JP5625331B2

JP5625331B2 - 土質改良装置

Info

Publication number: JP5625331B2
Application number: JP2009264439A
Authority: JP
Inventors: 国雄浅見
Original assignee: 株式会社浅見製作所
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: JP2011106213A

Description

本発明は、工事現場で発生する土壌の土質改良に用いる土質改良装置に関する。

従来、建物、道路、飛行場等の基礎等の新規建設又は既存の地面の老朽化を改善する際に地面の下地を改修することが行われ、地面の改質工事現場では、赤土等のように含水率が高い土壌を扱わなければならないことが多い。また、舗装部分の表面層下部には、路盤層の石材等の処理すべき塊状物が発生すると共に、路盤層の下には、路盤材や路床材として再利用することができない軟弱土壌が発生することもある。また、シールド工法によってトンネル等の掘削を行うと、汚泥（ヘドロ）が発生することもある。

この場合、工事現場から発生する残土は全て建設発生土として処理しなければならず、産業廃棄物として処分する場合、環境負荷の点で問題があるが、建設発生土を埋め戻して再利用しようにも、軟弱土壌又は汚泥は含水率が高く、そのままでは再利用することができないため、残土を土質改良剤によって改質させる土質改良処理が行われ（特許文献１参照）、改質した土壌を埋め戻したり、別の用途に用いる等の再利用即ちリサイクルが図られていた。

特開平７−８２９８４号公報

しかしながら、上記の土壌の土質改良処理は、工事現場で生じた残土は、貨物車両等の運搬手段によって土質改良が行われる処理施設まで運搬され、処理施設での土質改良の後、改質された土壌は再び運搬手段によって、利用すべき場所に運搬されていた。

そのため、土壌を工事現場から離れた処理施設まで往復させる際に、トラックの排気ガスから発生する二酸化炭素によって地球環境に悪影響を及ぼす虞があるという問題点があった。

そこで、本発明は、上記課題を解消するものであり、二酸化炭素の発生を抑え地球環境に配慮した土質改良が行える土質改良装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、土壌を投入する土壌投入部と、前記土壌を破砕する破砕部と、前記土壌を電気ヒータ装置と電気式温風装置によって加熱して乾燥させる加熱手段と、前記土壌に改良剤を投入する改良剤投入部と、前記土壌と前記改良剤とを攪拌する攪拌部と、前記攪拌部によって改質された前記土壌を土質改良装置本体外部へ排出する排出部と、前記土質改良装置本体の動力源として発電機を備え、前記電気ヒータ装置は、前記土質改良装置本体の外殻表面に着脱自在に備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、改質すべき土壌が発生する工事現場に土質改良装置を搬入して、常に現場又は現場近傍にて土壌の改質が行えるようにして、土壌を遠方の土質改良施設まで運搬する必要をなくすことで、運搬時に発生する二酸化炭素の発生を抑え、地球環境への配慮を考慮した土質改良を行うことができる。また、加熱手段によって土質改良装置に投入された土壌を加熱することで土壌の乾燥を早め、それによって土壌と土質改良剤との反応を早めることで土壌の土質改良効果を早めることができる。さらに、土壌の改質処理中は自走車両の動力を停止することで、土壌の改質処理中に発生する二酸化炭素の発生を抑えて、さらに地球環境への配慮を考慮した土質改良を行うことができる。また、電気ヒータ装置を土質改良装置本体の外郭表面に外付けで着脱自在にすることが可能となる。

本発明の実施例における土質改良装置の側面図である。同上、土質改良装置の平面図である。同上、土質改良装置の背面図である。同上、本実施例における採取から排出までの土壌の流れを示す説明図である。同上、土質改良装置による土質改良方法を示すチャート図である。同上、図６（ａ）に道路拡幅工事前の断面図を示し、図６（ｂ）に道路拡幅工事後の断面図を示す。

以下、本発明における実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１〜図６は本発明の実施形態の一例を示すものであり、１は本発明における土質改良装置である自走式の土質改良装置であり、動力をエンジンとした自走式の運搬手段としての自走車両であるトラック２と、このトラック２の車体フレーム３に架設された荷台４に搭載可能な土質改良装置本体５からなる。

この土質改良装置本体５には、土壌を投入する土壌投入部としてのホッパ６と、ホッパ６から投入された土壌をモータ駆動による回転刃等によって破砕する破砕部７と、破砕された土壌をモータ駆動によるコンベア等によって搬送する搬送手段８と、搬送手段８の途中で土質改良剤を投入する改良剤投入部９と、搬送手段８より搬送された土壌及び土質改良剤をモータ駆動のスクリュー等によって攪拌する攪拌手段としてのミキサー１０と、荷台４の後端より突出するミキサー１０の後部に設けられ改質された土壌を排出する土壌排出部１１とする各機器を備えている。

また、荷台４には、土質改良装置本体５の動力源として破砕部７、搬送手段８、改良剤投入部９、ミキサー１０等の各機器のモータ及び制御手段（図示せず）に電力を供給する発電機１２が搭載されている。

図２又は図３に示すように、土質改良装置本体５には、加熱手段として電気ヒータ装置１３及び温風装置１４を備えており、これらの加熱手段はいずれも発電機１２から供給される電力を動力源としている。

ここで、電気ヒータ装置１３について詳述しておくと、炭素繊維とポリエステル等のフィラメントを混抄した不織布型の面状発熱体やその他の線面発熱体などやシーズヒータ等の線状発熱体を面状に形成したものからなる電気式面状発熱体１３Ａの一側面にシート状或いは板状の永久磁石１３Ｂを備え、他側面に断熱層１３Ｃを備えたものであり、シート状の永久磁石１３Ｂは、マグネットシート、ゴム磁石、ボンド磁石等とも称せられ、可撓性に優れたものであり、この電気式面状発熱体１３Ａの一側面に設けた永久磁石１３Ｂによって、土質改良装置本体５の鋼製の外郭表面５Ａに外付けで着脱自在としている。この電気ヒータ装置１３は、ホッパ６,破砕部７,搬送手段８,ミキサー１０のいずれか又は複数に対応する土質改良装置本体５の外郭に装着されることが望ましい。

さらに、温風装置１４は、電気式発熱体及び送風機（ともに図示せず）を備えて発生する温風Ｆを土質改良装置本体５内部（特に破砕部７内部）の土壌に供給するものである。

本実施例の土質改良剤としては、例えばセメント系、アスファルト系、或いは水溶剤系等の適宜のものを採用可能とする。

次に、上記構成についてその作用を説明する。まず、発電機１２を起動させて土質改良装置本体５の各機器をスタンバイ状態にする。そして、上下水道工事、建設工事、建築工事、その他の工事等の工事現場まで、土質改良装置１又はトラックＴを移動させて、工事現場から発生した軟弱土壌又は汚泥を含む土壌Ｓ１をパワーショベル等の土木建設機械Ｅによって、土質改良装置１のホッパ６に直接投入するか、或いはトラックＴに積載した後、そのトラックＴを工事現場近傍に停止させた土質改良装置１のところまで移動させて積載された土壌Ｓ１を土質改良装置１のホッパ６に投入する（図４参照）。尚、工事現場近傍とは、工事現場から土質改良を行う処理プラント（処理施設）までの道のりよりも短い箇所というものである。

次に、図５に示す土壌の土質改良工程のように、ホッパ６から投入された土壌（ステップ１）は、破砕部７によって破砕されて（ステップ２）、電気ヒータ装置１３によって破砕部７の外郭が加熱されることで破砕部７内部の土壌が加熱されるとともに、さらに温風装置１４から破砕部７内部に供給される温風によって破砕部７内部の土壌が加熱されて、土壌の乾燥が行われる（ステップ３）。その後、破砕部７内部で破砕され乾燥された土壌は搬送手段８へ送り出されて、搬送手段８によってミキサー１０まで搬送される（ステップ４）。

ここで、搬送手段８によって搬送される途中で土壌に改良剤投入部９から土壌改良剤が投入され（ステップ５）、ミキサー１０内で土壌と土壌改良剤とが攪拌されて土壌の改質が行われる（ステップ６）。改質された土壌は、土壌排出部１１より土質改良装置本体５からトラック２の荷台４後方外部へと排出される（ステップ７）。

そして、工事現場に搬入された土質改良装置１から排出された改質後の土壌Ｓ２はそのまま、元の工事現場に埋め戻されるか、土質改良装置１を他の工事現場に移動させて盛土に使用される。

また、工事現場近傍にある土質改良装置１から排出された改質後の土壌Ｓ２についても、トラックＴに積載され、元の工事現場まで運搬され埋め戻されるか（図４参照）、他の工事現場まで運搬されて盛土として使用される。このように土質改良装置１による改質後の土壌Ｓ２は、残土を再利用した工事現場の土壌改良及び他の工事現場の盛土に使用され、工事現場から発生する残土は極力少なくて済み、また他の工事現場においては盛土の不足分の購入も最小限に抑えることができるため合理的である。

また、図６に道路拡幅工事の一例を示すが、図６（ａ）に示すように工事現場の残土が現状路肩の土壌Ｓ１,Ｓ２であれば、土壌Ｓ１,Ｓ２の粘度又は含水率等の物性により殆どの場合が改質して、図６（Ｂ）に示すように盛土の不足部分Ｌに再利用可能なため経済的である。尚、図６中において、Ｒは路面、Ｌは不足土箇所に盛土された改質後の土壌Ｓ２、Ｇは拡幅部分側に新設された可変側溝、Ｂは可変側溝Ｇの支持地盤として盛土された改質後の土壌とする。

ここで、土壌をホッパ６に投入する段階（ステップ１）から改質した土壌を排出する段階（ステップ７）まで、トラック２のエンジンを停止させることで、トラック２から発生する排ガスに含まれる二酸化炭素及びその他の有害物質の発生を抑えることができる。

またミキサー１０による土壌と土壌改良剤との攪拌時間は、土壌の粘度又は含水率等の物性の変化状況によって設定されることで、必要以上の土壌改良剤を添加せずとも土壌の改質が可能となり、土壌改良剤の添加量を必要最小限に抑えることが可能となり、土壌改良剤にかかるコストを抑制され経済的である。

さらに、本実施例の土質改良装置１は、土質改良装置本体５をトラック２,Ｔの荷台４に積載して工事現場まで搬送していき、工事現場に土質改良装置本体５のみを置き去りにした後、トラック２,Ｔを工事現場から離れたところまで移動させて、土質改良装置本体５単独による土壌の土質改良処理を行った後、トラック２,Ｔを工事現場に戻して土質改良装置本体５を荷台４に積載して工事現場から撤去させるという、土質改良装置本体５単独での使用方法もある。

以上のように、採取現場である工事現場から採取される土壌Ｓ１を、工事現場又は工事現場近傍に移動してきた土質改良装置１又は土質改良装置本体５によって土質改良することで、改質すべき土壌Ｓ１の工事現場又は工事現場近傍に土質改良装置１又は土質改良装置本体５を移動させて、常に現場又は現場近傍にて土壌の改質が行えるようにして、土壌を遠方の土質改良施設まで運搬する必要をなくすことで、運搬時に発生する二酸化炭素の発生を抑え、地球環境への配慮を考えた土質改良を行うことができる。

また、工事現場から発生する残土からなる土壌の土質改良方法としては、工事現場から採取される土壌を工事現場又は工事現場近傍にある土質改良装置１の土壌投入部６に投入する投入工程（ステップ１）と、投入部６から投入された土壌を土質改良装置１の破砕部７によって破砕する破砕工程（ステップ２）と、破砕された土壌に土質改良装置１の改良剤投入部９より改良剤を投入する改良剤投入工程（ステップ５）と、土壌と改良剤とを土質改良装置１のミキサー１０により攪拌する攪拌工程（ステップ６）と、ミキサー１０によって改質された土壌を土質改良装置本体５外部へと排出する改質土壌排出工程（ステップ７）からなることで、改質すべき土壌が発生する工事現場に土質改良装置１を搬入して、常に現場又は現場近傍にて土壌の改質が行えるようにして、土壌を遠方の土質改良施設まで運搬する必要をなくすことで、運搬時に発生する二酸化炭素の発生を抑え、地球環境への配慮を考えた土質改良を行うことができる。

さらに、土壌を加熱する工程（ステップ３）を備えたことで、土質改良装置１の土質改良装置本体５に投入された土壌を加熱することで土壌の乾燥を早め、それによって土壌と土質改良剤との反応を早めることで土壌の土質改良効果を早めることができる。

また、自走車両であるトラック２に土質改良装置本体５を備えた土質改良装置１であって、土質改良装置本体５は、土壌を投入する投入部としてのホッパ６と、土壌を破砕する破砕部７と、土壌に改良剤を投入する改良剤投入部９と、土壌と改良剤とを攪拌する攪拌部であるミキサー１０と、ミキサー１０によって改質された土壌を土質改良装置本体５外部へ排出する排出部１１とを備えたことを特徴とする。

この場合、改質すべき土壌が発生する工事現場に土質改良装置１を搬入して、常に現場又は現場近傍にて土壌の改質が行えるようにして、土壌を遠方の土質改良施設まで運搬する必要をなくすことで、運搬時に発生する二酸化炭素の発生を抑え、地球環境への配慮を考慮した土質改良を行うことができる。

さらに、土壌を加熱する加熱手段として電気ヒータ装置１３及び温風装置１４を備えたことにより、電気ヒータ装置１３及び温風装置１４によって土質改良装置本体５に投入された土壌を加熱することで土壌の乾燥を早め、それによって土壌と土質改良剤との反応を早めることで土壌の土質改良効果を早めることができる。

さらに、土質改良装置本体５の動力源として発電機１２を備えたことにより、土壌の改質処理中はトラック２の動力を停止することで、土壌の改質処理中に発生する二酸化炭素の発生を抑えて、さらに地球環境への配慮を考慮した土質改良を行うことができる。

本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施例において運搬車両のトラックの荷台に搭載した土質改良装置本体を、パワーショベル等の掘削機械のバケットに搭載して使用しても良く、それよって、バケットによる土壌の掘削工程と投入部への土壌の投入工程とが同時に行え、効率的に土壌の改質作業が行われる。さらにトラック、パワーショベル以外の建設作業車等の自走車両に搭載しても良いものとする。また、土質改良装置本体に関しても、土壌の破砕、土質改良剤の添付、そして、土壌と土質改良剤の攪拌が一体で行える構成であれば、上述の構成に限られるものではない。

１土質改良装置
５土質改良装置本体
６ホッパ（土壌投入部）
７破砕部
８搬送手段
９改良剤投入部
１０ミキサー（攪拌部）
１１土壌排出部
１２発電機
１３電気ヒータ装置（加熱手段）
１４温風装置（加熱手段）

Claims

土壌を投入する土壌投入部と、前記土壌を破砕する破砕部と、前記土壌を電気ヒータ装置と電気式温風装置によって加熱して乾燥させる加熱手段と、前記土壌に改良剤を投入する改良剤投入部と、前記土壌と前記改良剤とを攪拌する攪拌部と、前記攪拌部によって改質された前記土壌を土質改良装置本体外部へ排出する排出部と、前記土質改良装置本体の動力源として発電機を備え、
前記電気ヒータ装置は、前記土質改良装置本体の外殻表面に着脱自在に備えたことを特徴とする土質改良装置。