第30回

夏季研修会論文集

リサイクル土の利用改善(株)藤井基礎設計事務所
神門 誠
まえがき
公共工事の縮減によって建設発生土の残土処理が多くなり、残土処分場の確保が困難になってきている。建設事業のこのような環境事情を踏まえ且つ資源有効利用の観点からもリサイクルすることは是非必要なことであり課題でもある。
残土処分土のほとんどはいわゆる不良土であり、即利用には使用できないこと及び良質土であっても仮置き場がなく捨てている現状である。
一方、発注技術者、施工者のリサイクル土への理解が十分でなく、「良くない材料」と言う悪いイメージが先行し、利活用の促進が妨げられている。その判断は、マサ土との対比と今までの経験的なもので、如何にして悪いのか数値での比較でなく、客観性に欠けていると考えられる。したがって、地方におけるリサイクルセンターなる施設は、構築しても旨くいっていないのが実情である。
センターの役割は、ヤードで一時的に仮置きして、含水比を低下させ利用し易いように含水比改善をして提供することである。
本文は、リサイクル土の利用改善の事例を紹介する。
1.現状の課題
1)問題
ＣＢＲ20％以上の石灰改良したリサイクル土を道路の低盛土に利用したところ、オーバーコンパクションを呈した状態となり、現場での締固め状態が悪い状況で不良な材料に評価された。
既往の試験結果を見ると、土質は細粒土（75μ通過率）25〜30％を含む礫質砂（砂礫）であり、一般的には良質な土質に判別される。しかし、当土質の場合、液性・塑性限界試験が出来ないシルト質土を多く混入している。
このような土質の締固め特性は、マトリックスである細粒土（シルト質土）の特性に左右され、振動に対して鋭敏であることやわずかな含水比の変化にも影響を受けやすいため、締りの悪い土質に評価される。
① ＣＢＲ試験は礫質土、砂質土の場合、締固め回数を多くするほど密度は高まるため強度は高い値を示す。したがって、締りの悪い土質でも拘束された容器の場合、室内試験結果の傾向は高値を示す。
② 現場の締固め基準（90％ρｄmax 以上の締固度を要求している）の締固度と室内ＣＢＲの締固度は一致していない。このことは、締固め試験とＣＢＲ試験とは無関係であることによるものである。
ＣＢＲ試験は、交通荷重による繰り返し荷重によって、強度低下が起きることを予想して、粘性土を対象に設けられたものである。礫質土や砂質土の場合は、現場の状態は室内より低い値になる傾向を示す。したがって、当土質のような場合は、締固め度を考慮した修正ＣＢＲで求める必要がある。
2)リサイクル土の利用方法ついて現状では通常の締固め試験及び CBR 試験が行なわれ、その試験結果を鵜呑みにして土質評価され且つ認識されている。したがって、品質管理はコーン試験値で確認されていた。
① 使用目的に合うところに利用する
例えば、路体、路床、堤防、裏込め等の適合するところに用いる

2009/08/29

② 締固度に対するＣＢＲ値を求め、現場に合致した試験方法を行う③ 改良材の適正を検討する○石灰改良の場合、○セメントの場合、○中性固化材の場合
2.土質試験結果
2.1 現状土の土質試験結果
1)物理的特性① 含水比：16.5%〜20%の範囲に分布し、平均 18％程度である。
② 粒度組成：別紙に示すように粒度分布は、ほとんど類似している。75μフルイ通過率は 20〜30%である。
（資料−1 参照）
③ コンシステンシー特性：Ip=13 で塑性幅の少ない材料である。含水比が 20%を超えると塑性限界に達し、締固めが困難になる材料である。
④ 分類：粘性土質礫質砂に分類される。一般に盛土には利用できるが、路床には改良が必要な土質と言える。
2)締固め特性：別紙に締固め試験結果を示す。（資料−2 参照）
締固め管理基準について
普通締固め（路体、造成盛土）
90%ρdmax＝1.63g/㎝ 3
CBR の観点から考えると 90%ρdmax の締固めでは目標強度（CBR5％）が得られない。95%ρdmax 以上の締固め且つ含水比はｗ＝17%以内に抑える必要がある。例えば・目標強度（CBR5%）に対する含水比範囲は 14%〜18%と幅の狭い厳しい含水比管理が必要となる。
・締固め密度範囲としては、ρd＝1.75g/㎝ 3 以上が要求される。目標強度（CBR8%）に対する含水比範囲は 15％〜17％と更に狭い厳しい含水比管理が必要となる。
・CBR＝8%程度しか期待できない。
3)まとめ① 現状の含水比は、最適含水比より湿潤側にある。
② 強度は、含水比の僅かの変化に鋭敏であり、含水比調整が難しい土質。
③ 含水比が 18%を超えると CBR=5%以下になり、強度は期待できない。
④ したがって、w=18%以内に調整すれば、路体、埋戻し等に利用できる。
⑤ 普通締固めでは、最適条件で締固めても CBR=10%程度である。
⑥ 路床土に用いる場合は、含水比を 15%以内に調整する必要がある。
以上より、含水比管理が重要と言える。
2.1 土質改良の特性
1）土質改良材の配合試験結果
改良材は、生石灰材と中性固化材、粒状土改良の三種類について行った。
各種改良材の配合量の決定は、CBR 値で求めた。ここでは、粒状土改良を記述する。
本改良は、上記の生石灰材、中性固化材改良に高分子系材料を混合したものである。したがって、2 材で改良するものである。また、3 日の養生を行なって試料調整し、CBR に供したものである。
「高分子＋石灰」による改良
この条件での粒度分布は、資料−3 に示すように 75μフルイ通過率 30％（自然状態）が 18％程度に改善された。つまり、細粒土が凝集固化し粗粒土に改善されるようである。締固め特性を理解するため資料−4 に締固め曲線を示した。最高乾燥密度

は、改良しないのと比較すると違いが見られ低い値になっている。締固め曲線は緩やかな形状を示し、施工含水比幅は広くなり、最適含水比も 1.5％程度高くなって、仮置き場の含水比状態に近づいている。CBR 特性は、資料−5 より含水比 22％程度でも CBR=10％程度が期待される。24％の含水比でも CBR=5％程度が期待される。
資料−6 は、添加量と CBR の関係を示した図である。高分子の働きにより、少ない添加量でも高強度が発揮される。しかし、添加量が多くなると乾燥側の締固め条件となり、強度は低くなる。
｢高分子＋中性固化材｣
この場合の粒度分布は、資料−3 に示すように生石灰よりは若干粗粒状な傾向を呈すが、75μフルイ通過率では 18％程度に改善され、締固め特性および CBR 特性についても生石灰と同様な傾向を示す。
資料−5 より CBR 値は 8％（改良しない状態での最適含水比において）が 25％まで増加する。含水比 20％で CBR は 5％程度が期待され、使い易い土質に改善されている。生石灰に比べ 1/2〜1/2.5 の強度値で改善性は劣る。しかし、環境問題（生石灰の場合アルカリ性が高い）が重視される場合は、適切な改良材である。
3. 試験結果に基づく考察
3.1 リサイクル土の流れと品質管理施工業者の役割
現地発生土受入れ条件（搬入時の土質試験）
・含水比試験
・粒度(フルイ分け)試験
・qc=500ｋN /㎡以上センターの役割
リサイクルセンター①受付と日々管理
受入れ
仮置き
注文時
・ヤードの分割（3 分割）
・試験結果の提出
・聞取り内容・受入れ基準の作成（75μ） ・ヤード別に締固め基準と強使用箇所（路体、埋戻等）
良質土（:15％以下）
度関係の把握（土質試験）
締固め度、CBR、地下水位
普通土（:30％以下）
条件
締固め試験
不良土（:30％以上）
含水比と CBR の相関・含水比管理不良土受入れの是非
・持込み土の土質確認②搬出管理
適合する土質の選択
Yes （現状土で適合する）
No
天日乾燥（再度）

粒状土改良

土質改良

適合する方法での土砂の搬出搬 出・含水比管理（品質の確保判定）
・雨天時は避ける
施工業者の役割
施 工（雨天後の使用の場合）・仮置きした場合の含水比管理・現場密度管理、強度(CBR)管理等
以上に示す方法で管理すれば、トラブルの少ない品質の高い製品が提供できる。
3.2 考察品質管理として、含水比管理を行っていなかったことが評価を悪くしていた。含水比管理を徹底すれば、目的に合った締固めは可能である。
本土質の特徴は、締固め範囲幅の狭い土質であり、非常に厳しい締固め管理状況下の材料といえる。しかし、締固め工事において、含水比管理を行ってその日に改良したものを締固めるようにすれば、十分使用できる材料でもある。なお、現状土より高い強度が要求される場合は、粒状土改良による土質改良が適切と考える。
行政としては、リサイクル土の活用指針を作成するなど積極的な利活用に向けた行動が必要である。

資料−１

資料−２

資料−３

資料−４

資料−５

資料−６