(57)【要約】【課題】            風化花崗岩や山砂からコンクリート用細骨材を精製するときに排出される建設汚泥を用いた溜池及び河川堤防等の築堤材の製造方法を提供する。【解決手段】        本発明の築堤材を製造方法は、粘土・シルト分を含む建設残土を加圧脱水してケーキ状にし固化処理したプレス土と、山砂又は粘土とを混合し、該混合に際しプレス土と山砂の混合比を調整することにより混合土の粘土調整を行うとともに、水分調整を行うことにより含水比を調整する。  また山砂又はまさ土を採取・精製する工程で発生する建設残土であるプレス土は風化花崗岩よりコンクリート用細骨材を精製する工程で生じた建設残土を沈殿及び加圧脱水されたものである。さらに上記水分調整とは建設残土の加圧脱水に際し、脱水量の調整によって行われる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘土・シルト分を含む建設残土を加圧脱水してケーキ状にし固化処理したプレス土と、山砂又は粘土とを混合し、該混合に際しプレス土と山砂の混合比を調整することにより混合土の粘土調整を行うとともに、水分調整を行うことにより含水比を調整する築堤材の製造方法。
【請求項２】
山砂又はまさ土を採取・精製する工程で発生する建設残土であるプレス土と、当該採取・精製工程を経て精製された山砂又はまさ土を混合する請求項１の築堤材の製造方法。
【請求項３】
プレス土が風化花崗岩よりコンクリート用細骨材を精製する工程で生じた建設残土を沈殿及び加圧脱水されたものである請求項１又は２の築堤材の製造方法。
【請求項４】
水分調整が建設残土の加圧脱水に際し、脱水量の調整によって行われる請求項１，２又は３の築堤材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風化花崗岩や山砂からコンクリート用細骨材を精製するときに排出される建設汚泥を用いた溜池及び河川堤防等の築堤材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート用骨材（細骨材）として地方によっては、山砂（風化花崗岩）が多く使用されている。風化花崗岩である山砂には、風化の度合いによりまちまちであるが、概ね２０％のシルト・粘土分が含まれており、これがコンクリートの品質に悪影響を与えるために、ＪＩＳでは３％以下の規定がある。
したがって山砂の製砂工場ではこのシルト・粘土分を取り除くために洗砂しその汚水をフィルタープレスを使用して固化し廃棄処分にしている。ところがこのプレス土は工場内で処理すれば法的に問題ないと考えられるが、場外に持ち出すと産業廃棄物として取り扱うこととなり、その処理費が多く必要となり製砂工場の悩みの種である。
一方、ため池の改修等においては堤体用の材料が環境問題等のため現地採取が困難になりつつある。
【０００３】
これに対し堤防の築堤を土質材料のみ使用した場合の工法としては、
（１）均一型工法（均一の材料が８０％以上占める）、
（２）ゾーン型工法（材料が遮水性材料と半透水材料または透水性材料からなる）
がある。築堤材料は経済性を勘案してできるだけ近傍にある材料（山地）を土質調査，試験によって適否を判断し上記（１）又は（２）の工法により築堤する。
【０００４】
また築堤材料としては下記（ア）〜（エ）のような性質をもつことが必要である。
（ア）高い密度をあたえる粒度分布であり、且つ剪断強さが大きくで安定性があること。
（イ）透水度は最大の水頭に対して提体の許容し得る範囲内にあること。
（ウ）収縮比が小さく適当な塑性を有し、且つ水で飽和したときも軟泥化しないこと。
（エ）有機物を含まず鉱物成分が不溶性であること。
以上の性質をもつ材料としての適性度を以下の表１に示す。
【０００５】
【表１】
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【０００６】
堤防築堤材料の選定は表１を参考とし最も経済的（近傍）で安全性（剪断強度高い）の高い材料を選定するように考慮するが、自然材料を経済的に使用すれば、表１の適性度の高い材料ほど量的（予定数量の２〜３倍）質的に確保することが難しく、近傍の土質材料にもよるが強風化粘土、シルト（ＣＨ、ＭＨ）材となることが多く、適正度の低い材料となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような適性度の低い上記の材料は、不透水土であるが剪断強度は低く、他の材料（適性度の高い）と比較し、堤防の法面は緩勾配となり盛土量が増大する傾向となる。盛土施工に当たっては、締固め機械の種類、重量及び転圧回数によってはこね返しをおこし、盛土の軟弱化および施工機械のトラフィカビリテイ（機械の走行に耐え得る土の能力）の問題が発生する。また、堤防として漏水防止の重要となる透水度は、施工機械にもよるが締め固め後の仕上がり面が特に平滑に成るようなローラ等にて施工した場合、層境界が平滑面となることから規定の透水度の確保が難しい。よって一層毎にバックホウ等によって仕上がり面の掻き起こし作業（深さ１〜３ｃｍ）を行い層境界のなじみを良くしなければならず、時間的，作業的（オペレーションに塾練を要する）に問題であった。
【０００８】
また盛土における降雨後の作業待ち日数は、気温が高く乾燥しやすい夏に短く、冬に長い。それは含水比の増減によって、強さが著しく変化することによる。砂質土に比べると一般に３〜５倍の作業休止日数が必要とされる。このように降雨や積雪の影響を著しく受ける材料の土工は、降雨・積雪対策が必要であった。
【０００９】
さらに築堤材料の採取は、殆どが近傍の山林となり盛土量の２〜３倍の土量とそれに見合う土取場の確保が必要となる。その場合、立ち木の補償が発生するほか、立ち木の伐採材は産業廃棄として処理しなければならない。また土取場までの仮説道路の施工、築堤材の採取後の後処理の問題等かなり工事費が必要となっていた。最近では、このような自然破壊が環境問題及び資源問題の一環から極めて深刻な問題として受止められている。
【００１０】
本発明は、風化花崗岩や山砂からコンクリート用細骨材を精製するときにでる２０％程度のシルト・粘土分の汚泥を高圧フィルタープレス機により排出したプレス土（産業廃棄物）と山砂の混合割合を変えながら混合しダンプトラックにて運搬することにより、堤防材料として必要な材料（不透水材料、半透水材料、透水材料）であって、さらに適性度の高い材料を提供し、且つ近傍の山林の自然破壊を防止することにより、環境問題および資源問題等に寄与する築堤材の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の築堤材の製造方法は、第１に、粘土・シルト分を含む建設残土を加圧脱水してケーキ状にし固化処理したプレス土と、山砂又は粘土とを混合し、該混合に際しプレス土と山砂の混合比を調整することにより混合土の粘土調整を行うとともに、水分調整を行うことにより含水比を調整することを特徴としている。
【００１２】
第２に、山砂又はまさ土を採取・精製する工程で発生する建設残土であるプレス土と、当該採取・精製工程を経て精製された山砂又はまさ土を混合することを特徴としている。
【００１３】
第３に、プレス土が風化花崗岩よりコンクリート用細骨材を精製する工程で生じた建設残土を沈殿及び加圧脱水されたものであることを特徴としている。
【００１４】
第４に、水分調整が建設残土の加圧脱水に際し、脱水量の調整によって行われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように構成される本発明の築堤材は、発注側のニーズに応じて、２種類の土質材をサンドミキサー等によって混合することにより、均一で粗粒度分及び細粒度分が適度に混じった粒度分布の良い適性度の高い新規な築堤材となる。その築堤材は施工性が良く、剪断強度が高く、指定された透水度が施工後にクリアーできる混合改良土としてストックされる。そしてダンプトラック等によって所望の新規堤防盛土工事へ供給され、当該堤防工事における築堤材のニーズにマッチングできるので、コンクリート用細骨材の精製過程における建設汚泥を単なる産業廃棄物としてではなく、有効な築堤材として再利用することができる。
【００１６】
また山砂を混ぜることにより粒度調整（混合比率）や含水比調整（プレス土）が最適に行え、堤防の構造としての透水度（遮水性、半透水性、透水性材料）、強度が充分に満足し得る摘要度の高い混合材料として供給することができる。よって国土交通省のガイドラインの適用用途基準の第３種（下記の表２，３参照）をクリアーし、工作物の埋め戻し、道路路床・路体盛土、構造物の裏込め、河川堤防、土地造成等にも利用可能である。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
【表３】
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【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づきコンクリート用細骨材の精製方法と築堤材の製造方法を順次説明する。
（１）コンクリート用細骨材の精製方法
図１に示すように、原石（風化花崗岩）Ａのうちシルト分を含むものと含まないものに分けてそれぞれバケット１，１´に投入し、収容された原石Ａをスクリーン２及びバースクリーン２´にてそれぞれ分別する。そしてシルト分を含まない又は少ないものはバースクリーン２´で粒径２０ｍｍ以下のものを選別し山砂Ｂを得る。一方、シルト分の多いものはスクリーン２で分別された後、ロッドミル３で粉砕し、再度スクリーン４での分別後、分級機５にて紛体を除去し、脱水スクリーン６にて水を除き、サンドスクリーン７にて砂を除き、コンクリート用細骨材である加工砂Ｃを得る。また上記分級機５において取り除かれたシルト分を含む廃土を沈殿槽８にて沈殿させ、高圧脱水プレス機９にてプレスすることによって、プレス土Ｄを得る。
【００２０】
ここでプレス土について説明する。通常、山砂製砂工場ではコンクリート用細骨材を精製する際に、風化花崗岩を原石として使用している。この風化花崗岩は産地や風化の度合いによって変動はあるが概ね２０％程度のシルト（砂と粘土との中間の粒径をもつ砕屑物）・粘土分を含有する。一般的に泥といわれるものはシルトと粘土を含んでいる。
【００２１】
このシルト・粘土分は、コンクリートの強度低下、単位水量の増加、ひび割れの発生等コンクリートの品質に悪影響を及ぼすことから、レディーミクストコンクリート（ＪＩＳＡ  ５３０８）付属書でではその含有量（洗い試験で失われる量）を３％以下と規定している。そのため、製砂工場では粒度調整した山砂を水洗することによりシルト・粘土分を除去しコンクリート用細骨材として要求される品質の確保に努めている。この洗砂汚水を高圧フィルタープレスで固化させたものがプレス土（脱水ケーキ）であり、含水比は概ね３０％である。
（２）築堤材の製造方法
上述のように、コンクリート用細骨材を精製するときにでる２０％程度のシルト・粘土分の建設汚泥を高圧フィルタープレス機９により排出したプレス土Ｄは固液分離した粒径が均一なものである。そして高圧フィルタープレス機９に設置された水分調整装置により、含水比の調整ができることから、国土交通省の「発生利用基準（案）、建設汚泥再生利用技術基準（案）」の土質材料としての品質区分と品質基準値及び堤防としての各土質条件に合致するように適切な配合比率、含水比を設定することができる。
【００２２】
高圧フィルタープレス機９から排出されたプレス土Ｄを所定のストックヤード（図示しない）に貯留し、併せて山砂Ｂ等の砂質分を別のストックヤード（図示しない）にストックする。図２に示すように、各々バックホウ等によりスクリーンを兼ねたプレス土ホッパー２１、山砂ホッパー２５に分配して一旦貯留する。ホッパー２５は、ほぐし機兼用でプレス土をほぐしながらスムーズに排出する機能も有している。
【００２３】
各ホッパー２１，２５から配合比率に基づきプレス土Ｄ，山砂Ｂが均一に排出される。プレス土ホッパー２１の排出側にベルトフィーダー機（運搬供給装置）２２を設置し、同じく山砂ホッパー２５の排出側にもベルトフィーダー機（運搬供給装置）２６を設置する。ベルトフィーダー機２２，２６の回転数をシステム制御盤３０によってインバーター制御することにより、発注側からのニーズ（配合比率）に応じたプレス土Ｄ，山砂Ｂが排出される構成となっている。
【００２４】
またプレス土Ｄを受止めるベルトフィーダー２２には、プレス土Ｄを定量制御するためのロードセル（荷重センサー）２３を設置するとともに、ケーキ（プレス土Ｄ）を排出するためのローダー（送り装置）２４を設置している。ローダー２４もシステム制御盤３０によって回転数が制御されている。
【００２５】
ベルトフィーダー２２及びケーキ排出用のローダー２４により排出されたプレス土Ｄと、ベルトフィーダー２６によって排出された山砂Ｂは、ベルトコンベア（運搬装置）２７によって運ばれ、ミキサー（混合機）２８によって混合される。そして混合土（築堤材）Ｅはベルトコンベア２９によって運ばれて、ストックヤード等の所定の場所に貯蔵される。
【００２６】
上記方法により２種の土質分を混合した混合土Ｅは、均一で粗粒度分及び細粒度分が適度に混じった粒度分布の良い材料で、施工性が良く、せん断強度が高く、指定された透水度が施工後にクリアーできる混合改良土である。ストックされた混合土（築堤材）Ｅはダンプトラック等によって所望の新規堤防盛土工事へ供給し、当該堤防工事における築堤材のニーズにマッチングさせる。よってコンクリート用細骨材精製過程における建設汚泥は産業廃棄物ではなく、有効資源としての再利用が可能となった。
【００２７】
また、この２種の混合は、混合比率を決定し均一粒度分布に混合した場合でも、混合後の材料の含水比によっては、発注側からのニーズに応じることが難しい場合がある。よって締固め後のせん断強度（粘着力、内部摩擦角）、透水度（透水係数）、締固め度（遮水材―最大乾燥密度の９５％以上、その他材料―最大乾燥密度の９０％）が混合土Ｅの含水比により数値が変動し規定のオーダーを満足出来ない場合がある。そのため高圧フィルタープレス機９によるプレス土Ｄの含水調整のプロセス、また２種の材料が設定した混合比率でミキサー２８に投入されるプロセスにおいて、種々の制約や規制をクリアーする必要がある。この混合土Ｅは新規築堤材料として国土交通省のガイドラインの摘要用途基準の第３種（上記表２，３参照）以上の建設発生土の基準値を充分、且つ、確実にクリアーしたものである。
【００２８】
高圧フィルタープレス機９により、コンクリート用細骨材（加工砂Ｃ）を精製するために排出される建設汚泥をコーン指数が４００ｋＮ／ｍ2以上の脱水プレス土Ｄとする。その場合、国土交通省のガイドラインの適用用途基準の第３種をクリアーするため、工作物の埋め戻し、道路路床・路体盛土、構造物の裏込め、河川堤防、土地造成に利用可能である。そして山砂Ｂを混ぜることにより粒度調整（混合比率）や含水比調整（プレス土）が最適に行え、堤防の構造としての透水度（遮水性、半透水性、透水性材料）、強度が充分に満足しえる摘要度の高い混合土Ｅとして供給することができる。混合土Ｅは生産プラントからダンプトラックにて、新規堤防地にその都度必要に応じて搬送する。施工に対する降雨対策、盛土と透水係数の関係等のニーズに応え得るようにする。
【００２９】
風化花崗岩（原石Ａ）からコンクリート用細骨材（加工砂Ｃ）を精製するときに排出される建設汚泥を、高圧フィルタープレス機９により排出したプレス土Ｄと山砂Ｂとの混合比率及び含水比を変えながら、特記仕様書に示された混合土Ｅのせん断強度、締固め度、施工含水比、透水係数が盛土材として充分に満足得るようにする。
【００３０】
築堤材として個々に適性度の高い材料を目標とし、粗粒度分（山砂Ｂ）と細粒度分（プレス土Ｄ）が適度に混じった混合比率となり均一粒度分布となる。各々のホッパー２２，２５にプレス土Ｄ、山砂Ｂを投入する前に、各材料の自然含水比を測定し、各工程により設定された混合比率により混合土を製造する。製造後は自然含水比測定を行い指定された施工含水比の範囲内か確認する。
【００３１】
範囲外の自然含水比であれば、高圧フィルタープレス機９によりプレス土Ｄの含水調整のプロセスにより調整し、再度各工程により混合土Ｅの製造後に自然含水比測定を行い、指定された施工含水比の範囲内に入るまで繰り返す。各工程の作業を行い混合土Ｅの自然含水比が、指定された含水比の範囲内であれば、その混合土Ｅが、特記仕様書に明示された、せん断強度（Ｃ：粘着力、Φ：内部摩擦角）、締固め度（最大乾燥密度ρｄｍａｘ９５％〜９０％以上）、施工含水比（最適含水比〜湿潤側）、透水度（遮水材料、半透水材料、透水材料）の各試験を行いこれらがクリアー出来れば、各工程により混合土Ｅを製造し、ダンプトラック等により新規築堤地にその都度必要に応じて搬送する。
【００３２】
近場の自然材料により築堤すれば、粗粒度分と細粒分が適度に混じった適正度の高い材料は殆ど無く、遮水性を重視した強風化土の細粒材料（シルト、粘土）となる傾向にある。この細粒材料は、粗粒度分と細粒度分が適度に混じった適性度の高い材料と比べ特に降雨対策が重要な課題となる。細粒材料を使用し盛土を入念に転圧し、表面排水が良好であれば、降雨による含水比の増加は１０ｃｍ以内の表層に認められるに過ぎないが、未転圧の状態で降雨があれば、表面から３０〜５０ｃｍまでも含水比が増加し、施工が困難となり、降雨後の施工開始が数日遅れることとなる。
【００３３】
また、降雨後の表面が乾燥していないときに、施工すればこね返しされ軟弱化し難渋する。そのため、降雨後は、施工機械のトラフィカビリティ（機械の走行に耐え得る土の能力）が確保できるようになってから、工事を再開するか、降雨により影響がみとめられる表面から１０ｃｍ程度盛土を剥ぎ取りし工事を再開するかのどちらかである。その場合剥ぎ取った土は残土処理となる。
【００３４】
このような土は、降雨が無くても土の含水比が高く、施工機械の締固めエネルギーを大きくした場合、エネルギーが小さくても転圧回数を多くした場合でも、降雨後の表面が乾燥していないときと同様にこね返しを起こす可能性があり、もしもこね返しを起こしたときは、数日間放置することで強度の回復や含水比の低下が図られ、機械のトラフィカビリティを大幅に改善することができる。
【００３５】
このように降雨対策も必要であるが、施工機械のエネルギーおよび転圧回数も重要なポイントとなる。また土取場も同様に採取土（細粒土）の降雨対策が必要であり、その対策としてはショルダーデッチ（水止め）を採取場に配し、表面水の流入を防止する。併せて排水溝を設け地下水の低下をはかる必要がある。
【００３６】
今回製造する混合土は、粗粒土分と細粒土分を適性度の高い混合比率に混合することにより、この材料に規定の締固めを行えば、降雨による含水比の増加が表層に認められるが、細粒土と比べれば作業開始が速く、表面が多少湿った状態でも施工が可能で、施工機械のトラフィカビリティが充分確保できる。また、施工機械のエネルギーを大きく転圧回数を多くしてもこね返しを起こすことは無く締固めるほど強度も大きく不透水性となる。したがって施工が非常にし易く工事も早い混合土を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の築堤材の製造方法は、コンクリート用細骨材の精製過程における建設汚泥だけでなく、従来産業廃棄物として埋立て処分をしていた産業廃棄物を有効な築堤材又はその他の建設材料として再利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】コンクリート用細骨材の精製方法を示すフロー図である。
【図２】築堤材の製造方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    バケット
１´  バケット
２    スクリーン（分別装置）
２´  バースクリーン（分別装置）
３    ロッドミル（粉砕機）
４    スクリーン（分別装置）
５    分級機（分別装置）
８    沈殿槽
９    プレス機
２１  ホッパー
２２  ベルトフィーダー（運搬供給装置）
２３  ロードセル（荷重センサー）
２４  ローダー（送り装置）
２５  ホッパー
２６  ベルトフィーダー（運搬供給装置）
２７  ベルトコンベア（運搬装置）
２８  ミキサー（混合装置）
２９  ベルトコンベア（運搬装置）
３０  システム制御盤
Ａ    原石（風化花崗岩）
Ｂ    山砂
Ｃ    加工砂（コンクリート用細骨材）
Ｄ    プレス土
Ｅ    混合土
【図１】
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【図２】
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