JP2006274713A

JP2006274713A - タイヤ積層構造体

Info

Publication number: JP2006274713A
Application number: JP2005097647A
Authority: JP
Inventors: Takeyoshi Fukutake; 毅芳福武; Sumio Horiuchi; 澄夫堀内; Hirotaka Kawasaki; 廣貴川崎; Hideo Takeichi; 秀雄武市; Kumar Karmokar Ashoka; クマルカルモカルアショカ; Minoru Kawaida; 実川井田
Original assignee: EXPRESSWAY TECHNOLOGY CENTER; EXPRESSWAY TECHNOLOGY CT; Bridgestone Corp; Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: EXPRESSWAY TECHNOLOGY CENTER; EXPRESSWAY TECHNOLOGY CT; Bridgestone Corp; Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】タイヤの空洞部分内の隙間をなくして高い剛性を得ることができるタイヤ積層構造体を提供する。
【解決手段】積層した廃タイヤ２の筒型内部に粒状体５を詰め込んでなるタイヤ積層構造体において、廃タイヤ２の積層方向にプレロードを加える。この結果、粒状体５を詰め込んだときの廃タイヤ２の空洞部分４内の隙間や、粒状体同士の空隙をなくして空洞部分４内を密実にして非常に剛性の高い改良体として利用できる。また、廃タイヤ２の積層方向にプレストレスをかけた状態でユニット化すれば、施工現場以外で予めユニット化できるため例えば同サイズの廃タイヤを組み合わせるなど品質管理された高品質な改良体を得ることができる。そして、ユニット化により運搬および施工時の設置が容易になる。さらに、廃タイヤの積層方向にプレストレスをかけた状態でユニット化すれば、擁壁や構造物（橋脚）基礎など、単独の構造体として適用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃タイヤを粉砕しない原型のままで地盤造成に再利用するタイヤ積層構造体に関するものである。

従来、廃タイヤを粉砕しない原型のままで地盤の沈下予防基礎坑に利用するものとして、廃タイヤの内に石や砕石や生コンクリートなどを投入または詰み込み、これを積層したタイヤブロックがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２９９２７号公報

一方、本発明者も、廃タイヤを破砕しない原型のままで地盤造成に再利用する提案（特願２００３−５５０７４、特願２００３−３２８６３４）をしてきた。これらの提案は、廃タイヤ内に充填した粒状体にせん断変形によるダイレイタンシーを生じさせて剛性の増加を図る膨張状筒型積層体を形成するものである。

さらに本提案は、膨張状筒型積層体に応力―歪の非線形ループを形成させ、硬い杭状改良体の形成と地盤変形に順応的追随ができる粒状体の充填廃タイヤによる地盤造成方法とこれによって造成された地盤を提供しており、地盤改良区域に配置することでジオテキスタイルを採用したり、タイヤチップやタイヤシュレッズを併用したりしながら造成地盤を構成して、廃タイヤの大幅利用を可能にしている。

本提案の膨張状筒型積層体１は、図１０および図１１に参照するように複数の廃タイヤ２が積層された筒型積層体１に粒状体５を詰め込んだ後に、図９の左側に示す拡大断面のように余盛りもしくは突き固め棒６による荷重によって廃タイヤ２を仮想線の状態に押し広げて、図９の右側に示す拡大断面のようにダイレイタンシーを生じさせて所定の機能を発揮させている。

廃タイヤ２は、図１０に示すようにビード部３がタイヤ内側に湾曲して凹凸状態を形成しているために、空洞部分４を有している。そして、廃タイヤ２の筒型内部に粒状体５を自然落下させた場合には、図１１のように粒状体５が空洞部分４の上部空間４１に充填されないことが多い。この上部空間４１によってフープテンションの形成が不安定に成るので、突き固め棒６やバイブレーターで粒状体５を綿密に充填する作業が必須であった。

これらの作業に際しては、タイヤがずれないように工夫する必要があることや、タイヤ内側の上部空間４１に詰り難い粒状体５を空隙ができないように綿密に充填するために多くの手間を要していた。

タイヤ内部に上部空間４１による隙間ができると、フープテンションが十分発揮されずに変形し易くなるために、隙間なく充填するには相当回数の突き固めを必要としており、タイヤの隙間に満遍なく詰めるには、ある場合には３０回以上の突き固めを要することもあるという具合に、入念な施工が必要になって施工期間が長期に亘る懸念もあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、タイヤの空洞部分内の隙間をなくして高い剛性を得ることができるタイヤ積層構造体を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るタイヤ積層構造体は、積層した廃タイヤの筒型内部に粒状体を詰め込んでなるタイヤ積層構造体において、前記廃タイヤの積層方向にプレロードを加えたことを特徴とする。

本発明の請求項２に係るタイヤ積層構造体は、積層した廃タイヤの筒型内部に粒状体を詰め込んでなるタイヤ積層構造体において、前記廃タイヤの積層方向にプレストレスをかけた状態でユニット化したことを特徴とする。

本発明に係るタイヤ積層構造体は、積層した廃タイヤの筒型内部に粒状体を詰め込んだときの廃タイヤの空洞部分内の隙間や、粒状体同士の空隙をなくして空洞部分内を密実にするため、非常に剛性の高い改良体として利用することができる。また、廃タイヤの積層方向にプレストレスをかけた状態でユニット化すれば、施工現場以外で予めユニット化できるため例えば同サイズの廃タイヤを組み合わせるなど品質管理された高品質な改良体を得ることができる。そして、ユニット化により運搬および施工時の設置が容易になる。さらに、廃タイヤの積層方向にプレストレスをかけた状態でユニット化すれば、擁壁や構造物（橋脚）基礎など、単独の構造体として適用できる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るタイヤ積層構造体の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明に係るタイヤ積層構造体の実施の形態１を示す概念図である。図１に示すタイヤ積層構造体は、積層した廃タイヤ２の筒型内部に粒状体５を詰め込んでなる。廃タイヤ２は、ビード部３がタイヤ内側に湾曲して凹凸状態を形成しているために、空洞部分４を有している。そして、図１（ａ）に示すように廃タイヤ２の筒型内部に粒状体５を自然落下させた場合には、粒状体５が空洞部分４内の上部空間４１に充填されないことが多い。そこで、実施の形態１のタイヤ積層構造体では、図１（ｂ）に示すように廃タイヤ２の積層方向（鉛直方向）に土砂などでプレロードを加えることによって上部空間４１による隙間や粒状体５同士の空隙をなくしている。

図２は図１に示すタイヤ積層構造体の鉛直応力−鉛直ひずみ関係を示す模式図である。図２において状態ａ→状態ｂ→状態ｃ→状態ｄ→状態ｃ→状態ｅは載荷経路である。そして、図１（ａ）は図２における状態ａを示し、図１（ｂ）は図２における状態ｂおよび状態ｄを示している。すなわち、初期の状態ａでは、各廃タイヤ２の空洞部分４内に上部空間４１である隙間や、緩詰めした粒状体５同士の空隙の領域が存在する。状態ｂでは、載荷が始まることで上記領域が圧力によって潰れることになる。状態ｃ→状態ｄでは、圧力を除荷しているが、状態ｄにおいて鉛直ひずみがゼロに戻っていないことから、一旦潰れた上記領域がそのまま潰れた状態を保持しており廃タイヤ２の空洞部分４が十分な密実状態にあることが分かる。また、状態ｃ→状態ｄ→状態ｃにおける除荷→再載荷では、鉛直応力−鉛直ひずみ関係の勾配は非常に大きく、このことからも空洞部分４が密実状態にあることが分かる。

図３は図１に示すタイヤ積層構造体の実施例である鉛直応力−鉛直ひずみ関係を示す図である。図３では、一般乗用車に用いた廃タイヤ２（直径約５０ｃｍ）で構成したタイヤ積層構造体であって、廃タイヤ２に詰め込む粒状体５として豊浦砂、再生骨材（アスファルト舗装廃材などから製造した骨材）またはＰＳ灰（ペーパースラッジ焼却灰）を適用しており、かつ、比較として砕石入り土のうも含む。そして、載荷→除荷→再載荷を繰り返しながら圧力荷重レベルを上げた。すなわち、タイヤ積層構造体は、土のうよりも非常に強度が高いことが分かる。載荷が始まってしばらくしてから剛性が大きくなっていることが分かる。除荷・再載荷の剛性が非常に高いことが分かる。なお、トラックに用いた大型の廃タイヤ２を用いればさらに大きな耐力が期待できる。この結果、タイヤ積層構造体の大きな剛性を利用すれば、実構造物に供するにあたって非常に堅い改良体として用いることが可能である。

図４は本発明に係るタイヤ積層構造体の実施の形態２を示す概念図である。図４に示すように実施の形態２のタイヤ積層構造体は、積層した廃タイヤ２の筒型内部に粒状体５を詰め込み、廃タイヤ２の積層方向（鉛直方向）にプレストレスをかけた状態でユニット化してある。具体的には、積層した廃タイヤ２を積層方向に挟む態様で鉄板７を配置し、廃タイヤ２の筒型内部に通したＰＣ鋼棒８によって両鉄板７間に張力を与えることによって上部空間４１による隙間や粒状体５同士の空隙をなくしている。なお、この場合、力の乗り移りがあるため、上記プレロードを加えた実施の形態１のように除荷は不要である。

すなわち、実施の形態２のタイヤ積層構造体では、施工現場以外で予めユニット化できるため例えば同サイズの廃タイヤを組み合わせるなど品質管理された高品質な改良体を得ることが可能になる。また、ユニット化により運搬および施工時の設置が容易である。

図５は図４に示すタイヤ積層構造体の適用例を示す断面図、図６は図５における平面図である。図５および図６では、実施の形態２におけるタイヤ積層構造体を擁壁体として適用している。この場合、鉄板７と基礎９との間で積層した廃タイヤ２を積層方向に挟む態様で配置してあり、ＰＣ鋼棒８によって鉄板７と基礎９との間に張力を与える。タイヤ積層構造体に十分な剛性があるため、壁面（法面）は化粧コンクリート１０程度の処理でよく、頑丈なコンクリート壁は必要ない。また、タイヤ積層構造体のユニットを複数列として鉄板７および基礎９で一体化すれば、土圧や転倒に対する安定性を増すことが可能である。なお、図５では、壁面（法面）が鉛直な構造であるが、タイヤ積層構造体のユニットをユニットごとにセットバックさせれば壁面（法面）に勾配をもたせることが可能である。

図７は図４に示すタイヤ積層構造体の他の適用例を示す断面図である。上述した図３に示す実施例において、直径約５０ｃｍの廃タイヤの１個分の荷重負担面積は約０．２４ｍ²であり、１０００ｋＮ以上の鉛直荷重（応力では４２００ｋＰａ）に耐えることができる。このように非常に高い剛性の改良体が得られ、耐力も大きいので造成地盤や盛土以外に橋脚や構造物の基礎として適用できる。特に、図７では、実施の形態２におけるタイヤ積層構造体をＰＬ（プレローディッド）橋脚・ＰＳ（プレストレスト）橋脚の基礎として適用している。この場合、杭１１の上端に設けたコンクリート基礎１２と、橋桁１３を支持する鉄筋コンクリート製の桁受台１４との間で積層した廃タイヤ２を積層方向に挟む態様で配置してある。そして、廃タイヤ２の筒型内部に通したＰＣ鋼棒（タイロッド）７の下端をコンクリート基礎１２に固定し、ＰＣ鋼棒８の上端を桁受台１４に通してジャッキ１５に取り付けて、当該ジャッキ１５でＰＣ鋼棒８を引き上げることでＰＣ鋼棒８によってコンクリート基礎１２と桁受台１４との間に張力を与える。ここで適用されたタイヤ積層構造体は、地盤の変形に追従して変形するため、橋脚の脆性的な破壊を防ぐことが可能である。また、廃タイヤ２の内部に充填した粒状体５は、図８に示すように繰り返しせん断に対して非線状の履歴ループを描き地震動エネルギを吸収するため免震効果が得られるので、橋桁１３に作用する慣性力を低減することが可能である。このように、タイヤ積層構造体を橋脚の基礎として適用すれば、土のうを基礎に用いたＰＬ・ＰＳ橋脚と比較して圧倒的に大きい耐力を得ることができる。

本発明に係るタイヤ積層構造体の実施の形態１を示す概念図である。図１に示すタイヤ積層構造体の鉛直応力−鉛直ひずみ関係を示す模式図である。図１に示すタイヤ積層構造体の実施例である鉛直応力−鉛直ひずみ関係を示す図である。本発明に係るタイヤ積層構造体の実施の形態２を示す概念図である。図４に示すタイヤ積層構造体の適用例を示す断面図である。図５における平面図である。図４に示すタイヤ積層構造体の他の適用例を示す断面図である。図７に示すタイヤ積層構造体のせん断応力−せん断ひずみ関係を示す図である。粒状体を充填する廃タイヤのフープテンションの発生を説明する図である。従来のタイヤ積層構造体を示す断面図である。従来のタイヤ積層構造体への粒状体の充填形態を示す断面図である。

符号の説明

２廃タイヤ
３ビード部
４空洞部分
４１上部空間
５粒状体
７鉄板
８ＰＣ鋼棒（タイロッド）
９基礎
１０化粧コンクリート
１１杭
１２コンクリート基礎
１３橋桁
１４桁受台
１５ジャッキ

Claims

積層した廃タイヤの筒型内部に粒状体を詰め込んでなるタイヤ積層構造体において、
前記廃タイヤの積層方向にプレロードを加えたことを特徴とするタイヤ積層構造体。
積層した廃タイヤの筒型内部に粒状体を詰め込んでなるタイヤ積層構造体において、
前記廃タイヤの積層方向にプレストレスをかけた状態でユニット化したことを特徴とするタイヤ積層構造体。