JP4440601B2 - 緑化工法 - Google Patents

Description

本発明は、緑化工法に関するものである。

周知のように、道路工事等に伴い発生する切土・盛土法面は、裸地のままでは風化、侵食作用を受けて容易に劣化し、法面崩壊等の土砂災害の危険性が高い。
このため、従来から、切土・盛土法面に対しては、モルタル吹付けやコンクリート吹付けによって切土面を覆い、保護することが行われてきた。
また、最近では、環境および景観を重視して、植物種子を混ぜた客土や有機質性基盤材を用いて吹付工を実施している。

植物種子を利用した吹付工は、主に種子を吹き付ける種子吹付工、種子と客土を吹き付ける客土吹付工、種子と有機質性基盤材を吹き付ける植生基材吹付工に分類されている。また、最近では木質チップを混入した吹付けも実施されている（例えば、特許文献１、非特許文献１，２，３参照）。
種子吹付工は、切土・盛土面が比較的肥沃で、土壌化した法面に対して行われる。

これに対して、客土吹付工および植生基材吹付工（木質チップ混入吹付けを含む）は、切土・盛土面が非常に締まった土砂、盛建て岩石や岩盤等が露出しており、そのままでは植物の育成に支障がある法面に対して用いられる。
特許第３３４５３８８号公報 「有機質系厚層基材吹付工 技術資料」（発行所 日本岩盤緑化工協会）pp5-pp58 「根をリサイクル工法」（発行所 根をリサイクル工法協会） 「ネッコチップ工法」（発行所 ネッコチップ工法研究会）

しかしながら、これらの吹付けに用いる材料のうち、木質チップを主体とした生育基盤材は、木質チップ中に植物発芽・生育阻害物質が含まれるため、発芽・生育阻害を起こしやすく、また、保水能力が低いため、乾燥害を受けやすく、保肥能力が低く、栄養不足になりやすい等の問題点が指摘されている。
そこで、木質チップ材以外に大量の混和材を混入したり、種子量を多くしたり、高価な改良材等を混入したりする必要があった。

また、木質チップを一般に使用する吹付機で吹き付けるためには、木質チップを二次破砕したり、ふるいをかけたりして粒度調整を行わないと、吹付け時に目詰まりを起こす。粒度調整をしない場合には、特殊な機械を用いて施工を行っている。
特に、現場で生成した木質チップを法面に吹き付ける場合、木質チップの混入率が高いと、保水率が著しく低下し、十分な圧密ができない。また、木質チップ中に生育障害物質が含まれているため、木質チップの混入率を上げれない。このことから、木質チップの混入率が低く、現場発生木質チップの有効利用に問題があった。また、粒度調整を実施しない場合には、特殊な機械で吹き付ける必要があり、汎用性のある工法ではない。

また、現場発生木質チップを現地で堆肥化して生育基盤材に用いる場合は、通常半年以上の堆肥化期間と、１０００ｍ² 以上の広い場所を必要とするため、大規模な現場での施工事例が多いのが現状である。また、現場発生木質チップを堆肥化するためには、加工後、堆肥工場まで運搬し、堆肥化等の処理を行うため、通常用いる生育基盤材より高価なものとなる場合が多い。また、木質チップを工場で堆肥化しても、粒度が荒い場合には、二次破砕、ふるい等を必要とし、堆肥化した木質チップを全て吹き付けることは困難である。荒い堆肥化木質チップを吹き付けるためには、特殊な機械を必要とし、汎用性のある工法ではない。

また、木質チップまたは現場で発生した木質チップを堆肥化する工法の多くは、木質チップの保水率が低いため、最低吹付け厚さを５０ｍｍ以上としており、通常用いられている植生基材吹付工より厚く吹き付ける必要があった。また、材料の吸水率が低く、材料が硬い等の理由から、吹付け時に法面から滑落が発生しやすく、リバウンド量が多くなる。この結果、産業廃棄物が多くなり、環境負荷となるという問題があった。

以上の理由から、現場で発生した木本、木根等の多くは、産業廃棄物として焼却処分されている。

本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、木質チップ中に含まれる植物の発芽・生育に悪影響を及ぼすおそれのある発芽・生育阻害物質を減少させるとともに木質チップの粒度が小さく、保水性の高い柔らかな生育基盤材を法面などの被緑化対象に吹き付ける緑化工法を提供することにある。

請求項１に係る発明は、木本、根、竹類、流木、建築廃材、キビ類、その他の草類を、所定の長さに切断し、粗砕き、高温・高圧処理し急激な減圧を行い、材料の内部組織を破壊し膨張させるとともに軟化した物性に変える膨張軟化処理を施した木質チップを堆肥化することなく混入して成る生育基盤材に、植生が生育するのに必要な窒素分と土壌化するときに必要な窒素分とを加えて混入した吹付材料を、吹付機に投入し、前記吹付材料の水分量が５０〜１００％となるように水を加えて攪拌した後、圧縮空気により搬送し、吹付ノズルから前記圧縮空気とともに前記吹付材料を吐出し、吹付面の圧密が１０〜２０ｍｍ（山中式硬度計にて計測）を確保するように、前記圧縮空気によって被緑化対象に吹き付けることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、木本、根、竹類、流木、建築廃材、キビ類、その他の草類を、所定の長さに切断し、粗砕き、高温・高圧処理し急激な減圧を行い、材料の内部組織を破壊し膨張させるとともに軟化した物性に変える膨張軟化処理を施し堆肥化されていない木質チップと、土、バーク堆肥、肥料、土壌改良材、セメントまたはモルタルから選ばれた少なくとも１種の材料とを混入して成る生育基盤材に、植生が生育するのに必要な窒素分と土壌化するときに必要な窒素分とを加えて混入した吹付材料を、吹付機に投入し、前記吹付材料の水分量が５０〜１００％となるように水を加えて攪拌した後、圧縮空気により搬送し、吹付ノズルから前記圧縮空気とともに前記吹付材料を吐出し、吹付面の圧密が１０〜２０ｍｍ（山中式硬度計にて計測）を確保するように、前記圧縮空気によって被緑化対象に吹き付けることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の緑化方法において、前記被緑化対象にて発生した木本または木根を前記生育基盤材の材料に用いることを特徴とする。

本発明において、膨張軟化処理を施した木質チップとは、木本、根、竹類等を所定の長さに裁断したものを、膨張軟化処理を施したものをいうが、例えば、生育基盤材として使用可能であれば、トウキビやサトウキビなどのキビ類、その他の草類などを混入しても良い。従って、膨張軟化処理を施した木質チップを構成する材料としては、例えば、緑化対象体の現場や採取現場で刈り取られたり引き抜かれたりした木本、根、竹類、トウキビやサトウキビなどのキビ類、その他の草類などが挙げられる。材料としての木質チップは、単独の材料で構成されるものも、複数の材料で構成されるものも含まれる。

また、膨張軟化処理とは、例えば、木本、根、竹類、流木、建築廃材、トウキビやサトウキビなどのキビ類、その他の草類などの材料を、所定の長さに切断し、粗砕き、加熱処理するとか、あるいは上述の材料を高温・高圧処理し急激な減圧を行うなどによる処理をいい、プレスショットにより材料の内部組織を破壊し膨張させるとともに軟化した物性に変えることができる。後者の膨張軟化処理としては、例えば、特開２００３−１１３８号公報に記載の剪定枝破壊装置、不定形素材破壊装置および勇定枝破壊方法等があり、これを用いても良い。

材料を高温、高圧処理し急激な減圧を行う膨張軟化処理では、木質チップに多く含まれる発芽阻害物質であるテルペン・精油（ヒノキチオール等）を飛散させることができる。また、木質チップの組織を破壊・膨張させるため、吸水率が処理前の木質チップに比べて３倍以上となる。また、１００℃以上の高温で処理できるため、有害な害虫や菌類をほぼ死滅させることができ、木質チップ以外の保水材、保肥材、土壌改良材の使用量を最小限に抑えた吹付けの植生基盤としての役割を果たすことができる。

また、膨張軟化処理を施した木質チップは、吸水性の高い柔らかな木質チップに変化するため、通常の木質チップによる吹付けのように厚さ５０ｍｍ以上でないと効果を発揮しないという制約を受けない。どのような薄い吹付け厚さでも施工可能で、植生基盤としての性状を満足することが可能である。
さらに、膨張軟化処理を施した木質チップは、保水性の高い柔らかな木質チップに変化するため、通常の木質チップに比べて早期に堆肥化できる。また、堆肥化しない場合でも早期に土壌化し、植物が生育しやすい土壌環境が早期に形成できる。

また、本発明において、被緑化対象とは、法面、自然斜面、各種の壁体、屋上等のように緑化を行うことが可能なものであれば良く、特に限定するものではない。

本発明に係る緑化方法に用いる生育基盤材によれば、木質チップを直接吹付機で吹き付けることが可能となる。また、吸水率が飛躍的に増大するため、乾燥害を受けにくく、早期に土壌化しやすい。また、雑菌、害虫等を含まず、植生の病気、害虫発生を防止できる。また、発芽障害物質が少ないため、木質チップの混入量を８０〜９０％まで上げることが可能となる。
また、本発明に係る緑化方法によれば、通常の植生基材吹付工により、木質チップを主体とする生育基盤材を吹き付けることが可能となる。

また、本発明に係る緑化方法によれば、堆肥期間や広いヤードを必要とせず、通常の植生基材吹付工に膨張軟化処理機械を追加するだけで、木質チップを主体とする生育基盤材を吹き付けることが可能となる。

以下、本発明を図表に示す実施形態について説明する。
図１は、本発明の緑化方法を法面緑化方法に適用した一実施形態における吹付作業のフローシートを示す。図１に示すフローシートは、吹付機械１に木質膨張処理機械２２を加えた点で、通常の植生基材吹付工のフローシートとは相違する。
先に、本実施形態に用いる装置について説明する。本実施形態では、木質チップ１１を木質膨張処理機械２２にて膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａを直接吹付機１に投入する。

吹付機１には、水を供給する水ホース２Ａと、圧縮空気を供給するエアホース３が接続されている。ここで、吹付機１として、モルタル吹付機が使用されている。
木質膨張処理機械２２には、水を供給する水ホース２Ｂと、発動発電機１８で発電された電力を配電盤１９を経由して供給する電線２０Ａとが接続されている。
水ホース２Ａ，２Ｂには、水源４から水を供給する揚水ポンプ５が取り付けられており、揚水ポンプ５を駆動させることにより、必要な水を吹付機１および木質膨張処理機械２２に供給することが可能である。

なお、水源４は、必要な水を取水できるのあれば、河川、水道水、水槽、井戸等その種別は問わない。４Ａは水タンクである。
エアホース３には、コンプレッサー６が接続されており、コンプレッサー６を駆動させることにより、吹付機１に必要な圧縮空気を供給することが可能である。
また、吹付機１、揚水ポンプ５、ベルトコンベア７Ａ，７Ｂ，７Ｃおよび木質膨張処理機械２２には、発動発電機１８で発電された電力が配電盤１９を経由して電線２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅを介して供給されるようになっている。

一方、本実施形態に用いる吹付材料２３は、種子８、混和材・肥科９、接合剤１０、木質膨張処理機械２２にて膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａで構成され、ベルトコンベア７Ａにより、吹付機１に投入される。
吹付材料２３は、それぞれ１回吹き付ける分量だけ計量されてベルトコンベア７Ｂ上に置かれる。種子８、混和材・肥料９、接合剤１０は、計量器２１で計測される。

混和材・肥料９は、２０００リットルの膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａに対して２００〜６００リットル程度とするのが望ましいが、木質チップ１１の種類あるいは吹付対象法面の状況により、必ずしもこれによることはない。なお、混和材・肥料９は、使用植物、肥効の確実性および持続性、接合剤、生育基盤材、植物の薬害などに応じてその種類を選定することができる。ここで、接合剤には、高分子系樹脂と普通ポルトランドセメントがある。

膨張軟化処理は加水しても蒸気として飛散するため、その水分保持量は木質チップ１１の３０〜４０％程度となる。この水分量では、吹付時のエアにより材料が飛散したり、軽量であることから吹付面での圧密が不足する。従って、吹付材料２３だけでは水分が不足する。このため、水分量が５０〜１００％程度となるように、吹付機１に加水を行って飛散防止および圧密不足を補う。圧密程度は、この加水によって植物の生育に適する硬さである１０〜２０ｍｍ程度（山中式硬度計にて計測）を確保することが可能となる。

膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａは、土壌化する段階で窒素分を必要とする。このことから、植生が生育するのに必要な窒素分だけでなく、土壌化するときに必要な窒素分を加えておくことが必要となる。追加する窒素分は、２０００リットルの吹付材料２３に対して２〜１０ｋｇ程度を追加することとなる。膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａは、早期の土壌化が進行するため、追加する窒素分は一般に用いられる遅効性肥料の有効保肥期間である１〜２年程度の有効材料で十分である。

以上のように、本実施形態において用いる育生基盤材は、膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａを主体とし、現地発生土砂、表土などの土と混和材・肥料９、接合剤１０とを組み合わせて構成されている。
また、対象法面１４には、ラス金網１５がアンカーピン１６、補助アンカーピン１７により設置されている。

次に、図１に従って本実施形態に係る法面緑化方法による作業方法を説明する。
先ず、緑化対象法面１４やその近傍において伐採したり引き抜いたりした木本、木根、竹類、トウキビやサトウキビなどのキビ類、その他の草類などを、所定の長さに切断した木質チップ１１を、ベルトコンベア７Ｃを介して木質膨張処理機械２２に投入する。木質膨張処理機械２２にて膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａは、ベルトコンベア７Ｂ上で種子８、混和材・肥料９、接合剤１０と一緒に混合された後、ベルトコンベヤ７Ａにより吹付機１に投入される。

次に、吹付機１は、投入された膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａ、種子８、混和材・肥料９、接合剤１０に、必要な水を加えて攪拌した後、圧縮空気によって材料圧送ホース１２を経て吹付場所に搬送する。そして、吹付ノズル１３から圧縮空気とともに吹付材料２３を吐出し、圧縮空気圧によって対象法面１４に吹き付ける。
吹き付けられた吹付材料２３は、保水性が高いため、保水性能が高いだけでなく、保肥性能も高く、肥料分の流出も少ない。このため、窒素分を追加しても肥料分の流出に伴う周辺環境への影響も少ない。

吹付材料２３に適度に加水を行うことによって、植生の発芽に取って必要な水分が補給され、発芽・生育が容易になる。
ここで、植物の生育基盤として最小限必要な厚さは、その基盤中に根が伸長できて植物体を固定し、植物が生育に必要な水分と養分を吸収できるように設定される。
生育基盤は、厚いほど根が広範囲に伸長し、その範囲の水分と養分を利用することができるので、生育は良好となり、異常天候に対しても安定した生育ができる。植物の種類にもよるが、生育基盤の厚さについては、薄いほど日照りなどの異常天候に対して弱く、肥料切れもはやく起き、植生維持のための手間を必要とし、時には枯死に至ることもある。

従って、生育基盤の厚さを決定する場合には、復元する植物社会の形態やメンテナンスの程度、立地条件、生育基盤の材質および経済性などの検討を十分に行うことが必要である。
以上により、膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａ、種子８、混和材・肥料９、接合剤１０に加水し混合された吹付材料２３を対象法面１４に吹き付けることができる。

なお、上記実施形態では、対象法面１４にラス金網１５を設置したが、ラス金網１５を省略することも可能である。ただし、吹付対象法面１４が急峻である場合は、補助的に竹串等による基盤材受け工法を併用しても良い。
また、上記実施形態では、吹付材料２３を吹付機１により吹き付ける場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば計量された材料を一度ミキサーに投入して混練りした後に、吹付機１に投入するようにしても良い。

また、上記実施形態では、吹付材料２３を、種子８、肥料９、接合剤１０、膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａで構成した場合について説明したが、それに加えて現地発生土砂、表土、バーク堆肥等と混合させて吹き付けることもある。
また、上記実施形態では、育生基盤材を、膨張軟化処理を施した木質チップ１１Ａを主体とし、現地発生土砂、表土などの土と混和材・肥料９、接合剤１０とを組み合わせた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、モルタル、バーク堆肥、土壌改良材等を適宜混入しても良い。

本発明の一実施形態に係る法面緑化方法における吹付作業のフローシート。

１ 吹付機
２Ａ，２Ｂ 水ホース
３ エアホース
４ 水源
５ 揚水ポンプ
６ コンプレッサー
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ ベルトコンペア
８ 種子
９ 混和材・肥料
１０ 接合剤
１１ 木質チップ
１１Ａ 膨張軟化処理を施した木質チップ
１２ 材料圧送ホース
１３ 吹付ノズル
１４ 対象法面
１５ ラス金網
１６ アンカーピン
１７ 補助アンカーピン
１８ 発動発電機
１９ 配電盤
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ 電線
２１ 計量器
２２ 木質膨張処理機械
２３ 吹付材料

Claims (3)

1. 木本、根、竹類、流木、建築廃材、キビ類、その他の草類を、所定の長さに切断し、粗砕き、高温・高圧処理し急激な減圧を行い、材料の内部組織を破壊し膨張させるとともに軟化した物性に変える膨張軟化処理を施した木質チップを堆肥化することなく混入して成る生育基盤材に、植生が生育するのに必要な窒素分と土壌化するときに必要な窒素分とを加えて混入した吹付材料を、吹付機に投入し、前記吹付材料の水分量が５０〜１００％となるように水を加えて攪拌した後、圧縮空気により搬送し、吹付ノズルから前記圧縮空気とともに前記吹付材料を吐出し、吹付面の圧密が１０〜２０ｍｍ（山中式硬度計にて計測）を確保するように、前記圧縮空気によって被緑化対象に吹き付けることを特徴とする緑化方法。
2. 木本、根、竹類、流木、建築廃材、キビ類、その他の草類を、所定の長さに切断し、粗砕き、高温・高圧処理し急激な減圧を行い、材料の内部組織を破壊し膨張させるとともに軟化した物性に変える膨張軟化処理を施し堆肥化されていない木質チップと、土、バーク堆肥、肥料、土壌改良材、セメントまたはモルタルから選ばれた少なくとも１種の材料とを混入して成る生育基盤材に、植生が生育するのに必要な窒素分と土壌化するときに必要な窒素分とを加えて混入した吹付材料を、吹付機に投入し、前記吹付材料の水分量が５０〜１００％となるように水を加えて攪拌した後、圧縮空気により搬送し、吹付ノズルから前記圧縮空気とともに前記吹付材料を吐出し、吹付面の圧密が１０〜２０ｍｍ（山中式硬度計にて計測）を確保するように、前記圧縮空気によって被緑化対象に吹き付けることを特徴とする緑化方法。
3. 請求項１または請求項２記載の緑化方法において、前記被緑化対象にて発生した木本または木根を前記生育基盤材の材料に用いることを特徴とする緑化方法。

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