(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）予め、複数種類の建設発生残土の物性、及び、この建設発生残土に固化剤及び水などの添加材を種々の配合で混合して製造した多種類の試験用処理土の物性、の両者を測定し、目標値としての良好な品質の物性改良土を製造し得る添加材の添加量との関係について、両者の特性の関連性を示すデータを蓄積する過程と、（Ｂ）改良対象とする建設発生残土の物性を測定し、その物性を上記の蓄積されたデータと対照することにより建設発生残土の物性を改良する配合を決定する過程、とからなる建設発生残土の物性を改良する配合を決定する方法であって、改良対象となる建設発生残土の物性測定項目が、(1) 含水比、(2) 沈降中土スラリーの比重測定による75μm アンダーの微細土粒子の含有割合、(3) フォールコーン試験による液性限界値の３項目であり、上記(2) の測定結果により、建設発生残土が砂質土と判定された場合は上記(3) の測定を省略することを特徴とする建設発生残土の物性を改良する配合を決定する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工事現場で発生する建設発生残土に固化剤及び水を配合して物性改良土を製造して建設発生残土のリサイクルを図る際の建設発生残土と固化剤及び水の配合を決定する決定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工事現場で発生する建設発生残土の廃棄量の低減や再利用のために、残土を流動化処理して物性改良土を製造し、この物性改良土を各種の埋戻し土として再利用することは従来より行われている。この物性改良土の配合決定に際しては、対象となる建設発生残土の１部を事前に試験用として採取し、その含水比を測定し、この試験用建設発生残土に固化剤（主としてセメントが使用される。）及び水を、その配合量を数段階に変化させて試験用の数種類の試験用物性改良土を製造し、製造された多種類の試験用物性改良土について、比重、フロー値、ブリージング、１軸圧縮強度を測定し、所定の品質を満足する試験用物性改良土の配合を基本配合とするのが一般的であり、日々、新たな建設発生残土の含水比を測定して、その値が試験用建設発生残土と大差なければ基本配合を踏襲し、差があれば水の配合量によって調整するという方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、新たな建設発生残土の含水比が試験用建設発生残土の含水比と同じであっても、その他の物性が試験用建設発生残土（試験用建設発生残土として数箇所のものを採取して場合も含めて）の物性と異なる場合が多く、その場合に従来の方法で配合を決定すると製造される物性改良土の品質のばらつきが大きくなる。
【０００４】
そのため、新たな建設発生残土と試験用建設発生残土との物性に差異があると考えられる場合には、その都度、最初の配合試験からやり直して配合を検討し直す必要があり、配合決定に多大の時間と労力を要していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来の日常の配合管理方法が、簡便さを偏重するためか、採取される試験用建設発生残土は数箇所から採取されるといっても改良対象となる建設発生残土と物性が類似した１種類のみであり、しかも、改良対象となる建設発生残土の物性の測定項目が含水比のみである点に注目した。
【０００６】
物性の異なる複数の試験用建設発生残土を使用して、各種配合の試験用物性改良土を製造し、試験用建設発生残土の物性と試験用物性改良土の物性との関連性を把握しておけば、試験は多くなるが、配合決定に要する全体としての時間や労力は逆に減少すると考えた。
【０００７】
一方、土砂と固化剤及び水の配合物の強度の発現には、細骨材に相当する土砂中の微細土粒子の含有量が関連し、配合物の流動性は土砂の持つ液性限界値に支配される、ことが知られている。この知見からすると、配合決定に際しての建設発生残土の物性の測定項目が含水比のみでは不十分であろうことに着目し、測定項目として土砂中の微細土粒子の含有割合、つまり、土粒子の粒度分布、及び土砂の持つ液性限界値を追加すれば、実際の物性改良土に製造に適用し得る配合を決定することができるであろうと考え、検討した結果、建設発生残土の物性の測定項目を含水比、微細土粒子の含有割合、液性限界値の３項目とした結果、同じ物性の建設発生残土を使用した場合の物性改良土の品質のばらつきは殆どなく、この考え方が正しいことが立証され、本発明に到達した。
【０００８】
即ち、本願発明は「（Ａ）予め、複数種類の建設発生残土の物性、及び、この建設発生残土に固化剤及び水などの添加材を種々の配合で混合して製造した多種類の試験用処理土の物性、の両者を測定し、目標値としての良好な品質の物性改良土を製造し得る添加材の添加量との関係について、両者の特性の関連性を示すデータを蓄積する過程と、（Ｂ）改良対象とする建設発生残土の物性を測定し、その物性を上記の蓄積されたデータと対照することにより建設発生残土の物性を改良する配合を決定する過程、とからなることを特徴とする建設発生残土の物性を改良する配合を決定する方法であって、改良対象となる建設発生残土の物性測定項目が、(1)含水比、(2) 沈降中土スラリーの比重測定による75μm アンダーの微細土粒子の含有割合、(3) フォールコーン試験による液性限界値の３項目であり、上記(2)の測定結果により、建設発生残土が砂質土と判定された場合は上記(3) の測定を省略することを特徴とする請求項１記載の建設発生残土の物性を改良する配合を決定する方法。」である。
【０００９】
本願発明において、物性を測定した多種類の試験用建設発生残土を使用して多数の物性改良土配合試験を行ない、大量の配合試験結果を作成・蓄積しておき、対象とする建設発生残土の物性を蓄積されたデータと対照して物性改良土の配合を決定するという手法は、多数の実験などにより蓄積された過去の大量のデータを利用して新たな課題を解決するための手法として、科学（特に化学）の分野で一般的であるかもしれないが、建設発生残土に関しては新しい手法である。
【００１０】
また、建設発生残土の物性の測定項目を、(1) 含水比、(2) 沈降中土スラリーの比重測定による75μm アンダーの微細土粒子の含有割合、(3) フォールコーン試験による液性限界値の３項目であり、(2) の測定結果により、建設発生残土が砂質土と判定された場合は(3) の測定を省略する点が本発明の特に大きな特徴である。勿論、測定項目が多ければ多い程配合試験の精度は向上するが、一方、測定項目の増加とともに配合試験の数量は幾何級数的に増大し、それに要する時間と労力は膨大になる。本発明では比較的少ない配合試験で試験の精度を向上させるため、建設発生残土の物性の測定項目は上記の(1) (2) (3) の３項目とした。
【００１１】
この測定項目は従来法の含水比のみの場合に比して、砂質土の場合は１項目、粘性土の場合は２項目増加し、測定や配合試験がそれだけ増加することになる。しかし、従来法では上述したように、物性の異なる建設発生残土を使用する度に最初の配合試験から繰返すことが必要であり、全体としての測定や配合試験に要する時間や労力は、かえって本発明の方が小さくなる場合が多い。
【００１２】
本発明において、含水比、沈降中土スラリーの比重測定による75μm アンダーの微細土粒子の含有割合、フォールコーン試験による液性限界値の３項目の測定には下記のように、JIS またはそれに準拠した簡便な測定法が採用される。
【００１３】
(a) 含水比
JIS A 1203
(b) 沈降中土スラリーの比重測定による75μm アンダーの微細土粒子の含有割合
以下に説明する簡便な測定法（以下簡易沈降法という。）が採用される。
【００１４】
簡易沈降法の概要。
(1)試料の建設発生残土を計量し、適量の水を入れた容器に投入し、攪拌して、残土を十分に水に分散させる。
【００１５】
(2)残土の水スラリーを水の入ったメスシリンダーに入れ、蓋をしてこぼれないない様に注意しながら、メスシリンダーの底を中心にしてメスシリンダーを前後左右に振とうする。メスシリンダーは容量1l程度のものが使用され、水（分散のための水との合計）と残土との混合比率は予備実験により決定されるが、水900 〜980cc 、残土60〜200gの範囲で一定の値が選定される。
【００１６】
(3)メスシリンダーを一定時間（通常は１分）静置した後、メスシリンダー内に比重計を静かに挿入し、比重計挿入後一定時間（通常は５分）経過した時点で比重計を読み、その値と予め作成してある検量線とにより、土中の75μm アンダーの微細土粒子の含有割合を判定する。（JIS A 1204の土の粒度試験方法による試験によって粒度分布が判明しており、75μm アンダーの微細土粒子の含有割合が異なる数種の試料について、同じ操作の測定を行ない、比重計の読み−75μm アンダーの微細土粒子の含有割合の関係の検量線を予め作成しておく。）
配合試験用の建設発生残土、対象とする建設発生残土の何れについても、同一条件で比重が測定されるのは当然である。この比重の値が残土の土粒子の精密な粒度分布に代わる指標とされる。定量的ではないが定性的には測定される比重の値が高い程土粒子中の微細粒子の含有割合が多い。通常のように、75μm アンダーの微細土粒子の含有割合が15〜50％のものを砂質土、50％以上のものを粘性土とする。この簡易沈降法の採用により、長時間を要していた土粒子の粒度分布の測定が10分以内の短時間で完了し、続いて直ちに物性改良土の製造に移ることが可能となる。
【００１７】
(c) フォールコーン試験による液性限界値  地盤工学会JSF T 141-1990
なお、フォールコーン試験による液性限界値の測定にあたっては試料の調製時に含水比が変化する場合が多い。そして、測定される液性限界値は当然含水比と相関関係がある。従って、正確な液性限界値を測定するためには、試料の調製時の含水比の変化を極力避ける必要があるが、現場での試料調製時に含水比の変化を完全に避けることは至難であり、現実的ではない。そのため、現場での試料調製時に対象土に水を加えて一定の含水比（例えば100 ％）として、この試料について液性限界値を測定し、既知の液性限界値と含水比と相関関係を利用して実際の含水比の土の液性限界値を推定するのが、現実的であり、簡便である。
【００１８】
本発明における試験用建設発生残土としては、種々の物性の土が採取され、配合試験に供される。天然に採取される土の種類が少なく、今後発生するであろうと想定される建設発生残土をカバーし切れない場合が多い。これに対処するためには、天然に採取された土、例えば、微細粒子の含有割合が小さい砂質土と微細粒子の含有割合が大きい砂質土とを混合して、天然に採取されたものとは土粒子の粒度分布が異なる土を人工的に合成し、この合成土を配合試験に供する必要がある。
【００１９】
対象とする建設発生残土の物性の測定により、残土が砂質土と判定される場合には、フォールコーン試験による液性限界値の測定を待たずに、蓄積した配合試験結果から直ちに物性改良土の配合が決定されるが、対象とする建設発生残土が粘性土と判定される場合には、フォールコーン試験による液性限界値の測定を待ち、蓄積した配合試験結果を参照して物性改良土の配合が決定される。
【００２０】
また、対象とする建設発生残土の物性が試験に供した土の物性と完全に一致する場合は蓄積した配合試験結果から直ちに物性改良土の配合が決定されるが、対象とする建設発生残土の物性が配合試験に供した土の物性と完全には一致しない場合が多い。この場合には、微細土粒子の含有割合、液性限界値の順に一致または類似する試験用土を使用した配合試験結果を参照して配合を決定し、最後に含水比の測定結果から配合水分量を調整する。
【００２１】
配合する水に廃棄泥水を使用する場合、泥水中に含まれている分散剤が物性改良土の品質に悪影響を及ぼさないことは確認されているが、当然、配合前にpH、粘性（ファンネル粘性）、比重などを測定して、配合試験で使用した泥水と一致することや配合量の限界の有無などを確認する必要がある。
【００２２】
本発明においては多数の配合試験により蓄積されたデータはコンピュータで管理し、対象とする建設発生残土の測定結果の入力により、直ぐに必要とする情報が出力されるシステムとしておくことが好ましいことは言うまでもない。また、配合試験結果をグラフ化しておき、対象とする建設発生残土の測定結果から、配合をグラフ上で決定する方法は簡便かつ短時間で行える好ましい方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は本発明の物性改良土の配合決定のフローチャートであり、図２は試験用建設発生残土の物性と、それを使用して良好な品質の物性改良土を製造し得る添加材（固化材及び水）の添加量との関係についての過去の蓄積されたデータを、試験用建設発生残土の75μm アンダーの微細土粒子の含有割合について纏めたグラフであり、図３は同様に過去の蓄積されたデータを建設発生残土の液性限界値について纏めたグラフである。
【００２５】
３種類の建設発生残土（以下、この３種類の建設発生残土を、それぞれ「試料１」、「試料２」、「試料３」という。）を対象として、本発明の物性改良土の配合決定方法の適合性を試験する手順を説明する。
【００２６】
試料１、試料２、試料３における75μm アンダーの微細土粒子の含有割合は、それぞれ、28％、86％、98％の場合、試料１は砂質土、試料２、試料３は粘性土と判定される。
【００２７】
砂質土と判定される試料１について、図２のグラフの75μm アンダーの微細土粒子の含有割合が28％である位置にはめ込むことで、発生残土、セメント、水の配合量を、それぞれ約940kg/m3、約620kg/m3、約150kg/m3の値で決定することができる。
【００２８】
試料２、試料３は粘性土と判定されるので、さらに、フォールコーン試験による液性限界値を測定する。測定値として、それぞれ、65.5％、103.0 ％が得られたとすると、その測定値を図３のグラフのそれぞれの液性限界値の位置にはめ込むことで、発生残土、セメント、水の配合量を、試料２については、それぞれ約520kg/m3、約790kg/m3、約150kg/m3の値で決定することができ、試料３については、それぞれ約280kg/m3、約830kg/m3、約150kg/m3の値で決定することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明では、試験用建設発生残土の種類が増え、建設発生残土の測定項目が従来法に比し１〜２項目増加するが、従来法のように物性の異なる建設発生残土を使用する度に最初の配合試験から繰返す必要はなく、信頼性の高い配合が決定できる。また、発生残土の粒度分布を厳密な試験法で測定しなくとも、簡易沈降法により75μm アンダーの微細土粒子の含有割合を把握できればよいので、現場作業として短時間で物性改良土の配合を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の物性改良土の配合決定のフローチャートである。
【図２】試験用建設発生残土の物性と、それを使用して良好な品質の物性改良土を製造し得る添加材（固化材及び水）の添加量との関係についての過去の蓄積されたデータを、試験用建設発生残土の75μm アンダーの微細土粒子の含有割合について纏めたグラフである。
【図３】試験用建設発生残土の物性と、それを使用して良好な品質の物性改良土を製造し得る添加材（固化材及び水）の添加量との関係についての過去の蓄積されたデータを、建設発生残土の液性限界値について纏めたグラフである。
【図１】
0003959930.tif 000002
【図２】
0003959930.tif 000003
【図３】
0003959930.tif 000004