JP2005068991A - 基盤に混合する添加物及び基盤工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 土層の硬化を防止できるとともに、排水処理が積極的に行えて水たまりの発生を絶無にできる、基盤に混合する添加物と基盤工法の提供を課題とする。
【解決手段】 少なくとも弾力性及び不朽性を有する自然発生素材を略「へ」字状に曲折した繊維状に形成して添加物１４を構成する。そして、その添加物１４と土壌１２とを混合した混合土１６によって基盤２０を施工する。更に、その混合土１６を敷均した路床２４を排水路２６に向かって傾斜させ、混合土１６から排水される水が流入する排水口２８を排水路２６に設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、園庭や校庭、道路等の基盤となる土壌に混合する添加物と基盤工法に関する。

図７で示すように、従来、公園等の園庭や学校等の校庭としての基盤４０は、火山砂利層４４の上に土層４２を敷均してなり、土層４２及び火山砂利層４４に浸透した雨水等は、火山砂利層４４の下に設置された暗渠排水４６によって排水されるようになっている。

しかしながら、このような基盤４０では、人Ｐの踏圧により、土層４２が硬化するため、雨水が暗渠排水４６まで浸透せず、排水不良になって、その表面４０Ａに水たまり４８が多くできることがあった。水たまり４８が多くできると、表面４０Ａは泥化し、基盤４０の回復が遅延する不具合が発生する。また、その水たまり４８に植物の種子などが存在していると、雑草などが生えやすくなる。更に、泥化したものが風によって埃となり、飛散する問題もある。

そのため、従来では、鳥の羽毛の外観を呈するか、又は直径０．１ｍｍ〜５ｍｍ、長さ１０ｍｍ〜１００ｍｍの杉や桧の寸断物を土壌に混入して土層４２のクッション性を向上させ、土層４２の硬化を防ぐようにしていた（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような寸断物では充分なクッション性能が得られず、かつ、排水処理も積極的に行われないため、水たまり４８の発生を完全になくすことはできなかった。
特許第３０７５６４８号公報

そこで、本発明は、土層の硬化を防止できるとともに、排水処理が積極的に行えて水たまりの発生を絶無にできる（排水性に優れる）、基盤に混合する添加物と、基盤工法を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の基盤に混合する添加物は、少なくとも弾力性及び不朽性を有する自然発生素材を略「へ」字状に曲折した繊維状に形成してなることを特徴としている。

請求項１の発明では、基盤に混合する添加物が、少なくとも弾力性及び不朽性を有する自然発生素材を、略「へ」字状に曲折した繊維状に形成して構成される。このような形状に形成された添加物は、更にその弾力性を向上させることができる。したがって、この添加物を土壌に混合したときには、その弾力性により土壌内に多くの気相を形成することができ、その土層のクッション性を向上させることができる。しかも、この添加物は不朽性も有しているので、そのクッション性が失われることはない（土層の硬化を防止できる）。また、雨が降っても、土層内には多くの気相が存在しているので、その雨水等はすばやく浸透し、基盤の表面は短時間で乾燥する（排水性に優れる）。

また、請求項２に記載の基盤に混合する添加物は、請求項１に記載の添加物において、前記自然発生素材がリサイクル可能な素材であることを特徴としている。

請求項２の発明では、自然発生素材がリサイクル可能な素材であるため、環境によい。

また、請求項３に記載の基盤工法は、請求項１又は２に記載の添加物と土壌とを混合した混合土によって基盤を施工することを特徴としている。

請求項３の発明によれば、土壌に混ぜる添加物は弾力性を有しているので、その混合土によって施工された基盤の混合土層の中には多くの気相が存在する。したがって、雨が降っても、その雨水等はすばやく浸透し、基盤の表面は短時間で乾燥する（排水性に優れる）。このため、水たまりは一切発生せず、よって、雑草が生えるような不具合は起きない。また、気相に水が溜まって表面が泥化しないので、防塵性にも優れる。更に、混合土層内には多くの気相が存在することから、混合土層は硬化せず、クッション性に優れた基盤を得ることができる。しかも、この添加物は不朽性も有しているので、そのクッション性が失われることがない。

また、請求項４に記載の基盤工法は、請求項３に記載の基盤工法において、前記混合土を敷均した路床を排水路に向かって傾斜させ、該混合土から排水される水が流入する排水口を前記排水路に設けたことを特徴としている。

請求項４の発明によれば、混合土層を浸透してきた雨水等の排水を積極的に排水路に流入させることができる。つまり、排水処理が良好に行われるので、雨が降っても基盤の表面を極めて短い時間で乾燥させることができる。

以上、何れにしても本発明によれば、排水性に優れ、かつクッション性及び防塵性に優れた基盤を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を基に詳細に説明する。園庭や校庭、道路等の基盤となる土壌に混合する添加物は、少なくとも弾力性及び不朽性を有する（好ましくは弾力性、不朽性の高い）自然発生素材を叩くか、又は溶解して製造され、その形状は略「へ」字状に曲折した繊維状に形成される。

ここで言う自然発生素材とは、例えば杉や桧などの樹木（樹皮）等の植物であり、リサイクル可能な素材であることが環境上好ましい。また、この自然発生素材は、抗菌性も有していることが好ましい。ただし、抗菌性は経時的に低下するので、その場合には、フルボ酸主成分のフミン物質を添加して、抗菌力の喪失を防ぐ（抗菌性を持続させる）ようにすることが好ましい。

何れにしても、このような繊維状の添加物１４を土壌１２に混合する。すなわち、図１で示すように、土壌１２と添加物１４とを別々にベルトコンベア等の搬送手段１８により専用のミキサー１０に投入する。そして、このミキサー１０で両者を混合して混合土１６を製造する。ここで、専用のミキサー１０を使用するのは、土壌１２と添加物１４との均等撹拌が非常に難しいためである。

図２で示すように、このミキサー１０内には、互い違いに噛合する２本のスクリュー１１が備えられ、ミキサー１０の下部には高周波（超音波）発生装置１３が配設されている。したがって、土壌１２と添加物１４は、２本のスクリュー１１による混合と同時に、高周波（超音波）発生装置１３により与えられる適度な振動によって均等に混合される。

なお、スクリュー１１は２本に限定されるものではなく、大型のスクリューが１本だけ備えられて構成されてもよい。また、このときの土壌１２と添加物１４との混合比率は、体積比で、土壌１２が１００％に対し、添加物１４が１０％〜３０％であることが好ましい。また、最適な土質にするため、用途に応じて砂や炭などの湿潤材を混入してもよい。

こうしてできた混合土１６により基盤２０を施工する。表１は、その混合土１６の一例を示す成分表である。この表１で示す炭素率（Ｃ／Ｎ）の数値が高ければ高いほど不朽性が増すことが知られており、１００以上が好ましいとされている。この場合の混合土１６の炭素率（Ｃ／Ｎ）は１４７なので、その不朽性はかなり高い。

また、この添加物１４は、弾力性を有する自然発生素材を略「へ」字状に曲折させたので、その曲折部分にバネ性を持たせることができ、更に弾力性を向上させることができる。したがって、それが混合された混合土１６は弾力性に優れる。

表２、表３は、その混合土１６と、添加物１４を混合していない土壌１２との弾力性を比較した表である。表２では３５０ｋｇ／ｍ²の荷重で所定面積内の混合土１６と土壌１２とを押圧した場合の比較結果及び復元率が示され、表３では各ボールを１ｍの高さから落下させたときのバウンド高さにより導き出される反発率が示されている。これらの表から混合土１６が弾力性（クッション性）に優れていることが判る。

したがって、このような混合土１６によって基盤２０が施工されることにより、クッション性に優れた基盤２０が得られることになる。しかも、上記したように、この添加物１４は不朽性を有しているので、そのクッション性が失われるような不具合が起きない。なお、混合土１６によって形成される混合土層２２（図３、図４参照）の厚さは１０ｃｍ〜３０ｃｍが好適である。

また、図３、図４で示すように、添加物１４を上記形状として弾力性を向上させたことにより、混合土層２２内には気相Ａが多く存在する。これは、人Ｐの踏圧などによって混合土層２２内に振動が発生すると、添加物１４が有する弾力性により、混合土層２２内に空隙ができるからである。したがって、この基盤２０のクッション性を更に向上させることができ、人Ｐの踏圧による硬化を防止することができる。

また、この混合土層２２内には、常に多くの気相Ａが存在することから、雨水等が浸透しやすい（透水性、排水性がよい）。表４は、その混合土１６と、添加物１４の代わりに砂が混合された土壌１２との排水性を比較した表である。この表４では、下部に排水口が設けられた２０ｃｍの高さの筒（図示省略）に、それぞれ混合土１６と土壌１２とを１４ｃｍの高さまで充填し、残りの６ｃｍの高さまで水を注水したときの排水時間を連続して３回測った場合の比較結果が示されている。

この表４から明らかなように、３回目の排水実験では混合土１６の方が土壌１２よりも排水性が向上している。つまり、雨のように長時間（大量に）降水する場合の透水性、排水性は、混合土１６の方が土壌１２よりも優れている。これは土壌１２の方が混合土１６よりも泥化するためと考えられる。

また、図５には添加物１４を混合していない通常の土壌１２と混合土１６の降雨後における土壌硬度の経時変化を比較したグラフが示されている。すなわち、縦軸に土壌硬度をとり、横軸に経過時間をとっている。このグラフから、混合土１６の方が、より早く（６時間も早く）その地表を乾燥させることができ、略一定の土壌硬度を保てることが判る。つまり、混合土１６は保水力に優れながら、その強度が低下することはなく、地表の復元力に優れることが判る。

したがって、この混合土層２２の場合には、雨が降ってもその雨水等は速やかにその深部へ浸透し、基盤２０の表面２０Ａに水たまりができることは一切ない。よって、雑草なども生えにくい。また、雨水等は混合土層２２の深部内に保水される（気相Ａに溜まる）ので、その表面２０Ａは泥化しにくい（より早く乾燥する）。したがって、風によって埃が立つこともなく、防塵性に優れる。また、このことから、寒冷地においては、霜柱の発生を防止することができ、土壌の保温性にも優れることから、早期の融雪にも効果がある。

また、基盤２０の周囲には、図３、図４の紙面に垂直な方向で所定角度傾斜し、所定の場所へ排水を流出させる断面視略「Ｕ」字型となる排水路（以下、「Ｕ字型排水路」という）２６を敷設するのが好ましい。そして更に、混合土層２２を敷均する路床２４の表面２４Ａに、Ｕ字型排水路２６の側壁２６Ａに向かって所定角度θ（例えば、ｔａｎθ＝２／１００）水平方向に対して傾斜する流路勾配を付けるのが好ましく、そのＵ字型排水路２６の側壁２６Ａにおいて、路床２４の表面２４Ａと略同じ高さ位置に、排水が流入可能なように、排水口２８を穿設するのが好ましい。

このような設備を敷設すると、混合土層２２内を浸透して深部、即ち路床２４の表面２４Ａまで達した雨水等の排水は、その傾斜した表面２４Ａを伝わって排水口２８からＵ字型排水路２６内に積極的に流れ込むため、混合土層２２内の保水量を速やかに低減させることができる。したがって、基盤２０の表面２０Ａを極めて短い時間で乾燥させることができ、基盤２０を常に乾燥した状態（良好な状態）に維持することができる。つまり、基盤２０における排水処理が積極的に行われるので、雨があがれば、その基盤２０（校庭等）を速やかに使用することが可能となる。

また、図６では、添加物１４が混合された砕石路盤土層３２の表面をアスファルト３４で舗装してなる道路３０が示されている。このような道路３０によれば、その砕石路盤土層３２内には、添加物１４によって気相Ａが多く存在しているので、アスファルト３４を透過した雨水等の排水は、砕石路盤土層３２内をすばやく浸透し、図３、図４で示すような流路勾配を付けた路床２４によって積極的に排水される。したがって、特に寒冷地においては、道路３０における凍上災害を防止することができる。

以上、説明したように、土壌１２に添加物１４が混合された混合土１６によって基盤２０を施工したので、その混合土層２２内には多くの気相Ａが形成される。このため、排水性に優れ、かつクッション性及び防塵性に優れた基盤２０が得られる。また、特に寒冷地においては、霜柱の発生防止や早期の融雪効果に優れ、凍上災害の防止まで図れる。なお、このような気相確保材としての添加物１４は、略「へ」字状に曲折した繊維状に形成されていれば、その大きさ（長さ）は特に限定されるものではない。

本発明に係る添加物と土壌とを混合するミキサーを示す全体概略説明図 ミキサーの構造を示す概略説明図 本発明に係る基盤を示す概略説明図 本発明に係る基盤を示す概略説明図 通常の土壌と混合土の降雨後の土壌硬度を比較するグラフ 本発明に係る道路基盤を示す概略説明図 従来の基盤を示す概略説明図

符号の説明

１２ 土壌
１４ 添加物
１６ 混合土
２０ 基盤
２２ 混合土層
２４ 路床
２６ Ｕ字型排水路
２８ 排水口
３０ 道路
３２ 砕石路盤土層
３４ アスファルト

Claims (4)

1. 少なくとも弾力性及び不朽性を有する自然発生素材を略「へ」字状に曲折した繊維状に形成してなる、基盤に混合する添加物。
2. 前記自然発生素材はリサイクル可能な素材であることを特徴とする請求項１に記載の基盤に混合する添加物。
3. 請求項１又は２に記載の添加物と土壌とを混合した混合土によって基盤を施工することを特徴とする基盤工法。
4. 前記混合土を敷均した路床を排水路に向かって傾斜させ、該混合土から排水される水が流入する排水口を前記排水路に設けたことを特徴とする請求項３に記載の基盤工法。

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