JP2002201631A

JP2002201631A - 細小部材補強土、その製造方法、及び補強土工法

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Publication number: JP2002201631A
Application number: JP2001000302A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kanda; 政幸神田; Naoyuki Yaguchi; 直幸矢口; Shiro Tanamura; 史郎棚村; Osamu Murata; 修村田; Satoshi Takizawa; 聡滝沢; Michizo Ichihara; 道三市原; Toshio Umezawa; 俊雄梅沢
Original assignee: MIRAI GROUP CO Ltd; Hiraoka and Co Ltd; Railway Technical Research Institute
Current assignee: MIRAI GROUP CO Ltd; Hiraoka and Co Ltd; Railway Technical Research Institute
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2002-07-19
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: JP3829061B2

Abstract

(57)【要約】【課題】強度が高くコストの低廉な改良土を提供す
る。【解決手段】土６１に水６２を添加し混練して生成し
た流動性を有する含水流動性土に、水の添加により流動
化した後に硬化して強度を発現する自硬性の硬化材６４
を第１添加量だけ添加するとともに、短繊維状又は短小
細帯状の細小部材６５を第２添加量だけ添加して混練し
て生成し流動性及び自硬性を有する細小部材補強土を生
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土に水又は泥液を
添加して混練し流動性を付与したもの（以下、「含水流
動性土」という。）に自硬性の硬化材と短繊維状又は短
小細帯状の細小部材を添加・混練して流動性及び自硬性
を持たせ硬化後の強度を高めた細小部材補強土、その製
造方法、及びこの細小部材補強土を用いて施工を行う補
強土工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設現場における地盤掘削等によ
って発生する建設発生土や建設泥水等の流動性を高めた
状態で、セメント等の硬化材あるいは適当な混和材を混
合して処理し、処理した土（以下、「改良土」とい
う。）を再利用する化学的土質改良工法が知られてい
る。

【０００３】上記のようにして化学的に処理された改良
土は、強度が小さい土粒子どうしが硬化材等によって結
合され、全体としての強度が向上している。このため、
ある程度以上の応力を受ける場所等の埋め戻し材料や、
裏込め材料、充填材料等として用いることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
化学的土質改良工法では、改良土の圧縮強度は、処理前
の土に比べて大幅に増加するが、せん断強度や引張強度
の増加は微小である。このため、このような材料を、曲
げや引張りの作用する箇所や構造体に使用すると、強度
が小さい曲げや引張りによって破壊しやすい。

【０００５】この問題を解決する対策としては、硬化材
の添加量を増加させることが考えられるが、硬化材は一
般に高価であり、硬化材量を増加させると、コストが増
大する、という問題があった。

【０００６】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、強
度が高くコストの低廉な改良土を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る細小部材補強土は、土に水又は泥液を
添加し混練して生成した流動性を有する含水流動性土
に、水の添加により流動化した後に硬化して強度を発現
する自硬性の硬化材を第１添加量だけ添加するととも
に、短繊維状又は短小細帯状の細小部材を第２添加量だ
け添加して混練して生成し流動性及び前記自硬性を有す
ることを特徴とする。

【０００８】上記の細小部材補強土において、好ましく
は、前記細小部材は、幅が０．５ｍｍ〜５０ｍｍ、長さ
が５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内の寸法で、前記幅に対す
る前記長さの比が２．０以上のものである。

【０００９】また、上記の細小部材補強土において、好
ましくは、前記細小部材の第２添加量は、前記含水流動
性土の単位体積当り、５〜２００（ｋｇ／ｍ³）の範囲
内の適宜の値である。

【００１０】また、上記の細小部材補強土において、好
ましくは、前記細小部材の材料は、引張強度が、硬化後
の細小部材補強土の一軸圧縮強度の１／１０以上の値の
ものである。

【００１１】また、上記の細小部材補強土において、好
ましくは、前記細小部材の材料は、天然繊維材料、合成
繊維材料、ガラス繊維材料、炭素繊維材料、合成樹脂材
料、ゴム系材料、金属材料、セラミックス材料、パルプ
材料が単体又は適宜の複合材料として用いられる。

【００１２】また、上記の細小部材補強土において、好
ましくは、前記細小部材は、繊維状素材又は線状素材が
加工されずに又は切断加工されて用いられ、又は、シー
ト状素材又はフィルム状素材又は織布状素材又は不織布
状素材又は編物状素材若しくは繊維集成材の単体、又は
前記単体と合成樹脂材料あるいはゴム系材料との複合加
工品が、切断加工又は破砕加工されて用いられる。

【００１３】また、上記の細小部材補強土において、好
ましくは、前記細小部材は、表面の一部又は全体に、凹
凸状又は粗面若しくは不連続状の部分が設けられ、付着
強度が高められている。

【００１４】また、上記の細小部材補強土において、好
ましくは、前記細小部材は、廃棄物が再処理加工されて
用いられる。

【００１５】また、上記の細小部材補強土において、好
ましくは、前記硬化材は、セメント又は酸化カルシウム
又は水酸化カルシウム若しくは硫酸カルシウムを含む。

【００１６】また、上記の細小部材補強土において、好
ましくは、前記硬化材の第１添加量は、前記含水流動性
土の単位体積当り、５０（ｋｇ／ｍ³）〜７００（ｋｇ
／ｍ³）の範囲内の適宜の値である。

【００１７】また、本発明に係る細小部材補強土の製造
方法は、土に水又は泥液を添加し混練して生成した流動
性を有する含水流動性土に、水の添加により流動化した
後に硬化して強度を発現する自硬性の硬化材を第１添加
量だけ添加するとともに、短繊維状又は短小細帯状の細
小部材を第２添加量だけ添加して混練し流動性及び前記
自硬性を有する細小部材補強土を生成することを特徴と
する。

【００１８】また、本発明に係る第１の補強土工法は、
土に水又は泥液を添加し混練して生成した流動性を有す
る含水流動性土に、水の添加により流動化した後に硬化
して強度を発現する自硬性の硬化材を第１添加量だけ添
加するとともに、短繊維状又は短小細帯状の細小部材を
第２添加量だけ添加して混練し流動性及び前記自硬性を
有する細小部材補強土を生成し、前記細小部材補強土を
地盤の適宜箇所に充填した後に硬化させることを特徴と
する。

【００１９】また、本発明に係る第２の補強土工法は、
土に水又は泥液を添加し混練して生成した流動性を有す
る含水流動性土に、水の添加により流動化した後に硬化
して強度を発現する自硬性の硬化材を第１添加量だけ添
加するとともに、短繊維状又は短小細帯状の細小部材を
第２添加量だけ添加して混練し流動性及び前記自硬性を
有する細小部材補強土を生成し、前記細小部材補強土を
地盤の適宜箇所に充填した後、硬化後に構造部材として
利用することを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施形態である補強土
工法を説明する図である。図１に示すように、この補強
土工法では、建設現場における地盤掘削等によって発生
する建設発生土１０２を、トラック等の土運搬車１０１
により細小部材補強土製造装置１０３に運搬し投入す
る。

【００２２】細小部材補強土製造装置１０３は、建設発
生土１０２に水を添加して混練し、流動性を有する土
（以下、「含水流動性土」という。）を生成し、硬化材
と細小部材を添加して混練し、細小部材補強土６６を生
成する。硬化材は、流動状態の後に硬化して強度を発現
する性質（以下、「自硬性」という。）を有する材料で
ある。また、細小部材は、短繊維状又は短小細帯状の部
材である。これにより、生成された細小部材補強土６６
は、流動性と自硬性を有している。

【００２３】細小部材補強土製造装置１０３により生成
された細小部材補強土６６は、回転ドラム等を装備する
アジテーター車に積み込まれ、流動状態を保持したまま
所定の現場まで運搬される。現場に到着した細小部材補
強土６６は、圧送ポンプ装置１０５により、地盤の適宜
箇所に圧送されて充填される。その後、流動体状の細小
部材補強土６６は、硬化し、強度を発現する。

【００２４】次に、上記した細小部材補強土製造装置１
０３の構成について説明する。図２は、図１における細
小部材補強土製造装置の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態の細小部材補強土製造装
置１０３は、含水流動性土調製部１と、硬化材調製部２
と、混練ミキサー３と、計測・制御部４と、細小部材調
製部５を備えて構成されている。

【００２５】含水流動性土調製部１は、土貯留容器１１
と、搬送装置１２と、貯水槽１３と、ポンプ１４と、混
練ミキサー１５と、ポンプ１６と、計量槽１９を有して
いる。また、硬化材調製部２は、硬化材貯留容器２１
と、搬送装置２２と、計量容器２３と、開閉バルブ２４
を有している。

【００２６】また、図３は、図２における細小部材調製
部の構成を示すブロック図である。図３に示すように、
細小部材調製部５は、細小部材貯留容器５１と、搬送装
置５２と、計量容器５３と、開閉バルブ５４を有してい
る。

【００２７】また、計測・制御部４は、制御装置４１
と、質量測定装置４２、４３、４４、４６、４７及び４
９と、制御回線４８と、体積測定装置４５を有してい
る。

【００２８】以下に、上記した各機器・装置等のさらに
詳細な構成と、その作用を詳細に説明する。

【００２９】土貯留容器１１は、土木・建築作業等の建
設現場、あるいは農業土木工事の現場等から地盤掘削等
により発生した土、あるいは土採取場等から採取した土
などを収容する容器である。この土には、水分含有量が
少なくほぼ固体状となっている通常の土のほか、当初か
ら相当量の水を含有し軟弱となっている土や、泥状とな
っている土、若しくはヘドロ状の土も含まれる。

【００３０】この土貯留容器１１には、質量測定装置４
２が設けられている。質量測定装置４２は、例えば、圧
力センサー（図示せず）を有しており、土の質量（重
量）によって土貯留容器１１に発生する圧力を検出し、
この検出圧力に基いて、土貯留容器１１内に収容されて
いる土の質量を算出する。圧力センサーとしては、スト
レインゲージ（ロードセル）、圧電素子、ダイアフラ
ム、ブルドン管、ベローズ等の公知の力検出器が用いら
れる。質量測定装置４２が検出した土貯留容器１１内の
土の質量データは、有線又は無線の回線（図示せず）を
介して制御装置４１に出力される。

【００３１】制御装置４１は、図示してはいないが、コ
ントローラと、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕ
ｂｅ：陰極線管）や液晶表示器等を含む表示装置、キー
ボードやスイッチ等の入力装置、出力端子等の出力装
置、ハードディスクや光ディスク記録再生装置等の外部
記憶装置を有している。コントローラは、コンピュータ
により構成されており、例えば、図示しないＣＰＵ（Ｃ
ｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：中
央演算処理装置）と、図示しないＲＯＭ（ＲｅａｄＯ
ｎｌｙＭｅｍｏｒｙ：読出し専用メモリ）と、図示し
ないＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒ
ｙ：随時書込み読出しメモリ）等を有している。

【００３２】このうち、ＣＰＵは、ＲＯＭやＲＡＭ等を
統括し、各種演算やプログラム実行等の処理を実行する
部分である。ＲＯＭは、ＣＰＵの実行するプログラムや
予め設定された情報等を格納した記憶装置である。ＲＡ
Ｍは、ＣＰＵにより演算された中間結果データ等を一時
記憶する記憶装置である。このような構成により、ＣＰ
Ｕは、ＲＯＭに格納された演算プログラムを読み出し、
ＲＯＭやＲＡＭ又は外部から与えられるデータ値に基づ
いて前記演算プログラムを実行して演算結果を得た後、
この演算結果をＲＡＭに一次記憶させ、外部に出力した
り、ＲＡＭの一次記憶値に基づき、さらに他の演算プロ
グラムを実行する。

【００３３】上記の土貯留容器１１には、搬送装置１２
が接続している。搬送装置１２は、例えばベルトコンベ
ア（図示せず）を有しており、土貯留容器１１から土６
１を取り出して搬送し混練ミキサー１５へ供給する。

【００３４】貯水槽１３は、水道等から供給される水を
収容する水密性を有する容器である。この貯水槽１３に
は、質量測定装置４３が設けられている。質量測定装置
４３は、上記した質量測定装置４２と同様の構成を有し
ている。質量測定装置４３が検出した貯水槽１３内の水
の質量（重量）データは、有線又は無線の回線（図示せ
ず）を介して制御装置４１に出力される。

【００３５】貯水槽１３には、配管を介してポンプ１４
が接続している。ポンプ１４は、貯水槽１３から水６２
を汲み上げ、配管を介して圧送し混練ミキサー１５へ供
給する。

【００３６】混練ミキサー１５は、容器の内部に、回転
する羽根や螺旋状突起部等が設けられており、供給され
た土６１と水６２を十分均一になるように混合し練り混
ぜる装置である。内部の羽根等は、電動モータ等の回転
駆動源によって回転駆動される。混練ミキサー１５によ
り、土６１には水６２が添加されるとともに十分混練さ
れるため、流動性を有するようになる。以下、この状態
の土６１と水６２の混練物を含水流動性土という。

【００３７】この混練ミキサー１５には、質量測定装置
４４が設けられている。質量測定装置４４は、上記した
質量測定装置４２と同様の構成を有している。質量測定
装置４４が検出した混練ミキサー１５内の含水流動性土
の質量（重量）データは、有線又は無線の回線（図示せ
ず）を介して制御装置４１に出力される。

【００３８】混練ミキサー１５には、配管を介してポン
プ１６が接続している。ポンプ１６は、混練ミキサー１
５内の含水流動性土６３を汲み上げ、配管を介して圧送
し含水流動性土貯留槽１７内に収容する。

【００３９】含水流動性土貯留槽１７は、混練ミキサー
１５から送られてきた含水流動性土６３を一時的に収容
するための水密性を有する容器である。この含水流動性
土貯留槽１７には、配管を介してポンプ１８が接続して
いる。ポンプ１８は、含水流動性土貯留槽１７内の含水
流動性土を汲み上げ、配管を介して圧送し計量槽１９へ
供給する。

【００４０】計量槽１９は、含水流動性土貯留槽１７か
ら供給される含水流動性土６３を計量するための水密性
を有する容器である。この計量槽１９の内部の寸法はあ
らかじめ計測されており、内部の含水流動性土の表面の
位置を計測することにより、計量槽１９内に収容された
含水流動性土６３の体積が算出できるようになってい
る。このため、計量槽１９の例えば上方には、体積測定
装置４５が設けられている。体積測定装置４５は、例え
ば、表面位置検出センサー（図示せず）を有しており、
含水流動性土の表面位置を計測し、この距離に基いて、
計量槽１９内に収容されている含水流動性土の体積を算
出する。表面位置検出センサーとしては、レーザー光線
を利用した距離測定センサー等の公知の位置検出器が用
いられる。体積測定装置４５が検出した計量槽１９内の
含水流動性土の体積データは、有線又は無線の回線（図
示せず）を介して制御装置４１に出力される。

【００４１】また、計量槽１９には、質量測定装置４６
が設けられている。質量測定装置４６は、上記した質量
測定装置４２と同様の構成を有している。質量測定装置
４６が検出した計量槽１９内の含水流動性土の質量（重
量）データは、有線又は無線の回線（図示せず）を介し
て制御装置４１に出力される。

【００４２】計量槽１９には、配管を介して混練ミキサ
ー３が接続している。この配管には、開閉弁（図示せ
ず）が配置されており、この開閉弁は、有線又は無線の
回線（図示せず）を介して制御装置４１に接続され、そ
の開閉が制御されるようになっている。これにより、計
量槽１９内の含水流動性土６３の計量が終了した後は、
制御装置４１のＣＰＵ（図示せず）が開閉弁（図示せ
ず）に開放指令信号を送って開放させ、含水流動性土６
３は、配管を通って混練ミキサー３に供給される。

【００４３】また、硬化材調製部２の硬化材貯留容器２
１は、硬化材６４を収容する容器である。硬化材６４に
は、セメント系硬化材と、石灰系硬化材がある。セメン
ト系硬化材は、セメントを母材とし、各種の機能を発揮
させるための機能成分を混入させて生成される。セメン
トとしては、ポルトランドセメント等が用いられる。ま
た、混入される機能成分としては、硬化時に水を結合水
として取り込むエトリンガイトの生成を補助する石膏、
ポゾラン反応を促進するためのスラグやフライアッシ
ュ、硬化材の硬化性能を向上させるアルミナセメントや
ジェットセメント、成分を調整して焼成したクリンカー
等が使用される。

【００４４】また、石灰系硬化材は、石灰を母材とし、
各種の機能を発揮させるための機能成分を混入させて生
成される。石灰としては、生石灰（酸化カルシウム）で
もよいし、消石灰（水酸化カルシウム）でもよく、これ
らの適宜の混合物でもよい。

【００４５】また、石こう系硬化材は、石こうを母材と
し、各種の機能を発揮させるための機能成分を混入させ
て生成される。石こうとしては、硫酸カルシウム（Ｃａ
ＳＯ ₄・ｎＨ₂Ｏ）が用いられる。ここに、ｎは０，１／
２，２のいずれかの値をとる。

【００４６】上記の硬化材貯留容器２１には、搬送装置
２２が接続している。搬送装置２２は、例えばベルトコ
ンベアやスクリューコンベア（図示せず）を有してお
り、硬化材貯留容器２１から硬化材６４を取り出して搬
送し計量容器２３へ供給する。

【００４７】計量容器２３には、質量測定装置４７が設
けられている。質量測定装置４７は、上記した質量測定
装置４２と同様の構成を有している。質量測定装置４７
が検出した計量容器２３内の硬化材６４の質量（重量）
データは、有線又は無線の回線（図示せず）を介して制
御装置４１に出力される。

【００４８】計量容器２３には、直接に、あるいは配管
を介して開閉バルブ２４が接続している。この開閉バル
ブ２４は、有線又は無線の制御回線４８を介して制御装
置４１に接続され、その開閉が制御されるようになって
いる。開閉バルブ２４を通過した硬化材６４は、配管を
通って混練ミキサー３に供給される。

【００４９】また、細小部材調製部５の細小部材貯留容
器５１は、細小部材６５を収容する容器である。細小部
材６５は、短繊維状又は短小細帯状の部材であり、その
詳細については後述する。

【００５０】上記の細小部材貯留容器５１には、搬送装
置５２が接続している。搬送装置５２は、例えばベルト
コンベアやスクリューコンベア（図示せず）を有してお
り、細小部材貯留容器５１から細小部材６５を取り出し
て搬送し計量容器５３へ供給する。

【００５１】計量容器５３には、質量測定装置４９が設
けられている。質量測定装置４９は、上記した質量測定
装置４２と同様の構成を有している。質量測定装置４９
が検出した計量容器５３内の細小部材６５の質量（重
量）データは、有線又は無線の回線（図示せず）を介し
て制御装置４１に出力される。

【００５２】計量容器５３には、直接に、あるいは配管
を介して開閉バルブ５４が接続している。この開閉バル
ブ５４は、有線又は無線の制御回線４８を介して制御装
置４１に接続され、その開閉が制御されるようになって
いる。開閉バルブ５４を通過した細小部材６５は、配管
を通って混練ミキサー３に供給される。

【００５３】混練ミキサー３は、混練ミキサー１５と同
様の構成を有しており、供給された含水流動性土６３と
硬化材６４と細小部材６５を十分均一になるように混合
し練り混ぜる装置である。混練ミキサー３により、含水
流動性土６３には硬化材６４と細小部材６５が添加され
るとともに十分混練される。この結果、混練ミキサー３
により生成された混練物６６は、所定時間が経過した後
に硬化して強度を発現する性質（自硬性）を有するよう
になる。以下、この状態の含水流動性土６３と硬化材６
４と細小部材６５の混練物６６を細小部材補強土とい
う。

【００５４】上記した本実施形態の装置１０３では、混
練ミキサー３において含水流動性土６３に添加すべき硬
化材６４の質量（第１添加量）と細小部材６５の質量
（第２添加量）を制御装置４１で決定し、開閉バルブ２
４と開閉バルブ５４を制御し、適正質量の硬化材６４と
細小部材６５を混練ミキサー３に供給する。以下、その
方法について説明する。

【００５５】本実施形態の細小部材補強土製造装置１０
３においては、制御装置４１のコンピュータのＲＯＭ
（図示せず）に、所定の第１関数データが格納されてい
る。この第１関数は、含水流動性土６３の密度又は比重
（ｇ／ｃｍ³）と、含水流動性土６３にさらに硬化材を
添加した後の土のフロー値（ｍｍ）の関係を示してい
る。

【００５６】フロー値とは、流動体の柔らかさ、流動し
易さ等（コンシステンシー）を示す指標値である。流動
体のフロー値の試験方法としては、一般的には、「日本
道路公団規格（ＪＨＳ）」のＡ３１３−１９９２に規定
されている「エアモルタル及びエアミルクの試験方法」
の「１．２シリンダー法」が準用されている。

【００５７】本実施形態の細小部材補強土製造装置１０
３においては、制御装置４１のコンピュータのＲＯＭ
（図示せず）に、上記の第１関数データが格納されてい
る。したがって、まず、試験工事等により、建設現場等
における埋め戻し作業等に必要なフロー値（以下、「目
標フロー値」という。）Ｆを決定する。この目標フロー
値Ｆを、この装置１０３の操作者が、制御装置４１の入
力装置（図示せず）から入力すれば、制御装置４１のコ
ンピュータのＣＰＵ（図示せず）が、ＲＯＭ内の関数に
より、含水流動性土の密度の目標値（以下、「目標含水
流動性土密度」という。）γを算出する。

【００５８】したがって、図１の装置１０３において、
所定の細小部材補強土６６を製造するためには、まず、
混練ミキサー１５によって生成される含水流動性土６３
の密度が、上記の目標含水流動性土密度γの値からはず
れないように制御する必要がある。このため、制御装置
４１のコンピュータのＣＰＵは、計量槽１９に設けられ
た質量測定装置４６及び体積測定装置４５からおくられ
てくる含水流動性土６３の質量Ｗと体積Ｖから密度を算
出し、この値を監視する。

【００５９】そして、監視している含水流動性土６３の
密度が、γの値の上下に設定された所定の許容値のうち
上限許容値を上まわって大きくなった場合（含水流動性
土６３が固くなりすぎた場合）には、制御装置４１のコ
ンピュータのＣＰＵは、制御回線（図示せず）を介して
混練ミキサー１５に土を供給する搬送装置１２に停止指
令信号を送って停止させる。一方、監視している含水流
動性土６３の密度が、γの値の上下に設定された所定の
許容値のうち下限許容値を下まわって小さくなった場合
（含水流動性土６３が液状になりすぎた場合）には、制
御装置４１のコンピュータのＣＰＵは、制御回線（図示
せず）を介して混練ミキサー１５に水を供給するポンプ
１４に停止指令信号を送って停止させる。このようにし
て、制御装置４１のコンピュータのＣＰＵは、含水流動
性土６３の密度が、γを中心とした上下の所定許容値の
範囲内に収まるように制御する。

【００６０】この場合、制御装置４１のコンピュータの
ＣＰＵは、土貯留容器１１の質量測定装置４２から送ら
れてくる土の質量データ、貯水槽１３の質量測定装置４
３から送られてくる水の質量データ、混練ミキサー１５
の質量測定装置４４から送られてくる混練中の含水流動
性土の質量データも監視し、混練ミキサー１５で混練中
の含水流動性土の密度の予測を行うこともできる。この
ようにすれば、計量槽１９からのデータにより含水流動
性土６３の密度が判明する以前の段階で状況を把握でき
るため、含水流動性土６３の密度管理をより正確、か
つ、きめ細かく行うことが可能となる。

【００６１】また、本実施形態の細小部材補強土製造装
置１０３においては、制御装置４１のコンピュータのＲ
ＯＭ（図示せず）に、所定の第２関数データが格納され
ている。この第２関数は、細小部材補強土６６の水硬化
材比Ｗ／Ｃと、細小部材補強土６６の硬化後の一軸圧縮
強度（ｋｇｆ／ｃｍ²）、及び細小部材補強土６６のフ
ロー値（ｍｍ）の関係を示している。

【００６２】したがって、まず、試験工事等により、建
設現場等における埋め戻し作業等に必要な最終強度（以
下、「目標強度」という。）ｑ_Tを決定する。この目標
強度ｑ_Tを、この装置１０３の操作者が、制御装置４１
の入力装置（図示せず）から入力すれば、制御装置４１
のコンピュータのＣＰＵ（図示せず）が、ＲＯＭ内の第
２関数により、細小部材補強土の水硬化材比の目標値
（以下、「目標水硬化材比」という。）Ｒを算出する。

【００６３】制御装置４１のコンピュータのＣＰＵ（図
示せず）は、求められた目標水硬化材比の値と、すでに
求められている含水流動性土の体積Ｖ（ｃｍ³）に含有
される水の総質量Ｗ（ｇ）の値から、添加すべき硬化材
の質量（ｇ）の目標値（以下、「目標硬化材添加質量」
という。）Ｃ_T（ｇ）を算出する。

【００６４】制御装置４１のコンピュータのＣＰＵは、
この目標硬化材添加質量値Ｃ_Tに基き、制御回線４８を
介して開閉バルブ２４にバルブ開放指令信号を出力して
開閉バルブ２４を開放させる。この際、制御装置４１の
コンピュータのＣＰＵは、質量測定装置４７から送られ
てくる値を監視する。これにより、計量容器２３から放
出された硬化材６４の質量が、上記のようにして算出さ
れた目標硬化材添加質量値Ｃ_Tに達したことが検出され
た場合には、制御装置４１のコンピュータのＣＰＵは、
制御回線４８を介して開閉バルブ２４にバルブ閉塞指令
信号を出力し、開閉バルブ２４を閉塞させる。

【００６５】各種の試験等の結果から、硬化材６４の添
加量である第１添加量は、前記含水流動性土の単位体積
当り、５０（ｋｇ／ｍ³）〜７００（ｋｇ／ｍ³）の範囲
内の適宜の値であることが望ましい。

【００６６】また、制御装置４１のコンピュータのＣＰ
Ｕは、ＲＯＭ内に予め記憶されている第２添加量の値に
基き、制御回線４８を介して開閉バルブ５４にバルブ開
放指令信号を出力して開閉バルブ５４を開放させる。こ
の際、制御装置４１のコンピュータのＣＰＵは、質量測
定装置４９から送られてくる値を監視する。これによ
り、計量容器５３から放出された細小部材６５の質量
が、第２添加量に相当する質量値に達したことが検出さ
れた場合には、制御装置４１のコンピュータのＣＰＵ
は、制御回線４８を介して開閉バルブ５４にバルブ閉塞
指令信号を出力し、開閉バルブ５４を閉塞させる。この
ようにして、混練ミキサー３により、細小部材補強土６
６が生成される。

【００６７】次に、本実施形態の補強土工法に用いられ
る細小部材について説明する。

【００６８】図４、図５は、細小部材の構成を示す図で
ある。図４（Ａ）は、短冊状（長方形状）の細小部材６
５Ａであり、その長さはＬ１であり、その幅はＢ１とな
っている。また、図４（Ｂ）は、三角形状の細小部材６
５Ｂであり、その長さはＬ２であり、その幅はＢ２とな
っている。また、図４（Ｃ）は、瓢箪形状（あれい状）
の細小部材６５Ｃであり、その長さはＬ３であり、その
幅はＢ３となっている。また、図４（Ｄ）は、菱形状の
細小部材６５Ｄであり、その長さはＬ４であり、その幅
はＢ４となっている。また、図４（Ｅ）は、切欠や開口
を有する短冊形状の細小部材６５Ｅであり、その長さは
Ｌ５であり、その幅はＢ５となっている。

【００６９】また、図５（Ａ）は、繊維状の細小部材６
５Ｆであり、その長さはＬ６であり、その幅（径）はＢ
６となっている。また、図５（Ｂ）は、凹凸を有する変
形断面の繊維状の細小部材６５Ｇであり、その長さはＬ
７であり、その幅（径）はＢ７となっている。また、図
５（Ｃ）は、屈曲した繊維状の細小部材６５Ｈであり、
その長さはＬ８であり、その幅（径）はＢ８となってい
る。

【００７０】図４、５において６５Ａ〜６５Ｈで示すよ
うに、細小部材は、短い繊維状、又は短い細帯状の部材
で、その幅Ｂ１〜Ｂ８が０．５ｍｍ〜５０ｍｍ程度で、
長さＬ１〜Ｌ８が５ｍｍ〜１００ｍｍ程度の範囲内の寸
法のものである。また、幅に対する長さの比（例えばＬ
１／Ｂ１）は、２．０以上となっている。

【００７１】細小部材は、図４の６５Ａ〜６５Ｅに示す
ように、厚みの薄い素材等から切断加工等によって作成
されるものが含まれる。この場合の素材としては、シー
ト状素材、又はフィルム状素材、又は織布状素材、又は
不織布状素材、又は編物状素材、若しくは繊維集成材な
どが挙げられる。

【００７２】ここに、フィルム状素材は、一般に、シー
ト状素材よりも厚みの薄い薄膜状のものをいう。また、
織布とは、繊維材料により作成された縦糸と横糸を互い
に交差させるとともに絡ませて織ったものをいう。ま
た、不織布とは、繊維素材を絡み合わせて扁平にしたも
のをいい、繊維どうしを機械的に絡ませたもの、繊維ど
うしを接着剤により接着させたものの両方を含む。ま
た、編物とは、繊維素材を規則的に絡ませて編んだもの
をいう。また、繊維集成材とは、繊維素材を圧縮して接
合したり、加熱により溶着させたり、あるいは接着剤に
よる接着等により集成したものをいう。

【００７３】また、細小部材の素材は、上記したシート
状素材等の各種素材の単体だけでなく、これら素材の単
体を、合成樹脂材料あるいはゴム系材料と複合させて加
工した複合加工品も含まれる。また、細小部材を得るた
めに素材単体又は複合加工品に施す加工については、切
断加工以外に、破砕加工によって作成されてもよい。

【００７４】また、細小部材は、図５の６５Ｆ〜６５Ｈ
に示すように、繊維状素材、又は線状素材が、加工され
ずにそのまま用いられてもよいし、又は繊維状素材、又
は線状素材が、切断加工されて用いられてもよい。

【００７５】上記した繊維材料、線状素材、シート状素
材又はフィルム状素材又は織布状素材又は不織布状素材
又は編物状素材若しくは繊維集成材の単体、又はこれら
の単体と合成樹脂材料あるいはゴム系材料との複合加工
品等の材料としては、天然繊維材料、合成繊維材料、ガ
ラス繊維材料、炭素繊維材料、合成樹脂材料、ゴム系材
料、金属材料、セラミックス材料、パルプ材等が挙げら
れる。

【００７６】ここに、天然繊維材料は、麻、木綿等の植
物性天然繊維、羊毛、絹等の動物性天然繊維を含む。ま
た、合成繊維材料は、ポリアミド繊維（例えば、登録商
標「ナイロン」を有する商品など）、ポリエステル繊維
（例えば、登録商標「テトロン」を有する商品など）、
ポリビニルアルコール繊維（例えば、登録商標「ビニロ
ン」を有する商品など）、アラミド繊維（例えば、登録
商標「ケブラー」を有する商品など）等を含む。また、
合成樹脂材料は、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、
酢酸ビニル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、
ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピ
レン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、フ
ェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリカーボネイト系
樹脂、アクリル酸・ブタジエン・スチレン共重合体等の
各種のものを含み、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいず
れをも含む。ゴム系材料は、天然ゴムのほか、ニトリル
ゴム、クロロピレンゴム、ブチルゴム等の各種合成ゴム
を含む。金属材料とは、合金も含む。パルプ材は、木材
チップから得られる繊維材料を含む。

【００７７】また、細小部材の材料は、上記した天然繊
維材料、合成繊維材料、ガラス繊維材料、炭素繊維材
料、合成樹脂材料、ゴム系材料、金属材料、セラミック
ス材料、パルプ材等の単体だけでなく、これらを適宜組
み合わせた複合材料、例えば繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）等も含まれる。

【００７８】また、細小部材は、図５（Ｂ）の６５Ｇに
示すように、表面の一部又は全体に、凹凸状又は粗面の
部分が設けられてもよい。このようにすると、細小部材
と硬化材等との付着強度が高められ、細小部材補強土全
体の強度が向上する。

【００７９】また、細小部材は、図５（Ｅ）の６５Ｅに
示すように、表面の一部又は全体に、切欠や開口等の不
連続状の部分が設けられてもよい。このようにすると、
細小部材と硬化材等との付着強度が高められ、細小部材
補強土全体の強度が向上する。

【００８０】また、各種の試験等の結果から、細小部材
の添加率である第２添加量は、含水流動性土の単位体積
当り、５〜２００（ｋｇ／ｍ³）の範囲内の適宜の値で
あることが望ましい。

【００８１】また、各種の試験等の結果から、細小部材
の材料は、その引張強度が、硬化後の細小部材補強土の
一軸圧縮強度の１／１０以上の値のものであることが望
ましい。

【００８２】また、細小部材は、新規の製品として製造
されてもよいし、上記の材料からなる廃棄物を再処理加
工して用いてもよい。

【００８３】上記のようにして細小部材補強土製造装置
１０３の混練ミキサー３から取り出された細小部材補強
土６６は、アジテーター車１０４等で運搬され、建設現
場における地盤の適宜箇所の埋め戻し材料や、裏込め材
料、充填材料等として用い、細小部材補強土６６を地盤
の適宜箇所に充填した後に硬化させることができる。ま
た、細小部材補強土６６は、地盤の適宜箇所に充填した
後、硬化後の細小部材補強土６６を構造部材として利用
することもできる。

【００８４】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発
明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に
同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、い
かなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。

【００８５】例えば、上記実施形態においては、細小部
材として図４、図５に図示する形状のものを例に挙げて
説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成
の細小部材、例えば、短く細長い楕円形状、短く細長い
「＋」字状、短く細長い「Ｌ」字状、短く細長い不定形
状等の形状であってもよい。要は、幅が０．５ｍｍ〜５
０ｍｍ、長さが５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内の寸法で、
幅に対する長さの比が２．０以上となるような部材であ
れば、どのようなものであってもよいのである。

【００８６】また、上記実施形態においては、各質量の
測定を質量測定装置４２、４３、４４、４６、４７、４
９が行って質量データを制御装置４１内のＣＰＵ（図示
せず）に出力し、計量槽１９における体積の測定を体積
測定装置４５が行って体積データを制御装置４１内のＣ
ＰＵ（図示せず）に出力する例について説明したが、本
発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、質量
を算出する前の段階のセンサーの直接検出値（圧力検出
式の質量測定装置における圧力値、あるいは検出した電
気信号のレベル値そのもの）や、体積を算出する前の段
階のセンサーの直接検出値（レーザー光線による距離
値、あるいは検出した電気信号のレベル値そのもの）を
制御装置４１内のＣＰＵ（図示せず）に出力し、ＣＰＵ
が質量や体積を演算するように構成してもよい。この場
合には、質量測定装置や体積測定装置のかわりに、質量
や体積を算出可能な各種の値を検出するセンサーを配置
すればよい。

【００８７】また、上記実施形態の装置１０３に設けら
れた質量積測定装置４２、４３、４４は設けなくてもよ
い。少なくとも、質量測定装置４６、４７、４９と、体
積測定装置４５が設けられていれば、本発明の基本的な
制御は可能である。

【００８８】また、上記実施形態においては、制御装置
４１のＲＯＭ（図示せず）が、第１関数のデータや、第
２関数のデータを格納しており、制御装置４１のＣＰＵ
（図示せず）がこれらの関数に基いて演算を行って各目
標値を算出する例について説明したが、本発明はこの例
には限定されず、他の方法、例えば、混練手段（例えば
混練ミキサー３）の操作者が、第１関数や第２関数を示
すグラフ等から所要の目標値を読み取って、後の計算や
硬化材添加質量の計量等を行うようにしてもよい。ある
いは、操作者が、第１関数や第２関数から所要の目標値
を計算により算出し、後の計算や硬化材添加質量の計量
等を行うようにしてもよい。

【００８９】また、制御装置４１が算出した体積Ｖ（ｃ
ｍ³）当りの含水流動性土への硬化材の添加質量の目標
値Ｃ_T（ｇ）を、出力端子等の出力装置（図示せず）か
ら外部へ出力し、この出力によって外部の他のコンピュ
ータ、コントローラなどを用いて硬化材の計量や、開閉
バルブ２４の制御、細小部材の計量や、開閉バルブ５４
の制御等を行うようにしてもよい。あるいは、制御装置
４１が算出した体積Ｖ（ｃｍ³）当りの含水流動性土へ
の硬化材の添加質量の目標値Ｃ_T（ｇ）を、ＣＲＴ（陰
極線管）や液晶表示器等を含む表示装置（図示せず）に
より操作者等に表示し、操作者が、この値を視認し、こ
の値に基いて硬化材や細小部材の計量等を行うようにし
てもよい。

【００９０】また、上記実施形態においては、混練ミキ
サー１５において、土６１に水６２を添加して練り混ぜ
含水流動性土６３を生成する例について説明したが、本
発明はこの例には限定されず、他の方法、例えば、土中
に相当量の水を含み液状に近いものをあらかじめ他の装
置等で生成しておき、混練ミキサー１５において、水６
１のかわりに添加して練り混ぜ含水流動性土を生成する
ようにしてもよい。この「土中に相当量の水を含み液状
に近いもの」は、特許請求の範囲における泥液に相当し
ている。この泥液としては、例えば、含水比が７０％以
上の土などが挙げられる。ここに、含水比は、（ｍ_w／
ｍ_s）×１００で表される百分率であり、式中のｍ_wは水
分質量を、ｍ_sは土の乾燥質量を示している。このよう
な泥液としては、基礎工事等で発生する各種泥土、掘削
壁面安定液（連続地中壁工法、シールド工法等における
地盤掘削に用いられる材料で、ベントナイト等を含む水
溶液）、上記した調整泥水、水底のヘドロ状の泥土等を
用いることが可能である。あるいは、上記の調整泥水の
含有成分（細粒土）とともに、又はそのかわりに、砂、
又は砂質土、若しくはこれらの適宜の混合物を水中に含
ませてもよい。また、上記のような泥液は、建設現場等
から発生する廃棄物であることが多く、従来は処分場等
へ運搬して処分する必要があったが、上記のようにして
含水流動性土の材料として利用することにすれば、材料
費と廃棄物処理費をともに節約することができ、建設コ
ストの低減について二重の効果がある。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
含水流動性土に硬化材と細小部材を添加するため、硬化
後の土の強度を向上させることができ、硬化材を土中に
分散させることができ、コストの高い硬化材の量を節減
することができる、という利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である補強土工法を説明す
る図である。

【図２】図１における細小部材補強土製造装置の構成を
示すブロック図である。

【図３】図２における細小部材調製部の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】図２における細小部材の構成を示す第１の図で
ある。

【図５】図２における細小部材の構成を示す第２の図で
ある。

【符号の説明】

１含水流動性土調製部２硬化材調製部３混練ミキサー４計測・制御部５細小部材調製部１１土貯留容器１２搬送装置１３貯水槽１４ポンプ１５混練ミキサー１６ポンプ１７含水流動性土貯留槽１８ポンプ１９計量槽２１硬化材貯留容器２２搬送装置２３計量容器２４開閉バルブ４１制御装置４２〜４４質量測定装置４５体積測定装置４６、４７質量測定装置４８制御回線４９質量測定装置５１細小部材貯留容器５２搬送装置５３計量容器５４開閉バルブ６１土６２水６３含水流動性土６４硬化材６５、６５Ａ〜６５Ｈ細小部材６６細小部材補強土１０１土運搬車１０２建設発生土１０３細小部材補強土製造装置１０４アジテーター車１０５圧送ポンプ装置

フロントページの続き (72)発明者神田政幸東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者矢口直幸東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者棚村史郎東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者村田修東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者滝沢聡東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者市原道三東京都江東区亀戸１丁目38番６号日東大都工業株式会社内 (72)発明者梅沢俊雄東京都台東区三ノ輪１丁目21番８号Ｆターム(参考） 2D040 AB09 AB14 AB16 CA01 CA03 EB04 4G035 AB43 AB54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土に水又は泥液を添加し混練して生成し
た流動性を有する含水流動性土に、水の添加により流動
化した後に硬化して強度を発現する自硬性の硬化材を第
１添加量だけ添加するとともに、短繊維状又は短小細帯
状の細小部材を第２添加量だけ添加して混練して生成し
流動性及び前記自硬性を有することを特徴とする細小部
材補強土。
【請求項２】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記細小部材は、幅が０．５ｍｍ〜５０ｍｍ、長さが５
ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内の寸法で、前記幅に対する前
記長さの比が２．０以上のものであることを特徴とする
細小部材補強土。
【請求項３】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記細小部材の第２添加量は、前記含水流動性土の単位
体積当り、５〜２００（ｋｇ／ｍ³）の範囲内の適宜の
値であることを特徴とする細小部材補強土。
【請求項４】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記細小部材の材料は、引張強度が、硬化後の細小部材
補強土の一軸圧縮強度の１／１０以上の値のものである
ことを特徴とする細小部材補強土。
【請求項５】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記細小部材の材料は、天然繊維材料、合成繊維材料、
ガラス繊維材料、炭素繊維材料、合成樹脂材料、ゴム系
材料、金属材料、セラミックス材料、パルプ材料が単体
又は適宜の複合材料として用いられることを特徴とする
細小部材補強土。
【請求項６】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記細小部材は、繊維状素材又は線状素材が加工されずに又は切断加工さ
れて用いられ、又は、シート状素材又はフィルム状素材又は織布状素材
又は不織布状素材又は編物状素材若しくは繊維集成材の
単体、又は前記単体と合成樹脂材料あるいはゴム系材料
との複合加工品が、切断加工又は破砕加工されて用いら
れることを特徴とする細小部材補強土。
【請求項７】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記細小部材は、表面の一部又は全体に、凹凸状又は粗
面若しくは不連続状の部分が設けられ、付着強度が高め
られていることを特徴とする細小部材補強土。
【請求項８】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記細小部材は、廃棄物が再処理加工されて用いられる
ことを特徴とする細小部材補強土。
【請求項９】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記硬化材は、セメント又は酸化カルシウム又は水酸化
カルシウム若しくは硫酸カルシウムを含むことを特徴と
する細小部材補強土。
【請求項１０】請求項１記載の細小部材補強土におい
て、前記硬化材の第１添加量は、前記含水流動性土の単位体
積当り、５０（ｋｇ／ｍ³）〜７００（ｋｇ／ｍ³）の範
囲内の適宜の値であることを特徴とする細小部材補強
土。
【請求項１１】土に水又は泥液を添加し混練して生成
した流動性を有する含水流動性土に、水の添加により流
動化した後に硬化して強度を発現する自硬性の硬化材を
第１添加量だけ添加するとともに、短繊維状又は短小細
帯状の細小部材を第２添加量だけ添加して混練し流動性
及び前記自硬性を有する細小部材補強土を生成すること
を特徴とする細小部材補強土の製造方法。
【請求項１２】土に水又は泥液を添加し混練して生成
した流動性を有する含水流動性土に、水の添加により流
動化した後に硬化して強度を発現する自硬性の硬化材を
第１添加量だけ添加するとともに、短繊維状又は短小細
帯状の細小部材を第２添加量だけ添加して混練し流動性
及び前記自硬性を有する細小部材補強土を生成し、前記
細小部材補強土を地盤の適宜箇所に充填した後に硬化さ
せることを特徴とする補強土工法。
【請求項１３】土に水又は泥液を添加し混練して生成
した流動性を有する含水流動性土に、水の添加により流
動化した後に硬化して強度を発現する自硬性の硬化材を
第１添加量だけ添加するとともに、短繊維状又は短小細
帯状の細小部材を第２添加量だけ添加して混練し流動性
及び前記自硬性を有する細小部材補強土を生成し、前記
細小部材補強土を地盤の適宜箇所に充填した後、硬化後
に構造部材として利用することを特徴とする補強土工
法。