止水継手
【課題】 地下構造物内に埋設されることによって固定される止水継手において、止水継手に引張力が生じた場合であっても、シール性の低下が抑制される止水継手を提供する。
【解決手段】 ボックスカルバート２ａ、２ｂ間の目地部５においては、目地部５の外方側に形成された流動性及び伸縮性を有する目地材７と、水密性及び伸縮性を有し、目地材７に対して目地部５の内方側に設けられた帯状の止水継手１とから構成されている。止水継手１は、その継手中央部１０において、目地材７側に位置する第１シート体１１と、第１シート体１１の内方側に位置し、その幅方向に撓み部２９を有する第２シート体１２とを備えている。そして、継手中央部１０の幅方向の両側から延びるように形成され、ボックスカルバート２ａ、２ｂの各々に埋設されるシート状の一対の継手翼部１４の横ひずみは、同一の引張力を前提とした総合成ゴムの横ひずみより小さくなるように構成されている。
【解決手段】 ボックスカルバート２ａ、２ｂ間の目地部５においては、目地部５の外方側に形成された流動性及び伸縮性を有する目地材７と、水密性及び伸縮性を有し、目地材７に対して目地部５の内方側に設けられた帯状の止水継手１とから構成されている。止水継手１は、その継手中央部１０において、目地材７側に位置する第１シート体１１と、第１シート体１１の内方側に位置し、その幅方向に撓み部２９を有する第２シート体１２とを備えている。そして、継手中央部１０の幅方向の両側から延びるように形成され、ボックスカルバート２ａ、２ｂの各々に埋設されるシート状の一対の継手翼部１４の横ひずみは、同一の引張力を前提とした総合成ゴムの横ひずみより小さくなるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は止水継手に関し、特に、対向する筒形状の地下構造物によって形成される目地部をシールするための止水継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、対向する筒形状の地下構造物によって形成される目地部をシールするために、種々の止水継手が提案されている。これらの中で、地下構造物間に大きな相対的なずれが生じた場合でも、高いシール機能を維持することのできる止水継手について、以下に説明する。
【０００３】
図１９は特許文献１で開示された止水継手を用いた止水構造の断面図である。
【０００４】
図を参照して、加硫ゴム等の弾性材料よりなる帯状止水板７５は、コンクリート構造物８０ａ、８０ｂによって形成された打継目８１に、コンクリート構造物８０ａ、８０ｂの表面に沿って配置されている。
【０００５】
帯状止水板７５は、打継目８１に位置する中央部８４と、中央部８４の幅方向の両側の各々に接続された一対の翼部８９とを備えている。中央部８４においては、帯状止水板７５の厚み方向に対向して、第１の壁部８５と、第２の壁部８６とが形成されている。そして、第１の壁部８５は、帯状止水板７５の幅方向に沿って蛇腹状に形成されている。
【０００６】
又、翼部８９はコンクリート構造物８０ａ、８０ｂの各々に埋設されており、これによって帯状止水板７５はコンクリート構造物８０ａ、８０ｂに固定されている。更に、翼部８９の各々には複数の厚肉係合部８８が形成されており、翼部８９とコンクリート構造物８０ａ、８０ｂとの離脱を防止している。
【０００７】
帯状止水板７５は上記の様に形成されている。従って、地盤変動等によってコンクリート構造物８０ａ、８０ｂに大きな相対的なずれが生じた場合であっても、帯状止水板７５は追従可能となる。即ち、第２の壁部８６が破断しても、第１の壁部８５の蛇腹状の部分が大きな範囲で伸縮可能となるため、帯状止水板７５のシール機能を維持することが可能となる。
【特許文献１】特開平９−１７７１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような従来の止水継手では、総合成ゴムの止水継手であるため、地盤変動等による目地間隔の増大によって止水継手に引張力が作用すると、その引張力による伸び（縦ひずみ）に応じた厚みの減少（横ひずみ）が発生することになる。以下に、図を用いて説明する。
【０００９】
図２０は従来の止水継手に引張力が作用した状態を示す模式図である。
【００１０】
図を参照して、帯状止水板７５に引張力が作用すると、当然コンクリート構造物８０内に埋設された厚肉係合部８８を備える翼部８９にも、図の矢印で示す引張力が作用する。従って、翼部８９の幅方向に伸び（縦ひずみ）が発生すると共に、翼部８９におけるコンクリート構造物８０に対する埋設開始部分８７の厚みが減少（横ひずみ）する。すると、コンクリート構造物８０との間に空隙９０が発生し、この空隙９０を介して地下水等がコンクリート構造物８０内へ浸入する虞が有る。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、地下構造物内に埋設されることによって固定される止水継手において、止水継手に引張力が生じた場合であっても、シール性の低下が抑制される止水継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、対向する筒形状の地下構造物によって形成される目地部をシールするための止水継手であって、水密性及び伸縮性を有する帯状の継手中央部と、水密性及び伸縮性を有し、継手中央部の幅方向の両側に接続され、地下構造物の各々に埋設される一対のシート状の継手翼部とを備え、継手翼部の各々における、少なくとも地下構造物に対する埋設開始部分の横ひずみは同一の引張力を前提とした総合成ゴムの横ひずみより小さいものである。
【００１３】
このように構成すると、継手翼部に引張力が生じた場合、埋設開始部分の厚さの減少が総合成ゴムに比べて緩和される。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、少なくとも継手翼部は、シート状の繊維が埋設された合成ゴムよりなるものである。
【００１５】
このように構成すると、縦弾性係数が総合成ゴムに比べて増大する。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、継手翼部の各々は、シート体と、シート体の両面から突き出た突起体とを含むものである。
【００１７】
このように構成すると、継手翼部に引張力が生じると、突起体が地下構造物に押し付けられる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、止水継手は、目地部において外方側に位置する第１シート体と、第１シート体に対して内方側に位置する第２シート体とからなり、第１シート体と第２シート体とは、各々の引張弾性係数は略同一であると共に、継手中央部における第２シート体の幅方向における撓みは、第１シート体の撓みより大きく設定され、第１シート体と第２シート体とは継手翼部において少なくとも一体化され、目地部の増大によって一体化された部分に加わる引張応力は第１シート体に加わる引張応力より小さいものである。
【００１９】
このように構成すると、継手翼部に引張力が生じると、一体化された部分の伸びは第１シート体の伸びに比べて小さくなる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、継手翼部に引張力が生じた場合、埋設開始部分の厚さの減少が総合成ゴムに比べて緩和されるため、埋設開始部分を介してのシール性の低下が抑制される。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、縦弾性係数が総合成ゴムに比べて増大するため、縦ひずみ自体も減少する。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、継手翼部に引張力が生じると、突起体が地下構造物に押し付けられるため、抜け止め効果が生じると共に、シール性が向上する。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３記載の発明の効果に加えて、継手翼部に引張力が生じると、一体化された部分の伸びは第１シート体の伸びに比べて小さくなるため、第１シート体が破断しても第２シート体が残り、継手翼部のシール性の低下が更に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１はこの発明の第１の実施の形態による止水継手の使用形態を示すボックスカルバートの概略斜視図であり、図２は図１で示したＩＩ−ＩＩラインの拡大断面図であり、図３は図１で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【００２５】
これらの図を参照して、地下構造物である筒形状のボックスカルバート２ａ、２ｂは、各々が対向することによって目地部５を形成している。この目地部５においては、目地部５の外方側の全周に形成されたアクアファルトよりなる流動性及び伸縮性を有する目地材７と、水密性及び伸縮性を有し、目地材７に対して目地部５の内方側の全周に設けられた帯状の止水継手１とから構成されている。
【００２６】
尚、アクアファルトは商品名であり、アスファルト乳剤、硬化材及び高吸水性材料を含む混合組成物から構成されている。アクアファルトは、幅方向の圧縮力又は引張力に対して、約０．５〜１．５倍程度の幅に変形することが可能であり、防水性にも優れている。
【００２７】
又、止水継手１は、天然ゴム（ＮＲ）及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）よりなる合成ゴムと、ナイロン系の繊維シートとの積層構造によりなる材料で形成されている。従って、上述した水密性及び伸縮性を有する止水継手１となる。
【００２８】
止水継手１は、目地材７側に位置する第１シート体１１と第１シート体１１の内方側に位置し、その幅方向に撓み部２９を有する第２シート体１２とを備える継手中央部１０と、継手中央部１０の幅方向の両側に接続され、ボックスカルバート２ａ、２ｂの各々に向かって延びるシート状の一対の継手翼部１４とから構成されている。
【００２９】
そして、第１シート体１１と第２シート体１２とは、その幅方向におけるボックスカルバート２ａ、２ｂの近傍付近で、継手翼部１４において一体化されている。又、継手翼部１４は、ボックスカルバート２ａ、２ｂの各々に埋設されており、埋設部分においては継手翼部１４の各々の両面から突き出た形状の突起体１５ａ、１５ｂが形成されている。
【００３０】
又、第１シート体１１と第２シート体１２とは、上述した通り、合成ゴムと繊維シートとの積層構造によりなる材料で形成されている。そして、各々の積層構造も略同一に形成されている。即ち、第１シート体１１と第２シート体１２とは同一素材を用いているため、コスト的に有利な止水継手１となる。
【００３１】
ここで、目地材７に土圧や水圧等の外力が作用した時の動作及び効果について説明する。
【００３２】
図４は図１で示した目地部の目地材に外力が作用した状態を示す図であって、図３に対応するものであり、図５は図４で示した止水継手に作用する外力の状態を示した模式図である。
【００３３】
これらの図を参照して、土圧や水圧等によって、図４の矢印で示した外力が目地材７の外方に作用すると、目地材７は伸縮性及び流動性を有しているため、内方側に変形しようとする。すると、目地材７の内方側に位置している第１シート体１１に、上述した外力が目地材７を介して作用する。この時、外力は目地材７を介しているため、通常は集中荷重ではなく、図５で示したように分布荷重となって第１シート体１１に作用することになる。
【００３４】
上述した分布荷重によって、第１シート体１１は内方側に変形しようとする。即ち、第１シート体１１の幅方向に引張力が作用することになる。ここで、第１シート体１１は、この引張力に対して内方側へ変形し続けることが無いように、繊維シート１７ａ、１７ｂ内の繊維の種類や量等が調節されている。従って、第１シート体１１は、引張力による破断前の変形においては、第２シート体１２の伸縮機能に影響を与える虞が無い。即ち、目地材７に土圧や水圧等による外力が作用しても、第２シート体１２のシール機能が安定して発揮される。
【００３５】
尚、止水継手１における第１シート体１１の引張強度及び引張弾性係数を、目地材を打設する際の内方側への圧力に対して、第１シート体１１の破断及び過剰な変形を防止するように設定すれば、目地材の型枠としての機能を発揮する。第１シート体１１をこのように設定することによって、コスト的に有利な目地材の打設が可能となる。
【００３６】
次に、地盤変動等によって目地間隔が増大した時の動作及び効果について説明する。
【００３７】
図６は図１で示した目地部の目地間隔が増大した状態を示す図であって、図３に対応するものである。
【００３８】
図を参照して、地盤変動等により、ボックスカルバート２ａ、２ｂに矢印で示す方向に力が作用すると、目地部５の間隔が大きくなる。この時、目地材７は伸縮性を有しているため、目地間の開きに対して追従することができるので、外部からボックスカルバート２ａ、２ｂに浸入しようとする地下水等に対しては、目地材７によるシール機能が発揮される。
【００３９】
この時、第１シート体１１は目地材７と同様に目地間の開きに対する幅方向への縦ひずみが生じている。しかしながら、第２シート体１２においては、撓み部２９が第２シート体１２に縦ひずみが生じる状態に至るまでの余剰部分となるため、撓み部２９の余剰部分の減少のみの変形となっている。
【００４０】
前述した通り、第１シート体１１と第２シート体１２とは同一素材によって形成されている。即ち、図６の状態にあっては、第１シート体１１に加わる引張力は、第１シート体１１が破断する前までは第２シート体１２に加わる引張力よりも大きくなる。
【００４１】
又、このような状態においては、継手翼部１４にも引張力が作用することになる。そして、継手翼部１４は突起体１５ａ、１５ｂを備えている。継手翼部１４に引張力が作用することによって、突起体１５ａ、１５ｂはボックスカルバート２ａに図における右側へ押し付けられ、圧縮される。従って、止水継手１の抜け止め効果と共に、継手翼部１４におけるシール性が向上する。
【００４２】
図７は図６で示した状態から更に目地間隔が増大した状態を示す図である。
【００４３】
図を参照して、図６の状態から更に目地間隔が増大すると、上述した通り、第１シート体１１に加わる引張力は第２シート体１２に加わる引張力よりも大きいため、まず第１シート体１１が破断すると共に、目地材７もボックスカルバート２ｂから分離する。すると、目地材７と第１シート体１１とを貫通する空隙２１が発生する。この空隙２１を通り、地下水が矢印で示すようにボックスカルバート２ａ、２ｂ内に浸入しようとする。しかしながら、第２シート体１２には、第２シート体１２を破断させる引張力が作用していないため、第２シート体１２のシール機能が発揮され、地下水の浸入を防止することになる。
【００４４】
又、第１シート体１１と第２シート体１２との一体化部分においては、第１シート体１１及び第２シート体１２の各々には繊維シート１７ａ、１７ｂが各々に１枚埋設されているのに対し、繊維シート１７ａ、１７ｂの２枚が埋設されている。即ち、一体化部分の引張強度は、第１シート体１１の引張強度よりも大きくなる。従って、目地間隔の増大に対して、確実に第１シート体１１の一体化されていない部分が最初に破断することになるため、第２シート体１２の機能が確実に発揮される。
【００４５】
更に、上述した一体化部分の厚さは第１シート体１１に比べて増加するため、一体化部分に加わる引張応力は、第１シート体１１に加わる引張応力よりも小さくなる。つまり、目地間隔の増大によって継手翼部１４に引張力が生じた時の一体化部分の伸びは、第１シート体１１の伸びに比べて小さくなる。従って、第１シート体１１の破断後においても、一体化部分と第２シート体１２とが残るため、継手翼部１４のシール性の低下が抑制される。
【００４６】
次に、継手翼部１４のボックスカルバート２ａ、２ｂへの埋設開始部分１９における、継手翼部１４の効果について説明する。
【００４７】
図８は図３で示した継手翼部の地下構造物への埋設開始部分における引張力に対する伸び（縦ひずみ）と、伸びに対する厚みの変化（横ひずみ）について示したグラフである。
【００４８】
尚、図で示すデータａは図３で示した継手翼部１４、即ち、合成ゴムと繊維シートとの積層シートよりなるものであり、データｂは総合成ゴムのシートによるものである。又、ｘ１は継手翼部１４が破断する伸び量であり、ｙ１は各々のシートに引張力が作用していない初期状態での厚みである。
【００４９】
図を参照して、まず総合成ゴムのシートよりなるデータｂについて説明する。総合成ゴムのシートに引張力が作用すると、総合成ゴムのシートはその伸びｘが増加し続けると共に、厚みｙが減少し続ける。次に、図３で示した継手翼部１４よりなるデータａに注目すると、継手翼部１４に総合成ゴムのシートと同一の引張力が作用すると、総合成ゴムのシートと同様に伸びｘの増加と共に、その厚みｙが減少する。しかしながら、その厚みｙの減少は、総合成ゴムのシートと比較すると極めて少ないものとなっている。即ち、同一の引張力を前提とした場合、合成ゴムと繊維シートとの積層構造よりなる継手翼部１４は、総合成ゴムのシートと比べ、縦ひずみと共に横ひずみも小さくなる。
【００５０】
ここで、再度図６を参照して、上述した通り、継手翼部１４は、総合成ゴムのシートと比べ、横ひずみが小さくなる。従って、図６の状態にあっては、継手翼部１４の埋設開始部分１９の厚さの減少が総合成ゴムのシートと比べて緩和されることになる。そのため、埋設開始部分１９とコンクリート構造物２ａ、２ｂとのスペースを介しての地下水の浸入による止水継手１のシール性の低下が抑制される。
【００５１】
再度図８を参照して、継手翼部１４においては、引張力によって伸びがｘ１に達した時、破断することになる。即ち、総合成ゴムのシートと比べ、継手翼部１４の縦弾性係数が大きい。従って、継手翼部１４においては縦ひずみ自体も減少することになり、同一の引張力を前提とした場合、継手翼部１４は総合成ゴムのシートに比べて更に横ひずみの少ないものとなる。
【００５２】
次に、止水継手の継手翼部を地下構造物へ埋設する方法について説明する。
【００５３】
図９は図３で示した止水継手の継手翼部を地下構造物へ埋設する手順を示した模式図である。
【００５４】
まず、（１）で示されているように、地下構造物であるボックスカルバート２に溝２２を形成する。次に、（２）で示されているように、溝２２内に止水継手１の継手翼部１４を挿入する。そして、（３）で示されているように、継手翼部１４が挿入された溝２２内にコンクリート２５を継手翼部１４の両側から流し込み、型枠２３によって外方を塞ぐ。その後、コンクリート２５が硬化し、型枠２３を外すことで、止水継手２における継手翼部１４のボックスカルバート２への埋設が完了する。
【００５５】
次に、図３で示した止水継手１の製造方法について説明する。
【００５６】
図１０は図３で示した止水継手の製造方法を示す工程図である。
【００５７】
まず、（１）で示されているように、合成ゴム内に繊維シート１７ｂを埋設した帯状の第１シート用部材８と、合成ゴム内に繊維シート１７ａを埋設した帯状の第２シート用部材９とを用意する。第１シート用部材８と第２シート用部材９とは、各々の幅方向及び長手方向の大きさが同一となるように形成されている。そして、第１シート用部材８の幅方向の両端部付近の各々には、図における下方に突出する複数の突出体１５ｂが形成されている。又、第２シート用部材９の幅方向の両端部付近の各々には、図における上方に突出する複数の突出体１５ａが突出体１５ｂと対応する位置に形成されると共に、第２シート用部材９の幅方向の中央部には、図における上方側に撓み部２９が形成されている。
【００５８】
そして、上述した第１シート用部材８と第２シート用部材９とを、各々が重なり合うように配置すると、（２）で示されている状態となる。このように配置された第１シート用部材と第２シート用部材との重ね合わせ部２７を加熱し、各々の合成ゴムを加硫反応によって一体化させる。すると、第１シート体１１、第２シート体１２、継手翼部１４及び突出体１５ａ、１５ｂを備えた止水継手１が完成する。
【００５９】
図１１はこの発明の第２の実施の形態による止水継手を示す断面図であって、第１の実施の形態の図３に対応するものである。
【００６０】
尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００６１】
図を参照して、この実施の形態にあっては、第１シート体１１と第２シート体１２との一体化開始部分１８ａ、１８ｂの位置が、第１の実施の形態と相対的に異なっている。即ち、一体化開始部分１８ａ、１８ｂの各々は、継手翼部１４の埋設開始部分１９の各々よりも幅方向における中央側に位置している。
【００６２】
上述したように一体化開始部分１８ａ、１８ｂを位置させると、それらの部分と埋設開始部分１９との間の部分の引張強度が相対的に大きくなるので、目地間の開き等による止水継手１のボックスカルバート２ａ、２ｂ付近での破断を防止することが可能となる。即ち、第１シート体１１は、確実に止水継手１の幅方向の中央部付近で破断するため、第２シート体１２の機能が更に安定して発揮する。
【００６３】
図１２はこの発明の第３の実施の形態による止水継手を示す断面図であって、第２の実施の形態の図１１に対応するものである。
【００６４】
尚、説明に当たっては、基本的には第２の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００６５】
図を参照して、この実施の形態にあっては、既設ボックスカルバート３７と新設ボックスカルバート３８とによって形成された目地部５における目地用継手構造である。そして、止水継手１を既設ボックスカルバート３７に固定する方法が大きく異なっている。
【００６６】
止水継手１は、既設ボックスカルバート３７の目地部５側の面に沿って、その長手方向の全周にフランジ部３５が形成されている。フランジ部３５の既設ボックスカルバート３７側の面には、複数の止水用突起体３６が形成されている。又、止水継手１のフランジ部３５の新設ボックスカルバート３８側には、押え板３６とワッシャー４１とが配置されている。そして、フランジ部３５、押え板３６及びワッシャー４１は、既設ボックスカルバート３７に設置されたアンカーボルト・ナット４３によって固定されている。
【００６７】
止水継手１はこのように構成されているため、既設構造物への設置に対しても確実に固定することが可能となる。更に、上述した止水用突起体３６がアンカーボルト・ナット４３によって既設ボックスカルバート３７に密着することで、止水継手１のシール性が向上することになる。又、目地間の開き等が生じた時には、第２の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００６８】
尚、上記の各実施の形態では、止水継手はボックスカルバート間の目地部において適用されているが、対向する他の筒形状の地下構造物によって形成される目地部であれば、同様に適用することができる。
【００６９】
又、上記の各実施の形態では、アクアファルトよりなる流動性及び伸縮性を有する目地材であるが、流動性及び伸縮性を有していれば、他の材料であっても良い。又は、流動性及び伸縮性を有していない目地材であっても良い。又は、目地材は無くても良い。そして、流動性及び伸縮性を有していない目地材の場合及び目地材が無い場合においては、第１シート体と第２シート体との位置が逆になっても良い。
【００７０】
更に、上記の各実施の形態では、継手中央部は第１シート体及び第２シート体により構成されているが、第１シート体又は第２シート体のどちらか一方であっても良い。又は、水密性及び伸縮性を有し、帯状に形成されていれば、他の構成であっても良い。
【００７１】
更に、上記の各実施の形態では、継手翼部における種々の構成が特定されているが、継手翼部は、少なくとも地下構造物に対する埋設開始部分の横ひずみが、同一の引張力を前提とした総合成ゴムの横ひずみより小さいものであれば、他の構成であっても良い。
【００７２】
更に、上記の各実施の形態では、止水継手全体が合成ゴムと繊維シートとの積層構造よりなる素材で形成されているが、少なくとも継手翼部が合成ゴムと繊維シートとの積層構造よりなる素材で形成されていれば良い。
【００７３】
更に、上記の各実施の形態では、止水継手に使用する合成ゴムは天然ゴム（ＮＲ）とスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とにより構成されているが、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）やエチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）を含む合成ゴム等、種々の合成ゴムであっても良い。
【００７４】
更に、上記の各実施の形態では、止水継手に使用する繊維シートの繊維はナイロン系であるが、ナイロン系以外の素材であっても良い。又、合成ゴムに繊維が埋設されていれば、シート状でなくても良い。
【００７５】
更に、上記の各実施の形態では、継手翼部の各々には突起体が形成されているが、突起体は無くても良い。
【００７６】
更に、上記の各実施の形態では、第１シート体及び第２シート体の素材が特定されているが、第１シート体及び第２シート体の各々の引張弾性係数が略同一であれば、他の素材を使用しても良い。
【００７７】
更に、上記の各実施の形態では、第１シート体は撓みが無く、第２シート体は特定形状の撓みを有しているが、第２シート体の幅方向における撓みが、第１シート体の撓みより相対的に大きな形状であれば良い。又、撓みの形状は、蛇腹状等、他の形状であっても良い。
【００７８】
更に、上記の各実施の形態では、目地間隔の増大によって第１シート体と第２シート体との一体化部分に加わる引張応力は第１シート体に加わる引張応力より小さくなるように構成されているが、一体化部分に加わる引張応力と第１シート体に加わる引張応力とが同程度となるように構成しても良い。
【実施例】
【００７９】
ここで、第１の実施の形態による止水継手１について実験をおこなった。まず、目地間隔の増大に対する止水継手の伸縮追従性確認実験である実施例１について説明する。
【００８０】
図１３は実施例１における図３で示した止水継手を実験装置に設置した状態を示した断面図であり、図１４は図１３で示したＸＩＶ−ＸＩＶラインの断面図であり、図１５は図１３で示したＤ部における拡大図である。
【００８１】
本実施例においては、島津製作所製のアムスラー万能試験機に、本実施例用に制作した固定治具３１を取り付け、この固定治具３１に止水継手１を固定させ、図の矢印の方向に力を加えることで止水継手１を変形させた。そして、固定治具３１間を目地間隔と仮定して、止水継手１の単位幅あたりの荷重を導き出した。
【００８２】
図１３及び図１４を参照して、まず、止水継手１の種々の寸法について、以下に列挙する。止水継手１において、ａは１４０ｍｍ、ｂは１００ｍｍ、ｃは１４０ｍｍ、ｄは２０ｍｍ、ｅは２０ｍｍ、ｆは４５ｍｍ、ｇは３０ｍｍ、ｈは１５ｍｍ、ｉは２５ｍｍ、ｊは２５ｍｍ、ｋは１５ｍｍ、ｌは６ｍｍ、ｍは１５ｍｍ、ｏは２．５ｍｍ、ｐは２．５ｍｍ、ｑは３ｍｍ、ｒは１００ｍｍ、第２シート体１２の幅方向の実質的な延べ長さｚは１８０ｍｍとした。即ち、図１３で示した断面の止水継手１を、１００ｍｍ幅で切り出した状態である。又、固定治具３１間の寸法、即ち、初期の目地間隔は１０６ｍｍとなる。
【００８３】
次に、止水継手１の素材の構成について説明する。
【００８４】
図１５を参照して、止水継手は、天然ゴム（ＮＲ）とスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを１：１で混合した合成ゴムと、厚さ０．５ｍｍのナイロン系の繊維シート１７ａ、１７ｂとを積層することで構成した。この時、継手翼部１４におけるｓは１．５ｍｍ、ｔは０．５ｍｍ、ｕは２．０ｍｍ、ｖは０．５ｍｍ、ｗは１．５ｍｍとした。又、第１シート体１１のｘは０．５ｍｍ、第２シート体１２のｙは０．５ｍｍとした。
【００８５】
このように止水継手１を設定し、上述した通り、アムスラー試験機による実験をおこなった。尚、本実施例における目地間隔の設計変形量を５０ｍｍとし、本実施例により止水継手１に加えられる引張力と、地盤沈下による鉛直方向の力とが同時に作用した場合を想定した目地間隔の変形量を８０ｍｍとした。更に、本実施例においては、第２シート体１２が完全に破断するまで、止水継手１を変形させ続けた。
【００８６】
本実施例の結果について、以下に説明する。
【００８７】
図１６は実施例１による目地間隔の変形量と止水継手の単位幅あたりの荷重との関係を示すグラフである。
【００８８】
尚、図においてデータＡは図１３〜１５で示した止水継手１によるものであり、データＢは図１３及び図１４で示した止水継手と同一寸法の総合成ゴムによる止水継手によるものである。又、Ｘ１は上述した目地間隔の設計変形量であり、Ｘ２は上述した鉛直方向の力が同時に作用した場合を想定した目地間隔の変形量である。更に、Ｆ１は第１シート体の規格強度であり、Ｆ２は第２シート体の規格強度である。
【００８９】
図を参照して、本実施例において、止水継手は目地間隔の変形量が約１６０ｍｍ、即ち目地間隔が２６６ｍｍとなった時、完全に破断することがわかった。即ち、目地間隔の変形量Ｘ１に対して十分な追従性と耐力とを有することになる。又、目地間隔の変形量Ｘ２に対しても、十分な追従性を有する。更に、Ｘ２における目地間隔の変形量となった場合においても、設計地下水圧０．０９８ＭＰａが作用した時にシート体に加わる力である１６．１７ｋＮ／ｍや、これに相当する変形に対しても、十分耐えることが確認された。
【００９０】
尚、目地間隔の変形量が約６０ｍｍに達した時、第１シート体に埋設されている繊維シートが破断した。そのため、単位幅あたりの荷重が急激に低下した。しかしながら、第１シート体の合成ゴム部分においては破断せず、残存している状態となった。そして、目地間隔の変形量が１００ｍｍを超えた付近から、第２シート体に対しても荷重が作用するようになり、目地間隔の変形量が約１６０ｍｍに達した時、第２シート体が破断し、荷重が急激に低下した。この時、継手翼部における突起体の破断等は全く確認されず、本実施例における突起体の形状及び強度等についても問題がないことがわかった。
【００９１】
次に、目地間隔のずれ、即ち、地盤沈下等による地下構造物間の位置のずれに対する沈下追従性確認実験である実施例２について、以下に説明する。
【００９２】
図１７は実施例２における図３で示した止水継手の実験中の状態を示した断面図である。
【００９３】
図を参照して、本実施例においては止水継手１の寸法、素材、実験装置等は全て実施例１と同様とし、固定治具３１の移動方向のみを変更した。即ち、固定治具３１の各々は図において相対的に上下方向に移動することで、止水継手１に引張力による荷重を加えた。
【００９４】
そして、図におけるＹを沈下量とし、実施例１と同様の手順で実験をおこなった。尚、本実施例における設計沈下量は１００ｍｍとした。
【００９５】
本実施例の結果について、以下に説明する。
【００９６】
図１８は実施例２による沈下量と止水継手の単位幅あたりの荷重との関係を示すグラフである。
【００９７】
尚、図においてデータＡは図１７で示した止水継手１によるものであり、データＢは実施例１と同様の総合成ゴムによる止水継手によるものである。又、Ｙ１は上述した設計沈下量である。
【００９８】
図を参照して、止水継手は沈下量が約２００ｍｍに達した時に破断した。従って、設計沈下量Ｙ１の１００ｍｍに対しても、十分な追従性と耐力とを有することがわかった。
【００９９】
尚、沈下量が約１００ｍｍに達した時、第１シート体に埋設されている繊維シートが破断した。そのため、単位幅あたりの荷重が急激に低下した。しかしながら、第１シート体の合成ゴム部分においては破断せず、残存している状態となった。そして、沈下量が１５０ｍｍを超えた付近から、第２シート体に対しても荷重が作用するようになり、沈下量が約２００ｍｍに達した時、第２シート体が破断し、荷重が急激に低下した。この時、継手翼部における突起体の破断等は全く確認されず、本実施例における突起体の形状及び強度等についても問題がないことがわかった。
【０１００】
このように、実施例１及び実施例２における実験によって、止水継手１は、設計により想定される変形に対して、十分な追従性を有することが確認できた。更に、アクアファルトの打設圧や地下水圧等に対しても、十分な耐力を有することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】この発明の第１の実施の形態による止水継手の使用形態を示すボックスカルバートの概略斜視図である。
【図２】図１で示したＩＩ−ＩＩラインの拡大断面図である。
【図３】図１で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【図４】図１で示した目地部の目地材に外力が作用した状態を示す図である。
【図５】図４で示した止水継手に作用する外力の状態を示した模式図である。
【図６】図３で示した目地部の目地間隔が増大した状態を示す図である。
【図７】図６で示した状態から更に目地間隔が増大した状態を示す図である。
【図８】図３で示した継手翼部の地下構造物への埋設開始部分における引張力に対する伸び（縦ひずみ）と、伸びに対する厚みの変化（横ひずみ）について示したグラフである。
【図９】図３で示した止水継手の継手翼部を地下構造物へ埋設する手順を示した模式図である。
【図１０】図３で示した止水継手の製造方法を示す工程図である。
【図１１】この発明の第２の実施の形態による止水継手を示す断面図である。
【図１２】この発明の第３の実施の形態による止水継手を示す断面図である。
【図１３】実施例１における図３で示した止水継手を実験装置に設置した状態を示した断面図である。
【図１４】図１３で示したＸＩＶ−ＸＩＶラインの断面図である。
【図１５】図１３で示したＤ部における拡大図である。
【図１６】実施例１による目地間隔の変形量と止水継手の単位幅あたりの荷重との関係を示すグラフである。
【図１７】実施例２における図３で示した止水継手の実験中の状態を示した断面図である。
【図１８】実施例２による沈下量と止水継手の単位幅あたりの荷重との関係を示すグラフである。
【図１９】従来の止水継手を用いた止水構造の断面図である。
【図２０】従来の止水継手に引張力が作用した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…止水継手
２…ボックスカルバート
５…目地部
１０…継手中央部
１１…第１シート体
１２…第２シート体
１４…継手翼部
１５…突起体
１７…繊維シート
２９…撓み部
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【技術分野】
【０００１】
この発明は止水継手に関し、特に、対向する筒形状の地下構造物によって形成される目地部をシールするための止水継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、対向する筒形状の地下構造物によって形成される目地部をシールするために、種々の止水継手が提案されている。これらの中で、地下構造物間に大きな相対的なずれが生じた場合でも、高いシール機能を維持することのできる止水継手について、以下に説明する。
【０００３】
図１９は特許文献１で開示された止水継手を用いた止水構造の断面図である。
【０００４】
図を参照して、加硫ゴム等の弾性材料よりなる帯状止水板７５は、コンクリート構造物８０ａ、８０ｂによって形成された打継目８１に、コンクリート構造物８０ａ、８０ｂの表面に沿って配置されている。
【０００５】
帯状止水板７５は、打継目８１に位置する中央部８４と、中央部８４の幅方向の両側の各々に接続された一対の翼部８９とを備えている。中央部８４においては、帯状止水板７５の厚み方向に対向して、第１の壁部８５と、第２の壁部８６とが形成されている。そして、第１の壁部８５は、帯状止水板７５の幅方向に沿って蛇腹状に形成されている。
【０００６】
又、翼部８９はコンクリート構造物８０ａ、８０ｂの各々に埋設されており、これによって帯状止水板７５はコンクリート構造物８０ａ、８０ｂに固定されている。更に、翼部８９の各々には複数の厚肉係合部８８が形成されており、翼部８９とコンクリート構造物８０ａ、８０ｂとの離脱を防止している。
【０００７】
帯状止水板７５は上記の様に形成されている。従って、地盤変動等によってコンクリート構造物８０ａ、８０ｂに大きな相対的なずれが生じた場合であっても、帯状止水板７５は追従可能となる。即ち、第２の壁部８６が破断しても、第１の壁部８５の蛇腹状の部分が大きな範囲で伸縮可能となるため、帯状止水板７５のシール機能を維持することが可能となる。
【特許文献１】特開平９−１７７１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような従来の止水継手では、総合成ゴムの止水継手であるため、地盤変動等による目地間隔の増大によって止水継手に引張力が作用すると、その引張力による伸び（縦ひずみ）に応じた厚みの減少（横ひずみ）が発生することになる。以下に、図を用いて説明する。
【０００９】
図２０は従来の止水継手に引張力が作用した状態を示す模式図である。
【００１０】
図を参照して、帯状止水板７５に引張力が作用すると、当然コンクリート構造物８０内に埋設された厚肉係合部８８を備える翼部８９にも、図の矢印で示す引張力が作用する。従って、翼部８９の幅方向に伸び（縦ひずみ）が発生すると共に、翼部８９におけるコンクリート構造物８０に対する埋設開始部分８７の厚みが減少（横ひずみ）する。すると、コンクリート構造物８０との間に空隙９０が発生し、この空隙９０を介して地下水等がコンクリート構造物８０内へ浸入する虞が有る。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、地下構造物内に埋設されることによって固定される止水継手において、止水継手に引張力が生じた場合であっても、シール性の低下が抑制される止水継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、対向する筒形状の地下構造物によって形成される目地部をシールするための止水継手であって、水密性及び伸縮性を有する帯状の継手中央部と、水密性及び伸縮性を有し、継手中央部の幅方向の両側に接続され、地下構造物の各々に埋設される一対のシート状の継手翼部とを備え、継手翼部の各々における、少なくとも地下構造物に対する埋設開始部分の横ひずみは同一の引張力を前提とした総合成ゴムの横ひずみより小さいものである。
【００１３】
このように構成すると、継手翼部に引張力が生じた場合、埋設開始部分の厚さの減少が総合成ゴムに比べて緩和される。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、少なくとも継手翼部は、シート状の繊維が埋設された合成ゴムよりなるものである。
【００１５】
このように構成すると、縦弾性係数が総合成ゴムに比べて増大する。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、継手翼部の各々は、シート体と、シート体の両面から突き出た突起体とを含むものである。
【００１７】
このように構成すると、継手翼部に引張力が生じると、突起体が地下構造物に押し付けられる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、止水継手は、目地部において外方側に位置する第１シート体と、第１シート体に対して内方側に位置する第２シート体とからなり、第１シート体と第２シート体とは、各々の引張弾性係数は略同一であると共に、継手中央部における第２シート体の幅方向における撓みは、第１シート体の撓みより大きく設定され、第１シート体と第２シート体とは継手翼部において少なくとも一体化され、目地部の増大によって一体化された部分に加わる引張応力は第１シート体に加わる引張応力より小さいものである。
【００１９】
このように構成すると、継手翼部に引張力が生じると、一体化された部分の伸びは第１シート体の伸びに比べて小さくなる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、継手翼部に引張力が生じた場合、埋設開始部分の厚さの減少が総合成ゴムに比べて緩和されるため、埋設開始部分を介してのシール性の低下が抑制される。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、縦弾性係数が総合成ゴムに比べて増大するため、縦ひずみ自体も減少する。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、継手翼部に引張力が生じると、突起体が地下構造物に押し付けられるため、抜け止め効果が生じると共に、シール性が向上する。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３記載の発明の効果に加えて、継手翼部に引張力が生じると、一体化された部分の伸びは第１シート体の伸びに比べて小さくなるため、第１シート体が破断しても第２シート体が残り、継手翼部のシール性の低下が更に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１はこの発明の第１の実施の形態による止水継手の使用形態を示すボックスカルバートの概略斜視図であり、図２は図１で示したＩＩ−ＩＩラインの拡大断面図であり、図３は図１で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【００２５】
これらの図を参照して、地下構造物である筒形状のボックスカルバート２ａ、２ｂは、各々が対向することによって目地部５を形成している。この目地部５においては、目地部５の外方側の全周に形成されたアクアファルトよりなる流動性及び伸縮性を有する目地材７と、水密性及び伸縮性を有し、目地材７に対して目地部５の内方側の全周に設けられた帯状の止水継手１とから構成されている。
【００２６】
尚、アクアファルトは商品名であり、アスファルト乳剤、硬化材及び高吸水性材料を含む混合組成物から構成されている。アクアファルトは、幅方向の圧縮力又は引張力に対して、約０．５〜１．５倍程度の幅に変形することが可能であり、防水性にも優れている。
【００２７】
又、止水継手１は、天然ゴム（ＮＲ）及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）よりなる合成ゴムと、ナイロン系の繊維シートとの積層構造によりなる材料で形成されている。従って、上述した水密性及び伸縮性を有する止水継手１となる。
【００２８】
止水継手１は、目地材７側に位置する第１シート体１１と第１シート体１１の内方側に位置し、その幅方向に撓み部２９を有する第２シート体１２とを備える継手中央部１０と、継手中央部１０の幅方向の両側に接続され、ボックスカルバート２ａ、２ｂの各々に向かって延びるシート状の一対の継手翼部１４とから構成されている。
【００２９】
そして、第１シート体１１と第２シート体１２とは、その幅方向におけるボックスカルバート２ａ、２ｂの近傍付近で、継手翼部１４において一体化されている。又、継手翼部１４は、ボックスカルバート２ａ、２ｂの各々に埋設されており、埋設部分においては継手翼部１４の各々の両面から突き出た形状の突起体１５ａ、１５ｂが形成されている。
【００３０】
又、第１シート体１１と第２シート体１２とは、上述した通り、合成ゴムと繊維シートとの積層構造によりなる材料で形成されている。そして、各々の積層構造も略同一に形成されている。即ち、第１シート体１１と第２シート体１２とは同一素材を用いているため、コスト的に有利な止水継手１となる。
【００３１】
ここで、目地材７に土圧や水圧等の外力が作用した時の動作及び効果について説明する。
【００３２】
図４は図１で示した目地部の目地材に外力が作用した状態を示す図であって、図３に対応するものであり、図５は図４で示した止水継手に作用する外力の状態を示した模式図である。
【００３３】
これらの図を参照して、土圧や水圧等によって、図４の矢印で示した外力が目地材７の外方に作用すると、目地材７は伸縮性及び流動性を有しているため、内方側に変形しようとする。すると、目地材７の内方側に位置している第１シート体１１に、上述した外力が目地材７を介して作用する。この時、外力は目地材７を介しているため、通常は集中荷重ではなく、図５で示したように分布荷重となって第１シート体１１に作用することになる。
【００３４】
上述した分布荷重によって、第１シート体１１は内方側に変形しようとする。即ち、第１シート体１１の幅方向に引張力が作用することになる。ここで、第１シート体１１は、この引張力に対して内方側へ変形し続けることが無いように、繊維シート１７ａ、１７ｂ内の繊維の種類や量等が調節されている。従って、第１シート体１１は、引張力による破断前の変形においては、第２シート体１２の伸縮機能に影響を与える虞が無い。即ち、目地材７に土圧や水圧等による外力が作用しても、第２シート体１２のシール機能が安定して発揮される。
【００３５】
尚、止水継手１における第１シート体１１の引張強度及び引張弾性係数を、目地材を打設する際の内方側への圧力に対して、第１シート体１１の破断及び過剰な変形を防止するように設定すれば、目地材の型枠としての機能を発揮する。第１シート体１１をこのように設定することによって、コスト的に有利な目地材の打設が可能となる。
【００３６】
次に、地盤変動等によって目地間隔が増大した時の動作及び効果について説明する。
【００３７】
図６は図１で示した目地部の目地間隔が増大した状態を示す図であって、図３に対応するものである。
【００３８】
図を参照して、地盤変動等により、ボックスカルバート２ａ、２ｂに矢印で示す方向に力が作用すると、目地部５の間隔が大きくなる。この時、目地材７は伸縮性を有しているため、目地間の開きに対して追従することができるので、外部からボックスカルバート２ａ、２ｂに浸入しようとする地下水等に対しては、目地材７によるシール機能が発揮される。
【００３９】
この時、第１シート体１１は目地材７と同様に目地間の開きに対する幅方向への縦ひずみが生じている。しかしながら、第２シート体１２においては、撓み部２９が第２シート体１２に縦ひずみが生じる状態に至るまでの余剰部分となるため、撓み部２９の余剰部分の減少のみの変形となっている。
【００４０】
前述した通り、第１シート体１１と第２シート体１２とは同一素材によって形成されている。即ち、図６の状態にあっては、第１シート体１１に加わる引張力は、第１シート体１１が破断する前までは第２シート体１２に加わる引張力よりも大きくなる。
【００４１】
又、このような状態においては、継手翼部１４にも引張力が作用することになる。そして、継手翼部１４は突起体１５ａ、１５ｂを備えている。継手翼部１４に引張力が作用することによって、突起体１５ａ、１５ｂはボックスカルバート２ａに図における右側へ押し付けられ、圧縮される。従って、止水継手１の抜け止め効果と共に、継手翼部１４におけるシール性が向上する。
【００４２】
図７は図６で示した状態から更に目地間隔が増大した状態を示す図である。
【００４３】
図を参照して、図６の状態から更に目地間隔が増大すると、上述した通り、第１シート体１１に加わる引張力は第２シート体１２に加わる引張力よりも大きいため、まず第１シート体１１が破断すると共に、目地材７もボックスカルバート２ｂから分離する。すると、目地材７と第１シート体１１とを貫通する空隙２１が発生する。この空隙２１を通り、地下水が矢印で示すようにボックスカルバート２ａ、２ｂ内に浸入しようとする。しかしながら、第２シート体１２には、第２シート体１２を破断させる引張力が作用していないため、第２シート体１２のシール機能が発揮され、地下水の浸入を防止することになる。
【００４４】
又、第１シート体１１と第２シート体１２との一体化部分においては、第１シート体１１及び第２シート体１２の各々には繊維シート１７ａ、１７ｂが各々に１枚埋設されているのに対し、繊維シート１７ａ、１７ｂの２枚が埋設されている。即ち、一体化部分の引張強度は、第１シート体１１の引張強度よりも大きくなる。従って、目地間隔の増大に対して、確実に第１シート体１１の一体化されていない部分が最初に破断することになるため、第２シート体１２の機能が確実に発揮される。
【００４５】
更に、上述した一体化部分の厚さは第１シート体１１に比べて増加するため、一体化部分に加わる引張応力は、第１シート体１１に加わる引張応力よりも小さくなる。つまり、目地間隔の増大によって継手翼部１４に引張力が生じた時の一体化部分の伸びは、第１シート体１１の伸びに比べて小さくなる。従って、第１シート体１１の破断後においても、一体化部分と第２シート体１２とが残るため、継手翼部１４のシール性の低下が抑制される。
【００４６】
次に、継手翼部１４のボックスカルバート２ａ、２ｂへの埋設開始部分１９における、継手翼部１４の効果について説明する。
【００４７】
図８は図３で示した継手翼部の地下構造物への埋設開始部分における引張力に対する伸び（縦ひずみ）と、伸びに対する厚みの変化（横ひずみ）について示したグラフである。
【００４８】
尚、図で示すデータａは図３で示した継手翼部１４、即ち、合成ゴムと繊維シートとの積層シートよりなるものであり、データｂは総合成ゴムのシートによるものである。又、ｘ１は継手翼部１４が破断する伸び量であり、ｙ１は各々のシートに引張力が作用していない初期状態での厚みである。
【００４９】
図を参照して、まず総合成ゴムのシートよりなるデータｂについて説明する。総合成ゴムのシートに引張力が作用すると、総合成ゴムのシートはその伸びｘが増加し続けると共に、厚みｙが減少し続ける。次に、図３で示した継手翼部１４よりなるデータａに注目すると、継手翼部１４に総合成ゴムのシートと同一の引張力が作用すると、総合成ゴムのシートと同様に伸びｘの増加と共に、その厚みｙが減少する。しかしながら、その厚みｙの減少は、総合成ゴムのシートと比較すると極めて少ないものとなっている。即ち、同一の引張力を前提とした場合、合成ゴムと繊維シートとの積層構造よりなる継手翼部１４は、総合成ゴムのシートと比べ、縦ひずみと共に横ひずみも小さくなる。
【００５０】
ここで、再度図６を参照して、上述した通り、継手翼部１４は、総合成ゴムのシートと比べ、横ひずみが小さくなる。従って、図６の状態にあっては、継手翼部１４の埋設開始部分１９の厚さの減少が総合成ゴムのシートと比べて緩和されることになる。そのため、埋設開始部分１９とコンクリート構造物２ａ、２ｂとのスペースを介しての地下水の浸入による止水継手１のシール性の低下が抑制される。
【００５１】
再度図８を参照して、継手翼部１４においては、引張力によって伸びがｘ１に達した時、破断することになる。即ち、総合成ゴムのシートと比べ、継手翼部１４の縦弾性係数が大きい。従って、継手翼部１４においては縦ひずみ自体も減少することになり、同一の引張力を前提とした場合、継手翼部１４は総合成ゴムのシートに比べて更に横ひずみの少ないものとなる。
【００５２】
次に、止水継手の継手翼部を地下構造物へ埋設する方法について説明する。
【００５３】
図９は図３で示した止水継手の継手翼部を地下構造物へ埋設する手順を示した模式図である。
【００５４】
まず、（１）で示されているように、地下構造物であるボックスカルバート２に溝２２を形成する。次に、（２）で示されているように、溝２２内に止水継手１の継手翼部１４を挿入する。そして、（３）で示されているように、継手翼部１４が挿入された溝２２内にコンクリート２５を継手翼部１４の両側から流し込み、型枠２３によって外方を塞ぐ。その後、コンクリート２５が硬化し、型枠２３を外すことで、止水継手２における継手翼部１４のボックスカルバート２への埋設が完了する。
【００５５】
次に、図３で示した止水継手１の製造方法について説明する。
【００５６】
図１０は図３で示した止水継手の製造方法を示す工程図である。
【００５７】
まず、（１）で示されているように、合成ゴム内に繊維シート１７ｂを埋設した帯状の第１シート用部材８と、合成ゴム内に繊維シート１７ａを埋設した帯状の第２シート用部材９とを用意する。第１シート用部材８と第２シート用部材９とは、各々の幅方向及び長手方向の大きさが同一となるように形成されている。そして、第１シート用部材８の幅方向の両端部付近の各々には、図における下方に突出する複数の突出体１５ｂが形成されている。又、第２シート用部材９の幅方向の両端部付近の各々には、図における上方に突出する複数の突出体１５ａが突出体１５ｂと対応する位置に形成されると共に、第２シート用部材９の幅方向の中央部には、図における上方側に撓み部２９が形成されている。
【００５８】
そして、上述した第１シート用部材８と第２シート用部材９とを、各々が重なり合うように配置すると、（２）で示されている状態となる。このように配置された第１シート用部材と第２シート用部材との重ね合わせ部２７を加熱し、各々の合成ゴムを加硫反応によって一体化させる。すると、第１シート体１１、第２シート体１２、継手翼部１４及び突出体１５ａ、１５ｂを備えた止水継手１が完成する。
【００５９】
図１１はこの発明の第２の実施の形態による止水継手を示す断面図であって、第１の実施の形態の図３に対応するものである。
【００６０】
尚、説明に当たっては、基本的には第１の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００６１】
図を参照して、この実施の形態にあっては、第１シート体１１と第２シート体１２との一体化開始部分１８ａ、１８ｂの位置が、第１の実施の形態と相対的に異なっている。即ち、一体化開始部分１８ａ、１８ｂの各々は、継手翼部１４の埋設開始部分１９の各々よりも幅方向における中央側に位置している。
【００６２】
上述したように一体化開始部分１８ａ、１８ｂを位置させると、それらの部分と埋設開始部分１９との間の部分の引張強度が相対的に大きくなるので、目地間の開き等による止水継手１のボックスカルバート２ａ、２ｂ付近での破断を防止することが可能となる。即ち、第１シート体１１は、確実に止水継手１の幅方向の中央部付近で破断するため、第２シート体１２の機能が更に安定して発揮する。
【００６３】
図１２はこの発明の第３の実施の形態による止水継手を示す断面図であって、第２の実施の形態の図１１に対応するものである。
【００６４】
尚、説明に当たっては、基本的には第２の実施の形態によるものと同一であるため、その相違点を中心に説明する。
【００６５】
図を参照して、この実施の形態にあっては、既設ボックスカルバート３７と新設ボックスカルバート３８とによって形成された目地部５における目地用継手構造である。そして、止水継手１を既設ボックスカルバート３７に固定する方法が大きく異なっている。
【００６６】
止水継手１は、既設ボックスカルバート３７の目地部５側の面に沿って、その長手方向の全周にフランジ部３５が形成されている。フランジ部３５の既設ボックスカルバート３７側の面には、複数の止水用突起体３６が形成されている。又、止水継手１のフランジ部３５の新設ボックスカルバート３８側には、押え板３６とワッシャー４１とが配置されている。そして、フランジ部３５、押え板３６及びワッシャー４１は、既設ボックスカルバート３７に設置されたアンカーボルト・ナット４３によって固定されている。
【００６７】
止水継手１はこのように構成されているため、既設構造物への設置に対しても確実に固定することが可能となる。更に、上述した止水用突起体３６がアンカーボルト・ナット４３によって既設ボックスカルバート３７に密着することで、止水継手１のシール性が向上することになる。又、目地間の開き等が生じた時には、第２の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００６８】
尚、上記の各実施の形態では、止水継手はボックスカルバート間の目地部において適用されているが、対向する他の筒形状の地下構造物によって形成される目地部であれば、同様に適用することができる。
【００６９】
又、上記の各実施の形態では、アクアファルトよりなる流動性及び伸縮性を有する目地材であるが、流動性及び伸縮性を有していれば、他の材料であっても良い。又は、流動性及び伸縮性を有していない目地材であっても良い。又は、目地材は無くても良い。そして、流動性及び伸縮性を有していない目地材の場合及び目地材が無い場合においては、第１シート体と第２シート体との位置が逆になっても良い。
【００７０】
更に、上記の各実施の形態では、継手中央部は第１シート体及び第２シート体により構成されているが、第１シート体又は第２シート体のどちらか一方であっても良い。又は、水密性及び伸縮性を有し、帯状に形成されていれば、他の構成であっても良い。
【００７１】
更に、上記の各実施の形態では、継手翼部における種々の構成が特定されているが、継手翼部は、少なくとも地下構造物に対する埋設開始部分の横ひずみが、同一の引張力を前提とした総合成ゴムの横ひずみより小さいものであれば、他の構成であっても良い。
【００７２】
更に、上記の各実施の形態では、止水継手全体が合成ゴムと繊維シートとの積層構造よりなる素材で形成されているが、少なくとも継手翼部が合成ゴムと繊維シートとの積層構造よりなる素材で形成されていれば良い。
【００７３】
更に、上記の各実施の形態では、止水継手に使用する合成ゴムは天然ゴム（ＮＲ）とスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とにより構成されているが、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）やエチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）を含む合成ゴム等、種々の合成ゴムであっても良い。
【００７４】
更に、上記の各実施の形態では、止水継手に使用する繊維シートの繊維はナイロン系であるが、ナイロン系以外の素材であっても良い。又、合成ゴムに繊維が埋設されていれば、シート状でなくても良い。
【００７５】
更に、上記の各実施の形態では、継手翼部の各々には突起体が形成されているが、突起体は無くても良い。
【００７６】
更に、上記の各実施の形態では、第１シート体及び第２シート体の素材が特定されているが、第１シート体及び第２シート体の各々の引張弾性係数が略同一であれば、他の素材を使用しても良い。
【００７７】
更に、上記の各実施の形態では、第１シート体は撓みが無く、第２シート体は特定形状の撓みを有しているが、第２シート体の幅方向における撓みが、第１シート体の撓みより相対的に大きな形状であれば良い。又、撓みの形状は、蛇腹状等、他の形状であっても良い。
【００７８】
更に、上記の各実施の形態では、目地間隔の増大によって第１シート体と第２シート体との一体化部分に加わる引張応力は第１シート体に加わる引張応力より小さくなるように構成されているが、一体化部分に加わる引張応力と第１シート体に加わる引張応力とが同程度となるように構成しても良い。
【実施例】
【００７９】
ここで、第１の実施の形態による止水継手１について実験をおこなった。まず、目地間隔の増大に対する止水継手の伸縮追従性確認実験である実施例１について説明する。
【００８０】
図１３は実施例１における図３で示した止水継手を実験装置に設置した状態を示した断面図であり、図１４は図１３で示したＸＩＶ−ＸＩＶラインの断面図であり、図１５は図１３で示したＤ部における拡大図である。
【００８１】
本実施例においては、島津製作所製のアムスラー万能試験機に、本実施例用に制作した固定治具３１を取り付け、この固定治具３１に止水継手１を固定させ、図の矢印の方向に力を加えることで止水継手１を変形させた。そして、固定治具３１間を目地間隔と仮定して、止水継手１の単位幅あたりの荷重を導き出した。
【００８２】
図１３及び図１４を参照して、まず、止水継手１の種々の寸法について、以下に列挙する。止水継手１において、ａは１４０ｍｍ、ｂは１００ｍｍ、ｃは１４０ｍｍ、ｄは２０ｍｍ、ｅは２０ｍｍ、ｆは４５ｍｍ、ｇは３０ｍｍ、ｈは１５ｍｍ、ｉは２５ｍｍ、ｊは２５ｍｍ、ｋは１５ｍｍ、ｌは６ｍｍ、ｍは１５ｍｍ、ｏは２．５ｍｍ、ｐは２．５ｍｍ、ｑは３ｍｍ、ｒは１００ｍｍ、第２シート体１２の幅方向の実質的な延べ長さｚは１８０ｍｍとした。即ち、図１３で示した断面の止水継手１を、１００ｍｍ幅で切り出した状態である。又、固定治具３１間の寸法、即ち、初期の目地間隔は１０６ｍｍとなる。
【００８３】
次に、止水継手１の素材の構成について説明する。
【００８４】
図１５を参照して、止水継手は、天然ゴム（ＮＲ）とスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを１：１で混合した合成ゴムと、厚さ０．５ｍｍのナイロン系の繊維シート１７ａ、１７ｂとを積層することで構成した。この時、継手翼部１４におけるｓは１．５ｍｍ、ｔは０．５ｍｍ、ｕは２．０ｍｍ、ｖは０．５ｍｍ、ｗは１．５ｍｍとした。又、第１シート体１１のｘは０．５ｍｍ、第２シート体１２のｙは０．５ｍｍとした。
【００８５】
このように止水継手１を設定し、上述した通り、アムスラー試験機による実験をおこなった。尚、本実施例における目地間隔の設計変形量を５０ｍｍとし、本実施例により止水継手１に加えられる引張力と、地盤沈下による鉛直方向の力とが同時に作用した場合を想定した目地間隔の変形量を８０ｍｍとした。更に、本実施例においては、第２シート体１２が完全に破断するまで、止水継手１を変形させ続けた。
【００８６】
本実施例の結果について、以下に説明する。
【００８７】
図１６は実施例１による目地間隔の変形量と止水継手の単位幅あたりの荷重との関係を示すグラフである。
【００８８】
尚、図においてデータＡは図１３〜１５で示した止水継手１によるものであり、データＢは図１３及び図１４で示した止水継手と同一寸法の総合成ゴムによる止水継手によるものである。又、Ｘ１は上述した目地間隔の設計変形量であり、Ｘ２は上述した鉛直方向の力が同時に作用した場合を想定した目地間隔の変形量である。更に、Ｆ１は第１シート体の規格強度であり、Ｆ２は第２シート体の規格強度である。
【００８９】
図を参照して、本実施例において、止水継手は目地間隔の変形量が約１６０ｍｍ、即ち目地間隔が２６６ｍｍとなった時、完全に破断することがわかった。即ち、目地間隔の変形量Ｘ１に対して十分な追従性と耐力とを有することになる。又、目地間隔の変形量Ｘ２に対しても、十分な追従性を有する。更に、Ｘ２における目地間隔の変形量となった場合においても、設計地下水圧０．０９８ＭＰａが作用した時にシート体に加わる力である１６．１７ｋＮ／ｍや、これに相当する変形に対しても、十分耐えることが確認された。
【００９０】
尚、目地間隔の変形量が約６０ｍｍに達した時、第１シート体に埋設されている繊維シートが破断した。そのため、単位幅あたりの荷重が急激に低下した。しかしながら、第１シート体の合成ゴム部分においては破断せず、残存している状態となった。そして、目地間隔の変形量が１００ｍｍを超えた付近から、第２シート体に対しても荷重が作用するようになり、目地間隔の変形量が約１６０ｍｍに達した時、第２シート体が破断し、荷重が急激に低下した。この時、継手翼部における突起体の破断等は全く確認されず、本実施例における突起体の形状及び強度等についても問題がないことがわかった。
【００９１】
次に、目地間隔のずれ、即ち、地盤沈下等による地下構造物間の位置のずれに対する沈下追従性確認実験である実施例２について、以下に説明する。
【００９２】
図１７は実施例２における図３で示した止水継手の実験中の状態を示した断面図である。
【００９３】
図を参照して、本実施例においては止水継手１の寸法、素材、実験装置等は全て実施例１と同様とし、固定治具３１の移動方向のみを変更した。即ち、固定治具３１の各々は図において相対的に上下方向に移動することで、止水継手１に引張力による荷重を加えた。
【００９４】
そして、図におけるＹを沈下量とし、実施例１と同様の手順で実験をおこなった。尚、本実施例における設計沈下量は１００ｍｍとした。
【００９５】
本実施例の結果について、以下に説明する。
【００９６】
図１８は実施例２による沈下量と止水継手の単位幅あたりの荷重との関係を示すグラフである。
【００９７】
尚、図においてデータＡは図１７で示した止水継手１によるものであり、データＢは実施例１と同様の総合成ゴムによる止水継手によるものである。又、Ｙ１は上述した設計沈下量である。
【００９８】
図を参照して、止水継手は沈下量が約２００ｍｍに達した時に破断した。従って、設計沈下量Ｙ１の１００ｍｍに対しても、十分な追従性と耐力とを有することがわかった。
【００９９】
尚、沈下量が約１００ｍｍに達した時、第１シート体に埋設されている繊維シートが破断した。そのため、単位幅あたりの荷重が急激に低下した。しかしながら、第１シート体の合成ゴム部分においては破断せず、残存している状態となった。そして、沈下量が１５０ｍｍを超えた付近から、第２シート体に対しても荷重が作用するようになり、沈下量が約２００ｍｍに達した時、第２シート体が破断し、荷重が急激に低下した。この時、継手翼部における突起体の破断等は全く確認されず、本実施例における突起体の形状及び強度等についても問題がないことがわかった。
【０１００】
このように、実施例１及び実施例２における実験によって、止水継手１は、設計により想定される変形に対して、十分な追従性を有することが確認できた。更に、アクアファルトの打設圧や地下水圧等に対しても、十分な耐力を有することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】この発明の第１の実施の形態による止水継手の使用形態を示すボックスカルバートの概略斜視図である。
【図２】図１で示したＩＩ−ＩＩラインの拡大断面図である。
【図３】図１で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【図４】図１で示した目地部の目地材に外力が作用した状態を示す図である。
【図５】図４で示した止水継手に作用する外力の状態を示した模式図である。
【図６】図３で示した目地部の目地間隔が増大した状態を示す図である。
【図７】図６で示した状態から更に目地間隔が増大した状態を示す図である。
【図８】図３で示した継手翼部の地下構造物への埋設開始部分における引張力に対する伸び（縦ひずみ）と、伸びに対する厚みの変化（横ひずみ）について示したグラフである。
【図９】図３で示した止水継手の継手翼部を地下構造物へ埋設する手順を示した模式図である。
【図１０】図３で示した止水継手の製造方法を示す工程図である。
【図１１】この発明の第２の実施の形態による止水継手を示す断面図である。
【図１２】この発明の第３の実施の形態による止水継手を示す断面図である。
【図１３】実施例１における図３で示した止水継手を実験装置に設置した状態を示した断面図である。
【図１４】図１３で示したＸＩＶ−ＸＩＶラインの断面図である。
【図１５】図１３で示したＤ部における拡大図である。
【図１６】実施例１による目地間隔の変形量と止水継手の単位幅あたりの荷重との関係を示すグラフである。
【図１７】実施例２における図３で示した止水継手の実験中の状態を示した断面図である。
【図１８】実施例２による沈下量と止水継手の単位幅あたりの荷重との関係を示すグラフである。
【図１９】従来の止水継手を用いた止水構造の断面図である。
【図２０】従来の止水継手に引張力が作用した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…止水継手
２…ボックスカルバート
５…目地部
１０…継手中央部
１１…第１シート体
１２…第２シート体
１４…継手翼部
１５…突起体
１７…繊維シート
２９…撓み部
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する筒形状の地下構造物によって形成される目地部をシールするための止水継手であって、
水密性及び伸縮性を有する帯状の継手中央部と、
水密性及び伸縮性を有し、前記継手中央部の幅方向の両側に接続され、前記地下構造物の各々に埋設される一対のシート状の継手翼部とを備え、
前記継手翼部の各々における、少なくとも前記地下構造物に対する埋設開始部分の横ひずみは同一の引張力を前提とした総合成ゴムの横ひずみより小さい、止水継手。
【請求項２】
少なくとも前記継手翼部は、シート状の繊維が埋設された合成ゴムよりなる、請求項１記載の止水継手。
【請求項３】
前記継手翼部の各々は、シート体と、前記シート体の両面から突き出た突起体とを含む、請求項１又は請求項２記載の止水継手。
【請求項４】
前記止水継手は、前記目地部において外方側に位置する第１シート体と、前記第１シート体に対して内方側に位置する第２シート体とからなり、前記第１シート体と前記第２シート体とは、各々の引張弾性係数は略同一であると共に、前記継手中央部における前記第２シート体の幅方向における撓みは、前記第１シート体の撓みより大きく設定され、前記第１シート体と前記第２シート体とは前記継手翼部において少なくとも一体化され、前記目地部の増大によって前記一体化された部分に加わる引張応力は前記第１シート体に加わる引張応力より小さい、請求項１から請求項３のいずれかに記載の止水継手。
【請求項１】
対向する筒形状の地下構造物によって形成される目地部をシールするための止水継手であって、
水密性及び伸縮性を有する帯状の継手中央部と、
水密性及び伸縮性を有し、前記継手中央部の幅方向の両側に接続され、前記地下構造物の各々に埋設される一対のシート状の継手翼部とを備え、
前記継手翼部の各々における、少なくとも前記地下構造物に対する埋設開始部分の横ひずみは同一の引張力を前提とした総合成ゴムの横ひずみより小さい、止水継手。
【請求項２】
少なくとも前記継手翼部は、シート状の繊維が埋設された合成ゴムよりなる、請求項１記載の止水継手。
【請求項３】
前記継手翼部の各々は、シート体と、前記シート体の両面から突き出た突起体とを含む、請求項１又は請求項２記載の止水継手。
【請求項４】
前記止水継手は、前記目地部において外方側に位置する第１シート体と、前記第１シート体に対して内方側に位置する第２シート体とからなり、前記第１シート体と前記第２シート体とは、各々の引張弾性係数は略同一であると共に、前記継手中央部における前記第２シート体の幅方向における撓みは、前記第１シート体の撓みより大きく設定され、前記第１シート体と前記第２シート体とは前記継手翼部において少なくとも一体化され、前記目地部の増大によって前記一体化された部分に加わる引張応力は前記第１シート体に加わる引張応力より小さい、請求項１から請求項３のいずれかに記載の止水継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−９５９３２（Ｐ２０１０−９５９３２Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６８４５９（Ｐ２００８−２６８４５９）
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（５９１１２３７２４）札幌市 (4)
【出願人】（３９７０２８０１６）株式会社日水コン (18)
【出願人】（０００１０６９５５）シバタ工業株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（５９１１２３７２４）札幌市 (4)
【出願人】（３９７０２８０１６）株式会社日水コン (18)
【出願人】（０００１０６９５５）シバタ工業株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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