(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地形改造地に形成される植物生育基盤の材料であって、土と、水と、水溶性のポリビニルアルコールと、草木の多数の破砕片とを含む混合物からなり、前記ポリビニルアルコールの混合重量比が前記土１００に対して１〜７の範囲にあり、前記土、水およびポリビニルアルコールからなる混合物のJIS R 5201に基づくフロー値が１３．０〜２０．０ｃｍの範囲にあり、また前記破砕片の混合重量比が前記土、水およびポリビニルアルコールからなる混合物１００に対して３〜５０の範囲にある、植物生育基盤の材料。
【請求項２】
前記土が、地形改造のために除去された表土、または、前記表土および該表土下の風化土との混合物からなる、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
請求項１または２に記載の材料を前記地形改造地に敷き均してなる、植物生育基盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路やダムの構築、宅地やゴルフ場の造成等のために山岳地帯や森林地帯にこれらを切り開いて形成された造成地すなわち地形改造地の緑化のためにその法面や平坦面に設けられる植物生育基盤およびその材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
植物生育基盤は、任意の土地で採取された土壌材料、例えば地形改造のために切り取られまたは掘削された表土や該表土下の風化土からなる土、あるいはさらに地形改造のために伐採されまたは抜き取られた草木の破砕片を含む土壌材料で形成される。しかし、土壌材料を単に前記法面や平坦面に敷いてなる植物生育基盤は降雨により容易に浸食され、このため、崩壊しやすいという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、降雨に対する浸食抵抗を有し、また、形成が容易である植物生育基盤と、その材料とを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地形改造地に形成される植物生育基盤の材料であって、土と、水と、水溶性のポリビニルアルコールと、草木の多数の破砕片とを含む混合物からなり、前記ポリビニルアルコールの混合重量比が前記土１００に対して１〜７の範囲にあり、前記土、水およびポリビニルアルコールからなる混合物のJIS R 5201に基づくフロー値が１３．０〜２０．０ｃｍの範囲にあり、また前記破砕片の混合重量比が前記土、水およびポリビニルアルコールからなる混合物１００に対して３〜５０の範囲にあることを特徴とする。
【０００５】
前記土は、地形改造のために表土、または、前記表土および該表土下の風化土とを混合してなるものを用いることができる。本発明に係る植物生育基盤は、地形改造地の例えば法面や平坦面上に前記土と水とポリビニルアルコールと草木の破砕片とを含む混合物を敷き均してなる。
【０００６】
【作用および効果】
本発明によれば、前記混合物中の土の粒子（土粒子）の表面の少なくとも一部が前記ポリビニルアルコール溶液の被膜で覆われ、前記被膜の乾燥およびこれに伴う固化により前記土粒子同士が互いに接着される。相互に接着された前記土粒子を含み、これにより所定の形態を付与される植物生育基盤は、雨水に対する浸食抵抗性を有する。また、前記植物生育基盤は種子の発芽や苗の生長を阻害しない。
【０００７】
本発明にあっては、前記混合物中における前記ポリビニルアルコールの混合重量比を前記土１００に対して１〜７の範囲とし、かつ、前記土、水およびポリビニルアルコールからなる混合物のフロー値を１３．０〜２０．０ｃｍの範囲とした結果、取り扱いおよび前記植物生育基盤の形成のための練り混ぜや敷き均しを容易にする適度な施工性を有する植物生育基盤材料が得られる。
【０００８】
また、地形改造のために当該地形改造地から得られた表土、または、前記表土および該表土下の風化土との混合物からなる土の使用は、前記地形改造地の周辺植生との調和のために最も適する。さらに、前記破砕片に付着する前記ポリビニルアルコール溶液の乾燥・固化により、さらに、前記破砕片と前記土粒子とが相互に接着され、また、破砕片同士が相互に接着された植物生育基盤が得られる。前記破砕片は、前記植物生育基盤に播種されあるいは移植される植物の成長のための適当な空隙を作り、さらに、経時的に腐熟して植物成長のための肥料となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、起伏のある山林を切り開いて、すなわち山林の雑草や樹木を抜き取りあるいは切り払い、また、これらの草木が生えていた山林の表土、さらには該表土下の風化土を切り取りあるいは掘削することにより形成された道路１０と、その路側に連なる斜面または法面１２とが示されている。
【００１０】
地形改造地の一部をなす法面１２は、前記表土または風化土の除去後における切土地盤、切土上に盛土された地盤あるいはこれらの表面にモルタルが吹き付けられた地盤からなる。法面１２上には、その緑化のため、芝、花、野草、樹木等の植物の種を含み、またはこれらの種が播かれ、あるいは緑化植物が移植される床である植物生育基盤（以下、単に「基盤」という。）１４が形成されている。
前記植物の種は、後記混合物中に予め混合しておくことができる。
【００１１】
基盤１４を形成するための材料（以下「基盤材料」という。）は、前記表土のみからなる土または前記表土と前記風化土とを混合してなる土と、水と、水溶性ポリビニルアルコールとを混合してなる混合物、または、前記山林から除去された前記草木を破砕してなる多数の破砕片をさらに混合してなる混合物からなる。
【００１２】
前記混合物すなわち基盤材料は、前記土、水およびポリビニルアルコールを適当なミキサー装置、コンクリートミキサー車等を用いて練り混ぜ、混合して得られる。
【００１３】
基盤１４は、前記基盤材料を法面１２上に所望の厚さに敷き均して形成する。敷き均しは、例えば、後述するベルトコンベヤを用いて行うことができる。法面１２上に敷き均された基盤材料は、これに含まれる前記ポリビニルアルコールが経時的に乾燥し、固化する。
【００１４】
いずれの基盤材料もその土地固有のものを含み、前記土は、その土地に固有の微生物や、種子、腐植物等を含む。このため、基盤１４にはその土地の環境に適した植生が生えやすく、したがって、基盤１４は、道路１０の構築のために一時的に破壊された自然環境が元の植生と同じ植生を有する環境に復元することに寄与する。
【００１５】
前記混合物すなわち前記基盤材料中の前記ポリビニルアルコールの混合重量比は前記土１００に対して１〜７の範囲にあり、また、前記混合物のJIS R 5201に基づくフロー値が１３．０〜２０．０ｃｍの範囲にある。前記ポリビニルアルコールの混合重量比が１未満では、後記耐浸食性が十分でなく、７を越えるときは前記混合物の粘性が高すぎ、基盤１４の形成のための前記基盤材料の敷き均しが困難になる。また、前記フロー値が１３ｃｍ未満では前記混合物の粘性が大きいため、練り混ぜが不均一になるほか、前記基盤材料の敷き均しが困難であり、２０ｃｍを越えるときは、前記破砕片を含む混合物中で該破砕片と土粒子との間で材料分離が生じる。
【００１６】
前記ポリビニルアルコールの混合重量比（１〜７重量部）および前記範囲のフロー値（１３．０〜２０．０ｃｍ）の下では、前記基盤材料中の土の土粒子がポリビニルアルコール水溶液によりその表面の全部または一部を覆われ、前記土粒子同士が前記ポリビニルアルコール水溶液からなる被膜を介して接している状態にある。
【００１７】
また、前記範囲のフロー値の下では、前記基盤材料が、基盤１４を形成するために前記基盤材料を運搬し、これを法面１２に敷き均すことが容易である性状、すなわち、適当な粘性、施工性、柔らかさ等を有する。
【００１８】
前記ポリビニルアルコールの被膜の経時的な乾燥・固化により、前記基盤材料中の前記土粒子が互いに接着される。
【００１９】
ところで、前記ポリビニルアルコールの固化物は水溶性を有することから、降雨下で徐々に溶け出すが、前記混合重量比の範囲の下では、後述する実験結果に示すように、前記固化物が完全に溶解するまでに長期間を要する。このため、植物生育基盤１４を、長期にわたり、その土壌の流失や滑落およびこれに伴う崩壊が生じないように維持することができる。また、前記植物生育基盤中の種子、前記植物生育基盤に植えられた苗等は前記土壌中に根を伸ばすことができる。
【００２０】
前記草木を破砕してなる多数の破砕片をさらに混合してなる混合物にあっては、前記破砕片の混合重量比を前記土、水およびポリビニルアルコールからなる混合物１００に対して３〜５０の範囲とする。すなわち、（前記土、水およびポリビニルアルコールの重量）：（前記破砕片の重量）＝（１００）：（３〜５０）とする。
【００２１】
これにより、前記ポリビニルアルコールを介して前記土粒子と前記破砕片とが付着しまた破砕片相互が付着した構造すなわち前記土と前記破砕片とが絡み合った構造の植物生育基盤が得られる。前記破砕片は、前記生育基盤に播種され、あるいは移植される植物の成長のための適当な空隙を作り、さらに、経時的に腐熟して植物成長のための肥料となる。
【００２２】
前記草木の破砕片は、樹木（その幹、枝、根）、雑草等を破砕装置、例えばタブグラインダ（米国、モバーグ社製）で破砕することにより得ることができる。前記破砕片は、好ましくは、爪楊枝ないし割り箸ぐらいの大きさのものとする。
【００２３】
前記タブグラインダは前記樹木の幹、枝等をその繊維の伸長方向に剥ぎ取るようにして破砕するため、前記タブグラインダを用いて得られた前記樹木の破砕片は、比較的薄く細長い形状を有する。薄く細長い破砕片は、しなやかであるために破砕片同士が互いに絡み合いやすい。
【００２４】
また、前記土は、採取土を振動ふるい分け機に入れて、該採取土からプラスチック廃材、鉄くず、大きい石等を取り除くことにより得ることができる。
【００２５】
法面１２上への基盤１４の形成は、ベルトコンベヤ１６を使用し、該ベルトコンベヤで法面１２上へ前記基盤材料を運び、ベルトコンベヤ１６から法面１２上に前記基盤材料を放出することにより行うことができる。前記基盤材料は、前記したような性状を有するため、前記基盤材料の流下、転動等を生じさせることなく、安定的に搬送することができる。
【００２６】
図示のベルトコンベヤ１６は、いわゆるテレスコピック式のものからなり、伸縮可能の二段のベルトコンベヤ部１８，２０を有する。
【００２７】
ベルトコンベヤ１６はその下段のベルトコンベヤ部１８の基部においてトラック２２の荷台に据え付けられ、上下方向軸線および水平軸線の周りにそれぞれ回転可能である。また、下段のベルトコンベヤ部１８と上段のベルトコンベヤ部２０とは、互いに、水平軸線の周りに回転可能に接続されている。ベルトコンベヤ１６の前記水平軸線の周りの回転による傾斜角度は、両コンベヤ部１８，２０の接続部分に固定された索２１を引っ張りまたは戻すことにより変更することができる。さらに、上段のベルトコンベヤ部２０の先端には、該コンベヤ部から搬送物を受け取る受け取り板２４が水平軸線の周りに回転可能に取り付けられている。さらに、トラック２２の荷台には、ベルトコンベヤ部１８に搬送物を供給するためのホッパ部２６が設けられている。
【００２８】
このベルトコンベヤ１６によれば、トラック２２の荷台のホッパ部２６に前記基盤材料を投入することにより、前記基盤材料が下段のベルトコンベヤ部１８および上段のコンベヤ部２０を順次に搬送され、受け取り板２４上に至り、該板から押し出されて法面１２に落下する。この間、ベルトコンベヤ１６を上下方向軸線の周りに角度的に回転させ、ベルトコンベヤ１６長さを調整し、あるいは、受け取り板２４の上段のベルトコンベヤ２０に対する傾斜角度を変えることにより、前記材料の落下位置を連続的に変え、これにより、前記基盤材料を法面１２上に敷き、基盤１４を形成することができる。前記基盤材料は前記性状を有するため、法面１２に均しやすく、敷き均し後はその形態を維持し、流下しにくい。
【００２９】
ベルトコンベヤ１６によれば、前記基盤材料を大量に運搬することができ、また、任意の厚さの基盤１４を形成することができる。トラック２２の移動により、ベルトコンベヤの配置位置を容易に変更することができる。
【００３０】
前記基盤材料からなる基盤１４が設置される箇所は、法面１２に限らず、平坦面であってもよい。また、本発明は、前記道路の構築のほか、ダムの構築、住宅地やゴルフ場の造成等の他の地形改造にも適用することができる。
【００３１】
前記混合重量比の範囲内および前記フロー値の範囲内にある種々の基盤材料と、これらの範囲内にない基盤材料とについて、これらの耐浸食性を評価するため、以下の実験を行った。
【００３２】
実験１
【００３３】
対象：土、水および水溶性ポリビニルアルコールの混合物からなる基盤材料
【００３４】
使用材料、
土：▲１▼シルト、粘土質に富む土（含水率４５％、乾燥比重２．０）、
▲２▼コンクリート用細骨材（含水率１％、乾燥比重２．５）、
水：水道水、
ポリビニルアルコール：信越化学工業（株）製「信越ポバールPA（ポリビニルアルコール系水溶性増粘剤、灰色粉末）」（以下「PVA 」という。）
【００３５】
混合方法：
JIS R 5201「機械練り用練り混ぜ機」に準拠した容量２０リットルのミキサによる混合・攪拌、
混合・攪拌時間：２分間
【００３６】
フロー値の測定：
JIS R 5201（セメントの物理試験法）に準じて測定した。
【００３７】
実験方法：
図２に示す実験装置３０を用いて、２４時間自然乾燥させた混合物の円柱形（直径３ｃｍおよび高さ２ｃｍ）の試験片を水流中におき、２４時間経過後における前記試験片の外観を観察した。
【００３８】
実験装置３０は、攪拌機３２と、これに載置されたビーカー３４とを備え、ビーカー３４内の底部上に、攪拌子（長さ３ｃｍ）３６と、前記試験片３８をビーカー３４の底部の上方空間に載置する台４０とが配置されている。ビーカー３４は温度４０℃の温水４２で満たされており、攪拌子３６、試験片３８および載置台４０は温水４２中に没している。攪拌機３２を作動させると、これが発生する磁場の作用下で攪拌子３６がビーカー３４の底部上で自転する。攪拌子３６の自転により、ビーカー３４の軸線の周りに円周方向への水流が発生する。攪拌子３６の回転数および回転時間は、それぞれ、500rpmおよび２４時間である。なお、台４０は、試験片３８の載置面に網目を有し、該網目を通して、試験片３８の底面が温水４２に触れる。
【００３９】
実験結果
【表１】
0003665196.tif 000002
×：攪拌開始後２４時間以内に試験片の半分以上が崩壊した
△：攪拌開始から２４時間経過後に試験片がわずかに崩壊した
〇：攪拌開始から２４時間経過後に試験片の崩壊が認められなかった
【００４０】
評価
実験の結果から、フロー値１３．０〜２０．０ｃｍの範囲では、前記耐浸食性が良好であった。
【００４１】
実験２
【００４２】
対象：土、水、ポリビニルアルコールおよび草木の破砕片の混合物からなる基盤材料、
使用材料：
土、水およびポリビニルアルコールは実験１におけると同様である。草木の破砕片は、樹木（その幹、枝、根）、雑草等を前記タブグラインダ（米国、モバーグ社製）で破砕して得た爪楊枝ないし割り箸ぐらいの大きさのものである。
【００４３】
混合方法：
実験１におけると同様にして行った。
【００４４】
実験方法：
得られた混合物をバットに入れ、厚さ１０ｃｍに均し、屋外に２４時間放置した後、その外観を観察した。
【００４５】
実験結果
【表２】
0003665196.tif 000003
評価：
フロー値が２０．５ｃｍでは、混合物中の水分が浮き出て、土と破砕片との付着効果を低下させる（試験片５）。また、破砕片の混合量が多すぎると、土と破砕片との付着が不良となる（試験片１０）。
【００４６】
観察試験
【００４７】
土、水、水溶性ポリビニルアルコールおよび破砕片の混合物からなる植物生育基盤を土壌とする種子の発芽、生長を確認するため、前記混合物に予め種子と肥料とを混ぜてなる生育基盤の種々の試験体で観察試験を行った。
【００４８】
前記試験体は、縦、横および厚さの寸法がそれぞれ３０ｃｍ、３０ｃｍおよび５ｃｍの大きさを有する。各試験体は、屋外に設けたテントの下に設置した。日射、空調、および温度の調整は行わなかった。散水頻度は３日に１度、散水量は一回当たり１０ｍｍとした。試験期間は、平成９年５月末から３週間である。評価は試験体の中心から１５ｃｍ四方（２２５ｃｍ2 ）の範囲における発芽本数および注目する３本の植物の平均生育長とした。表３に試験の結果を示す。
【００４９】
試験の結果によれば、発芽および成長はPVA の量（試験体１−４）、水量（試験体５）または破砕片の量（試験体１、６および７）による影響はほとんどないことがわかった。また、発芽および発芽の本数は土の種類による影響を受けないことがわかった。試験体８では発芽数１００に対し、試験体９は３割ほど少ない発芽数６９である。
【図面の簡単な説明】
【図１】法面に植物生育基盤を形成している状態を示す説明図である。
【図２】実験装置の概略図である。
【符号の説明】
１２  法面
１４  植物生育基盤
１６  ベルトコンベヤ
【表３】0003665196.tif 000004
【図１】
0003665196.tif 000005
【図２】
0003665196.tif 000006