全地連「技術フォーラム 2022」那覇【65】

盛土材料のセメント改良工法における撹拌混合度の評価
株式会社ドーコン○舟根熙、高橋北海道大学大学院秀彰、畠山
西村聡、林潔芽昌一

1. はじめに
近年、堤防盛土材料の改良工法として実績を増やしつつあるプラント等を使用した盛土材料のセメント改良1)
では、一定期間の置土養生を行ったのちに破砕し盛土材料として使用する固化破砕土の手法が用いられている。
著者らは、攪拌工法による土とセメントの混ざり具合が材料品質に与える影響を把握するため、攪拌混合度の写真- 1 着色率測定例（白色部－非着色部, 灰色部-着色定量化や混合度と品質管理指標（コーン指数、締固め度）部, 黒色部-マクロ空隙部および対象領域外）内径 10cm モの関連性について検討してきた2)。本報告ではセメントールド・プラント・土質 B・セメント配合量 100kg/m3（左:原画

攪拌土の画像解析により混合度を定量化する際の評価手像, 右:三値化画像、本断面内の混合度 57%）

法に関する課題について検討したので結果を報告する。

2. 試験条件
改良対象土は Fc=55.1～61.1%の砂質粘土（土質 A）及び Fc=66.8～85.3%の粘土（土質 B）であり、使用セメン
トは土質 A に対しては高炉 B 種、土質 B に対してはセメント系固化材 ETR3を用いた。セメント撹拌は、プラント、写真- 2 色率測定例（白色部－非着色部, 灰色部-着色部,移動式撹拌工法（移動式）、ロータリースタビライザー（ス黒色部-マクロ空隙部および対象領域外）縦 30cm×横タビ）の3工法にて実施し、各工法60kg/m3～140kg/m3の42cm トレー・プラント・土質 B・セメント配合量 100kg/m3（左:20kg/m3刻み5パターンのセメントを添加した。

3. 試験結果(1) 画像解析による混合度評価方法

原画像, 右:三値化画像、本断面内の混合度 76%）(2) 手法1モールドの混合度評価結果
モールドの画像解析において 12 断面の平均値を評価

画像解析による混合度評価は、改良土においてセメンした結果、土質 A の着色率（混合度）はプラント、移動トが存在する部分をセメント混合された部分と仮定し、式ともに 70～90%程度、スタビは低配合で 50%以下、改良土塊の切断面においてフェノールフタレイン反応に100kg/m3 以上の配合量で 60～80%程度の混合度となり、より着色した部分の面積割合（着色率）を画像解析から前述の 2 工法を大きく下回る。土質 B についてはプラン求め、着色率=混合度と定義することで評価を行った。画ト、移動式においても低配合で着色率が低い傾向が顕著

像を HSV 変換した後、Hue（色相：0-255フルスケール）であり、スタビでは低配合にて着色がほとんど見られな>180、Saturation（彩度）>80、Value（明度）>80のピクかった（図-1）。

セルを着色部として抽出し、Value≤80の箇所をマクロ空隙、残りは非着色土塊とみなすことで三値化して表現した。閾値は、目視による印象により較正したものである。
なお、着色率はマクロ空隙を除いた面積に対する着色部の面積割合である。
評価を行う供試体サイズはセメントがいきわたっていない未攪拌土塊の径より十分に大きいことが望ましい。
また、未攪拌土塊は楕円に近い形状であることが多く、

図- 1 セメント配合量と着色率（混合度）、空隙率の関係評価を行う切断面と土塊の位置関係が着色率に影響を及

土質 B は土質 A と比較して細粒分が多く粘性が強いこぼすことが考えられた。そこで、手法1では内径10cm×高とにより攪拌されにくく、低配合のもの程土塊中にセメさ12.7cm のモールドに改良土を押詰めて作製した供試ントが行きわたらない傾向が顕著であった。これは各工体における高さ1cm ごとの12断面に対して画像解析を実法から排出された攪拌土の目視状況と一致する（写真-3）。

施することで未攪拌土塊の影響を3次元的に評価した。手また、スタビは母材上にセメントを載せて攪拌するため、

法2では排出された土塊に対し十分な大きさとなる縦攪拌しにくい土質 B では上側にセメントの偏りを目視で30cm×横42cm のトレーを使用し未攪拌土塊の最大径の確認できた。混合度評価試料はセメントの混ぜ残り部分影響を評価した（写真-1-写真-2）。

を避けて下側を採取したことにより、比較的セメントが全地連「技術フォーラム 2022」那覇添加されていない部分が多かったと考えられる。

差異が小さいが、比較的混合度が低く（40～80%程度）、未撹拌土塊の最大径が 10cm 以上と大きい土質 B では 2手法の差異が大きかった（図-5）。

写真- 3 施工機械から排出された改良土（左：プラント土質 A 右：プラント土質 B）(2) 手法2 トレーの混合度評価結果
トレーの画像解析結果より、土質 A の混合度はプラン

図- 5 未撹拌土塊の最大径と 2 手法の混合度差の関係

ト、移動式においてセメント配合量80kg/m3以上で85%～

一方、手法 1 の 1cm 毎の断面の着色率をみると未撹拌95%、スタビでは30%～50%、140kg/m3で90%程度となった。

土塊の最大径が大きい供試体ほど着色率の最大値と最小土質 B においてはプラント、移動式で60%～90%、スタビ値の差が大きくなる傾向がみられ、土塊の最大径が概ねでは1%～65%程度である。両解析結果の比較から、各セメ供試体径の 1/3～1/5 以下になると着色率の最大値と最ント配合量でモールドの着色率はトレーの着色率に比べ小値の差が概ね 20%以下となる（図-6）。着色率のバラツ15%～30%低い傾向にあった（図-2-図-3）。

キが大きい供試体では未撹拌土塊の最大径に対し供試体サイズが不足しており、最低でも土塊の最大径の 3 倍以上の供試体サイズが必要と考えられる。

図- 2 モールド・トレーの画像解析比較（土質 A）

図- 6 モールドの 12 断面画像解析における混合度のばらつきと最大径の関係

4. まとめ図- 3 モールド・トレーの画像解析比較（土質 B）

セメント改良土の画像解析による混合度評価は、現地(3) 適切な混合度評価手法の検討で目視により確認した改良土の状況を比較的よく数値化

2 つの手法の差異は、未攪拌土塊の影響が主な要因とできており、土質による攪拌の状況や機械による攪拌効推定される。手法 1 のように土塊サイズに対し供試体サ率の差を表現しうるものと考えらえる。また、評価手法

イズが十分ではない場合、供試体サイズ以上の土塊の除について供試体サイズと未撹拌土塊の三次元的な影響を去による着色率の過大評価、供試体サイズに近い土塊を検討した結果、供試体サイズは未撹拌土塊の最大径に対用いることによる着色率の過小評価が生じやすい。今回し最低3～5倍の大きさを取ること、供試体サイズが小さの評価では、供試体サイズの未撹拌土塊により極端に混い場合には数 cm 間隔のスライスを解析し三次元的な評合度の低い断面が生じ、全体の混合度を低下させる傾向価を行うことが望ましいと考えられる。今後は、供試体を確認したことから、後者の影響が強かったと想定されサイズやスライス手法の影響に関するデータを積み重る（図-4）。

ね、混合度評価手法を確立したいと考えている。
謝辞

今回の試験施工データは国土交通省北海道開発局岩見沢河川事務所により賜った。協力に深甚な謝意を表する。
《引用・参考文献》
1) 田中大地、仲条元、岡田幸七：北村遊水地における堤防図- 4 未撹拌土塊による混合度低下の例（モールド・移動

盛土材の改良工法について―固化破砕土による施工報告と式・土質 B・セメント配合量 80kg/m3）

今後の展望―，第 64 回（2020 年度） 北海道開発技術研究

手法 2 で確認された未撹拌土塊の最大径は土質 A で最発表会，pp.309-314，2021．

大 6cm 程度、土質 B で最大 15cm 程度であった。土質 A の2) 舟根熙、高橋秀彰、西村聡、林昌一、畠山潔芽：盛土材

配合量 80～120kN/m3 では未撹拌土塊の最大径は 4cm 程料のセメント改良工法における品質評価に関する考察,第 62度であり、土塊径の影響を受けにくかったのか 2 手法の号地盤工学会北海道支部技術報告集,p336-345,2022.1