緩衝ブロック
【課題】 車両、岩石、流木や土石流又は船の衝突や構造部材の地震による衝突などの大きな衝撃を吸収する緩衝ブロックを提供する。また、緩衝ブロックは、衝撃で破損した時に跡片付けを容易にする。製造し易く、施工し易くする。
【解決手段】 道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロック１であり、衝撃荷重Ｆを受ける正面側部分２と、緩衝ブロック取付対象物Ｓに接する背面側部分３は、それぞれ、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料のような繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分４を発泡スチロール樹脂などの発泡合成樹脂のような独立気泡含有材料で構成し、緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にした。
【解決手段】 道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロック１であり、衝撃荷重Ｆを受ける正面側部分２と、緩衝ブロック取付対象物Ｓに接する背面側部分３は、それぞれ、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料のような繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分４を発泡スチロール樹脂などの発泡合成樹脂のような独立気泡含有材料で構成し、緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車道路は、分岐点に、道路を左右に分岐する柵やブロックのような分岐用の構造物が設置してある。自動車道路の島式料金所は、平面Ｕ形状の壁状の構造物で囲われている。自動車道路の左側又は右側の路側には、自動車の飛び出しを防ぐ壁状の構造物が設置してある。これらの構造物には、車両衝突の衝撃を緩和する装置は、設けられていないようである。
【０００３】
崖に隣接する道路には、崖からの落石を受ける落石避け用の屋根状構造物が設置してある。この上には、落石の衝撃を緩和する装置は、設けられていないようである。
【０００４】
また、橋梁において、河川の流れの中に設立した橋脚には、流木や土石流又は船が衝突することがある。この衝突の衝撃を緩和する装置は、設けられていないようである。
【０００５】
また、橋桁の端を支える橋台の胸壁には、橋桁の端が地震で衝突することがある。この衝突の衝撃を吸収する部材が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０３０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
［課 題］
道路の構造物や橋梁に用いる緩衝手段は、次のようなことが要望される。
・車両、岩石、流木や土石流又は船の衝突や地震による構造部材の衝突などの大きな衝撃を吸収する緩衝能力がある。
・衝撃を受けて破損したときは、破損品の跡片付けが容易で、新品との交換が簡単である。破損後の復旧が早い。
・製造し易い。施工し易い。
【０００８】
［着 想］
道路の構造物や橋梁に用いる緩衝手段は、ブロックにすることにした。ブロックは、道路の構造物や橋梁に施工し易い。
【０００９】
緩衝ブロックの材料として、独立気泡を無数に含んだ独立気泡含有材料と、繊維を無数に含んだ繊維補強セメント複合材料に着目した。
【００１０】
独立気泡含有材料は、発泡合成樹脂が代表例である。発泡スチロール樹脂、発泡ポリウレタン樹脂や発泡ポリプロピレン樹脂が例示される。これらは、緩衝性に優れている。空隙率は、５０％以上が望ましい。
発泡スチロール樹脂のような発泡合成樹脂は、商品の梱包に保護材として使用されている。だが、上記のような大きな衝撃に対する緩衝手段としては、実用化されていないようである。
ところが、発泡合成樹脂は、大きな衝撃荷重を受けると、大きく変形して大きな衝撃を吸収する。大きな衝撃の緩衝手段になる。また、その大きな変形は、荷重がなくなると、相当量復元する。地震による衝突のような繰り返し荷重の緩衝手段に適する。だが、発泡合成樹脂は、大きな衝撃荷重を受けると、破損して破片が飛び散ることがある。破片が飛び散ると、危険である上、破損品の跡片付けに手間が掛かる。
【００１１】
繊維補強セメント複合材料は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料、高靭性繊維補強セメント複合材料や超高強度繊維補強コンクリートが例示される。これらは、靭性に優れている。大きな衝撃荷重を受けると、大きく変形して大きな衝撃を吸収する。大きな衝撃の緩衝手段になる。また、その大きな変形は、荷重がなくなると、ある程度復元する。その上、繊維補強セメント複合材料は、発泡合成樹脂とは異なり、大きな衝撃荷重を受けても、破片が飛び散り難い。
【００１２】
繊維補強セメント複合材料の一種である複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料は、荷重が増加して変形が大きくなるに従って、微細ひび割れの本数が増加するが、微細ひび割れの幅は増加しない。破片が発生し難い。
なお、社団法人土木学会が平成１９年３月に発行した「複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料設計・施工指針（案）」によると、「複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料（ＨＰＦＲＣＣ、High Performance Fiber Reinforced Cement Composition）」とは、次のように定義される。「繊維補強セメント複合材料（ＦＲＣＣ）のうち、一軸引張応力下において擬似ひずみ硬化特性を示し、微細で高密度の複数ひび割れを形成することにより、最大引張ひずみが数％にも達する極めて高靭性で延性な挙動を示す材料」。ここで、「擬似ひずみ硬化特性」とは、「初期ひび割れ発生後も引張応力が上昇する特性」を言う。
【００１３】
上記のような両材料の特性を考慮すると、緩衝ブロックは、衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分とをそれぞれ繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を発泡合成樹脂のような独立気泡含有材料で構成する。すると、両材料は、衝撃荷重に対して直列配置になる。両材料の衝撃吸収能力が加算される。
また、発泡合成樹脂のような独立気泡含有材料は、前後を正面側と背面側の繊維補強セメント複合材料で挟まれる。衝撃荷重を受けたとき、破損しても、破片が飛び散り難い。
【００１４】
このような緩衝ブロックは、次のように製造する。
先ず、緩衝ブロックの中間部分となる発泡合成樹脂体のような独立気泡含有材料体を製作する。発泡合成樹脂体のような独立気泡含有材料体は、成形し易いし、切断加工し易い。軽量で、取り扱い易い。その上、安価である。
この独立気泡含有材料体は、緩衝ブロック成形用の型枠に容れ、型枠内の緩衝ブロック中間部分となる空間に配置する。この型枠は、内部の緩衝ブロック正面側部分となる空間と背面側部分となる空間に、繊維補強セメント複合材料となる生コンクリートを投入して充填する。型枠内のコンクリートが硬化すると、脱型する。すると、緩衝ブロックが得られる。
【００１５】
この緩衝ブロックは、正面側部分と背面側部分が繊維補強セメント複合材料で、中間部分が発泡合成樹脂体のような独立気泡含有材料体で構成される。正面側部分と背面側部分の繊維補強セメント複合材料は、中間部分の発泡合成樹脂体のような独立気泡含有材料体に付着している。両材料を接合する手間が掛からない。製造が簡単である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
１．道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックであり、
衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分は、それぞれ、繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を、独立気泡を無数に含み空隙率が５０％以上である独立気泡含有材料で構成し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にしたことを特徴とする。
２．道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックであり、
衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分は、それぞれ、繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を発泡合成樹脂で構成し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にしたことを特徴とする。
３．上記２の緩衝ブロックにおいて、
繊維補強セメント複合材料は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料にし、
発泡合成樹脂は、発泡スチロール樹脂にしたことを特徴とする。
４．上記１〜３のいずれかの緩衝ブロックにおいて、
正面側部分、背面側部分と中間部分は、それぞれ、板状の形状にして板状部にし、正面側部分の板状部と中間部分の板状部及び背面側部分の板状部を積層したことを特徴とする。
５．上記１〜３のいずれかの緩衝ブロックにおいて、
正面側部分は、方形枠状の形状にして方形枠状部にし、方形枠状部の前側板の前面を緩衝ブロックの正面にし、
背面側部分は、背面板と中央板をＴ形状に連結してＴ形状部にし、Ｔ形状部の背面板の後面を緩衝ブロックの背面にし、
Ｔ形状部の背面板の前面の中央位置から前側に突出した中央板は、前端を方形枠形状部の後側板の後面の中央位置に連結し、
中間部分は、Ｔ形状部の中央板の左側と右側でそれぞれＴ形状部の背面板と方形枠状部の後側板の間を充填する方形状にして方形状部にし、また、方形枠状部内を充填する方形状にして方形状部にし、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、方形枠状部の後側板が曲げ変形する、又は、曲げ変形して破断する構成にしたことを特徴とする。
６．上記１〜３のいずれかの緩衝ブロックにおいて、
正面側部分は、正面板の左右端からそれぞれ傾斜側板が後方内側寄りに突出する形状にし、正面板の前面を緩衝ブロックの正面にし、
背面側部分は、背面板の左右端からそれぞれ傾斜側板が前方内側寄りに突出する形状にし、背面板の後面を緩衝ブロックの背面にし、
正面板の左右の傾斜側板は、それぞれ、後端を背面板の左右の傾斜側板の前端に連結し、
中間部分は、正面板とその左右の傾斜側板及び背面板とその左右の傾斜側板で囲われた部分を充填する内側部と、正面板の左側傾斜側板と背面板の左側傾斜側板の間、正面板の右側傾斜側板と背面板の右側傾斜側板の間をそれぞれ充填する外側部にし、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面板の左側傾斜側板と背面板の左側傾斜側板、正面板の右側傾斜側板と背面板の右側傾斜側板がそれぞれ曲げ変形する、又は、曲げ変形して破断する構成にしたことを特徴とする。
７．上記１〜６のいずれかの緩衝ブロックにおいて、
圧縮変形後の復元量を増加させるバネを設け、
バネは、正面側部分と背面側部分の間に嵌め込み、中間部分を貫通し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受け、正面側部分が背面側部分側に変位すると、バネは中間部分と伴に圧縮され、また、衝撃荷重がなくなると、バネは弾性力で伸長し、中間部分は復元膨張し、正面側部分は、バネの復元伸長と中間部分の復元膨張で、前側に押し返される構成にしたことを特徴とする。
８．上記１〜７のいずれかの緩衝ブロックを製造する方法であり、
緩衝ブロックの中間部分となる独立気泡含有材料体を形成し、
独立気泡含有材料体を、緩衝ブロック成形用の型枠に容れて型枠内の緩衝ブロック中間部分となる空間に配置し、
型枠内の緩衝ブロック正面側部分となる空間と背面側部分となる空間に、繊維補強セメント複合材料となる生コンクリートを投入して充填し、
型枠内のコンクリートが硬化すると、脱型することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
緩衝ブロックは、車両、岩石、流木や土石流又は船の衝突や構造部材の地震による衝突などの大きな衝撃を吸収する。大きな衝撃の緩衝能力がある。また、衝撃を受けて破損したときは、破損品の跡片付けが容易である。製造し易い。施工し易い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の第１例における緩衝ブロックの平面図。
【図２】同緩衝ブロックの斜視図。
【図３】同緩衝ブロックの第１製造工程、発泡合成樹脂体を形成した状態の斜視図。
【図４】同緩衝ブロックの第２製造工程、発泡合成樹脂体を型枠内に配置した状態の斜視図。
【図５】同緩衝ブロックの第３製造工程、型枠に繊維補強セメント複合材料の生コンクリートを投入して充填した状態の斜視図。
【図６】同緩衝ブロックの第１使用例、道路の分岐用構造物に取り付けた状態の平面図。
【図７】同緩衝ブロックの第２使用例、道路の島式料金所の壁状構造物に取り付けた状態の平面図。
【図８】同緩衝ブロックの第３使用例、トンネル内道路の車道両側の壁状構造物に取り付けた状態の縦断正面図。
【図９】同緩衝ブロックの第４使用例、道路の落石避け用屋根状構造物に取り付けた状態の正面図。
【図１０】同緩衝ブロックの第５使用例、曲面板状にして橋梁の橋脚に取り付けた状態の平面図。
【図１１】実施形態の第２例における緩衝ブロックの平面図。
【図１２】同緩衝ブロックの斜視図。
【図１３】同緩衝ブロックの第６使用例、橋梁の橋台に取り付けた状態の部分縦断正面図。
【図１４】同緩衝ブロックの第７使用例、橋梁の橋桁に取り付けた状態の部分縦断正面図。
【図１５】実施形態の第３例における緩衝ブロックの平面図。
【図１６】同緩衝ブロックの正面図。
【図１７】実施形態の第４例における緩衝ブロックの平面図。
【図１８】同緩衝ブロックの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１例（図１〜図１０参照）］
〔緩衝ブロックの構成〕
本例の緩衝ブロック１は、図１と図２に示すように、３枚の板状部を積層した構造の直方体にしている。繊維補強セメント複合材料は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料にしている。独立気泡含有材料は、発泡合成樹脂にし、発泡スチロール樹脂にしている。
【００２０】
衝撃荷重Ｆを受ける正面側部分２と、緩衝ブロック取付対象物Ｓに接する背面側部分３は、それぞれ、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料で構成し、平板状の形状にして板状部にしている。正面側部分２と背面側部分３の間の中間部分４は、発泡スチロール樹脂で構成し、平板状の形状にして板状部にしている。正面側部分２、背面側部分３と中間部分４は、積層して接合している。
【００２１】
緩衝ブロック１は、正面に衝撃荷重Ｆを受けると、正面側部分２、背面側部分３と中間部分４がそれぞれ圧縮変形する。全体の圧縮変形で衝撃を吸収する。
３枚の板状部２、３、４は、それぞれ、厚さが圧縮変形量に関連する。各板状部２、３、４の厚さは、緩衝ブロックの設計特性に応じて増減する。
【００２２】
〔緩衝ブロックの製造法〕
第１製造工程は、図３に示すように、中間部分４となる発泡スチロール樹脂の発泡合成樹脂体４を形成する。発泡合成樹脂体４は、発泡合成樹脂を中間部分４の形状に成形する。又は、中間部分４より大きい発泡合成樹脂体を中間部分４の形状に切断加工する。
第２製造工程は、図４に示すように、中間部分４となる発泡合成樹脂体４を緩衝ブロック成形用の型枠５内に配置する。発泡合成樹脂体４は、型枠５内に容れ、型枠５内の中間部分４となる空間に配置する。
第３製造工程は、図５に示すように、型枠５に複数微細ひび割れ型の繊維補強セメント複合材料の生コンクリートを投入して充填する。型枠５内の正面側部分２となる空間と、背面側部分３となる空間に、それぞれ、繊維補強セメント複合材料２、３となる生コンクリートを投入して充填する。型枠５内の生コンクリートは、上面を均す。生コンクリートは、発泡合成樹脂体４の板状部の板面に接触する。
第４製造工程は、型枠内５のコンクリートが硬化すると、脱型する。緩衝ブロック１が得られる。
【００２３】
〔緩衝ブロックの材料〕
発泡スチロール樹脂（ＥＰＳ）は、発泡ポリスチレン樹脂とも言われ、独立気泡を無数に含んでいる。独立気泡の量は、緩衝ブロックの設計特性に応じて増減する。実施例の発泡スチロール樹脂は、型枠内で発泡させて成形する。単位体積当りの重量は、０．３ｋＮ／ｍ3位である。空隙率が５０％以上である。
【００２４】
複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料（ＨＰＦＲＣＣ）は、上記の土木学会の定義の通りである。補強用繊維を無数に含んでいる。補強用繊維は、有機系の短繊維である。その寸法、力学特性や混入量は、緩衝ブロックの設計特性に応じて調節する。実施例の補強用繊維は、高強度ポリエチレン繊維であり、太さ１２μm、長さ１２mm、引張強度２．６ＧPa、弾性係数８８ＧPaで、混入量が０．５vol％と１．５vol％である。
【００２５】
また、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料となる生コンクリートは、水、セメント、骨材、減水剤や補強用繊維などからなる。コンクリートの配合は、緩衝ブロックの設計特性に応じて調節する。実施例の配合は、体積１ｍ3当り、大体、水３４０ｋｇ、セメント１３００ｋｇ、細骨材４００ｋｇ、高性能ＡＥ減水剤３８ｋｇ、増粘剤０．９ｋｇである。
実施例の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料は、引張強度が６弱〜８弱ＭPａで、弾性係数が２０〜２２ＧPaである。
【００２６】
〔緩衝ブロックの使用例〕
第１使用例
緩衝ブロック１は、図６に示すように、自動車道路の分岐用構造物１１の端に取り付ける。緩衝ブロック１の背面は、分岐用構造物１１の端面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の正面は、自動車１２の進行方向と逆向きにする。
【００２７】
第２使用例
緩衝ブロック１は、図７に示すように、自動車道路の島式料金所の壁状構造物１３の端に取り付ける。緩衝ブロック１の背面は、壁状構造物１３の端面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の正面は、自動車１２の進行方向と逆向きにする。
【００２８】
第３使用例
緩衝ブロック１は、平板状の形状にする。平板状の緩衝ブロック１は、図８に示すように、トンネル内道路の車道と歩道の境界の擁壁、車道両側の壁状構造物１４に多数枚を配列して取り付ける。緩衝ブロック１の背面は、壁状構造物１４の表面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の正面は、車道向きにする。
【００２９】
第４使用例
緩衝ブロック１は、平板状の形状にする。平板状の緩衝ブロック１は、図９に示すように、道路の落石避け用屋根状構造物１５の上に多数枚を敷き詰めて取り付ける。緩衝ブロック１の背面は、下向きにし、落石避け用屋根状構造物１５の上面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の正面は、上向きにする。
【００３０】
第５使用例
緩衝ブロック１は、背面を凹面にする曲面板状の形状にする。曲面板状の緩衝ブロック１は、図１０に示すように、橋梁の橋脚１６の上流端に取り付ける。緩衝ブロック１の凹面の背面は、橋脚１６の上流端面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の凸面の正面は、河川の流れ方向と逆向きにする。
また、曲面板状の緩衝ブロック１は、橋脚１６の下流端にも取り付ける。
【００３１】
［第２例（図１１〜図１４参照）］
〔緩衝ブロックの構成〕
本例は、第１例の緩衝ブロック１の正面側部分２、背面側部分３と中間部分４の形状を変更している。
【００３２】
本例の緩衝ブロック２１は、図１１と図１２に示すように、直方体にしている。衝撃荷重Ｆを受ける正面側の部分２２と、緩衝ブロック取付対象物Ｓに接する背面側の部分２３は、連結している。正面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分２２と背面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分２３は、それぞれ、鉄筋２４を格子状に組んで埋没している。中間部分の発泡スチロール樹脂の部分は、前側の部分２５、左側の部分２６と右側の部分２６の３個所に別れている。
【００３３】
正面側の部分２２は、長方形枠状の形状にして方形枠状部にしている。方形枠状部２２は、前側板の前面を緩衝ブロック２１の正面にしている。背面側の部分２３は、背面板と中央板をＴ形状に連結してＴ形状部にしている。Ｔ形状部２３は、背面板の後面を緩衝ブロック２１の背面にしている。Ｔ形状部２３の中央板は、背面板の前面の中央位置から前側に突出し、前端を方形枠形状部２２の後側板２７の後面の中央位置に連結している。
【００３４】
中間部分は、前側の部分２５を、方形枠状部２２内を充填する方形状にして方形状部にしている。左側の部分２６と右側の部分２６は、Ｔ形状部２３の中央板の左側と右側でそれぞれＴ形状部２３の背面板と方形枠状部２２の後側板２７の間を充填する方形状にして方形状部にしている。
【００３５】
中間部分の発泡スチロール樹脂の前側部分２５、左側部分２６、右側部分２６と、正面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分２２、背面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分２３は、相互に接合している。
【００３６】
方形枠状部２２の後側板２７は、薄板にしている。緩衝ブロック２１は、正面に衝撃荷重Ｆを受けると、全体が圧縮変形する上、図１１に鎖線２８で示すように、後側板２７が曲げ変形する。図１１の鎖線２８は、後側板２７の撓み曲線を略示する。後側板２７は、中央部分が正面側に変位する。緩衝ブロック２１は、全体の圧縮変形と後側板２７の曲げ変形で衝撃を吸収する。
また、衝撃荷重Ｆが大きいと、後側板２７は破断する。破断個所は、Ｔ形状部２３の中央板の前端の左端位置と右端位置、方形枠形状部２２の左側板の後端の右端位置と右側板の後端の左端位置になるであろう。緩衝ブロック２１は、全体の圧縮変形、後側板２７の曲げ変形と破断で衝撃を吸収する。
後側板２７は、厚さｔや長さが曲げ変形量と破断荷重に関連する。厚さｔや長さは、緩衝ブロックの設計特性に応じて増減する。
【００３７】
〔緩衝ブロックの製造法〕
第１例におけるのと同様である。
〔緩衝ブロックの材料〕
第１例におけるのと同様である。
【００３８】
〔緩衝ブロックの使用例〕
緩衝ブロック２１は、第１例における第１使用例、第２使用例、第３使用例と第４使用例と同様に使用される。
【００３９】
第６使用例
緩衝ブロック２１は、図１３（ａ）に示すように、橋梁において、橋台の胸壁３１に取り付ける。緩衝ブロック２１は、胸壁３１に形成した凹部に容れ、下面を凹部の底面に載せ、背面を凹部の壁面に重ねて密接する。緩衝ブロック２１の正面は、胸壁３１の壁面から突出し、橋桁３２の端面に対面する。
地震で橋桁３２の端が橋台の胸壁３１側に突進し、橋桁３２の端面が緩衝ブロック２１の正面に衝突すると、図１３（ｂ）に示すように、緩衝ブロック２１は、正面に衝撃荷重を受け、圧縮される。
なお、胸壁３１に取り付けた緩衝ブロック２１は、衝撃荷重を受けた後も、上方位置を通過する自動車の荷重を受け止めることができる。
【００４０】
第７使用例
緩衝ブロック２１は、図１４（ａ）に示すように、橋桁３２の端に取り付ける。緩衝ブロック２１は、橋桁３２の端に形成した凹部に容れ、下面を凹部の底面に載せ、背面を凹部の壁面に重ねて密接する。緩衝ブロック２１の正面は、橋桁３２の端面と同一面にし、橋台の胸壁３１に形成した凸部に対面する。
地震で橋桁３２の端が橋台の胸壁３１側に突進し、緩衝ブロック２１の正面が胸壁３１の凸部に衝突すると、図１４（ｂ）に示すように、緩衝ブロック２１は、正面に衝撃荷重を受け、圧縮される。
なお、橋桁３２に取り付けた緩衝ブロック２１は、衝撃荷重を受けた後も、上方位置を通過する自動車の荷重を受け止めることができる。
【００４１】
［第３例（図１５、図１６参照）］
本例は、図１５と図１６に示すように、第２例の緩衝ブロック２１に、衝撃荷重による圧縮変形後の復元量を増加させるバネ３６を組み込んでいる。
【００４２】
バネ３６は、鋼線のコイルバネにしている。コイルバネ３６は、緩衝ブロック２１の正面から見て左右上下の４個所にそれぞれ前後方向に沿って配置している。各コイルバネ３６は、正面側部分の方形枠状部２２の前側板と背面側部分のＴ形状部２３の背面板の間に嵌め込んでいる。そして、方形枠状部２２の後側板２７に貫通した孔、中間部分の前側の方形状部２５に貫通した孔と、中間部分の左側又は右側の方形状部２６に貫通した孔を貫通している。
【００４３】
緩衝ブロック２１は、正面に衝撃荷重を受け、正面側部分の方形枠状部２２の前側板が背面側部分のＴ形状部２３の背面板側に変位すると、コイルバネ３６は、中間部分２５、２６と伴に、圧縮される。衝撃荷重がなくなると、コイルバネ３６は弾性力で伸長し、中間部分２５、２６は復元膨張する。方形枠状部２２の前側板又は方形枠状部２２は、コイルバネ３６の復元伸長と中間部分２５、２６の復元膨張で、前側に押し返される。緩衝ブロック２１は、形状が相当量復元する。
その他の点は、第２例におけるのと同様である。第２例におけるのと同様な部分には、図中、第２例におけるのと同一の符号を付ける。
【００４４】
［第４例（図１７、図１８参照）］
〔緩衝ブロックの構成〕
本例は、第２例の緩衝ブロック２１の正面側部分２２、背面側部分２３と中間部分２５、２６の形状を変更している。
【００４５】
本例の緩衝ブロック４１は、図１７と図１８に示すように、直方体にしている。衝撃荷重Ｆを受ける正面側の部分４２と、緩衝ブロック取付対象物Ｓに接する背面側の部分４３は、連結している。中間部分は、中央の部分４４、左側の部分４５と右側の部分４５の３個所に別れている。
【００４６】
正面側部分４２は、正面板の左右端からそれぞれ傾斜側板４６が後方内側寄りに突出する形状にしている。正面板の前面は、緩衝ブロック４１の正面にしている。背面側部分４３は、背面板の左右端からそれぞれ傾斜側板４７が前方内側寄りに突出する形状にしている。背面板の後面は、緩衝ブロック４１の背面にしている。正面板の左右の傾斜側板４６は、それぞれ、後端を背面板の左右の傾斜側板４７の前端に連結している。
【００４７】
中間部分は、中央の部分４４を、正面板とその左右の傾斜側板４６及び背面板とその左右の傾斜側板４７で囲われた部分を充填する内側部、方形の前後方向中央部が括れた括れ状部にしている。左側の部分４５と右側の部分４５は、正面板の左側傾斜側板４６と背面板の左側傾斜側板４７の間を充填する外側部、三角形状部と、正面板の右側傾斜側板４６と背面板の右側傾斜側板４７の間を充填する外側部、三角形状部とにしている。
【００４８】
中間部分の発泡スチロール樹脂の中央部分４４、左側部分４５、右側部分４５と、正面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分４２、背面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分４３は、相互に接合している。
【００４９】
正面側部分４２の正面板の左右の傾斜側板４６と背面側部分４３の背面板の左右の傾斜側板４７は、薄板にしている。緩衝ブロック４１の正面に衝撃荷重Ｆを受けると、全体が圧縮変形する上、正面板の左側傾斜側板４６と背面板の左側傾斜側板４７、正面板の右側傾斜側板４６と背面板の右側傾斜側板４７がそれぞれ曲げ変形する。緩衝ブロック２１は、全体の圧縮変形と、正面板の左右の傾斜側板４６と背面板の左右の傾斜側板４７の曲げ変形で衝撃を吸収する。
【００５０】
また、衝撃荷重Ｆが大きいと、正面板の左右の傾斜側板４６、背面板の左右の傾斜側板４７は破断する。緩衝ブロック４１は、全体の圧縮変形、正面板の左右の傾斜側板４６、背面板の左右の傾斜側板４７の曲げ変形と破断で衝撃を吸収する。
正面板の左右の傾斜側板４６、背面板の左右の傾斜側板４７は、厚さ、長さや傾斜角度を緩衝ブロックの設計特性に応じて増減する。
【００５１】
〔緩衝ブロックの製造法〕
第１例におけるのと同様である。
〔緩衝ブロックの材料〕
第１例におけるのと同様である。
〔緩衝ブロックの使用例〕
第２例におけるのと同様である。
【００５２】
［変形例］
１．実施形態の第１例において、緩衝ブロック１は、無筋であるが、正面側部分２、背面側部分３に鉄筋を埋没する。
２．実施形態の第２例、第３例において、緩衝ブロック２１は、鉄筋を埋没しているが、無筋にする。
３．実施形態の第４例において、緩衝ブロック４１は、無筋であるが、正面側部分４２、背面側部分４３に鉄筋を埋没する。
４．実施形態の第４例において、正面板の左右の傾斜側板４６、背面板の左右の傾斜側板４７は、それぞれ、平面板であるが、曲面板にする。
５．実施形態の第１例において、緩衝ブロック１は、バネを組み込んでいないが、圧縮変形後の復元量を増加させるバネを、正面側部分２と背面側部分３の間に組み込む。
６．実施形態の第４例において、緩衝ブロック４１は、バネを組み込んでいないが、圧縮変形後の復元量を増加させるバネを、正面側部分４２の正面板と背面側部分４３の背面板の間に組み込む。
【符号の説明】
【００５３】
Ｆ 衝撃荷重
Ｓ 緩衝ブロック取付対象物
１ 緩衝ブロック
２ 正面側部分、板状部、繊維補強セメント複合材料、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料
３ 背面側部分、板状部、繊維補強セメント複合材料、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料
４ 中間部分、板状部、独立気泡含有材料、発泡合成樹脂体、発泡スチロール樹脂体
５ 緩衝ブロック成形用の型枠
１１ 自動車道路の分岐用構造物
１２ 自動車、車両
１３ 自動車道路の島式料金所の壁状構造物
１４ 車道両側の壁状構造物
１５ 道路の落石避け用屋根状構造物
１６ 橋梁の橋脚
２１ 緩衝ブロック
２２ 正面側部分、方形枠状部
２３ 背面側部分、Ｔ形状部
２４ 鉄筋
２５、２６ 中間部分、
２５ 前側部分、方形状部
２６ 左側部分、右側部分、方形状部
２７ 方形枠状部の後側板
２８ 鎖線、後側板の撓み曲線
ｔ 後側板の厚さ
３１ 橋梁の橋台の胸壁
３２ 橋梁の橋桁
３６ バネ、コイルバネ
４１ 緩衝ブロック
４２ 正面側部分
４３ 背面側部分
４４、４５ 中間部分
４４ 中央部分、内側部、括れ状部
４５ 左側部分、右側部分、外側部、三角形状部
４６ 正面板の左右の傾斜側板
４７ 背面板の左右の傾斜側板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車道路は、分岐点に、道路を左右に分岐する柵やブロックのような分岐用の構造物が設置してある。自動車道路の島式料金所は、平面Ｕ形状の壁状の構造物で囲われている。自動車道路の左側又は右側の路側には、自動車の飛び出しを防ぐ壁状の構造物が設置してある。これらの構造物には、車両衝突の衝撃を緩和する装置は、設けられていないようである。
【０００３】
崖に隣接する道路には、崖からの落石を受ける落石避け用の屋根状構造物が設置してある。この上には、落石の衝撃を緩和する装置は、設けられていないようである。
【０００４】
また、橋梁において、河川の流れの中に設立した橋脚には、流木や土石流又は船が衝突することがある。この衝突の衝撃を緩和する装置は、設けられていないようである。
【０００５】
また、橋桁の端を支える橋台の胸壁には、橋桁の端が地震で衝突することがある。この衝突の衝撃を吸収する部材が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０３０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
［課 題］
道路の構造物や橋梁に用いる緩衝手段は、次のようなことが要望される。
・車両、岩石、流木や土石流又は船の衝突や地震による構造部材の衝突などの大きな衝撃を吸収する緩衝能力がある。
・衝撃を受けて破損したときは、破損品の跡片付けが容易で、新品との交換が簡単である。破損後の復旧が早い。
・製造し易い。施工し易い。
【０００８】
［着 想］
道路の構造物や橋梁に用いる緩衝手段は、ブロックにすることにした。ブロックは、道路の構造物や橋梁に施工し易い。
【０００９】
緩衝ブロックの材料として、独立気泡を無数に含んだ独立気泡含有材料と、繊維を無数に含んだ繊維補強セメント複合材料に着目した。
【００１０】
独立気泡含有材料は、発泡合成樹脂が代表例である。発泡スチロール樹脂、発泡ポリウレタン樹脂や発泡ポリプロピレン樹脂が例示される。これらは、緩衝性に優れている。空隙率は、５０％以上が望ましい。
発泡スチロール樹脂のような発泡合成樹脂は、商品の梱包に保護材として使用されている。だが、上記のような大きな衝撃に対する緩衝手段としては、実用化されていないようである。
ところが、発泡合成樹脂は、大きな衝撃荷重を受けると、大きく変形して大きな衝撃を吸収する。大きな衝撃の緩衝手段になる。また、その大きな変形は、荷重がなくなると、相当量復元する。地震による衝突のような繰り返し荷重の緩衝手段に適する。だが、発泡合成樹脂は、大きな衝撃荷重を受けると、破損して破片が飛び散ることがある。破片が飛び散ると、危険である上、破損品の跡片付けに手間が掛かる。
【００１１】
繊維補強セメント複合材料は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料、高靭性繊維補強セメント複合材料や超高強度繊維補強コンクリートが例示される。これらは、靭性に優れている。大きな衝撃荷重を受けると、大きく変形して大きな衝撃を吸収する。大きな衝撃の緩衝手段になる。また、その大きな変形は、荷重がなくなると、ある程度復元する。その上、繊維補強セメント複合材料は、発泡合成樹脂とは異なり、大きな衝撃荷重を受けても、破片が飛び散り難い。
【００１２】
繊維補強セメント複合材料の一種である複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料は、荷重が増加して変形が大きくなるに従って、微細ひび割れの本数が増加するが、微細ひび割れの幅は増加しない。破片が発生し難い。
なお、社団法人土木学会が平成１９年３月に発行した「複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料設計・施工指針（案）」によると、「複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料（ＨＰＦＲＣＣ、High Performance Fiber Reinforced Cement Composition）」とは、次のように定義される。「繊維補強セメント複合材料（ＦＲＣＣ）のうち、一軸引張応力下において擬似ひずみ硬化特性を示し、微細で高密度の複数ひび割れを形成することにより、最大引張ひずみが数％にも達する極めて高靭性で延性な挙動を示す材料」。ここで、「擬似ひずみ硬化特性」とは、「初期ひび割れ発生後も引張応力が上昇する特性」を言う。
【００１３】
上記のような両材料の特性を考慮すると、緩衝ブロックは、衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分とをそれぞれ繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を発泡合成樹脂のような独立気泡含有材料で構成する。すると、両材料は、衝撃荷重に対して直列配置になる。両材料の衝撃吸収能力が加算される。
また、発泡合成樹脂のような独立気泡含有材料は、前後を正面側と背面側の繊維補強セメント複合材料で挟まれる。衝撃荷重を受けたとき、破損しても、破片が飛び散り難い。
【００１４】
このような緩衝ブロックは、次のように製造する。
先ず、緩衝ブロックの中間部分となる発泡合成樹脂体のような独立気泡含有材料体を製作する。発泡合成樹脂体のような独立気泡含有材料体は、成形し易いし、切断加工し易い。軽量で、取り扱い易い。その上、安価である。
この独立気泡含有材料体は、緩衝ブロック成形用の型枠に容れ、型枠内の緩衝ブロック中間部分となる空間に配置する。この型枠は、内部の緩衝ブロック正面側部分となる空間と背面側部分となる空間に、繊維補強セメント複合材料となる生コンクリートを投入して充填する。型枠内のコンクリートが硬化すると、脱型する。すると、緩衝ブロックが得られる。
【００１５】
この緩衝ブロックは、正面側部分と背面側部分が繊維補強セメント複合材料で、中間部分が発泡合成樹脂体のような独立気泡含有材料体で構成される。正面側部分と背面側部分の繊維補強セメント複合材料は、中間部分の発泡合成樹脂体のような独立気泡含有材料体に付着している。両材料を接合する手間が掛からない。製造が簡単である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
１．道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックであり、
衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分は、それぞれ、繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を、独立気泡を無数に含み空隙率が５０％以上である独立気泡含有材料で構成し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にしたことを特徴とする。
２．道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックであり、
衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分は、それぞれ、繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を発泡合成樹脂で構成し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にしたことを特徴とする。
３．上記２の緩衝ブロックにおいて、
繊維補強セメント複合材料は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料にし、
発泡合成樹脂は、発泡スチロール樹脂にしたことを特徴とする。
４．上記１〜３のいずれかの緩衝ブロックにおいて、
正面側部分、背面側部分と中間部分は、それぞれ、板状の形状にして板状部にし、正面側部分の板状部と中間部分の板状部及び背面側部分の板状部を積層したことを特徴とする。
５．上記１〜３のいずれかの緩衝ブロックにおいて、
正面側部分は、方形枠状の形状にして方形枠状部にし、方形枠状部の前側板の前面を緩衝ブロックの正面にし、
背面側部分は、背面板と中央板をＴ形状に連結してＴ形状部にし、Ｔ形状部の背面板の後面を緩衝ブロックの背面にし、
Ｔ形状部の背面板の前面の中央位置から前側に突出した中央板は、前端を方形枠形状部の後側板の後面の中央位置に連結し、
中間部分は、Ｔ形状部の中央板の左側と右側でそれぞれＴ形状部の背面板と方形枠状部の後側板の間を充填する方形状にして方形状部にし、また、方形枠状部内を充填する方形状にして方形状部にし、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、方形枠状部の後側板が曲げ変形する、又は、曲げ変形して破断する構成にしたことを特徴とする。
６．上記１〜３のいずれかの緩衝ブロックにおいて、
正面側部分は、正面板の左右端からそれぞれ傾斜側板が後方内側寄りに突出する形状にし、正面板の前面を緩衝ブロックの正面にし、
背面側部分は、背面板の左右端からそれぞれ傾斜側板が前方内側寄りに突出する形状にし、背面板の後面を緩衝ブロックの背面にし、
正面板の左右の傾斜側板は、それぞれ、後端を背面板の左右の傾斜側板の前端に連結し、
中間部分は、正面板とその左右の傾斜側板及び背面板とその左右の傾斜側板で囲われた部分を充填する内側部と、正面板の左側傾斜側板と背面板の左側傾斜側板の間、正面板の右側傾斜側板と背面板の右側傾斜側板の間をそれぞれ充填する外側部にし、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面板の左側傾斜側板と背面板の左側傾斜側板、正面板の右側傾斜側板と背面板の右側傾斜側板がそれぞれ曲げ変形する、又は、曲げ変形して破断する構成にしたことを特徴とする。
７．上記１〜６のいずれかの緩衝ブロックにおいて、
圧縮変形後の復元量を増加させるバネを設け、
バネは、正面側部分と背面側部分の間に嵌め込み、中間部分を貫通し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受け、正面側部分が背面側部分側に変位すると、バネは中間部分と伴に圧縮され、また、衝撃荷重がなくなると、バネは弾性力で伸長し、中間部分は復元膨張し、正面側部分は、バネの復元伸長と中間部分の復元膨張で、前側に押し返される構成にしたことを特徴とする。
８．上記１〜７のいずれかの緩衝ブロックを製造する方法であり、
緩衝ブロックの中間部分となる独立気泡含有材料体を形成し、
独立気泡含有材料体を、緩衝ブロック成形用の型枠に容れて型枠内の緩衝ブロック中間部分となる空間に配置し、
型枠内の緩衝ブロック正面側部分となる空間と背面側部分となる空間に、繊維補強セメント複合材料となる生コンクリートを投入して充填し、
型枠内のコンクリートが硬化すると、脱型することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
緩衝ブロックは、車両、岩石、流木や土石流又は船の衝突や構造部材の地震による衝突などの大きな衝撃を吸収する。大きな衝撃の緩衝能力がある。また、衝撃を受けて破損したときは、破損品の跡片付けが容易である。製造し易い。施工し易い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の第１例における緩衝ブロックの平面図。
【図２】同緩衝ブロックの斜視図。
【図３】同緩衝ブロックの第１製造工程、発泡合成樹脂体を形成した状態の斜視図。
【図４】同緩衝ブロックの第２製造工程、発泡合成樹脂体を型枠内に配置した状態の斜視図。
【図５】同緩衝ブロックの第３製造工程、型枠に繊維補強セメント複合材料の生コンクリートを投入して充填した状態の斜視図。
【図６】同緩衝ブロックの第１使用例、道路の分岐用構造物に取り付けた状態の平面図。
【図７】同緩衝ブロックの第２使用例、道路の島式料金所の壁状構造物に取り付けた状態の平面図。
【図８】同緩衝ブロックの第３使用例、トンネル内道路の車道両側の壁状構造物に取り付けた状態の縦断正面図。
【図９】同緩衝ブロックの第４使用例、道路の落石避け用屋根状構造物に取り付けた状態の正面図。
【図１０】同緩衝ブロックの第５使用例、曲面板状にして橋梁の橋脚に取り付けた状態の平面図。
【図１１】実施形態の第２例における緩衝ブロックの平面図。
【図１２】同緩衝ブロックの斜視図。
【図１３】同緩衝ブロックの第６使用例、橋梁の橋台に取り付けた状態の部分縦断正面図。
【図１４】同緩衝ブロックの第７使用例、橋梁の橋桁に取り付けた状態の部分縦断正面図。
【図１５】実施形態の第３例における緩衝ブロックの平面図。
【図１６】同緩衝ブロックの正面図。
【図１７】実施形態の第４例における緩衝ブロックの平面図。
【図１８】同緩衝ブロックの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１例（図１〜図１０参照）］
〔緩衝ブロックの構成〕
本例の緩衝ブロック１は、図１と図２に示すように、３枚の板状部を積層した構造の直方体にしている。繊維補強セメント複合材料は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料にしている。独立気泡含有材料は、発泡合成樹脂にし、発泡スチロール樹脂にしている。
【００２０】
衝撃荷重Ｆを受ける正面側部分２と、緩衝ブロック取付対象物Ｓに接する背面側部分３は、それぞれ、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料で構成し、平板状の形状にして板状部にしている。正面側部分２と背面側部分３の間の中間部分４は、発泡スチロール樹脂で構成し、平板状の形状にして板状部にしている。正面側部分２、背面側部分３と中間部分４は、積層して接合している。
【００２１】
緩衝ブロック１は、正面に衝撃荷重Ｆを受けると、正面側部分２、背面側部分３と中間部分４がそれぞれ圧縮変形する。全体の圧縮変形で衝撃を吸収する。
３枚の板状部２、３、４は、それぞれ、厚さが圧縮変形量に関連する。各板状部２、３、４の厚さは、緩衝ブロックの設計特性に応じて増減する。
【００２２】
〔緩衝ブロックの製造法〕
第１製造工程は、図３に示すように、中間部分４となる発泡スチロール樹脂の発泡合成樹脂体４を形成する。発泡合成樹脂体４は、発泡合成樹脂を中間部分４の形状に成形する。又は、中間部分４より大きい発泡合成樹脂体を中間部分４の形状に切断加工する。
第２製造工程は、図４に示すように、中間部分４となる発泡合成樹脂体４を緩衝ブロック成形用の型枠５内に配置する。発泡合成樹脂体４は、型枠５内に容れ、型枠５内の中間部分４となる空間に配置する。
第３製造工程は、図５に示すように、型枠５に複数微細ひび割れ型の繊維補強セメント複合材料の生コンクリートを投入して充填する。型枠５内の正面側部分２となる空間と、背面側部分３となる空間に、それぞれ、繊維補強セメント複合材料２、３となる生コンクリートを投入して充填する。型枠５内の生コンクリートは、上面を均す。生コンクリートは、発泡合成樹脂体４の板状部の板面に接触する。
第４製造工程は、型枠内５のコンクリートが硬化すると、脱型する。緩衝ブロック１が得られる。
【００２３】
〔緩衝ブロックの材料〕
発泡スチロール樹脂（ＥＰＳ）は、発泡ポリスチレン樹脂とも言われ、独立気泡を無数に含んでいる。独立気泡の量は、緩衝ブロックの設計特性に応じて増減する。実施例の発泡スチロール樹脂は、型枠内で発泡させて成形する。単位体積当りの重量は、０．３ｋＮ／ｍ3位である。空隙率が５０％以上である。
【００２４】
複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料（ＨＰＦＲＣＣ）は、上記の土木学会の定義の通りである。補強用繊維を無数に含んでいる。補強用繊維は、有機系の短繊維である。その寸法、力学特性や混入量は、緩衝ブロックの設計特性に応じて調節する。実施例の補強用繊維は、高強度ポリエチレン繊維であり、太さ１２μm、長さ１２mm、引張強度２．６ＧPa、弾性係数８８ＧPaで、混入量が０．５vol％と１．５vol％である。
【００２５】
また、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料となる生コンクリートは、水、セメント、骨材、減水剤や補強用繊維などからなる。コンクリートの配合は、緩衝ブロックの設計特性に応じて調節する。実施例の配合は、体積１ｍ3当り、大体、水３４０ｋｇ、セメント１３００ｋｇ、細骨材４００ｋｇ、高性能ＡＥ減水剤３８ｋｇ、増粘剤０．９ｋｇである。
実施例の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料は、引張強度が６弱〜８弱ＭPａで、弾性係数が２０〜２２ＧPaである。
【００２６】
〔緩衝ブロックの使用例〕
第１使用例
緩衝ブロック１は、図６に示すように、自動車道路の分岐用構造物１１の端に取り付ける。緩衝ブロック１の背面は、分岐用構造物１１の端面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の正面は、自動車１２の進行方向と逆向きにする。
【００２７】
第２使用例
緩衝ブロック１は、図７に示すように、自動車道路の島式料金所の壁状構造物１３の端に取り付ける。緩衝ブロック１の背面は、壁状構造物１３の端面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の正面は、自動車１２の進行方向と逆向きにする。
【００２８】
第３使用例
緩衝ブロック１は、平板状の形状にする。平板状の緩衝ブロック１は、図８に示すように、トンネル内道路の車道と歩道の境界の擁壁、車道両側の壁状構造物１４に多数枚を配列して取り付ける。緩衝ブロック１の背面は、壁状構造物１４の表面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の正面は、車道向きにする。
【００２９】
第４使用例
緩衝ブロック１は、平板状の形状にする。平板状の緩衝ブロック１は、図９に示すように、道路の落石避け用屋根状構造物１５の上に多数枚を敷き詰めて取り付ける。緩衝ブロック１の背面は、下向きにし、落石避け用屋根状構造物１５の上面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の正面は、上向きにする。
【００３０】
第５使用例
緩衝ブロック１は、背面を凹面にする曲面板状の形状にする。曲面板状の緩衝ブロック１は、図１０に示すように、橋梁の橋脚１６の上流端に取り付ける。緩衝ブロック１の凹面の背面は、橋脚１６の上流端面に重ねて密接する。緩衝ブロック１の凸面の正面は、河川の流れ方向と逆向きにする。
また、曲面板状の緩衝ブロック１は、橋脚１６の下流端にも取り付ける。
【００３１】
［第２例（図１１〜図１４参照）］
〔緩衝ブロックの構成〕
本例は、第１例の緩衝ブロック１の正面側部分２、背面側部分３と中間部分４の形状を変更している。
【００３２】
本例の緩衝ブロック２１は、図１１と図１２に示すように、直方体にしている。衝撃荷重Ｆを受ける正面側の部分２２と、緩衝ブロック取付対象物Ｓに接する背面側の部分２３は、連結している。正面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分２２と背面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分２３は、それぞれ、鉄筋２４を格子状に組んで埋没している。中間部分の発泡スチロール樹脂の部分は、前側の部分２５、左側の部分２６と右側の部分２６の３個所に別れている。
【００３３】
正面側の部分２２は、長方形枠状の形状にして方形枠状部にしている。方形枠状部２２は、前側板の前面を緩衝ブロック２１の正面にしている。背面側の部分２３は、背面板と中央板をＴ形状に連結してＴ形状部にしている。Ｔ形状部２３は、背面板の後面を緩衝ブロック２１の背面にしている。Ｔ形状部２３の中央板は、背面板の前面の中央位置から前側に突出し、前端を方形枠形状部２２の後側板２７の後面の中央位置に連結している。
【００３４】
中間部分は、前側の部分２５を、方形枠状部２２内を充填する方形状にして方形状部にしている。左側の部分２６と右側の部分２６は、Ｔ形状部２３の中央板の左側と右側でそれぞれＴ形状部２３の背面板と方形枠状部２２の後側板２７の間を充填する方形状にして方形状部にしている。
【００３５】
中間部分の発泡スチロール樹脂の前側部分２５、左側部分２６、右側部分２６と、正面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分２２、背面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分２３は、相互に接合している。
【００３６】
方形枠状部２２の後側板２７は、薄板にしている。緩衝ブロック２１は、正面に衝撃荷重Ｆを受けると、全体が圧縮変形する上、図１１に鎖線２８で示すように、後側板２７が曲げ変形する。図１１の鎖線２８は、後側板２７の撓み曲線を略示する。後側板２７は、中央部分が正面側に変位する。緩衝ブロック２１は、全体の圧縮変形と後側板２７の曲げ変形で衝撃を吸収する。
また、衝撃荷重Ｆが大きいと、後側板２７は破断する。破断個所は、Ｔ形状部２３の中央板の前端の左端位置と右端位置、方形枠形状部２２の左側板の後端の右端位置と右側板の後端の左端位置になるであろう。緩衝ブロック２１は、全体の圧縮変形、後側板２７の曲げ変形と破断で衝撃を吸収する。
後側板２７は、厚さｔや長さが曲げ変形量と破断荷重に関連する。厚さｔや長さは、緩衝ブロックの設計特性に応じて増減する。
【００３７】
〔緩衝ブロックの製造法〕
第１例におけるのと同様である。
〔緩衝ブロックの材料〕
第１例におけるのと同様である。
【００３８】
〔緩衝ブロックの使用例〕
緩衝ブロック２１は、第１例における第１使用例、第２使用例、第３使用例と第４使用例と同様に使用される。
【００３９】
第６使用例
緩衝ブロック２１は、図１３（ａ）に示すように、橋梁において、橋台の胸壁３１に取り付ける。緩衝ブロック２１は、胸壁３１に形成した凹部に容れ、下面を凹部の底面に載せ、背面を凹部の壁面に重ねて密接する。緩衝ブロック２１の正面は、胸壁３１の壁面から突出し、橋桁３２の端面に対面する。
地震で橋桁３２の端が橋台の胸壁３１側に突進し、橋桁３２の端面が緩衝ブロック２１の正面に衝突すると、図１３（ｂ）に示すように、緩衝ブロック２１は、正面に衝撃荷重を受け、圧縮される。
なお、胸壁３１に取り付けた緩衝ブロック２１は、衝撃荷重を受けた後も、上方位置を通過する自動車の荷重を受け止めることができる。
【００４０】
第７使用例
緩衝ブロック２１は、図１４（ａ）に示すように、橋桁３２の端に取り付ける。緩衝ブロック２１は、橋桁３２の端に形成した凹部に容れ、下面を凹部の底面に載せ、背面を凹部の壁面に重ねて密接する。緩衝ブロック２１の正面は、橋桁３２の端面と同一面にし、橋台の胸壁３１に形成した凸部に対面する。
地震で橋桁３２の端が橋台の胸壁３１側に突進し、緩衝ブロック２１の正面が胸壁３１の凸部に衝突すると、図１４（ｂ）に示すように、緩衝ブロック２１は、正面に衝撃荷重を受け、圧縮される。
なお、橋桁３２に取り付けた緩衝ブロック２１は、衝撃荷重を受けた後も、上方位置を通過する自動車の荷重を受け止めることができる。
【００４１】
［第３例（図１５、図１６参照）］
本例は、図１５と図１６に示すように、第２例の緩衝ブロック２１に、衝撃荷重による圧縮変形後の復元量を増加させるバネ３６を組み込んでいる。
【００４２】
バネ３６は、鋼線のコイルバネにしている。コイルバネ３６は、緩衝ブロック２１の正面から見て左右上下の４個所にそれぞれ前後方向に沿って配置している。各コイルバネ３６は、正面側部分の方形枠状部２２の前側板と背面側部分のＴ形状部２３の背面板の間に嵌め込んでいる。そして、方形枠状部２２の後側板２７に貫通した孔、中間部分の前側の方形状部２５に貫通した孔と、中間部分の左側又は右側の方形状部２６に貫通した孔を貫通している。
【００４３】
緩衝ブロック２１は、正面に衝撃荷重を受け、正面側部分の方形枠状部２２の前側板が背面側部分のＴ形状部２３の背面板側に変位すると、コイルバネ３６は、中間部分２５、２６と伴に、圧縮される。衝撃荷重がなくなると、コイルバネ３６は弾性力で伸長し、中間部分２５、２６は復元膨張する。方形枠状部２２の前側板又は方形枠状部２２は、コイルバネ３６の復元伸長と中間部分２５、２６の復元膨張で、前側に押し返される。緩衝ブロック２１は、形状が相当量復元する。
その他の点は、第２例におけるのと同様である。第２例におけるのと同様な部分には、図中、第２例におけるのと同一の符号を付ける。
【００４４】
［第４例（図１７、図１８参照）］
〔緩衝ブロックの構成〕
本例は、第２例の緩衝ブロック２１の正面側部分２２、背面側部分２３と中間部分２５、２６の形状を変更している。
【００４５】
本例の緩衝ブロック４１は、図１７と図１８に示すように、直方体にしている。衝撃荷重Ｆを受ける正面側の部分４２と、緩衝ブロック取付対象物Ｓに接する背面側の部分４３は、連結している。中間部分は、中央の部分４４、左側の部分４５と右側の部分４５の３個所に別れている。
【００４６】
正面側部分４２は、正面板の左右端からそれぞれ傾斜側板４６が後方内側寄りに突出する形状にしている。正面板の前面は、緩衝ブロック４１の正面にしている。背面側部分４３は、背面板の左右端からそれぞれ傾斜側板４７が前方内側寄りに突出する形状にしている。背面板の後面は、緩衝ブロック４１の背面にしている。正面板の左右の傾斜側板４６は、それぞれ、後端を背面板の左右の傾斜側板４７の前端に連結している。
【００４７】
中間部分は、中央の部分４４を、正面板とその左右の傾斜側板４６及び背面板とその左右の傾斜側板４７で囲われた部分を充填する内側部、方形の前後方向中央部が括れた括れ状部にしている。左側の部分４５と右側の部分４５は、正面板の左側傾斜側板４６と背面板の左側傾斜側板４７の間を充填する外側部、三角形状部と、正面板の右側傾斜側板４６と背面板の右側傾斜側板４７の間を充填する外側部、三角形状部とにしている。
【００４８】
中間部分の発泡スチロール樹脂の中央部分４４、左側部分４５、右側部分４５と、正面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分４２、背面側の複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料の部分４３は、相互に接合している。
【００４９】
正面側部分４２の正面板の左右の傾斜側板４６と背面側部分４３の背面板の左右の傾斜側板４７は、薄板にしている。緩衝ブロック４１の正面に衝撃荷重Ｆを受けると、全体が圧縮変形する上、正面板の左側傾斜側板４６と背面板の左側傾斜側板４７、正面板の右側傾斜側板４６と背面板の右側傾斜側板４７がそれぞれ曲げ変形する。緩衝ブロック２１は、全体の圧縮変形と、正面板の左右の傾斜側板４６と背面板の左右の傾斜側板４７の曲げ変形で衝撃を吸収する。
【００５０】
また、衝撃荷重Ｆが大きいと、正面板の左右の傾斜側板４６、背面板の左右の傾斜側板４７は破断する。緩衝ブロック４１は、全体の圧縮変形、正面板の左右の傾斜側板４６、背面板の左右の傾斜側板４７の曲げ変形と破断で衝撃を吸収する。
正面板の左右の傾斜側板４６、背面板の左右の傾斜側板４７は、厚さ、長さや傾斜角度を緩衝ブロックの設計特性に応じて増減する。
【００５１】
〔緩衝ブロックの製造法〕
第１例におけるのと同様である。
〔緩衝ブロックの材料〕
第１例におけるのと同様である。
〔緩衝ブロックの使用例〕
第２例におけるのと同様である。
【００５２】
［変形例］
１．実施形態の第１例において、緩衝ブロック１は、無筋であるが、正面側部分２、背面側部分３に鉄筋を埋没する。
２．実施形態の第２例、第３例において、緩衝ブロック２１は、鉄筋を埋没しているが、無筋にする。
３．実施形態の第４例において、緩衝ブロック４１は、無筋であるが、正面側部分４２、背面側部分４３に鉄筋を埋没する。
４．実施形態の第４例において、正面板の左右の傾斜側板４６、背面板の左右の傾斜側板４７は、それぞれ、平面板であるが、曲面板にする。
５．実施形態の第１例において、緩衝ブロック１は、バネを組み込んでいないが、圧縮変形後の復元量を増加させるバネを、正面側部分２と背面側部分３の間に組み込む。
６．実施形態の第４例において、緩衝ブロック４１は、バネを組み込んでいないが、圧縮変形後の復元量を増加させるバネを、正面側部分４２の正面板と背面側部分４３の背面板の間に組み込む。
【符号の説明】
【００５３】
Ｆ 衝撃荷重
Ｓ 緩衝ブロック取付対象物
１ 緩衝ブロック
２ 正面側部分、板状部、繊維補強セメント複合材料、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料
３ 背面側部分、板状部、繊維補強セメント複合材料、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料
４ 中間部分、板状部、独立気泡含有材料、発泡合成樹脂体、発泡スチロール樹脂体
５ 緩衝ブロック成形用の型枠
１１ 自動車道路の分岐用構造物
１２ 自動車、車両
１３ 自動車道路の島式料金所の壁状構造物
１４ 車道両側の壁状構造物
１５ 道路の落石避け用屋根状構造物
１６ 橋梁の橋脚
２１ 緩衝ブロック
２２ 正面側部分、方形枠状部
２３ 背面側部分、Ｔ形状部
２４ 鉄筋
２５、２６ 中間部分、
２５ 前側部分、方形状部
２６ 左側部分、右側部分、方形状部
２７ 方形枠状部の後側板
２８ 鎖線、後側板の撓み曲線
ｔ 後側板の厚さ
３１ 橋梁の橋台の胸壁
３２ 橋梁の橋桁
３６ バネ、コイルバネ
４１ 緩衝ブロック
４２ 正面側部分
４３ 背面側部分
４４、４５ 中間部分
４４ 中央部分、内側部、括れ状部
４５ 左側部分、右側部分、外側部、三角形状部
４６ 正面板の左右の傾斜側板
４７ 背面板の左右の傾斜側板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックであり、
衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分は、それぞれ、繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を、独立気泡を無数に含み空隙率が５０％以上である独立気泡含有材料で構成し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にしたことを特徴とする。
【請求項２】
道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックであり、
衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分は、それぞれ、繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を発泡合成樹脂で構成し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にしたことを特徴とする。
【請求項３】
繊維補強セメント複合材料は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料にし、
発泡合成樹脂は、発泡スチロール樹脂にしたことを特徴とする請求項２に記載の緩衝ブロック。
【請求項４】
正面側部分、背面側部分と中間部分は、それぞれ、板状の形状にして板状部にし、正面側部分の板状部と中間部分の板状部及び背面側部分の板状部を積層したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の緩衝ブロック。
【請求項５】
正面側部分は、方形枠状の形状にして方形枠状部にし、方形枠状部の前側板の前面を緩衝ブロックの正面にし、
背面側部分は、背面板と中央板をＴ形状に連結してＴ形状部にし、Ｔ形状部の背面板の後面を緩衝ブロックの背面にし、
Ｔ形状部の背面板の前面の中央位置から前側に突出した中央板は、前端を方形枠形状部の後側板の後面の中央位置に連結し、
中間部分は、Ｔ形状部の中央板の左側と右側でそれぞれＴ形状部の背面板と方形枠状部の後側板の間を充填する方形状にして方形状部にし、また、方形枠状部内を充填する方形状にして方形状部にし、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、方形枠状部の後側板が曲げ変形する、又は、曲げ変形して破断する構成にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の緩衝ブロック。
【請求項６】
正面側部分は、正面板の左右端からそれぞれ傾斜側板が後方内側寄りに突出する形状にし、正面板の前面を緩衝ブロックの正面にし、
背面側部分は、背面板の左右端からそれぞれ傾斜側板が前方内側寄りに突出する形状にし、背面板の後面を緩衝ブロックの背面にし、
正面板の左右の傾斜側板は、それぞれ、後端を背面板の左右の傾斜側板の前端に連結し、
中間部分は、正面板とその左右の傾斜側板及び背面板とその左右の傾斜側板で囲われた部分を充填する内側部と、正面板の左側傾斜側板と背面板の左側傾斜側板の間、正面板の右側傾斜側板と背面板の右側傾斜側板の間をそれぞれ充填する外側部にし、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面板の左側傾斜側板と背面板の左側傾斜側板、正面板の右側傾斜側板と背面板の右側傾斜側板がそれぞれ曲げ変形する、又は、曲げ変形して破断する構成にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の緩衝ブロック。
【請求項７】
圧縮変形後の復元量を増加させるバネを設け、
バネは、正面側部分と背面側部分の間に嵌め込み、中間部分を貫通し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受け、正面側部分が背面側部分側に変位すると、バネは中間部分と伴に圧縮され、また、衝撃荷重がなくなると、バネは弾性力で伸長し、中間部分は復元膨張し、正面側部分は、バネの復元伸長と中間部分の復元膨張で、前側に押し返される構成にしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の緩衝ブロック。
【請求項８】
請求項１〜の７いずれかに記載の緩衝ブロックを製造する方法であり、
緩衝ブロックの中間部分となる独立気泡含有材料体を形成し、
独立気泡含有材料体を、緩衝ブロック成形用の型枠に容れて型枠内の緩衝ブロック中間部分となる空間に配置し、
型枠内の緩衝ブロック正面側部分となる空間と背面側部分となる空間に、繊維補強セメント複合材料となる生コンクリートを投入して充填し、
型枠内のコンクリートが硬化すると、脱型することを特徴とする緩衝ブロックの製造法。
【請求項１】
道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックであり、
衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分は、それぞれ、繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を、独立気泡を無数に含み空隙率が５０％以上である独立気泡含有材料で構成し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にしたことを特徴とする。
【請求項２】
道路の構造物や橋梁に用いる緩衝ブロックであり、
衝撃荷重を受ける正面側部分と、緩衝ブロック取付対象物に接する背面側部分は、それぞれ、繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を発泡合成樹脂で構成し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面側部分、背面側部分と中間部分が圧縮変形する構成にしたことを特徴とする。
【請求項３】
繊維補強セメント複合材料は、複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料にし、
発泡合成樹脂は、発泡スチロール樹脂にしたことを特徴とする請求項２に記載の緩衝ブロック。
【請求項４】
正面側部分、背面側部分と中間部分は、それぞれ、板状の形状にして板状部にし、正面側部分の板状部と中間部分の板状部及び背面側部分の板状部を積層したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の緩衝ブロック。
【請求項５】
正面側部分は、方形枠状の形状にして方形枠状部にし、方形枠状部の前側板の前面を緩衝ブロックの正面にし、
背面側部分は、背面板と中央板をＴ形状に連結してＴ形状部にし、Ｔ形状部の背面板の後面を緩衝ブロックの背面にし、
Ｔ形状部の背面板の前面の中央位置から前側に突出した中央板は、前端を方形枠形状部の後側板の後面の中央位置に連結し、
中間部分は、Ｔ形状部の中央板の左側と右側でそれぞれＴ形状部の背面板と方形枠状部の後側板の間を充填する方形状にして方形状部にし、また、方形枠状部内を充填する方形状にして方形状部にし、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、方形枠状部の後側板が曲げ変形する、又は、曲げ変形して破断する構成にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の緩衝ブロック。
【請求項６】
正面側部分は、正面板の左右端からそれぞれ傾斜側板が後方内側寄りに突出する形状にし、正面板の前面を緩衝ブロックの正面にし、
背面側部分は、背面板の左右端からそれぞれ傾斜側板が前方内側寄りに突出する形状にし、背面板の後面を緩衝ブロックの背面にし、
正面板の左右の傾斜側板は、それぞれ、後端を背面板の左右の傾斜側板の前端に連結し、
中間部分は、正面板とその左右の傾斜側板及び背面板とその左右の傾斜側板で囲われた部分を充填する内側部と、正面板の左側傾斜側板と背面板の左側傾斜側板の間、正面板の右側傾斜側板と背面板の右側傾斜側板の間をそれぞれ充填する外側部にし、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受けると、正面板の左側傾斜側板と背面板の左側傾斜側板、正面板の右側傾斜側板と背面板の右側傾斜側板がそれぞれ曲げ変形する、又は、曲げ変形して破断する構成にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の緩衝ブロック。
【請求項７】
圧縮変形後の復元量を増加させるバネを設け、
バネは、正面側部分と背面側部分の間に嵌め込み、中間部分を貫通し、
緩衝ブロックの正面に衝撃荷重を受け、正面側部分が背面側部分側に変位すると、バネは中間部分と伴に圧縮され、また、衝撃荷重がなくなると、バネは弾性力で伸長し、中間部分は復元膨張し、正面側部分は、バネの復元伸長と中間部分の復元膨張で、前側に押し返される構成にしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の緩衝ブロック。
【請求項８】
請求項１〜の７いずれかに記載の緩衝ブロックを製造する方法であり、
緩衝ブロックの中間部分となる独立気泡含有材料体を形成し、
独立気泡含有材料体を、緩衝ブロック成形用の型枠に容れて型枠内の緩衝ブロック中間部分となる空間に配置し、
型枠内の緩衝ブロック正面側部分となる空間と背面側部分となる空間に、繊維補強セメント複合材料となる生コンクリートを投入して充填し、
型枠内のコンクリートが硬化すると、脱型することを特徴とする緩衝ブロックの製造法。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２６０８５（Ｐ２０１２−２６０８５Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２６１３（Ｐ２０１０−１６２６１３）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者： 社団法人日本コンクリート工学協会 刊行物名：「コンクリート工学年次論文集」第３２巻（ＣＤ−ＲＯＭ版）２号 発行日： 平成２２年６月１５日
【出願人】（５９２０８６８８０）丸栄コンクリート工業株式会社 (22)
【出願人】（３０４０１９３９９）国立大学法人岐阜大学 (289)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者： 社団法人日本コンクリート工学協会 刊行物名：「コンクリート工学年次論文集」第３２巻（ＣＤ−ＲＯＭ版）２号 発行日： 平成２２年６月１５日
【出願人】（５９２０８６８８０）丸栄コンクリート工業株式会社 (22)
【出願人】（３０４０１９３９９）国立大学法人岐阜大学 (289)
【Ｆターム（参考）】
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