JP2006307175A - 繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】緑化資材として粘性度の高い粘性質材料を使用しても吹付けホースによる搬送時の障害を回避すると共に、本木類の成長を妨げることなく、さらに菱形金網に代わる簡易な緑化基礎工での対応を可能とする繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法を提供する。
【解決手段】粘性土系現地発生土などの粘性質材料、短繊維１１、水、凝集剤を配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練して繊維露出型造粒物１を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法に関し、詳しくは粘性質材料（例えば、粘性土系現地発生土）を有効利用した繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法に関するものである。

一般的な法面緑化工法において主体となす厚層基材吹付工は、バーク堆肥、ピートモスなどの有機質資材または土砂（砂質土）に土壌改良材や浸食防止材などを混合し、モルタル吹付機によってエア搬送し、圧送用の吹付けホース（デリバリホース）を介して吹き付ける工法である。この工法は、生育基盤の耐浸食性、保肥性、保水性を重視したもので、無土壌地や岩盤などに適用されるが、モルタル・コンクリート吹付面などの緑化にも応用されるものである。
従来より、緑化資材のうち生育基盤材として下水汚泥コンポストを利用し、環境保護を図っているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２８９７２１号公報（３頁）

しかしながら、緑化資材としてダム湖沼における堆積シルトや、砕石プラントから排出される洗浄スラッジ、浄水場における浄水ケーキ又は粘性土系現地発生土等の粘性度の高い材料を使用しようとしても、材料の粘性や水分率が高い性状では、搬送性が著しく低下したり、圧送用の吹付けホース（デリバリホース）内で閉塞が生じてしまうことがある。
また、上記材料は栄養分が豊富な有機質を主体とする生育基盤材であるため、草本類の生育性が良好となり、木本類の成長が妨害されてしまい、スムーズな植生遷移が妨げられる虞がある。
さらに、法面表面を流れる流下水等による剥落防止及び造成基盤の保持のために、緑化基礎工として菱形金網の張付けを行なう必要があるが、この作業には手間がかかる。
そこで、本発明の主たる課題は、緑化資材として粘性度の高い粘性質材料を使用しても吹付けホースによる搬送時の障害を回避すると共に、木本類の成長を妨げることなく、さらに菱形金網に代わる簡易な緑化基礎工での対応を可能とする繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練する、ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法である。

＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、粘性質材料１ｍ³に対し、短繊維２〜１０ｋｇ、水５０〜５００Ｌ、凝集剤０．５〜１０Ｌを配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練する、ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法である。

＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をミキサーにより混練し、その後、振動手段により振動を与える、ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法である。

＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、粘性質材料１ｍ³に対し、短繊維２〜１０ｋｇ、水５０〜５００Ｌ、凝集剤０．５〜１０Ｌを配合し、これら材料をミキサーにより混練し、その後、振動手段により振動を与える、ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法である。

＜請求項５記載の発明＞
請求項５記載の発明は、粘性質材料１ｍ³に対し、１００ｋｇ以下（０ｋｇを除く）の消石灰又は半水石膏が添加される、請求項１乃至４のいずれか１項記載の繊維露出型造粒物の製造方法である。

＜請求項６記載の発明＞
請求項６記載の発明は、前記粘性質材料は、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土である、請求項１乃至５のいずれか１項記載の繊維露出型造粒物の製造方法である。

（作用効果）
粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練することにより、粘性質材料をせん断ミキサーで切削しながら混練りすることで、従来の強制練りミキサーに比べて容易に造粒化を行うことができる。そして、短繊維を配合することで造粒物に短繊維を植え込むことができる。
また、せん断ミキサー以外のミキサーを使用しても、混練された材料を振動手段により振動を与えることにより容易に造粒化を行うことができ、せん断ミキサーを使用したものと同様に、ハンドリング性や搬送性に優れた造粒物を形成できる。なお、せん断ミキサーを使用した後に、振動手段により振動を与えるとさらに容易に造粒化を行うことができる。
配合としては、粘性質材料１ｍ³に対し、短繊維２〜１０ｋｇ、水５０〜５００Ｌ、凝集剤０．５〜１０Ｌが好適である。
また、必要に応じて１００ｋｇ以下の消石灰又は半水石膏を添加することで、造粒物表面に消石灰層又は石膏層を形成し、乾燥（風乾）させ、水分を大量に含んだ造粒物の強度の増大を発現させ、吹付け材料として使用した際にデリバリホース内での閉塞を防ぐことができる。
粘性質材料として、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土を用いることができ、これらの材料の有効利用による環境負荷低減効果を図ることができる。

＜請求項７記載の発明＞
請求項７記載の発明は、粒径１０〜３０ｍｍの粘性質材料の造粒物に複数の短繊維が植え込まれた繊維露出型造粒物と、土壌改良資材と、を含む、
ことを特徴とする緑化資材である。

＜請求項８記載の発明＞
請求項８記載の発明は、前記粘性質材料は、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土である、請求項７記載の緑化資材である。

＜請求項９記載の発明＞
請求項９記載の発明は、前記土壌改良資材は、バーク堆肥、ピートモス、木質系チップ、木炭、活性炭である、請求項７又は８記載の緑化資材である。

＜請求項１０記載の発明＞
請求項１０記載の発明は、前記土壌改良資材は、アスファルト切削廃材、コンクリート粉砕物、ＰＳ焼成灰、クリンカアッシュ、ガラス廃材発泡処理物、パーライト、ゼオライト、イソライトである、請求項７又は８記載の緑化資材である。

（作用効果）
粒径１０〜３０ｍｍの粘性質材料の造粒物に複数の短繊維が植え込まれた繊維露出型造粒物により、生育基盤材として保水性を改善することができると共に、植え込まれた複数の短繊維によって繊維露出型造粒物同士や土壌改良資材に絡みつくことにより、相互の結合力を増加させ、地盤の耐侵食性を向上させることができる。
すなわち、従来、有効利用が困難とされてきた粘質材料を改質して造粒物を生成したことにより、デリバリホースによる搬送時の障害を回避し、生育基盤材の一部代替物として使用できる。さらに造粒時に短繊維を添加して、その一部を露出させた繊維露出型造粒物としたことにより、緑化基礎工として使用していた菱形金網に代わる簡易緑化基礎工（羽付アンカーなど）での対応が可能となり、また、地盤状況によっては簡易緑化基礎工も行なわなくてもよくなる。具体的には、１：１．５より緩い場合には緑化基礎工が不要であり、１：１．５超０．８以下での場合には、簡易緑化基礎工を併用し、１：０．８超であれば菱形金網（立体ネットなど）を使用すればよい。
また、造粒物の主材料である浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土は、有機質系土壌改良資材と比較して貧栄養であるため、有機質系土壌改良資材のみを生育基盤材とするものに比べて、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長が抑制され、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。
耐侵食性が高いため、造成基盤が裸地状態の場合や大雨が降った場合でも、造成部分が侵食されることはない。
なお、土壌改良資材のうち有機質系土壌改良資材として、バーク堆肥、ピートモス、木質系チップを用いることができる。
さらに、土壌改良資材のうち無機系土壌改良資材として、アスファルト切削廃材、コンクリート粉砕物、ＰＳ焼成灰、クリンカアッシュ、ガラス廃材発泡処理物、パーライト、ゼオライト、イソライトを用いることができる。これら無機系土壌改良資材を用いれば、緑化資材をより貧栄養とすることができ、その結果、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長をさらに抑制することができ、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。また、通気性や保水性も改善できる。これら有機質系土壌改良資材と無機系土壌改良資材とは併用して用いることができる。

＜請求項１１記載の発明＞
請求項１１記載の発明は、請求項７乃至１０のいずれか１項記載の緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることを特徴とする緑化方法である。

＜請求項１２記載の発明＞
請求項１２記載の発明は、請求項７乃至１０のいずれか１項記載の緑化資材の仕上がり１ｍ³に対して、繊維露出型造粒物を２０〜８０％混合させ、この緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることを特徴とする緑化方法である。

（作用効果）
請求項５乃至７のいずれか１項記載の緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることにより、従来、有効利用が困難とされてきた粘質材料を改質して造粒物を生成したことにより、デリバリホースによる搬送時の障害を回避し、生育基盤材の一部代替物として使用できる。さらに造粒時に短繊維を添加して、その一部を露出させた繊維露出型造粒物としたことにより、緑化基礎工として使用していた菱形金網に代わる簡易緑化基礎工（羽付アンカーなど）での対応が可能となり、また、地盤状況によっては簡易緑化基礎工も行なわなくてもよくなる。具体的には、１：１．５より緩い場合には緑化基礎工が不要であり、１：１．５超０．８以下での場合には、簡易緑化基礎工を併用し、１：０．８超であれば菱形金網（立体ネットなど）を使用すればよい。
また、造粒物の主材料である浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土は、有機質系土壌改良資材と比較して貧栄養であるため、有機質系土壌改良資材のみを生育基盤材とするものに比べて、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長が抑制され、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。
配合として、緑化資材の仕上がり１ｍ³に対して、繊維露出型造粒物を２０〜８０％、Ｌ／ｍ³換算では、例えば、３００〜１，６００Ｌ／ｍ³を混合させることが好適である。緑化資材の仕上がり１ｍ³とは、吹付によって圧密された状態の容積であり、繊維露出型造粒物３００〜１，６００Ｌ／ｍ³とは吹付前の圧密されていない状態の容積であるものとする（日本法面緑化技術協会 有機系厚層基材吹付工技術資料 ６−３標準配合 参照）。また、繊維露出型造粒物２０〜８０％とは、配合や仕上がりの構成比率をいうものとする。

本発明によれば、緑化資材として粘性度の高い粘性質材料を使用しても吹付けホースによる搬送時の障害を回避すると共に、木本類の成長を妨げることなく、さらに菱形金網に代わる簡易な緑化基礎工での対応を可能とすることができる等の利点がもたらされる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る緑化資材は、生育基盤材としての有機質系土壌改良資材、同じく生育基盤材として保水性の改善及び耐侵食性の向上を図った繊維露出型造粒物、その他接合剤、種子、肥料（化成肥料、ＰＨ緩衝材等）などを含有するものである。ここで、生育基盤材とは、導入植物を発芽・生育させるために造成される植生基盤の材料となるものをいう。
そして、繊維露出型造粒物は、主材料である粘性質材料、短繊維、凝集剤、その他必要に応じて消石灰、半水石膏を含有している。
以下に、これらについて詳述する。

＜土壌改良資材＞
土壌改良資材のうち、有機質系土壌改良資材としては、バーク堆肥、ピートモスなど、又は木質系チップを用いることができる。このうち、木質系チップとは、建設現場などで発生する伐根、伐採木、剪定枝などの木材をチップ化（破砕）したものである。また、この種の建設廃材には、廃木、廃根も含まれる。この木質系チップは、堆肥化したものを含むものとし、また堆肥化しないで、あるいは完全には堆肥化しないで生チップの状態（堆肥化途中の未完熟の状態）で使用することもできる。

木材のチップ化は、たとえば４０ｍｍ以下となるように、好ましくは２５ｍｍ以下となるように、より好ましくは１５ｍｍ以下となるようにたとえば粉砕機により粉砕もしくは切断する。これにより、基盤材に適度な空隙が形成され、植物の発芽数が増加する。

土壌改良資材のうち、無機質系土壌改良資材としては、アスファルト切削廃材、コンクリート粉砕物、ＰＳ焼成灰、クリンカアッシュ、ガラス廃材発泡処理物、パーライト、ゼオライト、イソライトを用いることができる。これら無機系土壌改良資材を用いれば、緑化資材をより貧栄養とすることができ、その結果、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長をさらに抑制することができ、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。また、通気性や保水性も改善できる。なお、これら有機質系土壌改良資材と無機系土壌改良資材とは併用して用いることができる。

＜繊維露出型造粒物＞
まず、繊維露出型造粒物の主材料である粘性質材料としては、ダム湖沼における底土（浚渫土）や、砕石プラントから排出される洗浄スラッジ（砕石洗浄スラッジ）、浄水場における浄水ケーキ又は粘性土系現地発生土（例えば、けと土、関東ローム）が対象となる。なお、ダム湖沼の底土とは、浚渫された土砂から砂利、砂を分別・採取した後に残った粘土、シルトを多く含むもの（浚渫土）をいうものとし、底土と粘性土系現地発生土には、砂０〜５０重量部、粘土１５〜１００重量部、シルト３０〜８５重量部で構成されるものを含むものとする。

次に、短繊維としては、長さ５〜５０ｍｍ（より好ましくは、１０〜３０ｍｍ）、太さ３〜５０デニール（より好ましくは、１０〜３０デニール）、捲縮数１０個以下（より好ましくは２〜７個）、捲縮率２０％以下（より好ましくは２〜１５％）のものを使用するのが好ましい。

短繊維の太さが３デニール未満では、たとえ繊維長を長くして絡み合いを強くしても、繊維が非常に細く弱いため、施工材料（客土）の把持力が小さすぎる。また、繊維長を長くすると、たとえ本発明のように捲縮数、倦縮率を小さくしても、混合時において繊維同士が絡み合い毛玉が形成されるおそれがあるので好ましくない。他方、短繊維の太さが５０デニールを超えると、太すぎて絡み合いが弱くなり、また、不経済となる。

捲縮（クリンプ）は、生産性を上げるために大変重要な因子である。通常の紡績糸は、捲縮数２０〜２５個、捲縮率３０〜４０％とされるが、本発明においては、かかる捲縮数、捲縮率では、混合時において毛玉が形成されるおそれがあるので好ましくない。なお、捲縮数、捲縮率はＪＩＳ Ｌ １０１５、ＪＩＳ Ｌ １０３６による。また、捲縮を無くした繊維は、製造工程上、集束してカッターにかけ一定長の繊維とするに際し、バラけて生産性を著しく阻害するので、経済的には、実用困難である。実用可能な生産性を確保するためには、少なくとも捲縮数２個以上、捲縮率２％以上が必要である。かかる捲縮の調節は、紡糸クリンパーを調節することにより達成することができる。

短繊維の繊維長が、５ｍｍ未満であると、施工材料（客土）の保持力（侵食防止効果）が小さくなるため、施工材料（客土）を多量に混入させるのが困難になる。また、繊維長５ｍｍでも、通常の降雨に対しては侵食防止効果を有するが、豪雨に対する対応を考えると、繊維長１０ｍｍ以上とするのが好ましく、集合した流水に対する対応を考えると２０ｍｍ以上とするのが好ましく、積雪の滑落に対する対応を考えると３０ｍｍ以上とするのが好ましい。ただし、３０ｍｍ以上とすると、施工材料への分散性が低下するので、用途に応じて適宜設計する必要がある。なお、前記のような捲縮を有する短繊維の場合は、繊維長５０ｍｍまでは、施工材料中に均等に分散することが可能である。

短繊維の材質としては、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロンなどの非生分解性素材および綿、麻、ケナフ、バガス、レーヨン、アセテート、キュプラなど生分解性素材など材質は特に問わない。

次に、凝集剤（造粒剤）は、発生土の材質に大きく依存するため、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、又はこれらを併用して使用する。

この凝集剤としては、分子量が１００万以上、好ましくは２００万以上のイオン化度が０〜１００モル％であるポリマーが用いられる。ポリマーの形状は特に限定されないが、好適には、分散粒子径が１００μｍ以下の油中水型エマルジョンあるいは塩水溶液中分散液の形態を有するポリマーである。また、ここに使用するポリマー分散液は粘度１万ｍＰａｓ以下であり、濃度１０％以上であることが望ましい。

具体的なポリマーとして、ノニオン性としてはポリアクリルアミド、アニオン性としては、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、アクリルアミド２−メチルプロパンスルフォン酸、ビニルスルフォン酸、スチレンスルフォン酸などの単独重合体あるいはアクリルアミドとの共重合体、カチオン性としては、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタアクリル酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリロイル２−ヒドロキシプロピルリド、メタアクリロイル２−ヒドロキシプロピルリドなどの単独重合体あるいはアクリルアミドとの共重合体などである。

次に、消石灰は、造粒物表面に消石灰層を形成し乾燥（風乾）することで、水分を大量に含んだ造粒物の強度の増大を発現させ、吹付け材料として使用した際にデリバリホース内での閉塞を防ぐために添加するものである。また、半水石膏の利用も可能であり、造粒物の状態によっては、消石灰の添加を省略することも可能である。

＜繊維露出型造粒物及び緑化資材の製造方法＞
繊維露出型造粒物の標準配合は、表１に示すように、粘性質材料１ｍ³に対し、短繊維２〜１０ｋｇ、水５０〜５００Ｌ、凝集剤（造粒剤）０．５〜１０Ｌ、消石灰（又は半水石膏）１００ｋｇ以下である。

粘性質材料から繊維露出型造粒物の製造に関しては、せん断ミキサーとして一軸正逆ミキサー（図示せず）を使用する。一軸正逆ミキサーは、内羽根と外羽根が逆方向に回転する一軸のミキサーであり、従来の強制練りミキサーに比べて粘性の高いものを切削しながら混練りすることが可能なため、造粒化に適している。なお、一軸正逆ミキサーに代えて多軸ミキサーでもよい。

まず、一軸正逆ミキサー内に粘性質材料を入れる。そして、この粘性質材料に水を加え、ミキサーを回転させて粥状（マヨネーズ状）にする。水の添加量であるが、粘性質材料の含水比は、その性状等により不均一なため、原則として目視によって調整する。水５０〜５００Ｌを目安に、粥状（マヨネーズ状）になるまで加水するものとする。

次に、加水された粘性質材料に対して短繊維を添加して、さらにミキサーを回転させ、短繊維を分散させる。短繊維２〜１０ｋｇの範囲内で造粒が可能であるが、３〜６ｋｇが最も安定した造粒物を造ることができるため好適である。

次に、凝集剤（造粒剤）を添加し、ミキサーを回転させ、造粒化させ繊維露出型造粒物を生成する。また、必要に応じて消石灰（又は半水石膏）を添加してもよい。なお、凝集剤の添加量については、０．５〜１０Ｌの範囲内で造粒化が可能であるが、大きな効果を得るためには１〜４Ｌが好適である。

以上の工程を経て、図１に示すように、粒径が約１０〜３０ｍｍの粘性質材料の造粒物１２に、複数の短繊維１１が植え込まれた繊維露出型造粒物１が生成される。粘性質材料であることにより、生育基盤材として保水性を改善することができると共に、図２に示すように、植え込まれた複数の短繊維１１によって繊維露出型造粒物１同士や有機質系土壌改良資材２に絡みつくことにより、相互の結合力を増加させ、地盤の耐侵食性を向上させることができる。
この繊維露出型造粒物が含有される生育基盤材又は緑化資材を圧送する際には、粘性質材料の造粒物に植え込まれて一体となった短繊維が協働して圧縮方向の外力に対してクッションの役割をするため、エア圧力によるホース内での崩壊とそれに起因するホース内の閉塞を防ぐことができる。
また、生育基盤材又は緑化資材において植え込まれずに分離した形で短繊維と粘性質材料の造粒物が併存しているものに比べて、短繊維は吹付された生育基盤材中に均一に分散さる。その結果、生育基盤全体として荷重等を負担することができるのでより耐食性が高くなる。

なお、せん断ミキサー以外のミキサーを使用しても、混練された材料を振動手段により振動を与えることにより容易に造粒化を行うことができる。振動手段としては、振動コンベア（図示せず）や上下左右の振幅を与えることが可能な振動装置等を考えることができる。この振動手段をミキサーの排出部の下に設置することにより、ミキサーにより混練された材料に振動を与え、造粒整形することができる。その結果、せん断ミキサー以外のミキサーを使用しても、せん断ミキサーを使用したものと同様に、ハンドリング性や搬送性に優れた造粒物を形成できる。また、ミキサーと振動手段との間に押出成形機を介在させ、この押出成形機から振動手段へ排出してもよい。さらに、せん断ミキサーと振動手段を組み合わせると、さらに容易に造粒化を行うことができることはいうまでもない。

この繊維露出型造粒物に、有機質系土壌改良資材を総仕上げ（緑化資材）１ｍ³に対して繊維露出型造粒物を２０〜８０％、Ｌ／ｍ³換算では、例えば、３００〜１，６００を混合させたものを生育基盤材として利用する。すなわち、３００〜１，６００Ｌ／ｍ³程度混合される繊維露出型造粒物の主材料である浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土が混合されることにより、有機質系土壌改良資材と比較して貧栄養であるため、有機質系土壌改良資材のみを生育基盤材とするものに比べて、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長が抑制され、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。

この生育基盤材を主材料として、接合剤、種子、肥料（化成肥料、ＰＨ緩衝材等）などを加えることにより、緑化資材が生成される。そして、この緑化資材を従来工法と同様に、モルタル吹付機によってエア搬送し、圧送用の吹付けホースを介して法面等に対して吹付ければよく、この緑化資材をエア搬送してもホース内で閉塞することなく吐出することができる。

なお、緑化資材の総仕上げ（仕上がり）１ｍ³とは、吹付によって圧密された状態の容積であり、配合される繊維露出型造粒物、有機質系土壌改良資材、接合剤、種子、肥料（化成肥料、ＰＨ緩衝材等）等の容積については吹付前の圧密されていない状態の容積であるものとする（以下、同様。日本法面緑化技術協会 有機系厚層基材吹付工技術資料 ６−３標準配合 参照）。また、繊維露出型造粒物２０〜８０％とは、配合や仕上がりの構成比率をいうものとする。

ダム湖沼における底土（堆積シルト）を粘性質材料として、生育基盤材を製造し、この生育基盤材を含む緑化資材について各種の試験を行った。
繊維露出型造粒物の配合は、底土１ｍ³に対し、短繊維（素材：ポリエステル）４ｋｇ、水４００Ｌ、アニオン系エマルジョンの凝集剤（ハイモ株式会社製、ハイモロック）３Ｌ、消石灰２０ｋｇとした。なお、水の添加量については、底土の含水比が不均一なため、目視によって粥状（マヨネーズ状）になるまで、４００Ｌ程度を目安に加水して行った。

総仕上げ（緑化資材）１ｍ³に対して繊維露出型造粒物を３０％混合させたもの（６００Ｌ／ｍ³）と５０％混合させたもの（１，０００Ｌ／ｍ³）の緑化資材（以下、「緑化資材（３０％造粒物混合）」、「緑化資材（５０％造粒物混合）」というものとする。）をそれぞれ製造した。有機質系土壌改良資材としては、木質系チップを使用し、それぞれ総仕上げ（緑化資材）１ｍ³に対して、１，４００Ｌ（７０％）、１，０００Ｌ（５０％）を混合させた。

これら緑化資材には、接合剤（高分子系樹脂：１ｋｇ／ｍ³）、種子（ホワイトクローバー：２００本／ｍ³［１５ｇ／ｍ³］）、肥料｛高度化成肥料（Ｎ：Ｐ：Ｋ＝１５：１５：１５）［２ｋｇ］、緩効性肥料（Ｎ：Ｐ：Ｋ＝８：１８：６）［３ｋｇ］、［合計５ｋｇ］｝を添加している。

なお、比較対象として、バーク堆肥、ピートモスの有機質系土壌改良資材のみを生育基盤材（総仕上げ（緑化資材）１ｍ³に対して、２，０００Ｌ混合）とした、従来の厚層基材吹付工に用いられる緑化資材（以下、「従来例」というものとする。）を使用した（日本法面緑化技術協会 有機系厚層基材吹付工技術資料 ６−３標準配合）。なお、添加する接合剤、種子、肥料については、上記配合と同じである。以下に、これら緑化資材を用いた試験結果を説明する。

＜一面せん断試験＞
一面せん断試験とは、上下に分かれたせん断箱に土供試体を納め、垂直応力を載荷した状態で、可動箱を固定箱に対して水平に移動させてせん断する試験をいい、その時の最大せん断応力をせん断強さという。
表２には、緑化資材（３０％造粒物混合）、緑化資材（５０％造粒物混合）及び従来例における一面せん断試験での内部摩擦角φ（°）と粘着力ｃ（ＫＮ／ｍ²）のデータが示されている。これにより、従来例と比較して、繊維露出型造粒物混合による内部摩擦角及び粘着力についての優れた増強効果が確認できた。

＜耐侵食性試験＞
耐侵食性試験は、強度１００ｍｍ／ｈｒ、降雨継続時間６０分、落下高さ２ｍの条件で、人工降雨試験機によって降雨させ、吹付供試体に曝し、１０分毎の流出土量（絶乾土量）を測定する方法によって行った。試験は同一の試験体に対して、導入植物の初期生育時期であると考えられる吹付後１週間及び４週間の計２回行なった。なお、この流出土量値（絶乾土量値）を各緑化資材の比重で割ることにより流出した厚さ（ｍｍ）に換算し、従来例との比較を行った。

表３には、緑化資材（３０％造粒物混合）、緑化資材（５０％造粒物混合）及び従来例における耐侵食性試験での１週目と４週目の流出厚み（ｍｍ）のデータが示されている。これにより、従来例に比較して優れた耐侵食効果を有していることが確認できた。

生育基盤の滑落や流亡が生じるかどうかを確認するための実証試験を行うと共に、草本類と木本類の生育状況等を確認するための測定を行なった。配合は、実施例１と同じである。吹付施工場所としては、地山が砂礫混じり土の法面（勾配＝１：１．０、方位：東〜北）で施工した。

＜実証試験＞
一般的な菱形金網を使用せずに、特許第３４６６９７８号に示される羽根付アンカーの打設のみといった軽微な緑化基礎工による吹付試験を実施した。吹付施工後約３ヵ月目における追跡調査の結果では、緑化資材（３０％造粒物混合）及び緑化資材（５０％造粒物混合）において生育基盤の滑落や流亡などは認められず実用性のあることが実証された。

＜生育状況測定＞
従来の厚層基材吹付工に使用されていた生育基盤材は、バーク堆肥などの有機質系土壌改良材を主体とした富栄養な人工土壌であった。そのため、導入植物のうち草本類が過繁茂することによって、侵入植物などの定着や木本類などの生育が妨げられるという問題があった。
そこで、緑化資材（３０％造粒物混合）、緑化資材（５０％造粒物混合）及び従来例別に草本類（ホワイトクローバー）を播種工によって導入し生育状態について比較した。併せて、木本類（アベリア、アキグミ、シモツケ、ユキヤナギなどの低木類）の苗木を植え付け、施工後１年目に追跡調査を実施し、活着状態について確認した。ここで、播種工における種子配合は、発芽本数２００（本／ｍ²）、１ｍ²当りの有効播種量０．２３（ｇ／ｍ²）、１ｍ³当りの播種量１５（ｇ／ｍ³）とした。また、苗木は、１．５ｍ²（１．２５ｍ×１．２５ｍ）当り４本になるように均等な格子状に配植した。

調査の結果、生育基盤（３０％造粒物混合）及び生育基盤（５０％造粒物混合）の場合では、表４に示すように、共に導入植物のうち草本類の生育が従来例によるものと比較して抑制され、かつ、表５に示すように、導入植物のうち木本類の苗木は１００％の活着率となっており、実用に耐えることが確認できた。

＜土壌硬度＞
土壌硬度を測定するために、山中式土壌硬度計によって吹付け造成した生育基盤について測定した。緑化資材（５０％造粒物混合）を吹付け造成した生育基盤の土壌硬度は、植物の根系伸長限界とされる２３ｍｍ以下であり、植物の生育にとって問題のない生育基盤であることが確認された

＜生育基盤の三相分布＞
図３には、吹付け造成した生育基盤（５０％造粒物混合）から供試体を採取後、土粒子密度及び含水量を測定し、その結果から導きだされる三相分布の値が示されている。これによると、植物の根系伸長は良好となる範囲内にあることが確認できた。

なお、粘土分などが多い場合には、根系の伸長が困難な緻密な状態に仕上がるが、こうした場合には、パーライト、ゼオライト（人工物、天然物問わず）、イソライト、ガラス廃材発泡処理物等の資材を土質改良材（土壌改良資材ともいう）として１０〜３０％の範囲内（緑化資材仕上がり１ｍ³に対して１０〜３０％（１５０〜６００Ｌ／ｍ³））で混合することで適度にポーラスな密度にすることができる。この際、粒径の大きい（１０ｍｍ以上）ものを使用すると、吹付時に跳ね返りロスが生じるため、吹付ノズル先端部付近で接合剤の水溶液やベントナイト懸濁液を添加することで、跳ね返りロスの軽減を図ることもできる。

＜ＰＨ測定＞
繊維露出型造粒物は、消石灰を添加して固化させるため、バーク堆肥などの有機質系土壌改良資材を混合した人工土壌のＰＨがアルカリ側に傾く。そこで、緑化資材（３０％造粒物混合）、緑化資材（５０％造粒物混合）の生育基盤のＰＨについて測定した。測定結果は、植物の生育が可能とされるＰＨ４．５〜８．０の範囲内であり、植物の生育に問題のない生育基盤であることが確認された。

生育基盤材（又は緑化資材）を圧送用の吹付けホースを介して搬送する際に、ホース内で緑化資材がエア圧力により圧潰（あっかい）してしまうと、ホース内で閉塞してしまう要因となる。そこで、本発明に係る繊維露出型造粒物を用いた緑化資材と繊維無混入の造粒物であるのものについて圧潰荷重試験を行った。

本発明に係る繊維露出型造粒物の配合は、実施例１に示したダム湖沼における底土（堆積シルト）１ｍ³に対し、短繊維（素材：ポリエステル）４ｋｇ、水４００Ｌ、アニオン系エマルジョンの凝集剤（ハイモ株式会社製、ハイモロック）３Ｌとしており、繊維無混入の無繊維造粒物の配合は、底土１ｍ³に対し、水４００Ｌ、アニオン系エマルジョンの凝集剤（ハイモ株式会社製、ハイモロック）３Ｌとしている。水の添加量については、底土の含水比が不均一なため、目視によって粥状（マヨネーズ状）になるまで、４００Ｌ程度を目安に加水して行った。

なお、圧潰荷重試験は、高強度フライアッシュ人工骨材指針における高強度フライアッシュ人工骨材の圧かい荷重試験方法（案）（ＪＳＣＥ−Ｃ５０５−２００１）により、高強度フライアッシュ人工骨材を圧かいさせる際の負荷した圧縮荷重の最大値を測定する試験方法であるが、今回は、このＪＳＣＥ−Ｃ５０５−２００１を準用し、それぞれの造粒物に外部応力（吹付ホース内で生じるエア圧力を想定）を加えた際の変位量よりひずみを算出するものである。具体的には、２〜３ｃｍ程度の粒径の繊維露出型造粒物および無繊維造粒物を、図示はしないが、加圧盤面と平行平面となる鋼製盤上（底盤）に設置し、一定の圧縮速度（１ｍｍ／ｍｉｎ）で圧縮し荷重と変位量を測定する。負荷加重はロードセルにより管理し、１５Ｎ（実際は５０Ｎ程度まで載加）まで載荷した際の変位量からひずみ量（％）を算出し、試験は、繊維露出型造粒物と無繊維造粒物を個別に実施して比較する。

図４に示すように、繊維露出型造粒物は、無繊維造粒物と比べて同荷重においてひずみ（変位）が小さいことがわかる。これは、粘性質材料の造粒物に植え込まれて一体となった短繊維が、協働して圧縮方向の外力に対してクッションの役割をしているためであると考えられる。その結果、本発明に係る緑化資材では、エア圧力によるホース内での崩壊とそれに起因するホース内の閉塞を防ぐことができる。

短繊維が配合された生育基盤材（又は緑化資材）は、配合されていないものに比べて、地盤の耐侵食性を向上することは、前述した実施例１で明らかになっている。
ところで、短繊維を配合した場合でも、短繊維が生育基盤材（又は緑化資材）内に均一に分散されていた方が、ムラのあるものに比べて、生育基盤全体として荷重等を負担することができるのでより耐食性が高い。そこで、繊維露出型造粒物のように短繊維が粘性質材料の造粒物に植え込まれて一体となっているか、植え込まれずに分離した形で短繊維と粘性質材料の造粒物が併存しているかによる分散性の相違を繊維洗い出し試験により検証した。

ここで、繊維洗い出し試験とは、表６に示す各配合の生育基盤材を、圧密量１，７００Ｌ／ｍ³となるように２５ｃｍ×２５ｃｍ×１５ｃｍの供試箱に詰め、これらを４つ作成し、任意の２箇所から直径５ｃｍ×高さ６ｃｍの円筒型採土器を用いて８個（４箱×２箇所）の試料を採取し、その後、採取後の試料から水で粘性土及びバーク堆肥などを洗い流し、恒温乾燥炉にて２４時間乾燥させた後、それぞれの試料に含まれる短繊維の重量（ｇ）を測定するものである（表７参照）。

なお、表７に示す配合例１は、総仕上げ（緑化資材又は生育基盤材）１ｍ³に対して繊維露出型造粒物を５０％混合（８５０Ｌ／ｍ³）させ、バーク堆肥５０％混合（８５０Ｌ／ｍ³）させたものであり、従来配合例１は、総仕上げ（緑化資材）１ｍ³に対してバーク堆肥１００％混合（１７００Ｌ／ｍ³）させ、短繊維を３．４ｋｇ入れたものであり、従来配合例２は、総仕上げ（緑化資材又は生育基盤材）１ｍ³に対してバーク堆肥５０％混合（８５０Ｌ／ｍ³）させ、無繊維造粒物を５０％（８５０Ｌ／ｍ³）入れ、短繊維を３．４ｋｇ入れたものであり、従来配合例３は、総仕上げ（緑化資材又は生育基盤材）１ｍ³に対してバーク堆肥７０％混合（１，１９０Ｌ／ｍ³）させ、無繊維造粒物を３０％（５１０Ｌ／ｍ³）入れ、短繊維を３．４ｋｇ混合させたものである。ここで、従来例配合例１乃至３の短繊維は、配合例１とは異なり、パーク堆肥や造粒物とは分離して併存している。
表７、及び図５乃至図８に示すように、本発明に係る配合例１が従来配合例１乃至３のいずれに比べて、均一に分布されていることが分かる。

繊維露出型造粒物の説明図である。 繊維露出型造粒物と有機質系土壌改良資材が絡み合った状態を示す説明図である。 生育基盤材（５０％造粒物混合）の生育基盤の三相分布図である。 繊維露出型造粒物及び無繊維造粒物の圧潰荷重試験の試験結果のひずみ（％）−荷重（Ｎ）グラフである。 配合例１における繊維洗い出し試験の試験結果のグラフである。 従来配合例１における繊維洗い出し試験の試験結果のグラフである。 従来配合例２における繊維洗い出し試験の試験結果のグラフである。 従来配合例３における繊維洗い出し試験の試験結果のグラフである。

符号の説明

１…繊維露出型造粒物、２…有機質系土壌改良資材、１１…短繊維、１２…造粒物。

Claims (12)

1. 粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練する、
   ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法。
2. 粘性質材料１ｍ³に対し、短繊維２〜１０ｋｇ、水５０〜５００Ｌ、凝集剤０．５〜１０Ｌを配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練する、
   ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法。
3. 粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をミキサーにより混練し、
   その後、振動手段により振動を与える、
   ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法。
4. 粘性質材料１ｍ³に対し、短繊維２〜１０ｋｇ、水５０〜５００Ｌ、凝集剤０．５〜１０Ｌを配合し、これら材料をミキサーにより混練し、
   その後、振動手段により振動を与える、
   ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法。
5. 粘性質材料１ｍ³に対し、１００ｋｇ以下（０ｋｇを除く）の消石灰又は半水石膏が添加される、請求項１乃至４のいずれか１項記載の繊維露出型造粒物の製造方法。
6. 前記粘性質材料は、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土である、請求項１乃至５のいずれか１項記載の繊維露出型造粒物の製造方法。
7. 粒径５〜３０ｍｍの粘性質材料の造粒物に複数の短繊維が植え込まれた繊維露出型造粒物と、土壌改良資材と、を含む、
   ことを特徴とする緑化資材。
8. 前記粘性質材料は、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土である、請求項７記載の緑化資材。
9. 前記土壌改良資材は、バーク堆肥、ピートモス、木質系チップ、木炭、活性炭である、請求項７又は８記載の緑化資材。
10. 前記土壌改良資材は、アスファルト切削廃材、コンクリート粉砕物、ＰＳ焼成灰、クリンカアッシュ、ガラス廃材発泡処理物、パーライト、ゼオライト、イソライトである、請求項７又は８記載の緑化資材。
11. 請求項７乃至１０のいずれか１項記載の緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることを特徴とする緑化方法。
12. 請求項７乃至１０のいずれか１項記載の緑化資材の仕上がり１ｍ³に対して、繊維露出型造粒物を２０〜８０％混合させ、この緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることを特徴とする緑化方法。

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