JP4904081B2 - 掘削土を使用した路盤材の製造プラント - Google Patents
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Description
ガス、水道、下水道等の建設工事は交通の障害を最小限にするため速やかに、確実に復旧する必要がある。このために、従来の復旧工事の道路用材料としてはバージン砕石を主材とし、一部では表層3のコンクリート塊、アスファルト塊を粉砕加工して指定粒度のものをそれれぞれ単体の骨材として再利用されていたが、一連の工事によって掘り出された路盤2と路床1の土砂は良質のもの以外は廃棄し、特に路盤2にはバージン砕石を使用して埋め戻す「土砂入替工法」が従来から行なわれている。
更に、従来の建設廃棄物の単体の再利用では路盤材としての利用率が低く、又未利用物は産業廃棄物として指定廃棄処理場に廃棄されていために、廃棄物の廃棄場所は年々減少しており、また遠方になってきていることやダンプの帰路が空車となることから、土砂の投棄は非効率・不経済なものとなっている。
本発明の目的は、掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊、アスファルト塊、建設残土を道路の路盤材として再生加工をすることによって再利用率を飛躍的に高めその副次的効果として指定廃棄物処理場不足の問題を解決することにある。
を具備した掘削土を使用した路盤材の製造プラントを実現したものである。
本発明により、廃棄物となる掘削土を従来の道路用路盤の埋戻材(砕石等)と同等品質に改良し再利用可能になるので資源の有効活用と環境破壊防止が出来る。
本発明により、環境破壊の原因となっている掘削土を、従来の砕石等の路盤材料用埋戻材と同等品質に改良してリサイクル可能にしたために、廃棄物が資源として有効活用され、骨材採取による自然破壊、資源の枯渇防止に寄与し又、深刻な廃棄物処理場の不足を補う効果がある。これに加えて、掘削土砂の運搬コスト等が節約されるために、現在の道路改修にともなって発生している様々な問題を同時に解決することが出来る。
図1において、10は原料ホッパーである。原料ホッパー10には、掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊、アスファルト塊が投入される。
11はグリズリフィーダーである。グリズリフィーダー11は原料ホッパー10の掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊、アスファルト塊を輸送しながら一定の大きさ以上の物と以下のものにふるい分けを行う。
12は一次破砕機である。一次破砕機12はグリズリフィーダー11より送り出される一定の大きさ以上の掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊、アスファルト塊を破砕する。
14は生石灰を貯蔵する生石灰サイロである。
15は、生石灰サイロ14から生石灰を送り出すスクリュウフィーダーである。スクリュウフィーダー15は生石灰サイロ14から送り出す生石灰の量をその回転数を変えることにより調節出来る。
16は、スクリュウフィーダー15から送り出される生石灰を、磁選機13より送り出される鉄片などの金属類が除去された掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等の破砕物に加えるフライトベアである。
18は二次破砕機である。二次破砕機18は、振動ふるい機17によりふるい分けられた粒径40mm以上の掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等を再度破砕し粒径40mm以下にする。
19は二次破砕機18の破砕物を振動ふるい機17に戻すコンベアーである。
20は集じん機で、振動ふるい機17の周囲に発生するダストを集め周囲に飛散するのを防止する。21は集じん機20が集めたダストをコンベアー19に送り出して振動ふるい機17に加えるスクリュウフィーダーである。
31は振動フルイ機である。振動フルイ機31は、上段に20mmのメッシュの網目のフルイを持ち、下段に2.5mmのメッシュの網目のフルイを持った振動フルイ機である。
32は、振動フルイ機31の20mmのメッシュの網目のフルイに残った中間原料を保持する第一の中間ホッパーである。33は、振動フルイ機31の2.5mmのメッシュの網目のフルイに残った中間原料を保持する第二の中間ホッパーである。34は、振動フルイ機31の2.5mmのメッシュの網目のフルイを通過した中間原料を保持する第三の中間ホッパーである。
35は、第一の中間ホッパー32に保持された中間原料を送り出す第一のフィーダーである。36は、第二の中間ホッパー33に保持された中間原料を送り出す第二のフィーダーである。37は、第三の中間ホッパー34に保持された中間原料を送り出す第三のフィーダーである。
38は、第一のフィーダー35と第二のフィーダー36と第三のフィーダー37とから送り出される中間原料を混合する混合機である。
39は製造された路盤材料である。
原料ホッパー10には、掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊、アスファルト塊の中に混入している配管片等の大きな異物がとり除かれた後、掘削土70〜75%に対して骨材となるコンクリート塊、アスファルト塊が20〜25%の割合で投入される。掘削土とコンクリート塊、アスファルト塊との割合は、掘削土の特性を見て調整される。骨材のコンクリート塊とアスファルト塊の比率は任意で、必ずしも両方を加える必要はなく、いずれか一方だけを使用することも出来る。
原料ホッパー10の掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊、アスファルト塊はグリズリフィーダー11により一定の大きさ以上の物と以下のものにふるい分けられ、一定の大きさ以下の物は磁選機13により鉄片などの磁性金属類を除去される。
磁選機13より送り出される鉄片などの金属類が除去された掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等の破砕物には、フライトベア16から送り出される安定処理材としての生石灰が加えられ振動ふるい機17に送り込まれる。
掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等の破砕物に加えられる生石灰の量は、掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等の3%程度であるが、掘削土の特性により加えられる生石灰の量が調整され、良質の掘削土の場合には少なく、質が悪い場合には多くして、5%以下の混合比率で調整される。
生石灰の混合比率は、サイロ14から送り出す生石灰の量をスクリュウフィーダー15の回転数を変えることにより調節される。
振動ふるい機17は掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等の破砕物のふるい分けを行うために、その周囲に粉じんが発生するのでこれを集じん機20で集めて、周囲に飛散するのを防止すると共に、集じん機20が集めた粉じんダストを振動ふるい機17に戻して改良土として道路建設に使用するようにしているために、粉じん公害が発生するのが防止されるだけでなく、集めた粉じんダストは路盤材として道路建設に使用することが出来る利点がある。
振動フルイ機31は、その上段に20mmのメッシュの網目のフルイを持ち、下段に2.5mmのメッシュの網目のフルイの2種類のフルイを持っているので、その上段の20mmのメッシュの網目フルイには40〜20mmの粒子の中間原料が残り、下段の2.5mmのメッシュの網目フルイには20〜2.5mmの粒子の中間原料が残り、2.5mmのメッシュの網目フルイを通過するのは2.5〜0mmの粒子の中間原料である。
振動フルイ機31の20mmのメッシュの網目のフルイに残った40〜20mmの粒子の中間原料は第一の中間ホッパー32に保持され、振動フルイ機31の2.5mmのメッシュの網目のフルイに残った20〜2.5mmの粒子の中間原料は第二の中間ホッパー33に保持され、振動フルイ機31の2.5mmのメッシュの網目のフルイを通過した2.5〜0mmの粒子の中間原料は第三の中間ホッパー34に保持される。
5により、第二の中間ホッパー33に保持された中間原料は第二のフィーダー36により、又第三の中間ホッパー34に保持された中間原料は第三のフィーダー37により混合機38に加えられて混合され、路盤材料39が製造される。第一の中間ホッパー32に保持された中間原料と第二の中間ホッパー33に保持された中間原料と第三の中間ホッパー34に保持された中間原料との混合の比率は、それぞれ第一のフィーダー35、第二のフィーダー36、第三のフィーダー37の速度を調整することにより調整される。この混合比率は、下記に示した社団法人日本道路協会が定めたアスファルト舗装要綱、道路土工施工指針に規定する石灰安定処理に用いる骨材の望ましい品質に定める粒度分布に入るように制御される。
コンクリート塊粉砕材 0%〜30%
アスファルト塊粉砕材 0%〜30%
建設残土70%〜75%
安定処理材の生石灰 5%以下
*水和反応により、生石灰と水が反応してその水和反応熱によリ水分が蒸発し、改良土の含水比が下がる。
*ポゾラン反応により、石灰が土砂中のアルミナやケイ素と反応し、アルミン酸カルシウム、ケイ酸カルシウムなどの化合物となり、土砂を団結化する。
*炭酸化反応により、石灰の一部が炭酸ガスと反応し、炭酸カルシウムとなり土の強度を増加させる。
*イオン交換反応により、細かい粘土粒子を団粒化し土を締め固めやすいものにする。
という各種の効果が得られため路盤材としての特性が大幅に改善される。
図2と図3のデータは、路盤材のサンプル、No.0−40の値を示したものである。このデータの値は、社団法人日本道路協会が定めたアスファルト舗装要綱、道路土工施工指針に規定する石灰安定処理に用いる骨材の望ましい品質に定める以下の条件
1.
53mmのフルイ目を通るものの百分率(%) 100
2.37.5mmのフルイ目を通るものの百分率(%) 95〜100
3.19mmのフルイ目を通るものの百分率(%) 50〜100
4.2.36mmのフルイ目を通るものの百分率(%) 20〜60
5.75μmのフルイ目を通るものの百分率(%) 2〜20 6.
6.
軸圧縮強さ 7kgf/cm2(10日)
を充分に満たすものである。
この結果、本発明の路盤材生産プラントにより生産された路盤材は、図2の測定データーにより、平成11年9月7日付けで、静岡県浜松土木工事事務所長より浜土第1032−1号として、「アスファルト舗装要綱」の品質規格を満たすものであるとして静岡県内官庁発注工事への道路用下層路盤材としての使用が許可された。
本発明の掘削土を使用した路盤材の製造方法を実施した路盤材製造プラントに使用される掘削土の土質は、高含水比の粘性土から砂質土まで対応可能な、改良対象土質が幅広いプラントである。又、土砂の改良材としての生石灰の効果により、従来の購入土砂(砕石)以上の強度が備わった道路用路盤材を得ることが出来る。道路の改修工事等に本発明の掘削土を使用した路盤材の製造方法を実施したプラントにより生産された路盤材を使用することにより、路盤埋戻用の土砂採取の必要が無くなるので自然破壊が防止されるだけでなく、掘削土砂の廃棄処分の必要が無くなるために公害が防止される。
本発明により、環境破壊の原因となっている掘削土を、従来の砕石等の路盤材料用埋戻材と同等品質に改良してリサイクル可能にしたために、廃棄物が資源として有効活用され、骨材採取による自然破壊、資源の枯渇防止に寄与し又、深刻な廃棄物処理場の不足を補う効果がある。これに加えて、掘削土砂の運搬コスト等が節約されるために、現在の道路改修にともなって発生している様々な問題を同時に解決することが出来る。
11・・・グリズリフィーダー,
12・・・一次破砕機,
13・・・磁選機,
14・・・生石灰を貯蔵する生石灰サイロ,
15・・・生石灰サイロ15から生石灰を送り出すスクリュウフィーダー,
16・・・スクリュウフィーダー15から送り出される粉砕物に加えるフライトベア,
17・・・振動ふるい機,
18・・・二次破砕機,
19・・・二次破砕機18の粉砕物を振動ふるい機17に戻すコンベアー,
20・・・集じん機,
21・・・集じん機20が集めたダクトを振動ふるい機17に加えるスクリュウフ
ィーダー,
30・・・中間原料ホッパー,
31・・・振動フルイ機,
32・・・第一の中間ホッパー,
33・・・第二の中間ホッパー,
34・・・第三の中間ホッパー,
35・・・第一のフィーダー,
36・・・第二のフィーダー,
37・・・第三のフィーダー,
38・・・混合機,
39・・・製造された路盤材料,
1・・・路床,
2・・・路盤層,
3・・・表層,
4・・・上層路盤,
5・・・下層路盤,
Claims (2)
- 掘削土70%〜75%に建設廃棄物のコンクリート塊またはアスファルト塊あるいはコンクリート塊とアスファルト塊の混合物20%〜25%を加える手段、
前記掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊またはアスファルト塊あるいはコンクリート塊とアスファルト塊の混合物を一定の大きさ以上のものと以下のものにふるい分けを行う手段、
前記のふるい分けにより選別された掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊またはアスファルト塊あるいはコンクリート塊とアスファルト塊の混合物を一定の大きさ以上のものを粉砕する手段、
前記のふるい分けにより選別された掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊またはアスファルト塊あるいはコンクリート塊とアスファルト塊の混合物の一定の大きさ以下のものと前記掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊またはアスファルト塊あるいはコンクリート塊とアスファルト塊の混合物の粉砕されたものに5%以下の生石灰を加える手段、
前記生石灰の加えられた掘削土に建設廃棄物のコンクリート塊またはアスファルト塊あるいはコンクリート塊とアスファルト塊の混合物を40mmのふるいによりふるい分けを行い粒径が40mm以上のものと以下のものに分類し粒径が40mm以上のものは二次粉砕を行って40mmのふるいによりふるい分けを行い粒径が40mm以下の混合材料を得る手段、
前記40mmのふるいの周囲に発生する粉じんダストをあつめて40mmのふるいに戻す集じん手段、
前記のふるい分けられた40mm以下の混合材料を更にその粒径が40mm〜20mmの混合材料と、その粒径が20mm〜2.5mmの混合材料と、その粒径が2.5mm以下の混合材料の3種類にふるい分けを行う手段、
前記の3種類にふるい分けられた混合材料を所定の比率で混合する手段、
を具備した掘削土を使用した路盤材の製造プラント。
- 掘削土70%〜75%と建設廃棄物のコンクリート塊またはアスファルト塊あるいはコンクリート塊とアスファルト塊の混合物20%〜25%が投入される原料ホッパー、
原料ホッパーの掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊、アスファルト塊を輸送しながら一定の大きさ以上の物と以下のものにふるい分けを行うグリズリフィーダー、
グリズリフィーダーより送り出される一定の大きさ以上の掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊、アスファルト塊を破砕する一次破砕機、
グリズリフィーダーより送り出される一定の大きさ以下の掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等と一次破砕機により破砕された物とが加えられその中の鉄片などの磁性金属類を除去する磁選機、
生石灰を貯蔵する生石灰サイロから送り出す生石灰の量を調節出来るスクリュウフィーダー、
該スクリュウフィーダーから送り出される生石灰を磁選機より送り出される鉄片などの金属類が除去された掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等の破砕物に加えるフライトベア、
フライトベアから送り出される生石灰と磁選機より送り出される鉄片などの金属類が除去された掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等の破砕物の混合物を粒径40mm以下のものと以上の物にふるい分け中間原料を得る振動ふるい機、
振動ふるい機の周囲に発生する粉じんダストをあつめて振動ふるい機に戻す集じん機、
振動ふるい機によりふるい分けられた40mm以上の掘削土と建設廃棄物のコンクリート塊等を再度粉砕し振動ふるい機に加える二次破砕機、
上段に20mmのメッシュの網目のフルイを持ち、下段に2.5mmのメッシュの網目のフルイを持った振動フルイ機、
振動フルイ機の20mmのメッシュの網目のフルイに残った中間原料を保持する第一の中間ホッパー、
振動フルイ機の2.5mmのメッシュの網目のフルイに残った中間原料を保持する第二の中間ホッパー、
振動フルイ機の2.5mmのメッシュの網目のフルイを通過した中間原料を保持する第三の中間ホッパー、
第一の中間ホッパーに保持された中間原料を送り出す第一のフィーダー、
第二の中間ホッパーに保持された中間原料を送り出す第二のフィーダー、
第三の中間ホッパーに保持された中間原料を送り出す第三のフィーダー、
第一のフィーダーと第二のフィーダーと第三のフィーダーとから送り出される中間原料を混合する混合機、
を具備した掘削土をリサイクルして道路用路盤材を得るようにした改良土製造プラント。
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