(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックフィルダムのコア材料等となる石材もしくは土砂、またはそれらの混合物についてその含水量を管理する土木材料の乾燥設備であって、
設備周縁を構成する壁部と該壁部上に設けられる屋根部とを備え、前記壁部及び屋根部の少なくともいずれかを構成する部材について、係る部材の一部または全部が透明であり、前記壁部及び屋根部の少なくともいずれかに吸排気用の通風開口部が設けられており、前記透明部材を透過する太陽光及び通風開口部の通気により前記土木材料の含水量を管理するとともに、設備内に該設備内環境を測定する為に温度、湿度及び日射量の少なくともいずれかを測定するセンサーが設置されていることを特徴とする土木材料の乾燥設備。
【請求項２】
前記乾燥設備の天井部及び前記壁部の少なくともいずれかに送風機が取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の土木材料の乾燥設備。
【請求項３】
前記通風開口部が、前記センサーにより得られた測定結果に基づき開閉する自動開閉機能を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の土木材料の乾燥設備。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の土木材料の乾燥設備を用い、前記センサーから得られた測定結果に基づいて土木材料の含水量管理を行うことを特徴とする土木材料の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石材及び土砂などの土木材料の乾燥設備とそれを用いた乾燥方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
石材や土砂など土木材料を多量に使用して行われる工事としては道路土工や宅地造成等が挙げられるが、その他にも例えば、ロックフィルダムの構築が挙げられ、係るロックフィルダムは図１に示すような側断面構造からなるものである。
【０００３】
このロックフィルダムＲは、比較的粒径が大きく十分な強度を備える砕石等により堤体の外縁部を形成し、貯水用の流水Ｆを直接受け止めるといった主に堤体の防護的役割を担うロックゾーン２０と、ロックゾーン２０の内側に形成され、主に砂、砂利、砕石等で形成されたフィルタゾーン２１と、係るフィルターゾーン２１内側のダム堤体中心部に主に粘性土などの遮水性を備える土質材料にて形成されたコアゾーン２２とからなる断面構造を有するダムであり、基礎地盤が良好でなく重いコンクリートによるダム構築に耐えられないか、もしくは、付近にダム構築に供せられる石材を採取するに適当な採石場が存在する場合などに採用されるものである。
【０００４】
道路土工及び宅地造成等の工事においても状況は同様だが、特に上記ロックフィルダムＲの構築に要する土木材料の採取にあたっては、ダムという構造物の性質上、材料の均一性、分布状況、含水状態及び採取期間などに対して十分な考慮が払われる。しかしながら我が国のような多雨多湿地帯においては、採取当初より材料の含水量が比較的大きく、また、採取後の適切な手当を施さなければ、採取材料が降雨等で泥土化することも考えられる。
【０００５】
材料の含水量が所定量より多いと、材料の運搬や混合、またはまき出し等の各種作業を行うにあたりトラフィカビリティーが低下して作業効率低下につながったり、構築されたダムなどの構造物の遮水性や構造強度を低下させたりといった問題が生じるおそれもある。
【０００６】
そこで、採取後の材料はストックパイルにて仮置きし、圧密を促進させたり、屋外に敷き広げて天日による自然曝気乾燥を行ったりして所定量まで含水量の低下を図ることが多かった。また、乾燥装置を用いて発生させた熱風を材料に向け送風して材料より水分を蒸発させる強制乾燥法を行ったり、あるいは、吸水性の良好な生石灰を材料と混合して材料中の水分を吸収させ材料の含水量を低下させる生石灰混合法などもとられていた。その他にも、含水量が適切なレベルである良質材料と採取された材料とを混合し、見かけ上含水比を低下させるといった良質材混合法もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の土木材料の乾燥設備及び乾燥方法によれば、まず、ストックパイル内にて材料を仮置きして圧密促進を図り水分を浸出させても、周囲の気温が低いかまたは高湿度である天候条件が続くことになれば圧密により浸出した水分が蒸発することは困難となる。一方、屋外に材料を敷き広げて天日に曝す自然曝気乾燥により材料の含水量低下を図ろうとしても、例えば梅雨時期などの多雨期や豪雪地帯での積雪期などの気象条件下では逆に含水量を増加させることにもなりかねず、工事に必要な材料を所定量確保することが困難となって工期遅延にもつながる。
【０００８】
また、前記強制乾燥法を用いた場合には、熱風を発生させるのに熱源を必要とするため、係る熱源のエネルギーコスト及び機器の運営コスト等が必要とされ大量の材料の含水量管理にはコスト的に考えて不適である。さらに、前記生石灰混合法や良質材混合法によれば、混合後材料の物性にバラツキを生じやすく均質な品質を確保しにくいことに加え、材料を混合するための機材やスペースを確保する必要もあり、良質材入手の困難さと相まって大量の土木材料の含水量管理に適用することは困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、石材や土砂などの土木材料の含水量を、天候に因らず簡便かつ効率的に管理低減させることを可能ならしめる土木材料の乾燥設備及び乾燥方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明による土木材料の乾燥設備は、上記目的を達成するためになされたもので、ロックフィルダムのコア材料等となる石材もしくは土砂、またはそれらの混合物についてその含水量を管理する土木材料の乾燥設備であって、設備周縁を構成する壁部と該壁部上に設けられる屋根部とを備え、前記壁部及び屋根部の少なくともいずれかを構成する部材について、係る部材の一部または全部が透明であり、前記壁部及び屋根部の少なくともいずれかに吸排気用の通風開口部が設けられており、前記透明部材を透過する太陽光及び通風開口部の通気により前記土木材料の含水量を管理するとともに、設備内に該設備内環境を測定する為に温度、湿度及び日射量の少なくともいずれかを測定するセンサーが設置されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明においては、前記乾燥設備の天井部及び前記壁部の少なくともいずれかに送風機が取付けられていることが好ましく、また、前記通風開口部が、前記センサーにより得られた測定結果に基づき開閉する自動開閉機能を備えることがより好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の土木材料の乾燥方法は、上記の土木材料の乾燥設備を用い、前記センサーから得られた測定結果に基づいて土木材料の含水量管理を行うことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図２は、本発明の土木材料の乾燥設備１０を示す説明図である。
道路土工や宅地造成、またロックフィルダム等の施工に際し、図に示すような建屋を施工領域近辺に建造し、道路土工における路床材や路盤材、またはロックフィルダムのコアゾーン材料（以下、コア材料とする）などの乾燥設備として使用する。
【００１５】
この乾燥設備１０は、例えば床面が縦横数十ｍで軒高１０ｍ程度の鉄骨平屋建てであり、該設備１０の屋根部１０ａ及び壁部１０ｂは、建屋の骨組みとなる鉄骨に例えば透明樹脂板Ｃ（またはビニール等）を適宜張設して形成しており、晴天時には太陽光Ｎを透過させ、乾燥設備１０内に載置された土木材料Ｍに十分に太陽光Ｎを降り注がせることを可能ならしめる。
【００１６】
正面壁部Ｗ１には、土木材料Ｍの搬入と搬出とを行う入出口１１が、使用する重機やトラックＴ等のサイズに応じて設けられる。一方、側壁部Ｗ２には、設備１０内の通風を担う通風開口部１２と、設備１０内部に載置される土木材料Ｍの量や性状に応じた送風能力により通気を強制的に行う送排気扇１３とが連結して設けられている。ただし、前記入出口１１は単に重機やトラックＴ等の入出口としての機能を果たすのみならず、側壁部Ｗ２の通風開口部１２と同様の通風開口としても機能可能なものである。
【００１７】
この通風開口部１２と、上記の入出口１１（場合によっては該入出口１１以外に設けた正面壁部Ｗ１の通風開口も）とを併せてかなりの壁面を通気可能に開放出来ることとなるが、いずれにしても上記通風開口部１２は、設備１０内に搬入され各種作業が施される土木材料Ｍの量や性状に応じて適宜規模設置されるものであり、作業条件を鑑みつつ開閉されるものである。
【００１８】
これらの入出口１１や通風開口部１２には、透明なソーラーカーテン１１ａと呼ばれる例えば樹脂製シートが電動巻上げ方式等の機構を介して開閉自在に取り付けられており、気象条件にもよるが、例えば晴天で設備１０内の室温が高温となり土木材料Ｍより十分な水分蒸発が生じている場合などには開放され、適度な通気を確保し設備１０内に漂う水分を一掃し乾燥をより促進させる働きを示す。一方、降雨時には閉じられて雨水の吹き込みを防止し、外部からの水分浸入を効果的に抑制する。
【００１９】
本発明の乾燥設備１０は上記に加え、その設備内部の天井部１０ｃに、例えば大型の天井型扇風機１４を備えており、図３に示すように該天井型扇風機１４は下方の土木材料Ｍに向け送風流Ｆ１を形成することで、日射Ｎにより設備１０内を上昇した暖気を下方へ対流させ設備１０内の温度分布を適切化することで土木材料Ｍ表面からの水分蒸発Ｗを促進するなどの役割を担う。また、この天井型扇風機１４は、例えば天井部１０ｃや土木材料Ｍ近辺に取付けられた温湿度センサーＳにより自動制御されるよう構成すれば、例えば設備１０内が所定の温度湿度に至れば自動的に天井型扇風機１４を始動または停止させるといったことも可能である。
【００２０】
その後、土木材料Ｍからの水分蒸発が進行し設備１０内の湿度が所定より高まりそのままでは土木材料Ｍからの適切な水分蒸発が見込めないといった状況になれば、図４に示すように、通風開口部１２を開放するとともに、通排気扇１３を稼動させて送風流Ｆ２を形成し、設備１０内に漂う蒸発水分を屋外に排出する。該通排気扇１３も上記と同様に、設備１０内に取付けられた温湿度センサーＳにより自動制御されるよう構成することが可能である。
【００２１】
これらのことは、側壁部Ｗ２に取付けられた送排気扇１３から送られる送風流Ｆ２が、上記の天井扇風機１４の送風流Ｆ１により生じた蒸発水分を屋外に送出することとなり、また、逆に送排気扇１３の送風流Ｆ２により生じた土木材料Ｍ表面からの蒸発水分を、天井扇風機１４が送風流Ｆ１により通風開口部１２に送出することともなり、つまりは送排気扇１３と天井扇風機１４とが互いに適切な送風流を生み出し土木材料Ｍの乾燥促進を図ることになるのである。
【００２２】
ここで、以下に、本発明の乾燥設備１０を用いた本発明の乾燥方法により土木材料Ｍの乾燥を図る手順を概略示す。
【００２３】
まず、例えばダンプトラックＴを用いて、近辺の土木材料Ｍ採取地より土木材料Ｍを乾燥設備１０内に搬入する。本実施例の乾燥設備１０の規模から、例えば一度の搬入に際し、１０ｔダンプトラック１００台分（約５００ｍ３）程度の土木材料Ｍを入出口１１より搬入することとし、小型バックホーなどの重機類を用いて設備１０内での敷き均し等を行って適宜載置する。
【００２４】
乾燥設備１０内に載置後は、屋根部１０ａ、天井部１０ｃ、及び壁部１０ｂ等の透明な部材を透過した日射Ｎにより天日乾燥を促進させ、さらに、送排気扇１３及び天井扇風機１４による送風流Ｆ１、Ｆ２をもって、土木材料Ｍ表面からの水分蒸発と、蒸発水分の屋外への送出とを適宜図って、迅速かつ効率的に土木材料Ｍの乾燥を進める。この際、通風開口部１２及び出入口１１などの通風口を原則として閉じ、主に日射Ｎによる温室効果をもとに設備１０内の温度上昇を図りこれによる土木材料Ｍからの水分蒸発を意図した温室型システム（図５（ａ）参照）と、前記通風開口部１２などの通風口を原則として開放し、主に、通気された外気Ａが土木材料Ｍ表面上を通過することで水分の表面蒸発を図ることを意図した通気型システム（図５（ｂ）参照）とを、気象条件や設備１０内の温湿度等を考慮して適宜選択適用することとなる。
【００２５】
また、載置された土木材料Ｍの表面のみならず、材料全体を均一に乾燥させるために、例えば一日ごとに重機による天地替えを実施し、部位による乾燥程度の偏りを抑制すると好適である。
【００２６】
本発明の土木材料の乾燥設備及び乾燥方法においては、乾燥設備１０の規模、送排気扇１３及び天井扇風機１４の能力と設置台数等を、搬入し乾燥させる土木材料Ｍの量及び性状、また、求める乾燥速度及び含水量に応じて設定し、センサーＳを持って自動制御すれば、含水量や、その低下速度は自在に管理できる。つまり、全天候の条件のもとそれら気象条件に影響されることなく効率的かつ確実に土木材料Ｍの含水量を管理可能であり、要求される土木材料の量と工事の行われる現地の気候条件とに応じ、乾燥設備の規模を適宜設定すれば、当初施工計画に沿った確実な施工を進めることもできるのである。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の土木材料の乾燥設備及び乾燥方法は、壁部及び屋根部の少なくともいずれかを構成する部材について、係る部材の一部または全部が透明で透光性があり、前記壁部及び屋根部の少なくともいずれかに吸排気用の通風開口部が設けられ、更に、設備内に該設備内環境を測定する為に温度、湿度及び日射量の少なくともいずれかを測定するセンサーが設置されているものであるから、例えば日射量の少ない気象条件であってもあたかも温室効果を発揮するが如くに、乾燥設備内の温度を適宜上昇させ、あるいは保ち、その上、土木材料から蒸発した水分は、通風開口部を通して外部に適切に排出されることになる為、該設備内は随意、材料の乾燥に適した状態に保つことが可能である。
さらに、該設備内に設置されたセンサー類により得られた温湿度や日射量のデータを基に、天井部や壁部に取付けられた送風機や、自動開閉機能を備える前記通風開口部をコントロールし、より適切な通送気や風雨遮断等の作業を自動的に実施することもできるから、従来の手法と比較して著しく簡便かつ効率的に適切な土木材料の含水量管理を行うことが出来るのである。
【００２８】
これにより例えば梅雨時期などの多雨期や豪雪地帯での積雪期などの悪条件の気象条件下においても、遅延無く工事に必要な材料を所定量確保することが出来るし、また、従来の強制乾燥法の如く熱風を発生させる熱源等を必要とせず、従ってエネルギーコストなどの運営コストなども抑制され大量の土木材料の含水量管理にさらに汎用可能となる。
【００２９】
更に、上述の様に本発明の土木材料の乾燥設備及び乾燥方法を用いて、温湿度や日射量を管理すれば、単に土木材料を乾燥させられるだけでなく、ある一定の含水比やそれに応じた強度など所定の性状に土木材料を保つことも出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なロックフィルダムの構造を示す側断面図である。
【図２】本発明の土木材料の乾燥設備を示す説明図である。
【図３】本発明の土木材料の乾燥設備を用いて土木材料の乾燥を行う際に、主に日射による室温上昇により土木材料より水分蒸発が進行している様子を示す説明図である。
【図４】図３において生じた蒸発水分が送排気扇及び通風開口部を通して屋外に排出される様子を示す説明図である。
【図５】本発明の土木材料の乾燥設備及び乾燥方法における、（ａ）は温室型システム、（ｂ）は通気型システムを示す説明図である。
【符号の説明】
Ｓ      センサー
１０    乾燥設備
１０ａ  屋根部
１０ｂ  壁部
１２    通風開口部
【図１】
0003620332.tif 000002
【図２】
0003620332.tif 000003
【図３】
0003620332.tif 000004
【図４】
0003620332.tif 000005
【図５】
0003620332.tif 000006