JP7480950B1 - 防草基盤材及び防草工法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間にわたり安定した防草機能及び放射線遮蔽機能を発揮可能な防草基盤材及び防草工法を提供する。【解決手段】本発明の防草基盤材１は、無機質多孔材１１と、複数の植物資材１２と、からなる基材１０と、固化材２０と、を混練してなり、植物資材１１が、針葉樹皮１１ａの二次破砕材からなる繊維状体を含むことを特徴とする。本発明の防草工法は、防草基盤材１に水Ｗを添加し混練して混合基盤材１ａを製造する工程と、混合基盤材１ａを対象基盤Ｇに敷設して転圧する工程、又は混合基盤材１ａを対象基盤Ｇに吹付ける工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、防草基盤材及び防草工法に関し、特に長期間にわたり安定した防草機能及び放射線遮蔽機能を発揮可能な防草基盤材及び当該防草基盤材を用いた防草工法に関する。

道路の路側や中央分離帯、法面、河川敷等に植物が繁茂することで、視界不良や害虫の発生等の問題が生じるおそれがある。このため、これらの施設では、定期的に草刈りや除草剤散布等の除草作業が実施される。
草刈りの作業範囲は河川敷など広範囲にわたり、かつ多数の作業員を必要とするため、膨大なコストがかかり、自治体等の施設所有者の財政を圧迫している。また、除草剤の散布は、緑化対象の樹木や人体の健康への悪影響が懸念されている。
このため、近年では、植物の植生土壌となる斜面や地盤を硬化性の防草基盤材で被覆することで植物の生育を抑制する、防草工法が実施されている。
特許文献１には、多孔性の無機質材料と、植物資材と、セメント系の固化材と、を混練してなる防草基盤材に水を混合して対象基盤を被覆する防草工法が開示されている。この防草基盤材の植物資材は、樹皮を一次破砕して幅５ｍｍ～２０ｍｍ程度のチップに加工し、ヒータにより含水率１０％以下まで乾燥処理して製造する。

特開２０１０－１４４３２６号公報

従来技術には、以下のような欠点がある。
＜１＞植物資材が一次破砕材からなり、単位体積が大きいため、植物資材と固化材の接着面積が比較的小さい。このため、硬化後の防草基盤材の強度が低く、竹や篠竹などの発芽力の強い植物の生長を防ぐことが難しい。
＜２＞防草効果を高めるため防草基盤材を厚く敷設すると、固化材の収縮によるクラックが生じやすくなる。クラックは経年に伴い発達し、隙間を通って植物が生長することで防草効果が失われる。このため、１０年～２０年単位の長期間にわたって防草効果を有効に維持することができない。
＜３＞樹皮の一次破砕材は単位重量が重いため、吹付機のホース内で閉塞を起こすおそれがある。特許文献１の技術は、閉塞を防ぐために樹皮を乾燥させて軽量化するが、含水率１０％以下まで乾燥させるためには多量の熱エネルギーを必要とするため、加工コストが嵩む上、二酸化炭素排出により環境に負荷を与える。

本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決するための防草基盤材及び防草工法を提供することにある。

本発明の防草基盤材は、無機質多孔材と、複数の植物資材と、からなる基材と、固化材と、を混練してなり、植物資材が、針葉樹皮の二次破砕材からなる繊維状体を含むことを特徴とする。

本発明の防草基盤材は、植物資材が、乾燥処理を経ない非乾燥体であってもよい。

本発明の防草基盤材は、針葉樹皮が、厚さ２ｍｍ以下かつ幅１０ｍｍ以下であてもよい。

本発明の防草基盤材は、針葉樹皮が、スギ樹皮、ヒノキ樹皮、又はこれらの組み合わせからなってもよい。

本発明の防草基盤材は、無機質多孔材が、多孔質焼却灰、クリンカアッシュ、火山砕石、珪藻土、シラスバルーン、又はこれらの組み合わせからなってもよい。

本発明の防草基盤材は、固化材が、セメント、焼成ドロマイト、マグネシア、又はこれらの組み合わせからなってもよい。

本発明の防草基盤材は、固化材に、ＥＶＡ再乳化剤を添加してもよい。

本発明の防草基盤材は、基材に、有機又は無機の顔料を添加してもよい。

本発明の防草基盤材は、基材において、無機質多孔材が２０～９０Ｖｏｌ％、植物資材が１０～８０Ｖｏｌ％の割合であり、基材１ｍ^３に対し、固化材を５０ｋｇ～３００ｋｇ配合してもよい。

本発明の防草工法は、防草基盤材を用い、防草基盤材に水を添加し混練して混合基盤材を製造する工程と、混合基盤材を対象基盤に敷設して転圧する工程、又は混合基盤材を対象基盤に吹付ける工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の防草基盤材及び防草工法は、上記の構成から以下の効果の内少なくとも１つを備える。
＜１＞植物資材が幅数ｍｍの二次破砕材からなるため、固化材との接着面積が大きく、かつ繊維状の形状による繊維補強効果を発揮できる。このため、硬化後の防草基盤材の強度が高く、従来は防草が困難であった竹、篠竹、チガヤ、クズ等などの発芽力の強い植物の生長を防ぐことができる。
＜２＞繊維状の植物資材が絡み合うことによる繊維補強効果と、繊維内に保水することによる湿潤養生効果により、固化材の収縮に伴うクラックの発生を低減することができる。これによって、１０年～２０年単位の長期間にわたって防草効果を有効に維持することができる。
＜３＞針葉樹皮を二次破砕して使用するため、軽量化のために乾燥する必要がない。このため、乾燥作業に伴う二酸化炭素の排出が生じない。
＜４＞防草機能と高い透水・保水機能を兼備することで、既存の植栽の生長を妨げずに新たな植物の生長を抑止する防草緑化を実現できる。
＜５＞クラックの発生を低減することで、長期間にわたり高い放射線遮蔽機能を発揮することができる。

以下、本発明の防草基盤材及び防草工法について詳細に説明する。

＜１＞防草基盤材
防草基盤材１は、防草工法用の混合基盤材１ａを製造する材料である。
防草基盤材１は、無機質多孔材１１と、複数の植物資材１２と、からなる基材１０と、固化材２０と、を混練してなる。
防草基盤材１は、植物資材１２の主材として、針葉樹皮１２ａの二次破砕材からなる繊維状体を採用した点に１つの特徴とする。
防草基盤材１の配合については後述するが、基材１０の体積において、無機質多孔材１１が２０～９０Ｖｏｌ％、植物資材１２が１０～８０Ｖｏｌ％の範囲内にあり、かつ基材１０の１ｍ３に対し固化材２０を５０ｋｇ～３００ｋｇ配合する配合が特に良好である。
防草基盤材１は、水Ｗを添加する前の粉状／小塊状体であるから、例えば樹脂製の袋体内に充填して安定的に保管・搬送することができる。

＜１．１＞混合基盤材
混合基盤材１ａは、防草工法に用いる基盤材である。
混合基盤材１ａは、防草基盤材１に適宜の配合の水Ｗを添加し混合してなる。
混合基盤材１ａは、配合に基づく流動性を備え、コンクリート／モルタルのように打設や吹付けの手段によって、植物の植生土壌となる斜面や地盤（以下「対象基盤Ｇ」という）上に設置して、対象基盤Ｇを被覆することができる。
混合基盤材１ａによる防草の対象となる植物は、例えばイタドリ、メドハギ、イネ、クマザサ、ススキ等であるが、混合基盤材１ａの配合によって、従来は防草が困難とされていた竹、篠竹、チガヤ、クズ等の生長も防ぐことができる。
また、基材１０の保水性能を利用し、ハナミズキやサツキ等の既存の植栽の根元周辺を混合基盤材１ａで被覆することで、植栽の生長を図りつつ防草する防草緑化を実施できる。
更に、混合基盤材１ａを所定の厚みで設置することで、放射線の遮蔽材として利用することもできる。

＜２＞無機質多孔材
無機質多孔材１１（ｐｏｒｏｕｓ ｍｅｄｉｕｍ）は、基材１０を構成する基礎材料である。
無機質多孔材１１は、概ね粒径数μｍ～数ｍｍの無機質の粉状体又は微粒状体からなり、概ね直径数ｎｍ～数十ｎｍの多数の細孔を備える。
無機質多孔材１１の細孔は、無機質多孔材１１内の非連続空隙と接続する。
無機質多孔材１１として、例えば多孔質焼却灰、クリンカアッシュ、火山砕石、珪藻土、シラスバルーン、又はこれらの組み合わせを採用することができる。
ただし無機質多孔材１１はこれらに限らず、無機質の粉状体又は直径１５ｍｍ以下の粒状体からなり、内部に非連続空隙を備えていれば、いずれも無機質多孔材１１として採用することができる。

＜３＞植物資材
植物資材１２は、基材１０を構成する補強材料である。
植物資材１２は、針葉樹皮１２ａを二次破砕してなる非乾燥体である。ここで「非乾燥体」とは、後述する植物資材１２の製造工程において乾燥処理を経ていないことを意味し、必ずしも湿潤状態であることを意味しない。
植物資材１２は、主として繊維状体からなるが、木材チップや剪定枝等を含んでもよい。
本例では針葉樹皮１２ａとして、スギ樹皮及びヒノキ樹皮の組合せを採用する。ただし針葉樹皮１２ａはこれらに限らず、スギ樹皮のみ、ヒノキ樹皮のみ、又は他の針葉樹の樹皮であってもよい。
植物資材１２は、長尺の繊維状を呈する。本例では、植物資材１２単体のサイズが、概ね長さ３０～１００ｍｍ、厚さ０．２～２ｍｍ、かつ幅０．５～１０ｍｍである。

＜３．１＞植物資材の製造方法
植物資材１２は、例えば以下の方法で製造する。
スギ樹皮やヒノキ樹皮（針葉樹皮１２ａ）を、二軸回転剪断装置に投入して、幅数ｃｍの礫状に粗割りする（一次破砕）。なお、スギ樹皮やヒノキ樹皮は、木材伐採業者による加工過程で発生する端材を回収して利用することができる。
二軸回転剪断装置から排出された一次破砕材をベルトコンベアで搬送し、一軸回転破砕装置内に投入して、幅数ｍｍに破砕する（二次破砕）。これを植物資材１２として回収する。

＜３．２＞植物資材の機能
従来技術の植物資材は、礫状の一次破砕材からなり、外部の水分を樹皮の内部に浸透させることで保水する。このため、保水性能が低くかつ一度内部に蓄積した水分を外部に排出しにくい問題点がある。
これに対し、本発明の植物資材１２は二次破砕によって得られる数ｍｍ幅の繊維状体である。この植物資材１２は、水分を内部ではなく、絡み合う植物資材１２の間に保水するため、保水性能が高く、かつ外部への水分の排出が容易である。このため、固化材２０の硬化の過程において、保水した植物資材１２がコンクリートの湿潤養生と同様の効果を発揮する。
また、繊維状の植物資材１２は多孔性の無機質多孔材１１と絡み合って繊維補強効果を発揮する。
以上の湿潤養生と繊維補強効果の組み合わせによって、混合基盤材１ａへのクラックの発生を低減することができる。

＜４＞固化材
固化材２０は、固化反応して強度発現する材料である。
固化材２０として、例えばセメント、焼成ドロマイト、マグネシア、又はこれらの組み合わせを採用することができる。ただし固化材２０はこれらに限らず、要は基材１０や水Ｗとの配合において所定のスランプフローや圧縮強度等を発揮可能な材料であればよい。

＜５＞再乳化剤
再乳化剤３０は、固化材２０に添加する混和剤である。
本例では再乳化剤３０として、ＥＶＡ（エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂）再乳化剤を採用する。
固化材２０に再乳化剤３０を添加することで、混合基盤材１ａの内部にポリマーフィルムを形成して、混合基盤材１ａを非透水構造とすることができる。これによって、防草機能を長期安定化させることができる。

＜６＞顔料
顔料４０は、防草基盤材１の着色料である。
対象基盤Ｇ上に設置した混合基盤材１ａは、主として無機質多孔材１１と固化材２０に由来する白色又は明灰色となることが多い。しかし、地域や設置場所によっては、これら白色系の色彩が周辺環境と調和しない場合や、日光を照り返して通行者や近隣住人に不快感を与える可能性がある。
このような場合には、防草基盤材１に有機又は無機の顔料４０を添加し、混合基盤材１ａの色彩を茶色又は緑色等とすることで、地域の景観や環境に調和させ、照り返しを防ぐことができる。
また、例えば太陽光発電所において、防草基盤材１に白色や明灰色の顔料４０を添加することで、混合基盤材１ａの表面に太陽光を反射させ、発電効率を向上させることができる。

＜７＞防草工法
本発明の防草工法は、例えば以下の手順で実施する。
防草基盤材１を攪拌ピットに投入して水Ｗを添加し、バックホウのバケットで混練して混合基盤材１ａを製造する。
混合基盤材１ａをバックホウで掬い取って搬送し、対象基盤Ｇ上に敷設する。
敷設後、ランマ―やマカダムローラで転圧／圧密して所定時間養生する。
なお、対象基盤Ｇが法面などの傾斜面の場合、製造した混合基盤材１ａを湿式モルタル吹付機や客土吹付機によって対象基盤Ｇに吹付けて施工することができる。
本発明の防草工法は、機械化施工が可能であるため、施工性が高く、経済的かつ短期間で施工することができる。

実施例１では、道路近傍の切土のり面に繁茂していた竹を地際で伐採し、混合基盤材１ａを吹き付けにより施工した。
実施例１における１．０ｍ^３当たり配合量は下表の通りである。

※圧密により１４００Ｌで１．０ｍ^３となる。
混合基盤材１ａの品質確認のため、施工後１年から定期的に、目視調査及び土壌硬度の測定を行った。土壌硬度の測定では、山中式土壌硬度計を用いた。

４カ所の測点の全てにおいて、１８年を経過しても混合基盤材１ａが土壌硬度３０ｍｍ（施工後植物の幼芽が出芽できない土壌硬度）以上を維持していることを確認した。
なお、「凹部に出芽」とは、構造物との継ぎ目部分の凹部に土ぼこりが溜まり、凹部内に飛来種子が定着して出芽しているのが確認されたことを意味するが、混合基盤材１ａの防草性能とは関係しない。
以上のように、本発明の混合基盤材１ａは、対象基盤Ｇを厚く被覆することで従来は防草が困難であった竹の生長を有効に抑止することができた。また、保水した植物資材１２による湿潤養生効果と繊維状の植物資材１２による繊維補強効果により、厚く敷設してもクラックが生じず、クラック間からの浸水による劣化や植物の生長を防ぐことで、約２０年という長期間にわたり防草効果を維持することができた。

実施例２では、平地の造成地におけるハナミズキ、サツキ、及びツツジの植栽地に混合基盤材１ａを敷設し、転圧、圧密した。
実施例２における１．０ｍ^３当たり配合量は下表の通りである。

※圧密により１４００Ｌで１．０ｍ^３となる。
実施例２は、植栽地における防草緑化の実施例であり、混合基盤材１ａを植栽の根元まで敷き詰めるため、植物資材１２の配合を増やして保水能と透水能を確保し、固化材２０の配合を減らして透水性を保持した。
混合基盤材１ａの品質確認のため、施工後１年と５年後に目視調査及び土壌硬度の測定を行った。土壌硬度の測定では、山中式土壌硬度計を用いた。

また、実施例２における透水性及び保水性試験の結果は下表のとおりである。

３カ所の測点の全てにおいて、混合基盤材１ａが土壌硬度３０ｍｍ以上を維持していることを確認した。
また、本例では、混合基盤材１ａが、透水性１×１０^－５以上、保水性４０％以上という高い透水能と保水能を確保しており、既存の植栽に対する防草緑化が可能であることを確認した。

実施例３では、福島県相馬市内の太陽光発電所において、混合基盤材１ａをバックホウで混合し、ホイルローダーで敷き均して転圧した。のり面は乾式モルタル吹付機で施工した。
実施例３における１．０ｍ^３当たり配合量は下表の通りである。

※圧密により１４００Ｌで１．０ｍ^３となる。
実施例３は、防草効果と共に放射線量の低減効果を観測する実施例である。
混合基盤材１ａの品質確認のため、施工後１年後に土壌硬度の測定を行った。土壌硬度の測定では、山中式土壌硬度計を用いた。

また、実施例３における放射線量の測定結果は下表のとおりである。

６カ所の測点の全てにおいて、混合基盤材１ａが土壌硬度３０ｍｍ以上を維持していることを確認した。
また、本例では、混合基盤材１ａによる２０～３０％もの高い放射線遮蔽効果を観測した。

１ 防草基盤材
１ａ 混合基盤材
１０ 基材
１１ 無機質多孔材
１２ 植物資材
１２ａ 針葉樹皮
２０ 固化材
３０ 再乳化剤
４０ 顔料
Ｇ 対象基盤
Ｗ 水

Claims (7)

1. 粉状及び／又は小塊状の防草基盤材であって、
   無機質多孔材と、複数の植物資材と、からなる基材と、
   セメント系の固化材と、を混練してなり、
   前記植物資材が、針葉樹皮の二次破砕材からなる繊維状体を含み、乾燥処理を経ない非乾燥体であり、厚さ２ｍｍ以下かつ幅１０ｍｍ以下であることを特徴とする、
   防草基盤材。
2. 前記針葉樹皮が、スギ樹皮、ヒノキ樹皮、又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする、
   請求項１に記載の防草基盤材。
3. 前記無機質多孔材が、多孔質焼却灰、クリンカアッシュ、火山砕石、珪藻土、シラスバルーン、又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする、
   請求項１に記載の防草基盤材。
4. 前記固化材に、ＥＶＡ再乳化剤を添加したことを特徴とする、
   請求項１に記載の防草基盤材。
5. 前記基材に、有機又は無機の顔料を添加したことを特徴とする、
   請求項１に記載の防草基盤材。
6. 前記基材において、前記無機質多孔材が２０～９０Ｖｏｌ％、前記植物資材が１０～８０Ｖｏｌ％の割合であり、
   前記基材１ｍ^３に対し、前記固化材を５０ｋｇ～３００ｋｇ配合したことを特徴とする、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の防草基盤材。
7. 請求項６に記載の防草基盤材を用いる防草工法であって、
   前記防草基盤材に水を添加し混練して混合基盤材を製造する工程と、
   前記混合基盤材を対象基盤に敷設して転圧する工程、又は前記混合基盤材を対象基盤に吹付ける工程と、を備えることを特徴とする、
   防草工法。