JP2006177072A - 土木用被覆材及びそれを用いた路面や法面の被覆方法並びに路面や法面の被覆構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の土木用被覆材は、竹材を破片状乃至は粉末状に形成した竹チップと、まさ土,ローム,泥炭のいずれか1種以上の土粒子と、結合材と、を備える。
【選択図】なし
Description
従来の技術としては、例えば(特許文献1)に「天然木材の外皮及び/又は心材を粉砕した粒状チップに湿気硬化型ウレタンプレポリマーを添加した混練材料を敷き詰めてなる木質舗装」が開示されている。
(特許文献2)には、「ウッドチップ又はウッドファイバーと、砂と、湿気硬化型樹脂系のウレタン樹脂からなる接着剤と、で構成された舗装材であって、砂の容積比が、ウッドチップ又はウッドファイバーと砂との10〜40%の範囲であることを特徴とする舗装材」が開示されている。
(特許文献3)には、「天然木材を破砕した木質チップ及び/又はこのチップをさらに細長く破砕した繊維状物と、潜在性架橋剤を含むポリウレタン樹脂接着剤と、からなる木質系舗装材組成物」が開示されている。
(1)(特許文献1)乃至(特許文献3)に開示の技術は、ウッドチップやウッドチップ等の原料としてスギ、マツ、ナラ、ブナ、ヒノキ等の天然の木材が用いられるので、雨等により腐敗し易く、害虫被害も生じ易いため、耐用年数が短く耐久性に欠けるという課題を有していた。また、成長が遅く植林・伐採の長期計画を要する木材を用いることは、森林保護の観点からも好ましくないという課題を有していた。
(2)(特許文献1)や(特許文献3)に開示の技術は、天然木材を破砕したウッドチップやウッドファイバーと湿気硬化型ウレタン樹脂接着剤とを混合した舗装材を用いるので、弾力性に優れた舗装を提供することができる。しかしながら、天然木材を破砕したウッドチップやウッドファイバーのみを接着剤で固化しているので、耐摩耗性等の機械的強度が小さく、舗装の表面が削れ易く耐久性に欠けるという課題を有していた。
(3)(特許文献2)に開示の技術は、舗装材が、ウッドチップ又はウッドファイバーと、砂と、湿気硬化型樹脂系のウレタン樹脂からなる接着剤と、で構成されているので、弾力性は維持したまま耐摩耗性を高めることができる。しかしながら、砂が配合されているので、接着剤と混練された舗装材の塑性が乏しく流動性に欠けるため、舗装材を路面に敷均するときの締固め作業に多くの工数を要し施工性に欠ける。
また、本発明は、軟弱な地盤であっても路盤や路床の硬度を高くでき路面や法面の安定性を高めることができるとともに、雑草が生えるのを防止することができ、さらに施工性に優れるとともに景観に優れた法面や路面を形成できる法面や路面の被覆方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、軟弱な地盤であっても路盤や路床の硬度を高くでき、路面や法面の安定性を高めることができるとともに、雑草が生えるのを防止することができ、景観に優れた法面や路面の被覆構造を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に記載の土木用被覆材は、竹材を破片状乃至は粉末状に形成した竹チップと、まさ土,ローム,泥炭のいずれか1種以上の土粒子と、結合材と、を含有した構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
(1)竹チップは、ウッドチップと比較して吸水性に乏しいため腐敗し難く、さらに害虫の忌避特性、抗菌性に優れるため、敷設された後の腐敗や害虫に対する耐性が高く耐久性に優れるとともに、ウッドチップと比較して消臭性(特にアンモニア)にも優れる。
(2)竹は発筍から数か月で10〜20mの背丈に達し3〜4年で成長がほぼ完了してしまうので、ウッドチップの原料となる木材と比較して成長が非常に早いため、恒常的に資源として利用でき木材の浪費を防止できるとともに、竹材の伐採を促すことで山林を保護することもできる。竹材の繁殖力は高いため、放置しておくと、地下茎が周囲の雑木林に侵入して樹木等の他の植物を駆逐してしまうからである。
(3)まさ土,ローム,泥炭のいずれか1種以上の土粒子は、砂よりも粒径の小さな粘土やシルト等の細粒分を多く含んでおり比重や剪断強さが小さく、高含水比で圧縮変形が大きいため、竹チップ及び結合材と一緒に混練した混練状態の塑性が大きく流動性が高いので、被覆材を法面や路面に敷均するときの締固め作業を短時間で終えることができ施工性に優れ、さらに結合材が固化した後は、弾力性は維持したまま被覆材の耐摩耗性を高めることができ耐久性に優れる。
(4)まさ土,ローム,泥炭でできた地盤や斜面は不安定で軟弱なため、浸食を受け易く崩壊し易いので現場での取扱が困難であり有効な活用手段がないが、これらの土粒子を有効な資源として活用することができ省資源性に優れる。
ここで、無機系接合材の添加量は、竹チップと土粒子の総量100重量部に対し、2〜6重量部が好適に用いられる。無機系接合材の添加量が2重量部より少なくなるにつれ、硬化時間を短縮したり機械的強度を高める効果が乏しくなる傾向がみられ、6重量部より多くなるにつれ、固化した土木用被覆材の弾力性が低下する傾向がみられるため、いずれも好ましくない。なお、無機系接合材と一緒に添加される水は、セメント等の無機系接合材の最適含水比付近になるような添加量とする。固化後の無機系接合材の強度を高めるためである。
この構成により、請求項1で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)土粒子が、竹チップと土粒子の総量に対して5〜40体積%配合されているので、結合材と一緒に混練した混練状態の流動性を高めることができ、被覆材を法面や路面に敷均するときの施工性に優れ、また結合材が固化した後は、弾力性は維持したまま被覆材の耐摩耗性を高めることができ耐久性に優れる。
この構成により、請求項1又は2で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)結合材が、竹チップと土粒子の総量100重量部に対して5〜30重量部配合されているので、固化後の土木用被覆材の曲げ強さや耐摩耗性等の機械的強度、弾力性、透水性をいずれも満足させることができる。
この構成により、以下のような作用が得られる。
(1)石灰混合材を路盤又は路床に敷均し石灰混合層を形成する石灰混合層形成工程と、石灰混合層の上面に土木用被覆材を敷均し被覆層を形成する被覆層形成工程と、を備えているので、路盤、路床の粘土分と石灰混合材の土粒子の粘土分と消石灰や生石灰とが反応し路盤や路床、土粒子が固化されるため、軟弱な地盤であっても路盤や路床の硬度を高くできるため、路面や法面の安定性を高めることができる。また、消石灰や生石灰によって雑草が生えるのを防止することができ、景観に優れた法面や路面を形成できる。
(2)石灰混合層の竹チップと被覆層に含まれる結合材とが接着され、石灰混合層と被覆層とが接着され一体となるので、安定性の高い法面や路面が得られる。
土粒子に対する消石灰や生石灰の石灰質の配合量は、土粒子100重量部に対し、消石灰や生石灰が5〜100重量部配合されたものが好適である。消石灰や生石灰の配合量が5重量部より少なくなるにつれ路盤や路床の硬度向上効果が乏しくなる傾向がみられ、100重量部より多く配合しても路盤や路床のそれ以上の硬度改善効果がみられないため、いずれも好ましくない。消石灰と生石灰のいずれも用いることができるが、高含水比の軟弱な地盤には生石灰を用いるのが好ましい。水和による発熱作用と膨張作用によって地盤を強固にできるからである。
被覆層形成工程では、石灰混合材が敷均された石灰混合層の上に、竹チップと土粒子と結合材とを混練した土木用被覆材を敷均し、ローラーや転圧機等を用いて締め固め被覆層を形成する。形成された被覆層は24時間以上養生して結合材を固化させ、法面や路面を完成させる。
この構成により、以下のような作用が得られる。
(1)石灰混合材が路盤又は路床に敷均された石灰混合層と、石灰混合層の上面に敷均された土木用被覆材からなる被覆層と、を備えているので、路盤,路床の粘土分と石灰混合材の土粒子の粘土分と消石灰や生石灰とが反応し路盤や路床,土粒子が固化されるため、軟弱な地盤であっても路盤や路床の硬度を高くでき、路面や法面の安定性を高めることができる。また、消石灰や生石灰によって雑草が生えるのを防止することができ、景観に優れた法面や路面を形成できる。
(2)石灰混合層の竹チップと被覆層に含まれる結合材とが接着され、石灰混合層と被覆層とが接着され一体となるので、安定性の高い法面や路面が得られる。
請求項1に記載の発明によれば、
(1)敷設された後の腐敗や害虫に対する耐性が高く耐久性に優れるとともに消臭性にも優れた土木用被覆材を提供することができる。
(2)竹材を用いるので、木材の浪費を防止できるとともに竹材の伐採を促すことができで山林を保護することもでき環境保全性に優れる。
(3)混練状態の塑性が大きく流動性が高いので被覆材を法面や路面に敷均するときの施工性に優れ、さらに結合材が固化した後は、弾力性は維持したまま被覆材の耐摩耗性を高めることができ耐久性に優れた土木用被覆材を提供することができる。
(4)現場での取扱が困難で有効な活用手段の少ないまさ土等の土粒子を有効な資源として活用することができ省資源性に優れた土木用被覆材を提供することができる。
(1)混練状態の流動性を高めることができるので、被覆材を法面や路面に敷均するときの施工性に優れ、また結合材が固化した後は、弾力性は維持したまま被覆材の耐摩耗性を高めることができ耐久性に優れた土木用被覆材を提供することができる。
(1)固化後の曲げ強さや耐摩耗性等の機械的強度、弾力性、透水性に優れた土木用被覆材を提供することができる。
(1)軟弱な地盤であっても路盤や路床の硬度を高くでき、路面や法面の安定性を高めることができるとともに、雑草が生えるのを防止することができ、景観に優れた法面や路面を形成できる法面や路面の被覆方法を提供することができる。
(2)石灰混合層と被覆層とが結合材で接着され一体となるので、安定性の高い法面や路面が得られる法面や路面の被覆方法を提供することができる。
(1)軟弱な地盤であっても路盤や路床の硬度を高くでき、路面や法面の安定性を高めることができるとともに、雑草が生えるのを防止することができ、景観に優れた法面や路面の被覆構造を提供できる。
(2)石灰混合層と被覆層とが結合材で接着され一体となるので、安定性の高い法面や路面の被覆構造を提供することができる。
(実施例1)
竹材を伐採後1〜10日程度放置して自然乾燥させた後、チッパーで粉砕して、平均の長径が5〜20mmの破片状に形成した竹チップを得た。この竹チップ(93体積%)とまさ土(7体積%)とを混合し、さらに竹チップとまさ土の合計100重量部に対し10重量部の割合で、結合材としてエマルジョン型のアクリル樹脂接着剤(品名:クレーベン、日本スタッコ製)を混合し、ミキサーで混練した。屋外にて、この混練物(土木用被覆材)を路盤の上に50mmの厚さで1000mm×2000mmの面積に敷均し、締固めて施工し2週間養生した。
竹チップ70体積%、まさ土30体積%を混合し、竹チップとまさ土の合計100重量部に対し20重量部の割合でエマルジョン型のアクリル樹脂接着剤、無機系接合材として消石灰3重量部及び水0.8重量部を混合した以外は、実施例1と同様にして、土木用被覆材を施工した。
竹チップ70体積%、まさ土30体積%を混合し、竹チップとまさ土の合計100重量部に対し20重量部の割合で結合材としてのウレタンプレポリマー溶液(NCBレジンKB−08、三井武田ケミカル製)を混合した以外は、実施例1と同様にして、土木用被覆材を施工した。
竹チップ50体積%、まさ土50体積%を混合し、竹チップとまさ土の合計100重量部に対し25重量部の割合でエマルジョン型のアクリル樹脂接着剤を混合した以外は、実施例1と同様にして、土木用被覆材を施工した。
竹チップ90体積%、まさ土10体積%を混合し、竹チップとまさ土の合計100重量部に対し3重量部の割合でエマルジョン型のアクリル樹脂接着剤を混合した以外は、実施例1と同様にして、土木用被覆材を施工した。
竹チップ90体積%、まさ土10体積%を混合し、竹チップとまさ土の合計100重量部に対し40重量部の割合でエマルジョン型のアクリル樹脂接着剤を混合した以外は、実施例1と同様にして、土木用被覆材を施工した。
竹チップ100重量部に対し20重量部の割合でエマルジョン型のアクリル樹脂接着剤を混合した以外は、実施例1と同様にして、土木用被覆材を施工した。比較例1は、まさ土からなる土粒子を配合していない点で、実施例と異なる。
竹チップ70体積%、川砂30体積%を混合し、竹チップと川砂の合計100重量部に対し25重量部の割合でエマルジョン型のアクリル樹脂接着剤を混合した以外は、実施例1と同様にして、土木用被覆材を施工した。比較例2は、まさ土からなる土粒子に代えて川砂を配合している点で、実施例と異なる。
実施例1〜6、比較例1,2について、(1)土木用被覆材の施工時の敷均作業及び締固め作業の作業性、(2)外観、(3)耐久性を評価した。なお、評価基準は、以下のとおりである。
(1)土木用被覆材の施工時の敷均作業及び締固め作業の作業性
土木用被覆材を路盤の上に施工したときの土木用被覆材の流動性と敷均作業及び締固め作業の作業性を、施工作業者が、比較例2の土木用被覆材の流動性や作業性と比較し、比較例2の土木用被覆材よりも流動性が良く路盤の追随性に優れ作業性が良いと感じられた場合を「○」、流動性が悪く作業性が悪いと感じられた場合を「×」と判定した。
(2)外観
土木用被覆材を路盤の上に施工してから2週間養生後の外観を目視判定した。発泡の程度が大きい場合や白濁が著しい場合、竹チップの分散が不良の場合を「×」と判定し、若干発泡がみられる場合や白濁が若干みられる場合を「△」と判定し、発泡が目立たない場合や分散が良い場合を「○」と判定した。
(3)耐久性
土木用被覆材を路盤の上に施工してから1年経過後に表面状態を観察し、はがれ、ひび割れ等の程度を目視判定した。施工時と比べて劣化の程度が大きいものを「×」と判定し、施工時と比べて若干劣化しているものを「△」と判定し、施工時と大差ない場合を「○」と判定した。
実施例1〜6、比較例1,2の配合と評価結果を(表1)に示す。
なお、実施例2の土木用被覆材は、実施例1と比較して、敷均し締固めた後の固化時間が短いことが確認され、養生時間を短縮でき作業性に優れることがわかった。これは、無機系接合材を添加したことによると推察された。
また、実施例3の土木用被覆材は、若干の白濁が観察された。これは、ウレタンプレポリマー溶液(ポリウレタン接着剤)が、竹チップの水分や湿度の影響で白濁したものであると推察された。
また、実施例4の土木用被覆材は、実施例1〜3と比較して、弾力性が低く舗装のクッション性が乏しく透水性も若干劣ると感じられた。土粒子の配合量が多いことが原因であると推察された。
また、実施例5の土木用被覆材は、表面に若干はがれた箇所があるのが観察された。これは、結合材の配合量が3重量部であったことにより、結合材の量が少なく固化後の機械的強度が低いためであると推察された。
また、実施例6の土木用被覆材は、実施例1〜3と比較して、透水性が乏しいと感じられた。結合材の配合量が多いため、竹チップ間の間隙が結合材で埋められ透水性が低下したものであると推察された。
竹材を伐採後1〜10日程度放置し自然乾燥させた後チッパーで粉砕して、平均の長径が5〜20mmの破片状に形成した竹チップを得た。この竹チップ(60体積%)とまさ土(40体積%)とを混合し、さらに土粒子100重量部に対し30重量部の割合で消石灰を混合した石灰混合材を、屋外の法面の路床上に100mmの厚さで1000mm×2000mmの面積に敷均し石灰混合層を形成した(石灰混合層形成工程)。次いで、竹チップ(80体積%)とまさ土(20体積%)とを混合し、さらに竹チップとまさ土の合計100重量部に対し8重量部の割合で、結合材としてウレタンプレポリマー溶液(NCBレジンKB−08、三井武田ケミカル製)を混合し、ミキサーで混練した。この混練物(土木用被覆材)を石灰混合層の上に50mmの厚さで1000mm×2000mmの面積に敷均し、締固めて被覆層を形成した(被覆層形成工程)。その後2週間養生した。
土木用被覆材を法面に施工してから1年経過後に表面状態を観察したところ、はがれ、ひび割れ等は全くみられず、表面状態は施工時と大差なかった。また、法面の土木用被覆材を施工しなかった箇所から雑草が生えたのに対し、土木用被覆材を施工した箇所からは雑草が一切生えず、景観が著しく優れていた。
以上のように本実施例によれば、路面や法面の安定性を高めることができるとともに、雑草が生えるのを防止することができ、景観に優れた法面や路面を形成できる法面や路面の被覆方法及び法面や路面の被覆構造が得られることが明らかになった。
Claims (5)
- 竹材を破片状乃至は粉末状に形成した竹チップと、まさ土,ローム,泥炭のいずれか1種以上の土粒子と、結合材と、を含有していることを特徴とする土木用被覆材。
- 前記土粒子が、前記竹チップと前記土粒子の総量に対して5〜40体積%配合されていることを特徴とする請求項1に記載の土木用被覆材。
- 前記結合材が、前記竹チップと前記土粒子の総量100重量部に対して5〜30重量部配合されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の土木用被覆材。
- 竹材を破片状乃至は粉末状に形成した竹チップと、まさ土,ローム,泥炭のいずれか1種以上の土粒子と、消石灰及び/又は生石灰と、を含有する石灰混合材を路盤又は路床に敷均し石灰混合層を形成する石灰混合層形成工程と、前記石灰混合層の上面に請求項1乃至3の内いずれか1に記載の土木用被覆材を敷均し被覆層を形成する被覆層形成工程と、を備えていることを特徴とする法面や路面の被覆方法。
- 竹材を破片状乃至は粉末状に形成した竹チップと、まさ土,ローム,泥炭のいずれか1種以上の土粒子と、消石灰及び/又は生石灰と、を含有する石灰混合材が路盤又は路床に敷均された石灰混合層と、前記石灰混合層の上面に敷均された請求項1乃至3の内いずれか1に記載の土木用被覆材からなる被覆層と、を備えていることを特徴とする法面や路面の被覆構造。
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