JP2018084040A - 地盤改良方法、及び、地盤構造 - Google Patents
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Abstract
Description
この点、特許文献1に開示のような舗装材を用いたとしても、地盤の凍結深度付近に地下水が移動しかねないので、アイスレンズの形成及び成長を抑制することが難しかった。
本発明の第2態様では、地盤改良方法は、地盤のうち地表面よりも下位の部分に撥水剤を注入することにより、当該部分に撥水層を形成することを含む。
本発明の第3態様では、地盤構造は、地表面を有する第1の層と、第1の層よりも下位に位置して撥水性を有する第2の層と、を備える。
本発明の第2態様によれば、地盤のうち地表面よりも下位の部分に撥水剤を注入して撥水層を形成する。これにより、撥水層によって地盤中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤における凍上現象の発生を抑制することができる。
本発明の第3態様によれば、撥水性を有する第2の層は、地表面を有する第1の層よりも下位に位置する。これにより、撥水性を有する第2の層によって地盤中における地下水の移動が抑制され得るので、地盤中におけるアイスレンズの形成及び成長が抑制され、ひいては、地盤における凍上現象の発生を抑制することができる。
図1(A)〜(E)は、本発明の第1実施形態における地盤改良方法を示すステップ図である。
本実施形態において、地盤構造1に対応する道路構造2は、地盤3と路床5と路盤6と表層7とを含む。地盤3には、その地表面3aに凹部3bが形成されている。この凹部3bは道路の長手方向に延びている。地盤3の凹部3b内には、下から上に向かって路床5、路盤6、及び表層7の順でこれらが積層されている。尚、本実施形態では、地盤3の地表面3aと表層7の外表面7aが面一となっているが、必ずしも面一となっていなくてもよい。
路盤6の上面6a上にアスファルト合材などの敷設材を敷設することによって表層7が形成される。すなわち、表層7はアスファルト合材などの敷設材により構成される。敷設材は例えば粒状である。ここで表層7の外表面7aが本発明の「地層の表面」に対応しており、表層7が路盤6を介して撥水層11を覆うように撥水層11の上方に形成されている。
また、本実施形態では、路床5(撥水層11)は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態で使用され得るアルカリ金属珪酸塩は、SiO2対アルカリ金属酸化物、殊にNa2O又はK2Oの重量比2.3〜3.5、密度1240〜1535kg/m3及び粘度5〜850mPa・s(20℃)を有するのが有利である。
Ra(R1O)b(M+O−)cSiO(4−a−b−c)/2 (I)
[式中、Rは同一又は異なるものであってよく、1価のSiC−結合有機基を表し、R1は同一又は異なるものであってよく、1価の置換又は非置換の炭化水素基を表し、M+は同一又は異なるものであってよく、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオン、殊にNa+又はK+を表し、aは0、1、2又は3、好ましくは1であり、bは0、1、2又は3、好ましくは1又は2であり、cは0、1、2又は3、好ましくは1である(但し、a、b及びcの合計は3以下であり、分子1個当たり少なくとも1個の基(M+O−)が存在することを前提とする)]の単位からのものである。
基R1の例としては、上述の基Rの例を挙げることができる。ここで、基R1としては水素、炭素原子数1〜6を有する炭化水素基、特に水素原子、メチル−及びエチル基、殊に水素原子が有利である。
本実施形態で使用され得るアルカリ金属シリコネートはカリウムアルキルシリコネートの水溶液が特に有利である。カリウムアルキルシリコネートは撥水層11に疎水性(撥水性)を付与する機能を有する。尚、図2には、カリウムアルキルシリコネートの一例として、カリウムメチルシリコネート(メチルケイ酸カリウム)が示されている。撥水剤10中のアルカリ金属シリコネートとしてカリウムメチルシリコネートを用いた場合のカリウムメチルシリコネートの作用については、図2を用いて後述する。
本実施形態では、100リットルの撥水剤10(すなわち、水、アルカリ金属珪酸塩及びシリコネートの合計量100リットル)のうち、水分が10〜95リットルであることが好ましく、水分が70〜90リットルであることが更に好ましい。
まず、図1(A)に示すように、地盤3の地表面3aに凹部3bを形成する。
次に、図1(B)に示すように、地盤3の凹部3bの底面上に路床5を形成する。ここで、地盤3の地表面3aから路床5の上面5aまでの深度L1は、前述の凍結深度以深である。
路床5(撥水層11)の締め固めには、ロードローラーなどの締固め用機械(図示せず)が用いられてもよい。締固め用機械を用いる場合には、締固め用機械の排ガスを撥水層11に送気することにより、撥水層11の乾燥を促進することができる。この排ガスの温度は、撥水層11の周辺の空気の温度よりも高くなり得る。また、この排ガス中の二酸化炭素濃度は、撥水層11の周辺の空気中の二酸化炭素濃度よりも高くなり得る。また、この排ガスの湿度(相対湿度)は、撥水層11の周辺の空気の湿度(相対湿度)よりも低くなり得る。
図2は、カリウムメチルシリコネートと二酸化炭素との反応を示す。
次に、図1(E)に示すように、路盤6の上面6a上に表層7を形成する。ここで、表層7の外表面7aから路床5の上面5aまでの深度L1は、前述の凍結深度以深である。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第1実施形態(図1参照)と異なる点について説明する。
また、本実施形態では、路盤6(撥水層11)は、地下水位よりも上位に位置する。
まず、図3(A)に示すように、地盤3の地表面3aに凹部3bを形成する。
次に、図3(B)に示すように、地盤3の凹部3bの底面上に路床5を形成する。
次に、図3(C)に示すように、路床5の上面5aに路盤6を形成する。ここで、地盤3の地表面3aから路盤6の上面6aまでの深度L2は、前述の凍結深度以深である。
次に、図3(E)に示すように、路盤6の上面6a上に表層7を形成する。ここで、表層7の外表面7aから路盤6の上面6aまでの深度L2は、前述の凍結深度以深である。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第1実施形態(図1参照)と異なる点について説明する。
次に、図4(B)に示すように、地盤3の凹部3bの底面上に撥水性を有する路床5(撥水層11)を形成する。ここで、地盤3の地表面3aから路床5の上面5aまでの深度L1は、前述の凍結深度以深である。
まず、地盤3の凹部3bの底面上に砂などの敷設材を敷設するに先立って、敷設材に撥水剤10を混合して撥水改良材(図示せず)を形成する。この撥水改良材の形成時に、敷設材と撥水剤10とを混合するに先立って、敷設材の含水比を測定し、この測定した敷設材の含水比に基づいて、敷設材と撥水剤10との混合比を設定した上で、敷設材と撥水剤10とを混合してもよい。
このようにして、地盤3の凹部3bの底面上に路床5(撥水層11)が形成される。
次に、図4(C)に示すように、路床5(撥水層11)の上面5a上に路盤6を形成する。
次に、図4(D)に示すように、路盤6の上面6a上に表層7を形成する。ここで、表層7の外表面7aから路床5の上面5aまでの深度L1は、前述の凍結深度以深である。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第2実施形態(図3参照)と異なる点について説明する。
次に、図5(B)に示すように、地盤3の凹部3bの底面上に路床5を形成する。
次に、図5(C)に示すように、路床5の上面5a上に撥水性を有する路盤6(撥水層11)を形成する。ここで、路床5の上面5aから路盤6の上面6aまでの深度L2は、前述の凍結深度以深である。
まず、路床5の上面5a上に砕石などの敷設材を敷設するに先立って、敷設材に撥水剤10を混合して撥水改良材を形成する。この撥水改良材の形成時に、敷設材と撥水剤10とを混合するに先立って、敷設材の含水比を測定し、この測定した敷設材の含水比に基づいて、敷設材と撥水剤10との混合比を設定した上で、敷設材と撥水剤10とを混合してもよい。
このようにして、路床5の上面5a上に路盤6(撥水層11)が形成される。
次に、図5(D)に示すように、路盤6の上面6a上に表層7を形成する。ここで、表層7の外表面7aから路盤6の上面6aまでの深度L2は、前述の凍結深度以深である。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第1実施形態(図1参照)と異なる点について説明する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第2実施形態(図3参照)と異なる点について説明する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第1実施形態(図1参照)と異なる点について説明する。
地盤3の地表面3a(撥水層11)の締め固めには、ロードローラーなどの締固め用機械(図示せず)が用いられてもよい。締固め用機械を用いる場合には、締固め用機械の排ガスを撥水層11に送気することにより、撥水層11の乾燥を促進することができる。この排ガスの温度は、撥水層11の周辺の空気の温度よりも高くなり得る。また、この排ガス中の二酸化炭素濃度は、撥水層11の周辺の空気中の二酸化炭素濃度よりも高くなり得る。また、この排ガスの湿度(相対湿度)は、撥水層11の周辺の空気の湿度(相対湿度)よりも低くなり得る。
次に、図8(D)に示すように、路盤6の上面6a上に表層7を形成する。ここで、表層7の外表面7aから撥水層11までの深度L3は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層11は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第3実施形態(図4参照)と異なる点について説明する。
まず、地盤3の地表面3a上に砂などの敷設材を敷設するに先立って、敷設材に撥水剤10を混合して撥水改良材(図示せず)を形成する。この撥水改良材の形成時に、敷設材と撥水剤10とを混合するに先立って、敷設材の含水比を測定し、この測定した敷設材の含水比に基づいて、敷設材と撥水剤10との混合比を設定した上で、敷設材と撥水剤10とを混合してもよい。
このようにして、地盤3の地表面3a上に路床5(撥水層11)が形成される。
次に、図9(B)に示すように、路床5(撥水層11)の上面5a上に路盤6を形成する。
次に、図9(C)に示すように、路盤6の上面6a上に表層7を形成する。ここで、表層7の外表面7aから路床5の上面5aまでの深度L4は、前述の凍結深度以深である。また、本実施形態では、撥水層11は、地下水位よりも上位に位置する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第7実施形態(図8参照)と異なる点について説明する。
次に、前述の第7実施形態と同様に、地盤3の地表面3aを構成する土砂を撥水剤10と共に撹拌して混合し、締め固める。この締め固め時に前述のように撥水層11の乾燥を促進してもよい。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第8実施形態(図9参照)と異なる点について説明する。
次に、前述の第8実施形態と同様に、撥水層11を締め固める。この締め固め時に前述のように撥水層11の乾燥を促進してもよい。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第9実施形態(図10参照)と異なる点について説明する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第11実施形態(図12参照)と異なる点について説明する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
前述の第11実施形態(図12参照)と異なる点について説明する。
本実施形態では以上のように地盤改良が行われる。
2 道路構造
3 地盤
3a 地表面
3b 凹部
5 路床
5a 上面
6 路盤
6a 上面
7 表層
7a 外表面
8 盛土
8a 上面
10 撥水剤
11 撥水層
15 注入管
18,19 撥水層形成予定領域
Claims (12)
- 地表面に撥水剤を供給して撥水層を形成すること、及び、
前記撥水層の上方に前記撥水層を覆うように地層を形成すること、
を含む、地盤改良方法。 - 前記撥水層を形成することは、
前記地表面に撥水剤を供給すること、
前記地表面の構成材を、前記供給された前記撥水剤と共に撹拌すること、及び、
前記撹拌された前記地表面の構成材を締め固めること、
を含む、請求項1に記載の地盤改良方法。 - 前記撥水層を形成することは、
前記地表面に前記撥水剤を供給するに先立って前記撥水剤を敷設材に混合すること、及び、
前記撥水剤が混合された前記敷設材を前記地表面に敷設することにより、前記地表面に前記撥水剤を供給すること、
を含む、請求項1に記載の地盤改良方法。 - 前記地層の表面から前記撥水層までの深度は凍結深度以深である、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の地盤改良方法。
- 地盤のうち地表面よりも下位の部分に撥水剤を注入することにより、前記部分に撥水層を形成することを含む、地盤改良方法。
- 前記地表面から前記撥水層までの深度は凍結深度以深である、請求項5に記載の地盤改良方法。
- 前記撥水剤はアルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する、請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の地盤改良方法。
- 地表面を有する第1の層と、
前記第1の層よりも下位に位置して撥水性を有する第2の層と、
を備える、地盤構造。 - 前記第2の層は道路の路床及び/又は路盤を構成する、請求項8に記載の地盤構造。
- 前記第2の層は盛土の一部である、請求項8に記載の地盤構造。
- 前記地表面から前記第2の層までの深度は凍結深度以深である、請求項8〜請求項10のいずれか1つに記載の地盤構造。
- 前記第2の層の形成に用いられる撥水剤は、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ金属シリコネートを含有する、請求項8〜請求項11のいずれか1つに記載の地盤構造。
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