(57)【要約】【課題】いかなる砂地にも適用が可能な簡便な飛砂発生源抑制工法であり、現地の土壌、砂などをその場で固化できると共に、発生源の飛砂を有効に抑制することが可能な飛砂防止工法を提供することである。【解決手段】砂地表面の砂の一部に固化材を配合し、それらを混練し、加圧することにより成形された成形体を、一定間隔で砂地表面に分散敷設させることを特徴とする飛砂防止工法。【選択図】  図１
2004183256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂地表面の砂の一部に固化材を配合し、それらを混練し、加圧することにより成形された成形体を、一定間隔で砂地表面に分散敷設させることを特徴とする飛砂防止工法。
【請求項２】
前記成形体を、砂地表面の粗度長が１ｍｍ乃至１０ｃｍとなるように分散敷設する請求項１記載の飛砂防止工法。
【請求項３】
前記成形体が、自然条件下における崩壊寿命を数ヶ月乃至数年の範囲でコントロール可能である請求項１又は２に記載の飛砂防止工法。
【請求項４】
前記固化材が、でんぷん系固化材であり、前記成形体中に５〜３０重量％の量で含有されている請求項１乃至３の何れかに記載の飛砂防止工法。
【請求項５】
前記固化材が、高分子凝集剤を０．１〜５．０重量％、酸化物基準で、マグネシウム１７〜７０重量％、ケイ素１５〜６０重量％、カルシウム１．５〜１５％重量、リン１．０〜１０重量％を含有するものである請求項１乃至３の何れかに記載の飛砂防止工法。
【請求項６】
前記固化材が成形体中に１〜２５重量％の量で含有されている請求項５記載の飛砂防止工法。
【請求項７】
前記成形体中に、植物種子が含有されている請求項１乃至６の何れかに記載の飛砂防止工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛砂防止工法に関するもので、より詳細には、砂地表面の砂の一部に固化材を配合して混練・加圧成形した成形体を、海岸部や造成地、或いは砂漠等の砂地表面に分散敷設することによる飛砂防止工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に飛砂は、海岸地帯の広大な砂地乃至は砂丘地において、海からの風が地盤の上を吹くことによって起こり、その移動の形態の大半は躍動運動であり、飛砂現象では、砂粒子の９０％以上が地表からわずか３０ｃｍ高さの範囲を展動することが観察や実験により明らかにされている。
【０００３】
従来、飛砂の発生を抑制し、飛砂量を減じるための工法（飛砂対策工）としては、（１）発生源を抑制する、（２）拡散前に抑制する、或いは拡散後に捕捉する、（３）再拡散するのを抑制する、等の３段階の対策が講じられており、前記（１）の飛砂対策工としては、地表面安定処理植生工等として例えば海水灌漑を行い、耐塩性植物を植生する方法、又は樹木チップ片を接着剤などで固めた植栽地を被覆する方法等が知られている（例えば、特許文献１及び２）。（２）の対策工としては、防風土塁、静砂垣、防風棚等が、また（３）の対策工としては、飛砂防備林等が知られている。
また飛砂防止工法としては、本発明者により、定量散布装置を装着したクローラダンプを走行させて、土壌改良剤を一様に散布する工法を提案している（例えば特許文献３及び４）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１９７４２０号公報
【特許文献２】
特開平９−２５２６６４号公報
【特許文献１】
特開平１１−３１５５３１号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４００４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記地表面安定処理植生工等は何れも飛砂の発生源を抑えるという点では効果が予想されるものの、現実的には大掛かりな工法となり、コストの問題や施工期間、施工面積、施工労力などの点で多大な困難性が予想される。また景観保持等の観点から一定期間のみ効率よく飛砂の発生を抑制し得ることや、海岸部以外の地域、例えば内陸部では一般造成地や飛行場造成地、或いは砂漠地帯等においても飛砂の発生を抑制し得ること等も望まれているが、上記従来技術では充分満足しえるものではない。
【０００６】
また砂漠化防止対策としては、いくつかの有力な工法などを組み合わせた複合化技術による工法が望まれる。それは、▲１▼苛酷な気象条件下での飛砂発生源の抑制、▲２▼植生に必要な環境条件の付与である。
即ち、広大な面積を植林のみで砂漠化を防止することは到底無理であり、根本的に上記２つの視点にたったアプローチが求められている。
【０００７】
従って本発明の目的は、いかなる砂地にも適用が可能な簡便な飛砂発生源抑制工法であり、現地の土壌、砂などをその場で固化できると共に、発生源の飛砂を有効に抑制することが可能な飛砂防止工法を提供することである。
本発明の他の目的は、自然崩壊が可能で、景観保持に優れているため海岸や汀線部の飛砂発生源の対策として有効な飛砂防止工法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、敷設後の成形体の回収が不要で、環境への負荷を軽減可能な環境性の高い飛砂防止工法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、成形体の中に植物種子などを含ませた植生工法としても有用であり、飛砂防止工法と植生工法の両面からの展開を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、砂地の砂の一部に固化材を配合し、それらを混練し、加圧することにより成形された成形体を、砂地に一定間隔で分散敷設させることを特徴とする飛砂防止工法が提供される。
【０００９】
本発明の飛砂防止工法においては、
１．砂地表面の粗度長が１ｍｍ乃至１０ｃｍとなるように、成形体を分散敷設すること、
２．成形体が、自然条件下における崩壊寿命が数ヶ月乃至数年の範囲でコントロール可能であること、
３．固化材が、でんぷん系固化材であり、成形体中に５〜３０重量％の量で含有されていること、
４．固化材が、高分子凝集剤を０．１〜５．０重量％、酸化物基準でマグネシウムを１７〜７０重量％、ケイ素１５〜６０重量％、カルシウム１．５〜１５重量％、リン１．０〜１０重量％を含有する固化材であり、好ましくはかかる固化材が成形体中に１〜２５重量％の量で含有されていること、
が好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の飛砂防止工法においては、砂地表面の砂の一部に固化材を配合し、混練し、加圧することにより成形された成形体を、砂地表面に一定間隔で分散敷設させることが重要な特徴である。
本発明においては、使用する固化材の種類や配合量等を適宜選定することにより、成形体の形状と景観性、耐久性等の性状を容易にコントロールすることが可能であり、これにより、成形体を設置することによる飛砂への負荷を低減できるという利点がある。例えば、海岸の汀線部のようにある一定の期間のみ飛砂防止を必要とし、それ以外の期間は景観保持等のため成形体は撤去されることが好ましいような場合には、一定期間経過後に自然崩壊する程度の耐久性の成形体にすることも可能であるし、また必要に応じて永久的な耐久性を有する成形体とすることも可能となる。
【００１１】
また本発明においては、砂地表面から砂を採取し、これに固化材を配合して成形体を形成した後、砂地表面に敷設することは勿論、砂地表面に固化材を散布し、これらを混練したものを加圧成形して、成形体を砂地表面上で直接成形することも可能であり、これにより成形体の生産設備や搬送手段などが不要になる。
更に、このような砂及び固化材から成る成形体は通常の砂表面に比して含水率が高いため、これも飛砂防止に役立っているものと考えられる。
【００１２】
本発明の飛砂防止工法においては、砂地表面に敷設すべき成形体の形状或いは耐久性等の性状を、設置すべき砂地の種類や風速等の気候条件に対応したものにすることができるため、砂地表面全般、例えば砂地海岸の砂浜部や汀線部、砂丘等の他、内陸部における一般造成地や飛行場造成地等、更に砂漠地帯等にも適用できる。
また本発明においては、砂及び固化材から成る成形体に植物種子や肥料等を含有させることも可能であり、これにより飛砂防止と緑化を図ることも可能である。
【００１３】
前述した通り、本発明の飛砂防止工法においては、砂地の砂の一部に固化材を配合し、これらを混練したものを加圧成形して成形体とするが、砂地表面の砂を使用して直接砂地表面で成形体を成形し得ると共に、かかる成形体が前述したような一定の強度を有し、しかも一定期間の崩壊寿命を有し、更には崩壊後回収作業を不要とするような環境性に優れたものとするには、固化材の選択及びその配合量が重要である。
本発明においては固化材として、でんぷん系固化材、またはマグネシウム，ケイ素，カルシウム，リン及び高分子凝集剤を所定量で含有する無機系固化材が、上述した特性を顕著に発現できることを見出した。
【００１４】
すなわち、後述するでんぷん系固化材及び無機系固化材は、いずれも安全性、耐水性に優れており、この固化材を含有する組成物から成る成形体は、一定の強度を有しながら、自然劣化で適度に崩壊し、安全性に優れていると共に生態系への影響もないことから崩壊後回収する必要がなく、廃棄物も生じないため環境性に優れている。また、いかなる土壌に対しても成形体の強度及び崩壊寿命を好適なものに調整することが容易であると共に、後述するような砂地表面で直接成形体の成形をして設置することを可能にする硬化速度をも有しており、かかる固化材を用いることにより、本発明の飛砂防止工法を効果的に実施することが可能となる。でんぷん系固化材及び無機系固化材が、本発明の飛砂防止工法に極めて有用であることは後述する実施例の結果からも明らかである。
【００１５】
本発明において、砂地表面に砂及び固化材から成る成形体を分散敷設することにより、飛砂の発生を防止できるのは、成形体の設置により地表面の粗度長を大きくすることができるからであり、地表面の粗度長を大きくすることが飛砂防止に役立つことは、下記の理論より明らかである。
【００１６】
すなわち、一般に平坦な、ある粗さを有する地表面上の風速分布は下記式（１）
Ｕｚ／ｕ＊＝１／ｋ・ｌｎ（Ｚ／ｚ０）      …（１）
式中、Ｕｚ：高さｚでの風速、ｕ＊：地表面での摩擦速度
ｋ：カルマン定数（０．４）、
ｚ０：粗度長（地表面の粗さを表す）
で表され、上記式（１）において、ｕ＊を０．２ｍ／ｓで一定と仮定すると、ｚ０＝０．０００１ｍ（砂面程度）の場合の高さ１ｍの風速は４．６ｍ／ｓであるのに対し、粗度長を１００倍にしたｚ０＝０．０１ｍ（角材程度のものを設置した場合）の場合の高さ１ｍの風速は２．３ｍ／ｓとなり、顕著に風速が低減されていることが理解される。
しかも実際には、上空の風速が減少すれば、それに応じて地表面の摩擦速度も低下するので、風速の低減効果は更に大きくなるはずである。
【００１７】
本発明においては、砂及び固化材から成る成形体をある間隔で砂浜に配置することによって地表面の粗度長を増大させ、これにより、一定高さの風速を減少させることができ、それに伴い地表面の摩擦速度が低減し、飛砂が発生する限界摩擦速度に達する確率が低下するため、飛砂の発生を有効に防止することが可能となるのである。
【００１８】
本発明においては、前述したように砂地表面に砂及び固化材から成る成形体を分散敷設して、砂地表面の粗度長を調整することにより飛砂の発生を防止するものであるが、この粗度長は１ｍｍ以上であることが好ましい。すなわち上記範囲よりも粗度長が小さい場合には、地表面付近の風速を十分低減することができない。また砂浜等に設置する場合には、粗度長は１ｍｍ乃至１０ｃｍの範囲にあることが好ましい。このような場合には、成形体が大きくなりすぎると景観などを損ねることもあり、実用的でないからである。
なお、粗度長は上記式（１）により求められるが、一般的には、実際の凹凸の１／１０程度の値であることから、砂浜に設置すべき成形体の高さ（Ｈ）の１／１０の値として表すことができる。
【００１９】
（固化材）
（１）でんぷん系固化材
でんぷん系固化材としては、従来より水溶性の植物性バインダーとして用いられているでんぷん粉末を好適に用いることができる。
でんぷん系固化材を使用する際は、硬化剤として水酸化カルシウム或いは炭酸カルシウム等のアルカリ成分を配合することが必要であり、これによりでんぷん粉末をゲル化させて初期強度と耐水性に優れた成形体を形成する。
でんぷん粉末は、砂及び固化材含有組成物中５乃至３０重量％の量で含有されていることが好ましく、水酸化カルシウムや炭酸カルシウム等の硬化剤は、砂及び固化材含有組成物中０．１乃至３．０重量％の量で含有されていることが好ましい。また、水分として水又は海水を１０乃至２０重量％の量で含有していることが好ましい。
【００２０】
でんぷん系粉末が有すべき組成は、植物性ゆえ成分変動があり、一概に規定できないが、一般的には下記組成（重量％）を有することが望ましい。
炭水化物    ４５〜７０％
たんぱく質  １０〜３０％
脂肪          １〜  ５％
灰分          ５〜２０％
水分          １〜２０％
使用し得るでんぷんとしては従来公知のものを使用でき、例えば、これに限定されないが、小麦でんぷん、とうもろこしでんぷん、馬鈴薯でんぷん、米でんぷん等の生でんぷんの他、各種の加工でんぷん等を挙げることができる。
でんぷん系固化材は特に、成形体中に種子や肥料、或いは保水材等を配合し、成形体敷設後の緑化を図ることに有効に用いることができる。
すなわち、後述する実施例３から明らかなように、でんぷん粉末により砂地表面を固化した成形体では土壌硬度が低いため、植物の発芽〜生育に適した土壌硬度（２００ｋＮ／ｍ２以下、特に１５０ｋＮ／ｍ２以下）を満足しえるため、優れた緑化成形体とすることが可能である。
【００２１】
（２）無機系固化材
本発明に好適に用いることができる他の固化材としては、酸化物基準で、マグネシウム１７〜７０重量％、ケイ素１５〜６０重量％、カルシウム１．５〜１５重量％、リン１．０〜１０重量％を含有し、更にアニオン型ポリアクリルアミド等の高分子凝集剤を０．１〜５．０重量％含有するものを好適に用いることができる。
上記無機系固化材は、まず高分子凝集剤の働きにより、砂粒子に粘性を与えて団粒化を促進し、次いで上記酸化物の水和作用により固形化が進行するものである。
上記無機系固化材は、成形体の想定する崩壊寿命に応じた成形強度によってもその配合量は相違するが、成形体中、１〜２５重量％、特に１〜１０重量％の量で含有されていることが好ましい。また成形体中、水分として水又は海水を５〜２０重量％の量で含有していることが好ましく、特に海水は硬化促進剤として作用し得る塩化ナトリウムなどを含有するため好ましい。
無機系固化材は、後述する実施例３から明らかなように、得られる成形体の土壌硬度が高く、特に耐久性が要求される場合に好適に用いることができる。
【００２２】
（成形体）
本発明の飛砂防止工法においては、成形体の形状は、砂地表面の粗度長を調整し得る形状であればよく、後述するような成形性や設置した際の安定性等の観点から、実質上球体、半球体、楕円回転体、立方体、直方体、角錐、円錐、角柱体、円柱体、或いは半円柱体のいずれかの形状を有することが好ましく、特に乱流拡散が促進され抵抗の大きい、立方体や直方体であることが好ましい。
【００２３】
また上記形状を有する成形体の砂面上の露出部分は、卓越風向に対する見掛け面積が大きいことが好ましく、これに限定されないが、卓越風向に対して直交方向に１０〜４０ｃｍ、特に１５〜２５ｃｍの寸法（Ｌ）と、高さ方向に２〜５０ｃｍ、特に３〜１５ｃｍの寸法（Ｈ）を有することが好ましい。すなわち高さ方向寸法（Ｈ）を上記範囲とすることが粗度長を上記範囲に調整する上で好ましく、また卓越風向に対して直交方向の寸法（Ｌ）を上記範囲とすることが成形性や安定性等の観点から望ましい。
【００２４】
前述した通り、成形体の耐久性は用いる固化材の種類及び配合量等により適宜変更できるが、一般には飛砂発生の防止を必要とする期間に対応した自然条件下での崩壊寿命が数ヶ月乃至数年であることが好ましい。
すなわち、飛砂防止を必要とする期間が所定の期間に限られている場合は、その期間以外は、景観等の観点から成形体が配置されていないことが望ましく、本発明では、前述した環境に影響を与えることのない固化材を用いることにより、崩壊後の回収作業が不要になるという利点もある。
また成形体は、上述した崩壊寿命を有する一方、その間は一定の機械的強度や、耐水性を有することも必要である。
例えば、後述する実施例から明らかなように、機械的強度としては５０ｃｍ高さから自然落下しても崩壊しない程度の強度のほか、耐水性としては、水中に浸漬し、１週間以上は最初の成形形状を維持できる程度が要求される。
【００２５】
本発明においては、砂地表面に固化材を散布した後、砂地を攪拌しながら必要量の水分を付与して砂及び固化材を混合し、この混合物を所望の形状に加圧成形し、これを一定間隔で設置することによって、成形体の成形と配置を同時に行うことができ、このように砂地表面での成形体の成形及び同時配置を可能にするためには、成形体表面は指圧感触により、３〜５ｈｒ以内の硬化速度を有することが好ましい。
【００２６】
砂地表面で、砂及び固化材含有成形体の成形及び設置方法には、特に制限はないが、例えば、図１に示すような機構を有する自走式固化装置を用いることにより、砂の成形と設置を同時に行うことができる。
すなわち、かかる自走式固化装置においては、クローラダンプ１に固化材を充填したタンク２を配置し、クローラダンプ後方に、進行方向から順に、かかる固化材をタンク２から砂地表面に散布する装置３、散布された固化材と砂地表面の砂を攪拌する装置４、攪拌混合された砂地に成形体を成形する装置５が配置されている。この自走式砂固化装置等を走行させることにより、成形体６の成形と配置を同時に行うことが可能となる。
成形体は一定間隔を有するように分散配置するが、必ずしも規則的である必要はなく、分散されている限りランダムに配置することもできる。
【００２７】
【実施例】
本発明を以下の実施例で詳細に説明する。尚、実施例中、特に記載のない場合を除き、％はすべて重量％を示す。
（実験例）
図２に示すような解析領域を想定し、何も置かない砂浜の場合と、成形体（３００ｍｍ×３００ｍｍ×１０００ｍｍ）を千鳥状に設置し、粗度長を３ｃｍ程度に調整した場合の２通りの気流分布をｋ−ε型２方程式モデルで計算し、図３に示すような地表面付近（地上５ｃｍ）の風速分布を得た。尚、色の濃淡が風速の強さを表している。色の濃い領域が、他に比べて風速の強い領域である。
何も置かない場合の風速分布を示す図３（１）、及び成形体を千鳥状に設置し、粗度長を調整した場合の風速分布を示す図３（２）から明らかなように、何も置かない場合は、地表面付近は０．３５〜０．４ｍ／ｓ程度の風速が全体にわたっているが、粗度長を調整した場合は、ほとんどの砂面上での風速が、何も設置しない場合に比して低下していた。
なお、粗度長を調整した場合において、一部成形体の近傍で風の強さが何も設置していない場合と同程度の領域が観察されるが、これはビル風と同様の原理で物体にぶつかった気流が吹き降ろす現象であり、その発生は抑制することが困難であり、この部分においては、強風時には多少の飛砂の発生が予想されるが、風下側の成形体が砂を止める役割を有するため、飛砂による被害の程度はかなり小さく抑えられるものと考えられる。
【００２８】
（実施例１）
本実施例においては新潟県・寄居浜海岸の汀線部より、実験用砂として海砂を採取した。比重１．３ｇ／ｃｍ，篩による平均粒径０．２５７ｍｍ，水分６．４２％，ＰＨ９．２０／２１℃の性状を示した。
海砂に固化材Ａとしてデンプン粉末を、硬化剤Ｂ，Ｃとしてそれぞれ水酸化カルシウムと炭酸カルシウム粉末を用いて混合し、表１に示すような供試体配合とした。
固化材Ａ量は砂に対しての重量比、硬化剤Ｂ，Ｃ量は固化材Ａに対しての重量比とした。材料の混合は、海砂と固化材Ａ，硬化剤Ｂ、Ｃを十分混ぜ合わせた後、縦軸偏心型ミキサー（マイティ１５；（株）愛工舎製作所）で水を加えながら約１５分間混合した。
【００２９】
本実施例による供試体の形状はφ１００ｍｍ×２００ｍｍの円柱状とし、一軸圧縮試験用の鋼製モールドに、混合材料を人力で軽く充填加圧することにより製作した。円柱状成形体は夫々の配合について５個ずつ製作した。
脱型は充填加圧後の即脱としたが、この段階で取扱上の問題は無かった。
【００３０】
【表１】
2004183256.tif 000003
【００３１】
本実施例で用いた固化材Ａのデンプン粉末の組成は次の通りであった。
炭水化物      ５８．５％
たんぱく質    １８．７％
脂肪分          ３．８％
灰分          １１．８％
【００３２】
表１の配合で得られた供試体は室温で約１５ｈｒ後に脱形し、指圧による強度確認では固化材Ａの添加量が多いほど強度が高く、また固化材Ａに硬化剤Ｂ，Ｃを併用した方がより強度が向上できた。
各供試体を新潟市船江町の屋外実験場にて配置し、長期放置による屋外暴露試験を行った。その結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
2004183256.tif 000004
【００３４】
本実施例では表２の屋外暴露試験による結果より、固化材Ａと硬化剤Ｂ，Ｃを組合せることにより、一定期間の成形体形状維持を図ることが可能となった。
崩落した供試体のカケラ又は砂粒子は、肉眼観察と指による触感では普通の海砂と全く同じで違和感は無かった。これは固化材Ａがでんぷん主成分の組成であり、紫外線による分解と又は降雨による溶解流出の影響と推定される。
【００３５】
（実施例２）
本実施例に於いては新潟県・村松浜海岸の汀線部より、実験用海砂を採取した。比重１．２８ｇ／ｃｍ，篩による平均粒径０．３３１ｍｍ，水分７．６５％，ＰＨ８，６２／２２℃の性状を示した。
フィールド実験を想定し、海砂の採取と固化実験を現地の海岸部にて行った。
本実施例で使用した固化材の組成は以下の通りである。
アニオン型ポリアクリルアミド  ２．２％配合
Ｉｇ−Ｌｏｓｓ      １．９％
ＭｇＯ            ４３．５％
ＳｉＯ２  ３５．３％
ＣａＯ              ５．９％
Ａｌ２Ｏ３            ５．７％
Ｆｅ２Ｏ３           ３．２％
Ｐ２Ｏ５              ２．８％
Ｎａ２Ｏ             １．１％
Ｋ２Ｏ               ０．６％
Ｔｏｔａｌ        １００．０％
【００３６】
海砂を所定量ビニール袋に秤採り、そこに所定量の無機系固化材と海水を４，５分程度良く混ぜ合わせ、おにぎりを作る要領で約φ５ｃｍの球状に成形した。球状成形体は適度な締め固めで簡単に得られ、夫々固化材の添加量毎に１５個作成した。この段階で崩れるものは無かったが、これは海砂と水単独の系でも崩れないことに基因している。
【００３７】
同様に、５００ｍｌのＰＥ製ビーカー（高さ１０．８ｃｍ，内径８．５ｃｍ）を用いて、上記混合物を人手により充填加圧し、約２，３分後に即脱を行ない円柱状成形体を製作した。固化材の各添加量毎に５個製作したがこの段階で崩れるものは無かった。
【００３８】
同様に、ＰＥ製の雨樋（直径１０ｃｍ，深さ５ｃｍ，長さ６０ｃｍ）を用いて、上記混合物を人手により充填加圧し、１，２分後即脱し半円柱形成形体を製作した。固化材の各添加量毎に３〜５個製作し、この段階で崩れるものは無かった。
本実施例で得られた上記の球状成形体、円柱状成形体及び半円柱状成形体の３種類を、海岸部の砂地表面にランダム状に配置し、屋外暴露による成形体の経時変化・形状保持、崩落状況の観察を行った。
その結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】
2004183256.tif 000005
【００４０】
また、上記成形体の球状成形物については室温で放置し、指圧感触による固化時間確認と水中浸漬による耐水性試験及び加重による耐圧強度を測定した。
（固化時間の測定）
球状成形物を一定時間ごとに指圧での硬さ確認を行い、表面が硬化していて壊れない点を固化時間として定めた。
（耐水性の測定）
室温で約２０時間固化させた球状成形体各３個を約５００ｍｌのビーカーに入れ、そこに水道水を満たし、５時間、１０時間、３０時間、更に１週間後の形状保持能力と硬さを調べた。
◎：１週間後、成形体の崩れが全く認められず、指圧による強度もある。
○：１週間後、成形体の崩れが全く認められないが、指圧による強度がやや劣る。
△：３０時間後、成形体の崩れがやや認められ、指圧による強度が劣る。
×：５時間後、成形体が崩れ、形状保持ができない。
【００４１】
（耐圧強度の測定）
室温で約２０時間固化させたφ５ｃｍの球状成形体を、加重６ｋｇの電子天秤（ＭＥＴＬＥＲ  ＰＪ６０００、シイベル機械（株）製）の上に乗せ、成形体の上から加重を徐々に加え、成形体が割れて壊れた時の加重量を耐圧強度とした。測定は３個の成形体について行い、その平均値を求めた。また耐圧加重０．６ｋｇ程度のものは、高さ５０ｃｍの上からコンクリート地面に落下させも壊れることはなかった。
固化材の配合割合と固化時間、耐水性及び耐圧強度の測定結果を表４に示す。
【００４２】
【表４】
2004183256.tif 000006
【００４３】
本実施例では実施例１と同様に、表３の海岸暴露試験の結果より、固化材の使用により、一定期間の成形体形状維持を図ることが可能となった。
崩落した成形体のカケラ又は粒子は、肉眼観察と指による感触では普通の海砂と全く同等であった。自然崩壊のメカニズムは海砂と水酸化マグネシウム・Ｍｇ（ＯＨ）２，炭酸マグネシウム・ＭｇＣＯ３及びリン酸マグネシウム・Ｍｇ３（ＰＯ４）２・８Ｈ２Ｏと石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏなどの固化結合要因の不十分さによるもので、例えば固化材の添加量１０％以上の固形物はほとんどコンクリート固形物と同様な強度と耐久性を示すことが分かっている。しかも固化材の成分は酸化マグネシウム・ＭｇＯとシリカ・ＳｉＯ２が主成分であり、ＰＨも弱アルカリ性を示し、他の配合成分も自然界や海水に存在するもので環境負荷の問題は全くない。
【００４４】
（実施例３）
本実施例では新潟県・中条町笹口浜地内の砂丘地の畑地において表面土壌のフィールト゛固化実験を行った。
畑土の性状は比重１．２６ｇ／ｃｍ、篩による平均粒径０．２７６ｍｍ、水分１７．４％、ＰＨ６．８２を示した。
本実施例で使用した固化材は、それぞれ（実施例１）で使用したデンプン粉末と炭酸カルシウムを、他は（実施例２）で使用した無機系固化材を用いた。
【００４５】
砂丘地畑土の表面をヤンマークローラトラクター・形式ＣＴ５５０、ロータリーアタッチメントＭＸ−２００５−４Ｌを用いて、深さ１２〜１５ｃｍに耕起した。土壌表面は平らに均された状態となり、耕起土壌は２〜７ｍｍφ程度の小さな塊状物又は団粒塊を示した。
その土壌表面の耕起深さ１０ｃｍに対して、次の割合で固化材と水を人力で散布した。
なお、デンプン粉末と硬化剤である炭酸カルシウムは予め９５％と５％に混合しておいたものを使用した。
【００４６】
【表５】
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【００４７】
上記、畑土への固化材と水を散布した表面を、再びヤンマークローラトラクターを用いて、耕起深さ約１０ｃｍで土壌表面を攪拌混合した。固化材と水は適度な状態で良く混ざり合った状態となった。
この攪拌混合された表面を、クローラトラクターの機体重量３，１７０ｋｇを支えている走行キャタピラ面の凹凸を利用して加圧成形体と成した。
走行キャタピラ部  ；幅×接地長    ４５０ｍｍ×１，９５５ｍｍ
中心距離          ；１，２８０ｍｍ
平均接地圧        ；０．１８ｋＰａ（１７．７ｋｇｆ／ｃｍ２）
ここでキャタピラ面で印圧されて形作られる凸部分の立方体は図４に示すような形状となった。
【００４８】
キャタピラ面で印圧された成形体は、成形直後の指圧による感触ではいずれも硬く良好な成形体となった。この成形体はキャタピラ面の凹凸を投影し、連続的な成形体の列として作られた。
この成形体はそのままの状態で放置し、屋外暴露による成形体の崩落状態と土壌硬度を調べた。山中式土壌硬度計による土壌硬度を調べることにより、屋外暴露による崩落以外の成形体強度の経時変化による影響が得られた。結果を表７に示す。
【００４９】
【表６】
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【００５０】
本実施例によるフィールド固化実験では、１つの施工部分の面積が幅１．７３ｍ×長さ３．６ｍの６．２ｍ２で、両端に幅４５０ｍｍのトラクター・キャタピラの印圧による凹凸が出来る。この面積は３．２４ｍ２で約５２％に相当する。
【００５１】
上記実施例の結果から明らかなように、成形体の強度は短時間で土壌硬度が発現され、屋外暴露の経時変化追跡結果からも分かる通り、成形直後から次第に硬化強度が高まり、約１ヶ月後には更に強度向上の傾向が見られた。特に固化材添加量を１０％としたものは著しく高強度となり、３ヶ月経過後の表面状態は多少の表面粗さが認められる程度であった。
【００５２】
（比較例１）
本比較例に用いた海砂は実施例１と同様にした。
固化材として、石膏系固化材（半水石膏粉末（吉野石膏（株）製））、焼成粉末硅砂（旭有機材工業（株）製）と上記石膏系固化材（半水石膏粉末）の混合固化材、マグネシア系固化材（マグホワイト（東武化学（株）製）を用いた。
【００５３】
上記各固化材の化学組成及び物理的性状を以下に示す。
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【００５４】
（２）焼成粉末硅砂
（２−１）化学組成
Ｉｇ−Ｌｏｓｓ          １．８％
ＳｉＯ２  ７８．６％
Ａｌ２Ｏ３                ８．６％
Ｆｅ２Ｏ３                ２．５％
ＣａＯ                  ０．９％
ＭｇＯ                  １．７％
Ｎａ２Ｏ                 １．０％
Ｋ２Ｏ                   ０．９％
（２−２）物理的性状（粉末性状）
水分        ０．１％
平均粒径    ２４．３μｍ（レーザー法）
嵩密度      １．３５ｇ／ｍｌ
真比重      ２．６５
比表面積    １５．８ｍ２／ｇ（ＢＥＴ法）
【００５５】
（３）マグネシア系固化材
（３−１）化学組成
Ｉｇ−Ｌｏｓｓ      ０．６％
水分                ０．１％
ＭｇＯ            ８３．６％
Ｐ２Ｏ５              ５．６％
Ｆｅ２Ｏ３            ３．９％
ＣａＯ              ３．２％
ＳｉＯ２  ３．１％
（３−２）物理的性状
水分        ０．１％
嵩密度      １．２５ｇ／ｍｌ
真比重      ３．２０
【００５６】
上記固化材を用いて室内にて海砂の固化実験を行なった。成形体は実施例１と同様に海砂と固化材そして水を所定量混合し、約φ５ｍｍの球状成形物を各５個ずつ製作した。この段階で取扱上崩れるものはなかった。
夫々の配合比と固化時間、耐水性、耐圧強度の測定結果を表７に示す。
【００５７】
【表７】
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【００５８】
上記の結果より、石膏系固化材は耐水性が無く実用化は無理と判断される。また、マグネシア系固化材は耐水性と耐圧強度はやや良好であるが固化時間が遅く実用化に難点があると判断され、汀線部での海砂の固化成形体が施工後の降雨や波飛沫などに耐えうるものでないと実用化は難しい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の飛砂防止工法によれば、砂地の砂の一部に固化材を配合し、混練することにより成形された成形体を、砂地表面に一定間隔で分散敷設させることにより、飛砂の発生を有効に防止することができる。しかも一定の崩壊寿命を有する成形体を砂地表面で直接且つ容易に成形できると共に、飛砂防止を要する期間の終了後に成形体の回収を必要とせず、廃棄物も生じないため環境性にも優れているという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用し得る自走式固化装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の飛砂防止工法のシミュレーションの説明図である。
【図３】本発明の飛砂防止工法のシミュレーションの結果を示す図である。
【図４】実施例３で成形した成形体を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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