JP2014055433A

JP2014055433A - 土舗装工法

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Publication number: JP2014055433A
Application number: JP2012200290A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sakamoto; 雅昭坂本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-27

Abstract

【課題】施工現場の土壌を有効利用し、その土壌に弱アルカリ固化剤を攪拌混合して施工することで、施工の簡易化、透水性の向上、耐久性・耐候性の向上、有害金属の溶出防止等を図ることを課題とする。
【解決手段】舗装対象地盤の表面土壌を均す表面均し工程と、表面均し工程後の土壌に弱アルカリ固化剤を投入する固化剤投入工程と、前記固化剤と土壌とを攪拌・混合する攪拌工程と、前記攪拌工程後の土壌に散水する散水工程と、
前記散水工程後に前記土壌を転圧する転圧工程と、を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤や路面等の表層土壌を固化させて舗装する土舗装工法に関するものである。

近年、遊歩道や公園園路、自転車専用道、路面等の施工においても環境を重視して土舗装が行われている。

特許文献１には、表層部を処理剤によって連結した粒状改良土による土舗装および土舗装方法の技術が開示されている。粒状改良土を得る処理剤には、ゴム系のエマルジョン、ラテックス、カチオン系アスファルト乳剤、またはセメントミルク等が用いられている。

この土舗装技術により、透水性の改善、クッション性を良くして膝への負担軽減、霜柱の防止、粒状改良土のグランドや遊歩道などへの用途拡大により、地域環境問題の改善、といった効果が期待されている。

特許文献２には、長期間にわたって土埃の立ちにくい強固な土壌舗装面を維持することができる土壌改良材、舗装方法、舗装面の改修方法に係る技術が開示されている。

また、他の一般的な舗装工法として、真砂土にセメントを混練して用いるソイルセメント工法や、真砂土にセメントと酸化マグネシウムを配合する工法、真砂土にセメントと無機固化剤を配合する工法などが知られている。

特開平１１−１３１４０７号公報特許第２９６０４００号公報

しかしながら、従来の土舗装工法のように、セメント系固化剤を多く含む土舗装用材料では、ｐＨ値が１３以上になる場合が多く、アルカリ骨材反応によりコンクリートにおける劣化現象が発生しやすくなる問題があった。
また、特許文献１や特許文献２に記載のように、固化剤に水溶性樹脂等の有機系の材料を用いた土舗装工法では、有害金属が溶出する恐れがある上に、耐久性、耐候性などの点でも課題があった。

さらに、従来の土舗装工法のように、セメント系固化剤を多く含む土舗装用材料を用いて土舗装を行った場合には、若干水はけが悪くなるという問題点がある。これはセメント系固化剤を用いることで土舗装用材料の透水性が低減することに由来すると考えられるが、セメント系固化剤の配合割合を大きく減らすと舗装面の固化が十分でなくなり脆くなってしまう問題が生じる。

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、施工現場の土壌を有効利用し、その土壌に弱アルカリ固化剤を攪拌混合して施工することで、施工の簡易化、透水性の向上、耐久性・耐候性の向上、有害金属の溶出防止等を図ることができる、新規な土舗装工法を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明は、土舗装工法であって、
舗装対象地盤の表面土壌を均す表面均し工程と、
表面均し工程後の土壌に弱アルカリ固化剤を投入する固化剤投入工程と、
前記固化剤と土壌とを攪拌・混合する攪拌工程と、
前記攪拌工程後の土壌に散水する散水工程と、
前記散水工程後に前記土壌を転圧する転圧工程と、
を行うことを特徴とする。

本発明によれば、舗装対象地盤の表面土壌を均す工程と、表面均し後の土壌に弱アルカリ固化剤を投入する工程と、固化剤と土壌とを攪拌・混合する工程とを行うので、施工現場の土壌を有効利用し、その土壌に弱アルカリ固化剤を攪拌混合して施工することで、施工の簡易化、透水性の向上、耐久性・耐候性の向上、有害金属の溶出防止等を図ることができる。

本発明の好ましい形態として、前記攪拌工程では、耕運機を走行させながら行うことを特徴とする。
このように攪拌工程に耕運機を用いることで、施工厚に対応するように、表面土壌の攪拌深さを調整しながら容易にしかも高精度に攪拌することができる。

本発明の好ましい形態では、前記表面均し工程と、前記散水工程とを複数回繰り返すことを特徴とする。
このように、表面均し工程と、散水工程とを複数回繰り返すことにより、高い硬度をもつ舗装層を容易に形成することができる。

本発明の好ましい形態では、前記固化剤のｐＨ値が９.０以下であることを特徴とする。
固化剤のｐＨ値を９.０以下とすることで、アルカリ骨材反応を抑制し、耐久性の向上を図ることができる。

本発明の好ましい形態では、前記表面均し工程の前に、真砂土を投入し、しかる後、前記攪拌工程を行うことを特徴とする。この場合には、土壌を補給して目的とする施工厚を確保することができる。

本発明に係る土舗装工法によれば、施工現場の土壌を有効利用し、その土壌に弱アルカリ固化剤を攪拌混合して施工することで、施工の簡易化、透水性の向上、耐久性・耐候性の向上、有害金属の溶出防止等を図ることができる。

本発明の実施形態１に係る土舗装工法の施行例を示すフロー図である。本発明の実施形態１に係る土舗装工法の他工法との比較例を示す説明図である。本発明の実施形態１に係るＣＰＭｉｘ剤の使用固化データを示す説明図である。

以下、本発明の実施形態１について、図１及び図２を参照して説明する。
なお、以下の実施形態では、本発明を河川敷遊歩道の路盤の土舗装工法に適用した例について説明する。

本実施形態に係る土舗装工法は、少なくとも次の工程を行う。
舗装対象地盤の表面土壌を均す表面均し工程と、表面均し工程後の土壌に弱アルカリ固化剤を投入する固化剤投入工程と、前記固化剤と土壌とを攪拌・混合する攪拌工程と、前記攪拌工程後の土壌に散水する散水工程と、前記散水工程後に前記土壌を転圧する転圧工程とを行う。

次いで、これらの詳細について説明する。
まず、土舗装する施工箇所（現場）の確認作業を行う。この確認作業では、設計図面の確認、現場確認実測、作業機器搬入設置状況確認等を行う。

次に、路盤厚・強度等の確認を行った後、必要に応じて小型耕運機やバックホウ等を用いて表層を耕起する作業を行う（工程Ｓ１）。
次に、新規真砂土利用の場合には、地盤表層部の鋤き取り作業（工程Ｓ２）を行った後、真砂土を投入する（工程Ｓ３）。
一方、現場土再利用の場合には、耕運機等で雑草などを取り除き（工程Ｓ４）、しかる後、路盤厚が設計厚となるように、必要に応じて追加土を搬入する。

（表面均し工程）
次に、除根及び除草剤を散布し、必要に応じて小石、異物等の除去を行い整地し、施工厚を確認する。

次に、作業機器備品、水などを現場へ搬入し、小型の耕運機を利用して耕起・除根等を行い、表面を簡単に均し（工程Ｓ５）、施工厚を確認する。このとき、路盤の端部は鋤取りにより整地する。施工厚としては、目的とする路面強度にもよるが、標準施工厚は１００ｍｍ前後である。

（固化剤投入工程）
次に、長尺メジャーを用いて、固化剤投入箇所をマーキングし、その上から、弱アルカリ固化剤（ＣＸ剤）を、土壌（真砂土）に投入する。この弱アルカリ固化剤のｐＨは、好ましくは１１．０以下、さらに好ましくはｐＨ９．０以下、より好ましくは８．０〜９．０である。
弱アルカリ固化剤、及び固化剤混合セメントの配合は本実施形態では下記の通りである。

１．弱アルカリ固化剤（CX剤）
塩化カルシウム８９質量％
硫化第一鉄４質量％
塩化マグネシウム４質量％
その他無機物３質量％

弱アルカリ固化剤は、塩化カルシウム、硫化第一鉄、及び塩化マグネシウムを含むことが好ましい。この際、塩化カルシウムの含有量は、好ましくは７０〜９５質量％、さらに好ましくは７０〜９０質量％である。また、硫化第一鉄の含有量は、好ましくは２〜１５質量％、さらに好ましくは３〜７質量％である。また、塩化マグネシウムの含有量は、好ましくは２〜１５質量％、さらに好ましくは３〜７質量％である。また、他の成分として、少量（たとえば１０％以下の）の無機物を含んでいても良い。

本実施形態では、この弱アルカリ固化剤（ＣＸ剤）を予めスラグセメントと混合した固化剤混合剤（ＣＰＭｉｘ２剤）を、土壌に投入することにより固化剤投入工程を行っている（工程Ｓ６）。このようにすることにより、弱アルカリ固化剤と土壌（真砂土）との混合が容易となる。

２．固化剤混合剤（CP Mix2剤）
スラグセメント１００質量部
弱アルカリ固化剤（CX剤）５質量部
３．土壌混合比
真砂土１００質量部
固化剤混合剤（CP Mix2剤）６質量部
水２質量部

弱アルカリ固化剤（ＣＸ剤）を予めスラグセメントと混合して固化剤混合剤を調製する場合は、スラグセメント１００質量部に対し、例えば、弱アルカリ固化剤が２〜１５質量部、好ましくは３〜７質量部である。
また、土壌に対する固化剤混合剤の投与量は、土壌１００質量部に対して、例えば１〜１５質量部、好ましくは３〜８質量部程度を目安とすることができる。
すなわち、土壌に対する弱アルカリ固化剤の投与量は、土壌１００質量部に対して、例えば０．０５〜１質量部、好ましくは０．１〜０．５質量部程度を目安とすることができる。

（攪拌工程）
弱アルカリ固化剤を投入したら、鉄製レーキやグランドレーキ等を用いて均等混合しながら敷き均す。次いで、耕運機を走行させながら耕起攪拌し（工程Ｓ７）、土と固化剤の混練及び混練状況の確認を行う。

（散水工程）
次に、水ホースを利用し、攪拌混練した混練土壌の表面に均一に噴霧・散水する（工程Ｓ８）。散水量としては、現場土壌の含水量にも十分に配慮して決定される。散水後に、あるいは散水作業と共に、草木の根の目視除去を行って整地し、施工厚を確認する。

（転圧工程）
施工厚の確認作業を終えたら、次いで、レーキなどで敷き均し（工程９）、しかる後、ローラー、プレート等を用いて転圧する（工程Ｓ１０）。
次に、この転圧工程後（施工後）、１〜２時間後に散水し（工程１１）、さらに、施工２４時間後、４８時間後に散水する（工程１２）。そして、施工後３〜４日間程度養生する（工程Ｓ１３）。なお、厳冬期はシートで覆い約７日間養生する。

なお、この転圧工程では、プレートや、ローラーでの一次転圧と、ハンドローラでの二次転圧を行い、一次転圧の後にレーキ、ブラシ等で表面整地し、二次転圧の後にハンドローラで転圧する工程を行うことが好ましい。また、二次転圧後には水が表面に浮かない程度に散水することが好ましい。

また、端部転圧時には、ローラー跡が直線あるいは並行になるように修正することが好ましい。
養生後には除草剤を散布し、さらに端部隙間を中心に再散布する。

ここで、本発明に係る弱アルカリ固化剤（CX剤）は、少なくとも次のような特徴を備えていることが判明した。
無機固化安定の技術には、「焼成」・「バインダー（接着剤）」・「圧力」・「水和反応」等があるが、本発明に係る「CX剤」は、「水和反応」を促進させ、結晶の安定化、成長、反応促進を図るために開発された固化剤である。したがって、CX剤は、無機化合を複合反応させて生成したイオンリッチ状の水溶液体である。重金属類は一切使用しないので、ブロック成型、土舗装、土壁材等各種素材固化に最適の無機固化反応剤と言える。

CX剤は、重金属類のキレート効果を発揮して、溶出を押える。セメント単独による固化に比べ、対薬品性に優れ、中性化、アルカリ骨材反応を抑制し、耐久性が向上する。

CX剤に使用よる土壌固化は、動植物に対しての影響はない。しかしセメントを使った固化は、ｐＨ１３以上の強アルカリ性になり、アルカリ溶出が生じる為に、アルカリ骨材反応を生じさせ、また魚類の生育に影響を与える。この点、CX剤は、その添加により、固化土壌をｐＨ１０以下の弱アルカリ雰囲気に安定すると同時に、水和反応を迅速に起すので安定した結晶を形成し、未反応によるアルカリ溶出は起きないので、動植物には影響を与えることはない。

ここで、キレート効果とは、金属陽イオンに多重配位して、金属イオンの持つ物性をほぼ完全に封止してしまう事を言う。
また、アルカリ骨材反応とは、コンクリートにおける劣化現象の一つである。コンクリートに含まれるアルカリ性の水溶液は、骨材（砂利や砂）の特定成分と反応し、異常膨張やそれに伴うひび割れなどを引き起こす。

また、土その他の素材を固化することにより、呼吸、栄養吸収が阻害され、新規の植物の生育には適していないため、アルカリ溶出は起きず、動植物に影響を与えない。ただし景観上の目的で表層に適度な苔類を生じさせることは可能である。

また、弱アルカリ固化剤（CX）の特長として、次のような点を挙げることができる。
１．弱アルカリ性
ｐＨ８.３〜９．０（粉砕時：１１.５前後）
※コンクリート（セメント固化）：ｐＨ１３以上。アルカリ骨材反応（コンクリートにおける劣化現象）が発生しない。
２．固定・安定水和物（フリーデル水和物）形成。
３．高密度耐薬品性の水和反応生成物を形成。
４．ドライアウト(※１)、ブリージング(※２)を抑止。
※１：接着剤層中の水分が木材中に吸収されて流動性を失って接着剤面が乾燥したり、若干硬化したりすることをいう。
※２：材料分離現象の一種で、セメントやコンクリートの打設後、骨材に比べ比重が小さい水が表面にうきでてくる現象。ブリージングにより、コンクリートの上面にレイタンスといわれる弱い層ができ、また鉄筋下端に空隙ができたりする。
５．密着性、圧縮強度、曲げ強度等が約２５％向上
一軸圧縮強度：８０００〜１２０００kN/ｍ²（４週（２８日後）強度）
６．固化剤対象物に透水機能、保水機能を形成。

CP Mix剤の特長：
１．「CP Mix」剤は、
CP剤にスラグセメントをプレミックスしたもの。
２．施工が容易
現場で、現場の土とCP Mix2を空練りし、「水」を加え混練するだけである。
３．標準配合比現場土：１００
（重量比） CP Mix２：５
水： 0.１
※ 固化剤の配合比は、施工厚、用途、目的、現場などの条件により若干異なる。
４．使用量目安例）園路・歩道標準施工厚・１００mm厚：９kg／ｍ²。
※ 他社土舗装標準施工厚：３０〜５０mm
※ SG 土壌固化工法では収縮亀裂防止および植物成長抑止のために、園路、駐車場等については100mm 厚を標準としている。通行頻度、車両重量・通行頻度に応じ固化剤の配合比率で強度を調整することができる。即ち、施工厚が増しても工事費は他工法を上回ることはない。

なお、ＣＰＭｉｘ剤使用固化データを図３に示している。

上記実施形態の新土舗装工法によれば、以下のような作用効果を奏する。
（１）現場の土を利用することができる。
（２）真砂土の購入は不要で、真砂土採取における自然環境破壊を防止できる。
（３）固化剤は無機系であり、固化物は中性雰囲気を持続するため、有害金属（六価クロムなど）を溶出しない。
（４）固化剤製造は混練工程のみで、製造時に温暖化への負荷が掛からない。
（５）施工がとても簡単で、安価に施工できる。

（６）狭い場所なら素人でも施工できる。
（７）短期での施工が可能で、交通やその他の使用の妨げにならない。
（８）土の持つデメリットを解消し、メリットを活かすことができる。
（９）「透水性」が十分に有り、ヌカルミを作らない。また地下へ水が浸透し、地下水減少を防ぎ、地盤沈下防止にも役立つ。
（１０）「保水性」が有り、蒸散効果でヒートアイランド現象を防ぐことができる。

（１１）簡易舗装路や駐車場としての施工も可能で、その強度は、厚み、転圧その他の条件を変えて対応することができる。
（１２）紫外線劣化、凍結融解、自己分解などが原因の風化にも耐え、長期の使用に耐えることができる。
（１３）地球環境やさしい雑草防止工法で、雑草は防止しますが、必要な植生には影響を与えない利点が得られる。
（１４）人工的なアスファルト、コンクリートや防草シート等と比べ、周囲の自然景観に溶け込み、人にやさしい美観形成に貢献する。

本実施形態に係る土舗装工法の他工法との比較例を図２に示している。この図２に示すように、本実施形態に係る土舗装工法は、施工厚を既存工法よりも３０〜５０％厚く施工する点を除き、施工性、坊草、強度、透水性、保水性、凍結融解、収縮亀裂、耐久・耐候性、有害物質溶出、省エネ負荷、温暖化付加、施工厚、法面吹付対応、コスト、の何れにおいても、良好な結果が得られている。

なお、本発明は、次のような地盤や路盤等に有効に適用することができる。
・公園園路、公園植栽地、歩道、遊歩道、自転車専用道、空き地、休耕地、学校等公共施設、用地、中央分離帯・路側帯、高速道路高架橋下、河川法面、鉄道線路法面、畦道・農道、温室内通路、住宅犬走、周囲、神社・寺院、文化施設、墓地、霊園、その他雑草繁茂地。

Claims

舗装対象地盤の表面土壌を均す表面均し工程と、
表面均し工程後の土壌に弱アルカリ固化剤を投入する固化剤投入工程と、
前記固化剤と土壌とを攪拌・混合する攪拌工程と、
前記攪拌工程後の土壌に散水する散水工程と、
前記散水工程後に前記土壌を転圧する転圧工程と、
を行うことを特徴とする、請求項１に記載の土舗装工法。
前記表面均し工程の前に、真砂土を投入し、しかる後、前記攪拌工程を行うことを特徴とする、請求項１に記載の土舗装工法。
前記攪拌工程では、耕運機を走行させながら行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の土舗装工法。
前記表面均し工程と、前記散水工程とを複数回繰り返すことを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の土舗装工法。
前記固化剤のｐＨ値が９.０以下であることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の土舗装工法。