(57)【要約】  【課題】  建設発生土の再利用と共に廃棄物焼却によって発生するスラグの処理を行う建設発生土の再利用方法を提供する。  【解決手段】  建設発生土（Ｄ）からその大きさが２０ｍｍ〜４０ｍｍの固形物を選別し、廃棄物焼却施設で発生したスラグ（Ｓ）を前記工程で選別した固形物と混合し、前記工程で混合したスラグ（Ｓ）と選別固形物との混合物を路盤材（Ｃ）として舗装材下方の領域に敷設する。または、２０ｍｍ未満の固形物を選別し、スラグ（Ｓ）をその固形物と混合してその混合物を路盤材あるいは埋め戻し材（Ｋ）として使用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設発生土をリサイクルして再利用する建設発生土再利用方法において、建設発生土からその大きさが２０ｍｍ〜４０ｍｍの固形物を選別する選別工程と、廃棄物を高温焼却した際に発生したスラグを前記選別工程で選別した固形物と混合する混合工程と、前記混合工程で混合したスラグと選別固形物との混合物を路盤材として舗装材下方の領域に敷設する敷設工程とを含むことを特徴とする建設発生土再利用方法。
【請求項２】
前記大きさが２０ｍｍ〜４０ｍｍの固形物を選別する選別工程およびスラグを前記選別工程で選別した固形物と混合する混合工程を、建設発生土から固形物を選別する選別機、添加材と混合する混合機、および所定大きさに篩い分けする振動機とで構成される改良土プラントにおいて行う請求項１の建設発生土再利用方法。
【請求項３】
建設発生土をリサイクルして再利用する建設発生土再利用方法において、建設発生土からその大きさが２０ｍｍ未満の固形物を選別する選別工程と、廃棄物を高温焼却した際に発生したスラグを前記選別工程で選別した固形物と混合する混合工程と、前記混合工程で混合したスラグと選別固形物との混合物を路盤材あるいは埋め戻し材として使用する敷設工程とを含むことを特徴とする建設発生土再利用方法。
【請求項４】
前記２０ｍｍ未満の固形物を選別する選別工程およびスラグを前記選別工程で選別した固形物と混合する混合工程を、建設発生土から固形物を選別する選別機と、添加材と混合する混合機と、所定大きさに篩い分けする振動機と、鉄系不純物を除去する磁選機とで構成される改良土プラントにおいて行う請求項３の建設発生土再利用方法。
【請求項５】
建設発生土から選別された２０ｍｍ〜４０ｍｍの固形物と、スラグとを含むことを特徴とする路盤材。
【請求項６】
建設発生土から選別された２０ｍｍ未満の固形物と、スラグとを含むことを特徴とする改良土。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設発生土をリサイクルして再利用する建設発生土再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
舗装路は、図２にその断面を示すように、最上層の厚さ約５ｃｍの部分がいわゆる舗装といわれているアスファルト部分Ａである。そして、アスファルト部分Ａの下方に上層路盤材Ｂ、さらにその下方に下層路盤材Ｃとして砕石が敷き詰められて構成されている。
なお、上層路盤材Ｂは、道路条件によっては省略されることもある。
【０００３】
従来、建設発生土の再利用の一態様として、以下に述べるように、道路を再掘削した際に生じる路盤材の再利用についての例を説明する。
すなわち、道路を再掘削した際に掘り起こされた路盤材は、プラントに搬入されて、まず、篩によって大きさが４０ｍｍ以上の塊が除去される。その除去された４０ｍｍ以上の塊は、粉砕機によって粉砕され、別途有効利用される。
【０００４】
そして、その４０ｍｍ以上の塊が除去された路盤材から、２０ｍｍ〜４０ｍｍの大きさの粗礫が選別される。ここで、２０ｍｍ〜４０ｍｍの粗礫は、４０ｍｍ以上の塊が除去された路盤材において、通常、その１割〜２割を占める。そして、残りの８割程度を占める２０ｍｍ未満の路盤材は、例えば、改良土として、図３に示すように、埋設管２０の埋め戻し材等に使用されている。
【０００５】
ここで、改良土は、地盤の掘削現場等から発生する土砂（建設発生土の１態様）をセメント系、石灰系、あるいはこれに類する添加材によって改良し、所定の規定に適合したものである。
通常の道路工事における路床・路盤の作成、上下水道管・ガス管の埋め戻しおよび建設基礎の埋め戻し・盛土工事などの従来の山砂を使用した分野で使用されている。
【０００６】
しかし、セメント系添加材は、改良土を長期に仮置きした場合には強度確保が難しい。
それに対して、石灰系の生石灰では、発熱作用による土の含水比の低下および土と石灰との化学反応（ポゾラン反応）による強度発現が期待され、長期仮置きした場合の強度が確保できる。そして、石灰は、天然鉱物である石灰石を焼成生産したものであり自然環境に優しく、食品添加材や上下水道処理剤にも使用され、改良土の埋め戻し工事として環境性・施工性に優れている。
【０００７】
次に、廃棄物（ゴミ）の焼却によって生じるスラグの処理状況について説明する。
廃棄物焼却施設では、従来、６００℃〜８００℃で廃棄物を焼却していたが、係る温度による廃棄物焼却では、焼却灰が残存して飛散の恐れがあり、しかも、当該焼却灰に毒性が非常に強いダイオキシンを含むという問題があった。
【０００８】
近年において、廃棄物焼却施設では、焼却の際の温度が６００℃〜８００℃から１２００℃〜１６００℃の高温に代わりつつある。そして、その様な高温焼却においては、焼却灰がスラグ化して飛散する恐れはなくなり、また、スラグのダイオキシン濃度も許容範囲以下におさめることができる。
なお、この廃棄物焼却に伴って発生するスラグは、水冷によって砂状、あるいは空冷によって石状になり、１０ｍｍ程度のものは細粒化も可能ではある。
【０００９】
しかし、近年の高温焼却により発生するスラグについて、再利用の用途は少ない。
例えば、アスファルト補助材やコンクリート補助材として使用しようとする試みが為されてはいるが、アスファルト補助材やコンクリート補助材として混合されるスラグのアスファルトやコンクリートにおける混合率は低かった。そのため、アスファルト補助材やコンクリート補助材として再利用されるスラグの量（スラグの処理量）は僅かであり、廃棄物焼却施設で発生するスラグの量を大幅に下回っていた。
そのため、埋め立て処理用地等、スラグの処理のための設備が必要となってしまう、という問題が残存している。
【００１０】
なお、首都近郊の地方自治体の例では、スラグが発生量は年間約３２００ｔにも及んでおり、係る大量のスラグ処理コストが財政上の深刻な問題として存在している。それと共に、スラグを処分するための処理場の拡張或いは新設という困難な問題となっている。
【００１１】
スラグの処理に関するその他の従来技術としては、建設或いは土木作業で使用される材料として再利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
しかし、係る従来技術では、複雑な加工処理を必要としており、ダイオキシン濃度が許容範囲以内であり、何等加工すること無く使用するが出来るという高温焼却により発生するスラグの特性を十分に活用したものとは言い得ない。
【特許文献１】特開平７−３９８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、建設発生土の再利用の態様を提供すると共に、高温（１２００℃〜１６００℃）による廃棄物焼却の際に発生するスラグの有効利用することを可能とする様な建設発生土再利用方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の建設発生土再利用方法は路盤材の製造に関するものであり、建設発生土をリサイクルして再利用する建設発生土再利用方法において、建設発生土からその大きさが２０ｍｍ〜４０ｍｍの固形物を選別する選別工程と、廃棄物を高温（１２００℃〜１６００℃）焼却した際に発生したスラグを前記選別工程で選別した固形物と混合する混合工程と、前記混合工程で混合したスラグと選別固形物との混合物を路盤材として舗装材下方の領域に敷設する敷設工程とを含むことを特徴としている（請求項１）。
【００１４】
路盤材の製造に関する本発明において、前記大きさが２０ｍｍ〜４０ｍｍの固形物を選別する選別工程およびスラグを前記選別工程で選別した固形物と混合する混合工程を、建設発生土から固形物を選別する選別機（３）、添加材と混合する混合機（５）、および所定大きさに篩い分けする振動機（６）とで構成される改良土プラント（１）において行うのが好ましい（請求項２）。
【００１５】
また、本発明の建設発生土再利用方法は改良土の製造に関するものであり、建設発生土をリサイクルして再利用する建設発生土再利用方法において、建設発生土からその大きさが２０ｍｍ未満の固形物を選別する選別工程と、廃棄物を高温（１２００℃〜１６００℃）焼却した際に発生したスラグを前記選別工程で選別した固形物と混合する混合工程と、前記混合工程で混合したスラグと選別固形物との混合物を路盤材あるいは埋め戻し材として使用する敷設工程とを含むことを特徴としている（請求項３）。
【００１６】
改良土の製造に関する本発明において、前記２０ｍｍ未満の固形物を選別する選別工程およびスラグを前記選別工程で選別した固形物と混合する混合工程を、建設発生土から固形物を選別する選別機（３）と、添加材と混合する混合機（５）と、所定大きさに篩い分けする振動機（６）と、鉄系不純物を除去する磁選機（７）とで構成される改良土プラントにおいて行うのが好ましい（請求項４）。
【００１７】
本発明（改良土の製造方法に関する発明）の実施に際して、改良土とスラグとの比率は、
改良土：スラグ＝８：２〜５：５
程度が好ましい。
スラグの比率が少な過ぎると、スラグを有効利用することにより（発生したスラグを）処理する、という本発明の目的を達成することが出来ない。一方、スラグ比率が高過ぎると、スラグの輸送費が嵩んで材料費が割高になってしまうのである。
【００１８】
本発明の路盤材は、建設発生土から選別された２０ｍｍ〜４０ｍｍの固形物と、スラグとを含むことを特徴としている（請求項５）。
ここで、本発明の路盤材は、上述された本発明の建設発生土再利用方法（請求項１、２の何れかの建設発生土再利用方法）に従って、製造されることが好ましい。
【００１９】
本発明の改良土は、建設発生土から選別された２０ｍｍ未満の固形物と、スラグとを含むことを特徴としている（請求項６）。
ここで、本発明の改良土は、上述された本発明の建設発生土再利用方法（請求項３、４の何れかの建設発生土再利用方法）に従って、製造されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
係る構成を具備する本発明（路盤材の製造方法に関する発明）によれば、建設発生土に存在する大きさ２０ｍｍ〜４０ｍｍの粗礫を再利用プラントにおいて選別して、廃棄物焼却のスラグを混入して、路盤材として再利用することが可能である。すなわち、路盤材に混入される砕石の代わりに、上記掘削された路盤材から選別した２０ｍｍ〜４０ｍｍの粗礫を再利用し、それにスラグを２割〜３割程度混入して（下層の）路盤材（図１のＣ）としての再利用が可能である。
【００２１】
また、改良土プラントで選別された２０ｍｍ以下の改良土は、埋め戻し材や盛土として利用されているが、これにもスラグを混入することが可能である。
【００２２】
さらに本発明によれば、建設発生土を再利用することにより、路盤材運搬コストの低減、処理費や資材費の節減などの経済効果が得られる。
そして、路盤材運搬の必要性が減少するため、交通量、排気ガスが減少し、粉塵の削減、処分場の延命、土砂採取量の低減などの環境効果が得られる。
【００２３】
本発明（改良土の製造方法に関する発明）において、改良土にスラグをまぜることより、改良土として強度が向上する。
また、改良土では石灰を混入するため、水分が除去され、埃が出やすくなるが、スラグを混入すると水分の蒸発が抑制されるという効果が存在する。従って、埃が抑制される。
【００２４】
ここで、粒子状のスラグは、棘状の突起を有しているが、改良土に混入することにより、土および石灰がスラグと混合し、スラグの棘状突起を被覆する効果を奏する。そして、スラグの棘状突起が被覆されるため、改良土の作業に携わる作業者が傷ついてしまうことを防止することが出来る。
【００２５】
スラグは湿潤密度（比重）が大きいため、埋め戻し材として単体で使用した場合には周辺地盤の湿潤密度（比重）より大きくなり、当該箇所は大きな荷重差が生じ、軟弱地盤であれば当該箇所の圧密沈下が発生する原因となり易い。ここで、軟弱地盤を原因とする上述した現象を不同沈下という。これに対して、湿潤密度（比重）の小さい改良土にスラグを混入・混合させた埋め戻し材は、周辺地盤との湿潤密度（比重）に大差がなくなり、不同沈下を抑制することが可能である。
【００２６】
これに加えて、地下水以下に対する掘削埋め戻し材料の種類として、吸水性の高い改良土を使用すると、水分を吸収するため改良土は泥濘化状態となり易いが、透水性の高いスラグを改良土に混入・混合させることにより、水分の吸収を抑制することが出来て、泥濘化を防止することが出来る。
【００２７】
さらに、本発明によれば、スラグが大量に路盤材や改良土に混入されるので、廃棄物焼却施設で発生したスラグが全量再利用される。その結果、廃棄物処理施設において、いわゆる「ゼロ・エミッション」が達成される。
【００２８】
高温（１２００℃〜１６００℃）で廃棄物を焼却した際に発生するスラグを使用しているので、スラグの毒性が極めて低く、スラグの毒性を抑制するような加工或いは処理が不要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１において、設発生土から改良土を製造する改良土プラント１を利用して路盤材Ｃおよび改良土Ｋを生産する構成および製品の流れが示されている。
【００３０】
プラント１は、掘削された発生土Ｄが投入されるホッパー２、その発生土から４０ｍｍ以上のものを選別除去する選別機３、添加材である石灰Ｌを貯留する石灰サイロ４、その石灰Ｌを混合する混合機５、大きさ２０ｍｍ以上のものを篩い分けする振動機６、振動機６で振り分けられた２０ｍｍ〜４０ｍｍの改良砕石から鉄鋼分（鉄系不純物）を除去する磁選機７を備えている。また、図１では明示されていないが、選別機３で篩い分けられた４０ｍｍ以上のものを破砕する解砕機が設けられている。
【００３１】
プラント１において、積込機械１１でホッパー２に投入された建設発生土Ｄは、選別機３で４０ｍｍ以上のものが除去され、混合機５でサイロ４からの石灰Ｌと混合され、そして、振動機６で２０ｍｍ以上のものは篩い分けられる。
選別機３で除去された４０ｍｍ以上のものは、図示しない解砕機で砕かれて選別機３に戻される。
そして、振動機６で振り分けられた２０ｍｍ〜４０ｍｍの砕石には、図示しない添加手段によりスラグＳ１が混入・混合され、路盤材Ｃが生産される。
【００３２】
また、振動機６で篩い分けされた２０ｍｍ以下の改良土は、磁選機７によって鉄鋼分（鉄系不純物）が除去され、スラグＳ２が混入されて改良土Ｋが生産される。
ここで、磁選機７によって鉄鋼分（鉄系不純物）を除去するのは、鉄系不純物が混合された改良土で埋め戻した箇所に鋼管があると、係る鋼管が錆びてしまうからである。
【００３３】
ここで、スラグＳ１、Ｓ２は廃棄物焼却施設で発生したスラグである。
路盤材Ｃに混入されるスラグＳ１は、路盤材全体の２割〜３割程度添加され（混合工程）、出荷される。そして、出荷された路盤材Ｃは、舗装路の下層路盤材Ｃとして道路舗装に使用される（敷設工程）。
【００３４】
振動機６で篩い分けされた２０ｍｍ以下の改良土は、磁選機７によって鉄鋼分が除かれた後に、スラグＳ２が２割〜５割添加され（混合工程）、図３に示すように水道管などの各種埋設管２０あるいはマンホール基礎などの埋め戻しや盛り土工事など従来の山砂を使用していた分野などに使用される（敷設工程）。
【００３５】
ここで、改良土にスラグを混入・混合すると、通常の改良土に比べると、土としての強度が向上するのに加えて、次の様なメリットがある。
すなわち、建設発生土に石灰を混入・混合すると、水分が除去されるので埃が出やすくなるが、それにスラグを混入・混合することにより、粒度調整が良好となり、水分の蒸発を抑制し、適度な水分の吸収を確保（保水性）することが可能となった。したがって、粉塵の発生が制御されることとなる。
また、粒子状のスラグは、針状の突起を有していて、単体で埋め戻し材として使用すると作業者の手を傷つけることがあるが、改良土に混入・混合することにより、土および石灰がスラグの針状突起を被覆するので、作業者の手を傷つけることを抑制できる。
さらに、湿潤密度（比重）の大きいスラグを単体で埋め戻し材として使用すると、周囲地盤より重量が大きくなり、不同沈下を発生させてしまう。これに対して、改良土にスラグを混入・混合することにより、湿潤密度（比重）は原地盤の湿潤密度（比重）に近い値となり、不同沈下を抑制させることが可能である。
これに加えて、保水性に富む改良土を地下水以下で使用すると、改良土が過度に水分を吸収することとなり、埋め戻し材が泥濘化してしまうことがある。それに対して、改良土にスラグを混入・混合することにより、適度に水分の吸収が抑制され、泥濘化するのを抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明における建設発生土再利用の設備構成および製品流れを説明する図。
【図２】舗装道路の構造を説明する図。
【図３】改良土を使用した埋設管埋め戻しの説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・建設発生土再利用プラント
２・・・ホッパー
３・・・選別機
４・・・石灰貯留サイロ
５・・・混合機
６・・・振動機
７・・・磁選機
Ｂ、Ｃ・・・路盤材
Ｄ・・・建設発生土
Ｓ・・・スラグ
Ｋ・・・改良土
【図１】
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【図２】
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【図３】
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