(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
法面表面に比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合したコンクリートまたはモルタルを圧縮空気により吹き付けて圧縮し、付着力および密度を高めて圧縮強度を１５Ｎ／ｍｍ2以上とした法面保護構造物。
【請求項２】
前記発泡廃ガラス材を混合したコンクリートまたはモルタルを前記法面表面の上段に施し、通常の天然骨材を使用した法枠を前記法面表面の下段に施した請求項１記載の法面保護構造物。
【請求項３】
比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合したポーラスコンクリートまたはポーラスモルタルを圧縮空気により法面表面に吹き付けて圧縮し、付着力および密度を高めて圧縮強度を１５Ｎ／ｍｍ2以上とした法面保護構造物。
【請求項４】
比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合したコンクリートまたはモルタルによって形成した枠体内に、比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合した植生基盤材を充填した法面保護構造物。
【請求項５】
比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材、セメントおよび水を配合し、圧縮空気により法面表面に吹き付けて圧縮し、付着力および密度を高めて吹き付け後の圧縮強度を１５Ｎ／ｍｍ2以上とする吹き付け材。
【請求項６】
比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材、セメントおよび水を配合し、圧縮空気により法面表面に吹き付けて圧縮し、付着力および密度を高めて吹き付け後の圧縮強度を１５Ｎ／ｍｍ2以上とする吹き付け材。
【請求項７】
さらに平均粒径０．０７５〜２ｍｍに細粒化した発泡廃ガラス材を配合した請求項５または６記載の吹き付け材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡廃ガラス材を用いた法面保護構造物およびこれに用いられる吹き付け材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
法面保護工としては、法面の全面をコンクリートやモルタルで被覆する工法や、環境保護、美観面からして好ましい植生可能な工法等が採用されている。植生可能な法面保護工の例としては、型枠内に骨材とセメントに水を加えて混練したモルタルを打設して法枠を構築し、法枠内に土砂や植生基盤材を充填し緑化する方法がある。
【０００３】
ところで、自然環境問題が深刻化する昨今、廃棄物のリサイクルへの関心が世間一般に高まっている。これに伴い、様々なリサイクル製品が開発され、活用されている。土木分野においても建設廃材や建設発生土など産業廃棄物のリサイクル活用や最終処分場跡地の有効利用などが行われている。
【０００４】
このような背景から、空ビンやガラス廃材を主原料としたガラスカレットや粉末から、軽量盛土用資材、軽量骨材さらには保温・断熱材として使用することができる不定形塊状の発泡廃ガラス材が開発されている（特開平１０−２０３８３６号公報等）。このガラス廃材を再利用した発泡廃ガラス材は、微少な間隙からなる多孔質構造であって、軽量で強固であるという特性を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような発泡廃ガラス材を用いた法面保護構造物およびこれに用いられる吹き付け材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の法面保護構造物は、法面表面に比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を骨材として混合したコンクリートまたはモルタルを吹き付け工法によって施したものである。比重０．３〜１．５の発泡廃ガラス材は軽量であることから作業性がよいうえ、コンクリート吹き付けやモルタル吹き付けの骨材として使用する場合の圧縮強度は１５Ｎ／ｍｍ２以上であることから、浸食に対して強く、剥離防止や崩落防止に優れている。また、発泡廃ガラス材は独立間隙を有する多孔質構造であることから吸水しないため、軽量で強度が大きな吹き付け工法による法枠を形成することができる。
【０００７】
また、本発明の法面保護構造物は、法面表面に比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合したポーラスコンクリートまたはポーラスモルタルを吹き付け工法によって施したものとするのが望ましい。このような法面保護構造物においては、連続間隙を有する発泡廃ガラス材は軽量であって吸水することから、緑化用の植生基盤として利用することが可能である。この場合、連続間隙を有する発泡廃ガラス材には事前に吸水させておくようにする。
【０００８】
これらの発泡廃ガラス材は、素材がガラスであるため熱、薬品や油脂類などに対して強く、化学的に安定である。また、腐食することもなく、重金属等の有害物質の溶出もないため、周辺の地盤へ与える影響がない。
【０００９】
また、本発明の別の法面保護構造物は、比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を骨材として混合したコンクリートまたはモルタルの吹き付け工法によって形成した枠体内に、比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合した植生基盤材を充填したものである。これにより、軽量で浸食に対して強い枠体によって法面を保護する梁が形成されるうえ、さらに枠体内に吸水性が高められた植生基盤材が充填されることにより法面緑化を促進させることが可能となる。
【００１０】
本発明のさらに別の法面保護構造物は、吹き付け工法によって比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合したコンクリートまたはモルタルを法面表面の上段に施したものである。これにより、段付きの法面を構築する場合、法面の上段すなわち頭部を軽量な独立間隙の発泡廃ガラス材を使用した法枠とし、下段すなわち下部を通常の天然骨材（砕石）を使用した法枠としてすべりの抑止や土圧を軽減することが可能となる。
【００１１】
これらの法面保護構造物は、骨材としての比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材、セメントおよび水を配合した吹き付け材、あるいはさらに砂を配合した吹き付け材によって構築することが可能である。このような吹き付け材によれば、軽量であるため作業性がよく、法面の剥離や崩壊に対して非常に抵抗力が強い法面を構築できる。あるいは、砂の代わりに平均粒径０．０７５〜２ｍｍに細粒化した発泡廃ガラス材を用いることも可能である。
【００１２】
また、本発明の別の吹き付け材は、骨材としての比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材および水を配合したもの、あるいはさらに砂を配合したものである。このような吹き付け材によれば、連続間隙を有する発泡廃ガラス材が吸水するため、緑化用の植生基盤を構築することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における法面保護構造物に用いる骨材としての発泡廃ガラス材は、空ビンなどのガラス廃材を再利用したリサイクル製品（発泡廃ガラス材）であり、その粒径は５〜７５ｍｍ程度である。この発泡廃ガラス材は、例えば、図１に示す製造工程により製造することができる。
【００１４】
図１において、まず、回収された廃ガラスびん１は、金属分離、粗粉砕された後、さらに微粉砕されてパウダー状とされ、炭酸カルシウム、炭化珪素やホウ素などの添加剤２と混合される。次いで、この混合物をベルトコンベア３上に一定の厚さに敷き詰め、７００〜１０００℃の特殊反応炉４に供給して溶融、発泡、焼成して板状発泡廃ガラス材とした後、急冷する。このときに生じる歪みによって自然破砕させることにより、粉砕された発泡廃ガラス材５が得られる。
【００１５】
発泡廃ガラス材５の比重は、添加材量、微粉砕ガラスの粒度、ベルトコンベア上に敷き詰める混合物の厚さ、焼成温度や時間等の製造条件により調整することができる。
【００１６】
ここで、発泡廃ガラス材５が比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材５ａとするためには、まず、ガラスカレットを平均粒径１０〜１００μｍに微粉砕し、発泡剤として炭酸カルシウム、炭化珪素、ホウ砂をそれぞれ０．１〜５．０重量％添加混合する。この混合微粉末をベルトコンベアを内蔵するトンネルキルンまたはローラーハースキルン内ベルト上に５〜５０ｍｍ厚に連続的に敷き詰め、同キルン内において７００〜１０００℃にて溶融、発泡、焼成せしめ、キルン内滞留時間を５〜６分として生成された板状発泡ガラスを、常温ないしは冷却された空気に曝しめ、または水を掛けることにより急冷し、生じた歪みにより自然崩壊せしめることにより、不定形塊状の独立間隙の軽量の発泡廃ガラス材５ａを得ることができる。
【００１７】
また、発泡廃ガラス材５が比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材５ｂとするためには、まず、ガラスカレットを平均粒径１〜３０μｍに微粉砕し、発泡剤として炭酸カルシウム、炭化珪素、ホウ砂をそれぞれ０．１〜２．０重量％添加混合する。この混合微粉末をベルトコンベアを内蔵するトンネルキルンまたはローラーハースキルン内ベルト上に５〜１５０ｍｍの厚みで連続的に板状に敷き詰め、同キルン内において８００〜９５０℃にて１０〜６０分間溶融、発泡、焼成せしめた後、常温ないしは冷却された空気に曝しめ、または水を掛けることにより急冷し、生じた歪みにより自然崩壊せしめることにより、不定形塊状の連続間隙の軽量の発泡廃ガラス材５ｂを得ることができる。
【００１８】
こうして製造された発泡廃ガラス材５ａ，５ｂは、例えば、比重０．４の場合、一軸圧縮強さ２５〜４５ｋＮ／ｍ２、三軸圧縮強さ２０〜３０ｋＮ／ｍ２，φ＝３０°およびＣＢＲ値８〜１５％の強度特性を有する。また、独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材５ａとする場合、間隙が独立して存在するため、その表面のみに水が付着し、非吸水性で、吸水率は５．８％を示す。一方、連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材５ｂとする場合、間隙が連続しているため、間隙内への水の流入が多くなり、吸水性で、吸水率は２５．８％を示す。
【００１９】
本実施形態においては、従来のコンクリート吹き付け材またはモルタル吹き付け材の骨材としての砕石に代えて上記発泡廃ガラス材５ａ，５ｂを用い、それぞれ発泡廃ガラス材５ａ，５ｂとセメント、砂および水を配合した吹き付け材６ａ，６ｂ（図２〜図４参照）とする。
【００２０】
比重０．４の発泡廃ガラス材５ａを配合した吹き付け材６ａの場合、配合比は１ｍ３当たり、例えば、セメント３６０ｋｇ、砂１．０７ｍ３（１４４０ｋｇ）、発泡廃ガラス材０．２５ｍ３（７２ｋｇ：間隙率を２８％とした場合）、水セメント比４５〜５５％とし、セメント：砂：発泡廃ガラス材＝１：４：０．２である。配合比はこれを基準とするが、現場条件によりこの配合比を変えるか、あるいは発泡廃ガラス材の比重を変えるものとする。
【００２１】
吹き付け材６ａを圧縮空気により法面へ吹き付けることによって、吹き付け材６ａが圧縮されて付着力および密度が高められる。また、吹き付け材６ａは、比重０．３〜１．５の独立間隙を有する発泡廃ガラス材５ａであるため軽量で作業性が良い。さらに、独立間隙を有する発泡廃ガラス材５ａは吸水しないため、法面の剥離や崩壊に対して非常に抵抗力が強い法面を構築できる。
【００２２】
また、比重０．４の発泡廃ガラス材５ｂを配合した吹き付け材６ｂの場合、配合比は１ｍ３当たり、例えば、セメント３６０ｋｇ、砂１．０７ｍ３（１４４０ｋｇ）、発泡廃ガラス材０．２５ｍ３（７２ｋｇ：間隙率を２８％とした場合）、水セメント比４６〜６５％とし、セメント：砂：発泡廃ガラス材＝１：４：０．２である。配合比はこれを基準とするが、現場条件によりこの配合比を変えるか、あるいは発泡廃ガラス材の比重を変えるものとする。
【００２３】
この吹き付け材６ｂによって法面にポーラスコンクリートまたはポーラスモルタルを施工すれば、比重０．３〜０．６の連続間隙を有する発泡廃ガラス材５ｂが軽量であるため作業性が良く、また、構築された法面は、連続間隙を有する発泡廃ガラス材５ｂおよびポーラスコンクリートまたはポーラスモルタルが吸水するため、緑化用の植生基盤として利用することが可能である。
【００２４】
次に、発泡廃ガラス材５ａ，５ｂによって形成する法面保護構造物の構築方法について説明する。図２は本実施形態における法面保護構造物を示す正面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
図２および図３に示す法面保護構造物は、まず型枠（図示せず）内に比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材５ａを混合した前述のコンクリートまたはモルタルの吹き付け材６ａを吹き付け工法によって施工し、法枠７ａ，７ｂを構築する。これらの法枠７ａ，７ｂは、すべりが想定されるような地盤には永久アンカー工法またはロックボルト工法によって固定する。次に、法枠７ａ，７ｂの枠内に比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材５ｂを混合した植生基盤材６ｃを充填する。
【００２６】
吹き付け材６ａの成分である比重０．３〜１．５の発泡廃ガラス材５ａは軽量であることから作業性がよいうえ、コンクリートの骨材として使用する場合の圧縮強度は１５Ｎ／ｍｍ２以上であることから浸食に対して強く、剥離防止や崩壊防止に優れており、図２および図３に示す例においては法枠７ａ，７ｂが法面を保護する梁としての役割を果たす。
【００２７】
また、法面上段の法枠７ａが軽量であることから、土圧を軽減することができ、すべりを抑止することができる。このとき、法面下段の法枠７ｂは通常の天然骨材を使用した法枠とすれば、その自重によりすべりを抑止することも可能である。
【００２８】
また、この法枠７ａ，７ｂの枠内に充填する植生基盤材６ｃの成分である比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材５ｂは、吸水性が高く、水に浸すとすぐに保水するため、発泡廃ガラス材５ｂを混合しない植生基盤材を単独で施した場合と比較して植生植物の茎長および根長の生育を助長させ、法面の緑化をより促進させることが可能である。
【００２９】
なお、図示していないが、法枠７ａ，７ｂを構築することなく、法面表面に吹き付け材６ａまたは吹き付け材６ｂをそれぞれ直接吹き付けて法面保護構造物を構築することも有効である。
【００３０】
図４は本発明の別の実施形態を示す法面保護構造物の断面図であって、（ａ）は施工前の状態を示す図、（ｂ）は施工後の状態を示す図である。
図４（ａ）に示すように、法面Ｇに対して岩石Ｒがオーバーハング状態にある場合、同図（ｂ）に示すように、岩石Ｒの下方に対して吹き付け材６ｂを吹き付け工法によって施工し、さらにその表面に植生基盤材６ｃを施工する。
【００３１】
このような法面保護構造によれば、岩石Ｒの下方の吹き付け材６ｂは、連続間隙を有する発泡廃ガラス材５ｂおよびポーラスコンクリートまたはポーラスモルタルが透水性を有するため、排水性がよく、岩石Ｒの下方の法面の浸食を防止することが可能である。また、その表面に形成した植生基盤材６ｃによって法面緑化を促進させることができ、植生植物への給水は吹き付け材６ｂを介して行われる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果を奏することができる。
【００３３】
（１）法面表面に比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合したコンクリートまたはモルタルを施した法面保護構造物は、浸食に対して強く、剥離防止や崩落防止に優れている。
【００３４】
（２）法面表面に比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合したポーラスコンクリートまたはポーラスモルタルを施した法面保護構造物は、緑化用の植生基盤として利用することが可能である。
【００３５】
（３）比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合したコンクリートまたはモルタルを法面表面の上段に吹き付け工法によって施した法面保護構造物は、段付きの法面に対してすべりの抑止や土圧を軽減することが可能である。
【００３６】
（４）比重０．３〜１．５の独立間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を骨材として混合したコンクリートまたはモルタルの吹き付け工法によって形成した枠体内に、比重０．３〜０．６の連続間隙を有する多孔質構造の発泡廃ガラス材を混合した植生基盤材を充填した法面保護構造物は、軽量で浸食に対して強く、さらに吸水性が高められた植生基盤材によって法面緑化を促進させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における発泡廃ガラス材の製造工程を示す図である。
【図２】本実施形態における法面保護構造物を示す正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態を示す法面保護構造物の断面図であって、（ａ）は施工前の状態を示す図、（ｂ）は施工後の状態を示す図である。
【符号の説明】
１  廃ガラスびん
２  添加剤
３  ベルトコンベア
４  特殊反応炉
５，５ａ，５ｂ  発泡廃ガラス材
６ａ，６ｂ  吹き付け材
６ｃ  植生基盤材
７ａ，７ｂ  法枠
Ｒ  岩石
Ｇ  法面
【図１】
0003604334.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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