JP7841935B2 - 破砕締固方法 - Google Patents

Description

この発明は、廃棄物処分場に堆積された廃棄物を破砕して締め固める破砕締固方法に関するものである。

廃棄物の最終処分場（以下、「廃棄物処分場」と称する）は、何処も満杯に近い状態にあり、新たな廃棄物処分場をつくり出そうとすると、周辺環境等に対する影響から必要な処分場空間を早期に確保することは難しい状況にある。そこで、例えば特許文献１に記載の自走式タンピングローラを用いて廃棄物処分場に堆積された廃棄物を破砕して締め固める技術（以下「破砕締固技術」という）が提案されている。この自走式タンピングローラは、鉄輪ドラムの外周に多数の放射状の突起を形成した転圧輪を往復走行させることにより地盤を効率的に固く締め固めるものである。また、タンピングローラが廃棄物を通過する際に、上記鉄輪ドラムに取り付けられた突起の先端が廃棄物に当接し、廃棄物に対して破砕力が作用する。そのため、廃棄物は細かく破砕された上で、タンピングローラにより転圧される。

特開２００４－２４４９５０号公報

廃棄物の破砕により転圧効率を向上させることで、廃棄物処分場の残余容量が大きくなり、処分場寿命を高めることができる。しかしながら、上記タンピングローラは廃棄物に対して静的荷重を付与するものである。したがって、破砕効率を高めるためには、タンピングローラの大型化や重量化が必要であるが、それにも一定の限度がある。そこで、自走式タンピングローラよりも小型で、しかも転圧効率をさらに高めて廃棄物処分場の長寿命化を図ることができるタンピング工具が望まれている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、廃棄物処分場に堆積されている土塊、岩、コンクリートくず、ガラスくず、廃プラスチック類、がれきなどの廃棄物を破砕して優れた転圧効率で廃棄物処分場を締め固めることができる破砕締固方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、上下方向に延設されたロッド部材と、 ロッド部材の下端部に取り付けられる転圧板と、転圧板の下面から突設される複数の破砕部と、を有するタンピング工具を用いて廃棄物処分場に堆積された廃棄物を破砕しながら廃棄物処分場の表層を締め固める破砕締固方法であって、走行式建設機械の可動アームに装着されたブレーカにロッド部材の上端部を挿入した後で、走行式建設機械により転圧板の下面および破砕部を廃棄物に押し付けるように配置した状態で、廃棄物の破砕および締固完了までロッド部材に対してブレーカから打撃力を与え続けることで、破砕部により廃棄物を破砕しながら転圧板の下面および破砕部により廃棄物処分場の表層を締め固めることを特徴としている。

以上のように、本発明によれば、小型で、かつ優れた転圧効率で廃棄物処分場に堆積されている土塊、岩、コンクリートくず、ガラスくず、廃プラスチック類、がれきなどの廃棄物を破砕し、優れた転圧効率で廃棄物処分場を締め固めることができる。

本発明に係るタンピング工具を装備する破砕締固装置の一実施形態を示す図である。 タンピング工具およびタンピング工具が装着されたブレーカの正面図である。 タンピング工具を上方から見た図である。 タンピング工具を下方から見た図である。 タンピング工具に装備可能な破砕部の形状および取付方法を模式的に示す図である。

図１は、本発明に係るタンピング工具を装備する破砕締固装置の一実施形態を示す図である。図２は、タンピング工具およびタンピング工具が装着されたブレーカの正面図である。図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれタンピング工具を上方および下方から見た図である。図４は、タンピング工具に装備可能な破砕部の形状および取付方法を模式的に示す図である。なお、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、これらの図面では、以下の説明便宜のために、上下方向Ｚと、バックホウ等の走行式建設機械１００の前方方向Ｘとに直交する方向を「Ｙ方向」とするＸＹＺ直交座標軸が示されている。

このタンピング工具１は、図１に示すように、廃棄物処分場に堆積された廃棄物を破砕して締め固めるための工具である。ここでは、いわゆる安定５品目（安定型品目とも称呼されることもある）を廃棄物として処分するための廃棄物処分場でタンピング工具１を使用する場合を例示的に示して説明するが、本発明の「廃棄物」には、安定５品目以外の産業廃棄物あるいは一般廃棄物が含まれる。

安定５品目には、がれき・ゴムくず・金属くず・廃プラスチック類・ガラスくず、コンクリートくずおよび陶磁器くずが含まれる。これらの廃棄物３００が堆積された廃棄物処分場では、廃棄物３００を細かく破砕した上で転圧処理を施すのが望まれる。そこで、本実施形態では、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示されるタンピング工具１が、走行式建設機械１００の可動アーム１０１に取り付けられた油圧ブレーカ２００に装着される。より詳しくは、図１に示すように、建設機械１００の可動アーム１０１にブラケット１０２を介して油圧ブレーカ２００が取り付けられている。この油圧ブレーカ２００はブレーカ本体（図示省略）を備えている。また、このブレーカ本体は、中央部にシリンダーを有している。そして、不図示の油圧供給源から切換弁を介してシリンダーへ圧油を供給することにより、シリンダー内に摺嵌されるピストンが軸方向に前後進可能になっている。

ブレーカ本体の先端部（図１、図２の下方側端部）に、タンピング工具１が装着される。このタンピング工具１は、図１、図２、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、略平板状の転圧板２を有している。この転圧板２の上面２１の中央部に対し、ロッド部材３が固着されている。ロッド部材３は上下方向Ｚに延設された円柱形状を有している。ロッド部材３の上端部は、ブレーカ本体に対して着脱自在な形状に仕上げられている。また、ロッド部材３の下端面が転圧板２の上面２１に密着した状態でロッド部材３が固定されている。本実施形態では、ロッド部材３の転圧板２への固定を強固なものとするために、芯材４および補強リブ部材５が用いられている。

転圧板２の中央部には貫通孔（図示省略）が設けられている。この貫通孔の下方開口は上方開口よりも広く設けられている。そして、貫通孔の内周面のうち下方領域では、上方に進むにしたがって開口径が徐々に狭くなる、いわゆる逆すり鉢形状を有するとともに中央領域で上方開口と同一内径を有するように貫通孔は仕上げられている。一方、芯材４は皿ネジに類似した形状を有しており、その上端部が上方開口と同一径に仕上げられた円柱部位であるのに対し、下端部が貫通孔の下方領域（逆すり鉢形状を有する部位）に嵌合可能な形状に仕上げられている。この芯材４が貫通孔を介して転圧板２の下方から挿入され、その上端部がロッド部材３の下端中央部に設けられた嵌合孔に挿入されるとともに下端部が転圧板２に係止される。これにより、転圧板２とロッド部材３とが上下方向において強固に連結される。しかも、転圧板２とロッド部材３の連結部位に沿って溶接６が施されている。また、同溶接６によって、ロッド部材３の下端側面の周囲に配置された４枚の補強リブ部材５が転圧板２とロッド部材３と連結され、水平方向からロッド部材３を補強している。

転圧板２の下面２３は、廃棄物処分場に堆積された比較的大型の廃棄物３００の全体あるいは一部を上方から覆うことが可能な平面サイズを有している。この下面２３から下方に複数（本実施形態では１３個）の破砕部７が突設されている。本実施形態では、破砕部７として、先端部がプラス形状に仕上げられたプラスポイント７ａ（図４（ａ）参照）と、先端部がマイナス形状に仕上げられたマイナスポイント７ｂ（図４（ｂ）参照）との２種類を用意している。なお、破砕部７の先端形状は、これらに限定されるものではなく、先細りした形状である限り、任意である。破砕部７の一部または全部を、例えば図４（ｃ）に示すように先端部が四角錐台形状に仕上げられたポイント７ｃに置き換え、凹部２４に着脱自在に装着してもよい。また、四角錐台形状の代わりに、四角錐形状、円錐台形状、円錐形状、三角錐台形状、三角錐形状、五角錐台形状、五角錐形状、…などに仕上げてもよい。

これらの破砕部７は、図１、図２および図３Ｂに示すように、先細りした先端部を下方に向けた状態で、破砕部７の後端部（上端部）が下面２３に形成された凹部２４に嵌入された状態で溶接６により固着されている。また、１３本の破砕部７のうち転圧板２の下面中央部から突設される破砕部７を中心とし、その他の破砕部７が転圧板２を下方から見た平面視で対称配置されている。このように１３本の破砕部７は転圧板２を下方から見た平面視で、マトリックス状に配置されており、つまり転圧板２の下面２３内で二次元的に分散配置されている。したがって、次に説明するように、上記のように構成されたタンピング工具１を廃棄物３００の上方から下降させると、１３本の破砕部７のうち複数の破砕部７が廃棄物３００に当接し、廃棄物３００の破砕に寄与する。

転圧板２の上面周縁部では、図３Ａに示すように、四隅部分に係止部２５ａ～２５ｄがそれぞれ上方に立設されている。各係止部２５ａ～２５ｄは、サスペンション８１を介装する連結部８の下端を係止する機能を有している。また、係止部２５ａ～２５ｄで下端が係止された連結部８を油圧ブレーカ２００と連結するために、図１および図２に示すように、油圧ブレーカ２００の上端にバケットピン２０１が取り付けられている。このバケットピン２０１では、Ｙ方向における両端部にアイボルトなどの係止部材２０２、２０３が取り付けられている。そして、図１に示すように、（＋Ｙ）方向側の係止部材２０２と、（＋Ｙ）方向側の２つの係止部２５ａ、２５ｂとの間で、連結部８がそれぞれ連結されている。また、（－Ｙ）方向側についても、係止部材２０３と、（－Ｙ）方向側の２つの係止部２５ｃ、２５ｄとの間で、連結部８がそれぞれ連結されている。

このように本実施形態では、転圧板２の上面周縁部と油圧ブレーカ２００と連結する連結部８を４個、上方からの平面視でロッド部材３を中心として放射状に設けられている。したがって、次に説明するようにして廃棄物３００の破砕締固を実行した際に、廃棄物３００の形状や大きさなどに応じて油圧ブレーカ２００に対するタンピング工具１の姿勢が傾いたとしても、破砕部７が廃棄物３００から上方に離れた瞬間に、放射状に配置された４個のサスペンション８１の作用により、油圧ブレーカ２００に対するタンピング工具１の姿勢が元に戻される。したがって、タンピング工具１の姿勢を一定に保つことができ、廃棄物３００を安定して破砕することができる。なお、本実施形態では、４個の連結部８を用いているが、タンピング工具１の姿勢を一定に保つことができる限り、連結部８の個数は任意である。

次に、上記タンピング工具１を用いた廃棄物３００の破砕締固方法について図１を参照しつつ説明する。タンピング工具１のロッド部材３の上端部がブレーカ本体に装着される。そして、タンピング工具１が建設機械１００に装着された状態で、作業員が建設機械１００を操作して転圧板２の下面２３および破砕部７を廃棄物３００に押し付けるように配置するとともに、ロッド部材３に対して油圧ブレーカ２００から打撃力を与える。これにより、下向きの打撃力がロッド部材３を介して転圧板２に伝達され、破砕部７により廃棄物３００が破砕される。また、細かく破砕された破砕物３０１が転圧板２の下面２３および破砕部７により転圧される。これによって、廃棄物処分場の表層が締め固められる。

こうして、転圧板２の大きさに対応したサイズで破砕締固めが完了すると、作業員が建設機械１００を操作し、破砕締固め完了領域に隣接する廃棄物３００（図１中の破砕締固め前領域に堆積している廃棄物３００）に対して上記破砕締固め作業を繰り返す。

以上のように、本実施形態によれば、建設機械１００により転圧板２の下面２３に位置する廃棄物３００および廃棄物処分場の表層領域に静的荷重を与えるのみならず、上記したようにタンピング工具１のロッド部材３の上端部に対してブレーカ本体が打撃力を加えることで、廃棄物３００に対して動的荷重を付加し、当該廃棄物３００を破砕しながら廃棄物処分場の表層を転圧している。したがって、静的荷重のみを使用していた従来技術よりも小型で、かつ効率的に廃棄物処分場を締め固めることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、いわゆる安定５品目の最終処分場において、上記タンピング工具１を装備する破砕締固装置を使用しているが、当該破砕締固装置は、安定５品目以外の産業廃棄物の処分場や一般廃棄物の処分場においても使用可能であり、上記と同様の作用効果、つまり廃棄物処分場に堆積されている廃棄物を破砕して優れた転圧効率で廃棄物処分場を締め固めることができる。その結果、廃棄物処分場の長寿命化を図ることができる。

また、上記実施形態では、各破砕部７を転圧板２の下面２３に溶接６により固定しているが、固定方式は溶接に限定されるものではなく、任意である。例えば転圧板２へのロッド部材３の固定方法と同様に、破砕部７全体を先細り形状に仕上げるとともに、転圧板２に対して下方に進むにしたがって開口径が徐々に狭くなる、いわゆるすり鉢形状を有する貫通孔に破砕部７を上方から挿通し、破砕部７の先端部のみを転圧板２の下面２３から下方に突出させた状態で破砕部７を転圧板２に溶接などにより固着してもよい。

また、破砕部７を全体的に転圧板２の下面２３に固定しているが、破砕部７による廃棄物３００の破砕時に破砕部７の先端部が摩耗することを考慮して破砕部７を分割構造で構成してもよい。例えば転圧板２に固定された破砕ベース部位と、破砕ベース部位に対して下方側より着脱自在なポイント部位と、破砕ベース部位およびポイント部位に挿通されて両者を連結する連結ピンとを有するように、破砕部７を構成してもよい。この場合、ポイント部位の摩耗に応じて新たなポイント部位に交換することができる。

この発明は、廃棄物処分場に堆積された廃棄物を破砕して締め固める破砕締固全般に適用することができる。

１…タンピング工具
２…転圧板
３…ロッド部材
７、７ａ～７ｃ…破砕部
８…連結部
２１…（転圧板の）上面
２３…（転圧板の）下面
８１…サスペンション
１００…走行式建設機械
１０１…可動アーム
２００…油圧ブレーカ
３００…廃棄物
３０１…破砕物
Ｚ…上下方向

Claims (1)

1. 上下方向に延設されたロッド部材と、前記ロッド部材の下端部に取り付けられる転圧板と、前記転圧板の下面から突設される複数の破砕部と、を有するタンピング工具を用いて廃棄物処分場に堆積された廃棄物を破砕しながら前記廃棄物処分場の表層を締め固める破砕締固方法であって、
   走行式建設機械の可動アームに装着されたブレーカに前記ロッド部材の上端部を挿入した後で、前記走行式建設機械により前記転圧板の下面および前記破砕部を前記廃棄物に押し付けるように配置した状態で、前記廃棄物の破砕および締固完了まで前記ロッド部材に対して前記ブレーカから打撃力を与え続けることで、前記破砕部により前記廃棄物を破砕しながら前記転圧板の下面および前記破砕部により前記廃棄物処分場の表層を締め固めることを特徴とする破砕締固方法。