专利名称：回收土壌、栽培用土壌、草坪用填充材料、路基材料以及场地用土壌的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种利用了废弃物等回收材料的回收土壌。另外，还涉及在植物或蔬菜等的栽培中所用的栽培用土壌、出于提高草坪的缓冲性等目的撒布在草坪的上面使用的草坪用填充材料、人行道用铺装或场地铺装结构的路基中所用的路基材料、以及学校等的运动场或各种比赛场、公园等室外设施中所用的场地用土壌。
背景技术：
近年来，利用了废弃物的回收材料的回收土壌逐渐受到关注。作为此种回收土壤之一，在专利文献1中记载有利用回收废弃物而得的脱水滤饼的植物或蔬菜等的栽培用土壌。脱水滤饼是将从各地方政府的净水厂或下水处理厂中产生的污泥等固化处理而得的材料，满足一定的安全性基准，在水溶液中显示出PH7 8的中性。由于脱水滤饼是各地方政府中持续并且大量地产生的回收材料，因此通过使用此种材料，可以持续地供给廉价的栽培用土壌。另外，由于可以利用回收材料的使用减少废弃物的量，因此还可以消除废弃物处置场的不足问题。在先技术文献[专利文献1]日本特开2007-306844号公报[专利文献2]日本特开2005-139880号公报
发明内容
发明所要解决的问题回收土壌除了像专利文献1中记载的那样的植物或蔬菜等的栽培用土壌以外，还有望以场地用土壌、铺装用的路基材料等范围宽广的目的来使用。此外，多数情况下，对该土壌要求兼具出色的保水性和透水性。专利文献1中记载的土壌将脱水滤饼作为主要的原料使用，具有保水性优异的特点，然而另一方面，存在透水性低的问题。本发明想要解决的问题是，提供一种回收土壌，其可以将能够低成本且稳定地获得的回收材料作为原料来制造，兼具优异的保水性和透水性。解决课题的手段为了解决上述问题而完成的本发明的回收土壌的特征是，将如下材料配合而成， 即，a)熔融渣滓粒材，其包含选自一般废弃物、エ业废弃物、以及钢铁渣滓中的ー种或多种的熔融渣滓，粒径被调整为40mm以下；和b)脱水滤饼粒材，其包含选自上水污泥、下水污泥、以及造纸污泥中的ー种或多种进行脱水干燥而得的脱水滤饼，粒径被调整为40mm以下。
本发明的回收土壌是将脱水滤饼和同样地作为废弃物的回收材料的熔融渣滓配合而成。脱水滤饼在保水性方面出色。另外，熔融渣滓能够以适当的大小进行粒度调整，其结果是，可以在土壌内部产生适当的间隙而形成具备透水性的土壌。由此，通过将脱水滤饼粒材与熔融渣滓粒材配合，可以形成兼具保水性和透水性的土壌。这里将粒径调整为40mm 以下是为了设为与后述的栽培用土壌、路基材料、场地用土壌等共用地求出的粒径。在限定目的地使用的情况下，最好如后所述，调整为适合各自的目的的大小的粒径。而且，为了兼具脱水滤饼所具有的优异的保水性、和通过对熔融渣滓进行粒度调整而得到的优异的透水性，最好将熔融渣滓和脱水滤饼分别至少配合土壌整体的10%以上。本发明的回收土壌最好将所述熔融渣滓粒材与所述脱水滤饼粒材以3 7 7 3的比率配合。另外，更优选将所述熔融渣滓粒材与所述脱水滤饼粒材以3 7 5 5 的比率配合。以此种比率配合而成的回收土壌兼具特別优异的保水性和透水性。本发明的回收土壌可以适于作为用于栽培植物或蔬菜等的栽培用土壌使用。在将本发明的回收土壌作为栽培用土壌使用的情况下，将所述熔融渣滓粒材调整为20mm以下，将所述脱水滤饼粒材调整为粒径20mm以下。栽培用土壌与道路或运动场用的土壌不同，需要以良好的平衡含有对于植物等的生长所必需的营养素。为此，需要在土壌内部的团粒间形成大的孔隙、在团粒内部形成小的孔隙而将土壌微生物或土壌小生物的活动活性化，以生成大量对于植物等的生长所必需的营养素的方式整理环境。此种具有团粒结构的土壌在保水性以及透水性的方面都很优异， 适于植物等的生长。本发明的栽培用土壌由于配合了粒径被调整为20mm以下的熔融渣滓粒材和粒径被调整为20mm以下的脱水滤饼粒材，因此因这些粒材间的孔隙而具有适于植物等的育成的大小的孔隙。所述熔融渣滓粒材以及所述脱水滤饼粒材最好具有团粒结构。为了形成具有团粒结构的栽培用土壌，最好相对于所述熔融渣滓粒材以及所述脱水滤饼粒材的总量配合 0% 20%的泥沙部分。所谓泥沙部分，例如是指沙粉或碎石粉等细粒部分。熔融渣滓或脱水滤饼由全国各处制造，随制造场所不同而在粒径分布等方面存在不均。如果配合0% 20%的泥沙部分，则可以弥补熔融渣滓粒材或脱水滤饼粒材的粒径分布等的不均，形成具有适于植物等的育成的大小的孔隙的栽培用土壌。本发明的回收土壌也可以适于作为用在人行道用铺装或场地铺装结构的路基中的路基材料使用。以往，在路基材料中广泛使用再生碎石。所谓再生碎石是对在将建筑结构物解体等时产生的建设副产物中的混凝土块或浙青混凝土块进行破碎而再利用的材料。但是，在以再生碎石作为原料的情况下，虽然可以低成本地制作路基材料，然而另一方面，具有强碱性(pH = 12. 5左右)，会对从行道树或土壌中滲出的排水造成不良影响。另外，对于以抑制热岛现象为目的的路基材料的开发也在推进之中。研究过如下的做法，即，使用保水性高的路基材料，利用由路基材料保持的水分蒸发时的汽化热来降低路面温度。作为此种路基材料，在专利文献2中，提出过包含将脱水滤饼破碎并加入水硬性粘合剂而制造的造粒粉的路基材料。
专利文献2中记载的路基材料中，如果作为水硬性粘合剂使用高炉水泥，则可以使路基层的水接近中性，不会对行道树等造成不良影响，并且抑制热岛现象。所谓高炉水泥，是将从炼铁厂的作为生铁制造エ序的高炉中生成的作为副产物的高炉渣滓的微粉末和硅酸盐水泥混合而成的水泥。但是，一旦使用高炉水泥，则除了作为回收材料的高炉渣滓的微粉末以外还需要使用硅酸盐水泥。本发明的路基材料最好相对于熔融渣滓粒材以及脱水滤饼粒材的总量配合0% 20%的碎石或再生碎石。另外，本发明的路基材料最好以使路基材料整体的细粒部分达到 3% 18%的方式配合泥沙部分。本发明的回收土壌还可以适于作为场地土壌使用。在将本发明的回收土壌作为场地用土壌使用的情况下，将所述熔融渣滓粒材与所述脱水滤饼粒材以4 6 6 4的比率配合，将所述熔融渣滓粒材调整为9. 5mm以下，将所述脱水滤饼粒材调整为粒径9. 5mm以下，并且以使整体的细粒部分达到10% 18%的方式配合泥沙部分。发明的效果本发明的回收土壌可以将选自一般废弃物、エ业废弃物、以及钢铁渣滓中的ー种或多种的熔融渣滓、和对选自上水污泥、下水污泥、以及造纸污泥中的一种或多种进行脱水并干燥而得的脱水滤饼作为原料来制造。所以，可以低成本且稳定地获得原料来制造。另外，本发明的回收土壌是在脱水滤饼粒材中配合熔融渣滓粒材而成。由此，本发明的回收土壌能够以适当的大小进行粒度调整，其结果是，通过在土壌内部产生适当的间隙而兼具透水性。本发明的栽培用土壌由于配合有粒径为20mm以下的脱水滤饼粒材、和粒径为 20mm以下的熔融渣滓粒材，因此在这些粒材间具有孔隙。所以，本发明的栽培用土壌将土壌微生物或土壌小生物的活动活性化，并形成大量生成对于植物等的生长所必需的营养素的环境，因此适于植物等的育成。另外，在保水性以及透水性方面也很优异。本发明的路基材料由于具有优异的保水性和透水性，因此可以利用由路基材料内部保持的水分蒸发时的汽化热来降低路面温度，从而可以抑制热岛现象。另外，由于本发明的路基材料不具有强碱性，因此不会对行道树造成不良影响。本发明的场地用土壌也同样的具有优异的保水性和透水性。另外，由于将熔融渣滓粒材和所述脱水滤饼粒材以4 6 6 4的比率配合，将所述熔融渣滓粒材调整为 9. 5mm以下，将所述脱水滤饼粒材调整为粒径9. 5mm以下，并且以使整体的细粒部分达到 10% 18%的方式配合泥沙部分，因此兼具适于场地用土壌的弾性和优异的压实度。
图1是表示本发明的一个实施方式的回收土壌的制造步骤的图。图2是表示土壌的一般特性以及粒度特性的试验项目以及规格的图。图3是表示本发明的实施例的回收土壌的一般特性以及粒度特性的试验结果的图。图4是表示有关本发明的实施例的回收土壌的透水特性的评价结果的图。图5是说明作为梔子的栽培实验的比较土壌使用的Green Foster LT的特性的图。图6是表示使用实施例1的栽培用土壌栽培梔子后的实验结果的图。图7是表示使用实施例1的栽培用土壌栽培梔子后的实验结果曲线图。图8是说明有关PH值或有效成分的含量等的土壌特性的试验方法的图。图9是表示有关实施例1的栽培用土壌的PH值或有效成分的含量等的试验结果的图。图10是表示有关作为实施例1的栽培用土壌的原料的熔融渣滓、脱水滤饼、以及沙粉的PH值或有效成分的含量等的试验结果的图。图11是表示对有关实施例1的栽培用土壌的三相分布、饱和透水系数、有效水分、 粒径組成的特性研究后的结果的图。图12是表示实施例1的栽培用土壌的团粒结构组成确认试验的结果的图。图13是表示实施例1的栽培用土壌的保水力比较试验结果的图。图14是表示使用实施例1的栽培用土壌育成的天然草坪的表面温度的变化的曲线图。图15是表示将本发明的实施例的回收土壌作为人造草坪填充材料使用的试验中的人造草坪的表面温度的变化的曲线图。图16是表示莴苣的生长试验中使用的土壌1 11的添加物以及土壌特性的图。图17是说明土壌χ与土壌8的土壌分析结果的图。图18是表示实施例2的路基材料的制造步骤的一例的图。图19是表示实施例2的路基材料与火山砾石的保水力比较试验结果的图。图20是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的比较试验中的铺装结构的图。图21是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的比较试验中的表层表面的温度的随时间变化的图。图22是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的比较试验中的从表层表面起IOOmm上方位置的温度的随时间变化的图。图23是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的比较试验中的表层表面的温差的随时间变化的图。图M是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的比较试验中的从表层表面起IOOmm上方位置的温差的随时间变化的图。图25是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的比较试验中的特定时刻的温差的图。图沈是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的另外的比较试验中的铺装结构的图。图27是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的另外的比较试验中的表层表面的温度的随时间变化的图。图观是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的另外的比较试验中的从表层表面起IOOmm上方位置的温度的随时间变化的图。图四是表示使用了实施例2的路基材料和碎石的热岛现象抑制效果的另外的比较试验中的表层表面的温差的随时间变化的图。图30是表示使用了实施例2的路基材料和碎石热岛现象抑制效果的另外的比较试验中的从表层表面起IOOmm上方位置的温差的随时间变化的图。图31是表示实施例2的路基材料的圆锥指数试验结果的图。图32是表示对于建设机械的行驶所必需的圆锥指数的图。
具体实施例方式本发明的回收土壌是将熔融渣滓粒材和脱水滤饼粒材配合而成的材料，所述熔融渣滓粒材包含选自一般废弃物、エ业废弃物、以及钢铁渣滓中的ー种或多种熔融渣滓，且粒径被调整为40mm以下；所述脱水滤饼粒材包含将选自上水污泥、下水污泥、以及造纸污泥中的ー种或多种脱水干燥而得的脱水滤饼，且粒径被调整为40mm以下。脱水滤饼是将从各地方政府的净水厂或下水处理厂等中产生的污泥固化处理而得的，由地方政府単位稳定地提供。脱水滤饼满足一定的安全性基准，在水溶液中显示出 pH7 8的中性。熔融渣滓是将一般废弃物(都市垃圾)或エ业废弃物等在高温下熔化、并将重金属或有害物质分解、除去后冷却而生产的材料，体积得到大幅度減少。通过将该熔融渣滓再利用，可以实现资源的循环。熔融渣滓也与脱水滤饼相同，在水溶液中显示出PH7 8的中性。一般废弃物的熔融处理设施在全国存在多个，每年生产100万吨以上的熔融渣滓，可以预计现在及将来都能稳定地提供。由熔融处理设施处理的熔融渣滓被基于JIS A5031 (将一般废弃物、下水污泥或它们的焚烧灰熔融固化而得的混凝土用熔融渣滓骨料) 以及JIS A5032(将一般废弃物、下水污泥或它们的焚烧灰熔融固化而得的道路用熔融渣滓)的规定进行品质管理。所以，利用熔融处理设施生产的熔融渣滓满足安全性的基准(有害物质(镉、铅、六价铬、砷、总水銀、硒、氟、硼)的溶出量基准、含量基准)。从安全性的方面考虑，优选将此种熔融渣滓作为土壌的原料使用。图1中表示出将熔融渣滓和脱水滤饼混合来制造本实施方式的回收土壌的步骤。 虽然在图1中，表示出将熔融渣滓和脱水滤饼配合后进行粒度调整的制造步骤，然而也可以在将熔融渣滓和脱水滤饼配合前进行粒度调整。本实施例的回收土壌包含熔融渣滓粒材以及脱水滤饼粒材，然而由于在制造エ序的任何阶段进行粒度调整都可以，因此在以后的说明中，将成为原料的熔融渣滓和熔融渣滓粒材总称为“熔融渣滓”，将脱水滤饼以及脱水滤饼粒材总称为“脱水滤饼”。所以，以下的实施例中给出的回收土壌等的配合比率都是熔融渣滓粒材与脱水滤饼粒材的比率。图1中以虚线包围的エ序(来自砾石采集场的原料的搬入、脱水滤饼干燥粉碎、沙粉干燥粉碎)是根据需要进行的。例如来自砾石采集场的原料的搬入是在向回收土壌中作为泥沙部分配合沙粉等的情况下进行的。另外，图1中以双点划线包围的エ序(配合试验(土质试验))不需要毎次都进行。 也就是说，在作为配合材料的熔融渣滓、脱水滤饼、沙粉等的性质相同的情况下可以省略。对依照图1中所示的步骤改变熔融渣滓、脱水滤饼的混合比率而制造的回收土壌的一般特性、粒度特性进行了研究。图2中表示出有关一般特性、粒度特性的试验项目。
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图3中表示出有关本实施例的回收土壌的一般特性、粒度特性的试验結果。试验中，使用了将熔融渣滓与脱水滤饼以3 7 8 2的比率配合的5种回收土壌。图3的上栏中表示出回收土壌(A) ￠)的熔融渣滓与脱水滤饼的混合比率(熔融渣滓脱水滤饼)，其下方表示出试验日、试验結果。根据自然含水比的数值可知，回收土壌(A) ￠)都表现出比用于比较的碎石或再生碎石更优异的保水性，回收土壌(A) (C)、 )(将熔融渣滓与脱水滤饼以3 7 7 3的比率配合的)具有成为特别优异的保水性的大致标准的 10%以上的自然含水比。图4中表示有关回收土壌(A) ￠)的透水特性的评价。透水特性的评价是基于各进行3次简易透水比较试验而得的结果判定的。简易透水比较试验通过如下操作来进行，S卩，将200ml的回收土壌放入容器中，平整表面，用直径25mm、长180mm的木制的棒轻轻地扎刺25次后，在其上放置滤纸，计测从滤纸上倾注150ml的水时渗透回收土壌的时间。根据图3以及图4的结果可知，回收土壌㈧、(B)、(E)除了优异的保水性以外， 还具有与碎石或再生碎石同等以上的优异的透水性。特別是回收土壌(A)(将熔融渣滓 脱水滤饼以5 5的比率配合的回收土壌)以及回收土壌(E)(将熔融渣滓脱水滤饼以 3 7的比率配合的回收土壌)显示出优异的保水性、透水性。一般来说，透水性良好的(透水速度快的)回收土壌有含水比变小的趋势。但是， 这些回收土壌(A)、(E)由于透水性以及含水性两方面都很出色，因此可以说具备如下的优异的调湿性，即，在表层大量地含有水分的情况下迅速地吸收水分，在表层干燥的情况下供给水分。回收土壌(C)虽然具有优异的保水性，然而与回收土壌㈧、⑶、(E)相比得到透水性差的結果。但是，通过将以往配合在土壌中使用的沙粉或碎石粉等泥沙部分混合到回收土壌(C)中，可以提高透水性。[实施例1]实施例1的栽培用土壌是将熔融渣滓粒材和脱水滤饼粒材配合而成的材料，所述熔融渣滓粒材包含选自一般废弃物、エ业废弃物、以及钢铁渣滓中的ー种或多种熔融渣滓， 且粒径被调整为20mm以下，所述脱水滤饼粒材包含将选自上水污泥、下水污泥、以及造纸污泥中的ー种或多种脱水干燥而得的脱水滤饼，且粒径被调整为20mm以下。将熔融渣滓粒材与脱水滤饼粒材的粒径设为20mm以下，是考虑到利用这些粒材间的孔隙，实施例1的栽培用土壌会具有适于植物等的育成的大小的孔隙。制造实施例1的栽培用土壌的步骤与图1所示的制造回收土壌的步骤基本相同， 然而在进行密度试验等吋，根据需要还进行粒度试验。为了评价实施例1的栽培用土壌的特性，进行了梔子的栽培实验、天然草坪的生长试验、莴苣的栽培试验、圣护院萝卜的栽培试验。对各自的结果依次进行说明。梔子的栽培实验是在直径15cm、深25cm的栽培用盆中定植梔子来进行的。栽培实验在2009年12月 2010年12月这13个月期间实施。作为栽培实验中使用的土壌，准备了利用上述的制造步骤将熔融渣滓、脱水滤饼和沙粉以45 45 10的比率混合而得的土壌A。另外，还分别准备了将土壌A与熔融渣滓以90 10的比率混合而提高了熔融渣滓的比率的土壌B、将土壌A与熔融渣滓以80 20 的割合混合而进ー步提高了熔融渣滓的比率的土壌C、在土壌A中混合了作为粒状的化学肥料的20g的Woodace (商品名。三菱化学农业株式会社制)而得的土壌D、在土壌A中混合了 40g的Woodace而得的土壌Ε、在土壌A中混合了 60g的Woodace而得的土壌F。此外，作为比较用的栽培用土壌，准备了 Green FosterLT(商品名。TOYOTA ROOF GARDEN株式会社制)。Green i^sterLT具有如图5所示的特性，是优异的栽培用土壌。以下，将Green FosterLT设为比较土壌1。对于土壌A 土壌F、比较土壌1分別栽培5株，共栽培35株，每1个月測定体积。 体积是将沿水平方向展开的枝叶中的最长地展开的部分的长度设为长径，将相对于它的直角方向的宽度当中的最宽处的长度设为短径，采用长径、短径、以及树高的乘积。将各月的測定结果表示于图6中。将各株的个体编号一井表示于图6中。以上述测定结果为基础，算出在各土壌中育成的5株的体积平均值，减去栽培之初的体积平均值而算出各月的生长量。对于土壌A F的任何一个，都可以得到与比较土壌1相同程度以上的良好的梔子的育成結果。图7中表示出土壌A、土壌E和比较土壌1的梔子的生长量的体积的随时间的变化。根据图7可知，土壌A、土壌E特别是在夏季发挥出比比较土壌1更为良好的特性。 对此可以认为是因为，土壌A，E在对栽培用土壌要求的各种特性当中，干燥时的保水力特别优异。栽培实验结束后，从全部35株中的11株中采土而研究了土壌特性。将有关pH值、 有效成分的含量等的土壌特性的试验方法表示于图8中，将各个体的试验结果表示于图9 中。另外，对于作为本实施例的原料的熔融渣滓、脱水滤饼和沙粉进行了相同的试验，将结果表示于图10中。虽然没有看到与上述栽培实验的结果显示出明显的相关性的特定的项目，然而可以认为各项目彼此具有良好的相关性。而且，相对于图10所示的原料的pH值， 各土壌的PH值变高，是由栽培实验中使用的水的pH值升高引起的。此外，对有关从上述11株中采集的土壌的三相分布、饱和透水系数、有效水分、粒径组成的特性进行了研究，将结果表示于图11中。而且，图11中的土性名基于三角坐标 (国际法)，是基于粒度组成将土壌分类的项目。粒径組成被以有关除去了石子(粒径2. Omm 以上)的土壌的、每个给定的粒径范围的重量百分率表示。而且，粗砂的粒径为0.2mm 2. Omm,细砂的粒径为0. 02mm 0. 2mm,泥沙的粒径为0. 002mm 0. 02mm,粘土的粒径为 0. OOlmm 0. 002mm。此外，为了评价本实施例的栽培用土壌所具有的特性，还进行了团粒结构组成确认试验以及保水力比较试验。在团粒结构组成确认试验中使用了土壌A，与作为栽培用土壌广泛地使用的作为天然土的风化花岗岩土壌(日语真砂土)、以及作为为具有适于栽培的团粒结构而混合了优质土的土壌的Soilpremix(商品名。株式会社Ecomax制)进行了比较。团粒结构组成确认试验是利用基于土壌环境分析法的团粒分析法(湿式筛别法)进行的。将其结果表示于图12中。团粒化度是对将基准粒径以上的团粒的质量除以基准粒径以下的土粒子的质量而得的比例进行百分比表示的量，成为评价栽培用土壌的团粒结构的大致标准。显示出高团粒化度的土壌在团粒间具有大的孔隙，且在团粒内部具有小的孔隙，在透水性、保水性两方面都很优异。另外，此种土壌中，土壌微生物或土壌小动物的活动易于活跃，成为含有很
1多对植物等的生长所必需的营养素的土壌。如图12所示，土壌A在基准粒径0. IOmm下显示出最高的数值，与风化花岗岩土壌或kilpremix相比具有优异的团粒结构。接下来，进行了本实施例的栽培用土壌的保水力比较试验(JGS0151)。保水力比较试验中，使用了上述的梔子的栽培实验中所用的土壌A，与风化花岗岩土壤进行比较。保水力比较试验通过如下操作来进行，即，在利用加压板法施加pF = 2. 0、利用离心法施加pF =4. 0的压カ的状态下，測定各自的含水率。如图13所示，可知在pF = 2. 0、pF = 4. 0的任意一个测定中，土壌A都具有比风化花岗岩土壤更为优异的保水力。下面，对使用本实施例的栽培用土壌进行的天然草坪的生长试验进行说明。该试验中，在2011年4月播撒天然草坪的种子，其后观察其生长状況，直至2011年8月。所用的土壌是将熔融渣滓和脱水滤饼以5 5的比率配合的土壌χ、将土壌χ和树皮堆肥以9 1 的比率配合的土壌y、将风化花岗岩土壤与树皮堆肥以9 1的比率配合的比较土壌2这3 种。比较土壌2是草坪等的生长中所用的普通的土壌。对天然草坪的生长试验的结果进行说明。在土壌X、土壌y、比较土壌2中天然草坪都很顺利地生长。所以，在2011年7月对所有土壌中生长的天然草坪以草高3cm进行割取，再在1个月期间确认了生长状況。其结果是，依照土壌y、土壌χ、比较土壌2的順序，所生长的天然草坪的密度变高，草坪纹理的緑色也变深。根据该情况可以确认，以回收材料作为原料的本实施例的土壌χ、土壌y具有与作为普通的栽培用土壌使用的比较土壌2同等以上的土壌特性。另外，与天然草坪的生长试验并行地进行了验证热岛现象的抑制效果的试验。试验期间为2011年7月30日14吋 2011年8月8日10吋，在此期间，每60分钟测定各个土壌中生长的草坪的表面温度。对热岛现象的抑制试验结果进行说明。试验期间中測定的最高温度/最低温度在土壌χ中为49. 0°C /20. 5°C，在土壌y中为51.0°C /20. 5 °C，在比较土壌2中为 52. 5°C /21. 5°C。在土壌χ、土壌y中生长的草坪的表面温度与在比较土壌2中生长的草坪的表面温度之间产生最大差別的时间是2011年8月6日12吋，其温差为3. 0°C。此时，各土壌上的草坪的表面温度是，土壌χ为46. 5°C，土壌y为45. 0°C，比较土壌2为48. 0°C。图 14是摘录了 2011年8月6日8吋 2011年8月8日10时的测定温度的随时间变化的图。 根据该情况可以确认，本实施例的土壌χ、土壌y兼具优异的热岛抑制效果。另外，与上述试验并行地进行了验证将以9 1的比率配合熔融渣滓和脱水滤饼而得的土壌ζ作为人造草坪填充材料(细沙)使用时的热岛现象的抑制效果的试验。试验填充材料为将土壌ζ撒布在人造草坪上后在其上部覆盖硅砂的双层结构的填充材料。另外，比较填充材料采用了仅撒布作为普通的人造草坪填充材料的硅砂的填充材料。试验填充材料中，在土壌Z上撒布硅砂是因为土壌Z与硅砂相比更接近黒色，易于吸收热量，因此可以避免因填充材料的颜色差别而产生温差。试验期间是2011年7月四日8吋 2011 年8月8日10吋，在此期间，每60分測定撒布了各个填充材料的人造草坪的表面温度。对上述试验的结果进行说明。试验期间中測定出的最高温度/最低温度是，试验填充材料为51. O0C /20. 5°C，比较填充材料为53. 5°C /23. 5°C。在撒布了试验填充材料的人造草坪的表面温度与撒布了比较填充材料的人造草坪的表面温度之间在测定温度方面产生最大的差別的时刻是2011年8月6日15吋，其温差为4. 0°C。此时，撒布了试验填充材料的人造草坪的表面温度为45°C，撒布了比较填充材料的人造草坪的表面温度为49°C。 图15是摘录了 2011年8月6日8吋 2011年8月8日0时的测定温度的随时间变化的图。根据该结果可以确认，本实施例的土壌χ即使作为草坪填充材料使用也会发挥热岛现象抑制效果。此外，使用本实施例的栽培用土壌进行了莴苣的栽培试验。莴苣的栽培试验是分为预备试验和正式试验2次进行的。首先，在预备试验中，在2011年4月播撒莴苣的种子， 观察其生长状況，直至2011年8月。所用的土壌是与天然草坪的生长试验相同地将熔融渣滓和脱水滤饼以5 5的比率配合而得的土壌χ;将土壌χ和树皮堆肥以85 15的比率配合而得的土壌a;将熔融渣滓及脱水滤饼以及沙粉以45 45 10的比率配合而得的土壌χ'和树皮堆肥以9 1的比率配合而得的土壌b ；将土壌χ'和树皮堆肥以85 15的比率配合而得的土壌c ；将土壌χ'和树皮堆肥以8 2的比率配合而得的土壌d;以及比较土壌3(商品名“新收蔬菜(日语獲れたて野菜)”。Takii种苗株式会社制)。比较土壌3是除了作为肥料的三要素的氮、磷酸、钾以外还配合有苦土(镁)、硼、铁、锰等微量要素以及缓效性肥料并调整为弱酸性的、高品质的栽培用培养土。对莴苣的栽培预备试验的结果进行说明。在土壌χ以及土壌a 土壌d的全部土壤中，观察到与比较土壌3同等以上的数目的发芽。但是，在结束试验的8月的时间点，虽然土壌a、土壌b、以及土壌c中育成的莴苣生长到可以收获一部分的程度，然而还没有达到比较土壌3的生长状況。在预备试验结束时间点，比较了土壌c中生长的莴苣的根和比较土壌3中生长的莴苣的根。其结果是，确认土壌c中生长的莴苣的根没有像比较土壌3中生长的莴苣的根那样展开。对此可以推测是因为，随着天数的増加，土壌过于牢固地密实，根的生长没有推进。然后，考虑到预备试验的結果，使用改良了的土壌进行了正式试验。正式试验中， 考虑到不能使土壌过于紧密，准备了将作为回收材料的树皮堆肥以及稻壳、作为土壌改良剂的泥炭(peat moss)或珍珠岩、作为化学肥料的Magamp K(商品名。株式会社Hyponex Japan制)适当地添加到土壌χ中的新的土壌1 土壌11，在2011年7月的1个月期间栽培了莴苣。土壌1 土壌11分别是在5，OOOg的土壌χ中配合了适当的添加物的土壌。将各土壌的添加物及添加量、以及土壌特性表示于图16中。观察了这些土壌中的莴苣的生长状况，其结果是，在土壌8中，莴苣生长得最大。对此可以认为是因为，土壌8的重量与其他土壌相比较轻，因此与先前的试验中所用的土壌χ以及土壌a 土壌d相比根的展开变得良好。另外，土壌8因配合了树皮堆肥、稻壳、泥炭而成为适于植物等的育成的弱酸性 (ρΗ6· 84)的土壌。此外，在2011年9月的1个月期间，进行了圣护院萝卜的育成试验。所用的土壌是莴苣的生长试验中使用的土壌b、在莴苣生长跟踪试验中得到良好的结果的土壌8、以及比较土壌3(商品名“新收蔬菜”。Takii种苗株式会社制)。1个月期间观察到的结果是， 土壌8中，可以确认到与比较土壌3同等以上的生长状況。即，可以确认，本实施例的栽培用土壌尽管以回收材料作为主原料，却是能够以与高品质的栽培用培养土同等以上程度使植物等生长的土壌。这里，为了研究向土壌χ中添加树皮堆肥、稻壳、泥炭而形成土壌8的效果，进行了土壌χ和土壌8的土壌分析。将其结果表示于图17中。根据它们的比较可知，利用树皮堆肥、稻壳、泥炭的添加，PH值变为弱酸性，另外，氮、磷酸、钾的含量増加。这些都是适于植物的生长的条件，可以确认本实施例中适当地配合添加物所帯来的效果。本实施例的成为栽培用土壌的原料的熔融渣滓或脱水滤饼由于由全国的熔融化设施或固化处理厂制造，因此除了粒度分布以外，在成分等方面也存在參差不齐。所以，最好在本发明的栽培用土壌中，根据需要配合土壌改良材料而进行PH的调整、进行作为肥料成分的三要素(氮 磷酸·钾)的供给、或者调整土壌的硬度等。作为此种土壌改良材料，除了上述的实施例中配合的树皮堆肥或稻壳堆肥、泥炭等以外，还可以使用稻草以及麦草、包含它们的堆肥、家畜粪便堆肥、稻壳堆肥、玉米棒堆肥、茶叶渣或咖啡渣等残渣或粕类等日常大量产生的有极性废弃物的回收材料。[实施例2]实施例2的路基材料是含有上述实施例的回收土壌的路基材料，是将熔融渣滓粒材和脱水滤饼粒材配合而成的材料，所述熔融渣滓粒材包含选自一般废弃物、エ业废弃物、 以及钢铁渣滓中的ー种或多种的熔融渣滓，且粒径被调整为40mm以下，所述脱水滤饼粒材包含将选自上水污泥、下水污泥、以及造纸污泥中的一种或多种进行脱水干燥而得的脱水滤饼，且粒径被调整为40mm以下。在エ厂中制造实施例2的路基材料的步骤与图1所示的制造回收土壌的步骤相同。另ー方面，在室外的现场将熔融渣滓和脱水滤饼混入现有的土壌(现场土。风化花岗岩土壤或红土等天然土)而制造路基材料的情况下，以图18所示的步骤进行。以图1所示的步骤制造的路基材料在完成后进行含水比的确认，用卡车等搬运到现场。在利用图18的方法制造路基材料的情况下，与向现有的土壌中混入再生碎石而作为路基材料的以往相同， 可考虑现有土壌的土质，使得熔融渣滓以及脱水滤饼的总量达到现有土壌的15% 50%。根据需要进行图1及图18中以虚线包围的エ序(来自砾石采集场的原料的搬入、 污泥干燥粉碎、沙粉干燥粉碎)。例如，在向路基材料中配合沙粉的情况下进行来自砾石采集场的原料的搬入。而且，图18中记载的污泥与上述的脱水滤饼同义。另外，图1中以双点划线包围的エ序(配合试验(土质试验))不需要毎次都进行。也就是说，在作为配合材料的熔融渣滓、脱水滤饼、沙粉等的性质相同的情况下可以省略。另ー方面，在利用图18所示的步骤，将熔融渣滓、脱水滤饼混入现有的土壌而制造路基材料的情况下，由于可以预计在每个现场中现有的土壌的性质不同，因此在每次现场改变时进行配合试验。在上述的回收土壌的试验中，为了评价将显示出优异的保水性和透水性的回收土壌㈧以及回收土壌(E)作为路基材料使用时的性能，进行了各种试验。以下，将使用了回
收土壌(A)的路基材料设为路基材料(A)，将使用了回收土壌￠)的路基材料设为路基材料 ㈤。首先，对路基材料(A)，针对作为以往一直使用的路基材料的火山砾石进行保水力比较试验(JGS 0151)。火山砾石与碎石或再生碎石相比具有优异的保水力，然而由于主要的产地是九州地方，因此在用于首都圏或近畿圈等九州以外的地域的路基材料的情况下， 会花费搬运成本，所以是高价格的路基材料。 保水力比较试验是利用与栽培用土壌的保水力比较试验相同的方法进行的。将其结果表示于图19中。在每单位体积(IOOml)的含水率中，在pF = 2.0时火山砾石一方具有高含水率，然而在PF = 4.0时路基材料(A) —方具有比火山砾石高的含水率，表明具有比火山砾石更为优异的保水力。而且，对于施加了 pF = 4. 0的压カ的状态下的每单位重量(IOOg)的含水率，与路基材料(A)相比，火山砾石一方显示出更高的数值。这是由如下因素引起的，即，火山砾石的干燥重量比路基材料(A)的干燥重量轻，因此在采集単位重量(IOOg)的路基材料的情况下，火山砾石的量多。实际上可以说，如果考虑在确定了路基材料的场所(体积)内使用的情况，则在PF = 4.0的压カ下，每单位体积的含水率显示出高数值的路基材料(A)具有比火山砾石高的保水力。測定了路基材料㈧的PH值，其结果是pH = 6.94。所以，在使用路基材料㈧的情况下，不用像将显示出强碱性的再生碎石用于路基材料中时那样担心会对行道树等造成不良影响。使用路基材料(A)，进行了评价热岛现象的抑制效果的试验。对于热岛现象的抑制效果，通过如下操作来评价，即，在使表层等的结构相同的条件下，測定在路基材料中使用了上述路基材料㈧的情况(实施例X)、与使用了作为以往的路基材料的碎石的情况(比较例X)之间，在铺装表面以及从铺装表面起IOOmm上方位置产生何种程度的温差。具体来说，如图20所示，在地表面上配置IOOmm厚的上述实施例X或比较例X的路基材料，在其上方作为垫砂铺设了 30mm厚的熔融渣滓、再在上方的表层铺设了 70mm厚的互锁铺装的结构中，測定互锁铺装表面及其上方IOOmm位置的温度随时间的变化而比较。温度测定是在2010年9月1日10时到2010年9月10日8时期间每隔1小时地进行的。图21中，表示出实施例X与比较例X的互锁铺装表面温度的随时间变化，图22中， 表示出实施例X与比较例X的从互锁铺装面起IOOmm上方位置的温度的随时间变化。另外， 图23中表示出实施例X与比较例X的互锁铺装表面的温差(比较例X-实施例X)，图M中表示出实施例X与比较例X的从互锁铺装面起IOOmm上方位置的温差(比较例X-实施例 X)。从图23及图M中可以清楚地看到，在测定期间内的几乎全部时间中，实施例X—方显示出较低的温度。特別是，在睛朗的日子的10时和16时可以确认明显的温差。图25中表示出測定期间中的10时与16时的天气、和互锁铺装表面及其IOOmm上方的温差(比较例X-实施例 X)。在一天当中，可以认为10时左右是路面温度开始上升的时间帯，16时左右是路面温度开始下降的时间帯，因此可以判断路基材料(A)与碎石相比具有难以升高路面温度、另外易于降低路面温度的效果。即，可以评价为，与碎石相比，路基材料(A)具有更大的热岛现象的抑制效果。还以与上述不同的结构(图沈中所示的实施例Y和比较例Y)进行了评价热岛现象的抑制效果的试验。温度测定期间或测定间隔、测定位置与上述试验相同。实施例Y具有包含配置于地表面上的IOOmm厚的路基材料(A)、和配置于其上方的IOOmm厚的表层材料的结构，比较例Y具有包含配置于地表面上的IOOmm厚的碎石、和配置于其上方的IOOmm厚的表层材料的结构。实施例Y的表层材料与上述的栽培用土壌A相同，是将熔融渣滓及脱水滤饼以及沙粉以45 45 10的比率配合而得的材料(以下设为“表层材料Y”。)，比较例Y的表层材料是风化花岗岩土壌。
图27中，表示出实施例Y与比较例Y的互锁铺装表面温度的随时间变化，图观中表示出于实施例Y与比较例Y的从互锁铺装面起IOOmm上方位置的温度的随时间变化。另外，图四中表示出实施例Y与比较例Y的互锁铺装表面的温差(比较例Y-实施例Y)，图 30中表示出实施例Y与比较例Y的从互锁铺装面起IOOmm上方位置的温差(比较例Y-实施例Y)。从图四及图30中可以清楚地看到，该试验中，也是在测定期间内的几乎全部的时间中实施例Y —方显示出较低的温度。实施例Y的表层材料中所用的表层材料Y虽然与比较例Y的表层材中所用的风化花岗岩土壌相比保水性优异，然而比风化花岗岩土壤更接近黒色，易于吸收热量。由此，在本发明人以前进行的实验中，在将路基材料设为再生碎石、将表层材料设为表层材料Y的情况下，特别是日照时间带的表面温度显示出与比较例Y相同程度、或者容易比之更高的趋势。尽管如此，实施例Y —方也显示出比比较例Y低的温度随时间的变化，依然可以评价为路基材料(A) —方具有比碎石更为优异的热岛现象的抑制效果，作为运动场或各种比赛场的路基材料来说性能优异。而且，已知如果在运动场等的表层材料的表面设置人造草坪，温度就容易升高，根据条件不同表面温度甚至达到60°C 70°C。即使作为此种运动场的路基材料使用上述路基材料(A)，也可以期待热岛现象的抑制效果是有效的。接下来，使用路基材料(E)，进行通过夯实的土壤的压实试验(利用JIS A1210, JGS 0711 试验方法E-b来实施)以及压实了的土壤的圆锥指数试验(JIS A1228，JGS 0716)，评价了其压实特性。通过夯实的土壤的压实试验的结果是，路基材料(E)的最佳含水比《_为 18. 6%，最大干燥密度P -,为1. 643g/cm3。所谓最佳含水比及最大干燥密度是指将路基材料Φ)压实时最为良好地压紧的状态的含水比及密度。压实了的土壌的圆锥指数试验是使用改变了路基材料Φ)的含水率的4种试样 1 4(含水率9. 8%、13. 2%、16. 1%、19. 4% )进行的。将其结果表示于图31中。圆锥指数是表示建设机械的行驶性的好坏的显示土壌的性质的数值。圆锥指数如图32所示与各建设机械的接地压カ对应，被作为判定这些建设机械是否可以行驶的尺度使用，成为表示路基材料的坚固性的大致标准。圆锥指数qc(kN/m2)如下求出，即，求出将锥形透度计以 lcm/s的贯入速度从地表面连续地压入至5cm、7. 5cm以及IOcm的地方时作用于圆锥底面的贯入阻力(kN)的平均值，将其除以头端圆锥的底面积(3. (贯入阻力/头端圆锥的底面积)。如图31所示，由于路基材料￠)的全部试样1 4的圆锥指数在图32所示的自动倾卸卡车的圆锥指数以上，因此可知路基材料Φ)具有自动倾卸卡车可以行驶的程度的坚固性。根据以上情况可以说，路基材料Φ)具备足以作为学校等的运动场、各种比赛场、 公园、人行道等室外设施中使用的路基材料使用的坚固性。虽然上述的实施例是以在用于人行道用铺装以及场地铺装结构的路基中的路基材料中使用为前提的例子，然而通过向其中混合再生碎石，可以使之具有还能够适用于道路的坚固性。对通过向上述路基材料Φ)中混合再生碎石而带来的路基材料的坚固性提高的效果进行了验证。该验证中，使用将路基材料Φ)和再生碎石以80 20的比例混合的路基材料(E')，进行了上述的土壤的压实试验(利用JIS A1210, JGS 0711:试验方法E_b 来实施)和 CBR 试验(JIS A1211，JGS 0721)。借助夯实的土壤的压实试验的结果是，路基材料(E')的最佳含水比《_为 12.5%，最大干燥密度P dmax为1. 789g/cm3。另外，CBR试验的结果是，95 %修正CBR值为 50. 4%。该CBR值超过作为道路用的下层路基材料的再生未筛碎石的修正CBR值，该修正 CBR值为40%。所以，如果向路基材料Φ)中混合再生碎石，则可以使之具有还能够作为停车场或道路用的路基材料使用的坚固性。与以往的路基材料相同，如果在本发明的路基材料中也配合氯化钠或天然牡蛎壳、天然扇贝壳、天然小粒浮石，则可以使路基材料具有新的特性。如果向本发明的路基材料中配合氯化钠，则不仅可以防止路基材料的冻结，还可以抑制杂草的生长。氯化钠可以以每Im2中2 4kg的比例配合。另外，如果配合牡蛎壳或扇贝壳，则除了防止路基材料的冻结、抑制杂草的生长以外，还可以提高路基材料的保水性、调湿性。此外，如果配合浮石，则可以进ー步提高路基材料的保水性、调湿性。[变形例]本发明的回收土壌除了栽培用土壌、路基材料以外，还可以适用于场地铺装结构的表层土。在作为此种场地用土壌使用的情况下，优选将脱水滤饼粒材和熔融渣滓粒材以 4 6 6 4的比率配合，并且将两种粒材的粒径调整为9. 5mm以下，同时以使整体的细粒部分达到10 18%的方式配合沙粉或碎石粉等泥沙部分。此外，在作为场地用土壌使用的情况下，最好以使整体的90%以上的粒径为2mm 以下的方式进行调整，此外，最好将脱水滤饼粒材和熔融渣滓粒材以5 5的比率配合。通过如上所述地调整，就可以形成具有适合场地用土壌的弾性、兼具优异的压实度的理想的场地用土壌。另外，与上述路基材料相同，通过配合氯化钠或天然牡蛎壳、天然扇贝壳、天然小粒浮石，可以附加防止冻结、抑制杂草的生长、提高保水性·调湿性的功能性。
权利要求
1.一种回收土壌，其特征在干， 将如下材料配合而成，即，a)熔融渣滓粒材，其包含选自一般废弃物、エ业废弃物、以及钢铁渣滓中的ー种或多种的熔融渣滓，且粒径被调整为40mm以下；b)脱水滤饼粒材，其包含将选自上水污泥、下水污泥、以及造纸污泥中的ー种或多种进行脱水干燥而得的脱水滤饼，且粒径被调整为40mm以下。
2.根据权利要求1所述的回收土壌，其特征在干，将所述熔融渣滓粒材和所述脱水滤饼粒材以1 9 9 1的比率配合。
3.根据权利要求1或2所述的回收土壌，其特征在干，将所述熔融渣滓粒材和所述脱水滤饼粒材以3 7 7 3的比率配合。
4.ー种栽培用土壌，是含有权利要求1 3中任一项所述的回收土壌的栽培用土壌，所述熔融渣滓粒材的粒径被调整为20mm以下，所述脱水滤饼粒材的粒径被调整为20mm以下。
5.根据权利要求4所述的栽培用土壌，其特征在干， 所述熔融渣滓粒材及所述脱水滤饼粒材具有团粒结构。
6.根据权利要求4或5所述的栽培用土壌，其特征在干，相对于所述熔融渣滓粒材与所述脱水滤饼粒材的总量，配合有0% 20%的泥沙部分。
7.根据权利要求4 6中任一项所述的栽培用土壌，其特征在干， 混合有树皮堆肥、稻壳堆肥、以及泥炭中的至少ー种。
8.根据权利要求4 7中任一项所述的栽培用土壌，其特征在干， 混合有有机性废弃物的回收材料。
9.一种草坪用填充材料，其特征在干，含有权利要求1或2所述的回收土壌。
10.一种路基材料，其特征在干，用于人行道用铺装或场地铺装结构的路基中，且含有权利要求1 3中任一项所述的回收土壌。
11.根据权利要求10所述的路基材料，其特征在干，相对于所述熔融渣滓粒材和所述脱水滤饼粒材的总量，配合有0% 20%的碎石或再生碎石。
12.根据权利要求10或11所述的路基材料，其特征在干， 以使整体的细粒部分达到3% 18%的方式配合泥沙部分。
13.根据权利要求10 12中任一项所述的路基材料，其特征在干，以使所述熔融渣滓粒材及所述脱水滤饼粒材的总量达到现有土壌的15% 50%的方式，配合该现有土壌。
14.根据权利要求10 13中任一项所述的路基材料，其特征在干，配合有氯化钠、天然牡蛎壳、天然扇贝壳、以及天然小粒浮石中的至少ー种。
15.一种场地用土壌，是含有权利要求1 3中任一项所述的回收土壌的场地用土壌， 将所述熔融渣滓粒材和所述脱水滤饼粒材以4 6 6 4的比率配合，将所述熔融渣滓粒材的粒径调整为9. 5mm以下，将所述脱水滤饼粒材的粒径调整为9. 5mm以下，并且以使整体的细粒部分达到10% 18%的方式配合泥沙部分。
16.根据权利要求15所述的场地用土壌，其特征在干，以使整体的90%以上的粒径为2mm以下的方式进行了调整。
17.根据权利要求15或16所述的场地用土壌，其特征在干，相对于所述熔融渣滓粒材及所述脱水滤饼粒材的总量，配合1. 5倍量 4倍量的天然
18.根据权利要求15 17中任一项所述的场地用土壌，其特征在干， 配合有氯化钠、天然牡蛎壳、天然扇贝壳、以及天然小粒浮石中的至少ー种。
全文摘要
本发明提供一种回收土壤，将熔融渣滓粒材和脱水滤饼粒材配合而成，所述熔融渣滓粒材包含选自一般废弃物、工业废弃物、以及钢铁渣滓中的一种或多种熔融渣滓，粒径被调整为40mm以下，所述脱水滤饼粒材包含将选自上水污泥、下水污泥、以及造纸污泥中的一种或多种脱水干燥而得的脱水滤饼，粒径被调整为40mm以下。熔融渣滓粒材与脱水滤饼粒材的配合比率优选为1∶9～9∶1，更优选为3∶7～7∶3。该回收土壌可以作为栽培用土壌、人行道用铺装或者场地铺装用的路基中所用的路基材料、场地用土壌等多目的土壌而使用。
文档编号A01G1/00GK102597375SQ20118000394
公开日2012年7月18日 申请日期2011年10月11日 优先权日2010年10月12日
发明者大薮崇司, 川谷真辉 申请人:东和健体施设株式会社