使用了煤灰的坡面维护施工方法与流程

本发明涉及将在煤炭火力发电所等中产生的煤灰作为坡面保护材料的原料而使用的技术，特别涉及具备透水性与保水性以及耐久性、并能够防止集中性暴雨等导致的表土层的流出、侵蚀的坡面维护施工方法。

背景技术：

在煤炭火力发电所等中，期望将因煤炭的焚烧而产生的煤灰以不使用于填埋地的修建或进行抛弃处理为前提进行再次资源化的技术开发，并提出了将煤灰用作公路的铺路材料的技术。

例如，在专利文献1中公开了如下一种透水性防草铺路方法，具备：将从火力发电所的锅炉产生的多孔质的煤灰(煤渣灰)、水泥类固化材料以及混和液以规定的重量比混和的工序；将该混合物滚压到路基上来形成铺路层1的工序，并设为具有透水性且具有抑制植物发芽的表面强度。另外，在专利文献2中公开了一种将煤渣灰与粉煤灰混合成规定的粒度分布的、具有抑制杂草生长功能的铺路材料。

目前，工业废弃物再次利用、生物多样性维护也作为企业的社会责任而被要求有所应对。根据本发明，通过将从煤炭火力发电所排出的煤炭焚烧灰作为材料，能够减少原本被进行埋设处理的煤炭焚烧灰的量。另外，是利用煤炭焚烧灰的高吸水性使雨水缓慢地向地基渗透、从而通过地下水维护来贡献于生物多样性维护的环保型施工方法。

另一方面，近年来，在山间、平原、不分地域地频繁发生了创记录的集中性暴雨，导致了大量的人以及经济损失。特别是，在同时也作为社会基础设施的代表的输电铁塔中，在山间布满主干线，万一倒塌就会引起几十万家庭范围内的停电。因此，对于输电铁塔的地基也要求与如今的气象环境对应的地基维护。

迄今为止的地基维护主要采用了绿化施工方法，但超过设想的集中性暴雨会导致侵蚀力增大，地基与绿化一同流出的情况频繁发生。作为以往的绿化施工方法，例如具有在坡面上对土与水泥的混合物进行施工后吹送沥青乳化剂的施工方法。

然而，在坡面上对土与水泥的混合物进行施工后吹送沥青乳化剂的施工方法的情况下，存在雨水浸入水泥混合层与坡面之间，容易引发水泥混合层的剥离、塌陷的问题。因此，提出了通过在坡面上铺设而覆盖网体来防止客土的滑落的施工方法。

然而，仅靠网体的覆盖，在降雨时雨水容易渗透到客土层中而带来冲刷，固定客土的能力存在极限。因此，为了防止客土的滑落，开发了在坡面上铺设框体的施工方法，但在框体的划分区域内，由于未将客土固定于坡面，因此存在坡面与客土层的紧贴力不充分、容易产生客土的滑落的课题。

这样，在以往的坡面绿化施工方法中，实际情况是，客土层与坡面的紧贴力不充分，因此客土滑落或容易受到渗透的雨水所带来的冲刷，从坡面维护的观点来看，不能实现预期的目的。

另一方面，在绿化施工方法中，作为使用煤灰的施工方法，公开了在如下的坡面的绿化施工方法中使固结剂与防侵蚀剂含有粉煤灰来具有透水性、保水性：在铁平石块的坡面上铺设挡土用垫部件，并用锚固部件固定，在用挡土用垫部件覆盖之前，用包含固结剂的客土形成客土层，并且在其上方吹送混匀有植物种子、肥料、防侵蚀剂的客土来形成植物生长层的(参照专利文献1。)。

另外，在专利文献4中，公开了在向坡面吹送生长基盘材料而导入植物的绿化施工方法所使用的绿化用防侵蚀材料中，使用由在煤炭火力发电所等中使用的煤灰、石灰化合物、石膏构成的使用脱硫剂。

在专利文献5中公开了如下保水施工方法：使由以煤灰形成的定型的通水性收容体和收容于其中的保水体构成的胶囊状保水材料，分散在坡面、护墙面上的土壤中并铺匀，进而形成植生基盘层。

在专利文献6公开了将以煤炭渣、煤灰作为骨料的防草用材料铺满于坡面的防草施工方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－90012号公报

专利文献2：日本特开2007－231565号公报

专利文献3：日本特开平10－317382号公报

专利文献4：日本特开平11－131060号公报

专利文献5：日本特开2000－351968号公报

专利文献6：日本特开2014－234655号公报

技术实现要素：

发明将要解决的课题

然而，所述现有技术仅提及透水性(排水的好处)、抑制杂草等植物的发芽防草性，未提及其保水性。例如，关于对集中性暴雨要求水害对策的铺路技术，未做任何公开或启示。

本发明的技术课题在于确立与坡面倾斜以及地基地质相应的施工方法、来自铁塔的雨滴(降水)对策、防止雨水渗透作用对地基的冲刷、得知保水的雨水的地基渗透量·流出量·蒸发量的基本比率、施工于坡面时的耐久性。本发明鉴于这种技术课题，目的在于提供一种兼备雨水渗透、雨水维护、耐久性，能够实现防止雨水对侵蚀等的水害对策的使用了煤灰的坡面维护施工方法。

本发明具体而言采用以下述事项为主的对策目的。

(1)雨水·雨滴流出对策

使雨水瞬间透水，并抑制其从地基面(坡面)表面流出。即，利用保水层的透水功能抑制雨水的坡面表层流出。

(2)雨水·雨滴侵蚀对策

将雨水大量地进行保水，抑制地基面(坡面)的客土层的侵蚀。即，利用保水层的透水功能抑制因雨滴落下(构造物·架线)而侵蚀坡面表层。

(3)地基负荷抑制

缓慢地将雨水排水，抑制向地基的急剧渗透。即，利用保水层的保水功能抑制雨水向地基的急剧渗透，并且抑制表层塌陷。另外，抑制向邻接地的排水，抑制雨水向坡面施工范围外的流出。

(4)对于环境的保护

通过地下水维护维护雨水循环。

(5)防草对策

通过压缩强度3～7n/mm²抑制来自地基面的杂草生长。

(6)有利于循环型社会

实现从煤炭火力发电所排出的煤炭焚烧灰的有效利用。

本发明仅采用以煤灰作为材料的保水层、或者使透水层与保水层一体化，发挥原本作为废弃物的煤灰的特征(保水功能)，作为铺路用材料而使用，从而实现从废弃物到资源的再次利用。

用于解决课题的手段

因此，本发明的使用了煤灰的坡面维护施工方法的第一方面为，将煤渣灰与从toughlock(注册商标)、烧石膏、镁砂水泥、水硬石膏、天然水泥、波特兰水泥或者氧化铝水泥中选择的至少一种水泥类固化材料以及在水中适当地混入水泥类强化剂者混匀并布设于坡面，形成保水能力为400～500kg/m³的保水层。另外，第二方面为，同时采用将煤渣灰作为客土的挡土、土袋。并且，第三方面为，同时采用将煤渣灰作为骨料的预制平板。另外，第四方面为，煤渣灰的粒径为0.2mm～7mm。

虽然从煤炭火力发电所产生大量的煤渣灰，但通过在它们之中混匀固化材料，能够作为客土来使用。由于混匀固化材料而作为客土，能够将客土层固化成适当的硬度，并且透水系数也设为适当。由此，能够有效地利用从煤炭火力发电所大量产生的煤渣灰。

附图说明

图1是表示使用了本发明的煤灰的铺路构造的一实施例的概略剖面图。

图2是示意地表示本发明的坡面维护的结构的说明图。

图3是本发明的坡面维护施工方法的施工例的剖面图。

图4的示意地表示实施了本发明的坡面保护施工方法的坡面的(a)是俯视图，(b)是剖面图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施例说明使用了本发明的煤灰的铺路构造以及坡面维护施工方法的实施方式。

实施例1

首先，对本发明的基本的铺路构造进行说明。该铺路构造能够适当地应用于平原中的人行道、自行车道。如图1所示，在铺设有粒状碎石的路基3上形成保水层2，进而层叠于该保水层2地设有透水层1。而且，透水层1的厚度t1约为10mm左右，保水层2的厚度t2约为40mm左右，路基3的厚度t3被设定为100mm左右。

将作为从火力发电所等的燃烧锅炉产生的煤灰的多孔质的煤渣灰与水泥类固化材料以及混和液(在水中适当地混入水泥类强化剂而成)以规定的重量比进行混和。作为水泥类强化剂，能够适当地使用nsbond(商品名：日本化成株式会社制)、shinkobond(商品名：株式会社大鹿制)等有机类或聚合物类的粘合剂。

在本发明中，煤渣灰指的是将在火力发电所等使煤炭燃烧时产生的煤灰中的、下落到锅炉的底部的煤灰的块进行回收、脱水以及粉碎而成的灰。作为煤灰，优选的是使用将煤渣灰粉碎或者筛选成约0.2mm～7.0mm的粒径而得的煤灰。重量比是相对于煤渣灰1m³将水泥类固化材料200kg、混和液120～140升用混合器进行搅拌，生成成为保水层2的材料的第二混合物m2。在本实施例中，作为水泥类固化材料，使用了toughlock(商品名：住友大阪水泥株式会社制)。另外，水泥类固化材料指的是若用水等混和液搅拌则随着时间的经过而固化的粉末体，但作为该水泥类固化材料，例如能够使用烧石膏、镁砂水泥、水硬石膏、天然水泥、波特兰水泥、氧化铝水泥等。

[保水层材料混匀工序]

(1)向混合器内装入煤灰。

(2)装入水泥类固化材料。(例如，相对于100升的煤渣灰混合100×0.001×200＝20kg的水泥类固化材料。)

(3)干拌1～2分钟而充分混合。

(4)装入混和液。(例如，相对于100升的煤渣灰混合100×0.001×120(140)＝12(14)升的混和液。)

(5)以2～3分钟充分混匀。

这里，关于混和液的装入量，优选的是如所述混合那样来进行，但运到现场的煤渣灰并非含水率恒定，因此根据其含水率而适当地混合。换句话说，优选的是一边用手确认物理性质一边逐渐加入混和液，在轻握的状态下为稍微渗出水的程度。若混和液不足，则会产生干涩，担心保水层不能获得足够的强度，因此需要注意。

[保水层的施工](t2＝40mm)

(1)用单轮车等将第二混合物m2运输到施工位置。

(2)向铺满在路基2上的碎石上装入第二混合物m2，并用蜻蜓杆(日文：トンボ)、耙等铺匀。

(3)之后，以用金属镘刀压入的方式牢固地陷入路基(根据需要而用辊等进行碾压)。

(4)确保一日以上的养护。

施工后的保水层2显示出保水能力400～500kg/m³，吸收能力以上的剰余水分渗透到地中。

接下来，将粒径2mm～7mm的煤渣灰壳与树脂类粘合剂以规定的重量比混和。相对于重量比煤渣灰壳1m³将树脂类粘合剂以100kg以上混合并用混合器搅拌，生成成为透水层(表层)1的材料的第一混合物m1。在本实施例中，作为树脂类粘合剂，使用了作为环氧类树脂的sanyuroad(日文：サンユロード)r－145(商品名：sanyulec株式会社制)。另外，也可以适当地添加与施工的周边景观相应的彩色的色粉。

[表层材料混匀工序]

(1)向混合器装入煤渣灰壳。

(2)装入环氧树脂。(例如，对100升的煤渣灰壳混合100×0.001×100＝10kg的树脂类粘合剂。)

(3)以2～3分钟充分搅拌。

[表层的施工](t1＝10mm)

(1)用单轮车等将第一混合物m1输送到施工位置。

(2)在保水层2上装入第一混合物m1，并用蜻蜓杆、耙等铺匀。

(3)以用金属镘刀压入的方式，一边堵孔一边精加工，以便消除偏差(根据需要而用辊等进行碾压)。

(4)从混匀至精加工为止，在夏季以20分钟为目标，在冬季以30分钟为目标。

(5)在施工后养护6小时间左右。

施工后的透水层1显示出透水系数0.5cm/s。

本发明能够根据应用场所将铺路构成变更为优选的方式。例如，人、自行车所通行的(路床+路基(粒状碎石100mm)+保水层(煤灰40mm)+(表层煤炭壳10mm)，公园等管理车辆所通行的(路床+路基(粒状碎石150mm)+保水层(煤灰50mm)+(表层煤炭壳15mm)，另外，仅靠保水层2，压缩强度具有约3n/mm²以上，杂草的根不会侵入，因此可用作防草目的(路床+保水层50mm)。

以下，示出根据社团法人日本公路协会或者jis所规定的沥青铺路的现场试验方法进行各种强度试验的结果与考察。

[保水功能试验]

确认稳定层的保水力。通过含水率测定器进行测定。最大保水率为47％，基准值为40％，因此确认为合格。

[定水位透水试验]

确认到透水系数为基准值以上。通过简易透水试验机进行测定。3次的平均值为0.535，基准值为0.5，因此确认为合格。

[一轴压缩强度试验(表层)]

确认到压缩强度基准值以上。通过jis11082006进行测定，测定强度为6.84n，基准值为3n，因此确认为合格。

[一轴压缩强度试验(稳定层)]

确认到压缩强度为基准值以上。通过jis11082006进行测定，平均强度为14.8n，基准值为3n，因此确认为合格。

[急性毒性试验]

确认到对于动物为安全。通过青鳉鱼(日文：ヒメダカ)进行了确认。72小时后的生存率为100％，确认为合格。

[重金属等试验]

确认煤灰是否在国家规定的环境基准值以内。通过规定的计量，全部的项目为基准值以内，确认为合格。

[路面温度试验]

验证了沥青与本发明铺路的表面温度差的差异。本发明铺路一方比沥青铺路低7.7℃。

接下来，基于附图说明本发明的坡面维护施工方法。在图2以及图3中示意地示出坡面维护的结构。

实施例2

如图2所示，本发明施工方法使从雨云6降雨到山间等应维护的坡面4的雨水7瞬间透水并抑制其从坡面表面流出。即，在坡面基盘4上布设所述实施例1的保水层2，利用其透水功能抑制雨水7的坡面表层流出。同时，在保水层2中将雨水7大量地进行保水，抑制坡面4的客土层的侵蚀。另外，如图3所示，利用保水层2的透水功能，抑制被从铁塔9等的构造物、架线等下落的雨滴8集中地冲刷的表层的侵蚀。

即，利用保水层2缓慢地将雨水7排水，抑制向坡面基盘的急剧渗透。由此抑制表层塌陷。另外，抑制向邻接地的排水，抑制雨水7向坡面施工范围外的流出。这样，在施工坡面的表层，雨水7瞬间向保水层7透水，保水层2将大量的雨水进行保水(体积的约40％的保水力)，暂时保水的雨水逐渐且缓慢地向基盘客土中渗透，并向地下水脉5排水。通过这样的地下水维护能够维护雨水循环。

在向坡面4布设保水层2时，能够在可就地灌注的场所向坡面4上直接装入第二混合物m2并调整形状、碾压。另外，也可以根据地形、坡面的倾斜角度铺设板条网等网(未图示)而强化保水层2的活力，或同时采用层叠挡土10、土袋11这类以往施工方法。

在该情况下，作为挡土10的框内或土袋11内所收纳的客土，优选的是使用煤渣灰。由此，即使坡面4存在凹凸也能够沿其变形，能够对于坡面4无间隙且可靠地形成保水层2。

另外，在不具有混凝土搅拌车、重型设备等的搬入路径、而不能就地灌注的场所，能够将煤渣灰作为骨料而预先预制成任意尺寸的平板状，并使用钢筋棍(日文：鉄筋ピン)等贴设固定于坡面4。即，能够使用将所述保水层2二次产品化为保水层板12者。并且，如图4所示，优选的是在铁塔9的下方的铁塔根基9a之间重叠于保水层2地设置降水对策强化部分13。该降水对策强化部分13能够通过加厚所述保水层2地庞大设置、或层叠土袋10、挡土11、保水层板12来实现。

工业上的可利用性

本发明在下述几点起到优异的效果。

(1)由于能够储存雨水，因此抑制暴雨时引发的都市的污水或河流泛滥，作为水害对策较为有效。

(2)能够利用在保水层中保水的水的气化热的作用抑制路面温度的上升，使热岛现象缓和。

(3)能够抑制杂草等植物的发芽。

(4)能够有效使用作为废弃物的煤渣灰，可有助于资源再次利用。

(5)满足国家规定的环境基准值，不会给周边的生态系统以及地下水等带来负面影响。

(6)能够防止雨滴下落所导致的输电铁塔的地基基盘面的侵蚀，能够进行与如今的气象环境对应的地基维护。

附图标记说明

1透水层(表层：第一混合物层)

2保水层(稳定层：第二混合物层)

3路基(粒状碎石)

4坡面

5地下水脉

6雨云

7降雨

8雨滴

9输电铁塔

9a铁塔根基

10土袋

11挡土

12保水层板(预制二次产品)

13降水对策强化部分

m1第一混合物

m2第二混合物