(57)【要約】【目的】  本発明は、開削してできた路体に対して、開削して発生した土と鉄鋼スラグを有効に利用し、低コストで路体の整備ができ、さらに、降雨や湧水等で発生する雨・水で路体が削られ重機等の走行困難になることを防止し、十分な強度が得られる作業道作設方法を提供するものである。【課題を解決するための手段】  土を用い、路体を形成する作業道の作設方法であって、土構造でない路体の作設材料として、土に鉄鋼スラグを２０容積％以上９０容積％以下配合した混合物を使用することを特徴とし、当該鉄鋼スラグが、製鋼スラグ６０容積％〜９５容積％、高炉水砕スラグ５容積％〜４０容積％含まれていることを特徴とする構成。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土を用い、路体を形成する作業道の作設方法であって、土構造でない路体の作設材料として、土に鉄鋼スラグを２０容積％以上９０容積％以下配合した混合物を使用することを特徴とする作業道作設方法。
【請求項２】
鉄鋼スラグが、製鋼スラグ６０容積％〜９５容積％、高炉水砕スラグ５容積％〜４０容積％含まれていることを特徴とする請求項１に記載の作業道作設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開削して出来た路体に対して、開削して発生した土と鉄鋼スラグを有効に利用し、低コストで路体の整備ができ、さらに、降雨や湧水等で発生する雨・水で路体が削られ重機等の走行困難になることを防止し、十分な強度が得られる作業道作設方法を提供するものである。
【０００２】
作業道は、既設道から目的地までを結んだ道であり、森林作業道、農道、林道、遊歩道
等がある。以下、森林の作業道を例に説明する。
森林作業道は、森林作業道作設指針（平成２２年１１月１７日林整整第６５６号林野庁長官通知）に示されるように、作設費用を抑えつつ使用に耐える丈夫で簡易的な構造である必要があることから、路体は土構造を基本とし、構造物を軟弱部分に限り設置する道である。
【背景技術】
【０００３】
作業道は、既設道から目的地までを結んだ道であり、森林作業道、農道、林道、遊歩道等がある。以下、森林の作業道を例に説明する。
森林作業道は、森林作業道作設指針（平成２２年１１月１７日林整整第６５６号林野庁長官通知）に示されるように、作設費用を抑えつつ使用に耐える丈夫で簡易的な構造である必要があることから、路体は土構造を基本とし、構造物を軟弱部分に限り設置する道である。
【０００４】
森林作業道は、土構造を基本とするため路体は単位体積質量が低く骨材に適していない軟弱な状態である。そのため、降雨や湧水等で発生する雨・水が、作業道の路体に流れ込むことで作業道の路体が削れ、もしくは作業道の使用により路体が破損し、作業道の使用に支障をきたしている。
【０００５】
従来は、軟弱な部分に対して、強固とするために砂利や自然石を敷設、コンクリート処理、丸太埋設等が行われてきた。しかし、砂利や自然石を用いた場合は水硬性が無いため路面の強度不足、またコンクリート処理する場合は路体の一体化が損なわれる問題、丸太埋設の場合は腐食進行の問題があった。
【０００６】
作業道の軟弱部分に設置する構造物として、特許文献１から特許文献３に報告されている簡易舗装方法を適用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−５２４０８号公報  水浸膨張比が１．５％を超え６．０％以下の製鋼スラグと高炉水砕スラグを混合した簡易舗装材を使用することで、舗装後、製鋼スラグの膨張で舗装体を緻密化させ強度を確保する方法が提案されている。
【特許文献２】特開平０１−２０７５０１号公報  粒径２５mm以下の転炉スラグ７０〜８０wt%＋高炉水砕スラグ５〜２０wt%＋高炉水砕スラグ粉末１０〜２０wt%からなる簡易舗装材を敷設し転圧後、舗装材表面にセメントペーストを散布し養生する方法が提案されている。
【特許文献３】特許第４６９６８５１号  ２週間以上の大気暴露処理、または蒸気エージング処理の施された、スラグの表面に存在する遊離ＣａＯが水和され、内部に遊離ＣａＯを含有する塩基度が１．７超えの製鋼スラグからなる砕石代替材料簡易舗装用スラグを地盤に敷き、水和反応を促進させるための散水を行った後に転圧して形成する方法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
簡易舗装は、開設時に舗装面の強度を上げるには有効であったが、降雨や湧水等で発生する雨・水が舗装面を浸透することで、舗装面下が軟弱化して崩壊する問題、また、簡易舗装は舗装面の強度は上がるが、舗装面下の強度は軟弱であるから連続する車両通行によって崩れる問題があり、補修を繰り返してきたため、伐出作業性の低下や維持管理費の負担があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、開削して出来た路体に対して、開削して発生した土と鉄鋼スラグを有効に利用し、低コストで路体を強固にすることで降雨や湧水等で発生する雨・水で路体の軟弱化を防止し、また、車両通行が困難になることを防止し、十分な強度が得られる作業道作設方法を提供するものである。
【００１０】
本発明の第１は、作業道作設方法において、土を用い、路体を形成する作業道の作設方法であって、土構造でない路体の作設材料として、土に鉄鋼スラグを２０容積％以上９０容積％以下配合した混合物を使用することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第２は、第１の発明にかかる作業道作設方法において、鉄鋼スラグが、製鋼スラグ６０容積％〜９５容積％、高炉水砕スラグ５容積％〜４０容積％含まれていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記の構成であるから、次のような効果がある。
すなわち、第１に、開削して発生した土に対し、鉄鋼スラグを２０容積％以上９０容積％以下配合した混合物を路体全体に敷設し転圧することで、強固な路体を形成することができ、降雨や湧水等で発生する雨・水による路体の崩壊や削れ、また路体のぬかるみが無くなり、作業道の整備コストが削減できる。
【００１３】
第２に、製鋼スラグ６０容積％〜９５容積％、高炉水砕スラグ５容積％〜４０容積％が含まれることで、製鋼スラグから溶け出すカルシウム分と、高炉水砕スラグから溶け出すシリカ、アルミナと、保有する水分とによりポゾラン反応といわれるセメントの反応と類似の反応を促進することができ、路体の強度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を図面によって説明する。
本発明の第１は、土を用い、路体７を形成する作業道の作設方法であって、土構造でない路体７の作設材料として、土に鉄鋼スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下配合した混合物を使用することを特徴とする。開削して発生した土８に対し、鉄鋼スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下配合した混合物を路体７の全体に敷設し転圧することで、強固な路体７を形成することができ、降雨や湧水等で発生する雨・水による路体７の崩壊や削れ、また路体７のぬかるみが無くなり、作業道の整備コストが削減できる。
【００１６】
路体７とは、作業道を構成する路肩、路面、路盤、路床（これらを総称して符号５とする）、法面４を総称したものを示す。
【００１７】
開削とは、作業道を開設する際に地山１を木３が植わっている表土２と共に削り取ることを示す。
【００１８】
作設とは、作業道等の道を作る作業の総称のことを示す。
【００１９】
土構造でない路体とは、土８と土以外の材料が必要となる構造物の路体７のことを示す。前述したとおり、作業道は土構造を基本とするが、やむをえない場合は、構造物を設置することにしており、その構造物のことを称する。
【００２０】
上記段落「００１９」でいう、やむをえない場合とは、たとえば土単独では路体７が軟弱になる場合であって、シルト、または粘土等を多く含んで降雨や湧水等で発生する雨・水で流亡しやすいことが例示される。
【００２１】
ここでいう土８とは、例えば開削して発生した土、現地で調達した土、および搬入してきた土等のことをいう。
【００２２】
土構造でない路体の作設材料１１とは、土以外の材料、または土８と土以外の混合物であることを示す。
【００２３】
鉄鋼スラグ９とは、製鋼スラグを単独、もしくは高炉スラグを単独、もしくは製鋼スラグと高炉スラグの混合物の何れでもよい。製鋼スラグは、溶銑予備処理スラグ、転炉スラグ、電気炉スラグ、ステンレススラグ等の何れでも良い。また、高炉スラグは、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグの何れでも良い。
【００２４】
鉄鋼スラグ９は、水硬性があり、土８と比べて硬度が高く耐摩耗性に優れ、また、内部摩擦角、単位体積質量が大きい。このような事から、土と鉄鋼スラグを混合させることで水硬し強固な路体７となる特徴を有する。
【００２５】
土８と鉄鋼スラグ９を混合すると、土８と鉄鋼スラグ９の混合物に含まれる水によって、カルシウム、シリカ等が間隙水中に溶出する。そのうち溶解度が小さい安定な水和物が沈殿析出する際、各粒子をバインダーとして結合し、土と共に固結する。従って、土に対して鉄鋼スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下配合することで、鉄鋼スラグ９の水硬性によって路体７の強度が中長期的に上昇する。
【００２６】
また、本発明で鉄鋼スラグ９を使用する理由は、路体７の強度を上げる他に、鉄鋼スラグは内部摩擦角が大きいため、開削して発生した土８や山土やシルト、粘土、建設残土のような内部摩擦角の低い土に対し鉄鋼スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下混合させることで、内部摩擦角を高め地盤と路体７の接触面の強度を高めることができる。土に対して鉄鋼スラグ９を２０容積％未満の混合では、鉄鋼スラグ９の内部摩擦角による改善効果が得られず、舗装体の強度が低下するため好ましくない。土８に対して鉄鋼スラグ９を９０容積％超の混合では、作業道が使用されなくなった後、自然復元する際に、植物の根系の伸長が阻害されるほどの路体となってしまうため好ましくない。
【００２７】
土８に対して鉄鋼スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下配合した混合物の強度を十分に発揮するためには、土８と鉄鋼スラグ９の混合物の含水率の適用範囲は５％以上５０％以下が好ましい。
なお、含水率とは混合物に含まれる水の質量を、水を含んだ混合物の全質量で除したものである。
【００２８】
鉄鋼スラグ９と混合する土は、開削して発生した土８、山土、シルト、粘土、建設残土のような土を用いても同様の効果を発揮することができる。
【００２９】
土に対し鉄鋼スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下混合する方法としては、均一に混合できるものであればよく、例えば油圧ショベル、ブルドーザー１０、バックホーを用いた混合がコストを抑えることができるため好ましいが、垂直（一軸）式、ロータリー式、バケットスタビライザー式、又はツインヘッダー式の混合機を用いた混合でもよい。
【００３０】
本発明でいう転圧とは、撒き出し後にブルドーザー等の重機１０で締め固めることである。使用する重機は、油圧ショベル、ブルドーザー、バックホー等の建設車両、ロードローラー、タイヤローラー、ダンピングローラー等の静的重機、振動ローラー、振動コンパクター、ランマー等の動的重機等が挙げられるがこれらに限定されない。
【００３１】
本発明で作設した路体７の強度は、コーン指数で測定する方法がある。コーン指数qcとは、対象となる路体にポータブルコーンペネトロメーターを押し込み、コーン状のロッド先端部の抵抗により算出したコーン断面積当たりの貫入値をいい、JIS A 1228に準じた測定方法で得ることができる。図中、１２は法面に作設材料を使用した例、１３は路面、路盤、路床に作設材料を使用した例、１４は路肩に作設材料を使用した例を示す。
【００３２】
このコーン指数qcは、路体７が完成し、その上に乗る荷重（建物）や水平力（地震）にも耐えうることが必要である設計上の強度を調査する際の指標となる。コーン指数qcが小さい程やわらかいと言える。コーン指数qcが３００ｋＮ／m2以上は、湿地ブルドーザーが走行できる強度を有している。
【００３３】
本発明の第２は、鉄鋼スラグが、製鋼スラグ６０容積％〜９５容積％、高炉水砕スラグ５容積％〜４０容積％含まれていることを特徴とする。
【００３４】
製鋼スラグ６０容積％〜９５容積％、高炉水砕スラグ５容積％〜４０容積％が含まれることで、製鋼スラグから溶け出すカルシウム分と、高炉水砕スラグから溶け出すシリカ、アルミナと、保有する水分とによりポゾラン反応といわれるセメントの反応と類似の反応を促進することができ、路体の強度をさらに向上させることができる。
【実施例１】
【００３５】
下記表１には、山土８と転炉スラグ９の混合物を作業道へ撒き出し、ブルドーザー１０で転圧した路体のコーン指数qcを示す。このうちコーン指数qcは、供試体の作成後直ぐに測定したJIS A 1228に準じた値であり、供試体作成後養生日数経過におけるコーン指数変化の測定を行った。表１に示したように、実施例１〜５では、山土１に対し転炉スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下混合することで、養生７日後のコーン指数qcは３００ｋN／m2以上を達成でき、養生するに従って強度上昇していることが確認できる。
【表１】
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【実施例２】
【００３６】
下記表２には、山土１と転炉スラグ９の混合物を作業道へ撒き出し、ブルドーザー１０で転圧した舗装体のコーン指数qcを示す。このうちコーン指数qcは、供試体の作成後直ぐに測定したJIS A 1228に準じた値であり、供試体作成後養生日数経過におけるコーン指数変化の測定を行った。表１に示したように、実施例６〜１０では、山土１に対し転炉スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下混合することで、養生７日後のコーン指数qcは３００ｋN／m2以上を達成でき、養生するに従って強度上昇していることが確認できる。
【表２】
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【実施例３】
【００３７】
下記表３には、山土１と転炉スラグ９の混合物を作業道へ撒き出し、ブルドーザー１０で転圧した舗装体のコーン指数qcを示す。このうちコーン指数qcは、供試体の作成後直ぐに測定したJIS A 1228に準じた値であり、供試体作成後養生日数経過におけるコーン指数変化の測定を行った。表１に示したように、実施例１１〜１５では、山土１に対し転炉スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下混合することで、養生７日後のコーン指数qcは３００ｋN／m2以上を達成でき、養生するに従って強度上昇していることが確認できる。
【表３】
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【実施例４】
【００３８】
下記表４には、山土１と転炉スラグ９と高炉水砕スラグの混合物を作業道へ撒き出し、ブルドーザー１０で転圧した舗装体のコーン指数qcを示す。このうちコーン指数qcは、供試体の作成後直ぐに測定したJIS A 1228に準じた値であり、供試体作成後養生日数経過におけるコーン指数変化の測定を行った。表１に示したように、実施例１６〜２０では、山土に対し鉄鋼スラグ９を２０容積％以上９０容積％以下混合することで、養生７日後のコーン指数qcは３００ｋN／m2以上を達成でき、養生するに従って強度上昇していることが確認できる。
【表４】
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【符号の説明】
【００３９】
１…地山
２…表土
３…木
４…法面
５…路面、路盤、路床
６…路肩
７…路体
８…開削土等の土
９…鉄鋼スラグ（製鋼スラグまたは転炉スラグ等を含む）
１０…混合用重機（ブルトーザー、バックホー等を含む）
１１…作設材料
１２…法面に作設材料を使用した例
１３…路面、路盤、路床に作設材料を使用した例
１４…路肩に作設材料を使用した例
【図１】
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