(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
泥炭土に改質材を混合させたものをせん断して細分化し、さらに撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合工程と、
前記一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合工程と、
を含む改良土生成方法であって、
前記一次混合工程は、
定量ずつ搬送された泥炭土に改質材を添加する改質材投入工程と、
前記改質材が添加された泥炭土をソイルカッターによって切削混合する切削混合工程と、
前記ソイルカッターによって切削混合された泥炭土をロータリーハンマーによって衝撃混合する衝撃混合工程と、
前記ロータリーハンマーによって衝撃混合された泥炭土をアフターカッターによって切削・衝撃する切削・衝撃混合工程と、
を含み、
前記二次混合工程は、アームクレーン付き移動体のアームの先端に設けられたバケット内に備えたミキサーによって前記一次改良土をミキシングするミキシング工程を含む、
ことを特徴とする改良土生成方法。
【請求項２】
泥炭土に改質材を混合させたものをせん断して細分化し、さらに撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合装置と、
前記一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合装置と、
を備えた改良土の生成システムであって、
前記一次混合装置は、
定量ずつ搬送された泥炭土に改質材を添加する改質材投入部と、
前記改質材が添加された泥炭土をソイルカッターによって切削混合する切削混合部と、
前記ソイルカッターによって切削混合された泥炭土をロータリーハンマーによって衝撃混合する衝撃混合部と、
前記ロータリーハンマーによって衝撃混合された泥炭土をアフターカッターによって切削・衝撃する切削・衝撃混合部と、
を備え、
前記二次混合装置は、アームクレーン付き移動体のアームの先端に設けられたバケット内に備えたミキサーによって前記一次改良土をミキシングするミキシング部を備え、
前記一次混合装置に前記二次混合装置を組み合わせることによって改良土を生成することを特徴とする改良土生成システム。
【請求項３】
前記ミキシング部は、回転駆動される複数の羽根を有するミキサーと、
前記ミキサーと隙間を有して設けられ、複数の開口部を有する排出部材と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の改良土生成システム。
【請求項４】
前記排出部材は交換可能に設けられ、前記排出部材を交換することによって、前記排出部材の開放度を変更することを特徴とする請求項３に記載の改良土生成システム。
【請求項５】
前記開放度は、５０％〜１００％の範囲で調節することを特徴とする請求項４に記載の改良土生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設工事現場から発生する泥炭土を改良して再生する改良土生成方法及び改良土生成システムに関し、特に再生が難しいとされてきた泥炭土に改質材を混合させることによって、リサイクル土として再利用できる品質を有する改良土生成方法および改良土生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設工事から発生する泥炭土の多くは、盛土材等として利用できる品質を有していないため、再利用が不可能な土として処分されることが多い。このような泥炭土の増大とその処分場の減少に対応して、泥炭土の有効利用が強く望まれている。
図５は、改良土の生成方法を示すフローチャートである。この改良土の生成方法は、予備的に脱水処理されて水分が多分に含まれた泥土ケーキを計量して（ステップＳ３１）、撹拌機へ放出し（ステップＳ３２）、これに所定量の高分子吸水剤を添加して（ステップＳ３３）、一次混練工程にて撹拌し（ステップＳ３４）、一次混練を所定時間行った後に固化剤を添加して（ステップＳ３５）、さらに、二次混練工程（ステップＳ３６）にて撹拌する。その後、撹拌機から改良土を排出する（ステップＳ３７）。
【０００３】
図６は、従来例に係る改良土の生成システムの構成を示す構成図である。図６に示すように、このような、改良土の生成方法に用いる生成装置６０は、泥土ケーキを撹拌する撹拌機６１と、この撹拌機６１に脱水処理された所定量の泥土ケーキを供給する泥土供給装置６２と、撹拌機６１に所定量の高分子吸水剤を供給する高分子吸水剤供給装置６３と、撹拌機６１に所定量の固化剤を供給する固化剤供給装置６４と、前記した泥土供給装置６２、高分子吸水剤供給装置６３および固化剤供給装置６４から泥土ケーキ、高分子吸水剤および固化剤をそれぞれ撹拌機６１に供給するタイミングを制御する制御装置６５とを備えて構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８３６３４６号公報（段落番号００１３〜００２７、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一次混練と二次混練は同じミキサーで同じように行われており、繰り返し撹拌されているに過ぎず、泥土ケーキを改良土として使用可能な強度にするには充分ではないという問題があった。
また、泥炭土に改質材を混合することにより、路床材や盛土材として再利用をすることが考えられてきたが、泥炭土の混合機を用いる方法では目標強度を得ることができないという問題があった。
また、泥炭土が発生した場所から、処分場まで運び出すための費用がかかり、その場で再利用する必要があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記問題を解決するために創案されたものであり、泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成方法および改良土生成システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決した本発明の請求項１に係る改良土生成方法は、泥炭土に改質材を混合させたものをせん断して細分化し、さらに、撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合工程と、前記一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合工程とを含む改良土生成方法であって、前記一次混合工程では、改質材を改質材投入部に投入する改質材投入工程、ソイルカッターによって切削混合する切削混合工程、ロータリーハンマーによって衝撃混合する衝撃混合工程、及びアフターカッターによって切削・衝撃混合工程を含み、二次混合工程では、ミキサーによってミキシングするミキシング工程を含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明の改良土生成システムは、泥炭土に改質材を混合させたものをせん断して細分化し、撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合装置と、前記一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合装置とを備えた改良土の生成システムであって、前記一次混合装置は、改質材投入部、ソイルカッター、ロータリーハンマー、及びアフターカッターを備え、前記二次混合装置はミキシング部を備え、前記一次混合装置に前記二次混合装置を組み合わせることによって改良土を生成することを特徴とする。
なお、ソイルカッターは、特許請求の範囲に記載の切削混合部に相当し、同様に、改質材投入装置は改質材投入部に、ロータリーハンマーは衝撃混合部に、アフターカッターは切削・衝撃混合部に、ミキサーはミキシング部に相当する。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の改良土生成システムであって、前記ミキシング部は、アームクレーン付き移動体のアームの先端に設けられたバケット内に備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の改良土生成システムであって、前記ミキシング部は、回転駆動される複数の羽根を有するミキサーと、前記ミキサーと隙間を有して設けられ、複数の開口部を有する排出部材とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の改良土生成システムであって、前記排出部材は交換可能に設けられ、前記排出部材を交換することによって、前記排出部材の開放度を変更することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の改良土生成システムであって、前記開放度は、５０％〜１００％の範囲で調節することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明の改良土生成方法によれば、泥炭土をせん断して細分化させ、さらに、改質材を混合させて撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合工程と、一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合工程と、を含む改良土生成方法であって、一次混合工程では、ソイルカッターによって切削混合する切削混合工程、改質材を改質材投入部に投入する改質材投入工程、ロータリーハンマーによって衝撃混合する衝撃混合工程、及びアフターカッターによって切削・衝撃混合工程を含み、二次混合工程では、ミキサーによってミキシングするミキシング工程を含み、一次混合工程に二次混合工程を組み合わせることによって、泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成方法を提供することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明の改良土生成システムによれば、泥炭土をせん断して細分化させたものに、改質材を混合して撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合装置と、一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合装置とを備えた改良土の生成システムであって、一次混合装置は、ソイルカッター、改質材投入部、ロータリーハンマー、及びアフターカッターを備え、二次混合装置はミキシング部を備え、一次混合装置に二次混合装置を組み合わせることによって、泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成システムを提供することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、ミキシング部は、アームクレーン付き移動体のアームの先端に設けられたバケット内に備えるため、泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成方法を提供することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、ミキシング部は、回転駆動される複数の羽根を有するミキサーと、このミキサーと隙間を有して設けられ、複数の開口部を有する排出部材とを備えたため、二次改良土の混合精度を向上させることができる。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、排出部材は交換可能に設けられ、この排出部材を交換することによって、排出部材の開放度を変更することができるため、二次改良土の混合精度を向上させることができる。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、開放度は、５０％〜１００％の範囲で調節することができるため、さらに、混合精度を調節して再利用に適した高品質な改良土を生成することができる。
【００１９】
これによって、再生が難しいとされてきた泥炭土に改質材を添加したものに、切削および衝撃を加えて混合する一次混合に、さらに、ミキシングからなる二次混合を組み合わせ、排出部材の開放度を適宜、調節することによって、混合精度を向上させることができ、より高品質な泥炭土の改質土を得ることができ、リサイクル土として再利用できる品質を有する改良土生成方法および改良土生成システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る改良土生成方法および改良土生成システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る改良土生成システムの構成を示す構成図である。図１に示すように、改良土生成システム１００は、泥炭土１に改質材２を混合したものをせん断して細分化させ、さらに撹拌・混練することによって一次改良土３を生成する一次混合装置４と、さらに、一次改良土３を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土５を生成する二次混合装置６とを備えている。
【００２１】
この一次混合装置４は、改質材投入部（改質材ホッパー）７、切削混合部（ソイルカッター）８、衝撃混合部（ロータリーハンマー）９、及び切削・衝撃混合部（アフターカッター）１０を備え、二次混合装置６は、ミキシング部（ミキサー）１１を備えている。
【００２２】
また、一次混合装置４において、図示しない投入装置によって泥炭土１を原料土ホッパー１２に投入すると、掻き出しローダー１３がこの泥炭土１を定量ずつ掻き出し搬送する。改質材ホッパー７は、定量ずつ搬送された泥炭土１に改質材２を添加する。次に、ソイルカッター８は、改質材２が添加された泥炭土１を切削混合する。さらに、ロータリーハンマー９は、切削混合された泥炭土１を衝撃混合する。次に、排出ベルトコンベア１４は、衝撃混合された泥炭土１を切削・衝撃混合部（アフターカッター）１０へ搬送する。このアフターカッター１０は、搬送されてきた泥炭土１を切削・衝撃混合する。これによって、一次改良土３を生成する。
【００２３】
二次混合装置６は、アーム１５の先端にバケット１６を備えたアームクレーン付き移動体１７に設けられている。このバケット１６にはミキサー１１が備えられている。さらに、二次混合装置６の底面には排出部材１８が設けられている。
この排出部材１８は、二次改良土５をフィルタリングするためのものであって、この排出部材１８の開放エリアは、開放量の異なった３種類が切り替え可能に設けられている。
【００２４】
図３は、本実施の形態に係る改良土生成システムの二次混合装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は下面図である。図３の（ａ）に示すように、バケット１６には５枚の羽根２０を備えたミキサー１１が設けられている。この羽根２０は５枚がほぼ７２°の角度をずらして積層されて回転軸（図略）に配置されている。
【００２５】
図３の（ｂ）に示すように、羽根２０は、ベルト２１を介してモータ２２に連結されており、ここでは図示しない制御装置によって回転駆動されている。
この羽根２０の下方には、改良土をフィルタリングして排出する排出部材１８が設けられており、この排出部材１８は、ほぼ格子状の開口部１９を備えている。
【００２６】
図４は、二次混合装置の排出部材を示す下面図であり、排出部材の開放度を示し、（ａ）は開放度１００％、（ｂ）は開放度７１％、（ｃ）は開放度５３％を示している。このように、開放度は、５０〜１００％の範囲で調節した。好適には、開放度５３％、７１％、１００％に調節することが望ましい。
この開放度とは、排出部材１８の全面に備えられた複数の開口部１９の面積の合計を１００％の開放度としたときに、複数の開口部１９のうち、閉鎖された開口部１９を除いた開口部１９の割合を百分率で現したものである。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る改良土生成方法について、詳細に説明する。
図２は、本実施の形態に係る改良土生成方法を示すフローチャートである。図２に示すように、改良土生成方法は、泥炭土１に改質材２を混合させたものをせん断して細分化させ、さらに、撹拌・混練することによって一次改良土３を生成する一次混合工程と、一次改良土３を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土５を生成する二次混合工程とを含んでいる。一次混合工程では、泥炭土１の投入工程（ステップＳ２１）、定量化された泥炭土１を供給する供給量の定量化工程（ステップＳ２２）、改質材２を投入する改質材投入工程（ステップＳ２３）、ソイルカッター８によって切削混合する切削混合工程（ステップＳ２４）、ロータリーハンマーによって衝撃混合する衝撃混合工程（ステップＳ２５）、及びアフターカッターによって切削・衝撃混合する切削・衝撃混合工程（ステップＳ２６）を含み、二次混合工程では、ミキサー１１によってミキシングするミキシング工程（ステップＳ２７）、及び二次改良土５を排出する改良土の排出工程（ステップＳ２８）含んでいる。
【００２８】
ミキシング工程では、この羽根２０の下方に設けられた排出部材１８によって、改良土５がフィルタリングされるが、この排出部材１８は、二次改良土５をフィルタリングして混合精度を向上させるために、排出部材１８の開口量の異なった３種類が、切り替え可能に設けられている。
図４に示すように、このほぼ格子状に開口した排出部材１８は、排出部材１８の開放度に応じて、（ａ）は開放度１００％、（ｂ）は開放度７１％、（ｃ）は開放度５３％に分類されている。これらの排出部材１８を使い分けることによって、改良土の混合精度を調節することができる。
【００２９】
この改良土生成システム１００を用いた改良土生成方法によれば、一次混合工程に二次混合工程を組み合わせることによって、泥炭土が発生した場所で改質処理ができ、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる。
【００３０】
これによって、再生が難しいとされてきた泥炭土に改質材を添加し、切削および衝撃を加えて混合する一次混合工程に、さらに、ミキシングからなる二次混合工程を組み合わせることによって混合精度を向上させ、より高品質な泥炭土の改質土を得ることができ、リサイクル土として再利用できる品質を有する土に改質することができる。
【００３１】
二次混合装置６は、アーム１５の先端にバケット１６を備えたアームクレーン付き移動体１７に設けられている。このバケット１６にはミキサー１１が備えられており、この一次改良土３をミキサー１１にてミキシングする。ミキシングされて生成された二次改良土５は、二次混合装置６の底面に設けられた排出部材１８で更にフィルタリングされて、例えば、ダンプカー２３などの荷台に積載される。
これにより、泥炭土が発生した場所で改質処理ができ、より高品質な改良土（二次改良土５）を得ることができる。
【００３２】
以上、本実施形態では、二次混合装置としてアームクレーン付き移動体を例に説明したが、据え置き型の２次混合装置としても構わない。改質材の添加工程を切削混合工程（ソイルカッター）の前工程において説明したが、切削混合工程の後でもよく、又は、切削・衝撃混合工程の後でもよく、切削混合工程と切削・衝撃混合工程の間に配置しても構わない。
また、開口部は格子状の開口として説明したが、縦長のスリット状の開口であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態に係る改良土生成システムの構成を示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る改良土生成方法を示すフローチャートである。
【図３】本実施の形態に係る改良土生成システムの二次混合装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図、（ｃ）は下面図である。
【図４】二次混合装置の排出部材を示す下面図であり、排出部材の開放度を示し、（ａ）は開放度１００％、（ｂ）は開放度７１％、（ｃ）は開放度５３％を示している。
【図５】従来例に係る改良土の生成方法を示すフローチャートである。
【図６】従来例に係る改良土の生成システムの構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    泥炭土
２    改質材
３    一次改良土
４    一次混合装置
５    二次改良土
６    二次混合装置
７    改質材投入部
８    切削混合部（ソイルカッター）
９    衝撃混合部（ロータリーハンマー）
１０  切削・衝撃混合部（アフターカッター）
１１  ミキシング部（ミキサー）
１２  原料土ホッパー
１３  掻き出しローダー
１４  排出ベルトコンベア
１５  アーム
１６  バケット
１７  移動体
１８  排出部材
１９  開口部
２０  羽根
２１  ベルト
２２  モータ
２３  ダンプカー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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