JP2017217593A - 舗装道路切断水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】泥土を短時間で造粒することができる舗装道路切断水の処理方法及び処理装置を提供する。【解決手段】切断水処理装置１は、舗装道路撹拌分離槽１１で切断水Ｗ２に凝集剤を添加し、切断水を静置して上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１とに分離する。また、分離された泥土Ｄ１にセメントＳ１及びポリマーＰ１添加し、所定時間養生する、所定時間が経過した後に、泥土Ｄ１を養生して得られた混合物Ｄ２を造粒する。【選択図】図１

Description

本発明は、舗装道路切断水の処理方法及び処理装置に関する。

舗装道路の表面におけるアスファルトやコンクリートを切断刃で切断する際、切断刃の焼き付けや粉じんの飛散を防止するなどのために切断刃に冷却水を掛けている。冷却水を掛けながらアスファルトなどの切断作業を行うと、舗装道路切断水（以下「切断水」ともいう）が発生する。これらの切断水をそのまま廃棄すると、環境上の問題が生じることがある。そこで、切断水を浄化した後、排水することが行われている。

切断水を浄化する技術として、従来、切削懸濁排水が流入する撹拌槽と、この撹拌槽に連接された沈殿槽と、沈殿槽に連接された清水層と、を備えるコンクリートカッター用切削水循環装置がある（例えば、特許文献１参照）。このコンクリートカッター用切削水循環装置では、撹拌槽、沈殿槽、及び清水槽の全てに無機系中性凝集剤を添加し、周囲環境を汚染しないようにしている。

特開２０１０−１６７３２５号公報

上記特許文献１に開示されたコンクリートカッター用切削水循環装置では、汚泥中から分離されたスラッジ（泥土）は、脱水されて例えば産業廃棄物として廃棄される。しかし、泥土には、汚染物質などが含まれていることあり、そのまま廃棄すると、周辺環境を汚染させる可能性があるなどの問題がある。このため、例えば泥土を大粒に造粒することなどがあった。

泥土を造粒する際には、泥土を長時間静置させて、泥土をある程度固めることが求められる。このため、泥土の造粒に長時間がかかってしまい泥土の廃棄にも時間がかかるという問題があった。また、泥土を造粒することにより、路盤材として再利用することも考えられる。しかし、造粒に長時間を要することとなると、路盤材の製造にも時間がかかってしまい、工事時間が長くなることあった。

本発明が解決しようとする課題は、泥土を短時間で造粒することができる舗装道路切断水の処理方法及び処理装置を提供することである。

本発明の舗装道路切断水の処理方法は、道路の舗装を切断する際に発生する舗装道路切断水の処理方法であって、前記舗装道路切断水に無機系凝集剤を添加し、前記無機系凝集剤を添加した前記舗装道路切断水を静置して上澄み液と泥土とに分離し、前記泥土にセメント及びポリマーを添加し、前記セメント及びポリマーを添加した前記泥土を撹拌した後、所定時間養生し、前記所定時間が経過した後に、養生した前記泥土を造粒することを特徴とする。

本発明において、前記セメントは、高炉セメントであってもよい。

本発明において、前記泥土の湿潤重量における４０〜６０％の範囲の何れかの割合で前記セメントを前記泥土に添加してもよい。

本発明において、前記泥土が造粒された粒状体を、前記道路に埋め戻してもよい。

本発明において、前記粒状体を路盤材に混合して混合路盤材を作成し、前記混合路盤材に占める前記粒状体の割合を１０〜１５％の何れかの割合としてもよい。

前記上澄み液にナノバブルを発生させて、前記上澄み液を浄化してもよい。

本発明において、前記上澄み液に中和剤を混入し、または前記上澄み液に加水して、前記上澄み液を処理してもよい。

本発明の舗装道路切断水の処理装置は、道路の舗装を切断する際に発生する舗装道路切断水の処理装置であって、前記舗装道路切断水に無機系凝集剤を添加する凝集剤添加部と、前記無機系凝集剤を添加した前記舗装道路切断水を静置して上澄み液と泥土とに分離する分離部と、前記泥土にセメントを添加するセメント添加部と、前記泥土にポリマーを添加するポリマー添加部と、前記セメント及びポリマーを添加した前記泥土を撹拌する撹拌部と、撹拌した前記泥土を養生する養生部と、養生した前記泥土を造粒する造粒部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る試薬容器、舗装道路切断水の処理方法及び処理装置によれば、泥土を短時間で造粒することができる。

本発明の一実施形態に係る切断水処理装置の概略構成図である。 舗装道路切断水の処理の手順を示すフローチャートである。 切断水を上澄み液と泥土とに分離する実験の結果を示すグラフである。 （Ａ）は、切断水のｐＨ値の変化を示すグラフ、（Ｂ）は、切断水のＳＳの変化を示すグラフである。 凝集剤の状態及び成分並びに凝集剤を切断水に添加した際の切断水の凝集性及び界面の状態を示す表である。 切断水にナノバブルを発生させた際のＳＳの変化を示すグラフである。 泥土及び造粒土の粒度分布を示すグラフである。 造粒土におけるフッ素及び六価クロムの濃度を示すグラフである。 第１混合土及び第２混合土をそれぞれ再生クラッシャランに混合した際の粒度分布を示すグラフである。 第１混合土の含水比と乾燥密度との関係を示すグラフである。 第１混合土のＣＢＲと乾燥密度との関係を示すグラフである。

以下、本発明を適用した舗装道路切断水の処理方法及び処理装置について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一実施形態に係る切断水処理装置の概略構成図である。図１に示すように、切断水処理装置１は、撹拌分離槽（分離部）１１と、凝集剤添加装置（凝集剤添加部）１２と、上澄み液浄化槽１３と、造粒器（造粒部、養生部）１４と、ナノバブル発生器１５と、ｐＨ調整器１６と、ポリマー添加装置（ポリマー添加部）１７と、セメント添加装置（セメント添加部）１８と、セメント貯留槽１９と、を備えている。

切断水処理装置１は、アスファルト舗装された舗装道路などの道路の切断に際に発生する切断水を処理する。道路を切断する際には、舗装切断機２及び冷却装置３が用いられる。舗装切断機２は、切断機本体２１と、切断刃２２とを備えている。冷却装置３は、冷却水貯留槽３１及び噴射ノズル３２を備えている。道路を切断する際には、舗装切断機２の切断機本体２１によって切断刃２２を回転させて道路を切断する。このとき、冷却装置３は、冷却水貯留槽３１に貯留された貯留水を冷却水Ｗ１として噴射ノズル３２から噴出する。冷却装置３は、噴射ノズル３２から冷却水Ｗ１を噴出することにより、切断刃２２を冷却する。

撹拌分離槽１１には、舗装切断機２による道路を切断する際に、舗装切断機２の切断刃２２に冷却水Ｗ１を噴出することによって発生する切断水Ｗ２が導入される。撹拌分離槽１１には図示しない撹拌羽根が設けられている。撹拌分離槽１１に導入された切断水Ｗ２は、撹拌羽根を作動させることによって撹拌される。撹拌された切断水は、その後静置されることにより、上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１とに分離される。

撹拌分離槽１１の上方には、凝集剤添加装置１２が配置されている。凝集剤添加装置１２は、撹拌分離槽１１で撹拌された切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１を添加する。撹拌分離槽１１では、撹拌された切断水に凝集剤Ｃ１を添加した後、切断水Ｗ２が静置される。切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１を添加することにより、切断水Ｗ２の上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１とへの分離が促進される。なお、凝集剤は、切断水Ｗ２を撹拌する前、あるいは切断水Ｗ２の撹拌中に切断水Ｗ２に添加してもよい。

撹拌分離槽１１における側面には、上澄み液排出ゲート１１Ａが設けられている。上澄み液排出ゲート１１Ａは、開口部と、開口部を開閉する扉部材を備えている。扉部材は、上下方向に移動可能である。扉部材が最上方に位置するときには、開口部が完全に閉鎖している。また、扉部材を下降させると、開口部が上方から徐々に開放され、開放された開口部から上澄み液Ｗ３が上澄み液浄化槽１３に導入される。

撹拌分離槽１１における底面には、泥土排出ゲート１１Ｂが設けられている。泥土排出ゲート１１Ｂは、開口部と、この開口部を閉塞する蓋部材とを備えている。泥土排出ゲートにおける開口部は、送泥管１１Ｃを介して造粒器１４に接続されている。撹拌分離槽１１内の泥土は、蓋部材を開放することによって泥土排出ゲート１１Ｂの開口部から落下し、送泥管１１Ｃを介して造粒器１４に供給される。

上澄み液Ｗ３が導入された上澄み液浄化槽１３では、上澄み液Ｗ３の浄化を行う。上澄み液浄化槽１３には、ナノバブル発生器１５及びｐＨ調整器１６が設けられている。ナノバブル発生器１５は、上澄み液浄化槽１３に導入された上澄み液Ｗ３にナノバブルを発生させる。ｐＨ調整器１６は、上澄み液浄化槽１３に導入された上澄み液Ｗ３のｐＨを調整する。上澄み液Ｗ３は、ナノバブル発生器１５によるナノバブルの発生及びｐＨ調整器１６によるｐＨ調整によって浄化される。浄化された上澄み液Ｗ３は、排出水Ｗ４として切断水処理装置１の外部に排出される。排出水Ｗ４の一部は、冷却水貯留槽３１に導入され、舗装切断機２の冷却水Ｗ１として再利用される。また、その他の排出水Ｗ４は、そのまま排水される。

造粒器１４には、撹拌分離槽１１で分離された泥土Ｄ１が導入される。また、造粒器１４の上方には、ポリマー添加装置１７及びセメント添加装置１８が配置されている。ポリマー添加装置１７は、泥土Ｄ１にポリマーＰ１を添加する。また、セメント添加装置１８は、セメント貯留槽１９に貯留されているセメントＳ１を泥土Ｄ１に添加する。セメントＳ１としては、例えば高炉セメントが用いられる。

造粒器１４において泥土Ｄ１に対してポリマーＰ１及びセメントＳ１を添加したら、造粒器１４では、作業員が操作するミキサーによって撹拌される。こうして、ポリマーＰ１及びセメントＳ１が添加された泥土Ｄ１が撹拌されることによって、混合物Ｄ２が製造される。

造粒器１４内における混合物Ｄ２は、所定時間、例えば１〜２時間養生することによって、造粒に適する程度に固化して造粒可能となる。なお、さらに固化が進むと、造粒が困難となってしまうので、混合物Ｄ２がある程度固化したタイミングで造粒を行う。また、混合物Ｄ２にはポリマーＰ１が添加されていることにより、混合物Ｄ２が造粒に適する程度に固化するまでの時間を短くすることができる。そのため、混合物Ｄ２を造粒する際の管理の手間を軽減することができる。

混合物Ｄ２から粒状体として造粒された造粒土Ｄ３の一部は、切断された道路に路盤材（混合路盤材）として埋め戻される。また、造粒土Ｄ３の他の一部は、そのまま廃棄される。

次に、舗装道路切断水の処理方法について説明する。図２は、舗装道路切断水の処理の手順を示すフローチャートである。切断水の処理では、舗装道路、例えばアスファルト舗装の道路の切断（ステップＳ１１）が行われる際に、舗装切断機２の切断刃２２に冷却水Ｗ１を噴出することによって発生する切断水Ｗ２の処理を行う。ここで発生した切断水Ｗ２は、切断水処理装置１における撹拌分離槽１１に導入される（ステップＳ１２）。切断水処理装置１に切断水Ｗ２が導入されたら、撹拌分離槽１１に対して、凝集剤添加装置１２によって凝集剤Ｃ１を添加して撹拌する（ステップＳ１３）。

ここで添加される凝集剤Ｃ１は、例えば無機系凝集剤であり、さらに言えば鉄系の凝集剤である。凝集剤Ｃ１の成分は、例えば二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化カリウム、酸化鉄（II）、二酸化チタン、酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムである。切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１を添加したら、切断水Ｗ２を撹拌する。切断水Ｗ２の撹拌が済んだら、撹拌分離槽１１内で切断水Ｗ２を所定時間、ここでは約３０分間静置する。切断水Ｗ２の静置時間は、約３０分以外の時間でもよく、適宜設定することができる。

撹拌分離槽１１内で静置された切断水Ｗ２は、上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１とに分離される（ステップＳ１４）。切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１が添加されていることにより、切断水Ｗ２を上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１とに分離する際にかかる時間を短くすることができる。また、上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１との確実な分離を促進することができる。

上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１とが分離されたら、泥土Ｄ１と分離された上澄み液Ｗ３（ステップＳ１４：上澄み液）は、上澄み液排出ゲート１１Ａを開放することにより、上澄み液浄化槽１３へと排出される。上澄み液排出ゲート１１Ａは、扉部材の開放高さを調整可能とされている。このため、扉部材の上端部を上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１との界面に位置させることにより、上澄み液Ｗ３のみを上澄み液浄化槽１３に対して容易に排出することができる。

上澄み液浄化槽１３に排出された上澄み液Ｗ３には、上澄み液浄化槽１３内において浄化処理を行う（ステップＳ２１）。浄化処理としては、ナノバブル処理及びｐＨ調整を行う。ナノバブル装置では、ナノバブル発生器１５によって上澄み液浄化槽１３内の上澄み液Ｗ３にナノバブルを例えば１０分間発生させる。なお、ナノバブルにかけてマイクロバブルを発生させてもよいし、マイクロバブルとナノバブルとの両方を発生させてもよい。

さらに、上澄み液浄化槽１３内における上澄み液Ｗ３に対して、ｐＨ調整器１６によってｐＨ調整が行われる。ｐＨ調整は、上澄み液Ｗ３に中和剤（ｐＨ調整剤）を添加したり、冷却水を加水したりすることによって行われる。こうして浄化された上澄み液を冷却水として利用するか否かを決定する（ステップＳ２２）。上澄み液を冷却水として利用するか否かは、例えば冷却水の残量、供給状況、上澄み液Ｗ３の浄化度合等によって適宜決定される。

浄化された上澄み液を冷却水として利用する場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、浄化された上澄み液を冷却水貯留槽３１へと移送する（ステップＳ２３）。こうして、浄化された上澄み液を冷却水Ｗ１として再利用する（ステップＳ２４）。また、浄化された上澄み液を冷却水として利用しない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、そのまま排水する（ステップＳ２５）。こうして、切断水の処理を終了する。

一方、上澄み液Ｗ３と分離された泥土Ｄ１（ステップＳ１４：泥土）は、泥土排出ゲート１１Ｂを開放することにより、造粒器１４へと排出される。泥土Ｄ１は、泥土排出ゲート１１Ｂの蓋部材を開放することにより、自重で造粒器１４に落下して撹拌分離槽１１から排出される。泥土Ｄ１の排出は、上澄み液Ｗ３の排出が終了した後に行うことにより、泥土Ｄ１のみを造粒器１４に排出することができる。

なお、上澄み液Ｗ３のｐＨ値や浮遊物質量（Suspended Solids、以下「ＳＳ」という）が、所定の基準を満たす場合には、ステップＳ２１における浄化処理を省略してもよい。例えば、上澄み液Ｗ３を冷却水Ｗ１として再利用する場合には、冷却水Ｗ１としてのｐＨ値やＳＳを満たしていれば、浄化処理を省略してもよい。また、上澄み液Ｗ３のｐＨ値やＳＳが、切断対象の舗装道路が設けられている自治体が定める基準を満たす場合などには、浄化処理を省略してもよい。

造粒器１４に排出された泥土Ｄ１には、ポリマーＰ１及びセメントＳ１が添加されて（ステップＳ３１）混合物Ｄ２が製造される。ポリマーＰ１は、ポリマー添加装置１７によって添加され、セメントＳ１は、セメント添加装置１８によって添加される。添加されるポリマーＰ１としては、水性ポリマーディスパージョン、再乳化形粉末樹脂、水溶性ポリマー、液状ポリマーなどを挙げることができる。ポリマーＰ１は、ここでは混合物Ｄ２の０．３１％添加されているが、例えば０．１％〜０．５％の範囲で適宜添加されてもよいし、これらの量を外れた範囲で添加されていてもよい。

また、添加されるセメントとしては、普通セメント、早強セメント、ポルトランドセメント、混合セメントなどを例示することができる。また、ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメントなどを挙げることができる。また、混合セメントとしては、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメントなどを挙げることができる。セメントとしては、高炉セメントを添加するのが好適である。また、セメントを例えば混合物Ｄ２の湿潤重量における４０〜６０％の範囲の何れかの割合、例えば５０％で添加するのが好適である。なお、必要に応じＰＳ灰を添加してもよい。

続いて、泥土Ｄ１にポリマー及びセメントを添加した混合物Ｄ２を撹拌して混合する。混合物Ｄ２の撹拌は、例えば作業者が手で持って操作するミキサーを用いることができる。例えば、造粒器１４の底部にミキサーを設けて、このミキサーによって混合物Ｄ２を撹拌することができる。ところが、混合物Ｄ２は最終的に固化するため、造粒器１４の底部に設けられたミキサーで撹拌する場合、ミキサーの洗浄手間がかかることが懸念される。これに対して、作業者が手で持って操作するミキサーを用いることにより、最終的に固化する混合物Ｄ２を撹拌した場合でも、ミキサーを容易に洗浄することができる。撹拌混合が済んだら、所定時間静置して養生し、混合物Ｄ２とする。養生を行う際の静置時間は、混合物Ｄ２が造粒に適する程度に固化する時間とすることができ、例えば１〜２時間程度とすることができる。

また、養生は気中養生とするよりも、密閉養生とするのが好適である。養生として、混合物Ｄ２を密閉養生することにより、造粒される造粒土Ｄ３の粒土の粒径を大きくすることが容易になる。

１〜２時間程度の養生を行ったら、ある程度固化した混合物Ｄ２を造粒して（ステップＳ３２）造粒土Ｄ３を製造する。混合物Ｄ２の造粒は、ある程度固化した混合物Ｄ２を撹拌することによって行われる。造粒作業を行うにあたり、例えば作業員は、養生を行っている時間を計測し、養生を行った時間が１〜２時間が経過した時点で造粒作業を行う。造粒作業は、例えば作業員がミキサー等によってある程度固化した混合物Ｄ２を撹拌することによって行われる。

続いて、製造した造粒土Ｄ３を路盤材として利用するか否かを決定する（ステップＳ３３）。造粒土Ｄ３を路盤材として利用するか否かは、例えば路盤材の残量、供給状況、造粒土Ｄ３の汚染度合等によって適宜決定される。

その結果、造粒土Ｄ３を路盤材として利用する場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）には、造粒土Ｄ３は、路盤材として再利用される（ステップＳ３４）。具体的には、造粒土Ｄ３を路盤材、例えば再生クラッシャラン（ＲＣ−４０）に混合して混合土（混合路盤材）を製造する。なお、路盤材は、再生クラッシャラン（ＲＣ−４０）に限定されず、他の路盤材をとしてもよい。この混合土（混合路盤材）を道路に埋め戻す。こうして、造粒土Ｄ３が路盤材として再利用される。また、造粒土Ｄ３を路盤材として利用しない場合（ステップＳ３３：ＮＯ）には、造粒土Ｄ３を廃棄する（ステップＳ３５）。こうして、切断水の処理を終了する。

このように、上記の切断水の処理方法では、道路の切断の際に発生した切断水を処理することにより、切断水の廃棄による環境上の問題を抑制することができる。また、浄化された切断水を冷却水に用いたり、泥土を造粒して路盤材として利用したりするなど、切断水を処理することによって得られる材料を再利用することができる。

また、泥土を再利用するにあたり、泥土の造粒のためにセメントを添加している。このため、泥土を造粒した際に、大きな粒状体を製造することができる。したがって、路盤材としての再利用に利用できる大きさの造粒土を製造することができる。また、泥土を造粒する際に、セメントともにポリマーも添加している。このため、泥土に添加されたセメントの水和反応が促進され、泥土が固化する際の見掛けの含水比が急激に減少するので、泥土を短時間で固化させることができる。したがって、泥土を造粒するタイミングを失する可能性を低くすることができる。

また、造粒土Ｄ３とするために泥土Ｄ１に添加されるセメントＳ１として、高炉セメントが用いられている。このため、造粒土Ｄ３に含まれる六価クロムを少なくすることができる。したがって、造粒土Ｄ３を路盤材として使用する際、あるいは造粒土Ｄ３を廃棄する際の環境に対する影響を小さくすることができる。

次に、上記の切断水の処理方法の過程における個別の工程に関する実験及びその結果等についてさらに説明する。

［切断水への凝集剤添加（ステップＳ１３）に関する実験］
切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１を添加した場合、凝集剤Ｃ１を添加しない場合と比較して、上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１との分離が短時間で進み、しかも上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１との分離を確実に行うことができる。本発明者らは、凝集剤Ｃ１を添加した場合と添加しない場合との双方における上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１との分離状況について実験を行った。その実験について説明する。

実験では、凝集剤を添加しない切断水と、凝集剤を添加した切断水のそれぞれについて静置し、時間の経過に伴う上澄み液と泥土との分離状況について観察した。この実験では、凝集剤を添加した切断水について１例の実験を行い、凝集剤を添加した切断水についてｃａｓｅ１〜ｃａｓｅ１７の１７例の実験を行った。その結果を図３に示す。図３において、横軸は、切断水を静置した時間、縦軸は、初期高さに対する沈下量の割合を示している。初期高さは、泥土と上澄み液とが分離する前の切断水の高さであり、時間経過しても大きく変化はしない高さである。沈下量は、泥土と上澄み液とが分離することにより、沈下した泥土が占める高さであり、泥土の沈下（界面の低下）に伴って大きくなる。このため、時間が経過した沈下量が大きくなることにより、初期高さに対する沈下量の割合も大きくなる。

図３に示すように、３０分が経過した時点において、凝集剤Ｃ１を添加していない切断水Ｗ２では、初期高さに対する沈下量の割合が、ｃａｓｅ１〜ｃａｓｅ１７における凝集剤Ｃ１を添加した切断水Ｗ２のいずれにおける初期高さに対する沈下量の割合を下回っていた。この結果から、切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１を添加することにより、切断水Ｗ２を上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１とに分離する際にかかる時間を短くできることがわかった。

また、図３に示すように、凝集剤Ｃ１を添加していない切断水Ｗ２では、６０分が経過するまで初期高さに対する沈下量の割合が徐々に増加していった。この結果から、凝集剤Ｃ１を添加しない切断水Ｗ２では、６０分を経過した時点では、上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１との分離が済んでいなかった。一方、切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１を添加したｃａｓｅ１〜ｃａｓｅ１７では、ｃａｓｅ９を除いて、いずれも３０分の経過時において初期高さに対する沈下量の割合の変化がほぼ見られなくなっていた。このため、３０分を経過した時点で実験を終了した。また、ｃａｓｅ９においても、６０分の経過時には、初期高さに対する沈下量の割合の変化がほぼ見られなくなっていた。この結果から、凝集剤Ｃ１を添加することにより、上澄み液Ｗ３と泥土Ｄ１との確実な分離を促進できることが分かった。

さらに、本発明者らは、凝集剤Ｃ１を添加する前の切断水Ｗ２のｐＨ値と、切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１を添加して泥土Ｄ１と分離された上澄み液Ｗ３のｐＨ値とを計測した。この実験は、切断水ａ〜切断水ｄの４種類の切断水を用いて行った。また、切断水ａについては複数回の実験を行った。その結果を図４（Ａ）に示す。

また、凝集剤Ｃ１を添加する前の切断水Ｗ２のＳＳと、切断水Ｗ２に凝集剤Ｃ１を添加して泥土Ｄ１と分離された上澄み液Ｗ３のＳＳとを計測した。この実験は、切断水ｃを用いて４回行った。その結果を図４（Ｂ）に示す。なお、図４（Ａ）（Ｂ）には、日本国内における一自治体で定めるｐＨ値とＳＳの排水基準値を示す。

図４（Ａ）に示すように、凝集剤を添加した上澄み液のｐＨ値は、切断水ａ〜切断水ｄのいずれにおいても、凝集剤を添加する前の切断水のｐＨ値より低くなった。特に、切断水ａ，ｂについては、いずれも一自治体で定める排水基準を満たす結果となった。切断水ｃ，ｄでは、排水基準には到達しないものの、ｐＨ値の低下は見られた。

図４（Ｂ）に示すように、上澄み液のＳＳについては、４回の実験のいずれにおいても、凝集剤を添加する前の切断水のＳＳより減少する結果となった。これらの実験結果から、切断水に凝集剤を添加することにより、ｐＨ値及びＳＳのいずれをも低下させられることが分かった。

また、切断水Ｗ２に添加する凝集剤についても実験を行った。実験には、図５に示す８種類の凝集剤を用いた。図５に示す凝集剤Ａ〜凝集剤Ｈのうち、凝集剤Ａ及び凝集剤Ｆは鉄系の凝集剤である。また、凝集剤Ｃ、凝集剤Ｄ、及び凝集剤Ｅはアルミ系の凝集剤である。また、その他の凝集剤は無機系の凝集剤である。実験では、切断水にこれらの凝集剤をそれぞれ添加し、所定時間経過後における凝集性及び界面の状態を判定することによって行った。その結果を図５に示す。

凝集性の判定において、○は「明確に確認できる。そして比較的大きい。」○※１は「明確に確認できる。しかし大きくはない。」、△は「フロックは少しだけ確認できる。」、×は「確認できない。」をそれぞれ意味する。また、界面の状態の判定において、◎は「界面が確認できてかつ顕著に沈降する。」、○は「界面が確認できてかつ沈降する。」、△は「界面は確認できるがほとんど沈降しない。」、△※１は「上澄み液が少しできた。」×は「界面がほとんど認められない。」を意味する。

図５に示すように、鉄系の凝集剤である凝集剤Ａ、凝集剤Ｈを用いて上澄み液と泥土との分離を行った場合に、凝集性は、「○」、界面の状態は「◎」といずれもが良い判定となった。また、凝集剤Ａ、凝集剤Ｈ以外の凝集剤を用いた場合には、界面の状態が「◎」となる例はなかった。また、凝集性が「○」となった凝集剤は、凝集剤Ａ、凝集剤Ｆ、のほか凝集剤Ｂ、凝集剤Ｃ、凝集剤Ｇがあった。しかし、凝集剤Ｂでは、界面の状態が「△」と良くなった。凝集剤Ｃは、凝集性が「○」判定であるが、凝集性が大きいといえない結果であった。凝集剤Ｇは、界面の状態が「○」ではあるが、鉄系の凝集剤Ａ、凝集剤Ｆよりも評価は劣るものであった。このため、凝集剤としては、鉄系の凝集剤が好適に用いられることがわかった。

［上澄み液の浄化（ステップＳ２１）に関する実験］
上澄み液浄化槽１３において、上澄み液Ｗ３は、ナノバブル発生器１５によってナノバブルを発生させることによって浄化される。本発明者らは、上澄み液にナノバブルを発生させることによる浄化についての実験を行った。実験では、図４（Ｂ）に結果を示す実験で得られた上澄み液にナノバブルを発生させて、ナノバブルを発生させた後のＳＳを計測した。その結果を図６に示す。

図６に示すように、４回の実験のいずれにおいても、ナノバブルを発生させる前の上澄み液では、切断水の状態からはＳＳが低下していたものの、一自治体で定める基準値にまでは到達していなかった。これに対して、４回の実験のいずれにおいても、上澄み液にナノバブルを発生させることにより、ＳＳが一自治体で定める基準値以下となった。この結果から、ナノバブルを発生させることにより、ＳＳを一自治体で定める基準値以下まで低下させられることがわかった。

［ポリマー・セメントの添加（ステップＳ３１）に関する実験］
造粒器１４においては、泥土Ｄ１にポリマー及びセメントが添加されて、混合物Ｄ２とされる。この混合物Ｄ２を養生して固化した後に造粒して造粒土Ｄ３とする。ここで、本発明者らは、ポリマー及びセメントを添加することなく造粒器１４によって泥土を造粒した場合の造粒土（以下「直接造粒土」という）の粒度分布を測定した。また、ポリマー及びセメントを添加して造粒器１４によって泥土を造粒した場合の造粒土の粒度分布を測定した。その結果を図７に示す。

図７に示すように、直接造粒土Ａ，Ｂの粒度分布は、粒径が小さい範囲に多くなり、非常に細かく、直接造粒土は粒径が非常に小さい砂状のものが多くなった。また、造粒土Ａ〜造粒土Ｌの粒度分布は、いずれも粒径が大きい範囲に多くなり、大きな粒状のものが多くなった。また、図７には、路盤材としての再生クラッシャーラン（ＲＣ−４０）の粒度分布の範囲を示す。再生クラッシャーラン（ＲＣ−４０）の粒度分布は、おおよそ領域Ｘの範囲に収まっている。これに対して、造粒土Ａ〜Ｌの粒度分布は、この領域Ｘの内側またはその近傍に位置している。この結果から、造粒土Ａ〜Ｌは、直接造粒土Ａ，Ｂよりも路盤材として好適に用いられることがわかった。

また、本発明者らは、ポリマーを添加した際の効果を確認するため、ポリマーを添加した混合物と、ポリマーを添加していない非添加混合物とを生成し、両者について造粒に適した固さとなるまでの時間を計測した。その結果、ポリマーを添加していない非添加混合物は、造粒に適した固さとなるまでおよそ百数十時間を費やした。このため、混合物を造粒するまでの長時間を要することとなった。これに対して、ポリマーを添加した混合物では、ポリマーが混合物中のセメントの水和反応を促進する。このため、ポリマーを添加した混合物は、見掛けの含水比が急激に減少し、およそ１〜２時間程度で造粒に適した固さとなる。したがって、混合物の造粒を短時間で行うことができる。

また、混合物は、時間が経過すると固化が進み、混合物が造粒に適した固さとなっている状態は、短時間、例えば１時間程度である。このため、非添加混合物では、百数十時間待機した後の１時間程度の間に混合物を造粒しなければならず、造粒のタイミングを失する可能性が高くなる。一方のポリマーを添加した混合物では、１〜２時間の養生の後１時間程度の間に造粒を行えばよいので、造粒のタイミングを失する可能性を低くすることができる。したがって、混合物を容易に造粒することができる。

また、泥土Ｄ１にセメントを添加することにより、造粒土Ｄ３にフッ素や六価クロムが混入する懸念があり、環境に影響を及ぼす可能性がある。そこで、本発明者らは、泥土に添加するセメントの種類及び添加割合を変えて造粒土を製造し、製造された造粒土のフッ素及び六価クロムの濃度を計測する実験を行った。泥土に添加するセメントとして、早強セメントと高炉セメントとを用いた。また、混合物のポリマーを添加したものとポリマーを添加していないものとを用いた。また、ｃａｓｅ１〜５については、共通の泥土を用い、ｃａｓｅ６のみ異なる泥土を用いた。その結果を図８に示す。なお、図８には、一自治体におけるフッ素及び六価クロムの濃度の環境基準を示す。

図８に示すように、ｃａｓｅ１〜６の全てにおいて、フッ素については、環境基準を下回る結果となった。また、早強セメントを添加したｃａｓｅ１〜３では、いずれも六価クロムが環境基準を上回る結果となった。また、高炉セメントを３０％添加し、さらにＰＳ灰を添加したｃａｓｅ５でも六価クロムが環境基準を上回る結果となった。これらの結果に対して、高炉セメントを５０％添加したｃａｓｅ４，６では、いずれも六価クロムが環境基準を下回る結果となった。この結果から、高炉セメントを５０％添加した混合物において、六価クロムについての環境基準を満たす造粒土を製造できることが分かった。

［路盤材としての利用（ステップＳ３４）に関する実験］
造粒器１４で造粒された造粒土Ｄ３は、再生クラッシャラン（ＲＣ−４０）と混合されて混合土となる。この混合土は、路盤材（混合路盤材）として使用される。本発明者らは、造粒器１４で造粒された造粒土を再生クラッシャランに混合して得られた混合土の粒度分布、含水比、及びＣＢＲ（California Bearing Ratio）を計測した。その結果として、路盤材の粒度分布については図９、含水比については図１０、ＣＢＲについては図１１にそれぞれ示す。

図９には、高炉セメントを添加して製造した造粒土を再生クラッシャランに混合した混合土（以下、「第１混合土」という）の粒度分布と、早強セメントを添加して製造した造粒土を再生クラッシャランに混合した混合土（以下、「第２混合土」という）の粒度分布とを示す。なお、第１混合土における高炉セメントの混合割合及び第２混合土における早強セメントの混合割合はいずれも１２％である。また、図９には、再生クラッシャラン（ＲＣ−４０）の粒度分布が収まる領域Ｘの範囲も示している。

図９に示すように、第１混合土と第２混合土との粒度分布を比較すると、両者はほぼ同じ粒度分布となった。また、第１混合土と第２混合土との粒度分布は、再生クラッシャランの粒度分布に範囲Ｘにほぼ収まる結果となった。この結果から、第１混合土及び第２混合土のいずれについても、路盤材としての粒度分布を満たすことがわかった。

図１０は、第１混合土の含水比と乾燥密度との関係を示すグラフである。第１混合土の含水比及び乾燥密度を求めるにあたり、第１混合土から供試体を作成し、突き固めによる締固め試験を行った。その結果、図１０に示すように、第１混合土の最大乾燥密度ρ_d,maxは１．７７ｇ／ｃｍ^３、最適含水比ｗ_qptは１８．０％であった。なお、図１０には、第１混合土の飽和度一定曲線（１００％、９０％、８０％を合わせて示す）。また、第１混合土の湿潤密度ρ_Ｓは２．７３ｇ／ｃｍ^３である。

図１１は、第１混合土及び第２混合土のＣＢＲと乾燥密度との関係を示すグラフである。なお、図１１には、路盤材としての利用に適するＣＢＲを合わせて表示している。例えば、上層路床の路盤材としては、ＣＢＲ１０％以上の混合土が適している。また、下層路盤の路盤材としては、ＣＢＲ３０％以上、上層路盤の路盤材としては、ＣＢＲ８０％以上の混合土がそれぞれ適している。

ＣＢＲは、ＣＢＲ試験により求めた。ＣＢＲ試験では、第１混合土及び第２混合土からそれぞれ供試体を突き固めによって作成し、貫入試験を行うことで行った。供試体を作成するにあたり、最大乾燥密度となるまでは、突き固め回数が増加するほど乾燥密度が増加する。

図１１に示すように、第１混合土及び第２混合土は、突き固め回数が少なく、乾燥密度が低い状態では、ＣＢＲが低かったが、乾燥密度の増加に伴い、ＣＢＲが増加した。第１混合土では、乾燥密度が約１．６５ｇ／ｃｍ^３では、ＣＢＲは約７０％となり、下層路盤や上層路床としては十分用いることができるＣＢＲとなった。また、乾燥密度が約１．７４ｇ／ｃｍ^３となったときには、ＣＢＲが約２２５％となり、上層路盤として用いるのに十分なＣＢＲを得ることができた。

また、第２混合土では、乾燥密度が１．６２ｇ／ｃｍ^３のときにＣＢＲは約５５％であり、下層路盤や上層路床としては十分用いることができるＣＢＲとなった。また、乾燥密度が約１．６３ｇ／ｃｍ^３のときにＣＢＲは約８０％であり、上層路盤として用いるのに十分なＣＢＲを得ることができた。

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、切断水処理装置１の一部を自動化してもよいし、全部を自動化してもよい。具体的には、撹拌分離槽１１に導入された切断水Ｗ２の重量又は体積などを計測し、切断水Ｗ２が撹拌分離槽１１に所定量導入された時点で切断水Ｗ２の導入を停止するとともに、凝集剤添加装置１２によって凝集剤を自動的に切断水Ｗ２に添加するようにしてもよい。

また、上澄み液浄化槽１３に導入される上澄み液Ｗ３の重量又は体積などを計測し、上澄み水Ｗ３が上澄み液浄化槽１３に所定量導入された時点で上澄み水Ｗ３の導入を停止するとともに、ナノバブル発生器１５でナノバブルを発生させるようにしてもよい。また、上澄み液浄化槽１３内の上澄み液Ｗ３のｐＨ値を計測し、ｐＨ値が高すぎる場合にｐＨ調整剤によってｐＨ値を調整するようにしてもよい。

また、造粒器１４において泥土Ｄ１にポリマーＰ１及びセメントＳ１を添加して養生し、混合物Ｄ２を製造しているが、造粒器のほかに設けられた養生部で混合物Ｄ２を製造し、製造した混合物Ｄ２を造粒器１４に移動させるようにしてもよい。また、造粒器１４において混合物Ｄ２を撹拌して造粒する際には、作業員が養生時間を計測し、１〜２時間の養生時間が経過した後、作業員が混合物Ｄ２を撹拌している。これに対して、例えば、養生時間を計測するタイマと、タイマの経過に基づいて混合物Ｄ２を撹拌するミキサーを設けてもよい。あるいは、タイマに代えて、混合物Ｄ２の固化状態（固さ）を計測し、所定の固さとなった時点で撹拌して造粒するようにしてもよい。

１ 切断水処理装置
２ 舗装切断機
３ 冷却装置
１１ 撹拌分離槽（分離部）
１１Ａ 液排出ゲート
１１Ｂ 泥土排出ゲート
１１Ｃ 送泥管
１２ 凝集剤添加装置（凝集剤添加部）
１３ 上澄み液浄化槽
１４ 造粒器（造粒部、養生部）
１５ ナノバブル発生器
１６ ｐＨ調整器
１７ ポリマー添加装置（ポリマー添加部）
１８ セメント添加装置（セメント添加部）
１９ セメント貯留槽
２１ 切断機本体
２２ 切断刃
３１ 冷却水貯留槽
３２ 噴射ノズル
Ｃ１ 凝集剤
Ｄ１ 泥土
Ｄ２ 混合物
Ｄ３ 造粒土
Ｐ１ ポリマー
Ｓ１ セメント
Ｗ１ 冷却水
Ｗ２ 切断水
Ｗ３ 上澄み液
Ｗ４ 排出水

Claims (8)

1. 道路の舗装を切断する際に発生する舗装道路切断水の処理方法であって、
   前記舗装道路切断水に無機系凝集剤を添加し、
   前記無機系凝集剤を添加した前記舗装道路切断水を静置して上澄み液と泥土とに分離し、
   前記泥土にセメント及びポリマーを添加し、
   前記セメント及びポリマーを添加した前記泥土を所定時間養生し、
   前記所定時間が経過した後に、養生した前記泥土を造粒することを特徴とする舗装道路切断水の処理方法。
2. 前記セメントは、高炉セメントである請求項１に記載の舗装道路切断水の処理方法。
3. 前記泥土の湿潤重量における４０〜６０％の範囲の何れかの割合で前記セメントを前記泥土に添加する請求項１または２に記載の舗装道路切断水の処理方法。
4. 前記泥土が造粒された粒状体を、前記道路に埋め戻す請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の舗装道路切断水の処理方法。
5. 前記粒状体を路盤材に混合して混合路盤材とし、
   前記混合路盤材に占める前記粒状体の割合を１０〜１５％の何れかの割合とする請求項４に記載の舗装道路切断水の処理方法。
6. 前記上澄み液にナノバブルを発生させて、前記上澄み液を浄化する請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の舗装道路切断水の処理方法。
7. 前記上澄み液に中和剤を混入し、または前記上澄み液に加水して、前記上澄み液を処理する請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の舗装道路切断水の処理方法。
8. 道路の舗装を切断する際に発生する舗装道路切断水の処理装置であって、
   前記舗装道路切断水に無機系凝集剤を添加する凝集剤添加部と、
   前記無機系凝集剤を添加した前記舗装道路切断水を静置して上澄み液と泥土とに分離する分離部と、
   前記泥土にセメントを添加するセメント添加部と、
   前記泥土にポリマーを添加するポリマー添加部と、
   前記セメント及びポリマーを添加した前記泥土を養生する養生部と、
   養生した前記泥土を造粒する造粒部と、を備えることを特徴とする舗装道路切断水の処理装置。

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