JPH038918A - 掘削土再生装置の土質安定剤添加制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は掘削土再生装置に使用する土質安定剤の添加量
を低減させるようにした掘削土再生装置の土質安定剤添
加制御方法に関する。

［従来の技術］ ガス導管工事、上下水道工事、電気工事等における掘削
により発生する掘削土は、掘削によるこね返しを受ける
ため、必要な路床支持力を失い、最早、埋戻し材料とし
ては使用できなくなるので廃棄処分されていた。このた
め新たに良質の土砂を埋戻し用として使用するようにさ
れていた。

そこで、掘削土を改良し再生処理して埋戻し用等に使用
できるようにした掘削土再生処理方法は、例えば、特開
昭５７−１２１０８６号公報により開示されている。

即ち、掘削土と回収助剤および土質安定剤とを配合して
、同時に破砕予備混合し、次いて衝察作用を与えて解砕
混合を行い、次いて節分を行い、篩下を再生土として埋
戻し用に再生利用され、篩上は回収助剤として用いられ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の掘削土処理装置では、次のよ
うな技術上の問題があった。即ち、掘削土を再生処理し
て得られる再生土は適切な水分値、ＣＢＲ値（路床支持
力比）などの性質を備えていることが要求され、掘削土
の水分値をはしめ装置の運転パラメータに対応して、土
質安定剤の配合を調整することにより、上記の所要性質
となるように運転されているが、運転ラインへの異物な
どの混入による操業の停止、再始動を繰り返した場合や
掘削土自体の水分値などの性質が不規則であって高水分
、高粘性を呈し、取扱いが困難であることにも起因して
、掘削土の性状を観察し、過去の操業データと照合して
水分値の測定や土質安定剤の配合を行っていたが、上記
の配合が適切になされないので、再生土の品質が変動し
てしまい不安定であった。

また、土質安定剤の配合か不適切である場合には、例え
は、土質安定剤の添加量が過剰なとぎは、再生土のＣＢ
Ｒ値が過度に増大してしまい、再生土の品質過剰をもた
らすことになり、また、過少なときは、再生土のＣＢＲ
値か不足するとともに、前記の工程にしたかい、掘削土
か配合、破砕予備混合、解砕混合、篩分と穆動しなから
処理されるさいに、解砕混合された材料は、漸次、塊状
に成長するようになり、上記材料が中間破砕されて回収
助剤となる過程における破砕性能をはじめとして、掘削
土と回収助剤および土質安定剤との破砕および予備混合
過程におりる破砕および予備混合性能、上記材料の衝察
による解砕混合過程における解砕性能が低下し、さらに
材料の節分過程における篩分効率が低下して、再生土の
生産能力の低下を招いてしまう。前述の事態を回避する
ために、土質安定剤を自動供給させる試みがなされるが
、制御対象が前述のごとく複雑な特性を呈し、外乱（金
属検出器や異物手選による不規則な操作停止など）も不
規則に加わること、応答の遅れが著しいこともあって、
掘削土の流量を検出し、土質安定剤の供給量を操作する
ように制御しても所望する再生土の品質を得るように安
定した制御を行うことが困難であった。

このようにして、土質安定剤の最適添加が現実に不可能
であるので、前述の能力低下を招かない過剰添加で操業
される傾向が大であり、過剰添加に伴って掘削土再生処
理の経済性の低下をもたらすことになる。

本発明はこのような従来の問題を解決するものてあり掘
削土が高水分、高粘性系土質の場合にも、土質安定剤の
添加量を低減させて最適となし、埋戻しに適する路床支
持力と締め固め性能とを有する良質な再生土が得られ、
かつ経済性を向上し得る優れた掘削土再生装置の土質安
定剤添加制御方法を提供することを目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、 掘削土と土質安定剤と回収助剤とを予備破砕混合する予
備破砕混合機と、前記予備破砕混合された材料を解砕混
合する解砕混合機と、前記解砕混合された材料を再生土
と回収助剤とに篩分けする篩分は機、を備える掘削土再
生装置の予備破砕混合機に供給される土質安定剤添加量
の制御方法であって、掘削土の水分値および再生土の水
分値に関する信号と、再生土の流量に関する信号にもと
づき、予備破砕混合機に供給される土質安定剤添加量を
制御するようにしたものであり、また、前記掘削土の水
分値および再生土の水分値の信号と、掘削土と再生土の
水分値化に応じて掘削土の水分値に対して発信する補正
信号と、前記補正信号にもとづき発信する土質安定剤添
加率に関する関数信号と、前記再生土の流量信号と、を
発信する過程と、前記関数信号と前記再生土流量信号の
乗算により発信する土質安定剤添加量制御信号にもとつ
き、予備破砕混合機に供給される土質安定剤添加量を制
御するようにしたものである。

［作　用］ 本発明は上記のような構成により次のような作用を有す
る。即ち、掘削土の水分値および再生土の水分値に関す
る信号がオンライン計測により得られ、再生土の流量信
号とともにデジタル信号に変換して演算処理を行い、土
質安定剤添加量を演算して制御するようにしているので
、土質安定剤添加量の基準となる上記の水分量に関する
情報を適確に把握することができて、最適添加による安
定した制御のもとで、所望する再生品の品質が得られ、
品質過剰をもたらすことを未然に防止することができ、
さらに、土質安定剤の添加量を低減できて掘削土再生処
理の経済性の低下を回避することかできる。

［実施例］ 以下、本発明を、その実施例を示す図面にもとついて詳
細に説明する。

第１図は本発明方法の工程の一例を示す系統図である。

予備破砕混合ｍ１には掘削±１３と土質安定剤１４と回
収助剤１８とが一緒に供給されて予備破砕混合される。

掘削土の土質としては、高含水比、高粘性系からなるも
のが多く、土質安定剤としては、例えば、セメント、生
石灰などが、また、回収助剤１８は後述のごとく篩分は
機５の篩上を用いて中間破砕ｍ７によって破砕したもの
が用いられる。

掘削±１３の水分値は水分計１１により計測され、水分
計１１としては赤外線水分計などが用いられて、上記の
水分値のアナログ信号２２をオンラインにて発信してい
る。予備破砕混合されるにさいして、掘削±１３と土質
安定剤１４と回収助剤１８とは掘削土の土質に応じた土
質安定性が得られるように配合される。土質安定剤１４
は計量供給機８によって供給され、その添加量は主制御
器２４の添加量制御信号２５にもとづき制御盤１０から
の駆動装置９への操作信号によって調整される。予備破
砕混合機１としては、例えば、ダブルロールクラッシャ
などが好適であり、供給された掘削±１３と土質安定剤
１４と回収助剤１８とが相互に回転する一組のロール間
に供給されて、ロール間隙から排出されるまでの過程に
おいて、上記の材料は圧潰され、相互に分散混合される
ようになる。

上記の予備破砕混合された材料１６は解砕混合機２によ
って、機械的衝撃作用が加えられて解砕混合される。衝
撃にょる解砕混合機２としては、例えば、特公昭４２−
１１８６１号公報、特開昭６０−４８１５１号公報に示
されている、粘性物質の解砕混合に特に適した衝撃式混
合機などを使用することが好適であり、回転打撃子によ
る衝撃作用により屈曲式解砕板の表面および屈曲式解砕
板と回転打撃との間の空間において、上記材料１６は短
時間で充分に解砕混合される。次いで、解砕混合された
材料１７は、篩分は機５にょフて篩下と篩上とに分〃ｔ
される。篩下は再生±１９として計量機４により計量さ
れて流量信号２０を発信して搬送され埋戻し材料に用い
られ、篩上は前記のごとく回収助剤１８として用いられ
る。

再生±１９の水分値は水分計１２により計測され、上記
の水分値のアナログ信号２３をオンラインにて発信して
いる。

また、多くの場合、掘削±１３中には各種の金属片など
が混入されている。かかる場合には、掘削±１３の再生
処理にさいし、再生装置などを損傷する恐れがあるので
、金属検出器を例えば、掘削±１３の輸送手段と予備破
砕混合機１との間に配設し、金属検出器が掘削±１３中
の金属片を検出した場合に、前記掘削±１３の輸送手段
の運転を停止するようにしている。さらに、掘削±１３
中に塊状の非金属物が混入されていることがあり、前述
と同様に、再生装置などを損傷させ円滑な運転を阻害す
る恐れがあるので手選により選別するため、前記掘削±
１３の輸送手段の運転を停止するようにしている。かく
して、輸送手段から予備破砕混合機１に至る掘削±１３
の移動は頻繁に中断することを繰返して行われるので、
流量の変動が著しく、安定した土質安定剤添加量制御の
ために、掘削±１３側の流量の検出を行うことなく、再
生±１９側の流量を検出するようにしている。また、掘
削±１３の水分値および再生±１９の水分値に関する信
号を用いて、両者の比較を行い、粒度・形状・異物の影
響・測定距離変動等による掘削±１３の水分値の測定誤
差を補正しながら、前記制御を行うようにしている。

前記掘削±１３の輸送手段上における金属片や非金属物
の除去を行った後、掘削±１３の輸送手段をはじめとす
る再生装置の運転が再起動される。前記の場合における
掘削±１３の水分値としては、一定時間（例えば５〜１
５分程度）以内に再起動される。場合には、再生土流量
に対する影響が無視できることから、運転停止時におけ
る水分値のアナログ信号２２が用いられ、また、一定時
間（例えば、５〜１５分程度）以降に再起動される場合
には、再生土流量に対する影響が大であるため、運転開
始時と同様に、計量供給機の定速設定器２６の定速設定
値信号４２ａが用いられ、制御動作が継続して行われる
。

第２図は本発明方法の制御回路の一例を示すブロック図
であり、第２図を参照して制御動作を具体的に説明する
。

第２図において、７０は信号処理装置をしめす。水分計
１１から発信された水分値のアナログ信号２２は水分計
コントロールユニット２７を経て、電流電圧変換器２８
から信号処理装置７０に入力される。引き続き、Ａ／Ｄ
変換処理３３を行った後、フィルタ処理３８をなし、瞬
時に変化する水分値の歪信号を定められた時定数で安定
化させて波形を変換して出力している。次いで、検量線
変換処理４３では、水分計１１の電圧値と掘削±１３の
水分値との関係をしめず検量線を使用して、掘削±１３
の水分値を表わす信号に変換させている。

次いで、むた時間補償処理４８が行われて、掘削±１３
が水分計１１の計測点から土質安定剤１４との合流点ま
でに到着するための所要時間および土質安定剤１４が計
量供給機８への操作信号１ が出力されてから上記の合流点までに到着するまでの所
要時間にもとづくむだ時間を利用して、０．５秒毎の水
分値データを蓄積積算し、平均値算出処理５１に導いて
水分値の平均値の算出を行っている。

４９はリミッタ処理をしめし、掘削土１３の感知信号を
得るために、水分値が一定値以上であるか否かの判定を
なし、一定値以上である場合には計測点にて掘削土１３
が存在していることを感知する。さらに、オフデイレイ
処理５０に導かれ、掘削±１３の感知信号５０ａを得る
ために、水分値が一定値以下であっても一定時間を経過
するまでは、計測点にて掘削土１３が存在しているもの
とみなしている。

再生±１９のための水分計１２から発信されたアナログ
信号２３は水分計コントロールユニット２７を経て、電
流電圧変換器２９から信号処理装置７０に人力される。

次にＡ／Ｄ変換処理３４を行った後、フィルタ処３１３
９をなし、引続いて、平均値算出処理４５に導いて水分
値の平均値２ が算出される。５２は水分比補正処理をしめし、前記の
掘削±１３と再生±１９の水分値化を算出し、両者の水
分値化に応じて、掘削土１３の水分値に対して補正処理
を加え信号５２ａを出力する。５３は関数発生器をしめ
し、入力された上記の信号５２ａに対応した土質安定剤
１４の添加率を算出して関数信号５３ａを発信する。

再生±１９の計量機４から発信されたアナログ流量信号
２０は電流電圧変換器３０から信号処理装置７０に入力
される。次に、Ａ／Ｄ変換処理３５を行った後、フィル
タ処理４０をなし、瞬時に変化する流量のデジタル信号
を定められた時定数で安定させて、平均値算出処理４６
に導いて流量の平均値が算出され、出力信号は掘削土再
生装置への流量信号６０として出力される。

５５は乗算器をしめし、前記の関数信号５３ａおよび再
生土流量信号６０を人力して乗算処理を行い、土質安定
剤１４の添加量が演算され、添加量信号５５ａが出力さ
れる。２６は土質安定剤１４の計量供給機８の定速設定
器をしめし、設定信号は電流電圧変換器３２から信号処
理装置７０に入力され、Ａ／Ｄ変換処理３７を行った後
、フィルタ処理４２をなし、定速設定値信号４２ａが出
力される。

６７は水分計１１計測点における輸送手段例えば、定量
フィーダの運転信号、６８は上記に接続する輸送手段た
とえば、ベルトコンベヤの運転信号をそれぞれしめし、
デジタル入力処理５９に入力されて運転信号５９ａが出
力される。５６は切換処理をしめし、掘削土１３の感知
信号５０ａ、添加量信号５５ａ、定速設定値信号４２ａ
および運転信号５９ａを掘削土再生装匝の運転条件に応
じて運転モードを適宜、切換選択し、Ｄ／Ａ変換処理５
７を行った後、電流電流変換器６３から添加量制御信号
２５が制御盤１０に人力されて計量供給機８が操作され
る。

例えば、運転モードを土質安定剤１４を所定速度をもっ
て定速供給する場合は、定速設定器２６の定速設定値信
号４２ａのもとで、切換処理５６の切換選択を行って、
引続き、前述のごとく、計量供給機８が操作される。

方、再生土流量信号６０は引出されてＤ／Ａ変換処理５
８を行った後、電流電圧変換器６４から出力された信号
６４ａは再生土流量の記録用に発信される。

また制御盤１０からの信号６５は電流電圧変換器６６を
経て信号６６ａが発信され、土質安定剤流量の記録用に
用いられている。

第３図は本発明方法の制御回路における関数発生器５３
に用いられる土質安定剤の添加率と掘削土の水分値との
関数関係をしめしている。ここに掘削土の水分値は含水
比をもってしめし、かつ、前述の如く、掘削土と再生土
との水分値化に応じて補正したものである。

第４図は本発明方法の制御回路における検量線変換処理
４３に用いられる水分計の感度と掘削土の水分値との関
係をしめしている。ここに感度とは赤外線の水分による
特性吸収の強度比を基準としたものをしめしている。

第１表は本発明方法による掘削土の再生試験例５ をしめすものであり、水分値はいずれも含水比をもって
しめしている。すなわち、少い土質安定剤の添加のもと
て再生土は水分値が少く、かつ、充分なＣＢＲが得られ
ている。

第２表は従来技術による掘削土の再生試験例を本発明方
法と比較のためにしめしたものである。

第　　１　　表 ６ 第　　２　　表 土質安定剤添加率　平均２．１％ 土質安定剤添加率　２．８％ 尚、本発明は上記実施例のみに限定されるものでなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加
え得ること、等は勿論である。

［発明の効果］ 本発明は上記実施例より明らかなように、掘削土の再生
処理にあたり、掘削土および再生土の水分値の変動に対
応し、かつ、再生土流量の変動に対応して、土質安定剤
添加量を制御して供給するにさいし、掘削土および再生
土の水分値を検出して、両者の水分値化を算出して補正
を行うことにより、掘削土に対する水分値の測定誤差を
少く抑えることができるとともに、掘削土再生装置の系
統内でとくに量変動が少い再生土流量を検出してこの平
均化を行った流量値に対応して所要添加量の演算処理を
行い、得られた添加量制御信号にもとづき計量供給機の
添加量制御と結合するようにしているので、土質安定剤
添加制御の制御特性が改善され、安定した制御が行われ
て、所望する再生土の品質を得ることができ、また、土
質安定剤添加量を低減させて最適とし、掘削土再生装置
の経済性を向上することができる優れた効果を臭し得る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の工程を示す系統図、第２図は同制
御回路のブロック図、第３図は同制御回路における関数
発生器の説明図、第４図は同制御回路における検量線変
換処理の説明図である。 １・・・予備破砕混合機　　　２・・・解砕混合機５・
・・篩分り機　　　　　１３・・・掘削±１４・・・土
質安定剤　　　　１８・・・回収助剤１９・・・再生土

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）掘削土と土質安定剤と回収助剤とを予備破砕混合
   する予備破砕混合機と、前記予備破砕混合された材料を
   解砕混合する解砕混合機と、前記解砕混合された材料を
   再生土と回収助剤とに篩分けする篩分け機、を備える掘
   削土再生装置の予備破砕混合機に供給される土質安定剤
   添加量の制御方法であって、掘削土の水分値および再生
   土の水分値に関する信号と、再生土の流量に関する信号
   にもとづき、予備破砕混合機に供給される土質安定剤添
   加量を制御することを特徴とする掘削土再生装置の土質
   安定剤添加制御方法。
2. （２）前記掘削土の水分値および再生土の水分値の信号
   と、掘削土と再生土の水分値化に応じて掘削土の水分値
   に対して発信する補正信号と、前記補正信号にもとづき
   発信する土質安定剤添加率に関する関数信号と、前記再
   生土の流量信号と、前記関数信号と前記再生土流量信号
   の乗算により発信する土質安定剤添加量制御信号にもと
   づき、予備破砕混合機に供給される土質安定剤添加量を
   制御することを特徴とする請求項１記載の土質安定剤添
   加制御方法。