JP2000291013A - 緑化基盤の造成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工性、耐凍土性、耐侵食性、耐圧密性等に
優れ、植物の生育に適した植生基盤の造成法を提供す
る。 【解決手段】 粘土を含む植生基盤材と水とを混合して
なるスラリーである泥状基材と、高分子凝集剤である団
粒剤とを、吹付ノズルまたは吹付ノズル付近において混
合し、凝集反応させながら施工面に吹付けることによ
る、高次団粒構造をもつ緑化基盤の造成法において、前
記泥状基材と前記団粒剤との混合の前に、前記泥状基材
に無機ケイ酸化合物を添加混合すること、および、前記
団粒剤に、前記無機ケイ酸化合物のゲル化反応を促進さ
せるための反応調整剤を添加すること、を特徴とする、
緑化基盤の造成法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は道路、河川、造成
地、ダム等の土木工事で生じる傾斜法面に、施工性に優
れ、耐侵食性に優れた緑化の為の植生基盤（即ち、緑化
基盤）の造成法に関するものである。

【０００２】本発明はより詳細には、急峻な法面、凹凸
の激しい法面等の施工が困難な法面に対して施工性に優
れ、又自然環境が厳しく、より造成された植生基盤層の
耐侵食性、耐圧密性等が要求される傾斜法面の緑化基盤
の造成法に関する。

【０００３】

【従来の技術】河川、造成地、ダム、道路等の土木工事
により形成される法面は、そのまま露出した状態で放置
すると、雨、風、霜、凍害、積雪などによる侵食を受
け、崩壊を来す事があり、その為、その表面を保護する
種々の緑化工法が実施され安定化が計られている。

【０００４】一般的には、バーク堆肥などの有機物を主
体とした基盤材に、酢酸ビニル系エマルジョンなど合成
樹脂系エマルジョンを多量に配合し、吹き付け、形成さ
れる樹脂膜により基盤安定化を計る工法や、固結剤とし
てセメント等を基材中に添加し基盤安定化を計る工法が
実施されている。

【０００５】しかし、これらの工法は基盤材を吹き付け
る吹付機の機械的な制約により、植生基盤に最も必要と
される粘土を混合することが出来ないと言う問題があっ
た。本件の発明者はこれらの問題を解決する方法とし
て、粘土を主体とした植生基盤を造成するための緑化基
盤の造成法として特公平２−２６９３２号公報、特開平
１−３１００１９号公報、特公平８−１６３２９公報等
に記載された工法を開発している。

【０００６】本発明の先行技術には、植物の生育に適し
た保水および保肥効果のある粘土質の土壌を、植物の生
育に一層適するように保水、保肥効果に透水性、通気性
を有する構造、即ち高次団粒構造を持つ植生基盤層を法
面上に吹き付け造成できる、緑化基盤造成工法が提案さ
れている。ただ、急峻な法面、凹凸が厳しい岩盤法面等
に対して、より施工性に優れた緑化基盤造成法が、又、
季節により継続した冠水、乾燥状態を繰り返し、それに
より基盤層が一定期間波に洗われるダム湖法面、又積雪
が著しく、基盤層が積雪による甚だしい荷重によって圧
密される懸念がある豪雪地帯の法面、及び凍上、凍結の
害を受けやすい寒冷地の法面等、自然環境が激しい施工
地に於いては、より強度面で強化された、より耐侵食に
優れた緑化基盤造成法が、同時に希求されていた。

【０００７】一方、先行技術によって形成される植生基
盤層の高次団粒構造は、主に団粒剤による結合によって
その構造が維持されているため、環境条件によっては、
有機物である団粒剤が生分解を受け、植物が根を張り、
植生基盤層がその根張り効果により安定化される前に、
団粒構造が崩れる場合があるという問題を有し、又、先
行技術では泥状基材と団粒剤による団粒反応によって分
離された遊離水が、そのまま法面に沿って流出する為、
急峻な法面等に対する、形成される植生基盤層の付着性
を阻害し、その様な法面での施工が困難になる事がある
等の問題を有していた。最近になって、砂質を主体とし
多少粘土を含む基盤材に、基盤の強度を高めるために、
セメントを主体とした固化剤を使用した工法が提案され
ている。

【０００８】しかしながら、この様な工法では、植物の
生育に好適な粘土を主とした、高次団粒構造を有する植
生基盤層が形成されず、単粒構造に近い形で硬い基盤層
が形成されるため、植物の発芽生育に障害を生じること
が多く、生育基盤としては好ましい工法とは言えない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、植物の発芽、
生育に好適な粘土質土壌を多量に含む高次団粒構造を有
し、植物の発芽生育を阻害しない土壌性状を有し、厳し
い自然環境に対応できる緑化植生基盤を、施工性が困難
である法面に対しても、容易に造成出来る工法の開発が
希求されていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、従来
の植物の生育に最適な粘土質土壌を主とする高次団粒構
造を有する植生基盤層が造成出来る緑化基盤造成工法を
用い、更に、施工困難な法面に対してより施工性に優れ
た、又造成された植生基盤層が、より強度面で強化さ
れ、より耐久性の改善された工法の開発を計るべく鋭意
研究した結果、ケイ酸アルカリ金属塩化合物、コロイダ
ルシリカ等の無機ケイ酸化合物を添加した泥状基材と、
団粒剤タンクにおいて団粒剤と共に溶解された反応調整
剤を含む団粒剤溶液とを、吹付ノズル内又は吹付ノズル
付近で混合しながら吹き付ける事によって、上記反応調
整剤により上記無機ケイ酸化合物のゲル化の反応条件を
調整し、従来の緑化基盤造成工法よりも施工性を改善
し、耐凍上性を向上し、且つ造成された基盤層の強度、
耐久性の増強を可能とすると共に、植物の生育にも好適
な高次団粒構造を有する緑化基盤を造成できる工法を見
出し本発明に至った。

【００１１】本発明によると、粘土を含む植生基盤材と
水とを混合してなるスラリーである泥状基材と、高分子
凝集剤である団粒剤とを、吹付ノズルまたは吹付ノズル
付近において混合し、凝集反応（以下において、団粒反
応とも呼ぶ）させながら施工面に吹付けることによる、
高次団粒構造をもつ緑化基盤の造成法において、前記泥
状基材と前記団粒剤との混合の前に、前記泥状基材に無
機ケイ酸化合物を添加混合すること、および、前記団粒
剤に、前記無機ケイ酸化合物のゲル化反応を促進させる
ための反応調整剤を添加すること、を特徴とする、緑化
基盤の造成法が提供される。

【００１２】緑化基盤材を施工面へ吹き付けるときに、
団粒剤と泥状基材とを混合することにより団粒反応を起
こし、瞬時に、植物の発芽および生育に好適な高次団粒
構造を有する植生基盤を形成することができる。この時
に、団粒反応により分離された遊離水が泥状基材中に生
じる。本発明は、このように生じた水を、下記に説明す
る反応調整剤の作用により、ケイ酸アルカリ金属塩、コ
ロイダルシリカ等の無機ケイ酸化合物から形成されるケ
イ酸ゲル中に包含させることにより基盤層の塑性化およ
び凍結防止をなすこと、および、添加されたケイ酸化合
物、泥状基材中に含まれているアルミニウム系化合物、
カルシウム系化合物等の間の反応により、上記の高次団
粒構造を強度的に増強することができ、よって、施工
性、耐凍上性、耐侵食性、耐圧密性等に優れ、植物の生
育に適した植生基盤が造成される。

【００１３】瞬時に高次団粒構造を形成させる為の泥状
基材には、客土材、安定剤、養生材・肥料が通常用いら
れる。これらをノズル内、及びノズル付近で団粒剤と混
合し、法面に吹き付けることにより、瞬時に団粒反応が
終了し、遊離水が分離し、塑性化し、高次の団粒構造が
形成され法面へ安定付着する。ここで用いられる客土材
はシリカ・アルミナ系化合物およびカルシウム系化合物
を含む粘土・シルト分を主とした埴壌土と完熟堆肥を混
合したものであり（例えば、（株）彩光製：ジェットソ
イル）、安定剤は天然植物性油脂の誘導体で、造成基盤
層内でその有する適当な親水、親油性のバランスによ
り、植物の生育に適当な水分を保持すると共に、耐侵食
性を付与するための物であり（例えば、（株）彩光：マ
グゾールＤ）、肥料・養生材は肥料分を基盤層に供給す
ると共に、吹付作業時、肥料分を混合タンク内で均一に
するための物である（例えば、（株）彩光製：ジェット
シード）。

【００１４】これらの材料を含む泥状基材は混合タンク
内で均一に混合された後、スラリーポンプで送液され、
ノズル内、又はノズル付近で別タンクに溶解された団粒
剤（例えば、（株）彩光製：ソイルフロック）と混合し
吹き付けられ、吹付時瞬時にこれらの基材により、粘土
土壌を主とした高次団粒構造を有する植生基盤層が吹付
法面に形成される。

【００１５】造成された植生基盤は大小様々な空隙を形
成し、保水性、保肥性、通気性、および透水性に優れた
構造を持ち、植物の生育に適した基盤となる。このよう
にして造成された植生基盤の構造は、団粒剤と泥状基材
中の粘土成分、腐植物質により形成される高次に橋架け
された泥状基材の団粒構造、安定剤に含まれる樹脂成分
の結合力及び撥水性、及び施工初期より発芽生育する草
本類の根張り効果等により保持される。

【００１６】更に、この高次団粒構造の植生基盤層を造
成出来る泥状基材に、ケイ酸アルカリ金属塩化合物、コ
ロイダルシリカ等の無機ケイ酸化合物を添加し、団粒剤
溶解タンクに団粒剤とともに反応調整剤を溶解し、２液
をノズル内、及びノズル付近で混合する事により、施工
困難な法面でも包水ケイ酸ゲルが形成されない場合に比
較して、より塑性化の程度が高く、地山に対する付着性
が優れる為、容易に施工でき、耐凍上性に優れ、且つ高
次団粒構造を有した、植物の発芽生育に適し、強度、対
環境耐久性が改善された植生基盤層の造成が可能となっ
た。

【００１７】本発明の方法を実施するために用いること
ができる吹付ノズルを図１に示す。泥状基材送出ポンプ
により送られてくる泥状基材（Ａ）およびケイ酸化合物
（Ｃ）は、吐出口（１）に達し、その後、攪拌筒（２）
に噴出される。団粒剤（Ｂ）および反応調整剤（Ｄ）
は、団粒剤調節コック（３）により調量されて攪拌筒に
導入される。攪拌筒には、攪拌を促進するための攪拌羽
（４）が付いている。また、混合をさらに促進するため
に空気導入口（５）を通して空気調節コック（６）で調
量して空気を導入することが好ましい。

【００１８】本発明に用いられる、泥状基材へ添加する
ケイ酸アルカリ金属塩化合物、コロイダルシリカ等のケ
イ酸化合物としては、ＪＩＳ規格の水ガラス、又はコロ
イダルシリカが単独又は混合して用いられる。

【００１９】反応調整剤は無機ケイ酸化合物のゲル化を
促進するものである。反応調整剤は団粒剤溶解タンク中
に混合溶解される。反応調整剤としては、炭酸水素ナト
リウム、炭酸水素カリウム等の重炭酸塩、塩化マグネシ
ウム等の塩化物、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム
等の硫酸塩、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム等
の重硫酸塩、燐酸２水素ナトリウム、燐酸２水素カリウ
ム、ピロ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸カリウム等の燐酸系
塩、及び硫酸、燐酸等の鉱酸等の無機系反応調整剤、及
び酢酸、クエン酸等の有機酸、エチレングリコールジア
セテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類、グリオ
キザール等のジアルデヒド類等の有機系反応調整剤が単
独で又は混合して使用される。

【００２０】泥状基材にケイ酸アルカリ金属塩、コロイ
ダルシリカ等の無機ケイ酸化合物を混合使用する事によ
り以下の作用が期待される。

【００２１】高分子凝集剤である団粒剤と、泥状基材が
吹付ノズル又は吹付ノズル近傍で混合される事により、
瞬時に団粒反応が生じ、植物の生育に必須である粘土成
分を高度に含有した、高次団粒構造を有する植生基盤層
が形成される。次いで団粒剤と共に溶解された反応調整
剤によりケイ酸アルカリ金属系化合物、コロイダルシリ
カ等の無機ケイ酸化合物がゲル化し、団粒反応により分
離された遊離水を、殆ど包含したケイ酸ゲルが形成され
る。これにより法面上に吹き付けられた基材はより高度
に塑性化し、法面に対して高い付着性を有するようにな
り、施工性が大幅に改善され、急峻な法面等の施工が可
能となる。

【００２２】更に、包水ケイ酸ゲル構造（以下、包水ゲ
ルと略す）が、施工直後、植生基盤層形成の初期段階で
出来る事により、耐侵食性、特に耐凍上性に優れた植生
基盤層造成が可能となった。

【００２３】従来の高次団粒構造をもつ緑化基盤の造成
法では、施工後暫くは、造成基盤層は比較的多量の水分
を保持した状態である。施工時、及び施工後の気温が水
の凝固点（氷点）以上の場合は、造成基盤層より遂時重
力により余分の水分が分離、抜けると共に、乾燥も進
み、若干収縮する事により高次団粒構造がより完成され
る。一方施工後、氷点以下の気温に曝される基盤の場
合、分離しきれていない水分が凍結し、その後、例えば
昼間の気温上昇により凍結水分が融解する、という事を
繰り返す可能性が有る。この様に基盤層に含まれる水分
が比較的多い施工直後、気温の変動により凍結、融解、
即ち基盤層の膨張収縮を繰り返す事により、それにより
高次団粒構造の完成を阻害し、場合によっては高次団粒
構造が破壊される事も有った。

【００２４】本発明の緑化基盤の造成法では、高次団粒
構造の間隙を基盤層形成初期包水ゲルで充填する事によ
り、凝固点降下が期待出来、又仮に包水ゲル中の水分が
凍結したとしても、包水ゲルが膨潤圧を吸収出来るた
め、造成基盤層の凍結、凍上に対する耐性が大幅に向上
する事が明らかとなった。

【００２５】一方、包水ゲル中の水分が乾燥により減少
し、包水ゲル構造が収縮して行く過程で、次第に団粒構
造の壁面へ濃縮され、豊富に存在する水分、ケイ酸化合
物、アルミニウム化合物及びカルシウム化合物とにより
水和化合物を形成し、高次団粒構造の硬度を増強して行
くと考えられる。

【００２６】泥状基材に対するケイ酸アルカリ金属塩、
コロイダルシリカ等の無機ケイ酸化合物は、泥状基材に
対して６．２５ｇ／Ｌから１２５ｇ／Ｌの範囲で用い
る。ケイ酸アルカリ金属塩、コロイダルシリカ等の無機
ケイ酸化合物量が６．２５ｇ／Ｌ以下の場合形成される
含水ゲルの量が十分でなく、吹き付け時、形成された基
盤層よりの分離水が多く、急峻な法面等への施工性に問
題がある。又１２５ｇ／Ｌ以上用いると造成基盤層で形
成されたケイ酸ゲル化の密度が高くなり、塑性化が過度
に進み、流動性が無くなり、施工が困難となる。

【００２７】団粒剤タンクで団粒剤と共に溶解混合され
る反応調整剤は、ケイ酸アルカリ金属塩、コロイダルシ
リカ等の無機ケイ酸化合物量の１０％から３０％の範囲
内で、施工法面の傾斜、凹凸性を考慮し、適当な反応速
度を得る為に選択される。ゲル化の反応速度は数秒から
５秒程度で終了させる事が望ましい。

【００２８】使用する反応調整剤によりpHが中性より片
寄る場合は、酸性成分として硫酸アルミニウム等、アル
カリ成分として水酸化カルシウム等を用いる事により調
整することができる。

【００２９】この様に形成された高次団粒構造は団粒剤
と泥状基材で瞬時に形成された構造をそのまま保持して
いるため、保水性、保肥性、通気性、及び通水性に優れ
植物の生育に好適の構造もそのまま保持している。

【００３０】

【実施例】〔実施例１〕本発明による、施工試験例を以
下の方法で行った。 （１）処方 イ 泥状基材 客土（ジェットソイル） ２５００Ｌ 養生・養生剤（ジェットシード） １８０kg 安定剤（マグゾールＤ） ９０kg ケイ酸アルカリ金属塩 ２００kg （ＪＩＳ３号ケイ酸ナトリウム） 上記基材を清水に添加混合し、４０００Ｌとした。 ロ 団粒剤 団粒剤（ソイルフロック）６００ｇ、反応調整剤（三井
化学製 ＭＧロックＳ）５０ｋｇを４００Ｌの清水に溶
解した。 ハ 種子 草本、木本類の種子を泥状基材に吹き付け前に添加混合
した。

【００３１】（２）吹き付け （１）で調整した材料を傾斜角６０度で設置した長さ１
７０cm、巾８０cm、深さ７cmの箱（供試板）に厚さ３cm
と２cmと２度吹きで吹き付けた。種子は後半の厚さ２cm
吹き付け時に泥状基材に混合吹き付けた。対照として実
施例１の処方でケイ酸アルカリ金属塩、及び反応調整剤
を添加せず、実施例１と同様に基材を調整施工した。供
試泥状基材は団粒剤とノズル内で混合、吹き付けする事
により瞬時に供試板上高次団粒構造を有する植生基盤が
形成され、分離水は殆ど発生せず、急勾配の供試板を用
いたにも係わらず、即座に付着した。造成された植生基
盤を経時的に観察したところ、次第に硬度が増大してい
った。又、造成基盤層のpHは６．８であり植物の生育上
問題無い値であった。一方対照区を同様施工した場合、
分離水が多い為か、若干造成された基盤層が流動する傾
向を有していた。

【００３２】実施例の処方で下記各試験に応じた供試体
を作製し、以下の検討を行った。 １．耐降雨試験 実施例と同様の供試板に供試体を作成し、高さ５ｍより
直径３mmの雨滴を降雨量１００mm／Hrの条件で４５度に
設置した供試板上の植生基盤に落下させ、流出水中に含
まれる泥状成分量を測定した。

【００３３】

【表１】

【００３４】２．圧縮強度 実施例で作成した基盤層の一部を直径５cm、高さ９cmの
容器に充填し３週間乾燥後の圧縮強度を島津製作所オー
トグラフＡＧ−Ｅ型を用いて測定した。

【００３５】

【表２】

【００３６】３．耐凍上性試験 実施例処方、対照処方で１．５Ｌの基盤層を作成し、作
成直後目開き２mmの篩上に移し、２分間余剰水を分離し
た。１Ｌガラスビーカーに約１Ｌ作成基盤層を充填し
た。次いで−３℃・６時間、１０℃・６時間のサイクル
を繰り返す恒温機に入れ、状況を観察した。

【００３７】

【表３】

【００３８】

【表４】

【００３９】実施例サンプルは、表層に若干氷層が出来
たが２０サイクル後でも凍結膨張によるガラスビーカー
破損は生じなかった。一方対照では、経時的に次第に全
体の凍結が進み、５サイクルで５個中３個にひびが入
り、ビーカーの一部が割落するものが有った。

【００４０】４．冠水試験 実施例と同処方で縦６０cm、横３０cm、深さ５cmの容器
に基盤層厚さ５cmで吹き付け、５週間放置後、縦方向の
３０cmが冠水するようにして波浪試験を行った。

【００４１】

【表５】

【００４２】５．発芽生育試験 実施例１の処方で縦１７０cm、巾８０cm、深さ７cmの供
試体に５cm吹き付けた。傾斜４５度に設置し、縦横２０
cmの試験区を５箇所作成し、各試験区に以下の種子を混
合し、概ね表層２cmの基盤層に混合し発芽率及び成育状
況を観察した。尚１週間後より降雨時を除いて毎朝灌水
した。

【００４３】

【表６】 発芽率測定：ヤマハンノキ、コマツナギ ２８日後 ヤマハギ、メドハギ ２１日後 イタリアンライグラス、ウィービングラブグラス １４日後 尚、発芽後の生育状況は実施例１基盤、対照区に差は見
られなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用できる吹付ノズルの断面図
を示す。

【符号の説明】

１…吐出口 ２…攪拌筒 ３…団粒剤調節コック ４…攪拌羽 ５…空気導入口 ６…空気調節コック Ａ…泥状基材 Ｂ…団粒剤 Ｃ…ケイ酸化合物 Ｄ…反応調整剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘土を含む植生基盤材と水とを混合して
   なるスラリーである泥状基材と、高分子凝集剤である団
   粒剤とを、吹付ノズルまたは吹付ノズル付近において混
   合し、凝集反応させながら施工面に吹付けることによ
   る、高次団粒構造をもつ緑化基盤の造成法において、 前記泥状基材と前記団粒剤との混合の前に、前記泥状基
   材に無機ケイ酸化合物を添加混合すること、および、前
   記団粒剤に、前記無機ケイ酸化合物のゲル化反応を促進
   させるための反応調整剤を添加すること、を特徴とす
   る、緑化基盤の造成法。