JP2005256322A

JP2005256322A - クレイグラウンド用混合土及びクレイグラウンド工法

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Publication number: JP2005256322A
Application number: JP2004066556A
Authority: JP
Inventors: Akira Otsu; 彰大津
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】良好な保水性と透水性を持つクレイグラウンドの表層を形成するための混合土を提供する。
【解決手段】この混合土は、針葉樹皮を切削してなる繊維状針葉樹皮と、ベントナイトなどの建設汚泥にセメントを添加して固化させたリサイクル石と、土砂とが混合されてなる。繊維状針葉樹皮の平均繊維長は２０ｍｍ以下が好ましい。リサイクル石の平均粒径は６ｍｍ以下が好ましい。土砂の平均粒径は５ｍｍ以下が好ましい。混合土中における各々の混合割合は、以下のとおりである。繊維状針葉樹皮は２０〜４０質量％程度、及びリサイクル石は１０〜３０質量％程度であり、土砂は残部である。この混合土を用いてクレイグラウンドを得るには、基盤上に、上記リサイクル石よりも平均粒径の大きいリサイクル粗石を敷均して基層を形成する。基層上に、混合土を敷均して表層を形成する。また、所望により、表層上に、表面処理を行う。
【選択図】なし

Description

本発明は、運動場、野球場内野、テニスコートなどのクレイグラウンドを新設又は改修する際に使用する混合土に関し、特に、透水性、保水性及びクッション性に優れたクレイグラウンドを得るための混合土に関するものである。

古くから、クレイグラウンドの表層には、一般的に天然土が多く用いられてきた。しかしながら、天然土の場合、日照り続きのとき、表層の天然土が硬化し、足への負担が増大するという欠点があった。また、降雨量が多いとき、排水性が悪く、表層が泥土化するという欠点もあった。

このため、従来より、保水性の良好な土や、排水性若しくは透水性の良好な土を混合して、クレイグラウンドの表面の硬化及び泥土化を防止することが行われている。しかしながら、保水性と排水性（透水性）とは、相反する性能であるため、両者を並立させることは、困難なことであった。さらに、クレイグラウンドには、足への負担を軽減するため、適度なクッション性も要求されるため、単なる土の混合では、所望のクレイグラウンドを得ることは困難であった。

ところで近年、クレイグラウンドなどの土壌表面に、適度なクッション性を与えるために、スギやヒノキなどの針葉樹の皮層を切削してなる繊維状針葉樹皮を用いることが、行われている（特許文献１）。特に、特許文献１には、繊維状針葉樹皮と土とを混合して、土壌表面を形成することも記載されている。

特許第３０７５６４８号公報（第１〜２頁の特許請求の範囲、特に請求項１２）

しかしながら、繊維状針葉樹皮と土とを混合して、グレイグラウンドの表層を形成しても、適度のクッション性を与えることはできるが、良好な保水性と排水性を得ることはできなかった。

本発明者などは、この点に関して鋭意研究していたところ、繊維状針葉樹皮と土との混合物に、さらに特定の石を混合すると、良好な保水性と透水性が得られることを見出した。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明は、針葉樹皮を切削してなる繊維状針葉樹皮と、ベントナイトなどの建設汚泥にセメントを添加して固化させたリサイクル石と、土砂とを混合してなることを特徴とするクレイグラウンド用混合土に関するものである。

本発明において使用する繊維状針葉樹皮は、針葉樹の皮層を切削して得られる繊維状のものである。針葉樹としては、スギ、ヒノキ、ヒバなどが用いられる。この針葉樹の皮層は、抗菌性があり、難分解性であるため、その繊維状物をクレイグラウンドの表層に用いても、腐食しにくく、しかも抗菌作用を与えるので、好ましいものである。また、この皮層を切削して繊維状としたものを、クレイグラウンドの表層に用いると、適度なクッション性を与えることができる。また、繊維状であるため、繊維状物相互間に多数の空隙が形成され、透水性や保水性にも寄与するものである。繊維状とは、針葉樹皮が細長く形成されているという程度の意味である。一例を挙げれば、直径０．１ｍｍ〜５ｍｍ、長さ１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度のものである。本発明においては、繊維状針葉樹皮として、平均長さ２０ｍｍ以下のものを使用するのが好ましい。その平均長さが２０ｍｍを超えると、繊維状針葉樹皮同士が絡み合いやすくなり、リサイクル石や土砂と均一に混合しにくくなる傾向が生じる。

本発明において使用するリサイクル石とは、ベントナイトなどの建設汚泥にセメントを添加して固化させたものである。このリサイクル石は、ポリナイトなる商標で市販されているものである。建設汚泥は、基本的には、ベントナイトなどの土と石を主成分とするものである。したがって、リサイクル石も、基本的には、土と石とセメントよりなるものであり、保水性の良好なものである。リサイクル石は、任意の粒径に調整しうるものであるが、本発明においては、平均粒径が６ｍｍ以下とするのが好ましい。平均粒径が６ｍｍを超えると、土砂の粒径差が大きくなり、クレイグラウンド表面の均一性が阻害される傾向が生じる。なお、このリサイクル石の製造方法などは、特許第３００１８１３号公報に詳細に記載されている。

本発明においては、繊維状針葉樹皮とリサイクル石の他に、土砂が用いられる。この土砂としては、天然土、人工土及び川砂などが単独で又は混合して用いられる。天然土としては、まさ土、荒木田土、赤土、黒土（畑土）などが用いられる。人工土としては、アンツーカなどが用いられる。川砂としては、細目砂、中目砂、荒目砂などが用いられる。本発明においては、平均粒径５ｍｍ以下の土砂を用いるのが好ましい。この程度の粒径の土砂を用いるのが、クレイグラウンド用としては適しているからである。

本発明に係る混合土は、上記した繊維状針葉樹皮とリサイクル石と土砂とを混合してなるものである。混合比は、基本的には任意であるが、繊維状針葉樹皮が２０〜４０質量％程度、リサイクル石が１０〜３０質量％程度で、残部は土砂よりなるものが好ましい。繊維状針葉樹皮の混合比を２０〜４０質量％とするのが好ましいとした理由は、以下のとおりである。すなわち、（ｉ）繊維状針葉樹皮２０質量％とまさ土８０質量％とを混合した試料、（ii）繊維状針葉樹皮３０質量％とまさ土７０質量％とを混合した試料、（iii）まさ土１００質量％からなる試料について、ＪＩＳＡ１２１８（定水位法）の記載に準拠して、５０日間に亙って連続して透水性試験を行ったところ、（iii）の試料の透水係数が３×１０^-4ｃｍ／ｓｅｃ未満であったのに対して、（ｉ）及び（ii）の試料の透水係数が３×１０^-4ｃｍ／ｓｅｃ以上であったことによる。なお、繊維状針葉樹比の混合比が４０質量％を超えると、リサイクル石及び土砂の混合割合が相対的に低下するので、クレイグラウンドとしては、適当でない傾向が生じる。

また、リサイクル石の混合比を１０〜３０質量％とするのが好ましいとした理由は、後述する実施例の結果に基づいている。すなわち、リサイクル石の混合比を１０質量％未満とすると、保水性及び透水性共に低下する傾向が生じる。なお、リサイクル石の混合比が３０質量％を超えると、繊維状針葉樹皮及び土砂の混合割合が低下し、クッション性が低下する傾向が生じる。

本発明に係る混合土を用いてクレイグラウンドを得る工法（クレイグラウンド工法）は、以下のとおりである。まず、基盤（路床ともいう。）上に、混合土に用いているリサイクル石よりも平均粒径の大きいリサイクル粗石を敷均する。上記したように、リサイクル石は任意の粒径に調整しうるものであるから、混合土中のリサイクル石よりも平均粒径の大きいリサイクル粗石は、容易に準備しうる。リサイクル粗石を敷均して基層を形成した後、この基層上に、上記した混合土を敷均して表層を形成する。表層を形成した後、所望により、表層上に表面処理を施してもよい。表面処理の例としては、表層安定剤としてバインダーの役割をする塩化カルシウムや塩化マグネシウムなどの潮解性塩類を散布することが挙げられる。また、所望により、潮解性塩類に化粧砂を混合しておいてもよいし、潮解性塩類の散布と共に化粧砂を散布してもよい。

このクレイグラウンド工法によって得られたクレイグラウンドは、基盤、リサイクル粗石よりなる基層、混合土よりなる表層、及び所望により潮解性塩類や化粧砂よりなる表面処理層の順に積層された構造となっている。また、基層は概ね１５０ｍｍ程度の厚さの層であり、表層は概ね１００〜１５０ｍｍ程度の厚さの層とすればよい。このようなクレイグラウンドは、降雨時においては、雨水は表層を通過して、基層へ排水され、水はけが良好である。また、日照り続きのときでも、表層にある程度の水が含水されているので、表層の硬化の程度が少なく、足への負担も少ない。なお、従来のクレイグラウンドは、一般的に、基層と表層との間に、クッション性の層として中層を設けていた。しかるに、本発明に係るクレイグラウンドは、表層が適度のクッション性を持っているため、この中層を設ける必要がない。

本発明に係る混合土は、後述する実施例によって実証されるように、保水性及び透水性に優れたものであり、これを用いてクレイグラウンドの表層を形成すれば、日照り続きのときであっても、表層の硬化が少なく、足への負担を軽減しうるという効果を奏する。また、降雨量が多いときであっても、降雨を良く基層へ透水するので、表層が泥土化するのを防止しうるという効果を奏する。

また、本発明に係る混合土が敷均されてなる表層は、繊維状針葉樹皮が存在するため、適度のクッション性を有する。したがって、従来のクレイグラウンドに、クッション性を与えるために設けられていた中層（表層と基層の間に設けられた層）を、省略できるため、クレイグラウンド工法を単純化しうるという効果も奏する。さらに、混合土に使用する材料が、針葉樹皮とリサイクル石という廃棄物のリサイクル品であるから、地球環境の保全にも役立つという効果を奏する。

以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、繊維状針葉樹皮とリサイクル石と土砂とを混合してなる混合土は、保水性と透水性の両者の性能を並立しうるとの知見に基づくものであるとして、解釈されるべきである。

実施例１
スギ及びヒノキの皮層を切削してなる、平均長さ２０ｍｍ以下の繊維状針葉樹皮３０質量％と、平均粒径５ｍｍ以下のリサイクル石（商標「ポリナイト」）３０質量％と、まさ土４０質量％とを混合して混合土を得た。

実施例２
スギ及びヒノキの皮層を切削してなる、平均長さ２０ｍｍ以下の繊維状針葉樹皮３０質量％と、平均粒径５ｍｍ以下のリサイクル石（商標「ポリナイト」）２０質量％と、まさ土５０質量％とを混合して混合土を得た。

実施例３
スギ及びヒノキの皮層を切削してなる、平均長さ２０ｍｍ以下の繊維状針葉樹皮３０質量％と、平均粒径５ｍｍ以下のリサイクル石（商標「ポリナイト」）１０質量％と、まさ土６０質量％とを混合して混合土を得た。

比較例１
スギ及びヒノキの皮層を切削してなる、平均長さ２０ｍｍ以下の繊維状針葉樹皮３０質量％と、まさ土７０質量％とを混合して混合土を得た。

比較例２
まさ土１００質量％からなる土を得た。

まず、実施例１〜３及び比較例１、２で得た混合土及び土について、ＪＩＳＡ１２１０記載の方法に準拠して、突固めによる土の締固め試験を行い、乾燥密度−含水比曲線を得た後、最大乾燥密度（以下、これを「γｄ_max」という。なお、最大乾燥密度の単位はｇ／ｍ³である。）及び最適含水比（以下、これを「ｗ_max」という。なお、最適含水比の単位は％である。）を得た。また、乾燥密度−含水比曲線に基づいて最大乾燥密度の９５％の乾燥密度（以下、これを「９５％γｄ_max」という。なお、乾燥密度の単位はｇ／ｍ³である。）と、当該乾燥密度における含水比（以下、これを「９５％ｗ_max」という。なお、含水比の単位は％である。）を求めた。この結果を表１に示した。

［表１］
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γｄ_max ｗ_max ９５％γｄ_max ９５％ｗ_max
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実施例１ 1.335 30.5 1.268 19.5
実施例２ 1.365 26.0 1.297 17.4
実施例３ 1.465 24.5 1.392 17.6
比較例１ 1.643 19.2 1.561 10.0
比較例２ 1.845 14.9 1.753 9.5
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［透水性試験］
実施例１〜３及び比較例１、２で得た混合土及び土の含水比を９５％ｗ_maxに調整したものを試料とし、ＪＩＳＡ１２１８（定水位法）の記載に準拠して、透水係数（ｃｍ／ｓｅｃ）を測定した。この結果を表２に示した。
［表２］
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透水係数（ｃｍ／ｓｅｃ）
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実施例１６．２０×１０^-3
実施例２３．６２×１０^-3
実施例３２．８０×１０^-3
比較例１８．４０×１０^-4
比較例２２．５０×１０^-4
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［保水性試験（自然乾燥）］
実施例１〜３及び比較例１、２で得た混合土及び土の含水比をｗ_maxに調整したものを試料とし、モールド内にて突固め、脱型する。脱型した試料を、直射日光の当たらない場所に放置し、経過時間と含水比の関係を求めた。この結果を表３に示した。
［表３］
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含水比（％）
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経過日数０日１日２日３日４日５日６日７日８日９日
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実施例１ 26.0 21.1 16.2 11.6 9.5 8.1 7.5 9.0 6.8 6.5
実施例２ 24.0 19.4 15.0 11.0 9.0 8.3 7.6 7.2 7.0 6.8
実施例３ 20.0 15.9 11.9 8.5 6.7 5.9 5.3 5.0 4.9 4.7
比較例１ 17.0 12.7 8.9 6.4 5.1 4.8 4.5 4.4 4.2 4.2
比較例２ 14.9 9.1 5.7 4.4 3.9 3.6 3.4 3.2 − −
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［保水性試験（送風乾燥）］
実施例１〜３及び比較例１、２で得た混合土及び土の含水比をｗ_maxに調整したものを試料とし、モールド内にて突固め、脱型する。脱型した試料を、直射日光の当たらない場所に置いて、扇風機による送風を連続して行い、経過時間と含水比の関係を求めた。この結果を表４に示した。
［表４］
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含水比（％）
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経過日数０日 0.25日１日２日３日４日５日６日７日８日９日
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実施例１ 26.0 22.6 16.0 12.5 11.5 11.2 10.6 9.9 9.4 8.9 8.7
実施例２ 22.0 19.0 13.8 10.9 9.8 9.4 8.9 8.3 7.6 7.1 6.6
実施例３ 22.0 18.5 12.5 9.9 8.6 7.9 7.0 6.5 5.9 5.3 5.1
比較例１ 17.0 14.4 8.5 6.9 6.4 6.2 5.8 5.5 5.3 5.2 5.0
比較例２ 14.9 8.8 4.3 1.5 0.8 0.6 0.3 0.3 0.3 − −
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表２の結果から明らかなように、実施例１〜３に係る混合土は、比較例１及び２に係る混合土及び土に比べて、いずれも透水係数が高い。一般的に、クレイグラウンドの透水性に関しては、以下のような基準が設けられている。
透水性優秀：透水係数２．８×１０^-3ｃｍ／ｓｅｃ以上
透水性良好：透水係数８．３×１０^-4〜２．８×１０^-3ｃｍ／ｓｅｃ
透水性やや不良：透水係数２．８×１０^-4〜８．３×１０^-4ｃｍ／ｓｅｃ
透水性不良：透水係数２．８×１０^-4ｃｍ／ｓｅｃ以下
したがって、実施例１〜３に係る混合土を用いれば、透水性の優秀なクレイグラウンドの表層が得られることが分かる。

また、表３及び表４の結果から明らかなように、実施例１〜３に係る混合土は、比較例１及び２に係る混合土及び土に比べて、１０日程度経過後においても、含水比が高くなっている。したがって、実施例１〜３に係る混合土を用いれば、保水性の良好なクレイグラウンドの表層が得られることが分かる。

Claims

針葉樹皮を切削してなる繊維状針葉樹皮と、ベントナイトなどの建設汚泥にセメントを添加して固化させたリサイクル石と、土砂とを混合してなることを特徴とするクレイグラウンド用混合土。
繊維状針葉樹皮の平均繊維長が２０ｍｍ以下であり、リサイクル石の平均粒径が６ｍｍ以下であり、土砂の平均粒径が５ｍｍ以下である請求項１記載のクレイグラウンド用混合土。
繊維状針葉樹皮：２０〜４０質量％、リサイクル石：１０〜３０質量％、土砂：残部よりなる請求項１記載のクレイグラウンド用混合土。
基盤上に、請求項１記載のリサイクル石よりも平均粒径の大きいリサイクル粗石を敷均して基層を形成し、該基層上に、請求項１記載のクレイグラウンド用混合土を敷均して表層を形成することを特徴とするクレイグラウンド工法。
表層上に、さらに表面処理を行う請求項４記載のクレイグラウンド工法。
基盤、請求項４記載の基層及び請求項４記載の表層の順に積層されてなる積層構造を持つことを特徴とするクレイグラウンド。