(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固化剤としての酸化マグネシウムと、団粒化剤としてのポリビニルアルコールと、ポリビニルアルコールを補助する為の別の団粒化剤と、保湿剤としての焼却灰とを含有し、
土質系改良対象土に、
酸化マグネシウムを、土１立方ｍ当り、５．０〜２０．０ｋｇ配合し、
ポリビニルアルコールを、土１立方ｍ当り、１．０〜８．０ｋｇ配合し、
前記の別の団粒化剤として、ポリ酢酸ビニル系粉体エマルジョン、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、硫酸鉄、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン、ポリエチレンイミン、第４級アンモニウム塩類からなる群より選ばれた１種または２種以上を配合し、
焼却灰を、土１立方ｍ当り、５．０〜１００ｋｇ配合する土質系舗装改良材。
【請求項２】
土質系改良対象土に、
固化剤として、土１立方ｍ当り、５．０〜２０．０ｋｇの酸化マグネシウムと、
団粒化剤として、土１立方ｍ当り、１．０〜８．０ｋｇのポリビニルアルコールと、
ポリビニルアルコールを補助する為の別の団粒化剤として、ポリ酢酸ビニル系粉体エマルジョン、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、硫酸鉄、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン、ポリエチレンイミン、第４級アンモニウム塩類からなる群より選ばれた１種または２種以上と、
保湿剤として、土１立方ｍ当り、５．０〜１００ｋｇの焼却灰とを含有した改良材を加えて、攪拌混合し、
不陸のないように敷均らした後、締固め転圧する土質系舗装の改良工法。
【請求項３】
改良対象地の現地土の上に、改良材を均一に散布し、充分に攪拌混合した上で敷均らす請求項２の記載の土質系舗装の改良施工法。
【請求項４】
改良対象土に改良材を加えて攪拌混合し、この混合土を改良対象地に運んで敷均らす請求項２記載の土質系舗装の改良施工法。
【請求項５】
改良材を混合した表層土の層厚を３０ｍｍ以上とする請求項２記載の土質系舗装の改良施工法。
【請求項６】
敷均らした表層土の上から均一に散水し、その後、締固め転圧する請求項２記載の土質系舗装の改良工法。
【請求項７】
締固めた表層土の上に、表面処理剤を均一に散布する請求項２記載の土質系舗装の改良施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、グランド、広場、公園などの表層土の土質改善に用いる土質系舗装の改良材、及びその施工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土質系舗装の弱点、例えば、泥濘化や浸食し易い点、あるいは、埃が立ち易い点などを改善する為、土壌中に改良材を添加するする工法は、従来から種々実施・提案されている。例えば、グランドの表層土に消石灰や塩化ナトリウムを混合する工法は、広く知られている。この他、酸化マグネシウムなどを混合する工法は、特開昭５４−１２１５２号に提案され、また、ポリビニルアルコールなどを混合する工法も、特開昭６２−１９０７号や特開２０００−７９２６号として提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の改良方法には、いずれにも欠陥があって、実用上、充分ではない。即ち、消石灰を混合する工法ではグランドとして硬くなり過ぎ、また、塩化ナトリウムを混合する工法では、土を保湿させるので、防塵効果はでるが、泥濘化や浸食に対する効果は見られない。その上、消石灰は高アルカリ性であり、塩化ナトリウムは塩分である為、周囲の田畑や植栽に対して悪影響を及ぼす問題がある。更に、特開昭５３−１２１５２５号の酸化マグネシウムを混合する工法は、土壌を軟触化させて、競技者に疲労を感じさせないようにするのが目的であって、土に透水性を付与することができない。また、特開昭６２−１９０７号のポリビニルアルコールを混合する工法は、土の耐水性などを高める効果は期待できるが、耐浸食性などに対する強度が乏しい上に、土と均質に混合させるのが難しいので、作業性に問題がある。更に特開２０００−７９２６号のポリビニルアルコールを混合する工法では、土埃防止効果は期待できるが、混合量が多いため、土の表面にポリビニルアルコールの膜ができてしまって、透水性を損うという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑み、土質系舗装の弱点である、泥濘化し易い、雨水による浸食を受け易い、土埃りが立ち易いという点を抑制でき、かつ、環境に優しい土質系舗装改良材と、その施工法とを提供するにある。更に、本発明は、作業性に富み、土壌改良効果を長期間持続できる土質系舗装改良材と、その施工法とを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の土質系舗装改良材の技術的手段は、固化剤としての酸化マグネシウムと、団粒化剤としてのポリビニルアルコールと、ポリビニルアルコールを補助する為の別の団粒化剤と、保湿剤としての焼却灰とを含有し、土質系改良対象土に、酸化マグネシウムを、土１立方ｍ当り、５．０〜２０．０ｋｇ配合し、ポリビニルアルコールを、土１立方ｍ当り、１．０〜８．０ｋｇ配合し、前記の別の団粒化剤として、ポリ酢酸ビニル系粉体エマルジョン、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、硫酸鉄、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン、ポリエチレンイミン、第４級アンモニウム塩類からなる群より選ばれた１種または２種以上を配合し、焼却灰を、土１立方ｍ当り、５．０〜１００ｋｇ配合することにある。
【０００７】
本発明の土質系舗装の改良施工法の技術的手段は、土質系改良対象土に、固化剤として、土１立方ｍ当り、５．０〜２０．０ｋｇの酸化マグネシウムと、団粒化剤として、土１立方ｍ当り、１．０〜８．０ｋｇのポリビニルアルコールと、ポリビニルアルコールを補助する為の別の団粒化剤として、ポリ酢酸ビニル系粉体エマルジョン、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、硫酸鉄、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン、ポリエチレンイミン、第４級アンモニウム塩類からなる群より選ばれた１種または２種以上と、保湿剤として、土１立方ｍ当り、５．０〜１００ｋｇの焼却灰とを含有した改良材を加えて、攪拌混合し、不陸のないように敷均らした後、締固め転圧することにある。
【０００８】
また、改良対象地の現地土の上に、改良材を均一に散布し、充分に攪拌混合した上で敷均らすようにしてもよい。更に、改良対象土に改良材を加えて攪拌混合し、この混合土を改良対象地に運んで敷均らすようにしてもよい。また、改良材を混合した表層土の層厚を３０ｍｍ以上とするのが好ましい。更に、敷均らした表層土の上から均一に散水し、その後、締固め転圧するようにしてもよい。また、締固めた表層土の上に、表面処理剤を均一に散布するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の土質系舗装改良材、及びその施工法の実施の形態を、以下に説明する。本発明では、土を必要な硬さに、かつ、早期に発現させる為の固化剤として、酸化マグネシウムを用いる。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、セメントと同様に土を固化させる効果があり、また固化後にほぐれても、セメントには無い再固化作用を有する。酸化マグネシウムは、天然の鉱物から採取精製されたものや、海水から化学的溶出によって精製されたものなどが市販提出されているので、適宜、選択して使用する。通常は、酸化マグネシウム純度が７０％以上のマグネシアクリンカーを粉砕したものを用いるのが好ましい。酸化マグネシウムの配合量は、土１立方ｍ当り、純度１００％換算で、好ましくは５．０〜２０．０ｋｇである。
なお、酸化マグネシウムは、従来から医薬品や肥料などの原料として多用されているので、環境に与える影響が小さい。
【００１０】
また本発明では、土粒子間の結合力を高めて、土を団粒化させ、土中に間隙を作りだして、耐水性と透水性とを向上させる為の団粒化剤として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を使用する。このポリビニルアルコールとしては、粉体で、鹸化度７０〜９９％、重合度２４００以下のものを用いるのが好ましい。ポリビニルアルコールの配合量は、土１立方ｍ当り、好ましくは１．０〜８．０ｋｇである。なお、ポリビニルアルコールは、医薬品添加物規格や化粧品原料基準にも記載されていて、各分野で広く使用されており、有害性は極めて低い。
【００１１】
本発明では、団粒化剤として、前記のポリビニルアルコールを単独で使用する他、他の団粒化剤と混合して使用することもできる。使用可能な団粒化剤としては、同じ水溶性合成樹脂であるポリ酢酸ビニル粉体エマルジョン、あるいは、細粒分凝集効果による団粒化剤である硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、硫酸鉄、更にはポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリオキシエチレン、ポリエチレンイミン、第４級アンモニウム塩類などからなる群より選ばれた１種または２種以上を選択して使用することができる。
【００１２】
本発明では、前記の固化剤及び団粒化剤に加えて、土の乾燥を抑制し、防塵効果を高める為に、保湿剤を使用することもできる。保湿剤としては、ペーパースラッジ灰、石炭灰、ゴミ焼却灰などの焼却灰が、多孔性に富み、保水性が高いので適する。保湿剤の配合量は、土１ｍ3 当り、５．０〜１００ｋｇ、好ましくは、１０〜３０ｋｇである。
【００１３】
本発明の改良対象となる土（骨材）としては、土、砂などの自然土の他、アンツーカ、グリーンストーンなどの加工骨材、あるいは廃棄物のリサイクル骨材などがある。
【００１４】
本発明の施工法には、現地混合工法とプラント混合工法とがある。現地混合工法とは、改良対象地の現地土の表面に、本発明の改良材を均一に散布して、トラクターにて充分に攪拌混合する工法である。また、プラント混合工法とは、選定された土と改良材とを工場にて、ミキサーなどで混合攪拌し、これを改良施工現場に運び込んで、ブルドーザやフィニッシャにて敷均らす工法である。この後は両工法共に同じで、速やかにローラーなどで締固め転圧し、更に、土の含水量が不足する場合には、適度に散水する。次に、ブルドーザーや人力にて不陸整正を行い、タイヤローラなどで締固め転圧し、最後に、必要に応じて、表面処理剤を散布して、土表面の仕上げ処理を行う。図１は、施工状態のグランドの断面を示し、１は下層路盤である基層、２は改良材が混合された表層である。なお、表層２の厚さＨは、３０ｍｍ以上とするのが好ましい。また、散水３は、土が適度な湿潤状態となるように、適量の水を均一に散水する。更に、表面処理剤４としては、苦汁や砂などが適当で、表層２の上に、施工の最後に均一に散布する。
【００１５】
（実施例１）
実施例１は、固化剤（ＭｇＯ）の適正配合量を知る為、団粒化剤（ＰＶＡ）の配合量を一定にして、固化剤の配合割合のみを変えて行った実施例であり、表１にその結果が示されている。なお、改良対象土には真砂土を選んだ。ＭｇＯの配合量は、土１ｍ3 当り、１．０〜４０．０ｋｇ（成分純度１００％換算）の範囲で変えた。ＰＶＡは土１ｍ3 当り、２．０ｋｇで一定とした。改良対象土に改良材を加えて充分攪拌した混合土を、縦横１００ｃｍ×高さ１０ｃｍの型枠に詰め込んで供試体を作成し、この供試体について、各種観察及び試験をした。また、供試体の締固め密度が一定になるように、詰め込む混合土の量は、０．１４ｍ3 とし、また、含水比は１０％±１に設定した。表１において、◎は特に優れている、○は優れている、△は普通、▲は悪い、×は特に悪い、を表わす。（配合量の表示方法や供試体の作成方法などは以下の実施例で同じ。）
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１から分かるように、ＭｇＯの配合量は、２．０ｋｇ辺りから固化剤としての特性が現れ始め、土の硬さが増した。また、３０．０ｋｇを越えると、硬くなり過ぎた。更に、ＭｇＯの配合により、寒冷時の凍上に対する抵抗力の向上が確認できた。以上の結果から、ＭｇＯの適正配合量は、土１ｍ3 当り、２．０〜３０．０ｋｇ、好ましくは５．０〜２０．０ｋｇであることが判明した。
【００１８】
（実施例２）
実施例２は、団粒化剤（ＰＶＡ）の適正配合量を知る為、固化剤（ＭｇＯ）の配合量を一定（７．０ｋｇ）にして、団粒化剤の配合割合のみを変えて行った実施例であり、その結果は表２に示されている。なお、団粒化剤としては、粉体ポリビニルアルコール（鹸化度８７．０〜８９．０％、重合度２０００）を用い、土１ｍ3 当り、０．３〜２０．０ｋｇの範囲で配合量を変えて調べた。この他は、実施例１と同じである。
【００１９】
【表２】
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【００２０】
表２から分かるように、ＰＶＡの配合量は、０．５ｋｇ辺りから団粒化剤としての効果が現れ始め、透水性が良くなった。また、１６．０ｋｇを過ぎる辺りから、土の表面に樹脂が皮張りし、透水性が逆に悪くなった。以上の結果から、ＰＶＡの配合量は土１ｍ3 当り、０．５〜１６．０ｋｇ、好ましくは、１．０〜８．０ｋｇであることが判明した。
【００２１】
（実施例３）
実施例３は、固化剤（ＭｇＯ）と団粒化剤（ＰＶＡ）との配合量と共に変えて行った実施例であり、その結果は表３に示されている。他は、実施例１、２と同じである。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
表３から分かるように、ＭｇＯの配合量が、２．０〜３０．０ｋｇ、好ましくは、５．０〜２０ｋｇで、かつ、ＰＶＡの配合量が、０．５〜１６．０ｋｇ、好ましくは、１．０〜８．０ｋｇの範囲で、優れた改良効果の出ることが判明した。なお、一旦締め固めた改良土をほぐして、再度、締め固めたところ、再び団粒化構造を形成して完全に復元した。
【００２４】
（実施例４、実施例５）
実施例４、実施例５は、改良材に、他の団粒化剤や保湿剤を加えた場合の実施例であり、その結果は表４、表５に示されている。なお、他の団粒化剤としては、硫酸アルミニウムを用い、保湿剤としては、ペーパースラッジ灰（５０％）と石炭灰（５０％）との混合焼却灰を用いた。また、実施例４では、ＭｇＯ、ＰＶＡの配合量を、それぞれ７．０ｋｇ、１．５ｋｇとし、実施例５では、それぞれ１４．０ｋｇ、３．０ｋｇとした。他は、前記実施例１〜３と同じである。
【００２５】
【表４】
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【００２６】
【表５】
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【００２７】
なお、表４、表５において、硬さの判定は、貫入針を地面に突差して測るプロクターニードル試験によった。保湿性の判定は、一定湿潤後に、表面が乾燥で白っぽくなるまでの時間によった。冠水中の状態の判定は、冠水状態で、シルト分の浮き上がりなど目視及び触手によって調べた。冠水後の足型試験の判定は、４５分間冠水させ、１５分間無冠水で放置した後、供試体にどの程度の深さの足型が付くかによった、冠水後の足捻り試験の判定は、前記の供試体上に爪先立ちになり、９０°捻った時の土の崩壊度によった。冠水後の回復性は、冠水の前後における硬さ試験によった。透水性の判定は、冠水状態で一定時間における透水量によった。
【００２８】
表４、表５から分るように、硫酸アルミニウムを加えた場合には、団粒化作用をよく補助する他、団粒化反応が速くなり、地面が早期に安定する効果がみられた。保湿剤を加えたものでは、土の湿潤状態を長期間維持できる効果がみられた。更に、硫酸アルミニウムと保湿剤とを共に加えたものでは、改良土の性能のバランスが良く、グランド用として非常に優れていることが分った。
【００２９】
本発明は前記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の範囲内で自由に変形実施可能である。特に、改良対象土は土質系土壌であればよく、自由に選ぶことができる。また、本発明は、グランドの他、広汎な用途に利用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の改良材を用いれば、固化剤として酸化マグネシウムが配合されているので、グランドなどを好みの硬さに調整できる。また、団粒化剤としてポリビニルアルコールが配合されているので、土粒子が互に結合して団粒化構造を形成し、透水性が高くなって、水はけが良くなると共に、土粒子の結合力によって雨水による浸食を受けにくく、かつ、乾燥時には土埃りが発生しにくくなる。更に、降雨後の泥濘化を抑制できる他、たとえ泥濘化しても早期に回復する。また、再結合力があるので、崩壊したグランドなどを簡単な作業で復元可能である。更に、本発明では、セメント系固化剤を用いていないので、６価クロムの溶出や高アルカリなどの問題を起すことがなく、周囲の環境に害を与えることがない。更に、酸化マグネシウムの配合量が特定されているので、グランドなどの硬さをより好ましい状態に改良できる。また、ポリビニルアルコールの配合量が特定されているので、団粒化構造の形勢をより高めることができる。更に、補助として別の団粒化剤を用いるので、団粒化作用の向上の他、団粒化反応を加速させ、グランド表面を早期に安定させうるなどの別の効果を期待できる。また、保湿剤として焼却灰を配合したので、土の保水能力が高まり、表層土全体の保湿姓が向上して、防塵効果を高めることができる。更に、焼却灰を使用するので、リサイクル資源の再利用に貢献できる。
【００３５】
本発明の改良施工法では、土質系改良対象土を、簡単な作業で、泥濘化しにくく、雨水による浸食を受けにくく、土埃りの発生しにくい、優れた舗装土に改良できる。
【００３６】
請求項３のものでは、現地土を利用するので、建設残土の発生を最小限に抑えることができ、土の搬入・搬出による交通ストレスの発生を防止できる。
【００３７】
請求項４のものでは、改良材を加えた混合土を現地に搬入する方式であるから、施工品質の保持が容易で、かつ、工期の短縮を図ることができる。
【００３８】
請求項５のものでは、表層土の層厚が特定されているので、改良特性が短期間で簡単に消失することがなく、グランドの安定性の向上を図れる。
【００３９】
請求項６のものでは、締固め前に散水するので、土の湿潤度を適正に調整でき、改良効果を確実に発生させることができる。
【００４０】
請求項７のものでは、表面処理剤を使用するので、グランドの表面特性を一層良好な状態に改良可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の改良施行法の実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１        基層
２        表層
３        水
４        表面処理剤
【図１】
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