(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位セメント量を２２０〜４５０ｋｇ／ｍ3 とし、水セメント比を２５〜４０％とし、セメント骨材重量比は骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石を使用する場合に１：５〜８．５とし、骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石を使用する場合に１：４〜８とし、骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石を使用する場合に１：３．５〜７として雨水浸透製品を造り、骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に敷設する再生資源骨材の最小粒径を５ｍｍ以上とし、骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に敷設する再生資源骨材の最小粒径を２．５ｍｍ以上とし、骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に敷設する再生資源骨材の最小粒径を１．２ｍｍ以上としたことを特徴とする雨水の地下浸透施設。
【請求項２】
単位セメント量を２２０〜４５０ｋｇ／ｍ3 とし、水セメント比を２５〜４０％とし、セメント骨材重量比は骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石を使用する場合に１：５〜８．５とし、骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石を使用する場合に１：４〜８とし、骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石を使用する場合に１：３．５〜７として雨水浸透製品を造り、この雨水透水製品を地中に埋設すると共に、骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に最小粒径が５ｍｍ以上の再生資源骨材を敷設し、骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に最小粒径が２．５ｍｍ以上の再生資源骨材を敷設し、骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に最小粒径が１．２ｍｍ以上の再生資源骨材を敷設することを特徴とする雨水の地下浸透施設の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継続的に雨水浸透機能を発揮することができ、再生資源利用の促進にも貢献することができる雨水の地下浸透施設及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、浸透桝や浸透トレンチ、浸透側溝や浸透井戸等の雨水浸透製品としては、コンクリート製品やプラスチック製品が用いられているが、コンクリート部分に孔を開設した有孔タイプ、細長いスリットを開設したスリットタイプなどがある。そして、上記の雨水浸透製品を地中に埋設すると共に、その周辺を４号砕石（３０〜２０ｍｍ）などで充填し、集水した雨水をその底部及び側面から浸透させて雨水の地下浸透施設としている。
【０００３】
一方、平成３年再生資源利用の促進に関する法律が施行され、建設工事においては発注者、建設業者、国及び地方公共団体がそれぞれの責務を分担して、建設副産物たる土砂、コンクリート塊等の再生資源の利用を促進することとなった。建設副産物は、ほとんどが安全なものであり、その多くは建設資材等として再利用可能なものである。そして、この建設副産物の現在の利用分野は道路建設の路盤材としての用途が大部分である。また、通常のコンクリートの骨材の代替としての用途として舗装材（インターロッキングブロック等）なども造られているが試行の域を脱していない。骨材としての強度が通常の骨材より小さいために、通常の骨材に何割か混入させる方法をとるため使用量が少ないことも一因と考えられる。
また、都市ゴミの不燃物やゴミを焼却した後の焼却残渣、ガラスカレットまた下水道汚泥を焼却した灰などを骨材として再生するなど供給体制は整いつつあるが、その利用分野が前記の道路建設の路盤材だけでは供給過剰となり、再生資源としての用途の拡大（別の用途への利用）を図る必要がある。
例えば下水汚泥の溶融スラグは、下水汚泥中の灰分を高温下（１２００〜１５００℃）で溶融状態とし、何らかの方法で冷却し、固化したものをいう。この冷却方法により、溶融スラグは大きく二つに大別でき、一つは水と直接接触或いは浸して冷却することにより得られる水砕スラグ、もう一つは大気中で放冷することにより得られる空冷スラグである。水砕スラグはガラス質で細粒状或いは砂状である。空冷スラグは塊状或いは砕石状である。
水砕スラグの粒径はほぼ０．３〜１０ｍｍの範囲となる。空冷スラグもガラス質であり、粒径１０〜１００ｍｍ程度で、通常破砕したのち再利用される。
スラグは細粒分が少なく、ガラス質であるため、路盤材として要求される締め固めを十分に行うことができずに、他の用途もないため、埋め立て処分されるものもある。
スラグ化すると焼却灰をそのまま埋め立てるより安全性に富み、容量も約１／３となるため、処分場をその分だけ節約することはできるが、処分場の不足の状況に変化はなく有効利用方法の拡大が望まれている。
スラグ骨材は都市ゴミの焼却灰においても製造が可能である。
焼却残渣リサイクル骨材は都市ゴミを焼却した後の焼却残渣から有価物（金属類）や灰分を除去した後に残る、陶器、磁器、ガラス、石であり、粒径は０．３〜１５ｍｍの粒度範囲にしているものが多い。また不燃物として回収された瓶等を破砕したガラスカレットは本来ガラス製品として再利用が可能であるが、再生工場までの搬送費用と埋め立て処分との経済比較から埋め立て処分されるものもある。
このように再生資源骨材は、粒径の大小が入り混じっていたり、細粒分を多く含んでおり、再生工場において分級されているものもあるが、使用範囲を限定すると残りが再びゴミになる可能性があり、細粒分を含む広範囲の粒径のものを用いることができるような利用、しかも特別の設備を必要としない（シンプルな）利用方法が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記雨水の地下浸透施設に、従来の４号砕石に代えて広範囲の粒径分布を有する前記の再生資源骨材を用いようとする場合、通常２０ｍｍ程度の有孔タイプやスリットタイプの雨水浸透製品では特に再生資源骨材の細粒分が外周からその孔やスリットに入って透水性を阻害してしまい、施設の閉塞や外周での沈下が生じる虞があった。
また、孔やスリットを小さくすると再生資源骨材が外周から浸入しにくくなる反面、透水しにくくなる。そこで、十分な透水性を保つためには多数の細孔や小さいスリットが必要になるが、このように多数の細孔や小さいスリットを開設した雨水浸透製品を作製することは工業的に実用的ではない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記に鑑み提案されたもので、単位セメント量を２２０〜４５０ｋｇ／ｍ3 とし、水セメント比を２５〜４０％とし、セメント骨材重量比は骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石を使用する場合に１：５〜８．５とし、骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石を使用する場合に１：４〜８とし、骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石を使用する場合に１：３．５〜７として雨水浸透製品を造り、骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に敷設する再生資源骨材の最小粒径を５ｍｍ以上とし、骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に敷設する再生資源骨材の最小粒径を２．５ｍｍ以上とし、骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石で前記雨水浸透製品を造った場合にはその外周に敷設する再生資源骨材の最小粒径を１．２ｍｍ以上としたことを特徴とする雨水の地下浸透施設、及びその施工方法に関するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では、まず浸透桝や浸透トレンチ、浸透側溝や浸透井戸等の雨水浸透製品を、骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石又は骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石又は骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石を用いて作製するのであるが、単位セメント量を２２０〜４５０ｋｇ／ｍ3 とし、水セメント比を２５〜４０％とする。
骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石を用いる場合、セメント骨材比を１：５〜８．５として作製すると、形成される空隙径はおよそ最大で２．５ｍｍとなる。
骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石を用いる場合、セメント骨材比を１：４〜８として作製すると、形成される空隙径はおよそ最大で１．２ｍｍとなる。
骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石を用いる場合、セメント骨材比を１：３．５〜７として作製すると、形成される空隙径はおよそ最大で０．６ｍｍとなる。
本発明では、上記の雨水浸透製品の最大空隙径より大きい粒径の再生資源骨材を使用するので、雨水浸透製品の連続する空隙内に再生資源骨材が浸入することがなく、透水性を損なうことがない地中浸透施設となる。
尚、雨水浸透製品の骨材粒径は、工業製品として供給されるものであり、規定される粒度は一定の範囲において変動する。この骨材粒径は公称として示される粒度範囲であり、特に最小の粒度で示されるものよりも小さい粒径、より細かい粒度のものが含まれている。本発明においてはこのことも考慮し約１５％の混入を見込んだ範囲において前記の範囲を定めており、細粒分が少ない場合、通常のセメントコンクリート材料の細骨材で適宜補正することもある。要するに本発明において規定した砕石の骨材粒径の最大寸法は、重量で少なくとも９０％が通るふるいのうち、最小のふるいの呼び寸法で示される骨材の寸法であり、同様に最小寸法は、重量で少なくとも８５％がとどまるふるいのうち、最大の呼び寸法で示される骨材の寸法である。
【０００７】
また、前記本発明における雨水浸透製品は、透水係数、空隙率、曲げ強度において以下の範囲の物性を有するものとなる。
透水係数；
骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石又は
骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石を用いた場合・・・３×１０-1ｃｍ／ｓ以上
骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石を用いた場合・・・１×１０-1ｃｍ／ｓ以上
空隙率；
骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石又は
骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石を用いた場合・・・２０〜３２％
骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石を用いた場合・・・１５〜２５％
曲げ強度；
骨材粒径２０〜１３ｍｍの砕石又は
骨材粒径１３〜５ｍｍの砕石を用いた場合・・・２０ｋｇ／ｃｍ2 以上
骨材粒径５〜２．５ｍｍの砕石を用いた場合・・・２５ｋｇ／ｃｍ2 以上
これらの物性が、地下浸透施設として十分な強度、透水性、閉塞しにくい空隙率の範囲であることは、試験等により十分に確認されている。
【０００８】
一方、前記本発明における雨水浸透製品の底面や側面等の外周に敷設する再生資源骨材の透水係数は骨材の粒度と間ゲキ比によって求まるものであるが、透水係数の概略は２．５ｍｍ以上の場合、１〜１０2 ｃｍ／ｓの範囲であり、１．２ｍｍ以上の場合、１０-1〜１０2 の範囲である。一般に雨水を浸透させる対象となる土壌の透水係数は１０-2ｃｍ／ｓ以下であるから、上記再生資源骨材が雨水の移動を妨げることはない。
また、再生資源骨材は、前記のように道路建設の路盤材として用いられていることからも明らかなように、一般的に浸透施設に適用するのに十分な強度を有するものである。
尚、本発明では前記雨水浸透製品に用いた砕石の骨材粒径によって、使用する再生資源骨材の最小粒径を前記の通り設定したが、この設定した最小粒径は一定の範囲において変動する。この最小粒径は公称として示される粒度範囲であり、設定した最小粒径よりも小さい粒径のものが一般的には約１５％見込まれる。本発明において規定した再生資源骨材の最小粒径は、このふるい分けによる誤差も考慮して定めた。また、最大粒径については特に規定しないが、実質的に１００ｍｍ以上のものは流通していないので、これを上限としても良い。
【０００９】
さらに、再生資源骨材は、一般的に生産される（再生される）場所が都市内であり、遠方より骨材を運送する場合に生じる交通問題も解消され、運賃が大幅に軽減できる。したがって、再生資源骨材を用いることにより、安価で雨水浸透施設を構築することができる。
【００１０】
前記のように本発明の雨水の地下浸透施設及びその製造方法は、無数の連続する孔が閉塞しにくい特性を有し、施設としての耐久性に優れている。また、広範囲の粒径を有する再生資源骨材を用いて安価に施工することができ、しかも再生資源利用の促進にも貢献するものとなる。
【００１１】
また、前記雨水浸透製品に用いる砕石として再生資源骨材を適宜に分級したものを使用するようにしても良い。この場合、本発明の地下浸透施設への再生資源骨材の使用量が増大し、前記再生資源利用の促進に、より多大な貢献をするものとなる。
【００１２】
尚、前記単位セメント量、水セメント比等は以下の技術的根拠に基づいて設定されたものである。
単位セメント量はセメントペーストにより空隙が閉塞することなく、且つ全ての骨材がセメントペーストで覆われる量が必要となる。
水セメント比は前記範囲より大きいとセメントペーストが流下してしまい、逆に前記範囲より小さいとセメントペーストの粘度が高すぎて正しい締固めができない。
【００１３】
ポーラスコンクリートの配合はセメントコンクリート混合物としての空隙をどう制御するかが重要であり、骨材の粒度、水セメント比、セメント量が相互に関連することから、使用する骨材に応じて最適な配合を定める必要がある。
ポーラスコンクリートの空隙率と強度及び透水係数との関係を図１に示す。
雨水浸透製品は長期的な使用（２０〜３０年）を前提としており、空隙率が大きい方が目詰まりによる浸透能力の低下が生じにくい。一方、空隙率の増加に伴い強度は低下する。また、使用する骨材の粒度及び骨材の最大寸法と最小寸法の範囲によっても空隙率は変動し、雨水浸透製品の厚さによって使用可能な骨材の最大寸法も検討されなければならない。
要するに本発明は、この空隙率と雨水浸透製品の外周に敷設する、細粒分を多く含む再生資源骨材を通過させないための空隙径、実用上要求される製品強度、外周に敷設する再生資源骨材の透水係数から目詰まりを生じ難いこと等の諸条件に鑑み設定されたものである。
【００１４】
【実施例】
〈試験１〉
まず、図２に示すように下記の３配合（ケース１〜３）のポーラスコンクリートを内径１０ｃｍ、高さ５ｃｍのポリ塩化ビニル製パイプ（以下、塩ビ管）の管内に打設し、硬化後、高さ１５ｃｍの塩ビ管を接着して継ぎ足した。尚、同図中における１は塩ビ管、２はふるい（受皿）、３は再生資源骨材、４はポーラスコンクリートである。
次に、再生資源骨材（焼却不燃物残渣骨材）を、１０〜５ｍｍ、５〜２．５ｍｍ、２．５〜１．２ｍｍ、１．２〜０．６ｍｍ、０．６〜０．３ｍｍ、０．３〜０．１５ｍｍ、０．１５〜０．０７４ｍｍの７種にふるい分けてたものを各１００ｇづつ混合したもの（７種類×１００＝７００ｇ）を、前記塩ビ管の中に投入し、上部から水を流し、下部から水と共に流出する再生資源骨材を採取した。
尚、受皿は０．０７４ｍｍのものを使用し、流入の水量は２０リットルとした。
その後、採取した再生資源骨材を乾燥させてふるい分けを行った。その結果は表１に示した。
【００１５】
ケース１
骨材粒径・・・・・・２０〜１３ｍｍ
単位セメント量・・・２４０ｋｇ／ｍ3
セメント骨材比・・・１：６．５
水セメント比・・・・４０％
【００１６】
ケース２
骨材粒径・・・・・・１３〜５ｍｍ
単位セメント量・・・３３０ｋｇ／ｍ3
セメント骨材比・・・１：５．５
水セメント比・・・・３５％
【００１７】
ケース３
骨材粒径・・・・・・５〜２．５ｍｍ
単位セメント量・・・４００ｋｇ／ｍ3
セメント骨材比・・・１：４．５
水セメント比・・・・３０％
【００１８】
【表１】
0003673579.tif 000002
【００１９】
表１から明らかなように、各配合のポーラスコンクリートの最大空隙径は以下の通りであった。
ケース１・・・・・・５〜２．５ｍｍ
ケース２・・・・・・２．５〜１．２ｍｍ
ケース３・・・・・・１．２〜０．６ｍｍ
ケース１の場合、０．６〜１．２ｍｍの粒径より小さい場合、ポーラスコンクリートを通過する割合が著しく増加する。
ケース２の場合、同じく０．３〜０．６ｍｍの粒径を境として、通過分量が増加している。
【００２０】
〈試験２〉
また、前記３配合（ケース１〜３）のポーラスコンクリートで雨水浸透製品（浸透桝）を造り、ケース１の浸透桝の外周には表２に示した最小粒径５ｍｍ以上の再生資源骨材（再生コンクリート骨材）を敷設し、ケース２の浸透桝の外周には表２に示した最小粒径２．５ｍｍ以上の再生資源骨材を敷設し、ケース３の浸透桝の外周には表２に示した最小粒径１．２ｍｍ以上の再生資源骨材を敷設し、図３に示す地下浸透施設とした。尚、同図中における５は透水シート、６は浸透桝、７は再生資源骨材、８は埋戻土である。また、浸透桝の内径Ｄは３５０ｍｍφ、その高さＬは５００ｍｍ、地下浸透施設の直径Ｂは６５０ｍｍφ、その高さＨ1 は７００ｍｍ、埋戻土を含めた高さは８００ｍｍである。
そして、図４に示すような測定装置によりこの地下浸透施設の単位当たりの浸透能力を測定すると共に、地下浸透施設の内外の観察を行った。尚、同図中における９は水位センサー、１０は配電盤、１１は流量計、１２は電磁バルブ、１３は手動バルブ、１４は水源、１５は電源である。そして、貯留水面に設置された水位センサー９が定水位を感知し、常に一定水位を維持するように電磁バルブ１２が適宜な量の水を供給し、その水量を流量計１１で測定する構成である。
試験場所は、群馬県館林市内（関東ローム）である。
【００２１】
【表２】
0003673579.tif 000003
【００２２】
〈試験２の結果〉
単位当たりの浸透能力は以下の通りであった。
ケース１・・・・・・２４４リットル／ｈ
ケース２・・・・・・２６０リットル／ｈ
ケース３・・・・・・２３０リットル／ｈ
【００２３】
また、地下浸透施設の内外を観察したが、雨水の流出抑制に十分の効果をもち、外周に敷設した再生資源骨材及び埋め戻した土地に地盤の低下等は見られなかった。
尚、表２に示すように、使用した再生資源骨材には、規定した最小粒径よりも小さい粒径のものがそれぞれ数％〜十数％程度含まれていたが、規定した粒径のふるいの２サイズ下の範囲にほぼ１００％収まっており、試験１の測定結果の結果からも、この範囲においての影響は軽微と判断される。また、施設の観察、浸透能力の測定結果によっても何等問題を生じることはなかった。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の雨水の地下浸透施設及びその製造方法は、特定粒径の砕石を用いて特定の単位セメント量、水セメント比、セメント骨材比で雨水浸透製品を作製し、その外周に特定の粒径を有する再生資源骨材を敷設した構成であり、安価に施工することができ、且つ高い透水性を長年に亙って保持するものとなる。
また、再生資源骨材の利用の観点においても、広範囲の粒径分布を有するその殆どの範囲に亙って利用することができるので、再生資源利用の促進にも貢献するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポーラスコンクリートの空隙率と強度及び透水係数との関係を示すグラフである。
【図２】実施例におけるポーラスコンクリートの最大空隙径を測定する装置の断面図である。
【図３】実施例において施工した地下浸透施設の一例を示す断面図である。
【図４】実施例における浸透能力の測定装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
５  透水シート
６  浸透桝
７  再生資源骨材
８  埋戻土
【図１】
0003673579.tif 000004
【図２】
0003673579.tif 000005
【図３】
0003673579.tif 000006
【図４】
0003673579.tif 000007