JP2013185332A

JP2013185332A - 撹乱ピートの流動性管理装置及び該装置を使用した固化処理土の製造方法

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Publication number: JP2013185332A
Application number: JP2012049899A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Niiya; 博新舎; Ayumi Matsumoto; 歩松本; Takahiro Kumagai; 隆宏熊谷
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-07
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Abstract

【課題】繊維の絡み合いが切断された撹乱ピートの流動性を土木的脱水処理に適した所望の性状に管理する撹乱ピートの流動性管理装置、及び該装置を使用した固化処理土の製造方法を提供する。
【解決手段】固化処理土の製造方法は、堆積ピートＰ１から土木的脱水処理に適した所望の流動性を有する撹乱ピートＰ２を生成する撹乱ピート生成工程と、撹乱ピートＰ２を土木的に脱水する工程と、脱水ピートに固化材を添加する工程とを備えている。撹乱ピート生成工程で使用する流動性管理装置Ｍは、連続輸送装置（ベルトコンベアＢ３）により輸送されている撹乱ピートＰ２を一定の高さに成形する成形装置４と、成形された撹乱ピートＰ２の流動抵抗を電気的に測定する流動抵抗測定装置（三成分コーン５及びデータロガー６）と、測定された流動抵抗に基づいて解砕装置２の運転を制御する制御装置（パーソナルコンピュータ７）とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、解砕装置によって繊維の絡み合いが切断された撹乱ピートの流動性を土木的脱水処理に適した所望の性状に管理する撹乱ピートの流動性管理装置、及び該装置を使用した固化処理土の製造方法に関する。

例えば、北海道の河川敷周辺では、表層部に１〜３ｍ程度の厚さでピート（腐植土の一種であり泥炭とも呼ばれている。以下、自然堆積した堆積ピート及び堆積ピートを掘削した不撹乱のピートのことを単に「ピート」と呼ぶ）が堆積している。ピートの土質特性は、自然含水比ｗｎが６００〜１０００％程度、コーン指数ｑｃが５００〜１０００ｋＮ／ｍ²程度、強熱減量Ｉｇ（主に繊維分）が６０〜８０％程度であることが多い。このピートを軟弱な海成粘土と比べると、繊維が絡み合っているため、含水比が非常に高く（海成粘土はｗｎ＝１００〜１５０％程度）、強度も大きい（海成粘土はｑｃ＝１〜５０ｋＮ／ｍ²程度）。

自然堆積したピートは、高有機質で含水比が高いことから、掘削された状態のままでは盛土材として利用できない。このため、ピートを掘削して盛土材として利用する際には通常固化処理を行う。非特許文献１には、固化材を混合するなどの条件付きでピートを道路盛土材として利用できると記載されている。また、非特許文献２には、ピートに固化材を混合した固化処理土を一定期間放置した後、この固化処理土をバックホウで破砕して固化破砕土を生成し、この固化破砕土をブルドーザで転圧する盛土試験について記載されている。

自然堆積したピートは、含水比が非常に高いため、盛土としての必要強度ｑｕ（一軸圧縮強さ）を得るためには固化材を多量に混合する必要がある。例えば、ピートの含水比ｗが６００％の場合に、ｑｕ＝２００ｋＮ／ｍ²を得るには、ピート１ｍ³当たりに固化材を３５０ｋｇ混合する必要があるという報告がある。一方、ピートを脱水して含水比ｗを４００％に低下させると、脱水されたピート１ｍ³当たりに固化材を２００ｋｇ混合すればｑｕ＝２００ｋＮ／ｍ²を得ることが可能であるという報告がある。このように、ピートを固化処理する前に脱水して含水比を低下させることは、固化材添加率の低減に寄与し、かつ含水比の低下分だけ固化処理土の体積が減少するため建設発生土を低減することができるという利点もある。したがって、固化処理前にピートの含水比を低下させることが望ましい。

非特許文献２には、固化処理土の固化材添加率を低減することを目的として、サンドマット上に１ｍ厚でピートを盛土して、約１年間放置（曝気）してピートを脱水した試験結果について記載されている。この試験結果によると、サンドマット上への盛土直後にピートの含水比ｗが５７０％であったのが、約１年間放置後にはピートの含水比ｗが２３０〜２７０％まで低下している。

独立行政法人土木研究所編著、「建設発生土利用技術マニュアル（第３版）」、財団法人土木技術センター発行、２００４年９月第５５回（平成２３年度）北海道開発技術研究発表会論文：環９（治）「固化処理した泥炭の盛土試験について（第２報）−河川工事で発生する泥炭の有効利用−」

非特許文献２に記載されているピートの土木的脱水処理方法においては、サンドマットを排水層としてのピートの自重による圧密と天日乾燥とによりピートが脱水される。この土木的脱水処理方法においてピートの含水比を短期間で低下させるためには、サンドマット上のピートの盛土厚を可能な限り薄くする必要がある。したがって、大規模施工を想定すると、ピートを脱水するための広い敷地が必要となるという問題がある。一方、広い敷地が確保できない場合には、ピートの盛土厚を厚くせざるを得ないが、この場合、ピートの排水距離が長くなることによってピートの脱水に長期間を要するという問題が生じる。また、ピートの盛土厚が厚いことにより天日乾燥による脱水効果が十分に得られないという問題も生じる。

自然堆積したピートは、繊維の絡み合いなどによって疑似過圧密の性質を示すと言われている。このため、上述した土木的脱水処理方法のようなピートの自重による圧密では、ピートの盛土厚が薄い場合には、圧密応力が小さいことにより十分な脱水効果が得られないという問題が生じる。この問題を改善するためには、解砕装置によってピートを撹乱（解砕）することにより繊維の絡み合いを切断して、ピートの疑似過圧密の性質を正規圧密の性質に近づけるとよい。繊維の絡み合いが切断された撹乱ピートは、不撹乱のピートに比べて小さい圧密応力によって、より大きな体積減少を生じるため、土木的脱水処理により良好な脱水効果を得ることができる。

解砕装置によるピートの撹乱の程度は、撹乱時間により異なり、ピートの流動性の変化として表れる。撹乱ピートの流動性を土木的脱水処理に適した所望の性状に保つためには、撹乱ピートの流動性の変化に合わせてピートの撹乱時間を管理する必要がある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、解砕装置によって繊維の絡み合いが切断された撹乱ピートの流動性を土木的脱水処理に適した所望の性状に管理する撹乱ピートの流動性管理装置、及び該装置を使用した固化処理土の製造方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る撹乱ピートの流動性管理装置の構成上の特徴は、解砕装置によって繊維の絡み合いが切断され連続輸送装置により輸送されている撹乱ピートの流動性を土木的脱水処理に適した所望の性状に管理する撹乱ピートの流動性管理装置であって、前記連続輸送装置により輸送されている前記撹乱ピートの流れに対して固定的に設けられ該撹乱ピートを一定の高さに成形する成形装置と、前記成形装置により成形された前記撹乱ピートの流れに対して固定的に設けられ該撹乱ピートの流動抵抗を電気的に測定する流動抵抗測定装置と、前記流動抵抗測定装置により測定された前記撹乱ピートの前記流動抵抗に基づいて前記解砕装置の運転を制御する制御装置と、を備えることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の撹乱ピートの流動性管理装置において、前記制御装置は、前記解砕装置の運転を自動的に制御することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載の撹乱ピートの流動性管理装置において、前記成形装置は、前記連続輸送装置の輸送幅方向の両側に配置され前記撹乱ピートの層厚が増大するように該撹乱ピートを集積する一対の集積板と、両該集積板の間に集積された該撹乱ピートを一定の高さに均す均し板と、を備えることである。

上記の課題を解決するため、請求項４に係る固化処理土の製造方法の構成上の特徴は、請求項１〜３のうちのいずれか一つに記載の撹乱ピートの流動性管理装置を使用して自然堆積した堆積ピートから土木的脱水処理に適した所望の流動性を有する撹乱ピートを生成する撹乱ピート生成工程と、前記撹乱ピートを土木的に脱水して脱水ピートを生成する土木的脱水工程と、前記脱水ピートに固化材を添加して固化処理土を生成する固化材添加工程と、を備えることである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４に記載の固化処理土の製造方法において、前記土木的脱水工程において、前記撹乱ピート中に埋設された複数本のドレーン材に負圧を作用させて該撹乱ピートを脱水することである。

請求項１に係る撹乱ピートの流動性管理装置によれば、解砕装置によって繊維の絡み合いが切断され連続輸送装置により輸送されている撹乱ピートを一定の高さに成形した後、流動抵抗測定装置により撹乱ピートの流動抵抗を電気的に測定する。そして、流動抵抗測定装置による測定結果に基づいて解砕装置の運転を制御する。したがって、本発明によれば、撹乱ピートの流動性を土木的脱水処理に適した所望の性状に連続して管理できる。このため、撹乱ピートの流動性が変化する場合であっても、大量の撹乱ピートを土木的脱水処理に適した品質を保ちつつ効率良く生成することができる。

なお、土木的脱水処理に適した所望の性状とは、繊維の絡み合いが切断されることによって、ピートの圧密特性が疑似過圧密の性質から正規圧密の性質に近づけられた状態をいう。圧密特性が正規圧密の性質に近づけられた撹乱ピートは、不撹乱のピートに比べて小さい圧密応力によって、より大きな体積減少を生じるため、不撹乱のピートに比べて土木的脱水処理に適している。

請求項２に係る撹乱ピートの流動性管理装置によれば、制御装置によって、解砕装置の運転が自動的に制御される。したがって、大規模施工においても、大量の撹乱ピートを土木的脱水処理に適した品質を保ちつつ効率良く生成することができる。

請求項３に係る撹乱ピートの流動性管理装置によれば、連続輸送装置により輸送されている撹乱ピートを、撹乱ピートの層厚が増大するように一対の集積板の間に集積している。このように、撹乱ピートの層厚を増大させることによって、流動抵抗測定装置を撹乱ピートの流れの中に埋設しやすくなる。

請求項４に係る固化処理土の製造方法によれば、請求項１〜３のうちのいずれか一つに記載の撹乱ピートの流動性管理装置を使用して土木的脱水処理に適した所望の流動性を有する撹乱ピートを生成する。そして、この撹乱ピートを土木的に脱水した脱水ピートに固化材を添加して固化処理土を生成する。本発明によれば、撹乱ピートが土木的脱水処理に適した性状となっているため、不撹乱のピートに比べて、同一の土木的脱水処理において、ピートの含水比をより低下させることができる。よって、本発明によれば、より小さい固化材添加率で固化処理土を生成することができ、かつ建設発生土をより低減することができる。

請求項５に係る固化処理土の製造方法によれば、撹乱ピート中に埋設された複数本のドレーン材に負圧を作用させて撹乱ピートを脱水する。よって、本発明によれば、撹乱ピートに自重による圧密応力よりも大きな圧密応力を作用させることができるため、撹乱ピートを短期間で効率良く脱水することができる。

一実施形態における固化処理土の製造方法及び固化処理土を破砕した固化破砕土による盛土の施工方法のフローチャートである。堆積ピート及び撹乱ピートの圧密特性を比較したグラフである。一実施形態における固化処理土の製造方法の撹乱ピート生成工程を模式的に説明する側面図である。図３における流動性管理装置を拡大して説明する斜視図である。一実施形態における固化処理土の製造方法の撹乱ピート生成工程のフローチャートである。撹乱ピートのフロー値とコーン流動抵抗との関係を説明するグラフである。一実施形態における固化処理土の製造方法の撹乱ピート生成工程によって生成された撹乱ピートのコーン流動抵抗の測定結果を示すグラフである。一実施形態における固化処理土の製造方法の土木的脱水工程を模式的に説明する側面図である。一実施形態における固化処理土の製造方法の固化材添加工程を模式的に説明する説明図である。一実施形態における固化処理土の製造方法により製造された固化処理土を破砕した固化破砕土によって盛土を行う方法を模式的に説明する側面図である。

図１〜１０に基づき、本発明の一実施形態について説明する。図１に本実施形態における固化処理土Ｐ４の製造方法及び固化処理土Ｐ４を破砕した固化破砕土Ｐ５による盛土の施工方法のフローチャートを示す。図１に示すように、まず自然堆積している堆積ピートＰ１を掘削して運搬する（ステップＳ１）。次に不撹乱のピートＰ１を解砕して繊維の絡み合いを切断する（ステップＳ２）。次に解砕後の撹乱ピートＰ２を土木的に脱水する（ステップＳ３）。次に脱水後の脱水ピートＰ３に固化材を添加する（ステップＳ４）。次に固化材が添加された固化処理土Ｐ４を一定期間放置する（ステップＳ５）。次に放置により強度を発現した固化処理土Ｐ４を破砕する（ステップＳ６）。最後に運搬可能な寸法に破砕された固化破砕土Ｐ５を運搬して転圧しながら盛土する（ステップＳ７）。なお、ステップＳ１及び２は本発明の撹乱ピート生成工程に相当し、ステップＳ３は本発明の土木的脱水工程に相当し、ステップＳ４及び５は本発明の固化材添加工程に相当している。

図２に堆積ピートＰ１及び撹乱ピートＰ２の圧密特性を比較したグラフを示す。図２は、土の圧密試験（JIS A 1217）で得られた圧密応力ｐと間隙比ｅとの関係を、間隙比ｅを縦軸に圧密応力ｐを横軸に対数目盛としてとって図化したグラフの一例である。グラフ中に描かれた曲線はｅ−ｌｏｇｐ曲線と呼ばれており、ｅ−ｌｏｇｐ曲線の傾きは、土の圧縮性を表している。例えば、正規圧密の粘性土では、ｅ−ｌｏｇｐ曲線が直線状となり、圧密応力ｐが対数的に増加したときに間隙比ｅが直線的に減少する。一方、現在の圧密応力以上の大きさの圧密応力を過去に受けたことのある過圧密の粘性土では、ｅ−ｌｏｇｐ曲線が右上に凸となり、圧密応力ｐが対数的に増加したときに、ある圧密応力ｐ（圧密降伏応力ｐｃ）までは間隙比ｅの減少が小さく、圧密応力ｐが圧密降伏応力ｐｃよりも大きくなると間隙比ｅの減少が急激に大きくなる。

図２に示すように、堆積ピートＰ１は、過去に現在よりも大きな圧密応力ｐを受けていないにも係わらず過圧密の粘性土のようにｅ−ｌｏｇｐ曲線が右上に凸となった擬似過圧密の性質を有している。この擬似過圧密の性質は、繊維の絡み合いにより骨格が形成されていることに起因している。擬似過圧密の性質を有する堆積ピートＰ１は、小さい圧密応力ｐでの圧縮性が小さいため、土木的脱水処理により含水比ｗを低下させることが困難である。一方、図２に示すように、撹乱ピートＰ２は、ｅ−ｌｏｇｐ曲線が直線状に近い正規圧密に近い性質を有している。よって、撹乱ピートＰ２は、不撹乱の堆積ピートＰ１に比べて小さい圧密応力ｐによって、より大きな体積減少を生じるため、堆積ピートＰ１に比べて土木的脱水処理に適している。

図３〜７に基づき、堆積ピートＰ１から土木的脱水処理に適した所望の流動性を有する撹乱ピートＰ２を生成する撹乱ピート生成工程について説明する。図３は、本実施形態における固化処理土Ｐ４の製造方法の撹乱ピート生成工程を模式的に説明する側面図を示している。図４は、図３における流動性管理装置Ｍを拡大して説明する斜視図を示している。図５は、撹乱ピート生成工程のフローチャートを示している。

図３に示すように、撹乱ピート生成工程には、土砂ホッパ１、解砕装置２、撹拌機３、流動性管理装置Ｍ、及びベルトコンベアＢ１、Ｂ２、Ｂ３（連続輸送装置）が用いられる。流動性管理装置Ｍは、成形装置４、三成分コーン５（流動抵抗測定装置）、データロガー６（流動抵抗測定装置）、及びパーソナルコンピュータ７（制御装置）により構成されている。

土砂ホッパ１には、土砂ホッパ１内に投入されたピートＰ１を一定の量で切り出す定量供給機１ａが備わっている。定量供給機１ａにより切り出されたピートＰ１は、土砂ホッパ１の下部に配置されているベルトコンベアＢ１によって解砕装置２へ輸送される（図５のステップＫ１参照）。解砕装置２は二軸回転型解砕機であり、２本のカッタ２ａを備えている。解砕装置２へ輸送されてきたピートＰ１は、２本のカッタ２ａにより解砕されつつ上方から下方へと落下して、繊維の絡み合いが切断された撹乱ピートＰ２となる。撹乱ピートＰ２は、解砕装置２の下部に配置されているベルトコンベアＢ２によって下流側へ輸送される（図５のステップＫ２参照）。ベルトコンベアＢ２の最下流には撹拌機３が配置されている。ベルトコンベアＢ２により輸送されてきた撹乱ピートＰ２は、撹拌機３によりほぐされながらベルトコンベアＢ３上に排出される（図５のステップＫ３参照）。

図４に示すように、ベルトコンベアＢ３には、成形装置４及び三成分コーン５が配置されている。成形装置４及び三成分コーン５は、いずれもベルトコンベアＢ３の枠３ａにアングル等の鋼材を用いて固定されている。成形装置４は、ベルトコンベアＢ３のベルト幅ｂ方向（輸送幅方向）の両側に配置された一対の集積板４１と、両集積板４１の後述する各平行部４１ｂの各上端に架け渡される均し板４２とを備えている。

集積板４１は、一定幅の鋼板をく字状に曲げ加工した部材であり、集積部４１ａと平行部４１ｂとを有している。図４に示すように、両集積板４１は、各平行部４１ｂの面方向をベルトコンベアＢ３の輸送方向と平行に向けて、各平行部４１ｂが一定の間隔を隔てて互いに対向するように配置されている。各集積部４１ａは、各平行部４１ｂからベルトコンベアＢ３の上流側かつベルト幅ｂ方向の外方に向かって延びている。したがって、ベルトコンベアＢ３上を輸送されてきた撹乱ピートＰ２は、両集積部４１ａによって撹乱ピートＰ２の層厚が増大するように集積された後、両平行部４２ｂ間を流れて、均し板４２によって一定の高さに成形される（図５のステップＫ４参照）。均し板４２によって削ぎ落とされた撹乱ピートＰ２は、図４に示すように、各平行部４１ｂの上端を乗り越えてベルト幅ｂ方向の外方のベルトコンベアＢ３上に落下した後、下流側へ輸送される。

三成分コーン５は、筒状の本体の先端に先端角６０度の円錐形のコーンが取り付けられた地盤の原位置試験装置である（JGS 1435-2003）。コーンを地盤に静的に貫入することにより、本体に内蔵されているセンサーによって、コーンの先端抵抗、間隙水圧、周面摩擦を同時に測定することが可能となっている。原位置試験においては、三成分コーン５の標準の貫入速度を２０±５ｍｍ／ｓとしている。

図４に示すように、三成分コーン５は、コーンの先端がベルトコンベアＢ３の輸送方向の上流側に向くように配置されている。そして、成形装置４によって一定の高さに成形されて輸送されている撹乱ピートＰ２内に三成分コーン５のコーンを貫入させている。したがって、ベルトコンベアＢ３により輸送されている撹乱ピートＰ２の流動抵抗を三成分コーン５の先端抵抗として電気的に測定することが可能となっている。三成分コーン５により測定されたコーンの先端抵抗は、データロガー６を経由してパーソナルコンピュータ７に送られる。

ベルトコンベアＢ３による撹乱ピートＰ２の輸送速度は、通常、１０〜２０ｍ／ｍｉｎ程度であり、原位置試験における三成分コーン５の標準の貫入速度２０±５ｍｍ／ｓよりも速い。このため、三成分コーン５により測定されたコーンの先端抵抗は、三成分コーン５を撹乱ピートＰ２中に標準の貫入速度２０±５ｍｍ／ｓで静的に貫入する場合のコーンの先端抵抗よりも大きくなる。本実施形態においては、撹乱ピートＰ２への三成分コーン５の貫入速度とコーンの先端抵抗との関係を事前に検定しておく。そして、この検定結果に基づいて、撹乱ピートＰ２の輸送速度に応じて、三成分コーン５のコーンの先端抵抗の測定値を、三成分コーン５を撹乱ピートＰ２中に静的に貫入した場合のコーンの先端抵抗の値にパーソナルコンピュータ７を用いて変換処理する。本実施形態では、この変換処理された後のコーンの先端抵抗の値をコーン流動抵抗ｔと呼ぶ（図５のステップＫ５参照）。

スラリー状の材料の流動性の測定には、通常、フロー試験（JHS A 313）を実施することが多い。このフロー試験は、直径８０ｍｍ×高さ８０ｍｍの円筒容器内に試料を入れ、容器をゆっくり持ち上げて試料の広がりを求めるものである。フロー試験で求めた試料の広がりはフロー値ｆと呼ばれており、フロー値ｆは、試料が自立するほど硬い場合が８０ｍｍ、セルフレベリングするほど流動性が高い場合が１８０ｍｍ程度と言われている。撹乱ピートＰ２の場合は、フロー値ｆが１２０ｍｍ以上になると、土木的脱水処理に適した流動性に撹乱できていると判断できる（撹乱ピートＰ２が硬い場合には、加水することもある）。

図６は、このフロー試験により測定した撹乱ピートＰ２のフロー値ｆと、三成分コーン５を撹乱ピートＰ２中に静的に貫入した場合のコーン流動抵抗ｔとの関係を示している。図６に示すように、フロー値ｆとコーン流動抵抗ｔとの間には直線関係がある。この直線関係を用いると、フロー値ｆが１２０ｍｍ以上であるときに、コーン流動抵抗ｔは０．０５ｋＮ／ｍ²となっている。したがって、本実施形態においては、コーン流動抵抗ｔ＝０．０５ｋＮ／ｍ²を合格基準として、コーン流動抵抗ｔ≦０．０５ｋＮ／ｍ²であるときに、撹乱ピートＰ２が土木的脱水処理に適した流動性に撹乱できていると判断する（図５のステップＫ６参照）。

一方、撹乱ピートＰ２のコーン流動抵抗ｔが０．０５ｋＮ／ｍ²を超える場合には、撹乱ピートＰ２の撹乱不足と判断できる。この場合、パーソナルコンピュータ７は、解砕装置２の制御部にカッタ２ａの回転速度を調整する（速くする）命令を送る（図５のステップＫ７参照）。図７に、上述した撹乱ピート生成工程によって生成された撹乱ピートＰ２のコーン流動抵抗ｔの測定結果を示す。流動性管理装置Ｍによって、撹乱ピートＰ２が土木的脱水処理に適した流動性に常時自動的に管理されているため、図７に示すように、撹乱ピート生成工程の経過時間Ｔの１時間毎に平均化したコーン流動抵抗ｔは、合格基準０．０５ｋＮ／ｍ²以下に保たれている。

図８に基づき、撹乱ピートＰ２を土木的に脱水して脱水ピートＰ３を生成する土木的脱水工程について説明する。図８は、土木的脱水工程を模式的に説明する側面図を示している。本実施形態においては、撹乱ピートＰ２中に水平方向に埋設された複数本のプラスチックボードドレーン９（ドレーン材）に負圧を作用させて撹乱ピートＰ２を脱水する。図８に示すように、撹乱ピートＰ２は、築堤等により造成されたポンド８内に投入される。そして、撹乱ピートＰ２中に複数本の水平方向に長いプラスチックボードドレーン９を鉛直方向に多段に埋設する。プラスチックボードドレーン９は、その一端に接続ホース付きのキャップが取り付けられており、このキャップを介して排水ホース１０に接続されている。排水ホース１０は、真空ポンプ１１に接続されている。真空ポンプ１１の稼動によりプラスチックボードドレーン９に負圧を作用させて撹乱ピートＰ２を脱水する。

なお、プラスチックボードドレーン９には、幅１５０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ×長さ１００ｍのものを用いることができる。また、プラスチックボードドレーン９の埋設間隔は、鉛直方向に２ｍ間隔、水平方向に２ｍ間隔とすることができる。図８に示すように、プラスチックボードドレーン９を鉛直方向に３段埋設する場合には、ポンド８の深さを６ｍ程度とすることができる。プラスチックボードドレーン９の形状寸法や埋設間隔は、撹乱ピートＰ２の圧密特性、目標含水比及び負圧作用期間等を考慮した上で設計により適宜設定することができる。

図９に基づき、脱水ピートＰ３に固化材を添加して固化処理土Ｐ４を生成する固化材添加工程について説明する。図９は、固化材添加工程を模式的に説明する説明図を示している。本実施形態においては、脱水ピートＰ３にセメント（固化材）及び砂よりなる添加材料Ａを添加混合する。図９に示すように、脱水ピートＰ３と添加材料Ａとの混合には、回転式破砕混合装置１２を使用する。回転式破砕混合装置１２は、上方及び下方に開口を有する円筒容器１２ａと、円筒容器１２ａの中心軸位置に配置された回転軸１２ｂと、回転軸１２ｂに取り付けられた複数本のチェーン１２ｃとを備えている。チェーン１２ｃは、回転軸１２ｂの上段、中段及び下段にそれぞれ４本ずつ合計で１２本取り付けられている。

円筒容器１２ａ内で回転軸１２ｂが回転すると、チェーン１２ｃは水平方向に広がる。この状態で、円筒容器１２ａの上方の開口から脱水ピートＰ３及び添加材料Ａが投入されると、脱水ピートＰ３及び添加材料Ａが円筒容器１２ａ内を落下する過程で、チェーン１２ｃにより細かく破砕されつつ、脱水ピートＰ３と添加材料Ａとが混合される。そして、円筒容器１２ａの下方の開口から脱水ピートＰ３と添加材料Ａとが均一に混合された固化処理土Ｐ４が排出される。

図１０に基づき、固化処理土Ｐ４を破砕した固化破砕土Ｐ５による盛土の施工方法について説明する。固化材添加工程において生成された固化処理土Ｐ４は仮置き場所で一定期間放置（養生）される。そして、図１０に示すように、放置により強度を発現した固化処理土Ｐ４をバックホウ１３で掘削して破砕する。通常、固化処理土Ｐ４は一週間程度の放置により、バックホウ１３で破砕可能な程度まで強度発現する。バックホウ１３によって運搬可能な寸法に破砕された固化破砕土Ｐ５をダンプトラック１４に積んで、盛土施工場所まで運搬する。そして、ブルドーザ１５で転圧しながら盛土する。

本実施形態の撹乱ピートＰ２の流動性管理装置Ｍによれば、解砕装置２によって繊維の絡み合いが切断されベルトコンベアＢ３により輸送されている撹乱ピートＰ２を一定の高さに成形した後、流動抵抗測定装置（三成分コーン５及びデータロガー６）により撹乱ピートＰ２の流動抵抗を電気的に測定する。そして、制御装置（パーソナルコンピュータ７）により測定された流動抵抗に基づいて解砕装置２の運転を制御する。したがって、本実施形態によれば、撹乱ピートＰ２の流動性を土木的脱水処理に適した所望の性状に連続して管理できる。このため、撹乱ピートＰ２の流動性が変化する場合であっても、大量の撹乱ピートＰ２を土木的脱水処理に適した品質を保ちつつ効率良く生成することができる。

また、本実施形態の撹乱ピートＰ２の流動性管理装置Ｍによれば、制御装置（パーソナルコンピュータ７）から解砕装置２に送られる制御命令により、解砕装置２の運転が自動的に制御される。したがって、大規模施工においても、大量の撹乱ピートＰ２を土木的脱水処理に適した品質を保ちつつ効率良く生成することができる。

また、本実施形態の撹乱ピートＰ２の流動性管理装置Ｍによれば、ベルトコンベアＢ３により輸送されている撹乱ピートＰ２を、撹乱ピートＰ２の層厚が増大するように一対の集積板４１の間に集積している。このように、撹乱ピートＰ２の層厚を増大させることによって、流動抵抗測定装置である三成分コーン５を撹乱ピートＰ２の流れの中に埋設しやすくなる。

また、本実施形態の固化処理土Ｐ４の製造方法によれば、撹乱ピートＰ２の流動性管理装置Ｍを使用して土木的脱水処理に適した所望の流動性を有する撹乱ピートＰ２を生成する。そして、この撹乱ピートＰ２を土木的に脱水した脱水ピートＰ３に固化材を含んだ添加材料Ａを添加して固化処理土Ｐ４を生成する。本実施形態によれば、撹乱ピートＰ２が土木的脱水処理に適した性状となっているため、不撹乱のピートＰ１に比べて、同一の土木的脱水処理において、ピートの含水比をより低下させることができる。よって、本実施形態によれば、より小さい固化材添加率で固化処理土Ｐ４を生成することができ、かつ建設発生土をより低減することができる。

また、本実施形態の固化処理土Ｐ４の製造方法によれば、撹乱ピートＰ２中に埋設された複数本のプラスチックボードドレーン９に負圧を作用させて撹乱ピートＰ２を脱水する。よって、本実施形態によれば、撹乱ピートＰ２に自重による圧密応力よりも大きな圧密応力を作用させることができるため、撹乱ピートＰ２を短期間で効率良く脱水することができる。

本発明の撹乱ピートの流動性管理装置及び該装置を使用した固化処理土の製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができることは言うまでもない。

例えば、本実施形態の撹乱ピート生成工程で使用されている設備は一例であって、同等の機能を有する他の設備に代替することが可能である。例えば、解砕装置２としてカッタ２ａを有する二軸回転型解砕機を使用しているが、解砕装置としてシュレッダやスケルトンバケット付バックホウを使用することが可能である。また、流動性管理装置Ｍが配置される連続輸送装置としてベルトコンベアＢ３を使用しているが、連続輸送装置としてスクリューコンベアを使用してスクリューコンベアの吐出口に流動性管理装置Ｍを配置することも可能である。

また、本実施形態の撹乱ピート生成工程で使用されている流動性管理装置Ｍについても一例であって、同等の機能を有する他の装置に代替することが可能である。例えば、撹乱ピートＰ２の流動抵抗の測定に三成分コーン５を使用しているが、撹乱ピートＰ２の流動抵抗を電気的に測定できる他の測定装置を使用することが可能である。他の測定装置としては、三成分コーン以外のコーンのように受圧センサーによって流動抵抗を測定できる測定装置を使用することができる。また、他の測定装置として、流体中において振動片を磁力により振動させて振動片がうける粘性抵抗を測定する振動式粘度計を使用することもできる。

また、本実施形態の撹乱ピート生成工程においては、撹乱ピートＰ２の流動性の変化に合わせて、パーソナルコンピュータ７から解砕装置２に送られる制御命令により、解砕装置２のカッタ２ａの回転速度を自動的に調整しているが、カッタ２ａの回転速度を手動により調整することもできる。

また、本実施形態の土木的脱水工程においては、撹乱ピートＰ２中に水平方向に埋設された複数本のプラスチックボードドレーン９に負圧を作用させて撹乱ピートＰ２を脱水しているが、撹乱ピートＰ２の脱水方法はこれに限定されず、他の土木的脱水方法を採用することができる。例えば、撹乱ピートＰ２を脱水するための広い敷地を確保できる場合には、自重もしくは載荷重による圧密と天日乾燥とにより撹乱ピートＰ２を脱水することもできる。

また、本実施形態の固化材添加工程においては、脱水ピートＰ３と固化材を含んだ添加材料Ａとの混合に回転式破砕混合装置１２を使用しているが、混合装置はこれに限定されず、他の混合装置を使用することができる。例えば、バケット式スタビライザによる混合、又は自走式土質改良機による混合を行うことができる。

２ … 解砕装置４ … 成形装置
４１ … 集積板４２ … 均し板
５ … 三成分コーン（流動抵抗測定装置）
６ … データロガー（流動抵抗測定装置）
７ … パーソナルコンピュータ（制御装置）
９ … プラスチックボードドレーン（ドレーン材）
Ａ … 添加材料（固化材）Ｂ３ … ベルトコンベア（連続輸送装置）
ｂ … ベルト幅（輸送幅）Ｍ … 流動性管理装置
Ｐ１ … 堆積ピート（ピート）Ｐ２ … 撹乱ピート
Ｐ３ … 脱水ピートＰ４ … 固化処理土
ｔ … コーン流動抵抗（流動抵抗）

Claims

解砕装置によって繊維の絡み合いが切断され連続輸送装置により輸送されている撹乱ピートの流動性を土木的脱水処理に適した所望の性状に管理する撹乱ピートの流動性管理装置であって、
前記連続輸送装置により輸送されている前記撹乱ピートの流れに対して固定的に設けられ該撹乱ピートを一定の高さに成形する成形装置と、
前記成形装置により成形された前記撹乱ピートの流れに対して固定的に設けられ該撹乱ピートの流動抵抗を電気的に測定する流動抵抗測定装置と、
前記流動抵抗測定装置により測定された前記撹乱ピートの前記流動抵抗に基づいて前記解砕装置の運転を制御する制御装置と、
を備える撹乱ピートの流動性管理装置。
前記制御装置は、前記解砕装置の運転を自動的に制御する請求項１に記載の撹乱ピートの流動性管理装置。
前記成形装置は、前記連続輸送装置の輸送幅方向の両側に配置され前記撹乱ピートの層厚が増大するように該撹乱ピートを集積する一対の集積板と、両該集積板の間に集積された該撹乱ピートを一定の高さに均す均し板と、を備える請求項１又は２に記載の撹乱ピートの流動性管理装置。
請求項１〜３のうちのいずれか一つに記載の撹乱ピートの流動性管理装置を使用して自然堆積した堆積ピートから土木的脱水処理に適した所望の流動性を有する撹乱ピートを生成する撹乱ピート生成工程と、
前記撹乱ピートを土木的に脱水して脱水ピートを生成する土木的脱水工程と、
前記脱水ピートに固化材を添加して固化処理土を生成する固化材添加工程と、
を備える固化処理土の製造方法。
前記土木的脱水工程において、前記撹乱ピート中に埋設された複数本のドレーン材に負圧を作用させて該撹乱ピートを脱水する請求項４に記載の固化処理土の製造方法。