JP2004044378A - 伐採樹木を植物成育基盤材として用いた客土吹付工法または厚層基材吹付工法 - Google Patents

Abstract

【課題】　伐採樹木を植物成育基盤材とする客土吹付工法または厚層基材吹付工法を提供する。
【解決手段】　粉砕された伐採樹木：５０〜９８重量％、および粘性土壌：２〜５０重量％の混合物である植物成育基盤材に、植物種子、植物根茎、肥料、水、および接合材を混合し、得られた混合物を地表に吹付ける客土吹付工法または厚層基材吹付工法。
【選択図】　　　なし

Description

　本発明は、伐採樹木を植物成育基盤材として用いた客土吹付工法または厚層基材吹付工法に関する。

　崖面のような法面の表層を保護し、同時に当該法面を緑化させるために、最近、客土吹付工法や厚層基材吹付工法が広く施工されている。
　これらの工法は、大きくいって、後述する基盤材と、植物種子、肥料、基盤材の固結材（以後、接合材という）、および水などを所定の割合で混合した混合物を、例えばラス金網が張設されている法面に吹付けて当該法面を所望厚みの吹付け面で被覆する工法である。

　法面に吹付けられたこれらの混合物においては、それに含有されている接合材が経時的に硬化し、その過程で、基盤材の構成粒子を相互に接合することにより、基盤材の団粒化が進む。そして、接合材の硬化過程と基盤材の構成粒子の団粒化過程で吹付け面に亀裂が発生し、この亀裂から植物種子が発芽成育していく。
　したがって、施工後の吹付け面は、まずもって法面から流亡しないということが必要とされ、そしてそのことを前提とした上で、植物種子の発芽成育を確実たらしめるように保水性と通気性に富むことや、適正な保肥力を有していることが必要とされる。

　なお、上記した基盤材としては、従来から、広葉樹の樹皮に鶏糞や尿素などを添加して長時間堆積することにより発酵させたバーク堆肥や、湿性植物のミズゴケが湿地などで堆積して変質して成る泥炭や、草炭の一種であるピートモスなどが主として用いられている。また、基盤材の構成粒子を接合する接合材としては、一般に、高分子系樹脂ポリマーを主体とするものが用いられている。

　ところで、基盤材の構成粒子を接合する接合材として樹脂ポリマーを用いると、当該樹脂ポリマーの硬化後にあっては、基盤材の構成粒子の表面が乾固状態になり、全体としての保水性や通気性は悪化して植物種子の発芽成育を阻害することが多い。また、真夏の乾燥時期には、保水性が不足しているため基盤材それ自体が完全に乾燥してクラックの発生などが多発し、そこから例えば雨水が浸入して基盤材の法面からの剥落などが起こりやすくなる。更には、樹脂ポリマーは硬化までに数日の期間を要するので、その間に例えば雨などが降ると、吹付け面全体が流亡することもある。

　接合材として樹脂ポリマーを用いたときの上記した問題の発生を防止するためには、例えば、特許第２９３５４０８号公報に記載されているような緑化・土壌安定化用無機質材料を基盤材に配合することの有用性が知られている。
　すなわち、上記した緑化・土壌安定化無機質材料を用いて調製した客土（基盤）で吹付け面を形成すると、その客土（基盤）は、迅速に、保水性や通気性に富むと同時に流亡しない多孔質な団粒と化し、そのことによって植物種子の発芽成育にとって好適な環境が提供されている。

　ところで、従来の基盤材における主原料であるバーク堆肥は、国内木材資源との関係で減少する傾向にある。このため、従来までは廃棄物として処理されていた造成工事現場等から発生する伐採樹木を粉砕してチップ化し、これを植物成育基盤材として用いることでリサイクルと緑化に要するコストの低減に貢献しようとする工法が試みられている。
　しかしながら、未発酵である伐採樹木を植物成育基盤材として用いると、施工した吹付け面においては、その後の発酵によるガスの発生、キノコ類やカビ類の発生などにより、発芽成育すべき植物の成育が妨げられることが多く、成育植物が造成基盤全体を被覆するまでには、一般に、従来工法よりも時間がかかるとされる。

　また、これらの吹付工法には樹脂ポリマーを接合材として用いる方法が一般的であるが、当該樹脂ポリマーは硬化までに数日の期間を要する。そのため、施工後初期の侵食防止効果は少なく、また硬化後にあっては、基盤材の構成粒子の表面が乾固状態になり、真夏の乾燥時期には、保水性が不足して基盤材それ自体が完全に乾燥してクラックの発生などが多発し、そこから例えば雨水が浸入して基盤材の法面からの剥落などが起こりやすくなる。

　本発明は、前記した特許第２９３５４０８号の先行技術の適用を前提とすることにより、接合材として樹脂ポリマーを全く使用することなく、伐採樹木を用いた植物成育基盤材を使用する客土吹付工法または厚層基材吹付工法の提供を目的とする。

　本発明者らは、前記した先行技術の緑化・土壌安定化無機質材料を用いることを前提としたうえで、基盤材の成分、とりわけバーク堆肥の代替品として伐採樹木を用いた植物成育基盤材に関して種々の検討を加えたところ、粘性土壌を併用すると、吹付け施工時に、上記した先行技術の緑化・土壌安定化無機質材料の存在下では、造成基盤は安定化し、また導入植物の発芽生長にとっても有効であるとの事実を見出し、本発明の吹付工法を開発するに至った。

　すなわち、本発明工法で使用される植物成育基盤材は、粉砕された伐採樹木：５０〜９８重量％、および粘性土壌：２〜５０重量％の混合物であることを特徴とする。
　また、本発明においては、上記植物成育基盤材に、植物種子、植物根茎、肥料、接合材、および水を混合し、得られた混合物を地表に吹付けることを特徴とする客土吹付工法または厚層基材吹付工法が提供される。

　とくに、前記接合材は、灰成分１００重量部に対し、硫酸アルミニウム１〜２０重量％、硫酸カルシウム１〜２０重量％、シリカ粉末１〜２０重量％、セメント成分１０〜８０重量％から成る添加剤１０〜５０重量部を混合して成る混合物であることを好適とする客土吹付け工法または厚層基材吹付け工法が提供される。

　本発明で使用される植物成育基盤材を、特許第２９３５４０８号公報等に記載されている緑化・土壌安定化無機質材料と一緒に客土吹付工法や厚層基材吹付工法に用いると、吹付面における種子の発芽成育は良好になり、造成基盤の安定性能を高めるものとなる。したがって、本発明に使用される植物成育基盤材は、伐採樹木を用いた吹付工法の確実性を高めるものであり、環境保全はいうまでもなく工業的価値も極めて大きい。

　まず、本発明で使用される植物成育基盤材について説明する。
　この植物成育基盤材は、粉砕された伐採樹木と粘性土壌を必須成分とする。
　粉砕された伐採樹木は、後述する工法で吹付け面を形成したときに植物種子が発芽成育するための育苗床として機能するものであって、その含有量は５０〜９８重量％に設定される。好ましくは、６０〜９０重量％に設定される。

　含有量が５０重量％より少ない場合には、その基盤材は植物種子の発芽成育に必要な育苗床としての機能が不充分であり、また９８重量％より多くすると、他の成分の含有量が少なくなって保水性や通気性に難点が生ずるとともに、接合材の性能が充分に発揮できなくなる。
　この粉砕された伐採樹木を用いた植物成育基盤材は、樹木の粉砕の仕方、樹木の種類などによって性質が異なってくるが、例えば、３８mmのふるい目を通過する程度の大きさであれば使用可能である。そして、発芽成育させる植物種子や植物根茎との関係で適切な種類の肥料を選定し、それを混合すればよい。

　なお、粉砕された伐採樹木は、粉砕後そのまま積み上げておくと、内部では自然に発酵が進み、１日経過後にあっても、内部の温度は６０〜８０℃程度にまで上昇する。
　本発明の植物成育基盤材で使用する粉砕された伐採樹木は、それが未発酵状態にあるものであってもよく、また、ある時間の経過後に、ある程度の発酵が進んだ状態にあるものであってもよい。

　粘性土壌は、基盤材の保水性と保肥力、更には造成後の植物成育基盤の安定確保に資する成分であって、その含有量は２〜５０重量％に設定される。
　含有量が２重量％より少ない場合は上記した効果が充分に発揮されず、また接合材の性能が充分に発揮できなくなり、また５０重量％より多くすると、他の成分の含有量が少なくなり、それら成分の作用効果は減殺されると同時に、造成される植物成育基盤の重量が増えることによって基盤の滑落が起こりやすくなるなどのような問題も生じてくる。好ましい含有量は１０〜４０重量％である。

　この粘性土壌としては、格別限定されるものではなく、例えば黒ボク土、赤玉土、荒木田土、鹿沼土、フライアッシュ、ベントナイト、焼却灰、汚泥類などをあげることができる。そして、それ自体として保水力・保肥力に優れるものが好適であり、その観点からすると黒ボク土やベントナイトが好適である。これら粘性土壌はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を適宜混合して用いてもよい。

　またこれらの粘性土壌を使用すると、後述する緑化・土壌安定化無機質材料と共存状態で使用した場合、当該緑化・土壌安定化無機質材料の灰成分と同様にエトリンジャイト等の水和物の生成に寄与し、もって基盤材を多孔質な団粒にしてその保水性と通気性の確保に有効であり、かつ造成される植物成育基盤の安定には特に有効であることが明らかとなった。そのことを踏まえて、本発明工法ではこの粘性土壌を基盤材の必須成分として採用しているのである。

　本発明で使用される植物成育基盤材は、上記成分を所定の割合で混合して製造することができる。
　次に、本発明の吹付け工法について説明する。
　まず、客土吹付工法の場合は、上記した植物成育基盤材、植物種子、植物根茎、肥料、接合材、および水の所定量を同時にポンプ式の客土吹付機に投入してこれらを混合し、得られたスラリー状の客土を、空気圧縮機と接続しているノズルから法面に吹付ける。その吹付け面の厚みは１〜３cm程度であり、また主として勾配の緩やかな土砂面や礫質土面に適用する。

　一方、厚層基材吹付工法の場合は、空気圧縮機が接続されているモルタル吹付機に上記した植物成育基盤材、植物種子、植物根茎、肥料、接合材の混合物を投入して撹拌し、更にここに水を加えてノズルから法面に吹付ける。その吹付け面の厚みは３〜１５cm程度であり、主として勾配の急な礫質土面や岩盤面に適用する。
　この両工法において、接合材としては、前記した組成、具体的には特許第２９３５４０８号に記載されている緑化・土壌安定化無機質材料が使用される。

　すなわち、硫酸アルミニウム１〜２０重量％、硫酸カルシウム１〜２０重量％、シリカ粉末１〜２０重量％、セメント成分１０〜８０重量％から成る添加剤を、フライアッシュ、製紙スラジの焼却灰などの灰成分１００重量部に対し、１０〜５０重量部混合して成る混合物、またはこれに更にセラミックス粉末１０重量部以下を混合して成る混合物が使用される。

　この材料中の硫酸アルミニウムと硫酸カルシウムの働きにより、灰成分やクリンカアッシュとの間でエトリンジャイトやケイ酸カルシウム水和物のような自硬性水和物が迅速に形成され、基盤材の構成粒子は、多孔質で保水性と通気性に富む団粒から成る吹付け面を構成し、植物種子の発芽成育に適した環境が形成される。
　なお、接合材としては、上記した緑化・土壌安定化無機質材料を好適例とするが、その外に、例えば、普通のポルトランドセメント、高炉セメントのような無機質の接合材を用いても同様の効果を得ることができる。

　まず、造成工事現場で伐採した樹木を粉砕し、堆積して１〜２日経過した粉砕片（大きさは３８mmのメッシュを通過したもの）を１４００Ｌ（重量で６８０kg）とフライアッシュ３０kgを混合して基盤材とした。
　この基盤材では、前者９６重量％、後者４重量％になっている。
　この基盤材７１０kgに、速効性および遅効性の肥料を合計で１０kg、混合種子２００.８ｇ、植物発芽促進剤２kg、およびα−グリーン（特許第２９３５４０８号相当品の商品名：アルファグリーン社製）８kgを混合した。

　なお、混合種子は、トールフェスク・アリッド３が１５.１ｇ、グリーンピングレッドフェスクが７.３ｇ、バヒアグラスが７.３ｇ、メドハギが１１.３ｇ、ヤマハギが４１.４ｇ、コマツナギが４１.９ｇ、イタチハギが７６.８ｇで構成されている。
　混合物をモルタル吹付機に投入し、更に水を加えてノズルから勾配１／１〜１／０.８の傾斜面に厚み５cmで吹き付けた。

　比較のために、別の場所に、混合種子、肥料は同量にし、基盤材としてバーク堆肥を用いて同様の厚層基材吹付工法を施工した。
　実施例、比較例のいずれにおいても、施工から１０日後程度に発芽が確認された。そして、施工２ヶ月後における植物成育状態を観察した。
　実施例施工と比較例施工のいずれの場合も、客土の全面で発芽成育しているが、実施例施工の場合、比較例施工に比べると若干成育が遅いように感じられた。

　更に、施工１１ヶ月後に、再度植物成育状態を観察した。
　実施例施工、比較例施工のいずれの場合も、本木類を中心にして導入植物は順調に成育しており、成育状態を両施工間で区別をすることが困難であった。
　このようなことから、粉砕された伐採樹木を用いた実施例工法は、バーク堆肥を用いた従来の比較例工法と対比しても遜色のない結果が得られる吹付工法であると確認することができた。

　なお、実施例工法において、施工２週間後から２ヶ月後に亘り、山中式貫入土壌硬度計を用いて土壌硬度を測定したところ、その値は植物の成育にとって好適な２０mm前後で安定していた。すなわち、実施例工法は、導入植物の成育の観点からも、造成基盤の侵蝕防止という観点からも非常に好適な環境を提供できることが確認された。
　なお、それぞれ異なる施工場所において、基盤材における伐採樹木の割合を９０重量％、８５重量％、８０重量％と４水準で振って同様の施工を行ってみたが、実施例の場合と同様の成育状態を確認することができた。

　本発明は、資源的に減少しつつあるバーク堆肥を用いた吹付工法に代替できる吹付工法になり得る。

Claims (5)

1. 　粉砕された伐採樹木：５０〜９８重量％、および粘性土壌：２〜５０重量％の混合物である植物成育基盤材に、植物種子、植物根茎、肥料、水、および接合材を混合し、得られた混合物を地表に吹付けることを特徴とする客土吹付工法または厚層基材吹付工法。
2. 　前記粘性土壌が、黒ボク土、赤玉土、荒木田土、鹿沼土、ベントナイト、フライアッシュ、焼却灰、汚泥の群から選ばれる少なくとも１種である請求項１の客土吹付工法または厚層基材吹付工法。
3. 　前記接合材が無機質材料である請求項１の客土吹付工法または厚層基材吹付工法。
4. 　前記接合材は、灰成分１００重量部に対し、硫酸アルミニウム１〜２０重量％、硫酸カルシウム１〜２０重量％、シリカ粉末１〜２０重量％、セメント成分１０〜８０重量％から成る添加剤１０〜５０重量部を混合して成る混合物である請求項１の客土吹付工法または厚層基材吹付工法。
5. 　前記接合材は、灰成分１００重量部に対し、硫酸アルミニウム１〜２０重量％、硫酸カルシウム１〜２０重量％、シリカ粉末１〜２０重量％、セメント成分１０〜８０重量％から成る添加剤１０〜５０重量部、および、セラミックス粉末１０重量部以下を混合して成る混合物である請求項１の客土吹付工法または厚層基材吹付工法。