(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木用途に用いられるシートにおいて、該シートと略錐形状の圧縮治具が荷重として０．０９８ｋＮ与えられた際、接触面積が０．２５〜１００ｃｍ2となるように該シートを固定し、かつ該シートに一定荷重で繰り返し振動を与えることにより、シートの耐裂傷性を評価することを特徴とする土木用シートの評価方法。
【請求項２】
前記シートに荷重を与える略錐形状の治具形状が、錐の頂点部が、削り出し及び／または溶接により、４５度以上の角度を有することを特徴とする請求項１記載の土木シートの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木用途に使用されるシートの耐裂傷性の評価方法及びその評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、土木現場にシートを施工した場合、敷設面にある岩石や割石などの尖角状物により、シートに裂傷が生じるという問題を有していた。これを防ぐために、例えば不陸に追随するシートとして、第３０１０７３６号公報、第２７８４４５１号公報等が提案されている。この不陸に追随するシートに関しては、シートの伸度を高くすることにより、シートの裂傷を防ぐことが出来ると考えられている。しかし、実際に施工を行わない限り、このシートが効果的であるのかどうかは判断出来なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術を基になされたものであり、実際に施工をせず、重機を使用することなく、また少量の試料量でシートの性能を評価することを目的とした評価方法、並びに評価装置を提供するものであり、シートに対し面方向の荷重を加えることにより、土木用途として使用した際の裂傷度合いを評価しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の基本構成は、次のようである。
（１）一定荷重で振動を与えることが可能な機械。
（２）前記（１）の機械にシートを固定するための固定治具。
（３）固定されたシートに対し、面方向に荷重を与えるための被圧縮治具。
【０００５】
さらに詳しくは以下のとおりである。
１．土木用途に用いられるシートにおいて、該シートに略錐形状の治具を使用し、シートと圧縮治具が荷重として０．０９８ｋＮ与えられた際、接触面積が０．２５〜１００ｃｍ2で接触し、かつ該シートに一定荷重で繰り返し振動を与えることにより、シートの耐裂傷性を評価することを特徴とする土木用シートの評価方法。
２．前記シートに荷重を与える略錐形状の治具形状が、錐の頂点部が、削り出し及び／または溶接により、４５度以上の角度を有することを特徴とする請求項１記載の土木シートの評価方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。図１は本発明の測定方法および、その装置を説明するための概略図である。１は荷重を制御しつつ振動を与えることが可能な装置、２は評価を行うシートを固定する治具、３は試験布帛、４は被圧縮治具である。試験方法としては、固定されたシート面に対し垂直に被圧縮治具が当たることにより、シートの耐裂傷性を評価するものである。
【０００７】
試験布帛は、図１の２で示される治具に固定されることが必要である。この固定治具２は試験布帛３の外周を固定することが目的である。従って試験中に布帛がズレないよう、確実に固定される必要がある。このため、試験布帛３にあらかじめボルト穴と同じ位置に穴を開けておき、固定治具２と試験布帛３がボルト-ナットによって、固定されるようにすると好ましい。
【０００８】
固定治具２の底面の内側が、試験に用いられる布帛面積となる。この面積は、振動装置１の大きさによって上限は決定されるので特に制限はないが、本発明の趣旨であるラボスケールでの評価としては大きすぎると取扱性が困難になるため好ましくない。内周の１辺は１ｍ以下が好ましく、より好ましくは７０ｃｍ以下である。
また、小さすぎると被圧縮治具に布帛が押し当てられた際、少ない荷重においても布帛の角度が鋭角になりすぎるため、現場で敷設した際のダメージの受け方と異なってしまうため好ましくない。好ましくは１辺１０ｃｍ以上、より好ましくは２０ｃｍ以上である。なお、固定治具が四角形で無い場合も、上記大きさの正方形内に入る大きさであれば良い。
【０００９】
被圧縮治具４は、概略錐形状を有していることが好ましい。錐形状を有していることにより、頂上部からの圧縮に対し、被圧縮治具は安定して存在することが出来ると同時に、貫通した後、裂傷部位の拡大の有無も確認することが出来る。錐形状はどのような形でも構わないが、固定治具２の内側と同じ形状であれば好ましい。
【００１０】
錐形状の頂上部は、４５度以上の角度が好ましい。４５度よりも鋭角な場合、鋭利な治具による貫通が優先し、現実の岩石や割石などの尖角状物とは異なった破壊形態を示すため好ましくない。好ましくは６０度以上である。
【００１１】
シートと圧縮治具が初荷重として０．０９８ｋＮ与えられた際に、接する面積は０．２５ｃｍ2以上であることが必要である。これ未満であると、錐形状の頂点部分が貫通しやすく、現実の岩石や割石などの尖角状物にシートが接する際とは異なった破壊形態を示すため好ましくない。このため錐の頂点部分は、削り出しあるいは／または溶接により、表面積を広げる必要がある。接面積は大きくても構わないが、大きすぎても破壊形態が異なるため好ましくない。好ましい接面積は、０．２５〜１００ｃｍ2、より好ましくは０．４９ｃｍ2〜２５ｃｍ2であるが、試験に用いられる布帛面積の７０％以下であることが必要である。
【００１２】
錐の高さ（ｈ）と底面積の長径（ｄ）との比は、評価項目に応じ、選択すればよい。すなわち、耐貫通、裂傷を評価したいのなら、ｈ／ｄは小さくすればよいし、鋭角な部分での貫通だけを評価したいのなら、ｈ／ｄは大きくすればよい。一般に０．２≦ｈ／ｄ≦２が好ましく、より好ましくは、０．３≦ｈ／ｄ≦１である。
【００１３】
周波数(Hz)、荷重に関しては、評価項目、現場で使用される状況に応じ、選択すればよい。すなわち、敷設現場が波打ち際であるならば、波の周波数、生じる荷重を設定すればよく、重機走行によるダメージを評価したいのなら、重機走行回数、荷重により設定すればよい。一般的に周波数は、0.1Hz〜10Hzが好ましく、より好ましくは0.5Hz〜5Hzである。また、波形状もｓｉｎ波、三角波、矩形波等、必要に応じ選択すればよい。荷重は被圧縮治具の接面積にもよるが、一般的には0.98〜7.8kN/ cm2が好ましく、1.9〜6.8kN/ cm2がより好ましい。また、この範囲で、周波数、回数を固定し、所定回数を終える毎に荷重を増加させることで、シートの破断荷重を特定することも可能である。
【００１４】
【作用】
本発明は、一定荷重で振動を与えることが可能な機械と、該機械にシートを固定するための固定治具及び該固定治具に固定されたシートに対し、面方向に荷重を与えるための被圧縮治具とを具備し、シートに対し面方向の荷重を加えることにより、土木用途として使用した際の裂傷度合いを測定するものである。本発明の評価方法、装置を使用することで、従来では現場施工を行い、長期間の使用あるいは、重機走行試験を行わなければ判断できなかった、シートの耐裂傷性について、ラボスケールでの評価が可能となった。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例中の物性、評価、並びに比較例の実験方法、評価は、次のようにして求めた。
【００１６】
（１）単位重量（ｇ/ｍ2）；ＪＩＳ  Ｌ１０９６に示されている方法で測定した。なお、試験片は２０ｃｍ×２０ｃｍとした。
【００１７】
（２）厚さ（ｍｍ）；ＪＩＳ  Ｌ１０９６に示されている方法で測定した。なお、一定荷重として、２４０ｇ/cm2を用いた。
【００１８】
（３）布帛強伸度；ＪＩＳ  Ｌ１０９６に示されているラベルドストリップ法で引張試験を行った。試験片幅は３ｃｍ、標線間距離２０ｃｍ、引張速度２００ｍｍ/ｍｉｎで測定した。破断強度に関しては１ｃｍ幅に割り返した値を表示した。なお、不織布に関してはカットストリップ法で測定した。
【００１９】
（４）貫入試験；島津製サーボパルサEHF-UG1-40Lを用い、図１にも模式図で示したが、下記のような方法で試験を行った。
３０ｃｍ四方の枠にシートを固定し、この枠が１Ｈｚで、シートに対して生じる荷重が０〜3.9ｋNとなるようｓｉｎ波で繰り返し振動する条件に設定した。シートに対して生じる荷重として、四角錐の形状を持った被圧縮治具に対し押しつける形で行った。なお、この四角錐はh=17cm、d=27cm、h/dは0.63、0.098kN時の接触面積は1cm2である。繰り返し振動を１０００回行った後、シートのダメージを目視判定した。ランク付けは下記のようである。
１・・・・変化無し。
２・・・・目ずれは生じるが、貫通していない。
３・・・・貫通により治具先端が確認できる。
４・・・・シート破損。
【００２０】
（５）比較例の実験方法：砕石（Ｃ−４０）を巻きだした上にシートを敷き、その上からさらに３０ｃｍの厚さになるよう、砕石を巻きだした。３０ｃｍ巻きだした上から、自重２１ｔブルドーザと振動ローラ（自重９ｔ、起震力１０ｔｆ）で７回転圧を行った。転圧後シートを取り出し、目視判定を行った。ランク付けは下記のようである。
A ・・・・  破れおよび貫通している所はない
B ・・・・  破れてはいるが、３０ｍｍ以上の穴はない。
C ・・・・  ３０ｍｍ以上の穴が存在する。
【００２１】
［実施例１］
１６７０ｄtex/１９０filの糸を４本、６０ターン/ｍで合撚したポリエステル繊維を、経糸として３５本/in、緯糸として３４本/in用いて３重織りの多重布を製織した。貫入試験を行った結果、シートにはダメージが無く評価は１であった。
【００２２】
［比較例１］
実施例１と同様のシートを用い、砕石での転圧試験を行った。その結果、シートにはダメージはなく、評価はＡであった。
【００２３】
［実施例２］
１６７０ｄtex/１９０filの糸を２本、６０ターン/ｍで合撚したポリエステル繊維を、経糸として３７本/in、緯糸として３５本/in用いて３重織りの多重布を製織した。貫入試験を行った結果、シートには目ずれが生じるものの、治具は貫通しなかった。評価は２である。
【００２４】
［比較例２］
実施例２と同様のシートを用い、砕石での転圧試験を行った。その結果、シートには穴があるものの全て３０ｍｍ以下であった。評価はＢである。
【００２５】
［実施例３］
破断伸度が１６０％である、６６７０ｄtex/１３００filのポリエステル繊維を経糸として３６本/in、緯糸として、３３本/in用いて３重織りの多重布を作成した。このシートは他のシートと比較し、若干目付が重いシートとなった。貫入試験を行った結果、シートには目ずれが生じるものの、治具は貫通しなかった。評価は２である。
【００２６】
［比較例３］
実施例３と同様のシートを用い、砕石での転圧試験を行った。その結果、シートにはダメージはなく、評価はＡであった。
【００２７】
［実施例４］
ポリエステル単繊維からなる、破断強力が１１７Ｎ、破断伸度が14.5%である糸を経糸、緯糸として４２本/in用い、４重織りの多重布を作成した。貫入試験を行った結果、目ずれは大きいものの、治具は貫通しなかった。評価は２である。
【００２８】
［比較例４］
実施例４と同様のシートを用い、砕石での転圧試験を行った。その結果、シートには穴があるものの全て３０ｍｍ以下であった。評価はＢである。
【００２９】
［実施例５］
９３０ｄtex/９６filの糸を４本、５０ターン/ｍで合撚したナイロン６、６繊維を経糸、緯糸として３８本/in用い、３重織りの多重布を作成した。貫入試験を行った結果、シートに目ずれは生じるものの、治具は貫通しなかった。評価は２である。
【００３０】
［比較例５］
実施例５と同様のシートを用い、砕石での転圧試験を行った。その結果、シートには穴があるものの全て３０ｍｍ以下であった。評価はＢである。
【００３１】
［実施例６］
２２２０ｄtex/５００filのポリエステル繊維を、経糸として３７本/in、緯糸として３７本/in用いて３重織り多重布を作成した。貫入試験を行った結果、シートに穴が開き圧縮治具は貫通した。評価は３である。
【００３２】
［比較例６］
実施例６と同様のシートを用い、砕石での転圧試験を行った。その結果、シートには穴が空き一部５０ｍｍを超えるものがあった。評価はＣである。
【００３３】
［実施例７］
厚さ５ｍｍ、目付６００g/ｍ2である、ポリエステル製不織布を用い貫入試験を行った結果、シート形状を保持できず破壊に至った。評価は４である。
【００３４】
［比較例７］
実施例７と同様のシートを用い、砕石での転圧試験を行った。その結果、シートには穴が空き５０ｍｍを超えるものが多数見られた。評価はＣである。
【００３５】
［参考例１］
実施例１に、同様のシートを用い、貫入試験を行った。但し、貫入治具は頂上部３０度であり、0.098kNで接しているときの表面積が0.16cm2であるシートを用いた。なお、h/ｄは0.63で同様である。貫入試験を行った結果、３００回の時点で治具先端が貫通していたが、１０００回まで試験を行ってもそれ以上の広がりは観測されなかった。このように、先端治具を鋭角にすることにより貫通性が増すため本基準では評価は３となるが、先端治具の貫通後の広がりがないことから、耐裂傷性の評価としては利用できる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の測定方法、および測定装置によれば、現場での実大作業と同様の耐裂傷性に関する評価結果が得られる。従って従来よりも短期間、低コストでシートの面方向に対しての強さの評価が行え、評価に必要な試料も少量で済むので開発速度が速くなる効果を有する。また、測定条件として、貫入治具、シート固定面積、振動数、振動回数、荷重等を変化させることが可能であるので、現場に応じた条件での再現テストが可能であり、汎用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の評価装置の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
１…振動装置
２…布帛固定治具
３…試験シート
４…被圧縮治具
【図１】
0003786255.tif 000002