JP4099521B2 - 法面緑化用吹付け安定材およびその施工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路や造成地その他の法面保護のために、該法面を緑化する必要があるが、その法面緑化工法に用いる法面緑化安定材およびその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
法面緑化吹付け工法は、種子や肥料に安定材を混入して吹付ける種子吹付け工法、または、土や人工土壌、種子、肥料などに安定材を混入し吹付ける厚層客土吹付け工法などがある。
ここに使用される安定材は、一年を通して使用可能で、種子の発芽、生育を阻害せず、かつ、降雨による客土や種子の流出と飛散を防止する目的で混入されるものである。
【０００３】
上記の安定材の主材料は、従来からアクリル樹脂や酢酸ビニルなどの高分子樹脂を主原料にしたものがほとんどである。これら樹脂は早期に土粒を固定するため、流出や飛散防止にはなるが、植物の発芽、育成、根の張りの寄与度は少ない
。
【０００４】
また、緩斜面では樹脂の量は少ないが、急斜面では落下防止のため、さらに多くの樹脂量を必要とした。その結果、樹脂は永久に分解されずに土壌に残って土壌の荒廃を招き、昨今の環境・公害問題からの問題点も残す結果になっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は以下のとおりである。
▲１▼ 安定材に高分子樹脂類を一切含まないこと。
▲２▼ 土壌や岩を構成しているCa、Si、Alを主成分とし、長期的には分解して 土壌の一部を構成するようにすること。
▲３▼ 初期の降雨に対して種子や客土の流出がないよう固結状態をつくること。
▲４▼ 降雨によって溜まる水が適度に保持され適度に排水されること。
▲５▼ 余分な肥料分の貯蔵庫としての役割を有すること。
▲６▼ 斜面上に吹付けた材料のダレ防止に成るような粘性を有すること。
▲７▼ 根の育成を阻害しないこと。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、従来の安定材の課題を解決するために、以下の構成としたことである。
法面に吹き付け使用する法面緑化吹付け安定材の強度および固定助材、植物育成助材、粘性助材の３要素材料において、安定材の組成構造を決める鉱物として、まず強さを作るセメント鉱物、植物の育成助材として石粉、フライアッシュ、スラグ微粉末、シリカ微粉末の何れかから選択された植物の育成助材、および粘性助材としてモンモリロナイト、ベントナイト、イライト、カオリン、ハロイサイトなどの何れかから選択された粘土鉱物の３要素材料を、レオロジー定数で塑性粘度を５〜１０ Pa ・ sec の範囲に入るように組み合わせ混合して成る法面緑化安定材としたことである。
【０００７】
また、この発明は、強度及び固定助材のセメント鉱物を１０〜１５％，植物育成助材を６０〜７０％，粘性助材を２０〜３０％混合し、レオロジー定数で塑性粘度を５〜１０ Pa ・ sec の範囲に入るように組み合わせて成る法面緑化用吹付安定材とした法面緑化用吹付け安定材としたことであり、さらに、前記、安定材が工場でプレミックスされていることである。
【０００８】
また、この発明は、レオロジー定数（粘性決定定数）の降伏値、塑性粘度、および施工現場の条件により種子、土壌、安定材、水などを予め一緒に混練し、ポンプで筒先まで圧送し吹付ける湿式工法と種子、土壌、安定材、などを混ぜたものと水を別系統で圧送し筒先で両者を合わせて吹付ける乾式工法について、湿式工法では、降伏値が１５〜４６ Pa 、塑性粘度が５〜１０ Pa ・ sec 、乾式工法においては筒先より先の水と混合された吹付け安定材では、塑性粘度が５〜１０ Pa ・ sec となるように請求項1，２又は３記載の法面緑化吹付け用安定材を用いて法面の緑化をおこなう法面緑化工法としたことである。
【０００９】
本発明は安定材に高分子樹脂類を一切含まず、また、土壌や岩を構成しているCa、Si、Alと同じ主成分とし、長期的には分解して土壌の一部を構成するようにするために、セメント鉱物は安定材の強度を発揮させるＪＩＳセメント、混合セメントを用い、また、早期強度を求める場合は超速硬セメントなどのセメントを用いてもよい。
また、石粉、フライアッシュ、スラグ微粉末、シリカ微粉末などの植物育成助材とセメントとの緩慢な反応により固定し、長期的な耐久性のある安定した法面土壌を作る。
【００１０】
粘性助材の鉱物には保水作用があり、降雨時に水を吸収し乾燥時には水を吐出し土壌に水分を供給するので、降雨の対して種子や客土の流出がないよう固結状態をつくることができ、また、降雨によって溜まる水が適度に保持され適度に排水され、さらに、余分な肥料分の貯蔵庫としての役割を有することができる。
この様に、粘性助材鉱物を用いると、該粘性助材鉱物には陽イオン、陰イオンの吸着作用があり、栄養素となるアンモニウム、カリウム、硝酸などを吸収し、濃度を支配するとともに根に必要な養分を徐々に供給することができる。
表１により粘性助材の鉱物の保肥力を示す。
【表１】

【００１１】
また、粘性助材鉱物には水を含むと粘性助材鉱物粒子が絡み合い、分散液中に網状の構造を作って粘性を増大さし、吹付け初期の種子を安定させる作用があり、さらに、降雨に対して種子や客土の流出がないよう固結状態（団粒構造）をつくることができる。
その時の流動特性はビンガム流線を示すが、乾燥すれば塑性を示す。塑性状態では外力に応じて任意の形状を取り、外力を除いてもその形を保持する力を有している。さらに、水量が低下すると半固体状態を経て最後は固体状態になる特性を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に於ける３つの鉱物を混合した安定材は、ビンガム流体の挙動を示し、この特性粘度をレオジー常数の降伏値と粘性粘度で示すと図１の様になる。
横軸にせん断応力縦軸にせん断ひずみ速度をとった場合、ニュートン流体は外力を加えると直ちに流動を開始し原点を通る直線なるものをいい、ビンガム流体では外力がある大きさに達するまでは流動せず、この限界を超えると超過分の力に対応して流動する。この直線の勾配を１／η示した時のηを塑性粘度という。
【００１３】
湿式方式の安定材の特質は、降伏値が小さく（ホース内の抵抗を小さくする）、塑性粘度が大きいものが（吹付け後のずり防止）、また、乾式は降伏値と粘性粘度の何れも大きいほうが良い。
さらに、斜面勾配からみると急斜面ほど粘性粘度を大きくすれば、ずり落ちを防止できることが判明した。そこで鉱物の組み合わせを変化させることにより、表２に示すように粘性の相違した安定材を得ることができた。
【表２】

【００１４】
湿式方式では上記表２の配合Ｅ〉Ｄ〉Ｂ〉の順によく、乾式方式では配合Ｄ〉Ｂ〉Ｅ〉Ｆ〉Ｃの順に良い。また、Ａ配合では粘性がなく、吹付け後ずり落ちてしまうことが判明した。
そこで、湿式、乾式吹付け方式に用いる安定材の降伏値と塑性粘度表を表３のように決定した。
【表３】

【００１５】
また、吹付け面の勾配が０〜２０度程度の緩斜面、それ以上の急斜面とした場合の吹付け材料がずり落ちない安定材の粘度を表４に示す。
【表４】

実際の種子吹付け工法は、法面勾配４５度、法面長さ２３ｍの斜面に乾式吹付け方式と、湿式吹付け方式の２通り施工法で行った。材料の圧送長さは７５ｍである。
湿式吹付け方式の場合の安定材の成分組成表を表５に、レオロジー定数を表６に示す。
【表５】

【表６】

次に、乾式吹付け方式の場合の安定材の成分組成表を表７に、レオロジー定数を表８に示す。
【表７】

【表８】

【００１６】
いずれの吹付け方式でもホースの閉塞はなく、斜面に吹付けられた材料のダレや落下がなく良好な結果が得られた。
また、セメントの水和反応で徐々に硬化し、翌日には多少の降雨があっても、流れ落ちない強度を保持している。また、長期的にはセメントの水和反応および、粘度鉱物とフライアッシュとのポゾラン反応で種子の発芽に影響しない安定した強度を保持していることも含めて明らかになった。
安定材の強度表を表９に示す。
【表９】

【００１７】
種子、土壌、安定材の混合物のｐＨ（水酸イオン濃度）は表１０に示すとおりであった。
【表１０】

ｐＨは７程度の中性で発芽に何等の影響しないことが判明した。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、高分子樹脂類を一使用せず、Ca、Si、Alなどの無機鉱物を基本組成としているため、環境にやさしく、また、種子や客土などのダレや流出を防ぎ、将来的には土に還元することができる。
また、安定材は工場でプレミックスされているので、施工現場の条件により施工方法を湿式方式あるいは乾式方式の何れかの方式に自由に選択施工することができ便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】塑性粘性をもつ液体のコンシステンシー曲線を示す図である。

Claims (2)

1. 法面に吹付け使用する法面緑化用吹付け安定材の強度および固定助材、植物育成助材、粘性助材の３要素材料において、強度及び固定助材としてセメント鉱物、植物の育成助材として石粉、フライアッシュ、スラグ微粉末、シリカ微粉末のいずれかから選択された植物の育成助材、及び粘性助材としてモンモリロナイト、ベントナイト、イライト、カオリン、ハロイサイトのいずれかから選択された粘土鉱物の粘性助材の３要素材料から成る法面緑化吹付け安定材を、レオロジー定数（粘性決定定数）の降伏値、塑性粘度及び施工現場の条件により種子、土壌、前記法面緑化吹付け安定材及び水とを予め一緒に混練し、それらをポンプで筒先まで圧送し吹付ける湿式工法と、種子、土壌、前記法面緑化吹付け安定材を混ぜたものと水とを別系統で圧送し、筒先で両者を合わせて吹付ける乾式工法について、湿式工法では、法面緑化用吹付け安定材の降伏値が１５〜４６Pa、塑性粘度が５〜１０Pa・sec、乾式工法では筒先より先の水と混合された法面緑化用吹付け安定材の塑性粘度が５〜１０Pa・secとなるように配合して法面の緑化を行うことを特徴とする法面緑化工法。
2. 法面に吹付け使用する法面緑化用吹付け安定材の強度および固定助材、植物育成助材、粘性助材の３要素材料において、強度及び固定助材としてセメント鉱物を１０〜１５％、植物の育成助材として石粉、フライアッシュ、スラグ微粉末、シリカ微粉末のいずれかから選択された植物の育成助材を６０〜７０％、及び粘性助材としてモンモリロナイト、ベントナイト、イライト、カオリン、ハロイサイトのいずれかから選択された粘土鉱物の粘性助材２０〜３０％混合した３要素材料を前記の範囲で組み合わせて、レオロジー定数で塑性粘度を５〜１０Pa・secの範囲に入るようにしたことを特徴とする法面緑化用吹付け安定材。

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