Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
### 6. 研究成果の主な発表状況

## （１）主な誌上発表

## <查読付論文>

1）風間基樹，森友宏，大沼清孝，大山浩一，相川良雄（2014）：震災がれきおよび津波堆積物由来の木屑混じり発生土の有効利用のための土質力学特性の評価，地盤工学会特別シンポジウム－東日本大震災を乗り越えて－発表論文集，pp.93-101.

2）野々山栄人，中野正樹，新木毅，浜島圭佑，岡崎稔，大塚義一，濱谷洋平，中島典昭（2014）：腐朽過程を考慮した木片混じり土の力学特性の把握に関する研究，地盤工学会特別シンポジウム－東日本大震災を乗り越えて－発表論文集，pp.102-108.

3）西村伸一（岡山大学）・後藤丹十郎・山本千絵・村上賢治・珠玖隆行（2014）：震災復興資材（分別土C種）の植栽土壤としての利用，地盤工学会特別シンポジウム-東日本大震災を乗り越えて-発表論文集，pp.109-113.

4）勝見 武，遠藤和人，乾 徹，大河原正文，肴倉宏史，保高徹生（2014）：東日本大震災における地盤環境課題への取り組み，地盤工学会誌，Vol.62，No.10，pp.20-23.

5) Kazama, M., Mori, T., Onuma, K., Oyama, K., and Aikawa, Y. (2014): Quality evaluation of the soil generated from disaster waste and tsunami deposition soil which include wood waste – Effective use as a construction earth material –, Proc. of International Symposium on Geohazards: Science, Engineering and Management, Kathmandu, Nepal, pp. 481–492.

6）森友宏，風間基樹，大沼清孝，大山浩一，相川良雄（2015）：震災がれきおよび津波堆積物由来の木屑混じり発生土の有効利用のための土質力学特性と社会的コストの評価，地盤工学ジャーナル，Vol.10，No.1，pp.67-79.

7）山口拓也，加藤雅彦，佐藤健（2015）：カラム試験による災害廃棄物の処理過程で発生した分別土砂からの透水に伴う元素溶出挙動の変化，第11回環境地盤工学シンポジウム発表論文集，pp.89-92.

8）山根華織，高井敦史，勝見武，乾徹，三方浩允，大河原正文，川島光博（2015）：東日本大震災で発生した岩手県における分別土砂の特性評価第11回環境地盤工学シンポジウム発表論文集，pp.93-98.

9）野々山栄人，中野正樹，新木毅，浜島圭佑，神野琢真，吉村剛（2015）：災害廃棄物分別土の木片腐朽過程を考慮した力学試験の試み，第11回環境地盤工学シンポジウム発表論文集，pp.121-126.

10）小竹 望，山中 稔，多田有汰，山内聡士（2015）：津波堆積物分別土に混入する木くずが一面せん断強さに及ぼす影響，第11回環境地盤工学シンポジウム発表論文集，pp.143-148.

11) Kazama, M. and Mori, T. (2015): Evaluation and usage of the soil generated from disaster waste – Case history of Great East Japan Disaster, Proc. of International Conference on Geotechnical Engineering, ICGE–Colombo–2015, Colombo, Sri Lanka, pp.161–164.

12) Katsumi, T. (2016): Contribution of environmental geotechnics for disaster recovery, Proceedings of the Second Japan-India Workshop in Geotechnical Engineering, Japanese Geotechnical Society Special Publication, Vol. 3 (accepted for publication).

## （２）主な口頭発表（学会等）

1）森田康平，Uddin，M.N.，高井敦史，乾徹，勝見武（2014）：災害廃棄物から分別した土砂の土質特性に及ぼす木片の影響，第49回地盤工学研究発表会

2）森友宏，風間基樹，大沼清孝，大山浩一，相川良雄（2014）：震災廃棄物混入土の有効利用のための強度品質評価，第49回地盤工学研究発表会

3）浜島圭佑，新木毅，中野正樹，野々山栄人，岡崎稔，濱谷洋平，大塚義一，中島典昭（2014）：災害廃棄物の木片混合率に着目した力学挙動の把握，第49回地盤工学研究発表会

4）新木 毅，浜島圭佑，中野正樹，野々山栄人（2014）：木材腐朽菌による腐朽促進させた災害廃棄物の力学特性の把握に向けた基礎的研究，第49回地盤工学研究発表会

5）今西肇，千葉祐太朗，神宮佑哉（2014）：人工土の粒度試験方法に関する一考察，第49回地盤工学研究発表会

6）多田有汰，小竹望，山中稔，山内聡士（2015）：津波堆積物分別土の一面せん断試験によるせん断強度
の評価，第50回地盤工学研究発表会

7）浜島圭佑，中野正樹，野々山栄人，新木毅，神野琢真（2015）：災害廃棄物の木片腐朽過程を考慮した力学特性の把握に関する試み，第50回地盤工学研究発表会

8）多田有汰，小竹望，山中稔，山内聡士（2015）：津波堆積物分別土の土質特性と締固め特性，平成27年度土木学会四国支部技術研究発表会

9）赤間拓朗，高井敦史，乾徹，勝見武（2016）：災害廃棄物由来分別土の木くず含有量評価における試料量と強熱時間の影響，平成28年度土木学会関西支部年次学術講演会

10）赤間拓朗，高井敦史，乾徹，勝見武（2016）：災害廃棄物由来の分別土に含まれる木くず量の評価，第51回地盤工学研究発表会

### 7. 研究者略历

研究代表者：勝見武

京都大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、京都大学大学院地球環境学堂教授

## 研究分担者

1）遠藤和人

京都大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、国立環境研究所主任研究員

2）肴倉 宏史

北海道大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、国立環境研究所主任研究員

## 3 ）保高 微生

横浜国立大学大学院環境情報学府修了、博士（環境学）、現在、産業技術総合研究所主任研究員

4）乾徹

京都大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、京都大学大学院地球環境学堂准教授

5）今西 肇

九州大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、東北工業大学都市マネジメント学科教授

6）大河原 正文

北海道大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、岩手大学工学部准教授

7）大嶺 聖

九州大学大学院工学研究科单位修得退学、博士（工学）、現在、長崎大学大学院工学研究科教授

8）風間基樹

東北大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、東北大学大学院工学研究科教授

9）加藤雅彦

名古屋大学大学院生命農学研究科修了、博士（農学）、現在、明治大学農学部講師

10）小竹望

京都大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、香川高等専門学校建設環境工学科教授

11）小峯秀雄

12）佐藤研一

九州大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、福岡大学工学部教授

13）高井敦史

京都大学大学院工学研究科修了、博士（地球環境学）、現在、京都大学大学院地球環境学堂助教

## 14 ）中野 正樹

名古屋大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、名古屋大学大学院工学研究科教授

15）西村伸一

京都大学大学院農学研究科修了、博士（農学）、現在、岡山大学大学院環境生命科学研究科教授

16）山中稔

長崎大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、香川大学工学部准教授

17）佐々木 秀幸

岩手大学大学院工学研究科修了、博士（工学）、現在、岩手県環境生活部課長
## 災害廃棄物分別土砂・篩下残渣の物性評価と、戦略的有効利用に向けた基準化

## [要旨]

本研究は災害廃棄物の処理過程で発生する分別土砂を対象とし、材料特性の解明とマニュアル整備を通して再資源化することを目指したものである。初めに、各種試験を行い被災地で発生した分別土砂の地盤材料特性、環境安全性、細かい木片の腐朽の影響を評価するとともに、分別土砂への現行試験法の妥当性を検証した。次に、災害廃棄物処理に関する実績データを解析し、処理システムと分別土砂の品質の関係を統計的に評価した。これら得られた成果に基づき、最終的に技術マニュアルとして体系化を行った。

室内試験と実績データ分析に基づき分別土砂の特性を一般化し、海水の影響によりECや塩化物含有量は一般的な地盤材料より若干高い値を示すものの、処理内容の違いによらず分別土砂は砂分が主体で強度は高く、地盤材料として十分な特性を有していることを明らかにした。さらに室内試験と現場試験により、分別土砂に残存する木片の微生物活動による分解性は高くないことを明らかにし、分解に伴う有機酸や硫化水素ガス等の発生は限定的で環境安全性の観点からも問題がないこと、盛土等の地盤構造物の間隙構造は大きく変化せず構造安定性は長期に渡り高いこと、を示した。試料量30 g、350℃、12時間の強熱条件で分別土砂中に残存する木片量を精度良く評価しうる可能性を示し、分別土砂の生産品質管理への貢献も期待できる。このような科学的知見の提示に加え、「災害からの復興における社会基盤整備への復興資材等の利用のあり方に関する提言」「災害廃棄物から再生された復興資材の有効活用ガイドライン」の2つのマニュアルを(公社)地盤工学会を中心に関連省庁、自治体と連携して策定し、省庁や県の行政担当者・実務者との綿密な意見交換・情報共有を継続的に行った結果、岩手県での分別土砂の100%再利用など、被災地における分別土砂の再資源化、最終処分量の大幅な低減に貢献した。本研究で得られた科学的知見ならびに2つのマニュアルは、東日本大震災への貢献だけでなく、将来的に発生しうる自然災害時の円滑な災害廃棄物処理の実現にも貢献するものであり、汎用性は高い。

### 1. はじめに

## （1） 研究背景

2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震とその後の津波は、東北地方から関東地方にかけて未曾有の被害をもたらした。特に津波により壊滅的な被害を受けた太平洋沿岸部では、膨大な量の災害廃棄物や津波堆積物が発生し、写真1のように集積され、被災地の衛生環境の面からもこれら災害廃棄物等の処理は復旧・復興に向けて早急に取り組むべき最重要課題の一つであった。環境省が発表した発生量は、災害廃棄物が岩手県で423万トン、宮城県で1111万トン、福島県で173万トン、津波堆積物が岩手県で161万トン、宮城県で758万トン、福島県で175万トンであり $ ^{1} $ 、これらは「東日本大震災に係る災害廃棄物の処理指針（マスタープラン）」 $ ^{2} $ や「津波堆積物処理指針（案）」 $ ^{3} $ の方針に従って適切に処理され、当初目標通り福島県を除いては2014年3月末までに災害廃棄物等の処理を終えたが、福島県の一部の地域では現在も処理が継続されている状況にある $ ^{1} $ 。災害廃棄物と津波堆積物は混然一体となって集積されたが、最終処分量を低減させるべくできる限りの分別を行った上で再資源化することが求められ、「岩手県災害廃棄物処理詳細計画第二次改訂版」 $ ^{4} $ や「宮城県災害廃棄物処理実行計画（最終版）」 $ ^{5} $ のような各自治体が策定した独自の方針も踏まえて処理システムが構築された。

災害廃棄物等は震災で発生した様々なものが混合状態となっていたが、重量ベースで約3分の1を土砂が占めていたことから、地盤材料としての再資源化が期待された。混合状態の災害廃棄物中に存在する土
砂分には可燃物や不燃物といった夾雑物が混在しており、これらを取り除くことで土砂として再資源化されるが、処置が施されなければ廃棄物の処理及び清掃に関する法律に基づき全て廃棄物として処分される。そのため高精度の分離能力が求められ、被災各地区では各自治体や受託業者の創意工夫で様々な高度な技術を有する選別処理システムが導入されたものの、完全な分離は技術的、時間的にも非現実的であるため、分別土砂には除去しきれない細かい木片を主とする夾雑物の混入が避けられず、木片混じりの土砂の活用方法が重要であった。写真2の再生されたコンクリートがらと比較すると、写真3から明らかなように、分別土砂には細かい木片が残存していた。このような分別土砂に含まれる細かい木片は、一般環境で遭遇するいわゆる有機質土や腐植土等に含まれる有機物とは異なる性質を有しており、(1)多品種の可燃物や不燃物および土砂などが混合状態となったものが大量に存在すること、(2)海水を被ったり海底のヘドロが混入したものも多く存在すること、(3)解体家屋や防潮林に由来する有機物の多くは腐植が進行していないこと、(4)有機物の腐植分解に伴うガスの発生や盛土地盤の沈下が懸念されること、(5)仮置きの状態によっては悪臭や火災の発生が問題となっており、さらに、(6)PCB・石綿や油、その他有害物質の混入なども懸念されることなど、これまでの経験知が適用できなかったため、利用用途の決定には至らず分別処理後も仮置きされているものが当初は多く存在していた。木片を含む分別土砂は、東日本大震災だけでなく通常の建設工事で遭遇する廃棄物混じり土砂、さらには2014年8月の広島県での土砂災害や2015年8月の鬼怒川の氾濫等の大規模な水害でも相当量の災害廃棄物として発生しており、今後の巨大自然災害時にも発生が不可避であることから、分別土砂の特性を解明するとともに、処理システムと処理品質の関係を明らかにし体系化しておくことは、将来的にも有用な知見となり得る。

写真 1 災害廃棄物の仮置き状況
写真2 再生コンクリートがら

写真 3 木片を含む分別土砂

## （2） 研究体制

本研究の分担者は、研究代表者の勝見が委員長を務めた(公社)地盤工学会の地盤環境研究委員会（2011～2014年度）の参画メンバーであり、委員会活動を通して被災地の状況や社会的ニーズに精通しているだけでなく、現地調査や災害廃棄物・津波堆積物に関する室内分析を数多く行い、研究を遂行するのに必要な高いスキルを有している。本研究では分別土砂の特性を学術的に明らかにするとともに、利用策の提案やマニュアル整備等の環境政策にも貢献するものであることから、地盤工学分野だけでなく、地盤環境工学、廃棄物工学、地盤施工学、防災地盤工学の各分野から本研究の遂行に必要な第一人者で構成されており、さらに実務で災害廃棄物処理を担当した岩手県の行政担当者も参画していることから、個々の知識・経験に基づいた議論・展開・連携が可能な体制となっている。表1に本研究の実施メンバーと専門分野を示す。
表 1 本研究の実施体制

氏名	専門分野	現所属
勝見 武	地盤環境工学	京都大学大学院地球環境学堂・教授
遠藤 和人	廃棄物工学	国立環境研究所・主任研究員
肴倉 宏史	廃棄物工学	国立環境研究所・主任研究員
保高 徹生	地盤環境工学	産業技術総合研究所・主任研究員
乾 徹	地盤環境工学	京都大学大学院地球環境学堂・准教授
今西 肇	地盤施工学	東北工業大学工学部・教授
大河原 正文	防災地盤工学	岩手大学工学部・准教授
大嶺 聖	地盤力学	長崎大学工学部・教授
風間 基樹	防災地盤工学	東北大学大学院工学研究科・教授
加藤 雅彦	地盤環境工学	明治大学農学部・講師
小竹 望	地盤施工学	香川高等専門学校建設環境工学科・教授
小峯 秀雄	地盤環境工学	早稲田大学理工学術院・教授
佐藤 研一	地盤施工学	福岡大学工学部・教授
高井 敦史	地盤環境工学	京都大学大学院地球環境学堂・助教
中野 正樹	地盤力学	名古屋大学工学研究科・教授
西村 伸一	地盤力学	岡山大学大学院環境生命科学研究科・教授
山中 稔	防災地盤工学	香川大学工学部・准教授
佐々木 秀幸	廃棄物工学	岩手県環境生活部・課長
### 2. 研究目的

図１は災害廃棄物の再資源化のイメージ図であるが、このように被災各地から仮置き場に搬入された災害廃棄物は、手選別や重機による粗選別を経て大まかに種類ごとに分けられた後、破砕やふるい等を組み合わせた高度選別処理がなされ、地盤材料として再生された。しかし、今回のような膨大な災害廃棄物等の発生とその対応はこれまでに経験がなく、平時の廃棄物処理や地盤改良等に関する既存の知見や技術を組み合わせて処理システムを構築せざるを得なかった。そのためシステム設計の考え方は自治体や受託業者によって様々であり、さらに選別後の廃棄物の受入業者の要求品質も異なっていたため、そのような要求される品質を達成するために導入された機材や設備系統も、地区によって大きく異なっていた。写真４は岩手県と宮城県で実際に導入された処理設備の例であるが、このように仮設の屋根を設置しクローズド環境で処理を行った地区もあれば、分別土砂の品質向上のため添加材を用いた地区もあり、一概に災害廃棄物処理システムと言っても仕様は大きく異なる。そのため排出された分別土砂も地区によって異なる特性を有していたことから、分別土砂の特性を包括的に解明し、地盤材料あるいは植栽基盤としての利用可能性を評価するとともに、分別土砂の材料品質と処理システムの関係を明らかにする必要がある。このような得られた知見を体系的に取りまとめマニュアル等として継承することは、将来的な自然災害時において円滑な災害廃棄物処理を実現させるために重要な基礎資料となり得る。

そこで本研究では、初めに実際に現地で行われている災害廃棄物処理で得られる土砂分の地盤工学的特性、環境安全性を明らかにするため、室内試験、現場試験の各種試験を行った。次に、2013年度末で災害廃棄物処理を終えた岩手県と宮城県を中心に処理実績に関するデータを解析し、現場ごとに導入された処理システムと分別土砂の品質の関係を統計的に評価した。得られた成果から汎用性のある知見を体系的に取りまとめ、東日本大震災のみならず将来的な災害発生時においても迅速かつ適切な災害廃棄物処理を可能にする具体的な技術マニュアルを整備し、環境政策に貢献することを最終的な目的とした。

図１ 災害廃棄物の再資源化プロー

写真 4 各地区で導入された処理システムの例
## 3 ．研究方法

本研究の実施内容は、図２に示すように３つのテーマで構成される。テーマ１では分別土砂の特性評価を行い、テーマ２では実績データに基づいて分別土砂の品質を明らかにするとともに、品質決定要因を検討した。さらに得られた成果に基づき、テーマ３では処理技術の俯瞰的評価とマニュアル化を行った。

図２ 本研究での実施内容

## （１）分別土砂の特性評価と復興資材としての要求品質の明確化（テーマ１）

分別土砂の特性に関する知見が不十分であったことから、本研究では、①分別土砂の材料特性を評価すること、②特性評価を行うため、分別土砂の特殊性を考慮した試験方法を提案すること、を目的として図3に示す構成で以下の検討を行った。

図3 テーマ1の構成と流れ

## 1 ）室内試験による評価

本研究では、初めに分別土砂の材料特性を評価するため、岩手県や宮城県で排出された分別土砂を対象とした各種実験を実施した。「岩手県復興資材活用マニュアル $ ^{6} $ （以下、岩手県マニュアル）」では、図4に
示すように風力選別や破砕処理、振動ふるい等の高度選別処理を経て排出される分別土砂は、インプットとなる災害廃棄物の種類や処理物の性状に応じて、分別土A種、B種、土砂混合くず、ふるい下くずと呼ばれている。分別土A種、B種は木くず等の混入が少ないことから、地盤材料として再生利用が当初から期待されていたが、混合廃棄物を起源とする土砂混合くずやふるい下くずには、解体家屋等に由来する細かい木くずの混入が多く、腐朽等の長期举動も含めた特性が未解明であるため、主にセメント原料として利用された。前処理としての振動ふるいのみを通過した後の土砂混合くずは、高度選別処理の破砕処理等で発生する細かい木くずの混入が少ないため、岩手県マニュアルにおいても土砂混合くずは性状判定次第で分別土B種と同様に地盤材料として活用することが明記されている。

本試験の対象試料は、岩手県、宮城県の沿岸部で実際に処理を経て排出された分別土砂である。実施した分析項目および方法、準拠した基準を表2に、実施機関を表3に示す。分析に際しては、原則「地盤材料試験の方法と解説 $ ^{7} $ 」の記載内容に準拠して実施した。その他の特記事項は以下のとおりである。

●組成分析（対象地区：久慈、宮古、山田、大槌、釜石）

2 mm ふるい上で水洗いして付着した細粒分を洗い流した後、炉乾燥させた試料を対象に可燃性廃棄物・不燃性廃棄物・土粒子の各画分に手作業により選別する。選別項目としては廃棄物処理法と同法施行令で指定されている廃棄物のうち、手作業で分別可能なものである。可燃性廃棄物にはプラスチック・紙・木・繊維等が、不燃性廃棄物には金属・ガラス・コンクリート・陶磁器等がそれぞれ該当する。

●強熱減量（対象地区：久慈、宮古、山田、大槌、釜石）

試料中には粗大な木片等が混入しているが、2 mm のふるい通過分を試験に供する JIS 規格ではその多くが除去されてしまうため、①JIS 規格に準拠する方法、②木片等の粗大物を可能な限り細かく粉砕・破砕して全量を強熱する全量分析法の 2 通りを実施した。

●粒子密度（对象地区：宫古、山田、大槌）

強熱減量と同様、①JIS規格に準拠する方法、②木片等粗大物を粉砕・破砕して全量の粒子密度を測定する方法の2通りを実施した。

●液性限界·塑性限界（对象地区：久慈、宫古、山田、大槌、釜石）

JIS 規格に準拠した。ただし $ 425 \mu m $ ふるいを通過する程度まで試料を細粒化するのは困難であるため、試料の破砕は行わずに裏ごしし、試験を行った。

●pH · EC（对象地区：久慈、宫古、山田、大槌、釜石）

非乾燥法により試料を調整した後、①有姿、②10 mm ふるい通過分、③10 mm ふるい残留分のそれぞれを試験に供した。固液比 5 で 1 時間振とうして検液を作製し測定した。

● 塩化物含有量・水溶性有機炭素（TOC）（対象地区：久慈、宮古、山田、大槌、釜石）

固液比10で6時間振とうした後、20分間遠心分離、0.45μmメンブレンフィルターで濾過を行い検液を作製した。塩化物含有量はイオンクロマトグラフを、水溶性有機炭素（TOC）は燃焼酸化ー赤外線式TOC分析法を用いて測定を行った。なおpH、EC、塩化物含有量、水溶性有機炭素については各値の粒径依存性を評価するため、有姿の試料に加えて10mm以上、10mm未満の各画分についても分析を行った。

●硫化水素ポテンシャル（対象地区：宮古、山田、大槌）

各試料を $ 4.75 \, mm $ ふるいを用いて調整後、液固比 2 となるよう乾燥試料 $ 20 \, g $ に対し蒸留水 $ 40 \, g $ を加えバイアル瓶に投入した。ヘッドスペース部分を窒素置換し嫌気状態にした後、 $ 40 \, ^{\circ}C $ の恒温条件下で培養を開始した。7、14、25 日経過後にヘッドスペース部分のガスについて、ガスクロマトグラフによって硫化水素ガス濃度を測定した。
## ●締固め特性・コーン指数（対象地区：宮古、山田、大槌）

A-a 法による締固めを行い、各含水比においてコーン指数を測定した。木くず等の破砕が考えられるが、試料量の関係から繰り返し法で実施した。なお、ふるいによる試料調整や粗大物の除去は行わず、有姿のまま試験に供した。

## ●吸水膨張・CBR（対象地区：宮古、山田、大槌）

上記の締固め特性、コーン指数の測定と同様、ふるいによる試料調整や粗大物の除去は行わず、有姿のまま試験に供した。なお、吸水膨張試験は変位の有無に関わらず96時間で打ち切った。

## ● 强度变形特性（对象地区：山田、石卷）

岩手県の分別土 A 種を用い、有姿試料の強度変形特性を評価するため、直径 200 mm、高さ 100 mm の供試体でせん断可能な一面せん断試験装置を作製し、50、100、150 kN/m² の垂直応力で沈下がほぼ収束するまで圧縮した後、0.66 mm/min のせん断速度で水平変位が 23 mm に達するまで載荷した。

岩手県山田地区で採取したふるい下くずを対象とし、木材腐朽菌（カワラタケ）により混入する木片の腐朽とそれに伴う強度の変化を一軸圧縮試験により評価した。木材腐朽菌添加後の養生期間は2、5、10、11、13ヶ月とした。

宮城県石巻ブロックで排出されたふるい下土砂と、それに更に二段階の工程を加え有機物等を除去した土砂、津波堆積土砂の2 mm以下の水洗い試料、津波堆積土砂を用いて一般的な圧密試験により評価した。

## ●植栽基盤としての利用可能性（対象地区：山田）

ふるい下くず有姿、不燃物除去後のふるい下くず、まさ土、培養土の4種類を対象に異なる栽培環境下で複数の植物の栽培し、発芽個体数、地上部生体重、葉数、最大葉の葉長等から植物の生育を評価した。

## ●溶解物質の移動性（対象地区：山田、気仙沼）

1 週間風乾後の分別土砂を粉砕し、円筒型カラムに約 $ 1.50 \, g/cm^{3} $ の密度で充填し、定流量ポンプを用いて蒸留水を上向流または下向流で通水した。回収した検液に対し、pH・ECをpH・EC計で、Cu、Zn、Cd、Pb、AsをICP-MSにて、陽イオン（Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺）陰イオン（F⁻、Cl⁻、NO₃⁻、SO₄²⁻）をイオンクロマトグラフを用いて測定した。さらに想定される水収支から塩分濃度の低下に必要な時間をシミュレーションした。

図４ 岩手県での災害廃棄物処理フローと処理物
表2 試験項目と準拠した基準

分析項目	要求品質*1	分析方法·基準
組成分析	手選別による組成分析	なし
強熱減量	土の強熱減量試験方法	JISA 1226:2009
粒度分布	Dmax≤300 mm	土の粒度試験方法	JISA 1204:2009
粒子密度	土粒子の密度試験方法	JISA 1202:2009
液·塑性限界	土の液性限界·塑性限界試験方法	JISA 1205:2009
pH	6～9	土懸濁液のpH試験方法	JGS 0211-2009
電気伝導率(EC)	200 mS/m以下	土懸濁液の電気伝導率試験方法	JGS 0212-2009
塩化物含有量*2	1 mg/g以下	土の水溶性成分試験方法	JGS 0241-2009
水溶性有機炭素量(TOC)*3	同上	同上
硫化水素発生ポテンシャル	バイアル瓶を用いた培養試験	—
溶解物質の移動性	鉛直カラム通水試験	—
締固め特性	突固めによる土の締固め試験方法	JISA 1210:2009
コーン指数	200 kN/m²以上	締固めた土のコーン指数試験方法	JISA 1228:2009
吸水膨張·CBR	CBR試験方法	JISA 1211:2009
強度変形特性	土の段階載荷による圧密試験方法	JISA 1217:2009
土の圧密定圧一面せん断試験方法	JGS 0561-2009
土の一軸圧縮試験方法	JISA 1216:2009
植栽基盤としての利用可能性	プランターを用いた植害試験	—

$ ^{*1} $ 岩手県復興資材活用マニュアルより

$ ^{*2} $ イオンクロマトグラフにより測定

*³ 燃焼酸化－赤外線式 TOC 分析法により測定太字は岩手県での管理項目
表 3 各項目の実施機関

分析項目	試験実施機関
組成分析
強熱減量	京都大学、岡山大学、福岡大学
粒度分布
粒子密度
液性限界·塑性限界	名古屋大学、香川高専、香川大学、東北工業大学
pH
電気伝導率(EC)
塩化物含有量
水溶性有機炭素量(TOC)	京都大学、長崎大学、福岡大学
硫化水素発生ポテンシャル	国立環境研究所
溶解物質の移動性	岐阜大学(明治大学)、茨城大学(早稲田大学)
締固め特性
コーン指数
吸水膨張·CBR	岐阜大学(明治大学)、東北大学
強度変形特性	東北大学、名古屋大学、長崎大学、香川高専、香川大学
植栽基盤としての利用可能性	岡山大学、岐阜大学(明治大学)、長崎大学

研究開始時の機関。カッコ内は体制変更後の機関。

## 2 ）現場試験による評価

## a 試験盛土による動態観測

本研究では、分別土砂を用いた実規模盛土の動態を評価するため、岩手県山田町と宮城県気仙沼市で実施された試験盛土の結果の解釈に貢献した。山田町における盛土試験の目的は、分別土A種、B種を用いた2種類の盛土の長期挙動を把握することであり、気仙沼市では改質材の添加による盛土安定性の改善効果を明らかにするために実施した。それぞれの概要を以下に示す。

岩手県山田町での試験盛土に用いた分別土砂は、図4の分別土A種とB種であり、組成分析の結果から、木・竹・わら類といった木くずに相当する組成が分別土A種よりもB種の方が多いことが確認されている。木くず等の混入による汚濁成分の溶出特性を評価したところ、分別土B種の全窒素（T-N）と全有機炭素量（TOC）、化学的酸素消費量（COD）が、A種の約2倍となっており、木くず等含有量が多いために水への汚濁成分の溶出も多い試料である。溶出試験の結果から、重金属類は砒素、フッ素、ホウ素以外の全ての項目はN.D.（検出下限値未満）であり、含有量についても鉛、フッ素、ホウ素以外はN.D.という結果であった。検出された項目についても土壌汚染対策法第6条の基準を下回る結果となった。分別土A種とB種の均等係数 $ U_{c} $ はそれぞれ57.50、69.25であった。分別土B種の方がA種よりも細粒分がやや多いが、これは
破砕等の処理工程に起因すると考えられる。最大乾燥密度 $ \rho_{dmax} $ はそれぞれ 1.772 g/cm³、1.445 g/cm³、最適含水比 $ w_{opt} $ は 15.3%、22.6% であった。最大乾燥密度における透水係数（変水位法によって算出）は極めて小さく、それぞれ 2.49 × 10⁻⁹ m/s、4.52 × 10⁻⁹ m/s であった。このような低透水性を示したのは、最適含水比が自然含水比よりも大きく、動的な締固め過程で供試体の一部が泥濘化したことが要因と考えられる。

構築した試験盛土の平面図と断面図を図5に、施工完了後の状況を写真5に示す。試験盛土の構築にあたっては、転圧後の厚さが1層当たり25cmになるように調整して撒き出し、層厚管理によって施工した。モニタリングでは、盛土構造の将来的な変位、発熱、汚濁成分の放出、腐敗性ガスの放出の有無を評価することを目的として沈下量等の変位、盛土内の温度、浸透水量、浸透水の水質、盛土内のガス組成を測定するためのセンサーや器具類を図6、図7のように設置した。

(a) 実証盛土位置図

(b) 実証盛土の寸法図(上:平面, 下:断面)

図 5 岩手県山田町における試験盛土の見取図
写真 5 施工完了後の様子

図6 センサーや装置類の設置位置図
図7 沈下板と測量杭の位置と番号

宮城県気仙沼市での試験盛土は、10 mm ふるい通過分の分別土砂単体に加え、40 mm ふるい通過分のコンクリート再生碎石（以下、再生碎石）、石炭灰、製鋼スラグ、製紙スラッジを原位置で混合した資材を用いて試験盛土を構築した。ここで、各材料の名称は次のとおりである。

・分別土砂の単体材料・・・TD

・分別土砂と再生碎石の混合土砂・・・TR

・分別土砂と石炭灰（クリンカーアッシュ）の混合土砂・・・TC

・分別土砂と製鋼スラグの混合土砂・・・TS

・分別土砂と製紙スラッジ焼却灰を主原料とした石灰系固化材の混合土砂・・・TP

分別土砂と再生碎石および循環資材の混合は、写真6に示すように、均質な混合攪拌を目途として定量供給装置と一軸式油圧連続式ミキサーを用いた可搬式混合処理設備により行った。TRの混合比率は容積比で1：0.2（＝分別土砂：再生碎石）、分別土砂と循環資材の混合では分別土砂の敷均し時の密度を想定したジッキングによるかさ密度から換算した100kg/m³の循環資材を分別土砂に添加した。盛土に使用した材料の基本的性質は表に示すとおりである。分別土砂および混合土砂の細粒分含有率（ $ F_{c} $ ）は50%以下であり、工学的分類では細粒分質礫質砂（SFG）と細粒分質砂質礫（GFS）に区分される。各材料の最大乾燥密度ρ_{dmax}は、TD：1.414 g/cm³、TR：1.500 g/cm³、TC：1.400 g/cm³、TS：1.395 g/cm³、TP：1.212 g/cm³が得られた。透水係数は3.3×10^{-6}~2.2×10^{-9} m/sの範囲にあり、半透水～不透水性材料の透水性を持つことから、堤防などの水利構造物において遮水性が求められる築堤材料として活用が見込まれる。また、各材料の透水係数の最小値が得られる締固め条件は、最適含水比より若干高い含水比での締固め状態で得られており、このような特性は一般的な土質材料の特性と一致している。

試験盛土の横断形状は、図8に示すように高さ1.5m、勾配1：1.0、盛土天端は4.0m×4.0mである。盛土底部には盛土を浸透した雨水を採水することを目的として、盛土と基盤の境界部には遮水シートを敷き、盛土中央部に碎石と有孔管を配置した幅0.5m×深さ0.5mの底設暗渠を設置した。また、盛土の転圧仕様は、道路土工、河川土工などで用いられる標準的な重機構成とし、7t級ブルドーザーによる敷均し、10t級タイヤローラーによる転圧、仕上がり厚30cm、転圧回数4～8回により行った。
写真6 分别土砂と循環資材の原位置混合状況

図 8 試験盛土断面図

## b 災害廃棄物仮置き場での環境影響評価

災害廃棄物仮置き場の跡地返還に関連し、溶解性物質の移動性を現場サンプリングにより評価した。対象としたのは岩手県山田町であり、この地区の一次仮置き場は海拔3 mの海岸沿いに設けられた。範囲は東西約450 m、南北約1260 m、面積約56.7万 $ m^{2} $ である。災害廃棄物は、木材及び粉砕チップ、廃家電、土砂、混合ごみに大別され仮置き場に集積されていたが、土砂には空き缶、プラスチック容器などが混入するなど、焼却処理や再利用にあたり、破砕・分別が必要であった。当該地区の地盤特性を調べるため、仮置き場全域を網羅するように東側（E測線）と西側（W測線）に分け、東西それぞれ7箇所より計14個採取した（図9）。試料採取にはスコップを使用したほか、不攪乱試料の採取には内径4.5 cmの塩ビ管を取り付けた電動ドリル、ハンドオーガーに内径10 cmの塩ビ管を取り付けた手製の採取器を使用した。第二種特定有害物質の測定に用いた試料は、仮置き場の中でも特に土壌汚染の想定される廃棄物が集積された箇所から8試料採取した。試料の採取には5地点均等混合法を採用した。
図 9 土質試験試料採取地点

## （２）分別土砂の品質決定要因の解明と合理的な処理スキームの確立（テーマ２）

東日本大震災で発生したような膨大な量の災害廃棄物等の処理はこれまでに経験が無かったことから、処理システムの設計から処理物の管理に至るまで、十分な制度設計が事前になされていなかった。今回の経験は将来的に想定される巨大災害への対応にとっても重要な知見であり、①実績データをどのように見える化するか、②このような取り組み・成果から、既に実施した災害廃棄物処理がどのようなものであったのか、③今後の災害廃棄物処理においていかにデータをとって進捗管理をしていくか、について検討する必要がある。

## 1 ）災害廃棄物処理のシステムと分別土砂の品質の関連性の評価

分別土砂の品質と処理内容の関係、ならびに分別土砂の品質の経時変化を明らかにするため、処理物約3,000m^{3}ごとに岩手県が発行した品質判定証のデータ、計404件を分析した。分別土砂の排出に際し岩手県が直接的に管理した項目は、表2の太字で示した項目に加え放射線量と放射能濃度であるが、本研究では地盤材料特性に着目し、粒子密度、粒度分布、液・塑性限界、コーン指数、塩化物含有量、電気伝導率(EC)、pH、強熱減量の8項目について精査した。岩手県の災害廃棄物処理二次仮置場が設置された久慈、宮古、山田、大槌、釜石、大船渡、陸前高田の計7地区を対象とした。この他に独自に処理を行った地域があったが、岩手県全域で発生した618万トンの災害廃棄物と津波堆積物のうち、615万トンが上記の7地区で処理されている。このうち分別土砂の発生量は約184万トンであり、約3,000m^{3}ごとの404検体、約120万m^{3}を対象とした。これは岩手県で発生した大部分の分別土砂を評価したことになる。

実施事業体の経験や創意工夫に基づき、各地区では様々な処理設備や機材が異なる系統で導入されたため、排出される処理物の性状も多種多様であったが、大きくは乾式での振動型スクリーンや比重差選別、手選別による分別工程と、重機による破砕工程から成る。久慈、宮古、山田、大槌の4地区では、資機材の仕様や系統は異なるものの、これら2つの工程により災害廃棄物等が処理されたが、釜石、大船渡、陸前高田の3地区では表4に示すような特徴的な処理がなされた。釜石地区では、分別効率の向上と品質改善を目的に、鉄鋼スラグを分別土砂に混合しており、大船渡地区では震災で発生したコンクリート塊を破砕することで得たコンクリートがらを添加して強度改善を行った。同じく大船渡地区では、塩分濃度の高い一部の試料を別途設置した除塩施設で湿式処理しており、湿式サイクロンを用いて砂分と細粒分に分級した上で、重量比で10%の生石灰を添加して含水比調整を行った。陸前高田地区では、そもそも処理物の慮地利用を目的に処理システムが設計されており、他地区のように地盤材料としての再資源化を目的に行ったわ
けではなく、所要の性状を満足するよう砂分と細粒分を任意の割合で混合し、粒度調整を行った。このように、釜石、大船渡、陸前高田の3地区では、改質材の添加や異なる処理目標などの特殊性を有しており、これらがどのように分別土砂の材料品質に影響したか評価する必要がある。久慈、宮古、山田、大槌の4地区で導入された機材の仕様や系統の違いは処理物の特性に大きく影響しないと仮定し、以下の検討を行った。

本研究の対象データの地区毎、種類毎の内訳を表5に示す。基本的な分類は、岩手県マニュアルに準ずるが、大船渡地区の分級後に生石灰を添加した材料や、陸前高田地区の農地利用用の粒度調整試料、農地堆積物等をまとめて「その他」と称することとする。これらの各データ数は他の処理物と比較し相対的に少なく、傾向を評価する上で有意でないため便宜上一括して評価した。

表 4 特徴的な処理を行った地区での処理内容

地区名	内容
釜石	・鉄鋼スラグを重量比で約40%添加して，分別土A種とB種を改質.
大船渡	・コンクリートがらを任意の割合で添加して，分別土B種を改質.
・塩分濃度の高い一部の試料を湿式で除塩.除塩後，湿式サイクロンで砂分と細粒分を比重差選別により分けて排出.
・分級後の試料には，含水比調整の目的で重量比で10%の生石灰を添加.
陸前高田	・農地の基盤部への利用を目的に処理.
・農地上に堆積した津波堆積土は，他の災害廃棄物と分けて単独で運搬・処理.
・一部の試料は，湿式分級後，砂分と細粒分を混合して粒度調整.

表 5 処理物の種類と評価したデータ件数

地区名	分別土A種	分別土B種	土砂混合くず	ふるい下くず	その他	計
久慈地区	20	5	25
宮古地区	69	13	2	1	85
山田地区	15	8	3	1	27
大槌地区	52	16	1	69
釜石地区	16	34	50
大船渡地区	2	35	8	15	60
陸前高田地区	77	11	88
計	251	111	5	11	26	404

## 2 ）災害廃棄物処理の進捗と処理物の生成量、品質に関する評価

処理の方法や順序など処理システムの構築方法により処理速度や処理物の品質が左右され、処理事業全
体のコストにも影響しうる。特に、復興資材として利用される分別土砂等の分別物の製造・品質に関わる評価は重要であることから、岩手県山田地区の災害廃棄物処理業務にて取得・蓄積された実績データを整理し、質量・体積観点による災害廃棄物処理の進捗状況、処理された廃棄物の時間推移、高度選別処理前後における廃棄物のマテリアルバランス、処理物の密度の時間的変動を評価した。当該地区では、災害廃棄物は大まかな品目ごとに分散して集積されており、処理業務の進捗に合わせてそれらを処理やードに順次運搬し、土砂・木材・コンクリートがら・金属類等の十数種類に選別・破砕された。

指定された処理・処分先は廃棄物の種類ごとに異なり、最大70台/日の大量のダンプトラックが走行したため、廃棄物ごとの重量管理や車両運行管理が必要であった。この過程では1日に150人から190人という多くの人員と手間を要したことから、各処理工程や全体の進捗状況等をいかに効率的に管理するかが課題であり、この管理業務の効率化を図るために「廃棄物統合管理システム」が開発され、各種のデータ管理を行った。このシステムでは、処理期間を通して、12種類、425台の車両による運搬を自動計測し、図10に示した項目のデータを自動取得できるため、トラック1台につき約24万の情報が含まれ、それらが日時と紐付けされている。自動取得したデータをクラウド・コンピューティング環境に蓄積し、遠隔システムでモニタリング可能であり、ICT技術を用いた施工管理の高効率化を実現したと言える。本研究ではこのシステムにより得られたビッグデータを、高機能グラフ化ソフトウェアを用いて解析、可視化し、処理進捗、処理精度とそれらの推移を明らかにした。

図10 廃棄物統合管理システムで取得したデータの種類

## （３）巨大災害時の災害廃棄物対応に関する方針の整備（テーマ３）

本プロジェクトを開始した2013年度当初は発災から2年が経過しており、東日本大震災の災害廃棄物の処理事業はほぼ転道にのっていたが、分別土砂の復興事業への利用は必ずしも十分に進んでいるとは言えない状況であった。被災地では復興に関わる多くの社会基盤整備事業が進められつつあり、相当量の土砂が資材として必要とされていたため、災害廃棄物や津波堆積物の混合物から再生された分別土砂を利用することが期待されたが、関係者間のさらなる理解が求められていた。

本プロジェクトでは「災害廃棄物の処理と再資源化に関するマニュアル」を策定する計画としていた。一方、上記の課題解決にあたるべく公益社団法人地盤工学会に「災害からの復興における災害廃棄物、建設副産物及び産業副産物の有効利用のあり方に関する提言検討委員会」（略称：復興資材提言委員会、委員長：勝見）が2013年9月設置され、災害廃棄物再生資材を使うための提言や技術指針・ガイドラインを策定す
ることとなった。そこで、本プロジェクトの主要メンバーが復興資材提言委員会の委員長（勝見）、委員（風間、大河原、今西、佐藤、大嶺、保高）、ならびに事務局（肴倉、遠藤）として参画し、他の委員ならびにオブザーバーらとともにガイドライン策定にあたることで、当初の研究計画を達成することとした。地盤工学会の復興資材提言委員会は、研究代表者（勝見）がやはり委員長を務めていた地盤工学会の地盤環境研究委員会（2011～2014年度）の活動実績に基づいて国立環境研究所の委託により設置されたものであり、本推進費プロジェクトはその技術的内容についての実質的な貢献をした。本課題の推進にあたっては行政・現場との結びつきが重要なことから、この委員会に環境省、復興庁、国土交通省、農林水産省、ならびに岩手・宮城・福島の廃棄物および土木建設担当者（岩手県県土整備部、岩手県環境生活部、宮城県土木部、宮城県環境生活部、福島県土木部、福島県生活環境部）にオブザーバーとして参画頂いて活動を進めることができた。これらの関係性を図11に示す。その他、リサイクルポート推進協議会ならびに泥土リサイクル協会の協力を得ている。準備会合を含めて合計7回開催された委員会は毎回30名前後の委員ならびにオブザーバーの出席を得て、様々な立場からの意見交換が活発に行われた。また、メールによる意見聴取においても極めて多くの意見があった。そのような議論と情報共有を踏まえて、活動の成果として「災害からの復興における社会基盤整備への復興資材等の利用のあり方に関する提言・解説 (2014年3月28日)」ならびに「災害廃棄物から再生された復興資材の有効活用ガイドライン (2014年10月2日)」が公表された。成果の内容は4（3）にて説明する。

図11 災害廃棄物再生資材活用のためのガイドラインを策定するにあたっての、本推進費プロジェクトと省庁・県ならびに地盤工学会委員会との関係