ジオファブリッククロス

製品紹介

基本属性：定義と本質的な特徴

1. ジオファブリックは、主に高分子合成繊維（ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレンなど）を原料とし、少量の天然繊維（亜麻や綿など、現在ではあまり使用されていない繊維）も含まれています。不織布加工（ニードルパンチング、サーマルボンディング、ケミカルボンディング）または製織加工（ウィービング）によって加工・成形されます。一部のジオテキスタイル製品には、コーティングやラミネート加工などの後処理が施され、特定の特性（例：抗老化、防水）が向上します。

2. 物理的性質：

• 透水性: 不織布ジオテキスタイルは主に多孔質構造で、透水性が良好 (通常 10 ⁻¹ ～ 10 ⁻ cm/s) であり、水とガスは通過しますが、固体粒子は遮断します。織布ジオテキスタイルの透水性は繊維の隙間によって決まり、必要に応じて調整できます。

• 密度と厚さ：密度は通常100～800g/㎡（従来範囲）で、密度の増加に伴い厚さも増加し、通常は1～5mmです。特殊な用途（緩衝材など）では、10mmを超えることもあります。

• 環境耐性: 合成繊維素材は、耐酸性、耐アルカリ性（pH 3〜11 の範囲内で安定）、耐塩水噴霧性、耐微生物侵食性などの特性を備えていますが、天然繊維は屋外で使用する前に防錆処理を施す必要があります。

3. 機械的性質：

• 引張強度: 横方向および縦方向の引張強度は通常 5 ～ 50 kN/m ですが、さまざまな工学荷重要件を満たすために、繊維の種類 (ポリプロピレンよりも強度が高いポリエステル繊維など) とプロセス (不織布よりも引張強度が優れている織物など) を調整することで強度を向上させることができます。

• 引き裂き強度と破裂強度：引き裂き強度（局所的な引き裂きに抵抗する能力）は一般に0.5〜5kN、破裂強度（垂直圧力に抵抗する能力）は1〜10kNであり、施工中および使用中に簡単に破損しないことを保証します。

コア機能：エンジニアリングにおける中核的な役割

1. 濾過機能：これはジオテキスタイルの最も基本的な機能の一つです。水がジオテキスタイルを通過する際、多孔質構造が土粒子や砂などの固形不純物を遮断し、土壌浸食を防ぎます。同時に、清澄な水がスムーズに通過し、細孔の閉塞を防ぎます（例えば、水理工学における「濾過層」に代替材料を使用することで、従来の砂利濾過層に代わる工数を削減できます）。

2. 排水機能：独自の細孔チャネルまたは他の排水材料（ジオテキスタイル排水ネットワークなど）との複合により、岩石および土壌内の余分な水（雨水、地下水など）が指定された場所（排水盲溝など）に迂回され、土壌水分含有量が低減し、水の蓄積（路盤凍上、ダム配管など）による土壌軟化および強度低下が回避されます。

3. 分離機能：ジオテキスタイルのバリア特性を活用することで、異なる物理的特性を持つ2つ以上の材料（土と砂、砂とコンクリート、路盤土とバラストなど）を分離し、異なる材料の混合による性能低下を防ぎます。例えば、路盤工事において、ジオテキスタイルは軟弱地盤の最下層と充填材の上層を分離することで、充填材が軟弱地盤に沈下するのを防ぎながら、それぞれの構造的完全性を維持します。

4. 補強機能：ジオテキスタイルの引張強度を利用して土壌と「複合構造」を形成し、土壌が受ける荷重（車両荷重や盛土の自重など）をより広い面積の土壌に伝達・分散することで、土壌全体の支持力と変形抵抗力を高めます（路盤沈下量の低減、法面安定性の向上など）。

主な特徴: 従来の素材との根本的な違い

1. 軽量で便利：ジオテキスタイル1ロールの重量は通常50〜200kgで、厚さが薄く（1〜5mm）、輸送および保管コストが低くなります。施工中に大型の設備は必要なく、手作業での敷設で十分であり、従来の砂利フィルター層（従来の砂利フィルター層は層状の舗装と圧縮が必要で、プロセスが複雑）よりも効率がはるかに高く、施工期間を30％〜50％短縮できます。

2. 性能の強力な制御性: 原材料 (ポリプロピレンとポリエステルなど)、プロセス (針密度、織り方)、後処理 (コーティング、複合材) を調整することで、引張強度、透水性、耐老化性などのジオテキスタイルの主要指標を正確に制御し、さまざまなプロジェクトの個別のニーズ (水利プロジェクトに必要な高い透水性や、埋立地に必要な高い耐腐食性など) を満たすことができます。

3. 優れた経済性：ジオテキスタイルの単価は砂や砂利よりも高いものの、全体的なコストは低くなります。一方では、従来の資材（砂や砂利など）の使用量を削減し（例えば、1㎡のジオテキスタイルで3～5㎡の砂や砂利のフィルター層を置き換えることができます）、他方では、輸送、建設、メンテナンスのコストを削減し（後期の構造的故障によるメンテナンスコストの削減など）、ライフサイクル全体のコストは従来のソリューションよりも20％～40％低くなります。

4. 耐久性と環境保護：合成繊維ジオテキスタイルの抗老化性能（抗酸化剤と紫外線安定剤を追加した後）は、50年以上のプロジェクト寿命（高速道路や水利プロジェクトの設計寿命など）を満たすことができます。一部の製品では、生分解性材料（ポリ乳酸繊維など）を使用でき、一時的なプロジェクト（一時的な路盤など）に適しており、長期的な環境への影響を回避できます。

5. 幅広い適応性：複雑な地形（急斜面や湾曲した盛土など）に適応でき、設置時に地形に合わせて変形できるため、フィット感も高いです。同時に、極端な環境（-40℃～80℃の温度範囲、酸性およびアルカリ性土壌）にも耐えることができ、高寒冷、塩性アルカリ性土地、鉱山地帯などの特殊なシナリオでも安定した役割を果たすことができます。

製品パラメータ

製品の用途

1. 水利工学：主に漏水や浸食を防止するために使用されます。例えば、アースロックダムや堤防の堤体と基礎の間にジオテキスタイルを敷設することで、土壌粒子を濾過し、浸水による堤体の損傷を防ぎます。また、河川や貯水池の法面保護にジオテキスタイルを敷設することで、水による浸食を防ぎ、堤防の崩壊を防ぎます。

2. 交通工学：路盤安定性問題に対する中核的な解決策。高速道路や鉄道の軟弱地盤にジオテキスタイルを敷設することで、基礎の支持力を高め、沈下を軽減することができます。路盤の砂利層と土台の間にジオテキスタイルを敷設することで、材料の混合を防ぎ、雨水の排水を促進し、路盤の軟化を防ぐことができます。

3. 建設工事：主に防漏・排水に使用されます。地下室の側壁や底板にジオテキスタイルを敷設し、排水システムと組み合わせることで、土壌の浸出を誘導し、漏水を防ぎます。屋上緑化や掘削法面工事の際にジオテキスタイルを敷設することで、異なる材料を隔離し、構造物を摩擦による損傷から保護します。

4. 環境工学：重要な役割は隔離と濾過です。埋立地の底にジオテキスタイルを敷設することで、浸出水を土壌から隔離し、汚染を防止できます。また、下水処理場の沈殿池や人工湿地にジオテキスタイルを敷設することで、下水中の浮遊粒子を濾過し、処理効率を向上させることができます。

要約すると、濾過、排水、隔離、補強、保護などの柔軟な機能を備えたジオテキスタイルは、水利保全、輸送、建設、環境保護の 4 つの主要分野におけるエンジニアリングにおける漏水、沈下、侵食、汚染という中核的な問題点をターゲットにしてきました。エンジニアリングの安定性、安全性、耐久性を高める低コストで高性能な材料であり、さまざまなプロジェクトの円滑な建設と長期的な運営において、かけがえのないサポート役を果たしています。