JP2007275850A - 改良土生成方法および改良土生成システム - Google Patents

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Abstract

【課題】泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成方法および改良土生成システムを提供する。
【解決手段】泥炭土1に改質材2を混合させたものをせん断して細分化させ、さらに、撹拌・混練することによって一次改良土3を生成する一次混合工程と、一次改良土3を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土5を生成する二次混合工程とを含む改良土生成方法であって、一次混合工程では、改質材2を改質材投入部7に投入する改質材投入工程、ソイルカッター8によって切削混合する切削混合工程、ロータリーハンマー9によって衝撃混合する衝撃混合工程、及びアフターカッター10によって切削・衝撃混合工程を含み、二次混合工程では、ミキサー11によってミキシングするミキシング工程を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、建設工事現場から発生する泥炭土を改良して再生する改良土生成方法及び改良土生成システムに関し、特に再生が難しいとされてきた泥炭土に改質材を混合させることによって、リサイクル土として再利用できる品質を有する改良土生成方法および改良土生成システムに関する。
近年、建設工事から発生する泥炭土の多くは、盛土材等として利用できる品質を有していないため、再利用が不可能な土として処分されることが多い。このような泥炭土の増大とその処分場の減少に対応して、泥炭土の有効利用が強く望まれている。
図5は、改良土の生成方法を示すフローチャートである。この改良土の生成方法は、予備的に脱水処理されて水分が多分に含まれた泥土ケーキを計量して(ステップS31)、撹拌機へ放出し(ステップS32)、これに所定量の高分子吸水剤を添加して(ステップS33)、一次混練工程にて撹拌し(ステップS34)、一次混練を所定時間行った後に固化剤を添加して(ステップS35)、さらに、二次混練工程(ステップS36)にて撹拌する。その後、撹拌機から改良土を排出する(ステップS37)。
図6は、従来例に係る改良土の生成システムの構成を示す構成図である。図6に示すように、このような、改良土の生成方法に用いる生成装置60は、泥土ケーキを撹拌する撹拌機61と、この撹拌機61に脱水処理された所定量の泥土ケーキを供給する泥土供給装置62と、撹拌機61に所定量の高分子吸水剤を供給する高分子吸水剤供給装置63と、撹拌機61に所定量の固化剤を供給する固化剤供給装置64と、前記した泥土供給装置62、高分子吸水剤供給装置63および固化剤供給装置64から泥土ケーキ、高分子吸水剤および固化剤をそれぞれ撹拌機61に供給するタイミングを制御する制御装置65とを備えて構成している(例えば、特許文献1参照)。
特許第2836346号公報(段落番号0013〜0027、図1)
しかしながら、一次混練と二次混練は同じミキサーで同じように行われており、繰り返し撹拌されているに過ぎず、泥土ケーキを改良土として使用可能な強度にするには充分ではないという問題があった。
また、泥炭土に改質材を混合することにより、路床材や盛土材として再利用をすることが考えられてきたが、泥炭土の混合機を用いる方法では目標強度を得ることができないという問題があった。
また、泥炭土が発生した場所から、処分場まで運び出すための費用がかかり、その場で再利用する必要があるという問題があった。
本発明は、前記問題を解決するために創案されたものであり、泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成方法および改良土生成システムを提供することを課題とする。
前記課題を解決した本発明の請求項1に係る改良土生成方法は、泥炭土に改質材を混合させたものをせん断して細分化し、さらに、撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合工程と、前記一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合工程とを含む改良土生成方法であって、前記一次混合工程では、改質材を改質材投入部に投入する改質材投入工程、ソイルカッターによって切削混合する切削混合工程、ロータリーハンマーによって衝撃混合する衝撃混合工程、及びアフターカッターによって切削・衝撃混合工程を含み、二次混合工程では、ミキサーによってミキシングするミキシング工程を含むことを特徴とする。
請求項2に係る発明の改良土生成システムは、泥炭土に改質材を混合させたものをせん断して細分化し、撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合装置と、前記一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合装置とを備えた改良土の生成システムであって、前記一次混合装置は、改質材投入部、ソイルカッター、ロータリーハンマー、及びアフターカッターを備え、前記二次混合装置はミキシング部を備え、前記一次混合装置に前記二次混合装置を組み合わせることによって改良土を生成することを特徴とする。
なお、ソイルカッターは、特許請求の範囲に記載の切削混合部に相当し、同様に、改質材投入装置は改質材投入部に、ロータリーハンマーは衝撃混合部に、アフターカッターは切削・衝撃混合部に、ミキサーはミキシング部に相当する。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の改良土生成システムであって、前記ミキシング部は、アームクレーン付き移動体のアームの先端に設けられたバケット内に備えることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項2または請求項3に記載の改良土生成システムであって、前記ミキシング部は、回転駆動される複数の羽根を有するミキサーと、前記ミキサーと隙間を有して設けられ、複数の開口部を有する排出部材とを備えることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の改良土生成システムであって、前記排出部材は交換可能に設けられ、前記排出部材を交換することによって、前記排出部材の開放度を変更することを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の改良土生成システムであって、前記開放度は、50%〜100%の範囲で調節することを特徴とする。
請求項1に係る発明の改良土生成方法によれば、泥炭土をせん断して細分化させ、さらに、改質材を混合させて撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合工程と、一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合工程と、を含む改良土生成方法であって、一次混合工程では、ソイルカッターによって切削混合する切削混合工程、改質材を改質材投入部に投入する改質材投入工程、ロータリーハンマーによって衝撃混合する衝撃混合工程、及びアフターカッターによって切削・衝撃混合工程を含み、二次混合工程では、ミキサーによってミキシングするミキシング工程を含み、一次混合工程に二次混合工程を組み合わせることによって、泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成方法を提供することができる。
請求項2に係る発明の改良土生成システムによれば、泥炭土をせん断して細分化させたものに、改質材を混合して撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合装置と、一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合装置とを備えた改良土の生成システムであって、一次混合装置は、ソイルカッター、改質材投入部、ロータリーハンマー、及びアフターカッターを備え、二次混合装置はミキシング部を備え、一次混合装置に二次混合装置を組み合わせることによって、泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成システムを提供することができる。
請求項3に係る発明によれば、ミキシング部は、アームクレーン付き移動体のアームの先端に設けられたバケット内に備えるため、泥炭土が発生した場所で改質処理でき、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる改良土生成方法を提供することができる。
請求項4に係る発明によれば、ミキシング部は、回転駆動される複数の羽根を有するミキサーと、このミキサーと隙間を有して設けられ、複数の開口部を有する排出部材とを備えたため、二次改良土の混合精度を向上させることができる。
請求項5に係る発明によれば、排出部材は交換可能に設けられ、この排出部材を交換することによって、排出部材の開放度を変更することができるため、二次改良土の混合精度を向上させることができる。
請求項6に係る発明によれば、開放度は、50%〜100%の範囲で調節することができるため、さらに、混合精度を調節して再利用に適した高品質な改良土を生成することができる。
これによって、再生が難しいとされてきた泥炭土に改質材を添加したものに、切削および衝撃を加えて混合する一次混合に、さらに、ミキシングからなる二次混合を組み合わせ、排出部材の開放度を適宜、調節することによって、混合精度を向上させることができ、より高品質な泥炭土の改質土を得ることができ、リサイクル土として再利用できる品質を有する改良土生成方法および改良土生成システムを提供することができる。
以下、本発明に係る改良土生成方法および改良土生成システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る改良土生成システムの構成を示す構成図である。図1に示すように、改良土生成システム100は、泥炭土1に改質材2を混合したものをせん断して細分化させ、さらに撹拌・混練することによって一次改良土3を生成する一次混合装置4と、さらに、一次改良土3を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土5を生成する二次混合装置6とを備えている。
この一次混合装置4は、改質材投入部(改質材ホッパー)7、切削混合部(ソイルカッター)8、衝撃混合部(ロータリーハンマー)9、及び切削・衝撃混合部(アフターカッター)10を備え、二次混合装置6は、ミキシング部(ミキサー)11を備えている。
また、一次混合装置4において、図示しない投入装置によって泥炭土1を原料土ホッパー12に投入すると、掻き出しローダー13がこの泥炭土1を定量ずつ掻き出し搬送する。改質材ホッパー7は、定量ずつ搬送された泥炭土1に改質材2を添加する。次に、ソイルカッター8は、改質材2が添加された泥炭土1を切削混合する。さらに、ロータリーハンマー9は、切削混合された泥炭土1を衝撃混合する。次に、排出ベルトコンベア14は、衝撃混合された泥炭土1を切削・衝撃混合部(アフターカッター)10へ搬送する。このアフターカッター10は、搬送されてきた泥炭土1を切削・衝撃混合する。これによって、一次改良土3を生成する。
二次混合装置6は、アーム15の先端にバケット16を備えたアームクレーン付き移動体17に設けられている。このバケット16にはミキサー11が備えられている。さらに、二次混合装置6の底面には排出部材18が設けられている。
この排出部材18は、二次改良土5をフィルタリングするためのものであって、この排出部材18の開放エリアは、開放量の異なった3種類が切り替え可能に設けられている。
図3は、本実施の形態に係る改良土生成システムの二次混合装置を示し、(a)は正面図、(b)は(a)の縦断面図、(c)は下面図である。図3の(a)に示すように、バケット16には5枚の羽根20を備えたミキサー11が設けられている。この羽根20は5枚がほぼ72°の角度をずらして積層されて回転軸(図略)に配置されている。
図3の(b)に示すように、羽根20は、ベルト21を介してモータ22に連結されており、ここでは図示しない制御装置によって回転駆動されている。
この羽根20の下方には、改良土をフィルタリングして排出する排出部材18が設けられており、この排出部材18は、ほぼ格子状の開口部19を備えている。
図4は、二次混合装置の排出部材を示す下面図であり、排出部材の開放度を示し、(a)は開放度100%、(b)は開放度71%、(c)は開放度53%を示している。このように、開放度は、50〜100%の範囲で調節した。好適には、開放度53%、71%、100%に調節することが望ましい。
この開放度とは、排出部材18の全面に備えられた複数の開口部19の面積の合計を100%の開放度としたときに、複数の開口部19のうち、閉鎖された開口部19を除いた開口部19の割合を百分率で現したものである。
次に、本実施の形態に係る改良土生成方法について、詳細に説明する。
図2は、本実施の形態に係る改良土生成方法を示すフローチャートである。図2に示すように、改良土生成方法は、泥炭土1に改質材2を混合させたものをせん断して細分化させ、さらに、撹拌・混練することによって一次改良土3を生成する一次混合工程と、一次改良土3を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土5を生成する二次混合工程とを含んでいる。一次混合工程では、泥炭土1の投入工程(ステップS21)、定量化された泥炭土1を供給する供給量の定量化工程(ステップS22)、改質材2を投入する改質材投入工程(ステップS23)、ソイルカッター8によって切削混合する切削混合工程(ステップS24)、ロータリーハンマーによって衝撃混合する衝撃混合工程(ステップS25)、及びアフターカッターによって切削・衝撃混合する切削・衝撃混合工程(ステップS26)を含み、二次混合工程では、ミキサー11によってミキシングするミキシング工程(ステップS27)、及び二次改良土5を排出する改良土の排出工程(ステップS28)含んでいる。
ミキシング工程では、この羽根20の下方に設けられた排出部材18によって、改良土5がフィルタリングされるが、この排出部材18は、二次改良土5をフィルタリングして混合精度を向上させるために、排出部材18の開口量の異なった3種類が、切り替え可能に設けられている。
図4に示すように、このほぼ格子状開口した排出部材18は、排出部材18の開放度に応じて、(a)は開放度100%、(b)は開放度71%、(c)は開放度53%に分類されている。これらの排出部材18を使い分けることによって、改良土の混合精度を調節することができる。
この改良土生成システム100を用いた改良土生成方法によれば、一次混合工程に二次混合工程を組み合わせることによって、泥炭土が発生した場所で改質処理ができ、より高品質な泥炭土の改良土を得ることができる。
これによって、再生が難しいとされてきた泥炭土に改質材を添加し、切削および衝撃を加えて混合する一次混合工程に、さらに、ミキシングからなる二次混合工程を組み合わせることによって混合精度を向上させ、より高品質な泥炭土の改質土を得ることができ、リサイクル土として再利用できる品質を有する土に改質することができる。
二次混合装置6は、アーム15の先端にバケット16を備えたアームクレーン付き移動体17に設けられている。このバケット16にはミキサー11が備えられており、この一次改良土3をミキサー11にてミキシングする。ミキシングされて生成された二次改良土5は、二次混合装置6の底面に設けられた排出部材18で更にフィルタリングされて、例えば、ダンプカー23などの荷台に積載される。
これにより、泥炭土が発生した場所で改質処理ができ、より高品質な改良土(二次改良土5)を得ることができる。
以上、本実施形態では、二次混合装置としてアームクレーン付き移動体を例に説明したが、据え置き型の2次混合装置としても構わない。改質材の添加工程を切削混合工程(ソイルカッター)の前工程において説明したが、切削混合工程の後でもよく、又は、切削・衝撃混合工程の後でもよく、切削混合工程と切削・衝撃混合工程の間に配置しても構わない。
また、開口部は格子状の開口として説明したが、縦長のスリット状の開口であっても構わない。
本実施の形態に係る改良土生成システムの構成を示す構成図である。 本実施の形態に係る改良土生成方法を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る改良土生成システムの二次混合装置を示し、(a)は正面図、(b)は(a)の縦断面図、(c)は下面図である。 二次混合装置の排出部材を示す下面図であり、排出部材の開放度を示し、(a)は開放度100%、(b)は開放度71%、(c)は開放度53%を示している。 従来例に係る改良土の生成方法を示すフローチャートである。 従来例に係る改良土の生成システムの構成を示す構成図である。
符号の説明
1 泥炭土
2 改質材
3 一次改良土
4 一次混合装置
5 二次改良土
6 二次混合装置
7 改質材投入部
8 切削混合部(ソイルカッター)
9 衝撃混合部(ロータリーハンマー)
10 切削・衝撃混合部(アフターカッター)
11 ミキシング部(ミキサー)
12 原料土ホッパー
13 掻き出しローダー
14 排出ベルトコンベア
15 アーム
16 バケット
17 移動体
18 排出部材
19 開口部
20 羽根
21 ベルト
22 モータ
23 ダンプカー

Claims (6)

  1. 泥炭土に改質材を混合させたものをせん断して細分化し、さらに撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合工程と、
    前記一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合工程と、
    を含む改良土生成方法であって、
    前記一次混合工程では、改質材投入工程、切削混合工程、衝撃混合工程、及び切削・衝撃混合工程を含み、
    前記二次混合工程では、ミキシング工程を含むことを特徴とする改良土生成方法。
  2. 泥炭土に改質材を混合させたものをせん断して細分化し、さらに撹拌・混練することによって一次改良土を生成する一次混合装置と、
    前記一次改良土を細分化させて撹拌・混練することによって二次改良土を生成する二次混合装置と、
    を備えた改良土の生成システムであって、
    前記一次混合装置は、改質材投入部、切削混合部、衝撃混合部、及び切削・衝撃混合部を備え、
    前記二次混合装置はミキシング部を備え、
    前記一次混合装置に前記二次混合装置を組み合わせることによって改良土を生成することを特徴とする改良土生成システム。
  3. 前記ミキシング部は、アームクレーン付き移動体のアームの先端に設けられたバケット内に備えることを特徴とする請求項2に記載の改良土生成システム。
  4. 前記ミキシング部は、回転駆動される複数の羽根を有するミキサーと、
    前記ミキサーと隙間を有して設けられ、複数の開口部を有する排出部材と、
    を備えることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の改良土生成システム。
  5. 前記排出部材は交換可能に設けられ、前記排出部材を交換することによって、前記排出部材の開放度を変更することを特徴とする請求項4に記載の改良土生成システム。
  6. 前記開放度は、50%〜100%の範囲で調節することを特徴とする請求項5に記載の改良土生成システム。

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