミックス板(７)(７)同士、金属板(８)(８)同士のそれぞれを相互に密着させた状態で配列すると共に、図１３のように、セラミックス板同士の継目(7f)の位置と、金属板同士の継ぎ目(8f)の位置とが一致しないように配列する。
【００２６】
切断防護部材(６)のセラミックス板(７)(７1,７2)は、自硬性充填材層(５)の表層内に埋入されているので、セラミックス板(７1,７2)のそれぞれの内側の端面に、自硬性充填材層(５) の段差(セラミックス板7の板厚に相当する段差)が形成されている。この段差は、防護部材(６)の側面にコンクリートカッターが押付けられた際に、セラミックス板(７1,７2)の位置ずれに対する抵抗となり、切断防護機能の安定保持に奏効する。この埋入形態は、後述のように、溝内に打設された自硬性充填材層の表層が未硬化流動状態を保持している間に、セラミックス板(７1,７2)を配置し、その自重及び必要に応じてその上面から下向きに加えられる荷重の作用で、セラミックス板(７1, ７2)を所要の深さまで表層内に沈降させることにより形成される。
【００２７】
図５は、切断防護部材(６)の全体を自硬性充填材層(５)の表層内に埋入させた例を示している。このように金属板(８)の上面が自硬性充填材層(５)で被覆されるように切断防護部材(６)を埋入させた場合は、セラミックス板(７)と金属板(８)の自硬性充填材層(５)に対する一体的な固定構造がより一層強化される。図は、セラミックス板(７1,７2)と金属板(８)との重ね合せ面を接触させた形態(重ね合せ面間に自硬性充填材が介在しない)を示しているが、重ね合せ面間に自硬性充填材を介在させた形態(図３,図４)においても同様である。
【００２８】
切断防護部材(６)を構成する一方の部材であるセラミックス板(７)は、酸化物(例えばアルミナ,ジルコニア)系、窒化物(例えば窒化珪素)系、硼化物(例えば硼化チタン)系等の板状焼結体が適宜使用される。好適な例として前記特許文献６(特開平2005-282753号公報)に開示された、研削抵抗比Ｆn/Ｆnsが0.9以上の高い切断抵抗性を有する焼結体が挙げられる。
【００２９】
切断防護部材(６)のもう一方の部材である金属板(８)は、鉄系又は非鉄系の金属板が適宜使用され、鉄系金属板の例として鉄板,鋼板,鋳鉄板,鋳鋼板等、非鉄系金属板の例としてニッケル板等がそれぞれ挙げられる。特に、鉄系金属板をセラミックス板と組み合わせた防護部材(６)は、ダイヤモンドブレードカッターの切断作用に対し、鉄系金属板とダイヤモンド砥粒との反応(Fe-C炭化物の生成反応)によるダイヤモンド砥粒の変質劣化を生じさせ、砥粒の摩滅、破砕、脱落等を助長しブレードの切断機能の劣化(切断速度の急速な低下)を促進させることができる。
【００３０】
自硬性充填材は、代表的にはコンクリート又はコンクリートモルタルであり、そのほか地中埋設物の埋設構造の材料として必要な強度、化学的安定性等を有すると共に、コンクリートやコンクリートモルタルと同じようにセラミックス板及び金属板との密着性を備えたものが適宜使用される。
【００３１】
次に、本発明の埋設物の敷設施工について説明する。
図６，図７は、本発明の切断防護部材を配置して地中埋設構造を形成する敷設方法（請求項５）の実施例を示している。まず、図６のように地面を掘削して形成した溝(１)内に埋設物(４) を配置すると共に型枠(２)を設け、型枠(２)内に自硬性充填材(例えば生コンクリート)(５R)を打設する。型枠(２)内に打設した自硬性充填材（５R）の表層部が未硬化の流動状態( 例えばスランプ値：約10) を保持している間に、セラミックス板(７1,７2)を、溝幅方向に離隔させて表層の左右両側に並列配置する。そのセラミックス板(７1,７2)に金属板(５)を架け渡しセラミックス板(７1,７2)を覆うように接触載置して切断防護部材(６)を構成し、セラミックス板(７1,７2)の板厚を超える深さに埋入させる。その埋入は、切断防護部材(６)の自重により、必要に応じ金属板(８)の上から適宜荷重を加えることにより行われる。
【００３２】
図７は、このように切断防護部材(６)を自硬性充填材層(５R)の表層に埋め込んだ状態を示している。金属板(８)の左右両端域の下面はセラミックス板(７1,７2)の上面に接触し、中間域(左右のセラミックス板と重なり合った部分を除く面域)の下面は自硬性充填材層(５R)に密着している。この埋め込み状態のもとに自硬性充填材層(５R)を硬化させ、型枠(２)の外側の残余の溝空間(11)に土砂を埋め戻したうえ、溝の表面を路版層(９)で被覆することにより前記図１(及び図２)の敷設構造を完成する。
【００３３】
前記図７の敷設構造では、金属板(８)の左右両端域の下面をセラミックス板(７1,７2)の上面に接触させているが、これと異なって図８のように、セラミックス板(７1,７2)を、その上面が未硬化流動状態の自硬性充填材で被覆されるように未硬化流動状態の表層内に埋入させて金属板(８)を重ね合わせ、その状態で自硬性充填材層(５R)を硬化させれば、前記図３(及び図４)に示したように、セラミックス板(７1,７2)の上面と金属板(８)の左右両端域の下面とが自硬性充填材を介在して密着した敷設構造が形成される。
【００３４】
図９及び図１０は、既設の埋設構造物に、本発明の切断防護部材(６)を適用する施工方法(請求項６)の実施例を示している。
まず、図９のように路版層(９)を掘り起して地中の自硬性充填材層(５)の上面を露出させる。露出した自硬性充填材層(５)の上面を、必要に応じ削って平坦化し、その上面部に型枠(２)を配置して自硬性充填材(生コンクリート等)を打設し、適当な層厚(例えば２０〜４０ｍｍ)の自硬性充填材層(５R)を形成する。打設した自硬性充填材層(５R)の表層部が未硬化流動状態(例えばスランプ値：約10)を保持している間に、セラミックス板(７1,７2)を溝幅方向の左右両側に配置する。
【００３５】
上記セラミックス板(７1,７2)に金属板(８)を接触載置して溝幅方向に架け渡すことにより切断防護部材(６)を構成する。この切断防護部材(６)を、セラミックス板(７1,７2)の板厚を超える深さに埋入させる(図１０)。この埋入形態は、図６及び図７を参照して説明した前記施工要領と同じように、切断防護部材(６)の自重及び必要に応じ金属板8の上から加えられる荷重の作用により形成される。その埋入状態のもとに、自硬性充填材層(５R)を硬化させると共に、型枠(２)の外側の残余の溝空間(11)を土砂で埋め戻したうえ、溝の表面を路版層(９)で被覆して前記図１の敷設構造を形成する。
【００３６】
上記図１０の敷設構造では、金属板(８)の左右両端域の下面をセラミックス板(７1,７2)の上面に接触させているが、これと異なってセラミックス板(７1,７2)を、その上面が未硬化流動状態の自硬性充填材で被覆されるように未硬化流動状態の表層内に埋入させて金属板(８)を重ね合わせ、その状態で自硬性充填材層(５R)を硬化させれば、前記図３(及び図４)に示したように、セラミックス板(７1,７2)の上面と金属板(８)の左右両端域の下面とが自硬性充填材を介在して密着した敷設構造を形成することができる。
【００３７】
なお、前記図5のように、防護部材(６)を自硬性充填材層(５)に埋没させた設置形態(金属板8の上面を含む全体を自硬性充填材層5の表層内に埋入させている)を形成するには、上記図６〜図１０の施工において、防護部材(６)の上から加えられる荷重を調整し又は金属板(８)の上面に未硬化流動状態の自硬性充填材を適宜追加投与して防護部材(６)を、その全厚を超える深さに埋入させたうえ、自硬性充填材層(５R)を硬化させるようにすればよい。
【００３８】
次に、切断防護部材(６)のセラミックス板(７)と金属板(８)の形状・サイズ等の具体例について図１４,図１５等を参照して説明する。以下の説明において、
Ｌ0：埋設物4の外側端部とセラミックス板7の外側縁との間の水平離隔距離、
Ｌ4：埋設物4の大きさ(溝幅方向)、
Ｌ7：セラミックス板7の板幅(溝幅方向長さ) 、
Ｌ8：金属板8の板幅(溝幅方向長さ)、
Ｌ8M：金属板5の中間域(セラミックス板7の上面に重なる両端域を除く面域)の溝幅方向長さ、である。
複数の埋設物(4,4,4…)が溝幅方向に並列配置されている場合(図14)における埋設物の外側端縁とは、最外側の埋設物の外側端縁であり、埋設物の大きさ(L4)とは一端側の埋設物の外側端縁から他端側の埋設物の外側端縁に到る水平差渡し長さである。
【００３９】
埋設物に対する切断防護効果の点から、セラミックス板(７)の埋設物(４)からの離隔距離(Ｌ0)および板幅(Ｌ7)を大きくするのが有利なことは明らかであるが、それに伴い溝(１)の掘削幅の拡大等が必要となり施工コストが増大する。本発明では、切断防護部材(６)の優れた切断抵抗性の効果として、離間距離(Ｌ0)を約45〜60ｍｍ、セラミックス板の板幅(Ｌ7)も約50〜100ｍｍの比較的小さなサイズとすることができる。
【００４０】
本発明は、セラミックス板(７)と金属板(８)とを一体的に自硬性充填材層(５)の表層に固定させた効果として切断防護部材(６)の切断抵抗性を高めている。前記図１(及び図２)のようにセラミックス板(７1,７2)の上面に金属板(８)の両端域の下面を接触させた構成の場合は、両者の重ね合せ面の密着性を増し一体的な固定効果を高めるために、セラミックス板の上面(S7A)と金属板の両端域の下面(S8E)は、それぞれの表面粗さ(JIS  B0601)Ｒａ:1.5μｍ以下、Ｒｙ:10μｍ以下、JIS  A5209「陶磁器質タイル」の「反りの測定」の規定による値(以下「反り(C)」)２ｍｍ以下、の平坦性を有するのが好ましい。
また金属板(８)の中間面域(S8M)が自硬性充填材層(５)の表層面に接触していることは自硬性充填材層(５)に対する切断防護部材(６)の一体的な固定構造を安定化するのに有利であり、該中間面域の板幅(L8M)と両端域(セラミックス板に接触した面域)の板幅(L8E)との比(Ｌ8M/Ｌ7)は約1〜20であるのが好ましい。
【００４１】
他方、図３(及び図４)における切断防護部材(６)は、セラミックス板(７1,７2)の上面(S7A)と金属板(８)の両側下面(S8E)との重ね合せ面間に自硬性充填材を介在させた構成であるので、前記したセラミックス板(7)と金属板(８)の平坦性は必要としないが、自硬性充填材の介在層厚ｔI(図16)を過度に厚くすると、セラミックス板(７)と金属板(８)との組み合せ効果が弱められるので、該層厚は約0.5〜2.5ｍｍであるのが望ましい。
【００４２】
図１(及び図２)、図３(及び図４)の各敷設構造において、セラミックス板(７)及び金属板(８)の自硬性充填材層(６)との接触面積を大きくすることは、ラミックス板(７)と金属板(８)との一体性を高めるのに有利である。接触面積の増加は、表面粗さを大きくすることにより得られる。この観点から、図１(及び図２)の防護部材(６)では、セラミックス板の下面(S7B)と端面(S7C)、および金属板(８)の中間域の下面(S8M)（図15参照）の表面粗さを大きくし、他方図３(及び図４)の防護部材(６)では、セラミックス板の上下両面(S7A)(S7B),端面(S7C)、及び金属板(８)の下面全域(S8)（図15参照）の表面粗さを大きくするのがよい。その表面粗さは、例えばＲy：４μｍ以上、Ｒａ：0.5μｍ以上である。
【００４３】
セラミックス板(７)及び金属板(８)の板厚について、セラミックス板(７)は、切断抵抗部材料として約５ｍｍ以上の板厚を有するのが好ましい。板厚の増加により切断抵抗性は高くなるが、約10ｍｍ程度までの板厚で十分である。一方金属板(８)は、路版作業のブレーカ及びバックホー等による機械的な衝撃やダイヤモンドブレード等による振動・衝撃を吸収緩和し、セラミックス板(７)の保護効果を十分なものとするために約５ｍｍ以上の板厚が好ましい。板厚の増加により効果は増すが、約30ｍｍを超える厚さとする実益はなく、５〜20ｍｍ程度で十分である。なお、セラミックス板(７)及び金属板(８)の平面サイズを例示すれば、セラミックス板(７)は、幅40〜75ｍｍ、長さ80〜110ｍｍ、金属板(８)は、幅300〜500ｍｍ、長さ500〜1000ｍｍである。
【００４４】
本発明の切断防護部材(６)は卓抜した切断抵抗性を有するので、埋設物(４)に対して近接配置することができ、全厚さ(セラミックス板7と金属板8の合計板厚)も薄く設計することができるので、浅層埋設構造への適用が容易である。例えば、埋設深さ(埋設物の頂端部から路版層の上面までの鉛直方向離間幅Ｈ1,図14参照)が約200ｍｍの浅層埋設において、セラミックス板(７)の板厚を10ｍｍ、金属板(８)の板厚を20ｍｍとした場合、切断防護部材(６)の全厚は30ｍｍで済み、切断防護部材(６)と埋設物頂端部との鉛直方向の離隔幅(Ｈ2)(図14)を約30ｍｍ程度とすれば、路版層 (アスファルト,コンクリート等の層)(９)の形成に必要なスペース(高さ方向サイズ)も十分に確保することができる。
【実施例】
【００４５】
[1]防護部材
(1.1)セラミックス板
(ａ)二硼化チタン系セラミックス板
化学組成：TiB2-3%Ni-1%WC-9%Cr3C2
焼結条件：1860℃×1Hr(雰囲気:Ar、0.1MPa)
サイズ  ：100×100×t７（mm）
(ｂ)炭化けい素系セラミックス板
化学組成：SiC-0.5%B4C-0.5%C 
焼結条件：2000℃×１Hr(雰囲気:Ａｒ,0.1MPa)
サイズ  ：100×100×t７（mm）
(ｃ)窒化けい素系セラミックス板
化学組成：Si3N4-5%MgAl2O3-5%ZrO2-(2.5Mol%Y2O3含有) 
焼結条件：1750℃×1Hr(雰囲気:N2,1MPa)
サイズ  ：100×100×t７（mm）
【００４６】
(1.2)金属板
鋼板(JIS  G3101  SS400普通鋼鋼板,サイズ700×500×t16,mm)
【００４７】
[2]防護部材の敷設形態及び切断試験条件
(2.1)埋設物の敷設
図17に示すように、埋設物(４)(管径50cmの鋼管)を溝(１)内に配置し、自硬性充填材(生コンクリート)(５R)を打設したうえ、未硬化流動状態の表層の左右両側にセラミックス板(７1,７2)を配置すると共に金属板(８)を重ねて切断防護部材(６)を形成し、自硬性充填材層の硬化後、路版層(アスファルト層,厚さ50cm)(９)で被覆する。
H2(図14参照)…40mm
L0(図14参照)…50mm
【００４８】
(2.2)切断試験条件
[切断機]ロビンNDC2型EY160（1600cc,35HP）[富士重工(株)製]
ブレード：SDC400N75B/200D×15T
ブレード回転速度：1600/rpm（通常切断時の回転数）
[切断操作]ブレードが防護部材に対し一定の深さから入るように、手前から直角に切断を開始した後、ブレードを水平方向(横方向)に走査させる。切断操作はブレード回転数が一定となるように調整しながら行い、切断完了またはブレード劣化によるエンジン停止もしくは乗り上げまでとする。
【００４９】
［3］切削抵抗性及び防護性能の評価
表１に防護部材の構成、表２に試験結果をそれぞれ示す。
表１中、「部材総厚Ｔ6」は切断防護部材のセラミックス板(７)と金属板(８)の合計板厚（セラミックス板7と金属板8との間に自硬性充填材が層状に介在している場合は、その介在層厚ｔIを加えた値=ｔ7＋ｔ8＋ｔI）であり、「埋入深さD6」はセラミックス板(７)の下面からコンクリート層(５)の最上面までの鉛直方向距離である(図18,図19)。
「切断速度」は、セラミックス板の溝幅方向長さ/切断所要時間の比[但し切断途中でブレードの乗り上げ・エンジン停止となった場合は、その位置までの切断長さと切断時間の比]である。
【００５０】
表２中、「ダイヤモンド砥粒の毀損率(%)」は、切断試験後のダイヤモンドブレード刃面を約20倍に拡大して観察し、一定面積における砥粒の状態を、下記のａ〜ｃに分類したうえ、砥粒の全個数(a+b+c)に対するｂ及びｃの合計砥粒個数(b+c)の割合[=(b+c)/(a+b+c) ×100]として算定した値である。
ａ…完全状態(損傷なし)、ｂ…破砕・摩滅状態、ｃ…脱落状態
【００５１】
【表１】
0005068117.tif 000002
【００５２】
【表２】
0005068117.tif 000003
【００５３】
上記実施例(表1,表2)に示したように、発明例のものは、切断防護部材を構成するセラミックス板と金属板の一体的な固定構造の効果として、ブレード刃面を急速に劣化させ、切断速度を短時間で激減させることを可能にしている。この卓抜した切断抵抗性により、埋設物の切断事故に対する防護機能の信頼性が高められる。
【００５４】
他方、比較例No.11〜18は、セラミックス板と金属板の組み合わせ効果として、No.17,18(セラミックス板単体構造)及びNo.19(金属板単体構造)に比べ改良された切断抵抗性を有しているが、No.11〜14(防護部材埋入深さD6不足)は、切断刃の接触に伴う金属板の位置ずれのために静的切断状態を安定保持することができず、結果として刃面の損傷及び切断速度の変化は軽微であり、切断抵抗性の改良効果は少ない。特にNo.11、No.13では金属板の位置ずれのため、セラミックス板との組合せ効果としての切断抵抗性を評価することができなかった。なおNo.15(介在層厚ｔI過大)は、セラミックス板と金属板との組合わせ効果が活かされず、切断抵抗性の改善効果は少ない。またNo.16(セラミックス板の板厚不足)及びNo.17,18(ラミックス板の表面粗さ・反り低劣)においても、静的切断状態の安定性が悪く、切断抵抗性の改善効果は低いレベルに留まっている。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、切断防護部材の卓抜した切断抵抗性により、埋設構造物に進入する切断刃の切断機能を急激に劣化させることができ、切断負荷・切断速度の急激な変化、カッターの作動停止等によって、地中構造の変化(地中埋設物の存在等)を直ちに作業者に察知させ、地中埋設物を切断事故から保護することができる。
本発明の切断防護部材は、薄厚・狭幅サイズに設計して埋設物に近接配置することができる。これにより、溝幅を小さくすることができ、溝の掘削作業の軽減、自硬性充填材量(溝内の打設量)の節減等、埋設施工コストの大幅な低減効果が得られる。また、切断防護部材が薄厚サイズに設計されることにより、浅層埋設構造物への適用が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の地中埋設物防護構造の例を示す断面説明図である。
【図２】図１のY-Y矢視断面図である。
【図３】本発明の地中埋設物防護構造の他の例を示す断面説明図である。
【図４】図３のY-Y矢視断面図である。
【図５】本発明の埋設物防護構造の他の例を示す断面説明図である。
【図６】本発明の地中埋設物の敷設施工の説明図である。
【図７】本発明の地中埋設物の敷設施工の説明図である。
【図８】本発明の地中埋設物の敷設施工の説明図である。
【図９】本発明の地中埋設物の敷設施工の説明図である。
【図１０】本発明の地中埋設物の敷設施工の説明図である。
【図１１】防護部材のセラミックス板と金属板の外側端部を示す説明図である。
【図１２】防護部材のセラミックス板と金属板の外側端部を示す説明図である。
【図１３】防護部材のセラミックス板と金属板の重ね合わせ形態を示す図である。
【図１４】防護部材の配置態様説明図である。
【図１５】防護部材を構成するセラミックス板及び金属板の表面域説明図である。
【図１６】防護部材の埋設形態の他の例を示す断面説明図である。
【図１７】実施例における切断抵抗性評価試験の説明図である。
【図１８】実施例における防護部材の埋設形態の説明図である
【図１９】実施例における防護部材の埋設形態の説明図である。
【図２０】従来の埋設物防護部材及び防護構造の例を示す断面説明図である。
【図２１】従来の埋設物防護部材及び防護構造の他の例を示す断面説明図である。
【図２２】従来の埋設物防護部材及び防護構造の他の例を示す断面説明図である。
【図２３】従来の埋設物防護部材及び防護構造の他の例を示す断面説明図である。
【図２４】従来の他の埋設物防護部材及び防護構造の他の例を示す断面説明図である。
【図２５】従来の埋設物防護部材及び防護構造の他の例を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：溝
11：溝の余空間
２：型枠
４：埋設物
５：自硬性充填材層(硬化層)
５R：未硬化流動状態の自硬性充填材層
６：防護部材
7(71,72)：セラミックス板
８：金属板
９：路版層
１０：土層
【図１】
0005068117.tif 000004
【図２】
0005068117.tif 000005
【図３】
0005068117.tif 000006
【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】
0005068117.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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