JP7298441B2 - 道路の構造 - Google Patents

Description

本発明は、道路の構造及び道路施工方法、特にプレキャストコンクリート版を使用して形成する道路に関する。

近年では、工場で高強度鉄筋コンクリートプレキャスト版（以下、「高強度ＲＣ・ＰＣａ版」）を製作しておき、現場まで運搬して道路を施工する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、特許文献１では、図７に示す手順にて施工する。

まず、道路を施工する領域を所定の深さまで切削した後（ステップ１）、路床、路盤の土工を行う（ステップ２）。この際、路盤を補強するために高強度ＲＣ・ＰＣａ版の下部全周にわたって枕板を水平に敷設することもある。

続いて、グラウト材の漏出を防止するために路盤上にシートを敷設する（ステップ３）。そして、工場から運搬してきた高強度ＲＣ・ＰＣａ版をシートの上に敷設する（ステップ４）。各高強度ＲＣ・ＰＣａ版の敷設高さを調整した後（ステップ５）、コッターを用いて高強度ＲＣ・ＰＣａ版の結合を行う（ステップ６）。その後、裏込めグラウト充填、すなわち高強度ＲＣ・ＰＣａ版の下面にグラウト材を充填すると共に（ステップ７）、目地グラウト充填、すなわち高強度ＲＣ・ＰＣａ版の間にグラウト材を充填する（ステップ８）。そして、グラウト材を養生させて道路を完成させる（ステップ９）。

特許第３７７８３３５号明細書 特許第３７７８３３４号明細書 特許第３７８７５７６号明細書 特許第４０１０３８８号明細書 特許第４０３８８２２号明細書 特開平１１－３２３９４４号公報 特開平１１－３２３８８２号公報 特開平１１－１６６２６１号公報 特開平１１－１５２７８５号公報

高強度ＰＲＣ版研究会、"施工方法"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成３０年１０月１０日］、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｏｕｋｙｏｕｄｏｐｒｃ．ｃｏｍ／ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）

しかしながら、特許文献１では、高強度ＲＣ・ＰＣａ版を路盤上に敷設する際に、一部の高強度ＲＣ・ＰＣａ版の下部全周に枕板を水平に敷設したり、コッター結合の前工程として、高さ調整したりするなど、アライメント等に多くの時間が必要になっていた。

本発明は、プレキャストコンクリート版を敷設して道路を施工する際の工期の短縮を図ることを目的とする。

本発明に係る道路の構造は、各角部にボルトを通す貫通穴が形成された矩形形状のプレキャストコンクリート版を、道路を施工する領域に碁盤目状に立設させた杭の頂部にボルトで固定して形成される道路の構造であって、前記杭の頂部に固定された前記プレキャストコンクリート版の目地に充填されるグラウト材を、前記プレキャストコンクリート版と路床との間に形成される空間に落下させない落下防止構造を備え、前記落下防止構造は、対向する前記プレキャストコンクリート版の各側面に架設して固定され、前記対向する前記プレキャストコンクリート版の間の目地全体を前記対向する前記プレキャストコンクリート版の側面の位置で塞ぐストッパを備えることを特徴とする。

本発明に係る道路の構造は、各角部にボルトを通す貫通穴が形成された矩形形状のプレキャストコンクリート版を、道路を施工する領域に碁盤目状に立設させた杭の頂部にボルトで固定して形成される道路の構造であって、前記杭の頂部に固定された前記プレキャストコンクリート版の目地に充填されるグラウト材を、前記プレキャストコンクリート版と路床との間に形成される空間に落下させない落下防止構造を備え、前記落下防止構造は、隣接配置される前記プレキャストコンクリート版の一方の裏面に設けられ、前記隣接配置される前記プレキャストコンクリート版が固定される前記杭の間の目地全体を前記隣接配置される前記プレキャストコンクリート版の裏面側から塞ぐつば部材を備えることを特徴とする。

また、前記つば部材は、当該つば部材が設けられる前記プレキャストコンクリート版と一体形成されることを特徴とする。

本発明によれば、プレキャストコンクリート版を敷設して道路を施工する際の工期を短縮することができる。

実施の形態１における道路の構造を示す斜視図である。 図１の一部の拡大図であり、一部のプレキャストコンクリート版を取り除いたときの斜視図である。 実施の形態１において組立後のプレキャストコンクリート版をボルトの位置で垂直方向に切断したときの断面図である。 実施の形態１における道路施工方法の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１における目地落下防止構造の一例を示す図である。 実施の形態１における目地落下防止構造の他の一例を示す図である。 従来の道路施工方法の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２における道路の構造を示す斜視図である。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態における道路の構造を示す斜視図である。図２は、図１の一部の拡大図であり、一部のプレキャストコンクリート版（以下、「路版」）を取り除いたときの斜視図である。図３は、組立後の路版をボルトの位置で垂直方向に切断したときの断面図である。以下、これらの図を用いて本実施の形態における道路の構造について説明する。

「プレキャストコンクリート版（路版）」１は、現場で組立・設置を行うために、工場などで運搬可能な形や大きさに予め製造された板状のコンクリートである。道路は、プレキャストコンクリート版（路版）を並べて敷設することで形成される。本実施の形態における路版１は、矩形形状で形成され、各角部にはボルト４を通す貫通穴５が形成される。

本実施の形態における道路は、図１に示すように、路版１を路体２に立設された杭３の上に敷設して形成される構造を有することを特徴としている。「路体」２とは、道路を施工する領域を掘り下げて形成される道路構造の最下層のことをいう。杭３は、路体２に立設され路版１を支持する。杭３は、円筒形状で形成され、その頂部にはねじ穴６が設けられる。本実施の形態では、１本の杭３に４枚の路版１の一角を載置し、それぞれの路版１をボルト４で杭３に固定するので、杭３の頂部に載置された各路版１の貫通穴５と対向する各位置（４箇所）にねじ穴６が形成される。また、杭３の頂部（杭３と各路版１の角部との間）には、緩衝材７が設けられ、車両等の通行時に路版１が受ける振動を抑制できる構造としている。なお、貫通穴５及びねじ穴６に対向する緩衝材７の位置には、ボルト４を通すための貫通穴８が形成されている。

路版１の角部の裏面であって杭３の頂部（厳密には緩衝材７）と当接する部分には、切り欠き９が形成されている。この切り欠き９は、断面が円形状の杭３を四等分したときの四分円形状をしており、４枚の路版１が１つの杭３に載置されたときに、４枚の路版１の切り欠き９によって、杭３が収まる円筒形状の溝が形成されるようになっている。これにより、路版１と杭３との位置決め、換言すると路版１の貫通穴５と杭３のねじ穴６との位置合わせが容易となる。

切り欠き９の形状は、四分円形状とせずに、杭３の直径の半分を一辺の長さとする正方形状で形成してもよい。この場合、４枚の路版１の切り欠き９によって、杭３が収まる正方形状の溝が形成されるようになるが、路版１と杭３との位置決めは、前述した円筒形状の溝と同様に容易にできる。

なお、ボルト４の頭部の厚みによっては、ボルト４の頭部と路版１の表面とに段差ができる場合がある。この場合、例えば貫通穴５を着脱可能な何らかの部材で塞ぐようにして、その段差を解消するようにしてもよい。

次に、本実施の形態における道路施工方法の手順について図４を用いて説明する。

まず、道路を施工する領域を所定の深さまで切削する（ステップ１０１）。本実施の形態では、路体２に立設させた杭３の上に路版１を敷設するので、少なくとも路版１の厚み以上に掘り下げる必要がある。本実施の形態では、図１，２に示すように路版１と路体２との間に空間１４が形成されるよう深く掘り下げる。

続いて、杭３を碁盤目状に打設する（ステップ１０２）。例えば、（株）技研製作所のサイレントパイラー（登録商標）等の圧入機を使用して杭３を所望の深さまで打ち込む。本実施の形態では、路体２に立設させた杭３の上に路版１を敷設するので、各杭３の頂部が路面から路版１の厚み分下の位置で揃うように打設する必要がある。厳密には、切り欠き９の深さと緩衝材７の厚み及び素材の特性（弾性等）を考慮する必要がある。前述したサイレントパイラーを用いると、杭３の高さを容易に揃えることができる。

路版１は、次の工程の前までに工場から道路の施工場所近傍まで運搬されている。そして、クレーン等を使用して杭３の上に路版１を載置していくことで敷設する（ステップ１０３）。より詳細には、前述したように、路版１の貫通穴５と杭３のねじ穴６の位置が合うように路版１の角部を杭３の頂部に載置する。そして、路版１は、ボルトで杭３に固定される（ステップ１０４）。なお、図１に例示するように路面標示が形成されている路版１の場合は、道路上の所定の位置に配設する必要がある。このように敷設位置が特定されている路版１の敷設作業の効率性を考慮して、路版１の搬入順を決めておくのが好ましい。

路版１を敷設すると、路版１の間にできる目地（継ぎ目）を塞ぐためにグラウト材を充填する（ステップ１０５）。そして、グラウト材を所定時間、養生させる（ステップ１０６）。

本実施の形態によれば、以上の手順にて道路を施工する。従来技術と比較すると、従来技術におけるステップ２、３，５、７を省略できる。特に、路盤上に路版（高強度ＲＣ・ＰＣａ版）を敷設する従来技術において、安全な道路を作るためには まずステップ２の路床、路版の土工において、最下層の路体部分が平らかつ均等に締め固められていることが重要な工程となる。そのために、土によってできている路体全体をブルドーザーなどで馴らす必要がある。そして、更に砂や砕石を敷き詰め、タイヤローラーやマカダム式ロードローラーによって転圧することで路床、路盤を形成するのが一般的である。更に、ステップ５において路版の高さ調整を行い、ステップ７において下方にグラウト材を充填する。

本実施の形態においては、路版１と路体２との間に空間１４を形成し、路版１を高さの揃った杭３の上に敷設するので、路体全体を水平にするなどの工程、路体の上部に路床、路盤を形成する工程、裏込めグラウト充填という工程は不要となる。これにより、工期を大幅に短縮できる。路版１の高さについては、杭３の打ち込む工程において調整すればよく、路体２を調整する必要はない。

ところで、本実施の形態では、前述したように路版１と路体２との間に空間を形成するように施工する。このため、ステップ１０５において、路版１の目地に充填すべきグラウト材が空間に落下してしまう可能性が生じてくる。そこで、本実施の形態では、路版１の目地に充填されるグラウト材を空間に落下させない落下防止構造を設けるようにした。

図５は、本実施の形態における落下防止構造の一例を示す図である。図５には、杭３と杭３の間に位置する路版１の目地１０が示されている。図５では、落下防止構造として、隣接配置される路版１の一方の裏面につば部材１１が設けられる。つば部材１１は、角柱形状をしており、路版１の一辺の杭３と当接する角部の間に、例えばボルト１２などの固定手段により路版１に取り付けられる。もちろん、他の固定手段によって取り付けてもよいし、路版１と一体形成されてもよい。つば部材１１は、杭３の間全体の目地１０を下方（路版１の裏面側）から塞ぐ。これにより、目地１０の上方からグラウト材が充填されると、つば部材１１と杭３の頂部でグラウト材の落下を防止することができる。なお、以上の説明から明らかなように、つば部材１１は、充填されたグラウト材を受け止め、落下させないようにするために硬質な素材で形成するのが好ましい。

図６は、本実施の形態における落下防止構造の他の一例を示す図である。図６では、落下防止構造として、対向する位置の路版１の各側面に固定されるストッパ１３が設けられる。ストッパ１３は、路版１の目地１０の全体を路版１の側面の位置で塞ぐ。図５に示す落下防止構造と異なり、杭３の上側にも配設可能である。これにより、ストッパ１３で目地１０の上方から充填されるグラウト材の落下を防ぐことができる。また、路版１の側面の位置で注入されるグラウト材を受け止めるので、図５と比較すると注入するグラウト材の量を減らすことが可能となる。

以上の説明でも理解できるように、路版１の側面に設けたストッパ１３でグラウト材を受け止めることによって目地１０の上方から充填されるグラウト材の空間への落下を防止できればよいので、ストッパ１３は、種々の素材にて構成することが可能である。図５に示すように硬質な素材を利用してもよいし、図６に例示したように軟質のシート素材（例えば、ビニールシートや布等）を利用してもよい。

ところで、本実施の形態では、前述したように路版１下（路版１と路体２との間）に空間を形成するように施工できる。空間を形成することで、その空間を様々な目的で利用させることが可能となる。例えば、ゲリラ豪雨などの際に増水した場合、一時的な貯水空間として利用できる。あるいは、インフラ（電気、ガス、水道、情報等に用いる配管やケーブル等の構造物）の設置空間として利用できる。従って、道路施工の計画段階において、空間の利用目的を明らかにしておいて、ステップ１０１における道路を施工する領域の掘り下げる深さを決めておくのが好ましい。

なお、本実施の形態では、杭３を碁盤目状、すなわち縦横に並べて打設し、その杭３に路版１を固定することで道路を施工する。つまり、杭３の打設位置と路版１の形状とは密接な関係にある。例えば、路版１が正方形状であれば、杭３を路版１の形状及び大きさに合わせた位置に打設する必要がある。

また、曲率を持った道路を施工する場合には、曲率に沿うように杭３を立設する。この場合の路版１の形状は、前述した矩形（長方形（正方形を含む））ではない、路版１が敷設される４本の杭３の中心点を結んだ四辺形としてもよい。より詳細には、路版１は、道路の長さ方向に沿った辺の長さが異なる台形形状となる。また、路版１の道路の長さ方向に沿った辺が曲率に沿うように曲線で形成してもよい。

実施の形態２．
上記実施の形態１において説明したように、路版の間の目地にはグラウト材が充填されることから、路版上の雨水等は、基本的には路版下の路体まで流入されることはない。ただ、経年劣化等が原因で雨水が流入されてしまう可能性が生じうる。また、上記実施の形態１において説明したように、路版と路体との間に空間を形成するよう道路を形成する場合、路体の上面を舗装するなどの工程は不要となる。ただ、路体の上面に何も施さないと、空間に流入した雨水によって路体の土砂が流出してしまう可能性が生じてくる。

そこで、本実施の形態においては、このような問題を未然に防ぐために、道路を施工する領域が掘り下げられることによって形成される路体上に、舗装用の多孔質材料を敷設するようにしたことを特徴としている。

図８は、本実施の形態における道路の構造を示す斜視図である。本実施の形態においては、実施の形態１における道路の構造に対して、ポーラスコンクリート２１を路体２の上面に敷設したことを特徴としている。

ポーラスコンクリート２１は、舗装用の多孔質材料の１つである。そして、空隙を多く含むコンクリートであることから水分を通過させる透水性能を有している。また、ポーラスコンクリート２１は、多孔質であることから内部の孔に水を貯めることができるコンクリートである。つまり、ポーラスコンクリート２１は、水分を保持する保水性能を有している。更に、ポーラスコンクリート２１は、空隙を持つので、音が当たると、その中で空気の粘性摩擦を生じ、音波のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、減衰する。つまり、ポーラスコンクリート２１は、音を吸収する吸音性能を有している。

本実施の形態における道路施工方法の手順は、図４に示した実施の形態１における道路施工方法の手順において、杭３を碁盤目状に打設した後、全ての路版１を杭３の上に載置する前に、ポーラスコンクリート２１を、路版１が杭３の上に載置されていない場所から路体２の上に流し込むことによって敷設する。このとき、必要により整地してもよい。この工程が追加される以外は実施の形態１と同じでよいので説明を省略する。

本実施の形態においては、路体２の上にポーラスコンクリート２１を敷設することで、以下の効果を奏することができる。

まず、ポーラスコンクリート２１は、透水性能を有しているので、空間１４に雨水が流入した際に、ポーラスコンクリート２１上の雨水の排水を促しつつ、地面（路体２）からの土砂の流出を抑制することができる。これにより、道路の構造と空間１４を保全することができる。

また、ポーラスコンクリート２１は、保水性能を有しているので、ポーラスコンクリート２１の孔内の水分の蒸発熱によって路版１や空間１４の温度の上昇を抑制することができる。これにより、ヒートアイランドの防止に貢献できる。

また、ポーラスコンクリート２１は、吸音性能を有しているので、空間１４の利用に伴う騒音の発生を軽減することができる。

ところで、路体２上、雨水により特に浸食されやすいのは、路版１と杭３の隙間から侵入してくる雨水によって浸食される杭３の周辺と、路版１の目地から侵入してくる雨水が滴り落ちる目地の下方であると推測できる。従って、ポーラスコンクリート２１が持つ上記３つの性能のうち特に透水性能に着目するならば、ポーラスコンクリート２１を路体２全体に敷設せずに、杭３の周辺と路版１の目地の下方の少なくとも一方に敷設するようにしてもよい。これにより、浸食されやすい路体２上の杭３の周辺と路版１の目地の下方部分の浸食を防ぐことができる。

本実施の形態では、路体２の上に敷設する多孔質材料として、ポーラスコンクリート２１を例にして説明したが、これに限定する必要はない。例えば、ポーラスアスファルトなどの他の多孔質材料を用いてもよい。本実施の形態においては、ポーラスコンクリートの方がポーラスアスファルトより流動性があって敷設が容易なので、ポーラスコンクリートを用いることにした。ただ、いずれか一方のみを使用する必要はなく、路体２上の場所によってポーラスコンクリート又はポーラスアスファルトのいずれかを選択して使用するようにしてもよい。

また、ポーラスコンクリート２１は、上記３つの性能を全て有しているので、ポーラスコンクリート２１を用いているが、いずれか１つの性能を有する多孔質材料を用いるようにしてもよい。

１ プレキャストコンクリート版（路版）、２ 路体、３ 杭、４，１２ ボルト、５，８ 貫通穴、６ ねじ穴、７ 緩衝材、９ 切り欠き、１０ 目地、１１ つば部材、１３ ストッパ、１４ 空間、２１ ポーラスコンクリート。

Claims (3)

1. 各角部にボルトを通す貫通穴が形成された矩形形状のプレキャストコンクリート版を、道路を施工する領域に碁盤目状に立設させた杭の頂部にボルトで固定して形成される道路の構造であって、
   前記杭の頂部に固定された前記プレキャストコンクリート版の目地に充填されるグラウト材を、前記プレキャストコンクリート版と路床との間に形成される空間に落下させない落下防止構造を備え、
   前記落下防止構造は、
   対向する前記プレキャストコンクリート版の各側面に架設して固定され、前記対向する前記プレキャストコンクリート版の間の目地全体を前記対向する前記プレキャストコンクリート版の側面の位置で塞ぐストッパを備えることを特徴とする道路の構造。
2. 各角部にボルトを通す貫通穴が形成された矩形形状のプレキャストコンクリート版を、道路を施工する領域に碁盤目状に立設させた杭の頂部にボルトで固定して形成される道路の構造であって、
   前記杭の頂部に固定された前記プレキャストコンクリート版の目地に充填されるグラウト材を、前記プレキャストコンクリート版と路床との間に形成される空間に落下させない落下防止構造を備え、
   前記落下防止構造は、
   隣接配置される前記プレキャストコンクリート版の一方の裏面に設けられ、前記隣接配置される前記プレキャストコンクリート版が固定される前記杭の間の目地全体を前記隣接配置される前記プレキャストコンクリート版の裏面側から塞ぐつば部材を備えることを特徴とする道路の構造。
3. 前記つば部材は、当該つば部材が設けられる前記プレキャストコンクリート版と一体形成されることを特徴とする請求項２に記載の道路の構造。

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