JPH11336119A - 粘質土石改質機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】粘質な土石混合土壌の分離効率を高め、分離、
攪拌・混合、硬化の一連の工程の全体的な生産効率を高
める。 【構成】分離、混合、解砕の一連の工程で、粘質土石中
の石を分離し、その分離土に生石灰を混和して、硬質土
壌に改良する。その分離工程で用いられる分離用格子８
が改良される。分離用格子８は、縦振動を受ける。格子
の内面は、振動方向に交叉する面１８から形成され、例
えば、漏斗のような面を備える。面上での複雑な分力
は、粘質土と面との間の剥がしを促進しながら、複雑な
回転力を生じさせ、米櫃から米粒が目詰まりを起こさせ
ずに渦流を形成しつつ流下するように、円滑な流動が格
子内で起こり、分離による改良土壌の生産効率を高め
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土石混合粘質土壌
を改質する粘質土石改質機に関し、特に、土石を分離し
て粘質土に改質剤を混合すてその粘質土を改質する粘質
土石改質機に関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤改良のためにボーリングが行われ
る。そのボーリングにより掘削され地上に排出される掘
削残土は、その再利用が望まれている。ボーリングの際
に用いられる大量の水又は雨を含むため、その掘削残土
そのまま再利用して埋め立てのために用いると、地盤が
軟弱化する。このような粘質土は、これに地盤改良材が
混合され、硬質化される。地盤改良材である生石灰と水
分と空気の化学反応により、粘質土壌の硬化が可能であ
る。このような土質改良が、広く行われている。

【０００３】掘削残土には、原石が含まれている。この
ような原石のうち一定粒径以上の石は、その残土から取
り除かれ、分離された石も再利用される。土石を石と土
に分離するために、分離装置が用いられている。

【０００４】そのような分離装置により分離された粘質
土に土質改質剤を混合するために、混合機が用いられて
いる。このような分離、分離後の土壌と改質剤の混合・
攪拌、その混合攪拌による両者の硬化反応からなる工程
が、掘削現場で一連に行われている。硬化反応の促進
は、粘質土と改質剤の混合・攪拌だけでなく、空気との
反応に必要な空気の混入にも大きく依存する。高い分離
効率が望まれると同時に、硬化反応の促進が望まれてい
る。

【０００５】このような改質のための一連の工程は、従
来、独立して連続性を持たない分離装置、搬送装置、攪
拌・混合装置を作業現場に持ち込み、現場の状況を判断
して試行錯誤的に又は臨機応変にそれらの諸装置を配置
し、諸装置間の土石の移送をショベル機、移送コンベア
などでつないで作業を行っている。１台のまとまったシ
ステムとしてこのような一連の作業を行う粘質土石改質
機の開発が要請される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、こような技
術的背景に基づいてなされたものであり次のような目的
を達成することができる。

【０００７】本発明の目的は、１つのシステムとしてま
とまった粘質土石改質機を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、１つのシステムとし
てコンパクトにまとまった粘質土石改質機を提供するこ
とにある。

【０００９】本発明の更に他の目的は、分離、攪拌・混
合、硬化反応の一連の工程の全体的な生産効率を高め、
随意の場所でその工程作業を行うことができる粘質土石
改質機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による粘質土石改
質機は、土石を石と土に分離するための分離手段と、前
記石から前記土が分離された分離土に土質改良剤を混合
するための混合手段と、前記分離土を前記混合手段に移
送するための移送手段とからなり、前記移送手段は、回
転して前記分離土を推進させる推進体を備え、前記混合
手段は前記分離土を攪拌回転する攪拌体を備え、前記推
進体と前記攪拌体は概ね同一線上に配置される軸心線を
それぞれに有する回転軸に結合され、前記推進体は前記
回転軸の前記移送の移送方向に後方の後方部分に結合さ
れ、前記攪拌体は前記回転軸の前記移送の移送方向に前
方の前方部分に結合されている。

【００１１】分離部と混合部は、水平方向に異なる別の
場所に配置される。分離部と混合部の間には、移送手段
が必要である。移送手段と混合部が回転連結された回転
軸を有し、装置系がコンパクトに形成されている。回転
連結された回転軸は、単一の共有回転軸で形成すればよ
りよい。この場合、回転軸が分離される場合には、減速
機を介して両軸の回転速度を可変にすることが可能であ
る。分離部と混合部と移送部は、単一の自走式台車に搭
載されることが好ましい。

【００１２】自走式台車でボーリングなど各種土木工事
の施工現場で発生する土石をその場に導入した自走式台
車の分離装置で分離し、その粘質土を自走式台車内で移
送して混合装置で石灰などの改質剤と混合してその場で
再利用する。

【００１３】回転軸の前方部分が後方部分よりも高い位
置になるように回転軸が傾斜していることが好ましい。
推進体は第１推進体と第２推進体とから形成され、攪拌
体は第１攪拌体と第２攪拌体とから形成され、第１推進
体と第１攪拌体は第１共通軸心線を共有する第１回転軸
に結合され、第１推進体は第１回転軸の移送の移送方向
に後方の第１後方部分に結合され、第１攪拌体は第１回
転軸の前記移送の移送方向に前方の第１前方部分に結合
され、第２推進体と前記第２攪拌体は第２共通軸心線を
共有する第２回転軸に結合され、第２推進体は第２回転
軸の移送の移送方向に後方の第２後方部分に結合され、
第２攪拌体は第２回転軸の移送の移送方向に前方の第２
前方部分に結合され、第１回転軸と前記第２回転軸は概
ね平行であることにより、諸装置がコンパクトに１台の
自走式車体にまとめられる。

【００１４】第１推進体と第２推進体は第１回転軸の軸
心線方向に位相がずれ、第１攪拌体と第２攪拌体は第２
回転軸の軸心線方向に位相がずれていることが、攪拌効
率、混合効率の点で好ましい。推進体は弾力性を有する
螺旋状の線状体であり、線状体と回転軸との間には隙間
が設けられている。無理な推進による再塊状化を防止で
きる。攪拌体は分離土を前方に移送する移送力を与える
ための移送力発生面を有することが好ましい。

【００１５】分離手段は土石中の石成分を一方方向に送
る送り用ローラ群を備え、送り用ローラ群は鉛直方向に
空間を接続する隙間を形成している。ローラ群は、周面
形状が互いに異なる第１ローラ要素と第２ローラ要素と
を備え、第１ローラ要素はその周面が凹凸面に形成され
ていることが好ましい。粘土質土石の分離効率が高く、
同時に粘土の解体・破砕もよく行われる。第１ローラ要
素の全てと第２ローラ要素の全てが駆動されることが好
ましい。第１ローラ要素と第２ローラ要素は、前記一方
方向に交互に配置されていることが分離効率を高める点
で好ましい。

【００１６】分離手段は前記自走式台車の運転席よりも
前記移送方向に後方に配置され、移送手段は前記分離手
段の下方に配置され、混合手段は前記運転席よりも移送
方向に前方に配置されていることにより、諸装置をコン
パクトにまとめることができる。回転軸は自走式台車の
左右の無限輪の間に配置されていることがコンパクト化
のために更に好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】図に一致させて、本発明による実
施の形態が記述される。図１は、本発明による粘質土石
改質機の実施の形態を示している。この粘質土石改質機
は、１つのシステムとしてコンパクトにまとめられてい
る。コンパクトにまとめ随意の場所で作業を行うため
に、自走式台車１が用いられている。自走式台車１は、
左右両側に配置される自走輪２を備えている。自走輪２
は進行方向に長く延びる無限帯で形成されている。台車
本体３上に、運転席４、土石を分離するための分離装置
５、移送装置６、混合装置７、改質剤タンク８が搭載さ
れている。

【００１８】［分離装置５］分離装置５は、ホッパ１１
とローラ群９とから構成されている。ホッパ１１は、上
側ホッパ１１Ｕと下側ホッパ１１Ｄとから形成されてい
る。ローラ群９は、上側ホッパ１１Ｕと下側ホッパ１１
Ｄとの境界面領域に配置されている。ローラ群９は、ロ
ーラ要素に接する共通接平面を形成している。

【００１９】その接平面は、傾斜している。ローラ群に
よりその接平面上で移送される土石のうちの石成分は、
後方に移送される。ここで、後方とは台車本体３の中央
部から台車本体３の外側に向かう方向であり、移送装置
６の後述する移送方向に対して逆方向である。この定義
による前方・後方はは、自走式台車１の前進・後退方向
とは無関係である。その接平面は、その後方位置がその
前方位置よりも下方になるように傾斜している。上側ホ
ッパ１１Ｕは、ローラ群９の３周を囲む箱型形状に形成
されているが、上側、下側、前方側は開放されている。

【００２０】下側ホッパ１１Ｄは、下方が狭くなるよう
に形成されている四角錐状の箱であり、その上側と下側
は開放されている。ローラ群は、図２に示されているよ
うに、横列として並ぶ単位横列ローラ群から形成され、
単位横列ローラ群が縦方向に並んでいる。単位横列ロー
ラ群は、図３に示されように、横方向に延びる回転軸１
３と要素ローラ１４，１５とから形成されている。

【００２１】縦方向に並ぶ２種の要素ローラ１４、１５
は、交互に配置されている。単位横列ローラ群は、同種
のローラ要素のみを含む。２種の要素ローラ１４、１５
の配列・分布は、自由に形成することができる。各回転
軸の端部にはスプロケットが取りつけられており、全ス
プロケットは、単一のチェーンにより連結され、同期し
て同一方向に回転駆動される。

【００２２】図４に示すように、要素ローラ１５は、図
５（ａ）に示すように、周面が円筒面である薄板状のデ
ィスクである。要素ローラ１４は、その周面が凹凸波面
として形成されている。要素ローラ１４は、図５（ｂ）
に示すように、その周面が４箇所で凸面になるように４
つの突起１６が形成されている。４つの突起１６外接す
る円筒面の直径は、要素ローラ１５の円筒面の直径に等
しい。図６は、単位横列ローラ群の横方向に隣り合う要
素ローラ１４，１５が異種である配列構成を示してい
る。移送方向ａに始めの始端側列のローラと移送方向ａ
に終わりの終端側列のローラとは、それらの全てが要素
ローラ１５であることが好ましい。

【００２３】ローラ群９の上面側に粘質土石が投下され
る。この粘質土石は、コンベア、ショベル機のショベル
によりローラ群９の上方に運搬されてくる。ローラ群９
のローラ要素１４，１５の回転方向は、ローラ群９の傾
斜角度との関係で定められる。ローラ群９の傾斜角度が
水平面に対して零であれば、ローラ要素１４，１５の上
側頂点部は後方に運動する。その傾斜角度が大きくなれ
ば、ローラ要素１４，１５の上側頂点部が前方に運動し
たとしても、粘質土石のうち石成分は、ローラ要素１
４、１５の回転運動に抗して重力作用により後方に移送
されうる。ローラ群９は、格子目を形成している。

【００２４】その格子目を上側から下側に通過できない
大きさのものが、粘質土石のうちで特にこの明細書で石
成分といわれる。石成分は、ローラ群９上で転動しなが
ら重力作用も受けて、後方即ち車体外に向かう車体外方
向に流動して、ローラ群９の後端縁から地面上に落下し
て排出される。粘質土は、異なる２種のローラ要素の間
で切断・裁断される。

【００２５】この切断・裁断作用は、縦方向即ち前後方
向に隣り合うローラ要素１４、１５の対向する周面が逆
方向に運動することによる引きちぎり作用、ローラ要素
１４の突起１６の突刺作用の複合である。粘質土の塊
は、このような複合作用により薄く小さく裁断され、ロ
ーラ群９が形成する格子目から重力で下方に落下し、ま
た、下側ホッパ１１Ｄの内側斜面に案内され薄い層を形
成して下方に流動する。

【００２６】［移送装置６］移送装置６は、図１，７，
８に示されるように、案内誘導壁２１と送り用の螺旋線
状体２２，２３と駆動モータ２６から構成されている。
案内誘導壁２１は、図７に示すように、下側ホッパ１１
Ｄに連続して下側ホッパ１１Ｄの下方に形成されてい
る。螺旋線状体２２，２３は、第１螺旋線状体２２と第
２螺旋線状体２３との２体で形成され、互いに平行に並
んでいる。

【００２７】図９に示すように、１体の第１螺旋線状体
２２の端部のプーリと駆動モータ２６の出力軸のプーリ
との間に、伝導ベルトが渡されている。２体の螺旋線状
体２２，２３は、各端部が歯車で連結され、互いに逆方
向に回転する。２体の螺旋線状体２２，２３は、図７に
示されるように、それぞれの軸心線を共有する第１回転
軸２４と第２回転軸２５を備えている。第１回転軸２４
と第２回転軸２５は、共に、四角筒で形成されている。

【００２８】２体の螺旋線状体２２，２３は、それぞれ
の端部がそれぞれの第１，２回転軸２４，２５に固着さ
れている。螺旋線状体２２，２３は、螺旋状コイルであ
り、コイルスプリングと同じ形状を有している。第１螺
旋線状体２２と第１回転軸２４との間、第２螺旋線状体
２３と第２回転軸２５との間は、それぞれに隙間であ
る。螺旋線状体２２，２３は、鋼製であり軸心線方向に
弾性的に僅かであるが伸縮する。螺旋線状体２２，２３
は、その断面が円又は四角形である。

【００２９】第１，２回転軸は、後方から前方に向かっ
て上方に傾斜している。螺旋線状体２２，２３は、図７
に示すように、左右両側の自走輪２の間に配置されてい
る。２連の螺旋線状体２２，２３の後半部分は、分離装
置５の下方に配置されている。案内誘導壁２１は、図９
に示すように、左右両側壁２７と床２８から形成され、
上方側は開放されている。床２８は、後方から前方に向
かって上方に傾斜している。

【００３０】図９に示すように、螺旋線状体２２，２３
は、互いに逆巻きであり、且つ、位相が軸心線方向に半
ピッチ（＝π）ずれている。分離装置５から落下した粘
質土は、左右の螺旋線状体２２，２３の回転する下半部
分で前方への推進力を受けながら、捻れ作用を受けて攪
拌され、粘質土中に空気が十分に混入する。

【００３１】［混合装置７］移送装置６の左右両側壁２
７と床２８は、図９に示すように、真っ直ぐに延長され
そのまま混合装置７の左右両側壁２７’と床２８’とし
て形成されている。移送装置６の第１回転軸２４と第２
回転軸２５は、真っ直ぐに延長されそのまま混合装置７
の第１回転軸２４’と第２回転軸２５’として形成され
ている。

【００３２】第１回転軸２４’と第２回転軸２５’は、
それぞれに第１，２回転翼２９，３１をそれぞれに備え
ている。第１，２回転翼２９，３１は、互いに軸心線方
向に半ピッチずつそれらの位相がずれている。第１，２
回転翼２９，３１は、それぞれに、同一軸心線方向位置
で１８０度回転方向に位相がずれた２体で形成されてい
る。

【００３３】第１，２回転翼２９，３１は、それぞれ
に、軸心線方向にも位相が半ピッチずれている。第１，
２回転翼２９，３１は、粘質土を前方に推進するよう
に、軸心線に対して傾斜した推進面３２がその前面とし
て形成されている。第１回転軸２４’と第２回転軸２
５’は、その推進方向に向かって上方に傾斜している。
したがって、混合装置７は、移送装置６よりも上方位置
に配置され、図８に示されるように、左右両側の自走輪
２の間に配置されている。改質剤タンク８は、混合装置
７の上方位置に配置されている。床２８’の前端部は開
放され、排出口３３（図１）として形成されている。

【００３４】移送装置６により移送されてくる粘質土
は、左右前後の第１，２回転翼２９，３１により攪拌さ
れ、且つ、推進される。このような攪拌・推進中の粘質
土と上方から供給される改質剤が共に攪拌され混合され
る。混合後の改質土は、排出口３３から排出される。

【００３５】［諸装置の配置関係］諸装置は、コンパク
ト化のために、次に述べるように配置されている。移送
装置６は、分離装置の下方に配置されている。混合装置
７は、運転席４よりも分離装置５の送り方向ａに後方に
配置され、且つ、自走式台車１よりも送り方向ａに後方
に配置されている。即ち、混合装置７は、台車本体より
も突出している。回転軸を含む移送装置と混合装置７
は、自走式台車１の左右の無限輪２の間に配置されてい
る。混合装置７は、移送装置６よりもその移送方向に前
方に配置され、移送装置６よりも上方位置に配置されて
いる。このような配置関係は、自走式台車の構造をその
ままにして、諸装置をコンパクトにまとめることができ
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明による粘質土石改質機は、１つの
システムとして自走式台車にコンパクトにまとねられて
いる。分離、攪拌・混合、硬化反応の一連の工程の全体
的な生産が任意の現場で行われ、諸装置の移動・組立の
段取りが不要であり、改質土をその場で再利用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による粘質土石改質機の実施の
形態を示す正面図である。

【図２】図２は、図１の平面図である。

【図３】図３は、分離装置の平面図である。

【図４】図４は、ローラ群９の配置を示す正面図であ
る。

【図５】図５（ａ），（ｂ）は、２様のローラ要素を示
す正面図である。

【図６】図６は、単位横列ローラ群を示す平面図であ
る。

【図７】図７は、図１の左側面図である。

【図８】図８は、図１の右側面図である。

【図９】図９は、移送装置と混合装置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１…自走式台車 ２…自走輪 ３…台車本体 ４…運転席 ５…分離装置 ６…移送装置 ７…混合装置 ８…改質剤タンク ９…ローラ群 １１Ｕ…上側ホッパ １１Ｄ…下側ホッパ １４，１５…要素ローラ １６…突起 ２１…案内誘導壁 ２２…第１螺旋線状体 ２３…第２螺旋線状体 ２４，２４’…第１回転軸 ２５，２５’…第２回転軸 ２７，２７’…左右両側壁 ２８，２８’…床 ２９…第１回転翼 ３１…第２回転翼

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土石を石と土に分離するための分離手段
   と、 前記石から前記土が分離された分離土に土質改良剤を混
   合するための混合手段と、 前記分離土を前記混合手段に移送するための移送手段と
   からなり、 前記移送手段は、回転して前記分離土を推進させる推進
   体を備え、 前記混合手段は前記分離土を攪拌回転する攪拌体を備
   え、 前記推進体と前記攪拌体は概ね同一線上に配置される軸
   心線をそれぞれに有すし回転連結された回転軸に結合さ
   れ、 前記推進体は前記回転軸の前記移送の移送方向に後方の
   後方部分に結合され、 前記攪拌体は前記回転軸の前記移送の移送方向に前方の
   前方部分に結合されている粘質土石改質機。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記混合手段と前記移送手段と前記混合手段は、単一の
   自走式台車に搭載されていることを特徴とする粘質土石
   改質機。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記前方部分が前記後方部分よりも高い位置になるよう
   に、前記回転軸は傾斜していることを特徴とする粘質土
   石改質機。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記推進体は第１推進体と第２推進体とから形成され、 前記攪拌体は第１攪拌体と第２攪拌体とから形成され、 前記第１推進体と前記第１攪拌体は第１共通軸心線を共
   有する第１回転軸に結合され、 前記第１推進体は前記第１回転軸の前記移送の移送方向
   に後方の第１後方部分に結合され、 前記第１攪拌体は前記第１回転軸の前記移送の移送方向
   に前方の第１前方部分に結合され、 前記第２推進体と前記第２攪拌体は第２共通軸心線を共
   有する第２回転軸に結合され、 前記第２推進体は前記第２回転軸の前記移送の移送方向
   に後方の第２後方部分に結合され、 前記第２攪拌体は前記第２回転軸の前記移送の移送方向
   に前方の第２前方部分に結合され、 前記第１回転軸と前記第２回転軸は概ね平行であること
   を特徴とする粘質土石改質機。
5. 【請求項５】請求項４において、 前記第１推進体と前記第２推進体は前記第１回転軸の軸
   心線方向に位相がずれ、 前記第１攪拌体と前記第２攪拌体は前記第２回転軸の軸
   心線方向に位相がずれていることを特徴とする粘質土石
   改質機。
6. 【請求項６】請求項１において、 前記推進体は弾力性を有する螺旋状の線状体であり、 前記線状体と前記回転軸との間には隙間が設けられてい
   ることを特徴とする粘質土石改質機。
7. 【請求項７】請求項１において、 前記攪拌体は前記分離土を前方に移送する移送力を与え
   るための移送力発生面を有することを特徴とする粘質土
   石改質機。
8. 【請求項８】請求項１において、 前記分離手段は前記土石中の石成分を一方方向に送る送
   り用ローラ群を備え、 前記送り用ローラ群は鉛直方向に空間を接続する隙間を
   形成していることを特徴とする粘質土石改質機。
9. 【請求項９】請求項８において、 前記ローラ群は、周面形状が互いに異なる第１ローラ要
   素と第２ローラ要素とを備え、 前記第１ローラ要素はその周面が凹凸面に形成されてい
   ることを特徴とする粘質土石改質機。
10. 【請求項１０】請求項９において、 前記第１ローラ要素の全てと前記第２ローラ要素の全て
    は駆動されていることを特徴とする粘質土石改質機。
11. 【請求項１１】請求項１０において、 前記第１ローラ要素と前記第２ローラ要素は、前記一方
    方向に交互に配置されていることを特徴とする粘質土石
    改質機。
12. 【請求項１２】請求項１において、 前記分離手段は前記自走式台車の運転席よりも前記移送
    方向に後方に配置され、 前記移送手段は前記分離手段の下方に配置され、 前記混合手段は前記運転席よりも前記移送方向に前方に
    配置されていることを特徴とする粘質土石改質機。
13. 【請求項１３】請求項１２において、 前記回転軸は前記自走式台車の左右の無限輪の間に配置
    されていることを特徴とする粘質土石改質機。