西松式のり面緑化工法｢根をリサイクル工法 ｣ の開発

西松建設技朝 v

o

L,24

西松式の り面緑化工法 ｢ 根をリサイクル工法 ｣ の開発

De ve l o pme nto fSl o pePl a nt i ngMe t hod" Ne oRe c yc l eMe t hod"

松 浦 誠

司*

西 田 徳行 汝*

Se i j iMa t s uur a No r i yukiNi s hi da

江越 敬二 串** 桑原 弘 ***

Ke i j iEgo s hi Hi r o s hiKuwa ba r a

年見 剛輔車***

Go s ul t eTo s hi mi

要 約

土地造成 に ともない発生す る抜根 ,伐採材 等 ,不用 な現場発生木材 は,近年 の法規制 に よ り野焼 きに よる処分 が禁止 され, リサ イクル法 に よる指 定副産物 と して有効利用 の促進が強 く求め られて い る.そ こで,現場発生木材 を現場 内でチ ップ化,堆肥化 し,の り面線化工の生育基盤材 として利 用 し,吹付 け作 業 の機械化施工 を行 う『根 を リサ イクル工法

( Ne oRe c yc l eMe t hod)

』を開発 した.

『根 を リサ イクル工法』 に よ り,耐侵 食性 に優 れ た平滑 なの り面 を安全 かつ効 率 的 に施工す る こ とが で き,建設発生木材 の現場 内ゼ ロエ ミッシ ョンを実現す る とともに,産廃処理費用 も含 めた ト ー タル コス トの縮減が可能 となった.

目次

§ 1. は じめ に

§ 2.

『根 を リサ イクル工法』の特 長

§3.

施工方法

§ 4.

耐侵 食性 試験

§ 5.

植生状 況

§6.

コス ト比較

§7

,お わ りに

S l. は じめ に

ダムや造 成 な どの建 設 工事 に と もな って発 生 す る抜 梶 ,伐採 木,あ るいは流木 な どは,従 来,野焼 きな どの 方法 に よ り処分 されて きたが,最近 の法規制 に よ り野焼 きが禁止 された. しか し, これ ら建 設発生 木材 を産業廃 棄物 として処分す る と多額 の処理 費用 を要す る. また, 建 設発生木材 は｢再生資源 の利用 の促 進 に関す る法律 (リ サ イクル法)｣ に よ り指 定副産物 とされ,一層 の利 用促 進が求め られてい る. このため,建 設発生 木材 をの り面 緑化工 の生育基盤材 として積極 的 に活用す るsことに よる

琴 技術研 究所技術研 究部土木技術研 究課

串

串 企画技術 部企画技術 課

***九州 (支) 九電高城 (也)

**** 技術研 究所技術研 究部機電技術研 究課

現場 内ゼ ロエ ミッシ ョンの実現 と,機械化 に よる施工 の 効率化 をめ ざ し

,

^『根 を リサ イ クル工法

( Ne o Re c yc l e Me t hod)

』 を開発 したので報告す る.

S2.

『根 を リサ イクル工法』の特長

『根 を リサ イ クル工 法』 は,従 来工 法 で あ る有 機系 厚 層基材吹付 け工 をベー ス と して,建設発生木材 の再利用 と吹付 けの機械 化 施 工 を組 み合 わせ た新 しい工 法 で あ る.本工法 の特 長 は以下 の通 りであ る.

(1)現場発生木材 の現場 内での利用

発生 した不用木材 を,現場 内 において粉砕 お よび堆肥 化 を行 い,生育基盤材 と しての り面線化工 に 自ら利用す るゼ ロエ ミッシ ョン工法 であ る.

(2) 機械化施工 に よる安全性 と施工能力 の向上

従来, 人力作 業 で行 われていたの り面へ の吹付 け を, バ ックホ ウに装着 した回転式 ノズル を用 いて施工す る こ とに よ り, ノズルマ ンに よる高所 危険作 業 を解消 し,高 い施工能力 を確保 した.

$3.

施工方法

図

‑1

に施工 フロー,図

‑2

に工法概要 を示す.

西松式のり面緑化工法 ｢根をリサイクル工法｣の開発

図‑1 施エフロ‑

植生基重量材 (堆 紀化チップ.種 子 ･は 合剤)

西松建設技報 voL.24

3‑ 1

粉砕

『根 をリサイクル工法』では,現場 内に設 けた堆肥 ヤ ー ドに木材 を集積 し,木材の粉砕お よび堆肥化 を行 う.

木材の粉砕は木質系粉砕処理機 を用い,一次粉砕では1

0

×1 5 c m ( 4×6

インチ)のスクリー ンを通過す る寸法 と し,二次粉砕では

2. 5×2. 5 c m ( 1×1

インチ) を通過す る 大 きさまで粉砕する.二次粉砕時のチ ップの寸法は,香 易に堆肥化で き,かつ圧送ホース (径75

mm)

な寸法 を 実験1)により決定 した.二次粉砕状況を写真‑1に示す.

粉砕 にともなうかさ容積の減容率は木材の種類お よび 状態によって異なるが,粉砕前 と比較 して一次粉砕によ り抜根材で

5 0 %

,伐採材で

9 0 %

程度のかさ容積 とな り, 二次粉砕では一次粉砕後に対 して

6 0%

程度のか さ容積 と なる.

3‑2

堆肥化

( 1 )

堆肥化方法

堆肥化するにあた り,チ ップ材 を効率的に発酵 させ る ために,副資材 を添加 し,さらに水 を加 えて水分 を調整 し,よ く混合す る (写真‑2).使用材料 の配合例 を表

‑1に示す.副資材の うち微生物補給材 は下水処理場の 沈砂汚泥の乾燥粉体であ り,発酵助剤は小麦製粉の工程 で取 り出されたふす まである.また,発酵促進剤はふす まお よびふす まの発酵品に消石灰 と土壌腐食を添加 し, 混合,ペ レッ ト化 した ものである. (なお,通常配合 よ りも発酵 を促進 させたいときには,発酵助剤の量 を増や し発酵促進剤 を使用 した促進配合 とすることも可能であ る.)

堆肥化開始後,発酵の均一化 と酸素の供給 を目的 とし た切返 しおよび散水 による水分調整を

月1

回程度行 う(写

図

‑2

工法概要

写真

‑1

二次粉砕

秦 ‑1 副資材の基本配合例

内 容 基本配合 促進 配合

微 生物補給材 60kg 60kg

発酵助剤 10kg 20kg

(堆肥化前チ ップ 1m3当た り)

西松建設技報 vOL.24

真‑3).

チ ップ材 は発酵 にともない,内部温度が上昇 し,通常 量高温度が

6 0‑7 0

℃程度になる｡ しか し,チ ップ材の温 度が

8 0

℃以上に上昇すると発火等の危険があるため,チ ップ材 は

2 . 5 m

以上の高 さに堆積 しない ように し

,

温｣空 上昇 を抑 えるような配慮が必要 となる.チ ップ材の温度 履歴の例 を図‑3に示す.

堆肥化チ ップの晶質状態の管理 としては,基本的 に

1

日1回の材料温度測定 と,月1回の切返 し時の水分調整 を 行 う.通常

3

ケ月で有機質系厚層基材吹付 け工 で使用 さ れるバーク堆肥 と同等の晶質が得 られる.

( 2 )

発酵状態の判定方法

堆肥化過程 におけるチ ップ材の発酵状態 は以下の方法 で確認す る.

1)人間の感覚による方法

色,香 り,手触 りな どか ら経験的に判断す る方法

2 )

生物の反応 を利用す る方法

発芽試験 :堆肥の抽 出液に直接 コマツナ等の種子 を まいて発芽状況 を観察する方法

花粉管生長試験 :植物の根毛 と花粉管に類似性があ ることに着 日した方法

3)

化学分析 による方法

pH

試験 :堆肥化 の終期 には,ア ンモニ アが硝酸 に 変化 し

,p

I摘 ミ低下す ることを利用する方法

電気伝導度

( EC):

堆肥化 が始 まる と

EC

は増大 し, 終期 には低下す ることを利用す る方法

堆肥化過程での発酵状態の推移の例 を表

‑2

に示す.

( 3)

堆肥化の有効性

堆肥化の有効性 としては以下の項 目が挙げ られる.

1)植物の発芽 ･生育の促進

生材 に含 まれ,植物の発芽 ･生育障害の原因 となる フェノール分が堆肥化 により解消する｡

2 )

化学肥料使用量の減少

堆肥化 したチ ップは十分 な養分 を持つため,化学肥 料の使用量 を少な くで きる

3)現場発生木材の大量処理

堆肥化 にともなう滅容化 によ り,現場発生木材の大 量処分が可能 となる

3‑ 3

吹付 け

( 1 )

材料の配合

吹付 け材料の配合例 を表

‑3

に示す.生育基盤材 には 基本的には現地発生土等の土砂 を用いないが,紗質士で なければか さ容積で

2

割程度使用することも可能である.

生育基盤材は吹付 けによ りの り面に定着す る際,圧密 によ り吹付け前の

6 0 ‑7 0 %

程度 まで容積が減少す る.秦

‑3

において,吹付 け後

1 m

³につ いての生育基盤材 の数 量が

1 . 6 m

3となっているのは圧密量 を考慮 してい るため である.接合剤 は,堆肥化チ ップ相互の結合力 を持たせ, 降雨 に対する耐俊食性 を高めるために用いる.

西松式のり面緑化工法 ｢ 根をリサイクル工法｣の開発

写真

‑2

仕込み (散水)

0 0 00 0 0 0 0 0 8 7 6 5 4 3 2 1 (O o ) 堪 鯛 t r :･ か ぎ 崇 磐

写真

‑3

切返 し

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0

経過 日数

図‑3

推肥化チ ップの温度履歴

表‑2 発酵状態の推移例

‑

^{pH (mScECm) 発芽率 (コマ ツナ%) 生長率 (花粉管%)}

開始時 6.4 0.12 96 19 1

ケ月

7.2 0.98 82 15 2ケ月 7,5 0.37 92 47

化

学分析 による

評榔 :

pH[6.5‑7.5],EC(I;E対 云導度)[0,1‑03] 生物の反応 による評

価 :

コマ ツナ発芽率[800/o以 上〕,花粉管生長率[800/a 以上]

西松式の り面緑化工法 ｢横 をリサイクル工法｣の開発

表

‑3

材料配合例 (吹付 け後

1 m

3)

品 目 成 分 数 奴

植生逝翁蓬材 椎

)

肥化 チ ップ 1.6m3 接合剤 ポ リア クリルア ミ ド 1kg

種 子 1式

種子の種類お よび播種量 は,の り面の施工 目的や,木 本群落や草本群落などの復元 目標,施工場所の気候,紘 工時期等 を十分 に考慮 して選定す る.表‑4に施工時期

3

月

〜6

月の種子配合例 を示す.

吹付 け材料 に適度な水分 を与 え,密実 な吹付 け面 を形 成す るため,吹付 け時にノズル先端部で適量の水 を混入 す る.

(2)材料の計量お よび混合

吹付 け材料

(

堆肥化チ ップ,接合剤,種子な ど) を均 一 に混合す るため,専用の

強

制2制式バ ッチ ミキサ を使 用する (写真

‑4) .1

バ ッチ当た りの混合量 は

, 1 . 0‑1 . 5

m3を標準 とし, ミキサ に投入す る堆肥化 チ ップの計 量 は,バ ックホウのバケ ッ トによる容積計量で行 う.その 他の材料 は,それぞれ1バ ッチ当た りの必要量 をあ らか じめ用意 してお き, ミキサに投入する.撹拝 しなが らす べての材料 を投入 し,その後

3 0

秒 間混合撹拝 してか らミ キサ下に待機 したダンプ トラック等の荷台に排 出 し,吹 付 けヤー ドへ運搬す る.強制2軸 ミキサ による混合 に よ り,均質かつ接合効果の大 きな生育基盤材が得 られる.

(3)回転式 ノズル 『シゲル君』による吹付 け

吹付 けヤー ドへ運搬 された材料 は,振動スクリー ンを 装備 したホ ッパーにおいて混入 した棟やサ イズの大 きい チ ップを取 り除 き,ベル トコンベアにより吹付 けガ ンに 投入 される.吹付 け材料は,吹付 けガンか ら圧送ホース を通って回転式 ノズル 『シゲル君』 (写真

…5)

によ り, の り面 に吹 き付 ける.本工法では

1:0 . 7

よ り蔵 い斜面 を 対象 としてお り,吹付 け厚 さは

5 c m

を標準 とする｡

『根 をリサ イクル工法』で用いる圧送 ホースは,従来 の厚層基材吹付 け工法 に用 い られ る内径

5 0 mm ( 2

イ ン チ)管 よ りも大 きな内径

7 5 mm ( 3

イ ンチ)の管 を用 い るため,吹付 け材料の吐出量 は従来工法の

3

倍以上 を確 保で きる.吹付 け状況 を写真

‑6

に示す.

回転式 ノズル 『シゲル君』 は,バ ックホウのバケ ッ ト に取 り付 けて使用する. ノズルマ ンのノズル操作 を模擬

した筒先の回転首振 り運動により,連続 した円の軌跡 を 描 きなが ら材料 をの り面に吹付 けるため,大容量の吹付 けに も関わ らず平滑 でム ラの少 ない仕上 り面が得 らゴ1 る. また

,

『シゲル君』は小 型 で重 量 も約

1 5

0kgと軽 量 であ り,バケ ッ トの大 きさに関係 な くクランプによ り簡 易 に取 り付 けることがで きる.『シゲル君』の制御盤 を バ ックホウの操縦室内に取 り付 け,圧送ホースを配管す るだけで吹付けが可能 となるため,士工事用の汎用バ ッ クホウを転用す ることが可能であ り,吹付 け専用のバ ッ

西松建設技報 v

o

L24

義‑4

種子配合例

植物 名 発生jfJj待本数 柿伸 :.十 (本 mご) (gm2)

主

構成

樵 ^{ヤブ ツバ キ}ネズ ミモチ 04.5 46..3737

捕

坐種 ヤマハ ギ_{コマ ツナギ} 5500 21..0483

‑r‑i‑I‑

本樵 グ)^{トー ルフェス ク}‑ビングレッドフェスク 5500 00..3124

メ ドハギ 100 0.45

写真‑4 2軸 ミキサによる混合

写真‑5 回転式ノズル 『シゲル君

』

西松建設技報 v

o

L.24

写真

‑6

の り面への吹付 け

クホウを必要 としない.バ ックホウへの取付状況を写真

‑7

に示す.

$4.

耐侵食性試験

降雨に対する耐侵食性について検討するため,実施工 と同様の方法で型枠内に吹付 けた試験体 (写真‑8) を 作製 し,耐侵食性試験 を行 った2).試験体の作製は 『根 をリサイクル工法』 と,比較のため従来工法の撒 き出 し 工法 (生チ ップと現場発生土を主成分 とする生育基盤材

をバ ックホウに取 り付 けた高速ベルコンで撒 き出 して施 工する工法)の

2

種類で行 った.耐俊食性試験 は,図‑

4

に示す ような降雨装置を用いて

1 0 0 mm h

(落丁高

4 m)

の降雨を

6 0

分間供試体表面に曝 し

,1 0

分毎に表面か らの 流失量 (乾燥土量) を測定 した.試験は同一の試験体に 対 して,吹 き付 け後

,3

日

,1

週間および

1

ケ月の計

3

回行 った.結果 を図

‑5

に示す.流 出量 の最 も多 い材齢

3

日 において も乾燥流出量 は

7 gm

2程度 と非常 に少な く,従 来の撒 き出 し工法 と比較す ると10分の1以下の流失量 と なった.

§ 5

,植生状況

『根 をリサイクル工法』 と,その他

5

種類の工法につい て,その植生効果についての比較 を行 うための試験施工 を行 った.比較試験 の結果 を表

‑5

に示す.

6

工法 の う ち,間伐材植生マ ッ ト工法以外の播種量は同 じである.

6

工法の うち,無機系客土吹付工法お よびチ ップ混入 客土吹付 け工法以外の工法では被覆率が

1 0 0 %

とな らな かった.これは,無機系客土吹付工法においてはセメン ト系固化材のアルカリ分の影響,チ ップ混入客土吹付け 工法においては,生チ ップの発酵による窒素飢蛾の影響 が考えられる.被覆率が

1 0 0%

となった

4

工法のうち,級 き出 し工法は強奪雑草に覆われ,導入種子の発芽生育が 阻害 される傾向がみ られた.

以上の結果か ら

,

『根 をリサイクル工法』は植生 にお いても従来工法 と同等以上の効果が期待で きるものと思 わブ1る.

西松式のり面緑化二法 ｢根をリサイクル工法｣の開発

写真

‑ 7

『シゲル君』の取付状況

写真

‑8

耐侵食牲試験状況

(左 :撒 き出 し工法,右 :根をリサイクル工法)

図

‑4

耐侵食性試験概要図

000005050

5

221.l

(Z∈＼切)樹状1喋磐城

0 7 14 21 28

材齢 (日)

図

‑5

耐侵食性試験結果

西 松 式 の り面 緑 化 工 法 ｢横 を リサ イ クル 工 法 ｣ の 開 発

表

‑5

植生の比較

西 松 建 言量技朝 vOL.24

工法

吹

(cm)付厚 使用材料 施工法 被 寿(%)賀率 雑草侵入状 況(本 me)

根 を リサ イクル工法 5 現場 内で伐採,伐板材 ,流 木 を2.したチ ップを堆肥化 した もの に種子 ,接 合剤 を混5cmLj/Fに破 砕 モルタル吹付 け ガ ンを使用 し,クホ ウバ ケ ッ トに取 り付 けた回転バ ツ 100

0

合す る 式 ノズル｢シゲ ル君｣で吹 き付 ける

撒

き

出 し工法 7 現域 内 で 伐採,伐根 材,流 木 を1したチ ップ (堆肥化 な し)に現 地発生表土 ,衣 ,舵5cm以 下 に破 砕 バ ックホ ウに高速ベ )した商連ベ ル トコ ンベ ア式撒 きだ'Vコ ンを搭 戟 100 185 料,団粒剤,接 合剤,水 を添加 して練混ぜ た もの し様 に よ り吹 き付 ける

間伐材植 生マ ッ ト工

法

間伐材 をネ ッ トに加工 した もの に梯 子,堆肥 を接 作 業員 に よ り植生マ ッ トを法面 に 100 1 宕加工 した植生マ ッ ト 敷 き, ア ンカー ピンで固定す る

撫械系客土吹付 け工 法 2 セ ラ ミック系保水材,微生物 資材 ,セ メ ン ト系固化剤

,

山砂 ,桂子 をモ ル タルガ ン中で混合 した も 綱 を付 けた ノズルマ ンに よ り人力モ ル タル吹付 け ガ ンを使用 し,命 17 1

の で吹 き付 ける

客土吹付 け工 法^{(チ ップ混入)} 3 規場 内で伐採,伐板 材,流 木 を肥化 な し) に肥料 ,種子,接 合剤 を混合す る

破

砕 したチ ップ

( 堆

綱 を付 けた ノズルマ ンに よ り人力モ ル タル吹付 け ガ ンを使用 し,令で吹 き付 け る 22

0

客土吹付 け工法 3 パ ー ク堆肥 に肥 料,養 生 材 (剤 を混合 した もの フ ァ イバ ー),接 合 綱 を付 けた ノズルマ ンに よ り人力モル タル吹付 けガ ンを使用 し,令で吹 き付 け る 100 15

$6.

コス ト比較

『板 を リサ イクル工法』 は,現場 内で発 生 した不用 木 材 を生育基盤材 として利用す るため,生育基盤材 を購入 す る必要が ない. また,不用木材の産廃処理 費用 も削減 で きる. このため,産業廃棄物処理費用 まで を考慮す る

と一層経済的に有利 となる.

従 来工法 との コス トの比較例 を表

‑6

に示す.伐採 面 積

1 0, 0 0 0m

2,の り面緑 化 工 の施 工 面積 を3,

0 0 0m

2の造 成 工事現場 を仮定 し,抜板材発生量,伐採材発生量 をそれ ぞ れ0.

05 m

3m2

,0. 1 0m

3

m

Zとす る と発 生 不 用 木 材 量 は

1 , 5 0 0m

3となる.

吹付 け面積3,

00 0 m

2に対 して必要木材 量 を粉 砕,堆 肥 化お よび吹付 け時の圧密 に ともなう滅容率 と材料 を配合 を考慮 して計算す る. この際,厚層基材吹付 け工では生 育基盤材 はバー ク

堆

肥 を購入 して使用す るため,発生木 材 を使用 しない.

発生木材量 と使用木材量 の差が産業廃棄物 として処理 す る量であ り,産業廃棄物処理費 と直接工事費の合計額 で比較 す る と,根 を リサ イクル工 法 が1,834万 円 に対 し て撒 き出 し工法 は2,

48 0

万 円,厚 層基材吹付 け工 は2

, 7 0 0

万 円 となる.以上 よ り, この仮定条件 においては従来工

表

‑6

コス トの比較

法 に対 して

3

割程度の コス ト縮減が可能 となる.

§ 7.

おわりに

『根 を リサ イクル工法』 に よ り,現場 発生木材 の現場 内利用 による ｢ゼ ロエ ミッシ ョン｣が可能 になるばか り でな く

,

吹付 けの効率化お よび産業廃棄物 の処分費の低 減 によ り, トー タル コス トを縮減す ることがで きる.

今後 は抜根 ･伐採材のみ な らず,型枠廃材 な どの建設 発生木材全般 の利用 を進め,建設発生木材全般 の利用 を 進めることによ り,建設発生木材 の リサ イクル率の向上 に寄与す ることが期待 される.

また,多段 ･長大の り面へ の適用 な ど, さ らなる高性 能化 お よび コス トダウ ンに向 けた施工 方法 につ いて研 究 ･開発 を行 う予定である.

参考文献

1)西 田徳行他,堆肥化 した現場発生木材 を用 いた機械 化吹付 け工法 の開発,土木学会 第

5 5

回年次学術 講演 会概要集,2

00 0

2) 瀬

峰溝 弘,根 を リサ イクル工法 に関す る性 能確 認試 験報告書

,2 0 00

項 目 根 を リサ イクル工法 撒 き出 し工法 厚周遊材吹付 け工

必要木材鬼 (m3) 970 200 ‑

産業凝柴物右と(m3) i.500‑970‑530 1,500‑200‑1,300 1,500 (D 三業擁乗物処iiE機 (万 円) 530×0.8==424 1.300×0.8=1,040 1,500×0.8=1.200

② I:接 工事 誓蟹(方 円) 3,000×0.47‑1.410 3,000×0.48二=1,440 3,000×0.5=1,500

仮定条件

伐採所桃 :10,000m2(発生木材駄 1,500m3)

抜板材数IBriyi･:10.000mOx5%=500m‑

伐採材数茄と:10.000rn2×10%‑1,000m' 吹付 け両税 :3.000m=