特開 2024-138677 落石防護用保護構造物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024138677

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】落石防護用保護構造物

(51)【国際特許分類】

   E01F 7/04 20060101AFI20241002BHJP

【ＦＩ】

E01F7/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023049273

(22)【出願日】2023-03-27

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り １．令和５年１月２８日に「土木学会北海道支部年次技術研究発表会」の予稿集に掲載 ２．令和５年１月２９日に開催された「土木学会北海道支部年次技術研究発表会」で発表

(71)【出願人】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095337

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100174425

【弁理士】

【氏名又は名称】水崎 慎

(74)【代理人】

【識別番号】100203932

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 克宗

(72)【発明者】

【氏名】小島 克仁

(72)【発明者】

【氏名】河野 克哉

(72)【発明者】

【氏名】岸良 竜

【テーマコード（参考）】

2D001

【Ｆターム（参考）】

2D001PA06

2D001PB04

2D001PC03

2D001PD05

2D001PD06

2D001PD12

(57)【要約】

【課題】大型化せずに耐衝撃性を向上させた落石防護用保護構造物を提供する。
【解決手段】落石防護用保護構造物１０は、擁壁１の防護面２に衝撃構造体６が取り付けられたものである。衝撃構造体６は、１５０Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有するセメント質硬化体である超高強度繊維補強コンクリートの正面パネル７と、この正面パネル７と防護面２との間に設置された緩衝材８とを有し、緩衝材８は、発泡体、ゴム状体又はハニカム構造である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

擁壁のうち、衝突物が衝突する防護面に、衝撃構造体が設置され、
前記衝撃構造体が、
１５０Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有するセメント質硬化体である超高強度繊維補強コンクリートの正面パネルと、
前記正面パネルと前記防護面との間に設置された緩衝材と、を有する、
ことを特徴とする落石防護用保護構造物。

【請求項2】

前記緩衝材が、
発泡スチロール、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡スポンジゴム、発泡シリコン及び発泡塩化ビニールから選択される一つの発泡体、
クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、エチレン－プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム及び天然ゴムから選択される一つのゴム状体、又は、
クラフト紙、アルミニウム及びアラミド繊維から選択される一つの材料からなるハニカム構造であり、
前記緩衝材の圧縮弾性率が、２００～２０００Ｎ／ｃｍ²である、
ことを特徴とする請求項１に記載された落石防護用保護構造物。

【請求項3】

前記衝撃構造体が、前記防護面における上部にある、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された落石防護用保護構造物。

【請求項4】

前記擁壁の天端に、前記超高強度繊維補強コンクリートの天端パネルが設置された、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された落石防護用保護構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、山岳の道路沿い等に設置される落石防護用保護構造物に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、山岳の道路沿いや海岸線沿い等には、落石等の防災対策として、防護壁が設置されている。防護壁のほとんどは、無筋コンクリート構造であるところ、落石が衝突することにより、局部破壊が生じる可能性があることから、防護壁の耐衝撃性の向上が課題となっている。特に近年では、山岳斜面の経年劣化のみならず、温暖化に伴う気候変動により、落石の規模が増大している傾向にあるため、課題の解決策を確立することが急務となっている。

【0003】

例えば、下記特許文献１に記載された防護壁（以下、文献公知１発明と記す。）は、落石の衝撃エネルギーを吸収するために、山側の面に、発泡スチロール等の発泡体ブロックと、土砂等が詰められた金属製の籠体とが積層されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－８４９１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

仮に、文献公知１発明において、耐衝撃性の向上を試みれば、発泡体ブロックの厚みを増すことや、籠体の増強を図ることが考え得るが、体積が増えると、防護壁を設置するための広いスペースを要するこことなる。すなわち、擁壁が設置されるのは、山間部で狭隘な場所であるため、大型の擁壁を設置することができないうえ、大型の擁壁は、設置作業に要するスペースの確保を妨げる。

【0006】

本発明は、この様な実情に鑑みて提案されたものであり、大型化せずに耐衝撃性を向上させた落石防護用保護構造物の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明に係る落石防護用保護構造物は、擁壁のうち、衝突物が衝突する防護面に、衝撃構造体が設置され、前記衝撃構造体が、１５０Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有するセメント質硬化体である超高強度繊維補強コンクリートの正面パネルと、前記正面パネルと前記防護面との間に設置された緩衝材と、を有する、ことを特徴とする。

【0008】

本発明に係る落石防護用保護構造物は、前記緩衝材が、発泡スチロール、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡スポンジゴム、発泡シリコン及び発泡塩化ビニールから選択される一つの発泡体、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、エチレン－プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム及び天然ゴムから選択される一つのゴム状体、又は、クラフト紙、アルミニウム及びアラミド繊維から選択される一つの材料からなるハニカム構造であり、前記緩衝材の圧縮弾性率が、２００～２０００Ｎ／ｃｍ²である、ことを特徴とする。

【0009】

本発明に係る落石防護用保護構造物は、前記衝撃構造体が、前記防護面における上部にある、ことを特徴とする。

【0010】

前記擁壁の天端に、前記超高強度繊維補強コンクリートの天端パネルが設置されている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る落石防護用保護構造物は、擁壁のうち、衝突物が衝突する防護面に、衝撃構造体が設置され、衝撃構造体が、１５０Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有するセメント質硬化体である超高強度繊維補強コンクリートの正面パネルと、正面パネルと防護面との間に設置された緩衝材とを有している。すなわち、超高強度繊維補強コンクリートは、一般的なコンクリートと比較して高い強度特性を有しているため、落石防護用保護構造物としての耐衝撃性が向上する。また、強度特性が高い分、厚みを抑えることができ、過剰な表層材も不要となる。取り換えが容易でない擁壁のコンクリート部分の損傷は防止され、正面パネルが損傷した際、正面パネルの交換も可能である。

【0012】

本発明に係る落石防護用保護構造物は、緩衝材が、発泡スチロール、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡スポンジゴム、発泡シリコン及び発砲塩化ビニールから選択される一つの発泡体、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、エチレン－プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム及び天然ゴムから選択される一つのゴム状体、又は、クラフト紙、アルミニウム及びアラミド繊維から選択される一つの材料からなるハニカム構造であり、緩衝材の圧縮弾性率が、２００～２０００Ｎ／ｃｍ²、より好ましくは４００～１０００Ｎ／ｃｍ²である。緩衝材の圧縮弾性率が所定の数値範囲であることで、正面パネルにおいて、優れた荷重分散性が実現する。

【0013】

本発明に係る落石防護用保護構造物は、衝撃構造体が、防護面における上部にある。よって、防護面の全面に衝撃構造体が設置された場合と比較して、衝撃構造体の交換が容易である。また、土砂によって埋まるのは防護面の下部であるため、防護面の上部にある衝撃構造体は、機能を果たすことができる。

【0014】

本発明に係る落石防護用保護構造物は、擁壁の天端に、超高強度繊維補強コンクリートの天端パネルが設置されている。仮に、衝突物の衝撃が擁壁の防護面に加わり、ひび割れが擁壁の天端に至った場合であっても、天端の局部破壊が超高強度繊維補強コンクリートの天端パネルによって抑圧される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の第一実施形態に係る落石防護用保護構造物の概略図である。（ａ）は（ｂ）のＩ－Ｉ断面であって、落石防護用保護構造物の側面断面図であり、（ｂ）は落石防護用保護構造物の正面図である。

【図2】図２は、本発明の第二実施形態に係る落石防護用保護構造物の概略側面断面図である。

【図3】図３は、本発明の第三実施形態に係る落石防護用保護構造物の概略図である。（ａ）は（ｂ）のIII－III断面であって、落石防護用保護構造物の側面断面図であり、（ｂ）は落石防護用保護構造物の正面図である。

【図4】図４は、本発明の第四実施形態に係る落石防護用保護構造物の概略側面断面図である。

【図5】図５は、本発明の第五実施形態に係る落石防護用保護構造物の概略側面断面図である。

【図6】図６は、本発明の第六実施形態に係る落石防護用保護構造物の概略側面断面図である。

【図7】図７は、本発明の第七実施形態に係る落石防護用保護構造物の概略側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の実施形態に係る落石防護用保護構造物を図面に基づいて説明する。図１には、本発明の第一実施形態に係る落石防護用保護構造物１０が示されている。

【0017】

図１に示おいて、第一実施形態に係る落石防護用保護構造物１０は、山岳の道路沿いや海岸線沿い等に、落石等の防災対策として設置されるものであり、擁壁１の正面に衝撃構造体６が取り付けられたものである。擁壁１は、現場打ちコンクリートによって構築され、又はプレキャストコンクリートとして製造される。擁壁１は、重力式であり、下部に向かうにしたがって上部よりも厚みが増し、側面視において概ね台形である（同図（ａ）参照）。擁壁１の正面は、落石等の衝突物が衝突することが想定される防護面２であり、擁壁１の背面は、下部に向かうにしたがって背面側に向けて傾斜した反対面３である。擁壁１の上面は天端面４であり、擁壁１の下面は基礎面５である。防護面２には、衝撃構造体６が設置されている。

【0018】

衝撃構造体６は、超高強度繊維補強コンクリートの正面パネル７と、この正面パネル７と防護面２との間に設置された緩衝材８とを有している。衝撃構造体６は、防護面２において、全面に渡って設置され、アンカー１１及びアンカープレート１２等で固定されている。正面パネル７の厚みは、２０～１００ｍｍ、好ましくは３０～８０ｍｍである。緩衝材８の厚みは、１００～１０００ｍｍ、好ましくは２００～５００ｍｍである。

【0019】

緩衝材８は、発泡体、ゴム状体又はハニカム構造である。発泡体は、例えば、発泡スチロール、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡スポンジゴム、発泡シリコン及び発砲塩化ビニールから選択される。ゴム状体は、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、エチレン－プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム及び天然ゴムから選択される。ハニカム構造は、クラフト紙、アルミニウム及びアラミド繊維から選択される。緩衝材８の圧縮弾性率は、２００～２０００Ｎ／ｃｍ²、より好ましくは４００～１０００Ｎ／ｃｍ²、さらに好ましくは４５０～６００Ｎ／ｃｍ²である。

【0020】

超高強度繊維補強コンクリートは、１５０Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を有するセメント質硬化体である。具体的には、セメント質硬化体に用いられるセメント組成物は、セメント、ＢＥＴ比表面積が１５～２５ｍ²／ｇのシリカフューム（以下、「シリカフューム」と略すことがある。）、５０％累積粒径が０．８～５μｍの無機粉末（以下、「無機粉末」と略すことがある。）、最大粒径が１．２ｍｍ以下の骨材Ａ、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むものであって、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量１００体積％中、セメントの割合が５５～６５体積％、シリカフュームの割合が５～２５体積％、無機粉末の割合が１５～３５体積％である。

【0021】

セメントの種類は、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントを使用することができる。中でも、セメント組成物の流動性を向上させる観点から、中庸熱ポルトランドセメントまたは低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。

【0022】

シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、１５～２５ｍ²／ｇ、好ましくは１７～２３ｍ²／ｇ、特に好ましくは１８～２２ｍ²／ｇである。該比表面積が１５ｍ²／ｇ未満の場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。該比表面積が２５ｍ²／ｇを超える場合、硬化前のセメント組成物の流動性が低下する。

【0023】

５０％累積粒径が０．８～５μｍの無機粉末としては、例えば、石英粉末（珪石粉末）、火山灰、フライアッシュ（分級または粉砕したもの）、スラグ粉末、石灰石粉末、長石類粉末、ムライト類粉末、アルミナ粉末、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末、エメリー砂（人工または天然）の粉砕物等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、セメント組成物の流動性及び強度発現性を向上させる観点から、石英粉末またはフライアッシュを使用することが好ましい。なお、本明細書中、５０％累積粒径が０．８～５μｍの無機粉末には、セメントは含まれないものとする。

【0024】

上記無機粉末の５０％累積粒径は、０．８～５μｍ、好ましくは１～４μｍ、より好ましくは１．１～３．５μｍ、特に好ましくは１．２μｍ以上、３μｍ未満である。該粒径が０．８μｍ未満の場合、セメント組成物の流動性が低下する。該粒径が５μｍを超える場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。なお、本明細書中、無機粉末の５０％累積粒径は、体積基準である。無機粉末の５０％累積粒径は、市販の粒度分布測定装置（例えば、日機装社製、製品名「マイクロトラックＨＲＡ モデル９３２０－Ｘ１００」）を用いて求めることができる。具体的には、粒度分布測定装置を用いて、累積粒度曲線を作成し、該累積粒度曲線から５０％累積粒径を求めることができる。この際、試料を分散させる溶媒であるエタノール２０ｃｍ³に対して、試料０．０６ｇを添加し、９０秒間、超音波分散装置（例えば、日本精機製作所社製、製品名「ＵＳ３００」）を用いて超音波分散したものを測定する。

【0025】

上記無機粉末の最大粒径は、セメント組成物の強度発現性を向上させる観点から、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１４μｍ以下、特に好ましくは１３μｍ以下である。上記無機粉末の９５％累積粒径は、セメント組成物の強度発現性を向上させる観点から、好ましくは８μｍ以下、より好ましくは７μｍ以下、特に好ましくは６μｍ以下である。

【0026】

上記無機粉末としては、ＳｉＯ２を主成分とするものが好ましい。上記無機粉末中のＳｉＯ２の含有率が、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、特に好ましくは７０質量％以上であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができる。

【0027】

セメント組成物において、セメント、シリカフューム及び上記無機粉末の合計量１００体積％中、セメントの割合は５５～６５体積％（好ましくは、５７～６３体積％）、シリカフュームの割合は５～２５体積％（好ましくは、７～２３体積％）、上記無機粉末の割合は１５～３５体積％（好ましくは１７～３３体積％）である。セメントの割合が５５体積％未満の場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。セメントの割合が６５体積％を超える場合、セメント組成物の流動性が低下する。シリカフュームの割合が５体積％未満の場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。シリカフュームの割合が２５体積％を超える場合、セメント組成物の流動性が低下する。上記無機粉末の割合が１５体積％未満の場合、セメント組成物の強度発現性が低下する。上記無機粉末の割合が３５体積％を超える場合、セメント組成物の流動性が低下する。

【0028】

骨材Ａとしては、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、天然エメリー砂、人工細骨材（例えば、スラグ細骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成細骨材や、人工エメリー砂や、アルミナまたは炭化物（例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素）の粗砕物等）、再生細骨材またはこれらの混合物等が挙げられる。骨材Ａの最大粒径は、１．２ｍｍ以下、好ましくは１．１ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下である。該最大粒径が１．２ｍｍ以下であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができ、３００Ｎ／ｍｍ²以上（好ましくは４００Ｎ／ｍｍ²以上）の圧縮強度を発現することができる場合がある。骨材Ａの粒度分布は、セメント組成物の流動性及び強度発現性を向上させる観点から、０．６ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、９５質量％以上、０．３ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、４０～５０質量％、及び、０．１５ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、６質量％以下であることが好ましい。セメント組成物中の骨材Ａの割合は、好ましくは２０～４０体積％、より好ましくは２２～３９体積％、さらに好ましくは２５～３８体積％、さらに好ましくは３０～３７体積％、特に好ましくは３２～３６体積％である。該割合が２０体積％以上であれば、セメント組成物の流動性を向上させることができると共に、セメント組成物の発熱量が小さくなり、かつ、セメント質硬化体の収縮量が小さくなる。該割合が４０体積％以下であれば、セメント組成物の強度発現性を向上させることができる。

【0029】

高性能減水剤としては、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の高性能減水剤を使用することができる。中でも、セメント組成物の流動性及び強度発現性を向上させる観点から、ポリカルボン酸系の高性能減水剤が好ましい。高性能減水剤の配合量は、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量１００質量部に対して、固形分換算で、好ましくは０．２～１．５質量部であり、より好ましくは０．４～１．２質量部である。該量が０．２質量部以上であれば、減水性能が向上し、セメント組成物の流動性が向上する。該量が１．５質量部以下であれば、セメント組成物の強度発現性が向上する。

【0030】

消泡剤としては、市販品を使用することができる。消泡剤の配合量は、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量１００質量部に対して、好ましくは０．００１～０．１質量部、より好ましくは０．０１～０．０７質量部、特に好ましくは０．０１～０．０５質量部である。該量が０．００１質量部以上であれば、セメント組成物の強度発現性が向上する。該量が０．１質量部を超えると、セメント組成物の強度発現性の向上効果が頭打ちとなる。

【0031】

セメント組成物は、長期強度の低下を避ける等の観点から、通常、ガラス繊維を含まない。また、セメント組成物は、セメント組成物を硬化してなる硬化体（セメント質硬化体）の曲げ強度や破壊エネルギー等を向上させる観点から、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる一種以上の繊維を含んでもよい。セメント組成物中の繊維の割合は、好ましくは３体積％以下、より好ましくは０．３～２．５体積％、さらに好ましくは０．４～２．３体積％、特に好ましくは０．５～２．０体積％である。該割合が３体積％以下であれば、セメント組成物の流動性や作業性を低下させることなく、硬化体の曲げ強度や破壊エネルギー等を向上させることができる。

【0032】

金属繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。中でも、鋼繊維は、強度に優れており、また、コストや入手のし易さの観点から好適である。金属繊維の寸法は、セメント組成物中における金属繊維の材料分離の防止や、硬化体の曲げ強度の向上の観点から、直径が０．０１～１．０ｍｍ、長さが２～３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０５～０．５ｍｍ、長さが５～２５ｍｍであることがより好ましい。また、金属繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０～２００、より好ましくは４０～１５０である。さらに、金属繊維の形状は、直線状よりも、何らかの物理的付着力を付与する形状（例えば、螺旋状や波形）であることが好ましい。螺旋状等の形状であれば、金属繊維とマトリックスとが、引き抜けながら応力を担保するため、硬化体の曲げ強度が向上する。

【0033】

有機繊維としては、後述するセメント質硬化体の製造方法における加熱に耐えうるものであればよく、例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリート繊維、ポリプロピレン繊維等が挙げられる。炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。有機繊維及び炭素繊維の寸法は、セメント組成物中におけるこれらの繊維の材料分離の防止や、硬化体の破壊エネルギーの向上の観点から、直径が０．００５～１．０ｍｍ、長さ２～３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０１～０．５ｍｍ、長さが５～２５ｍｍであることがより好ましい。また、有機繊維及び炭素繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０～２００、より好ましくは３０～１５０である。

【0034】

水としては、水道水等を使用することができる。水の配合量は、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量１００質量部に対して、好ましくは１０～２０質量部、より好ましくは１２～１８質量部、特に好ましくは１４～１６質量部である。該量が１０質量部以上であれば、セメント組成物の流動性が向上する。該量が２０質量部以下であれば、セメント組成物の強度発現性が向上する。

【0035】

上記セメント組成物からなるモルタル（後述する骨材Ｂを含まないもの）の硬化前のフロー値は、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において１５回の落下運動を行わないで測定した値（以下、「０打ちフロー値」ともいう。）として、好ましくは２００ｍｍ以上、より好ましくは２１０ｍｍ以上、特に好ましくは２２０ｍｍ以上である。また、上記セメント組成物からなるモルタル（後述する骨材Ｂを含まないもの）を硬化してなるセメント質硬化体の圧縮強度は、好ましくは３２０Ｎ／ｍｍ²以上、より好ましくは３５０Ｎ／ｍｍ²以上、さらに好ましくは４００Ｎ／ｍｍ²以上、特に好ましくは４５０Ｎ／ｍｍ²以上である。なお、上記骨材Ａとして、修正モース硬度が９以上（好ましくは９～１４、より好ましくは９～１３、さらに好ましくは１０～１３、特に好ましくは１１～１３）のもの（例えば、天然または人工（人造）のエメリー砂、アルミナや炭化物の粗砕物等）を使用したセメント組成物からなるモルタル（後述する骨材Ｂを含まないもの）によれば、４５０Ｎ／ｍｍ²以上（特に、エメリー砂を用いる場合、５００Ｎ／ｍｍ²以上）の圧縮強度を発現させることが可能である。

【0036】

セメント組成物は、最大粒径が１．２ｍｍを超え、１３ｍｍ以下の骨材Ｂを含むことができる。骨材Ｂとしては、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、天然エメリー砂、人工細骨材（例えば、人工エメリー砂や、スラグ細骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成細骨材）、再生細骨材、川砂利、山砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材（例えば、スラグ粗骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成粗骨材）、再生粗骨材またはこれらの混合物等が挙げられる。骨材Ｂの最大粒径は、１３ｍｍ以下、好ましくは１２ｍｍ以下、より好ましくは１１ｍｍ以下、特に好ましくは１０ｍｍ以下である。該最大粒径が１３ｍｍ以下であれば、セメント組成物の強度発現性が向上し、例えば、３００Ｎ／ｍｍ²以上の圧縮強度を発現することができる。また、骨材Ｂの最大粒径は、コストの低減等の観点から、１．２ｍｍを超える値であり、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、特に好ましくは７ｍｍ以上である。なお、本明細書中、骨材Ｂの最大粒径が５ｍｍ以上の場合における「最大粒径」とは、骨材Ｂ全体の９０質量％以上が通るふるいのうち、最小寸法のふるいの呼び寸法で示される骨材Ｂの粒径（一般に、粗骨材の最大粒径の定義として知られているもの）をいう。

【0037】

骨材Ｂの最小粒径は、好ましくは骨材Ａの最大粒径を超える値であり、より好ましくは２ｍｍ以上、さらに好ましくは３ｍｍ以上、さらに好ましくは４ｍｍ以上、特に好ましくは５ｍｍ以上（この場合、粗骨材に該当する。）である。なお、本明細書中、骨材Ｂの最小粒径とは、骨材Ｂの中の最も粒径が小さいものから粒径が大きなものに向かって累積していった場合において、骨材Ｂ全体の１５質量％に達したときの骨材Ｂの粒径をいう。

【0038】

セメント組成物中の骨材Ａと骨材Ｂの合計量の割合は、好ましくは２５～４０体積％、より好ましくは３０～３８体積％、特に好ましくは３２～３６体積％である。該割合が２５体積％以上であれば、セメント組成物の発熱量が小さくなり、かつ、セメント質硬化体の収縮量が小さくなる。該割合が４０体積％以下であれば、セメント組成物の強度発現性を向上させることができる。骨材Ａと骨材Ｂの合計量に対する骨材Ｂの割合は、好ましくは４０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下である。該割合が４０体積％以下であれば、セメント組成物の強度発現性（例えば、圧縮強度）を向上させることができる。骨材Ｂを含むセメント組成物（例えば、コンクリート）を硬化してなるセメント質硬化体の圧縮強度は、好ましくは３００Ｎ／ｍｍ²以上、より好ましくは３２０Ｎ／ｍｍ²以上、特に好ましくは３４０Ｎ／ｍｍ²以上である。

【0039】

以下、セメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体の製造方法について詳説する。セメント質硬化体の製造方法の一例は、上述したセメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、未硬化の成形体を、１０～４０℃で２４時間以上、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、硬化した成形体について、７０℃以上１００℃未満で１時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、１００～２００℃で１時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、加熱養生後の硬化体を、１５０～２００℃で２４時間以上、加熱（ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。）して、セメント質硬化体を得る高温加熱工程を含むものである。

【0040】

［成形工程］
本工程は、セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る工程である。打設を行う前に、本発明のセメント組成物を混練する方法としては、特に限定されるものではない。また、混練に用いる装置も特に限定されるものではなく、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等の慣用のミキサを使用することができる。さらに、打設（成形）方法も特に限定されるものではない。なお、本工程における未硬化の成形体は、セメント組成物中の気泡を低減又は除去したセメント組成物からなるものであってもよい。セメント組成物中の気泡を低減又は除去することで、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができる。セメント組成物中の気泡を低減又は除去する方法としては、（１）セメント組成物の混練を減圧下で行う方法、（２）混練後のセメント組成物を、型枠内に打設する前に減圧して脱泡させる方法、（３）セメント組成物を型枠内に打設した後、減圧して脱泡させる方法等が挙げられる。

【0041】

［常温養生工程］
本工程は、未硬化の成形体を、１０～４０℃（好ましくは１５～３０℃）で２４時間以上（好ましくは２４～７２時間、より好ましくは２４～４８時間）、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形体を得る工程である。養生温度が１０℃以上であれば、養生時間を短くすることができる。養生温度が４０℃以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。養生時間が２４時間以上であれば、脱型の際に、硬化した成形体に欠けや割れ等の欠陥が生じにくくなる。また、本工程において、硬化した成形体が、好ましくは２０～１００Ｎ／ｍｍ²、より好ましくは３０～８０Ｎ／ｍｍ²の圧縮強度を発現した時に、硬化した成形体を型枠から脱型することが好ましい。該圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ²以上であれば、脱型の際に、硬化した成形体に欠けや割れ等の欠陥が生じにくくなる。該圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ²以下であれば、後述する吸水工程において、少ない労力で、硬化した成形体に吸水させることができる。

【0042】

［加熱養生工程］
本工程は、前工程で得られた硬化した成形体について、７０℃以上１００℃未満（好まくは７５～９５℃、より好ましくは８０～９２℃）で１時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、１００～２００℃（好ましくは１６０～１９０℃）で１時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る工程である。本工程において、蒸気養生または温水養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは１２時間以上、より好ましくは２４～９６時間、特に好ましくは３６～７２時間である。オートクレーブ養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは２時間以上、より好ましくは３～６０時間、特に好ましくは４～４８時間である。蒸気養生もしくは温水養生とオートクレーブ養生の両方を行う場合（例えば、蒸気養生もしくは温水養生を行った後、さらにオートクレーブ養生を行う場合）、蒸気養生もしくは温水養生における養生時間は、好ましくは１～７２時間、より好ましくは２～４８時間であり、オートクレーブ養生における養生時間は、好ましくは１～２４時間、より好ましくは２～１８時間である。本工程において、養生温度が前記範囲内であれば、養生時間を短くすることができ、また、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。また、本工程において、養生時間が前記範囲内であれば、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。

【0043】

［高温加熱工程］
本工程は、加熱養生後の硬化体を、１５０～２００℃（好ましくは１７０～１９０℃）で２４時間以上（好ましくは２４～７２時間、より好ましくは３６～４８時間）、加熱（ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。）して、セメント質硬化体を得る工程である。本工程における加熱は、通常、乾燥雰囲気下（換言すると、水や水蒸気を人為的に供給しない状態）で行われる。加熱温度が１５０℃以上であれば、加熱時間を短くすることができる。加熱温度が２００℃以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。加熱時間が２４時間以上であれば、セメント質硬化体の圧縮強度を向上させることができる。

【0044】

［吸水工程］
常温養生工程と加熱養生工程の間に、常温養生工程において得られた硬化した成形体に吸水させる吸水工程を含んでもよい。硬化した成形体に吸水させる方法としては、該成形体を水中に浸漬させる方法が挙げられる。また、該成形体を水中に浸漬させる方法において、短時間で吸水量を増やし、セメント質硬化体の圧縮強度を大きくする観点から、（１）該成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる方法、（２）該成形体を、沸騰している水の中に浸漬させた後、該成形体を浸漬させたまま、水温を４０℃以下に低下させる方法、（３）該成形体を、沸騰している水の中に浸漬させた後、該成形体を沸騰している水から取り出して、次いで、４０℃以下の水に浸漬させる方法、（４）該成形体を、加圧下の水の中に浸漬させる方法、又は（５）該成形体への水の浸透性を向上させる薬剤を溶解させた水溶液の中に、該成形体を浸漬させる方法、が好ましい。

【0045】

上記成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる方法としては、真空ポンプや大型の減圧容器等の設備を利用する方法が挙げられる。上記成形体を、沸騰している水の中に浸漬させる方法としては、高温高圧容器や熱温水水槽等の設備を利用する方法が挙げられる。硬化した成形体を、減圧下の水または沸騰している水の中に浸漬させる時間は、吸水率を高くする観点から、好ましくは３分間以上、より好ましくは８分間以上、特に好ましくは２０分間以上である。該時間の上限は、セメント質硬化体の圧縮強度をより高くする観点から、好ましくは６０分間、より好ましくは４５分間である。

【0046】

吸水工程における吸水率は、セメント組成物が粗骨材を含まない場合（セメント組成物が骨材Ｂを含まない、あるいは、セメント組成物中の骨材Ｂが粗骨材に該当しない場合）、φ５０×１００ｍｍの硬化した成形体１００体積％に対する水の割合として、好ましくは０．２体積％以上、より好ましくは０．３～２．０体積％、特に好ましくは０．３５～１．７体積％であり、セメント組成物が粗骨材を含む場合（セメント組成物中の骨材Ｂが粗骨材に該当する場合）、φ１００×２００ｍｍの硬化した成形体１００体積％に対する水の割合として、好ましくは０．２体積％以上、より好ましくは０．３～２．０体積％、特に好ましくは０．３５～１．７体積％である。これらの吸水率が０．２体積％以上であれば、セメント質硬化体の圧縮強度をより高めることができる。

【0047】

以上のとおり、衝撃構造体６の正面パネル７は、一般的なコンクリートと比較して高い強度特性を有しているため、落石防護用保護構造物１０としての耐衝撃性が向上する。また、強度特性が高い分、厚みを抑えることができ、過剰な表層材も不要となる。正面パネル７が損傷した際、正面パネル７の交換も可能となる。また、緩衝材８の圧縮弾性率が所定の数値範囲（２００～２０００Ｎ／ｃｍ²、より好ましくは４００～１０００Ｎ／ｃｍ²、さらに好ましくは４５０～６００Ｎ／ｃｍ²）であることで、正面パネル７において、優れた荷重分散性が実現し、擁壁１のコンクリート部分の損傷が防止される。

【0048】

次に、本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。図２には、第二実施形態に係る落石防護用保護構造物２０が示され、図３には、第三実施形態に係る落石防護用保護構造物３０が示され、図４には、第四実施形態に係る落石防護用保護構造物４０が示され、図５には、第五実施形態に係る落石防護用保護構造物５０が示され、図６には、第六実施形態に係る落石防護用保護構造物６０が示され、図７には、第七実施形態に係る落石防護用保護構造物７０が示されている。なお、以下では、主に第一実施形態と異なる構成が説明され、第一実施形態と同様の構成は説明が適宜省略されている。

【0049】

図２に示されているとおり、第二実施形態に係る落石防護用保護構造物２０は、支持層に打たれた杭１３を有している点において、第一実施形態に係る落石防護用保護構造物１０と異なる。本実施形態であっても、落石防護用保護構造物１０と同じ効果を奏するし、擁壁２１の形状を直方体とすることも可能となる。

【0050】

図３に示されているとおり、第三実施形態に係る落石防護用保護構造物３０は、衝撃構造体３６が、擁壁３１の防護面３２における上部にのみ設置され、下部に設置されておらず、下部では防護面３２が露出している点において、第一実施形態に係る落石防護用保護構造物１０と異なる。

【0051】

衝撃構造体３６は、防護面３２において、概ね上半分の大きさであり、例えば鋼製治具１４を介して設置されている。この場合、衝撃構造体３６を防護面３２に固定するためのアンカー等は不要である。鋼製治具１４は、形鋼等から構成されており、衝撃構造体３６の側縁に沿って伸びた側面フレーム１５と、衝撃構造体３６の下縁に沿って伸びた下面フレーム１６とを有している。本実施形態であっても、落石防護用保護構造物１０と同じ効果を奏するし、防護面２の全面に渡って衝撃構造体６が設置された落石防護用保護構造物１０と比較して、衝撃構造体３６の交換が容易である。また、土砂によって埋まるのは防護面３２の下部であるため、防護面３２の上部にある衝撃構造体３６は、落石に対して機能を果たすことができる。

【0052】

図４に示されているとおり、第四実施形態に係る落石防護用保護構造物４０は、擁壁４１の天端面４４に、超高強度繊維補強コンクリートの天端パネル４９が設置されている点において、第一実施形態に係る落石防護用保護構造物１０と異なる。天端パネル４９は、アンカーや接着剤によって天端面４４に固定され、天端パネル４９と天端面４４との間には、緩衝材４８が設置されていない。本実施形態であっても、落石防護用保護構造物１０と同じ効果を奏するし、仮に、衝突物の衝撃が防護面４２に加わり、ひび割れが天端面４４に至った場合であっても、天端面４４の局部破壊が天端パネル４９によって抑圧される。

【0053】

図５に示されているとおり、第五実施形態に係る落石防護用保護構造物５０は、擁壁５１の天端面５４及び衝撃構造体５６の上面に、超高強度繊維補強コンクリートの天端パネル５９が設置されている点において、第一実施形態に係る落石防護用保護構造物１０と異なる。第四実施形態に係る落石防護用保護構造物４０と同様に、天端パネル５９は、アンカーや接着剤によって天端面５４に固定され、天端パネル５９と天端面５４との間には、緩衝材５８が設置されていない。本実施形態であっても、落石防護用保護構造物１０と同じ効果を奏するし、落石防護用保護構造物４０と同様に、仮に、衝突物の衝撃が防護面５２に加わり、ひび割れが天端面５４に至った場合であっても、天端面５４の局部破壊が天端パネル５９によって抑圧されるうえ、正面パネル５７や緩衝材５８が天端面５４側から張り出すことも抑圧される。なお、本実施形態の変形例では、天端パネル５９がアンカー等で天端面５４に強固に固定されれば、正面パネル５７は、アンカー等を要さず、接着剤等で固定されればよい。天端パネル５９と正面パネル５７とが接着等で一体化され、アンカー等で天端面５４に強固に固定されれば、アンカー等の使用数が少なくなり、衝撃構造体５６の交換も容易となる。

【0054】

図６に示されているとおり、第六実施形態に係る落石防護用保護構造物６０は、第三実施形態に係る落石防護用保護構造物３０と同様に、衝撃構造体６６が、擁壁６１の防護面６２における上部にのみ設置され、下部に設置されておらず、下部では防護面６２が露出している点、及び、第四実施形態に係る落石防護用保護構造物４０と同様に、擁壁６１の天端面６４に、超高強度繊維補強コンクリートの天端パネル６９が設置されている点において、第一実施形態に係る落石防護用保護構造物１０と異なる。衝撃構造体６６は、鋼製治具１４を介して設置されている。

【0055】

本実施形態であっても、落石防護用保護構造物１０と同じ効果を奏するし、防護面２の全面に渡って衝撃構造体６が設置された落石防護用保護構造物１０と比較して、落石防護用保護構造物３０と同様に、衝撃構造体６６の交換が容易である。また、落石防護用保護構造物３０と同様に、土砂によって埋まるのは防護面６２の下部であるため、防護面６２の上部にある衝撃構造体６６は、落石に対して機能を果たすことができる。また、落石防護用保護構造物４０と同様に、仮に、衝突物の衝撃が防護面６２に加わり、ひび割れが天端面６４に至った場合であっても、天端面６４の局部破壊が天端パネル６９によって抑圧される。

【0056】

なお、落石防護用保護構造物６０の変形例では、第五実施形態に係る落石防護用保護構造物５０と同様に、擁壁６１の天端面６４及び衝撃構造体６６の上面に、天端パネル６９が設置される。この場合、天端パネル６９と正面パネル６７とが一体であってもよい。この場合、天端パネル６９がアンカー等で天端面６４に強固に固定されれば、正面パネル６７は、アンカー等を要さず、接着剤等で固定されればよい。

【0057】

図７に示されているとおり、第七実施形態に係る落石防護用保護構造物７０は、第二実施形態に係る落石防護用保護構造物２０と同様に、支持層に打たれた杭１３を有している点、第四実施形態に係る落石防護用保護構造物４０と同様に、擁壁７１の天端面７４に、超高強度繊維補強コンクリートの天端パネル７９が設置されている点において、第一実施形態に係る落石防護用保護構造物１０と異なる。本実施形態であっても、落石防護用保護構造物１０と同じ効果を奏するし、落石防護用保護構造物２０と同様に、擁壁７１の形状を直方体とすることも可能となるうえ、落石防護用保護構造物４０と同様に、仮に、衝突物の衝撃が防護面７２に加わり、ひび割れが天端面７４に至った場合であっても、天端面７４の局部破壊が天端パネル７９によって抑圧される。

【0058】

なお、落石防護用保護構造物７０の変形例では、第五実施形態に係る落石防護用保護構造物５０と同様に、擁壁７１の天端面７４及び衝撃構造体７６の上面に、天端パネル７９が設置される。この場合、天端パネル７９と正面パネル７７とが一体であってもよい。この場合、天端パネル７９がアンカー等で天端面７４に強固に固定されれば、正面パネル７７は、アンカー等を要さず、接着剤等で固定されればよい。

【0059】

次に、本発明の実施例を説明する。

【0060】

実施例の超高強度繊維補強コンクリートでは、セメント組成物は、水結合材比（Ｗ／Ｂ）を１４％とし、鋼繊維の混入率は体積の外割で３.０％とした。圧縮強度は３１１Ｎ／ｍｍ²であった。実施例の圧縮弾性率は、それぞれ、２００Ｎ／ｃｍ²、５００Ｎ／ｃｍ²、８５０Ｎ／ｃｍ²、２０００Ｎ／ｃｍ²であった。擁壁は、幅３０００ｍｍ、高さ２０００ｍｍ、奥行１３００ｍｍとした。正面パネルの厚みは２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、緩衝材の厚みは１００ｍｍ、２５０ｍｍ、１０００ｍｍとした。正面パネルは、防護面ならびに天端面に設置した。緩衝材は防護面にのみ設置した。防護面に設置する際は鋼製治具により固定した（第六実施形態、図６参照）。比較例は、衝撃構造体を有さず、擁壁のみである。

【0061】

【表1】

【0062】

実施例１～９の擁壁の防護面（衝撃構造体）及び比較例の防護面に重錘を衝突させた。重錘は質量８９０ｋｇの鋼製であり、直径５００ｍｍ、全長６９０ｍｍの円柱状である。重錘は、２台のクレーンを用いた振り子運動によって擁壁に衝突させ、落下高さは１０ｍとした。実験の結果、補強を行わなかった比較例は衝突荷重の作用により損傷し、衝突位置を中心に上下左右にひび割れが進展し、擁壁の半分の中心部よりも先にひび割れが生じて破壊状態となった。一方、実施例は、衝撃構造体で防護面を補強することで、擁壁の破壊を防ぐことができた。

【0063】

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

【符号の説明】

【0064】

１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ 擁壁
２、２２、３２、４２、５２、６２、７２ 防護面
３、２３、３３、４３、５３、６３、７３ 反対面
４、２４、３４、４４、５４、６４、７４ 天端面
５、２５、３５、４５、５５、６５、７５ 基礎面
６、２６、３６、４６、５６、６６、７６ 衝撃構造体
７、２７、３７、４７、５７、６７、７７ 正面パネル
８、２８、３８、４８、５８、６８、７８ 緩衝材
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 落石防護用保護構造物
１１ アンカー
１２ アンカープレート
１３ 杭
１４ 鋼製治具
１５ 側面フレーム
１６ 下面フレーム
４９、５９、６９、７９ 天端パネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】