(57)【要約】【課題】盛土施工時の作業効率に十分に優れた盛土用構造物、該盛土用構造物の製造方法および盛土の施工方法を提供すること。【解決手段】土、シルト、砂、礫またはそれらの混合物からなる無機粒子が熱可塑性樹脂により一体固形化されてなる盛土用構造物（１Ａ，１Ｂ）。土、シルト、砂、礫またはそれらの混合物からなる無機粒子を加熱し、該無機粒子に熱可塑性樹脂を添加し混合して熱可塑性樹脂を溶融した後、該混合物を型内で冷却する盛土用構造物の製造方法。上記の盛土用構造物（１Ａ，１Ｂ）を並べたり、または積み重ねたりして盛土１０を構築する盛土の施工方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土、シルト、砂、礫またはそれらの混合物からなる無機粒子が熱可塑性樹脂により一体固形化されてなる盛土用構造物。
【請求項２】
前記無機粒子が７５ｍｍ以下の粒径を有する請求項１に記載の盛土用構造物。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂が生分解性を有する請求項１または２に記載の盛土用構造物。
【請求項４】
土、シルト、砂、礫またはそれらの混合物からなる無機粒子を加熱し、該無機粒子に熱可塑性樹脂を添加し混合して熱可塑性樹脂を溶融した後、該混合物を型内で冷却することにより得られた請求項１〜３のいずれかに記載の盛土用構造物。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂が粒状またはわた状で添加される請求項４に記載の盛土用構造物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の盛土用構造物を製造する方法であって、土、シルト、砂、礫またはそれらの混合物からなる無機粒子を加熱し、該無機粒子に熱可塑性樹脂を添加し混合して熱可塑性樹脂を溶融した後、該混合物を型内で冷却することを特徴とする盛土用構造物の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の盛土用構造物を並べたり、または積み重ねたりして盛土を構築することを特徴とする盛土の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木工事において盛土の施工時に使用される盛土用構造物、該盛土用構造物の製造方法および該盛土用構造物を用いた盛土の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
盛土には、道路用盛土、鉄道用盛土、河川堤防用盛土、敷地造成用盛土、住宅造成用盛土、フィルダム用盛土、埋立て用盛土などがある。盛土に用いられる土は、従来より、砂質土がよく使用されている。砂質土はある程度の内部摩擦力と粘着力を有しているが、当該土を締め固めながら盛り上げただけでは地滑りや横滑りを十分に防止することはできない。
【０００３】
このため、従来より、盛土を施工する場合には、地滑りや横滑りを防止するために様々な補強手段が施されている。補強手段の一例として、施工すべき盛土内に面状補強材（例えば、ジオテキスタイル）を層状に埋設する方法が挙げられる。この補強手段は、盛土を構成する土を所定の厚みで盛り上げる毎に、土の表面に面状補強材を布設することにより盛土を施工するものである。詳しくは１層分の土をバックホウ等により所定の厚さに撒き出して１層の盛土層を構築する。そして当該盛土層の土を振動コンパクタ、振動ローラ等の締固め機械を使用して盛土層を締め固める。その後、盛土層の表面に面状補強材を複数枚布設する。このような作業工程を繰り返して行い、複数層の盛土層からなる安定な盛土を構築する。
【０００４】
しかしながら、上記作業工程の繰り返しは非常に煩雑であり、施工期間の長期化を招いた。しかも盛土は地盤として確実に締め固められる必要があるため、規定の盛土層数ごとに密度試験を実施し、品質が確保されているかどうかを確認する手間がかかった。このため上記盛土の施工方法では作業が煩雑であり、作業効率が悪かった。
【０００５】
そこで、特許文献１では、土をセメントおよび水と混合し、成形加工した後、養生処理し、得られた製品を工事現場に運んで並べる土工事の急速施工法が開示されている。しかしながら当該方法では養生処理に比較的長時間を費やすため、作業効率を十分に向上させることができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３３３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、盛土施工時の作業効率に十分に優れた盛土用構造物、該盛土用構造物の製造方法および盛土の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、土、シルト、砂、礫またはそれらの混合物からなる無機粒子が熱可塑性樹脂により一体固形化されてなる盛土用構造物に関する。
【０００９】
本発明はまた、上記の盛土用構造物を製造する方法であって、土、シルト、砂、礫またはそれらの混合物からなる無機粒子を加熱し、該無機粒子に熱可塑性樹脂を添加し混合して熱可塑性樹脂を溶融した後、該混合物を型内で冷却することを特徴とする盛土用構造物の製造方法に関する。
【００１０】
本発明はまた、上記の盛土用構造物を並べたり、または積み重ねたりして盛土を構築することを特徴とする盛土の施工方法に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る盛土用構造物は一体固形化物であるので、取り扱いが容易で、盛土施行時の作業効率が向上する。しかも、盛土施工時において、従来では必要であった土の撒き出しや締め固めを要さず、また規定の盛土層数ごとの密度試験を省略できる。
また本発明に係る盛土用構造物には、熱可塑性樹脂が使用され、該樹脂の溶融−冷却固化に基づく比較的短時間の処理により無機粒子が一体化されるので、製造が簡便である。
さらに本発明に係る盛土用構造物は、地滑りや横滑り等の心配のない、十分な強度を有する盛土を簡便に構築できる。
これらの結果として本発明に係る盛土用構造物は、盛土施工時の施工期間を短縮できるので、優れた作業効率が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ブロック形状を有する本発明に係る盛土用構造物の一例の概略見取り図である。
【図２】三角柱形状を有する本発明に係る盛土用構造物の一例の概略見取り図である。
【図３】本発明に係る盛土用構造物を設置して構築した盛土の一例の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（盛土用構造物）
本発明に係る盛土用構造物は、土木工事において盛土の施工時に使用されるものであり、例えば、道路用盛土、鉄道用盛土、河川堤防用盛土、敷地造成用盛土、住宅造成用盛土、フィルダム用盛土、埋立て用盛土などの盛土の施工時に使用される。
【００１４】
本発明に係る盛土用構造物は無機粒子が熱可塑性樹脂により一体固形化されてなるものであり、具体的には、該無機粒子が粒子間で熱可塑性樹脂を接着媒体として接着一体化された集合体である。そのため、取り扱いが容易で、盛土施行時の作業効率が向上する。またダンプカー等の荷台による運搬時において、土砂等をそのまま運搬する時と比較して、土砂等の飛散を防止できる。
【００１５】
盛土用構造物を構成する無機粒子材料は土、シルト、砂、礫またはそれらの混合物であり、本発明において粒径が約７５ｍｍ以下までのもの、特に粒径が数μｍ以上で約７５ｍｍ以下までのものが使用される。この粒径にすると熱可塑性樹脂との接着面積が増加し粒子同士がより強固に接着される。また易取扱性と密度の点から好ましくは粒径が約５μｍ〜２ｍｍの無機粒子を使用する。土は日本統一土質分類で定義される礫質土、砂質土および粘性土を包含する概念で用い、礫質土、砂質土が好ましく用いられる。シルトは同分類で定義されるシルトを意味し、砂は同分類で定義される砂を意味する。また礫は同分類で定義される礫を意味する。無機粒子は上記の分類でシルト、砂質土、砂、礫質土、礫またはそれらの混合物が好ましい。粒径は粒子の最大長を意味する。
【００１６】
無機粒子は比較的粒径の揃っているものを使用することが好ましいが、特に限定されるものではない。無機粒子は通常、施工現場にある、または別途用意した、いわゆる土砂、砂利、砂礫、礫土等が使用されるが、特にこれらに限定されるものではない。盛土の施行を効率的に行える点で、無機粒子は施工現場にあるものを使用することが好ましい。土砂は上記の砂質土に対応し、砂利はほとんどが粒径７４μｍ〜２ｍｍの砂に対応し、砂礫はかなりの砂分を含む礫に対応し、礫土は上記の礫質土に対応する。
【００１７】
熱可塑性樹脂は、加熱により溶融し、かつ室温で固化する樹脂であれば特に制限されるものではない。コスト面や入手のし易さの観点から、汎用の熱可塑性樹脂が好ましく使用され、例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂、脂肪族ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、フッ素系樹脂、塩化ビニルおよびビニリデンを含む塩素系樹脂、ならびにこれらの共重合体および混合物が挙げられる。
【００１８】
熱可塑性樹脂は生分解性を有するものを用いることができる。生分解性樹脂は長期間にわたって徐々に分解されるが、盛土用構造物において無機粒子を密な状態にしておくことにより、分解中も分解達成後も初期の密度が有効に維持される。そのため当該生分解性樹脂を用いた盛土用構造物は、後述するように、盛土部の地表を周囲より高くする用途に使用されるときは、端部に傾斜面を有する盛土の構築に使用されること、および必要により面状補強材が使用されることにより、環境への優しさに配慮しながらも、長期にわたって十分な強度を有する盛土を簡便に構築できる。生分解性樹脂を用いた盛土用構造物が、後述するように、盛土部の地表を周囲と略平坦にする用途に使用されるときも、盛土の強度安定性および分解後の嵩低下の防止の観点から、当該構造物における無機粒子は密な状態にあることが好ましい。密な状態にするためには、盛土用構造物の製造時において、後述するように、無機粒子と溶融樹脂との混合物が充填された型を振動させればよい。
【００１９】
本発明で生分解性樹脂とは、生分解性試験（ＯＥＣＤ  ３０１Ｃ，  ＪＩＳ  Ｋ  ６９５０，  ＪＩＳ  Ｋ  ６９５１，  ＪＩＳ  Ｋ  ６９５３）において単一成分からなる物質が６０％以上の最高分解率を示すものを言う。生分解性樹脂の具体的な例を挙げると、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリアルキレンアルカノエート、ポリβヒドロキシアルカノエートなどの脂肪族ポリエステル、該脂肪族系ポリエステルと芳香族系ポリエステルとの共重合体などが挙げられる。しかし、これらに限定されるものではなく、上記定義に適合するものであればいずれも本発明で使用することができる。生分解性樹脂は、１種類の樹脂が単独で使用されてもよいし、または２種類以上の樹脂の混合物または複合物が使用されてもよい。生分解性樹脂は、生分解性能および実用性などの点から、脂肪族ポリエステル、具体的には、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸が特に好適に使用できる。以下、上記最高分解率を示さない熱可塑性樹脂、すなわち最高分解率が６０％未満の熱可塑性樹脂を非生分解性樹脂と呼ぶものとする。
【００２０】
熱可塑性樹脂の融点は、当該樹脂が常温（２５℃）で固形状態にある範囲内であれば特に制限されないが、盛土用構造物の製造容易性の観点から、１２０〜３００℃であることが好ましい。
【００２１】
本明細書中、融点は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により描かれるＤＳＣ曲線における融解ピークの頂点の温度を用いている。
【００２２】
熱可塑性樹脂の含有量は、無機粒子が一体固形化され得る量であれば特に制限されず、通常は無機粒子に対して０．５〜１０質量％が好適である。固形化する容量や土砂などに含有される他成分にもよるが、熱可塑性樹脂の含有量はコスト面や作業面で少ない方が好ましく、無機粒子に対して０．５〜５．０質量％がより好ましい。土砂などに含有される他成分とは自然界に通常に存在する水分や塩分などを意味するものである。
【００２３】
盛土用構造物には、上記した無機粒子および熱可塑性樹脂だけでなく、第３成分が含有されてもよい。第３成分としては、例えば、河川や海の浄化を目的とした活性炭やフライアッシュおよびこれらの混合物、植物の肥料となるリン、チッソおよびカリウムなどを含む無機化合物およびこれらの塩類などが挙げられる。
【００２４】
（盛土用構造物の製造方法）
盛土用構造物は施工現場で製造することもできるし、作業環境が整った工場で製造することもできる。土木工事を効率的に行える点で盛土用構造物は施工現場で製造することが好ましい。
【００２５】
盛土用構造物の製造時において、無機粒子を熱可塑性樹脂で一体固形化する方法は施工現場や工場などの作業環境に応じて任意に選択することができる。具体的には、熱可塑性樹脂を熱により溶融させ接着媒体とする方法や熱可塑性樹脂を溶媒に溶解させ接着媒体とする方法などが挙げられる。溶媒に溶解させる方法では該溶媒が残存する可能性があるため、熱により溶融させる方法がより好ましい。
【００２６】
具体的には、例えば、熱により溶融させる方法を採用する場合、まず、回転および加熱が可能なミキサー内に無機粒子材料を投入し、熱可塑性樹脂が溶融する温度まで加熱した後、熱可塑性樹脂を投入する。その後、攪拌・混合して無機粒子材料の表面の少なくとも一部に溶融した熱可塑性樹脂を付着あるいは被覆させて、所望形状に作製された型内に投入し、冷却して、熱可塑性樹脂で接着一体化された盛土用構造物を得ることができる。型内に投入し冷却する際に、振動させることによって、盛土用構造物の密度および強度を大きくすることができる。振動方法としては、例えば、無機粒子と溶融樹脂との混合物が充填された型を振動板に載せ、当該振動板を振動させる方法が挙げられる。
【００２７】
熱可塑性樹脂は粒状（チップ状ともいう）、わた状、繊維状、塊状等のような種々の形状で使用されて良いが、特に熱により溶融させる方法を採用する場合、多数の無機粒子に対する均一な付着あるいは被覆の点で粒状またはわた状で使用されることが好ましい。わた状とは多数の繊維が抱絡した形状・状態の繊維群を意味するものであって、一般には、「繊維綿」ともいわれるものである。本発明ではそのようなわた状の熱可塑性樹脂の繊維間に無機粒子を収容させて熱溶融させることにより、多数の無機粒子に対する均一な付着あるいは被覆を達成できる。繊維状とは繊維が抱絡していない状態の繊維群を意味する。例えば、わた状の熱可塑性樹脂を使用する場合、わた状を構成する繊維は無機粒子表面へのより均一な被覆のために、細く短くカットされていた方がよいが、生産性に合わせて任意に選択することができる。具体的には、わた状を構成する繊維は繊度が１〜１０ｄｔｅｘ、カット長が１〜７５ｍｍ程度が好適である。繊維状を構成する繊維も、わた状を構成する上記繊維と同様の寸法を有することが好ましい。わた状または繊維状を構成する繊維は、繊維を風送する際に見掛け比重を軽くするために中空繊維状にしても良いし、また加熱不足による接着不良を防ぐために芯部と鞘部に別々のポリマーを有する芯鞘構造を有する繊維状にしても良く、特に制限するものではない。
【００２８】
盛土用構造物は投入される型の形状が簡便に付与され、定形性を有するようになる。このため、設置場所に応じた形状を付与しておくことにより、当該場所に置くだけで設計通りの盛土を構築でき、結果として施工期間の短縮、コスト削減に有利である。
【００２９】
盛土用構造物が有する形状は特に制限されるものではなく、適宜設定されればよい。具体的には例えば、図１に示すような直方体、立方体などのブロック形状や図２に示すような三角柱形状が挙げられる。図１はブロック形状を有する盛土用構造物１Ａの概略見取り図を示し、図２は三角柱形状を有する盛土用構造物１Ｂの概略見取り図を示す。
【００３０】
盛土用構造物の寸法は特に制限されず、例えば、見掛け体積が０．５〜５ｍ３程度になるような寸法が好適とされる。
【００３１】
（盛土の施工方法）
盛土の施工に際して、上記の盛土用構造物は並べたりまたは積み重ねたりして設置され、盛土が構築される。盛土用構造物の設置は、建設機械、例えばクレーンを用いて行うこともできるし、盛土用構造物が比較的軽量な場合は人手により行うこともできる。
【００３２】
盛土用構造物が、例えば道路用盛土、鉄道用盛土、河川堤防用盛土、敷地造成用盛土、住宅造成用盛土またはフィルダム用盛土など、盛土部の地表を周囲より高くする用途に使用されるとき、盛土用構造物は通常、図３に示すように、盛土１０の端部に傾斜面２が形成されるように、設置される。図３は、本発明に係る盛土用構造物を設置して構築された盛土１０の端部の一例の概略断面図であり、Ｈ方向が高さ方向である。図３に示す盛土１０は、図１に示すブロック形状を有する盛土用構造物１Ａおよび図２に示す三角形状を有する盛土用構造物１Ｂを組み合わせて用いて構築されたものである。
【００３３】
熱可塑性樹脂として非生分解性樹脂を用いた盛土用構造物を、盛土部の地表を周囲より高くする用途に用いる場合、当該盛土用構造物は長期にわたって十分な強度を保持するので、傾斜面２は形成されなくてもよいし、上下の盛土用構造物間に後述する面状補強材を布設する必要もない。当該構造物を所定の場所へ置く、または積載するのみで、安定した盛土を構築することができる。この場合の傾斜角θは９０°以下、特に３０〜９０°が好適である。当該盛土用構造物を積み重ねる場合、本発明は、従来の補強盛土工法のように、上下の盛土用構造物間に面状補強材を布設することを妨げるものではない。
【００３４】
熱可塑性樹脂として生分解性樹脂を用いた盛土用構造物を、盛土部の地表を周囲より高くする用途に用いる場合、当該盛土用構造物は将来的に樹脂が分解されるので、盛土の地滑りや横滑りを防止する観点から、図３に示すように、盛土１０の端部に傾斜面２が形成されるように、設置され、必要により上下の盛土用構造物間に面状補強材を布設する。すなわち熱可塑性樹脂として生分解性樹脂を用いた盛土用構造物は、端部に傾斜面を有する盛土の構築に使用されること、および必要により面状補強材が使用されることにより、環境への優しさに配慮しながらも、長期にわたって十分な強度を有する盛土を簡便に構築できる。この場合の傾斜角θは３０〜６０°が好適である。
【００３５】
面状補強材とは、ジオテキスタイルとも呼ばれるものでもあり、土中に配置する面状の引っ張り補強材であって、引っ張りに弱い土の弱点を補強・改善して、効率的に盛土内部から盛土を補強して鉛直法面を有する補強盛土をも形成可能とするものである。面状補強材の具体例として、合成繊維等で構成される目合いの大きい編物、合成繊維等で構成される不織布と織布との積層体、熱可塑性樹脂の成型品等が挙げられる。
【００３６】
盛土用構造物が、例えば埋立用盛土など、盛土部の地表を周囲と略平坦にする用途に使用されるとき、盛土用構造物は通常、河川、池、湖、海、沼、窪地、水田等の埋立用地に敷き詰めて設置される。このとき盛土用構造物は熱可塑性樹脂として非生分解性樹脂が使用されたものを用いても、生分解性樹脂が使用されたものを用いてもよいが、埋立後の地表で畑作を行う場合など、盛土用構造物の高強度維持が埋立地の利用を阻害する場合は、生分解性樹脂を用いた盛土用構造物を用いることが好ましい。この場合、盛土用構造物の設置後に消石灰などのアルカリ性物質を散布することにより、生分解性樹脂の分解速度を速めることができる。熱可塑性樹脂として生分解性樹脂を用いた本発明の盛土用構造物は、例えばアルカリ性物質である消石灰を１ｍ２あたり３００〜５００ｇ散布するだけで、６ヶ月後には、畑作が行えるほどの強度低下が起こっている。
【実施例】
【００３７】
次に本発明を実施例を用いてより詳細に且つ具体的に説明する。
（実施例１）
２０回／分の回転数で回転する加熱可能なミキサー内に、粒径２ｍｍ未満の土砂１０００ｋｇを投入し、該土砂粒子の表面温度が約３００℃になった時点でポリエチレンテレフタレート繊維綿（ユニチカ（株）社製、Ｅ−７５０（１１００Ｔ９６）、４．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、融点２６０℃）を２０ｋｇ投入した。１０分間攪拌して、土砂の粒子表面に溶融したポリエチレンテレフタレートを被覆し、これを長さ８５ｃｍ×幅８５ｃｍ×高さ９９ｃｍの木製箱内に投入した。土砂を密に充填させるために振動板により十分に振動させた後、室温で１２時間放置し、ポリエチレンテレフタレート樹脂で接着一体化されたブロック形状の盛土用構造物を得た。当該盛土用構造物は角型形状（ブロック形状）を有し、寸法は長さ８５ｃｍ×幅８５ｃｍ×高さ９９ｃｍであった。
【００３８】
（実施例２）
ポリエチレンテレフタレート繊維綿の代わりにポリ乳酸繊維綿（４．４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ、ユニチカ（株）製テラマック、融点１７０℃）を用いたこと、および当該ポリ乳酸繊維綿を土砂粒子の表面温度が約２５０℃になった時点で投入したこと以外、実施例１と同様の方法により、盛土用構造物を得た。当該盛土用構造物は角型形状（ブロック形状）を有し、寸法は長さ８５ｃｍ×幅８５ｃｍ×高さ９９ｃｍであった。
【００３９】
（評価）
・作業効率
各実施例において、８個の盛土用構造物をラフテレーンクレーンにより、縦２個×横２個×高さ２個の配置（長さ約１７０ｃｍ×幅１７０ｃｍ×高さ１９８ｃｍの寸法）になるように、隙間なく並べた。
実施例１〜２では極めて簡単に且つ短時間に施工が完了したので、土の撒き出し−締め固め−面状補強材の布設を繰り返す従来の工法よりも、盛土施工時の施工期間が短縮され、優れた作業効率が達成されることが明らかであった。
また各実施例において製造される盛土用構造物は、熱可塑性樹脂の固化が極めて短時間で達成されたので、このことからも、優れた作業効率が達成されることが明らかであった。
【００４０】
・経時変化
実施例１の盛土用構造物１個を京都府宇治川河川敷に３年間設置して、その外観（形状）の変化を追跡した。
【００４１】
実施例１の盛土用構造物は、熱可塑性樹脂として非分解性樹脂を用いたので、３年間放置後も、製造直後の角型形状を有し、形状が十分に保持されることが確認された。このことから、当該盛土用構造物は、盛土部の地表を周囲より高くする用途においても、盛土部の地表を周囲と略平坦にする用途においても、所定の場所へ置く、または積載するのみで、長期にわたって安定した盛土を構築できることが明らかである。
【００４２】
実施例２の盛土用構造物１個を河川敷に設置した直後に、その上面に３５０ｇの消石灰を均一に散布し、６ヶ月間放置した。
実施例２の盛土用構造物は、熱可塑性樹脂としてポリ乳酸樹脂を用いたので、畑作が行えるほどの強度低下が起こっていた。このことから、当該盛土用構造物は、盛土部の地表を周囲と略平坦にする用途において、埋立後の地表で畑作を行う場合などに有用であることが明らかである。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ：１Ｂ：盛土用構造物
２：傾斜面
１０：盛土
θ：傾斜角
【図１】
2013217036.tif 000003
【図２】
2013217036.tif 000004
【図３】
2013217036.tif 000005