JP2005264548A - 法面施工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 自然界にない有機合成化合物を用いずに、法面の耐久性や透水性を十分に確保して、残土等の安全性を図り、環境保護に資する一方、雑草の生育を抑制することができる法面施工法を提供する。
【解決手段】 土壌とセメントと無機塩類とを水で練り合わせ、得られた湿潤組成物を法面に施工して法面を保護する。このように、組成物に無機塩類を含有させることによって、該組成物の養生により得られる構造物の強度、耐久性及び透水性を向上させることができると共に、組成物は自然界に存在する無機物成分のみで構成されることになり、たとえ法面補強を破壊したときに発生した残土等を廃棄しても、周囲の自然環境に悪影響を与えることがなく、環境を保護することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、山間部の傾斜面、路肩等のいわゆる法面の施工方法に関し、環境保護に対応した法面施工法の技術分野に属する。

一般に、木材伐採や林道造成等によって形成される山間部の傾斜面等のいわゆる法面は、そのまま放置すると雨水や風雪によって容易に侵食、風化、崩壊し、土石流や泥流などの災害を発生させる可能性がある。ここで、コンクリート、モルタル等の組成物で法面表面を覆い固めて法面の耐久力を増す方法が提案されているが、組成物の養生で得られた構造体が水密性の高い材料及び構造とされている場合、該構造体の法面側に塞き止められた雨水が多量に蓄えられてその水圧で構造体が決壊するという問題や、地中への雨水の自然浸透の減少によって側溝や下水道施設への処理負担が増加したり、補強された法面において土壌水分が不足することから生態系に悪影響を及ぼす等の問題がある。

これに対処するものとして、例えば特許文献１に記載の方法は、珪藻土及び真砂土に、アクリル酸・メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物を含む水溶液とセメント系固化材とを添加して混練し、この混練物を法面に吹き付け固化させることにより、立体網目構造を基本とする土壌層を形成させて、法面を補強すると共に該法面の通気性、透水性、保水性を確保し、法面を植物の生育に適した環境とするものである。

特開２００２−１３１４６号公報

ところで、特許文献１に記載の方法は、混練物中に合成高分子化合物を含むため、環境への影響が懸念される。すなわち、上記合成高分子化合物は、生分解性がないので、この法面補強を破壊したときに発生した残土等をそのまま廃棄すれば自然界に残存して生態系に悪影響を及ぼす可能性がある。

また、特許文献１に記載の方法は、法面を植物の生育に適した環境として法面緑化を図るものであるが、場合によっては逆に、例えば雑草によって景観が損なわれたりすることがあるから法面に雑草等を生やしたくないこともある。

そこで、本発明は、自然界にない有機合成化合物を用いずに、法面の耐久性や透水性を十分に確保して、残土等の安全性を図り、環境保護に資する一方、雑草の生育を抑制することができる法面施工法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、法面施工法であって、土壌とセメントと無機塩類とを水で練り合わせ、得られた湿潤組成物を法面に施工して法面を保護することを特徴とする。

次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の法面施工法において、土壌を１００重量部、セメントを５〜２０重量部、及び無機塩類を０．１〜５．０重量部配合することを特徴とする。

次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の法面施工法において、骨材を最大３０重量部含有することを特徴とする。

次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項１から請求項３のいずれかに記載の法面施工法において、無機塩類は、アンモニウム塩類、ナトリウム塩類、カリウム塩類、カルシウム塩類、マグネシウム塩類、アルミニウム塩類、または鉄化合物の中から選ばれた１又は２以上を混合したものであることを特徴とする。

そして、請求項５に記載の発明は、上記請求項１から請求項４のいずれかに記載の法面施工法において、無機塩類は、塩化アンモニウムと、炭酸カリウムと、硫酸鉄と、塩化カルシウムと、塩化マグネシウムとを混合したものであることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、組成物に無機塩類を含有させることによって、組成物は自然界に存在する無機物成分のみで構成されることになり、たとえ法面補強を破壊したときに発生した残土等を廃棄しても、周囲の自然環境に悪影響を与えることがなく、環境を保護することができる。

また、無機塩類を土壌及びセメントと混練して養生すると、透水性に優れつつ、結合力が強く緻密で強固な構造体が得られるから、混練後の湿潤組成物を法面に吹き付けたり、練り込んだり、転圧・展圧する等の方法で施工することにより、法面の強度、耐久性を向上しつつ、雨水等を良好に透過させて決壊等による土石流や泥流などの災害を未然に防止することができる。

すなわち、無機塩類を土壌及びセメントと混練すると、湿潤組成物に存在する無機塩類のイオンによって電子濃度が高くなり、ケイ酸カルシウムやシリカ等の無機成分のイオン化反応が活性化され、このような触媒的な作用の結果として、土壌やセメント同士の凝結、硬化が促進されると共に、さらにその場合に凝結、硬化の支障となる水酸基やカルボン酸基を有するイオン化速度の低い有機化合物が活性化した無機イオン間の速やかな結合反応に寄与する確率が低減されて、これらの相乗効果により、無機成分間の結合力が大きく、強固で緻密な構造体が得られることになる。

本発明で使用可能な土壌としては、例えば、真砂土、山土、山砂、川土、川砂、荒木田土、砂質ローム、砂岩、しらす等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。また、粒径は、例えば０．３〜５ｍｍの範囲で分布しているものが好ましく、０．５〜２ｍｍの範囲内のものが特に好適に使用可能である。また、黄土や赤土、あるいは黒土（火山灰腐食土壌）等、元来有色である土質材料を用いてもよく、一方、白色の土質材料を使用するときは、適宜顔料で着色してもよい。

ところで、雑草は、生育するために、栄養、水、光、酸素等が必要である一方、土壌中に含まれる無機塩類の各成分が所定の比率にあることが重要といわれている。例えば土壌に含まれるカリウムとマグネシウムとカルシウムとの比率が、およそ１：１：２であるときに植物がよく生育するといわれている。そのため、法面に施工する組成物に含有させる個々の無機塩類の割合を任意に変更することにより土壌のミネラルバランスをコントロールして雑草の生育を抑制することができる。

次に、請求項２に記載の発明によれば、土壌を１００重量部、セメントを５〜２０重量部、及び無機塩類を０．１〜５．０重量部配合することにより得られた組成物は、法面の耐久性を確保することができると共に土壌を多く含んでいるので、透水性、保水性、熱吸収性が高い構造体が得られ、該構造体の透水性により水圧による決壊をより良好に防止することができる。また、法面は、上記透水性により雨水が法面表面から浸透して雨水が地下水として貯留され、その結果自然本来の水循環を実現することができるので、生態系に悪影響を及ぼすことがない。

ここで、セメントを５重量部以下としたときには組成物を十分に凝固することができず法面の強度や耐久性が低下するという問題が生じる一方、セメントを２０重量部以上としたときには組成物に占める土壌の比率が減少して透水性が低下するという問題が生じる。

また、無機塩類を０．１重量部以下としたときには組成物の凝固・凝結を十分補うことができず法面の強度や耐久性が低下するという問題が生じる一方、無機塩類を５．０重量部以上加えてもそれほど構造体の結合力や緻密性が向上しない。

次に、請求項３に記載の発明によれば、請求項２の配合にさらに砂利、砂、砕石等の骨材を最大３０重量部含有させることにより、より高強度、高品質の法面を形成することができる。また、骨材の含有量を３０重量部よりも多くすると、土壌、セメント同士の凝結力が低下するので、法面の耐久性を低下させる。一方、骨材を混入させることにより、耐久性を保持しながら組成物の体積を増すことができるという利点もある。

また、請求項４に記載の発明によれば、塩化アンモニウム等のアンモニウム塩類、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等のナトリウム塩類、塩化カリウム、炭酸カリウム、硝酸カリウム、硫酸カリウム等のカリウム塩類、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン酸カルシウム、珪酸カルシウム、アルミン酸カルシウム等のカルシウム塩類、塩化マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等のマグネシウム塩類、塩化アルミニウムや、ポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム塩類、または硫酸鉄等の鉄化合物の中から選ばれた１又は２以上を混合したものが無機塩類として採用可能である。このとき選択したいずれの組合せにおいても、法面の耐久性、透水性向上等において同等の効果が得られる。

そして、請求項５に記載の発明によれば、無機塩類の組合せとして、塩化アンモニウムと、炭酸カリウムと、硫酸鉄と、塩化カルシウムと、塩化マグネシウムとを用いることによって、法面の耐久性、透水性向上等において特に良好な効果が得られる。

［無機塩類水溶液の調製］
まず、図１に示す配合で無機塩類の水溶液Ａ，Ｂを調製した。例えば塩類水溶液Ａの場合、特開２０００−６３１６７号公報に開示されるように、チオ硫酸ナトリウムでカルキ分を除去した水に塩化アンモニウムと炭酸カリウムとを同時に加えて溶解させたのち、硫酸鉄を添加して溶解させ、さらに塩化カルシウム、塩化マグネシウムの順に加えて溶解させた。
［湿潤組成物の調製］
そして、図２に示す配合で真砂土とポルトランドセメントとにＷ／Ｃ６０となるように水を混合すると共に、上記水溶液Ａ又はＢをさらに混合して湿潤組成物Ａ〜Ｄを得た。そして、湿潤組成物Ａ〜Ｄを型に流し込んで一週間養生した。
［組成物の圧縮強度試験］
養生した組成物Ａ〜Ｄから、直径２５ｍｍ、長さ４０ｍｍの円柱状供試体をそれぞれ切り出し、これらの供試体の両端面を石膏混入セメントペーストでキャッピングした後、定速型万能試験機（使用レンジ：１０×１０^３Ｎ、載荷速度：０．５ｍｍ／分）を用いて一軸漸増圧縮荷重を加えて最大荷重を求め、式１に従って圧縮強度を算出した。結果を図３に示す。

図３に示すように、組成物Ａ〜Ｄにおいて１．０８×１０^３〜１．９４×１０^３Ｎ（１１０〜１９８ｋｇｆ／ｍ^２）の圧縮強度が検出された。この圧縮強度は法面の決壊を防止するためには十分な耐久性である。

さらに、組成物Ａ〜Ｄに３０ｋｇ以下の砂、砂利、砕石等の骨材を混入させた場合も、同等以上の圧縮強度が得られた。また、土壌１００ｋｇに対して、セメントを５〜２０ｋｇ、水溶液Ａまたは水溶液Ｂを無機塩類として０．１０〜５．００ｋｇの範囲で様々な比率で混合して得られた組成物についても上記に準じて圧縮強度試験を行ったが、いずれの場合も同等の圧縮強度が得られた。
［組成物の透水試験］
上記組成物Ａ〜Ｄから、図４に示す寸法の円筒状の組成物Ａ〜Ｄを作成し、それぞれＪＩＳ Ａ １２１８、ＪＳＦ Ｔ ３１１に準じ、内径１０．００ｃｍ、長さ１２．７３ｃｍの透水円筒を用いて水道水による透水試験を行い、２２℃及び１５℃における透水係数をそれぞれ式２及び式３に従って算出した。図５に透水係数を示したように、本発明で得られた組成物Ａ〜Ｄは良好な透水性を有する。

さらに、組成物Ａ〜Ｄに３０ｋｇ以下の砂、砂利、砕石等の骨材を混入させた場合も、同等の透水性が得られた。また、土壌１００ｋｇに対して、セメントを５〜２０ｋｇ、水溶液Ａまたは水溶液Ｂを無機塩類として０．１０〜５．００ｋｇの範囲で様々な比率で混合して得られた組成物についても上記に準じて透水試験を行ったが、いずれの場合も同等の透水性が得られた。

［法面への施工］
このようにして調整された組成物は、法面に吹き付け、練込み、転圧・展圧等の方法で施工される。吹き付けは湿潤組成物をホースを用いて圧送し、ホースの先端のノズルから所定の場所に、圧縮空気を利用して吹き付けて乾燥させる施工法であり、練り込みは水分を多く含ませた湿潤組成物を法面にこて塗りして乾燥させる施工法であり、転圧・展圧は比較的水分の含有量を少なくした組成物を法面に敷き詰めてローラ型や振動型の転圧・展圧装置で締め固めて乾燥させる施工法である。

本発明は、法面の耐久性を十分に確保することができると共に、残土等の安全性、リサイクル性を向上して環境を保護する一方、雑草の生育を抑制することができる法面施工法を提供する。本発明は、山間部の傾斜面、路肩等のいわゆる法面の施工方法に関し、環境保護に対応した法面施工法の技術分野に広く好適である。

本発明の実施例で調製した無機塩類水溶液における各配合量を示す表である。 組成物における各配合量を示す表である。 圧縮強度試験の結果を示す表である。 透水試験用に成形された組成物の実測寸法を示す表である。 透水試験の結果を示す表である。

Claims (5)

1. 土壌とセメントと無機塩類とを水で練り合わせ、得られた湿潤組成物を法面に施工して法面を保護することを特徴とする法面施工法。
2. 土壌を１００重量部、セメントを５〜２０重量部、及び無機塩類を０．１〜５．０重量部配合することを特徴とする請求項１に記載の法面施工法。
3. 骨材を最大３０重量部含有することを特徴とする請求項２に記載の法面施工法。
4. 無機塩類は、アンモニウム塩類、ナトリウム塩類、カリウム塩類、カルシウム塩類、マグネシウム塩類、アルミニウム塩類、または鉄化合物の中から選ばれた１又は２以上を混合したものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の法面施工法。
5. 無機塩類は、塩化アンモニウムと、炭酸カリウムと、硫酸鉄と、塩化カルシウムと、塩化マグネシウムとを混合したものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の法面施工法。
   

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