クレーグラウンド用下層土材、およびクレーグラウンドの施工方法
【課題】クレーグラウンドにおける砂塵の発生を抑制可能なクレーグラウンド用下層土材と、その施工方法を提供すること。
【解決手段】本発明のクレーグラウンド用下層土材は、浄水ケーキ粉粒体に対して、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材、および前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材の内、いずれか一方または両方を混合したものである。高保水能資材としては、無機系多孔質資材を用いるとよく、高吸水能資材としては、有機系高吸水性樹脂であるとよい。このようなクレーグラウンド用下層土材を、クレーグラウンドの下層土材として展張して、その上にグラウンド表土を重層すると、下層土材の水分が毛管現象によって上昇し、長期間グラウンド表土を湿潤状態に保つことが可能となるため、砂塵発生を抑制したり、その発生期間を短縮することが可能となる。
【解決手段】本発明のクレーグラウンド用下層土材は、浄水ケーキ粉粒体に対して、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材、および前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材の内、いずれか一方または両方を混合したものである。高保水能資材としては、無機系多孔質資材を用いるとよく、高吸水能資材としては、有機系高吸水性樹脂であるとよい。このようなクレーグラウンド用下層土材を、クレーグラウンドの下層土材として展張して、その上にグラウンド表土を重層すると、下層土材の水分が毛管現象によって上昇し、長期間グラウンド表土を湿潤状態に保つことが可能となるため、砂塵発生を抑制したり、その発生期間を短縮することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーグラウンドにおける砂塵の発生を抑制可能なクレーグラウンド用下層土材と、その施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クレーグラウンドにおいて砂塵の発生を抑制する手段としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、あるいは苦汁など、吸湿性や潮解性を有する無機塩類を表土に散布する方法がとられてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特公平８−９８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、あるいは苦汁などの無機塩類は、降雨や散水のたびに流亡するため、繰り返して散布することが必要であり、その維持や管理に多大なコストを要するという問題があった。
【０００４】
しかも、水に溶けた上記の塩類は、グラウンドに設置されている鉄製の遊具、ベンチ、ゴール、およびフェンスなどの酸化(さび生成)を促すため、それらの器具や設備の耐用年数を縮めることになり、安全管理上の観点からも問題であった。
【０００５】
また、グラウンドから流出した塩類が河川や地下水に流入すると、環境汚染物質として作用する可能性もあり、将来社会問題化するのではないかとの危惧もあった。
こうした背景の下、本件発明者は、吸湿性や潮解性をもつ無機塩類をグラウンド表土に散布するという従来の表土処理技術にとらわれず、砂塵発生を抑制するための新規な技術について鋭意検討を重ねた。その結果、特定の原料から調製した新規な土材を用いてグラウンドの下層土を改良することにより、下層土からの水分供給によって表土の水分保持を保障し、砂塵発生の抑制を図ることができることを見いだした。
【０００６】
本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、その目的は、クレーグラウンドにおける砂塵の発生を抑制可能なクレーグラウンド用下層土材と、その施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明において採用した特徴的構成について説明する。
本発明のクレーグラウンド用下層土材は、浄水ケーキ粉粒体に対して、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材、および前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材の内、いずれか一方または両方を混合してなることを特徴とする。
【０００８】
本発明のクレーグラウンド用下層土材において、前記高保水能資材は、無機系多孔質資材であるとよく、前記高吸水能資材は、有機系高吸水性樹脂であるとよい。
また、本発明のクレーグラウンド用下層土材において、前記無機系多孔質資材は、活性炭、ゼオライト、ベントナイト、クリンカーアッシュ、パーライト、およびバーミキュライトの中から選ばれるいずれか１種または２種以上の混合物であるとよい。
【０００９】
また、本発明のクレーグラウンド用下層土材において、前記有機系高吸水性樹脂は、デンプン系生分解性高吸水性樹脂、セルロース系生分解性高吸水性樹脂、キチン系生分解性高吸水性樹脂、ポリアミノ酸系生分解性高吸水性樹脂、ポリアクリル酸系非生分解性合成高吸水性樹脂、ポリビニルアルコール系非生分解性合成高吸水性樹脂、ポリアクリルアミド系非生分解性合成高吸水性樹脂、およびポリオキシエチレン系非生分解性合成高吸水性樹脂の中から選ばれるいずれか１種または２種以上の混合物であるとよい。
【００１０】
さらに、本発明のクレーグラウンドの施工方法は、浄水ケーキ粉粒体と、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材と、前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材とを混合してなる混合物を、クレーグラウンドの下層土材として展張することを特徴とする。
【００１１】
以上のように構成される本発明のクレーグラウンド用下層土材は、浄水ケーキ粉粒体に対して、浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材および浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材の内、少なくとも一方を混合することにより、クレーグラウンド用下層土材としての機能を従来品と同等に確保しつつ、下層土が保持する水分を毛管上昇作用によってグラウンド表土に供給できるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
浄水ケーキ粉粒体の原料となる浄水ケーキは、浄水場での水処理過程で発生する沈澱物を加圧・脱水、あるいは天日乾燥したもので、一般的には、産業廃棄物として処分されている。本発明においては、この浄水ケーキを粉砕、篩い分けして粒径３ｃｍ以下の粉粒体にして利用する。
【００１３】
下層土材からグラウンド表土への毛管水の上昇は、単にグラウンド表土と下層土材を重層するだけでも行えるが、グラウンド表土と下層土材との間に吸水能を有する不織布などを挟みこんでもよく、これにより、毛管上昇を均質、かつ迅速に行うことができる。
【００１４】
また、本発明において、高保水性資材とは、当該資材が重力に逆らって保持できる水分量（＝単位重量当りの水分量）が、浄水ケーキ粉粒体よりも大となる資材のことを意味し、無機物の場合であれば、空隙率とその空隙の大きさが保水能を決める重要な要因となる。一方、本発明において、高吸水性資材とは、高分子樹脂のように水を構造内に包含し、その水を重力では離さない資材であって、その水分量（＝単位重量当りの水分量）が、浄水ケーキ粉粒体よりも大となる資材のことを意味する。
【００１５】
高保水性資材および高吸水性資材としては、それぞれの機能を有する資材であれば、種々の物質を用いることができる。具体的な例を挙げれば、例えば、高保水性資材としては、微細な空隙を有する各種多孔質材料を利用することができ、より具体的には、活性炭、ゼオライト、ベントナイト、クリンカーアッシュ、パーライト、バーミキュライトなどの無機系多孔質資材を利用することができる。
【００１６】
また、高吸水性資材としては、ポリアクリル酸系、ポリビニルアルコール系、ポリアクリルアミド系、およびポリオキシエチレン系などの合成高吸水性樹脂や、デンプン系、セルロース系、キチン系、およびポリアミノ系などの天然高吸水性樹脂などを利用することができる。
【００１７】
これらの高保水性資材および高吸水性資材は、目的により単独もしくは混合して使用することができる。また、本発明において利用可能な高保水性資材および高吸水性資材は、先に例示した高保水性資材および高吸水性資材に限定されるものではなく、上記のものと同等の機能を保有する資材であれば、例えば、ＡＬＣ（Autoclaved Lightweight aerated Concrete）粉粒体などの産業廃棄物や産業副産物なども使用可能である。
【００１８】
本発明のクレーグラウンド用下層土材の施工に際し、上記高保水性資材および高吸水性資材資材の最大混合・添加量は、上記高保水性資材および高吸水性資材を浄水ケーキ粉粒体に混合あるいは添加したときの表土のＣＢＲ値（Carifornia Bearing Ratio；路床土支持力比）が、グラウンドの地耐力の限界値とされる設計ＣＢＲ値３を上回るように調製されることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明のクレーグラウンド用下層土材は、浄水ケーキ粉粒体に対して、高保水能資材および高吸水能資材の内、いずれか一方だけを混合したものであってもよいが、両方を混合したものであればより好ましい。
【００２０】
以上説明したような本発明のクレーグラウンド用下層土材を用いてグラウンド施工を行うと、次のような作用、効果を奏する。
まず第１に、本発明のクレーグラウンド用下層土材の水分が毛管現象によって上昇し、長期間グラウンド表土を湿潤状態に保つことが可能となるため、砂塵発生を抑制したり、その発生期間を短縮することが可能となる。
【００２１】
また第２に、潮解性塩類をグラウンド表土に散布する従来技術とは異なり、グラウンド設置の鉄製遊具や体育機材を腐食することがないため長期間の使用が可能となり、経済的である。
【００２２】
また第３に、降雨や散水に伴う塩類の流亡や溶脱がないため、グラウンド周辺の植栽植物に対する塩害を防ぐことができ、また、流出塩類による水質環境汚染が防止できる。
また第４に、潮解性塩類を散布する従来技術では塩類の流亡や溶脱が生じやすいので、砂塵発生抑制効果を維持するためには、しばしば散布処理を行う必要がある。しかし、本発明のクレーグラウンド用下層土材を用いる方法では、グラウンド整備時あるいはグラウンド更新時においてのみ施工を行うことになるため、日常的なグラウンドの保守管理には手間がかからなくなり、経済的である。
【００２３】
また第５に、グラウンド表面の地温が低く維持されるために、グラウンド利用者にとって快適環境を提供できる。また、グラウンド周辺のヒートアイランド現象の緩和にも役立つ。
【００２４】
さらに第６に、産業廃棄物である浄水ケーキの再資源化に結びつき、そのことによって二次的に廃棄物量の削減を図ることができ、ひいては廃棄物最終処分地の延命化に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施形態について一例を挙げて説明する。
なお、以下の説明においては、「浄水ケーキを粉砕、篩い分けして粒径３ｃｍ以下の粉粒体にしたもの（＝本発明でいう浄水ケーキ粉粒体）」を、「基本下層土材」と称する。また、「基本下層土材に対して高保水性資材または高吸水性資材のいずれか一方を単独で加えたもの」は、基本下層土材に比べて高い保水能を有するので、これを「保水マット」と称する。さらに、基本下層土材に対して高保水性資材および高吸水性資材の双方を加えたものは、上記保水マットに比べてさらに高い保水能を有するので、これを「改良保水マット」と称する。
（１）製造例
［実施例１]
浄水場より排出する浄水ケーキを粉砕して篩い分けすることにより、粒径３ｃｍ以下に調粒された基本下層土材を得た。この基本下層土材１００重量部に対して、クリンカーアッシュ５０〜１００重量部を良く混合し、保水マットを得た。
【００２６】
［実施例２（実施例１の変形例）］
上記クリンカーアッシュに代えて、クリンカーアッシュと同様に高い空隙を有する活性炭、活性炭を含有する無機資材、ゼオライト、ベントナイト、パーライト、バーミキュライトを利用しても、実施例１と同等な性能を有する保水マットを得ることができる。
【００２７】
［実施例３］
浄水場より排出する浄水ケーキを粉砕して篩い分けすることにより、粒径３ｃｍ以下に調粒された基本下層土材を得た。この基本下層土材１００重量部に対して、０．１〜２．０重量部のポリアクリル酸系高吸水性樹脂を添加して、保水マットを得た。
【００２８】
［実施例４（実施例３の変形例）］
上記ポリアクリル酸系高吸水性樹脂に代えて、ポリビニル系、ポリアクリルアミド系、およびポリオキシエチレン系などの合成高吸水性樹脂や、デンプン系、セルロース系、キチン系、およびポリアミノ酸系などの生分解性の天然高吸水性樹脂を利用しても、実施例３と同等な性能を有する保水マットを得ることができる。
（２）施工例
荒廃により更新する時期となったグラウンドの表土およびその下層土を取り除いた場所に、上記保水マットを４〜１０ｃｍ深に展張し、整地・転圧したのち、その上にグラウンド表土を５〜１０ｃｍ敷きつめて整地する。
（３）性能試験
［試験例１］
クリンカーアッシュ混練によって保水マットの保水能がどの程度増強されるかを調べるため、以下の試験を行った。
【００２９】
大粒浄水ケーキ(粒径１．５〜３．０ｃｍ)、基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）、保水マット（体積比で等量の基本下層土材とクリンカーアッシュを混ぜたもの）、クリンカーアッシュ、以上４種の資材を用意し、各資材をそれぞれ径８．５ｃｍ（内径７．３ｃｍ）、高さ４ｃｍのビフネルロートに充填した。
【００３０】
ロート底部より十分に吸水させた後、室内に２４時間静置することによって重力水を除去した。その段階で充填した各資材の保水量を測定した。ついで、各資材を充填したロートは室内に静置し、経日的に重量を測定した。なお、各資材の保水能は現物１００ｇ当りの吸水１日後の重量から充填当初の重量を差し引くことによって算出した。
【００３１】
［上記試験の結果と考察］
下記表１は、底面吸水させたのち、２４時間静置後の水分保持能を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
保水能は資材によって顕著に異なり、クリンカーアッシュ＞保水マット＞基本下層土材＞大粒浄水ケーキの順であった。この結果から明らかなように、３ｃｍ以下浄水ケーキ粒より構成される基本下層土材にクリンカーアッシュを混合することによって下層土の水分保持能を高めることが可能であった。
【００３４】
図１は、各資材の経日的な水分消失状況を示す。処理１日後の水分保持量は、上記表１の水分保持能を示す。基本下層土材（粒径３ｃｍ以下浄水ケーキ粉粒体）に比べてクリンカーアッシュの方が、水分含量は顕著に高く、保水マットの水分含量は基本下層土材とクリンカーアッシュの中間に位置した。その原因は、水分保持能の高いクリンカーアッシュの混合によるものと考えられる。
【００３５】
また、処理７日後までの水分保持量は基本下層土材に比べて保水マットでは高く維持されていたが、処理前の水分状態にまで低下する期間は両者とも１３日後であった。これに対して、クリンカーアッシュを下層土材とした場合には資材充填当初の水分状態になるまで約１８日間を要した。このことは、保水マットではクリンカーアッシュの混合によって下層土の水分保持能が改善できることを示唆する。したがって、基本下層土材に対するクリンカーアッシュの混合割合を高めればさらに保水マットの水分保持能が高まることを示唆する。
【００３６】
しかし、クリンカーアッシュの混合量が高すぎると、表土の地耐力が低下し、グラウンドの地耐力の基準とされる設計ＣＢＲ値３を下回ることとなり、その混合には限界が存在する。したがって、基本下層土材に対するクリンカーアッシュの混合比率は上記の基準値を下回らない等量混合が上限となる。
【００３７】
［試験例２］
次に、高吸水性樹脂添加によって基本下層土材の保水能がどの程度改善されるのかを調べるため、以下の試験を行った。
【００３８】
径５ｃｍ、高さ１０ｃｍのアクリル製カラムに、基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）を充填し、その底部より毛管上昇させることによって十分に吸水させたものを対照区とした。
【００３９】
また、上記の水の代わりに、高分子保水剤（ポリアクリル酸系、商品名：エスペック（登録商標）Ｌ，東洋紡績株式会社製）の２５０倍および１００倍希釈液を、上記と同様に底面吸水させる処理区（２５０倍区、１００倍区）を設けた。
【００４０】
それぞれ吸水終了後、それらアクリル製カラムは２４時間室内で静置して重力水を除き、充填下層土材の水分量を測定した。さらに、２週間にわたり静置を続けて水分の蒸発消失状況を調査した。
【００４１】
［上記試験の結果と考察］
下記表２は、底面吸水させたのち、２４時間静置後の水分保持量を示す。なお、図表には、現物１００ｇ当りの保持水分量を表示してある。
【００４２】
【表２】
【００４３】
高吸水性樹脂の希釈液を吸水させた処理区では、いずれも対照区（基本下層土材）に比べて高い水分保持量を示した。その効果は、希釈倍数の小さい１００倍希釈区の方がやや高かったが、２５０倍区との差異はごくわずかであった。
【００４４】
図２は、処理後の経日的な水分の蒸発消失状況を示す。対照区（基本下層土材）では、処理１０日後には資材充填時と同じ水分状態に戻ったが、高吸水性樹脂希釈液を吸水させた処理区では同様の水分状態にもどるまでにさらに３日間要した。このことから、基本下層土材に対して高吸水性樹脂の湿潤処理を施せば、基本下層土材の水分保持量をより長期間にわたり高く維持可能になることが明らかとなった。
【００４５】
［試験例３］
次に、高吸水性樹脂の添加量によって保水マットの保水能がどの程度増強されるのかを調べるため、以下の試験を行った。
【００４６】
基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）とクリンカーアッシュを、体積比で等量混和することによって保水マットを得た。また、得られた保水マット１００重量部に対して、０．１，０．５，１．０重量部に相当するポリアクリル酸系高吸水性樹脂（商品名：グラスパワー（登録商標）、顆粒状、栗田工業株式会社製）を添加して、３種の改良保水マットを得た。
【００４７】
これら４種の資材をアクリルカラム（径５ｃｍ、高さ１０ｃｍ）に充填して、５ｃｍ長の土壌カラムを作成した。その後、底面より十分に吸水させた。２４時間静置させることによって重力水を除いたのち、保水した水分量を測定した。
【００４８】
さらに、０．１％ポリアクリル酸系樹脂を添加した処理区（改良保水マット）と無処理区（保水マット）は14日間静置し続け、水分消失状況を測定した。
［上記試験の結果と考察］
各処理区の水分保持量を下記表３に示す。図表には現物１００ｇ当たりに換算して表示した。
【００４９】
【表３】
【００５０】
上記表３から明らかなように、高吸水性樹脂添加量の増加に伴って水分保持能が高まり、保水マットの水分保持能が大きく増強された。しかし、０．１％以上の添加では樹脂の膨水に伴って土壌カラム長が顕著に増加した。このことは、地耐力の減少を誘起し、グラウンド表土の地耐力を低下させる可能性を示唆している。グラウンド表土の地耐力は設計ＣＢＲ値３以上に維持することが義務づけられている。そのためには、高吸水性樹脂の添加量を０．１％以下に留めておくことが必要であると考えられる。
【００５１】
図３は、ポリアクリル酸系の高吸水性樹脂を０．１％添加した改良保水マット区と無添加の保水マット区の静置後の水分の蒸発消失状況を示す。保水マット区における充填当初の水分保持能は約３０ｇ程度であったのに対して、改良保水マット区では約５０ｇ程度までに高まり、その後、両区ともほぼ同様の水分消失パターンをとりながら、水分含量が低下した。両区ともほぼ同様の水分消失パターンであったため、保水マット区では静置約１０日間後に当初の資材充填時の水分状況となったが、改良保水マット区では充填当初の水分状況に低下するまで約１４日間要した。
【００５２】
［試験例４］
次に、基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）とクリンカーアッシュを、体積比で等量混和することによって保水マットＣを得た。また、基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）１００重量部に対して、ポリアクリル酸系高吸水性樹脂（商品名：グラスパワー（登録商標）、顆粒状、栗田工業株式会社製）０．１重量部を添加して保水マットＤを得た。
【００５３】
基本下層土材、保水マットＣ、保水マットＤを、それぞれ径５ｃｍのアクリルカラムに５ｃｍ深に充填し、その上５ｃｍ深にグラウンド表土を重層した。底部より十分に吸水させたのち、２４時間静置することによって重力水を除去した。その後、静置したアクリルカラムの重量を測定することによって土壌表面からの水分蒸発状況を調査した。なお、本試験では表面蒸発による水分消失量をカラム当りで表示した。
【００５４】
［上記試験の結果と考察］
図４は、各処理区における静置後の水分蒸発状況を示す。アクリルカラムからの水分蒸発は、主に表土表面から生じるが、下層土材として基本下層土にクリンカーアッシュを混合した保水マットＣ区や、高吸水性樹脂を添加した保水マットＤ区では、基本下層土材区に比べて多かった。このことは、下層の保持水が良好に毛管上昇していること、および保水マット区ではより多くの水分が移行することを示唆する。
【００５５】
図５は、表土表面の水分含量の推移を示す。水分含量は、大気湿度とシンクロナイズして変動しているが、その含量は基本下層土に比べてクリンカーアッシュや高吸水性樹脂を処理した保水マットＣ区および保水マットＤ区において常に高く推移した。したがって、それら資材の下層土材への混合や添加は、表土表面の湿度維持に有効に働くことが明らかとなった。
【００５６】
［試験例５］
基本下層土材とクリンカーアッシュを重量比で等量混合してなる保水マット１００重量部に対して、さらに０．１重量部のポリアクリル酸系高吸水性樹脂（商品名：グラスパワー（登録商標）、顆粒状、栗田工業株式会社製）を添加し、改良保水マットを得た。
【００５７】
得られた改良保水マット、基本下層土材、ジャリ、および粘性鉱質土、以上４種の資材を、それぞれ径５ｃｍのアクリルカラムに５ｃｍ深に充填し、その上にグラウンド表層土を５ｃｍ深に重層した。各アクリルカラムの底部1ｃｍを水に浸漬することによって底面吸水させ、水分の土壌表面到達時間を測定した（１回目調査）。その後、２４時間静置させて重力水を取り除いたアクリルカラムは、重量を測定することによって経日的な水分の蒸発消失状況を１０日間にわたり調査した。その後、再度、同様に底面吸水させることによって底面吸水状況を調査した（２回目調査）。
【００５８】
［上記試験の結果と考察］
下記表４は、水分が表土表面に到達するまでに要する時間を示す。
【００５９】
【表４】
【００６０】
１回目調査では、改良保水マットを下層土とした場合には、水分が表土表面に到達するまでに３０分間を要した。これに対して、基本下層土材を下層土とした場合には、水分が表土表面に到達するまでに３時間３０分間要した。その他の処理区では、粘性鉱質土を用いたものが４５分間、ジャリを用いたものが１時間２０分間を要した。
【００６１】
一度吸水させた後、再度乾燥させたアクリルカラムを供試した２回目調査では、改良保水マットを用いた場合には到達所要時間が２０分間に短縮したが、その他の処理区では１回目調査よりも長時間を要した。
【００６２】
両調査の平均所用時間から算出される底面吸水の湿潤速度は改良保水マットでは２分４６秒と他処理区に比べて著しく短かった。
図６に示す１日後の水分保持量は各土壌カラムの最大保水能を示す。改良保水マットを用いた場合、最大保水能は４６ｇ／カラムと最も高かった。粘性鉱質土を用いた場合も高い値を示したが、最大保水に達するまでに長時間を要した（上記表４参照）。
【００６３】
一方、基本下層土材を用いた場合の保水能は２０ｇ／カラムと改良保水マットの半分以下であった。その後の水分消失状況は、各資材とも大きな差異は見られなかったが、基本下層土材では処理後４．５日後にカラム充填時の水分状態に戻った。これに対して、改良保水マット材では、下層土材充填時の水分状態に戻るまでに１０日間要した。
【００６４】
このように、改良保水マットを下層土に充填すれば、グラウンド表土の水分含量を長期間にわたり高く維持できるため、砂塵が発生しがたい良好なクレーグラウンドが造成できるものと判断された。
【００６５】
［試験例６］
上記試験例５で作成した土壌を充填したアクリルカラムの上部に同径のアクリルカラムを接続し、接続部から水漏れしないように隙間をビニルテープによって封じた。アクリルカラム内土壌は前もって湿潤させた後、アクリルカラム上部より１００ｍｌの水を静かに注いだ（水深：６．０２ｃｍに相当する）。静置後、表面水が土壌に浸透して消失するまでの所要時間を測定した（調査１回目）。さらに、同カラムを風乾させた後、同様の試験を繰り返した（調査２回目）。
【００６６】
［上記試験の結果と考察］
下記表５は、各処理区における表土表面から水が浸透消失するまでの時間より算出した透水係数を示す。
【００６７】
【表５】
【００６８】
上記表５には湿潤させたカラムを用いて行ったもの（調査１回目）、同カラムを風乾させて充填直後の水分状態に戻した後に行ったもの（調査２回目）、およびその両者の平均値が示してある。
【００６９】
各土壌カラムの透水係数はジャリを下層土とした処理区では１０-2と最も高く、それ以外の処理区ではいずれも１０-3と低かった。平均値を比べてみると、改良保水マット区では粘性鉱質土を下層土とした処理区に次いで低かった。しかし、その値は１０-3値を保持しており、グラウンド下層土としての許容値の範囲内にあった。このことからも、改良保水マットは水分保持のみならず、排水性の上からもクレーグラウンドの下層土材として望ましい性質を備えたものといえる。
【００７０】
［試験例７］
老朽化が進んだために砂塵が発生しやすくなったクレーグラウンド表土を風乾し、その２００ｇに対して水を０％、０．５％、１．０％、２．０％となるように添加してよく混合した。その処理土を図７（ａ）および同図（ｂ）に示す簡易飛砂測定器にかけた。
【００７１】
この簡易飛砂測定器は、一定の風速下で被験土を飛散させ、その飛散分布を比較することによって砂塵発生の難易を判定するものであり、風力源１と、風力源１の風の吹き出し口の上部から被験土を投下するための試料導入部２、および吹き出し口から風によって飛散した被験土を捕捉するための集砂マス部３、以上３つの部分から構成される。
【００７２】
風力源１は、シロッコファン１１（最大風量：６５０リットル／分、吸気口：径４．５ｃｍ、ＭＢ６ＺＢ２型、オリエンタルモーター株式会社製）の吸気口に、１０ｃｍ長の塩ビ製円筒管１２の一端を接着し、その塩ビ製円筒管１２の他端の開口部に、開閉度を調整して風速を制御するための塩ビ製板１３を取り付けた構造になっている。
【００７３】
試料導入部２は、左右両面の開いたアクリル製キューブ２１（４ｃｍ立方）の上部に、内径３ｃｍのアクリル製パイプ２２（３０ｃｍ長）の下端を接着し、アクリル製パイプ２２の上端にポリスチレン製ロート２３を置いたものである。
【００７４】
集砂マス部３は、上記試料導入部２の底部にあるアクリル製キューブ２１側面の開口部に、フード３１で覆った塩ビ製の集砂マス３２（６ｃｍ立方のマス１０個、１０個で全長６０ｃｍ）を連結したものである。
【００７５】
なお、上記集砂マス部３の先端から飛び出す微細砂塵は、図示しない掃除機の先に集塵フードを取り付けたものを用いて収集するようにした。
以上のように構成された簡易飛砂測定器に、上述の処理土を投入した。投入に際しては、上記各処理土（約２００ｇ）をポリスチレン製ロート２３から約１分程度かけて少しずつ落下させ、飛散する砂塵を各集砂マス３２に集めたのち、各集砂マス３２毎に重量を測定した。
【００７６】
［上記試験の結果と考察］
図８は、水を添加した被験土の飛散分布を示す。風乾土（コントロール）では、飛砂距離の短い集砂マス３２に落下するものは少なく、それに反して、水を添加混合した被験土では水添加量の増加に応じて飛砂距離の短い集砂マス３２に落下する砂量が増加した。このことは、少量の水添加によってグラウンドからの砂塵発生が抑制できることを示唆する。
【００７７】
一方、上記試験例４において下層土材として保水マット（クリンカーアッシュ混合あるいは高吸収性樹脂添加基本下層土材）を用いた場合には、表土表面の水分含量が高まることを認めた。
【００７８】
したがって、下層土材として保水マットや、さらにはそれら両者を混合・添加した改良保水マットを用いることによって、砂塵発生が少ないクレーグラウンドが造成できるものと考えられる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
例えば、上記試験例１〜７では、特定の高保水能資材（クリンカーアッシュ）や、特定の高吸水能資材（ポリアクリル酸系高吸水性樹脂）を使って各種検証を行ったが、上記実施例２，４に示した高保水能資材や高吸水能資材を使って上記試験例１〜７と同等な試験を実施した場合でも、同様の結果を得ることができる。したがって、実施例２，４に示した高保水能資材や高吸水能資材も、本発明でいう高保水能資材、高吸水能資材として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】試験例１における各資材の経日的な水分消失状況を示すグラフ。
【図２】試験例２における処理後の経日的な水分の蒸発消失状況を示すグラフ。
【図３】試験例３における各資材の静置後の水分の蒸発消失状況を示すグラフ。
【図４】試験例４における各処理区の静置後の水分蒸発状況を示すグラフ。
【図５】試験例４における表土表面の水分含量の推移を示すグラフ。
【図６】試験例５における改良保水マットの水分保持能とその水分消失状況を示すグラフ。
【図７】簡易飛砂測定器の構造を示す図であり、（ａ）はその立面図、（ｂ）はその平面図。
【図８】試験例７における水を添加した被験土の飛散分布を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・風力源、２・・・試料導入部、３・・・集砂マス部、１１・・・シロッコファン、１２・・・塩ビ製円筒管、１３・・・塩ビ製板、２１・・・アクリル製キューブ、２２・・・アクリル製パイプ、２３・・・ポリスチレン製ロート、３１・・・フード、３２・・・集砂マス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーグラウンドにおける砂塵の発生を抑制可能なクレーグラウンド用下層土材と、その施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クレーグラウンドにおいて砂塵の発生を抑制する手段としては、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、あるいは苦汁など、吸湿性や潮解性を有する無機塩類を表土に散布する方法がとられてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特公平８−９８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、あるいは苦汁などの無機塩類は、降雨や散水のたびに流亡するため、繰り返して散布することが必要であり、その維持や管理に多大なコストを要するという問題があった。
【０００４】
しかも、水に溶けた上記の塩類は、グラウンドに設置されている鉄製の遊具、ベンチ、ゴール、およびフェンスなどの酸化(さび生成)を促すため、それらの器具や設備の耐用年数を縮めることになり、安全管理上の観点からも問題であった。
【０００５】
また、グラウンドから流出した塩類が河川や地下水に流入すると、環境汚染物質として作用する可能性もあり、将来社会問題化するのではないかとの危惧もあった。
こうした背景の下、本件発明者は、吸湿性や潮解性をもつ無機塩類をグラウンド表土に散布するという従来の表土処理技術にとらわれず、砂塵発生を抑制するための新規な技術について鋭意検討を重ねた。その結果、特定の原料から調製した新規な土材を用いてグラウンドの下層土を改良することにより、下層土からの水分供給によって表土の水分保持を保障し、砂塵発生の抑制を図ることができることを見いだした。
【０００６】
本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、その目的は、クレーグラウンドにおける砂塵の発生を抑制可能なクレーグラウンド用下層土材と、その施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明において採用した特徴的構成について説明する。
本発明のクレーグラウンド用下層土材は、浄水ケーキ粉粒体に対して、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材、および前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材の内、いずれか一方または両方を混合してなることを特徴とする。
【０００８】
本発明のクレーグラウンド用下層土材において、前記高保水能資材は、無機系多孔質資材であるとよく、前記高吸水能資材は、有機系高吸水性樹脂であるとよい。
また、本発明のクレーグラウンド用下層土材において、前記無機系多孔質資材は、活性炭、ゼオライト、ベントナイト、クリンカーアッシュ、パーライト、およびバーミキュライトの中から選ばれるいずれか１種または２種以上の混合物であるとよい。
【０００９】
また、本発明のクレーグラウンド用下層土材において、前記有機系高吸水性樹脂は、デンプン系生分解性高吸水性樹脂、セルロース系生分解性高吸水性樹脂、キチン系生分解性高吸水性樹脂、ポリアミノ酸系生分解性高吸水性樹脂、ポリアクリル酸系非生分解性合成高吸水性樹脂、ポリビニルアルコール系非生分解性合成高吸水性樹脂、ポリアクリルアミド系非生分解性合成高吸水性樹脂、およびポリオキシエチレン系非生分解性合成高吸水性樹脂の中から選ばれるいずれか１種または２種以上の混合物であるとよい。
【００１０】
さらに、本発明のクレーグラウンドの施工方法は、浄水ケーキ粉粒体と、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材と、前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材とを混合してなる混合物を、クレーグラウンドの下層土材として展張することを特徴とする。
【００１１】
以上のように構成される本発明のクレーグラウンド用下層土材は、浄水ケーキ粉粒体に対して、浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材および浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材の内、少なくとも一方を混合することにより、クレーグラウンド用下層土材としての機能を従来品と同等に確保しつつ、下層土が保持する水分を毛管上昇作用によってグラウンド表土に供給できるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
浄水ケーキ粉粒体の原料となる浄水ケーキは、浄水場での水処理過程で発生する沈澱物を加圧・脱水、あるいは天日乾燥したもので、一般的には、産業廃棄物として処分されている。本発明においては、この浄水ケーキを粉砕、篩い分けして粒径３ｃｍ以下の粉粒体にして利用する。
【００１３】
下層土材からグラウンド表土への毛管水の上昇は、単にグラウンド表土と下層土材を重層するだけでも行えるが、グラウンド表土と下層土材との間に吸水能を有する不織布などを挟みこんでもよく、これにより、毛管上昇を均質、かつ迅速に行うことができる。
【００１４】
また、本発明において、高保水性資材とは、当該資材が重力に逆らって保持できる水分量（＝単位重量当りの水分量）が、浄水ケーキ粉粒体よりも大となる資材のことを意味し、無機物の場合であれば、空隙率とその空隙の大きさが保水能を決める重要な要因となる。一方、本発明において、高吸水性資材とは、高分子樹脂のように水を構造内に包含し、その水を重力では離さない資材であって、その水分量（＝単位重量当りの水分量）が、浄水ケーキ粉粒体よりも大となる資材のことを意味する。
【００１５】
高保水性資材および高吸水性資材としては、それぞれの機能を有する資材であれば、種々の物質を用いることができる。具体的な例を挙げれば、例えば、高保水性資材としては、微細な空隙を有する各種多孔質材料を利用することができ、より具体的には、活性炭、ゼオライト、ベントナイト、クリンカーアッシュ、パーライト、バーミキュライトなどの無機系多孔質資材を利用することができる。
【００１６】
また、高吸水性資材としては、ポリアクリル酸系、ポリビニルアルコール系、ポリアクリルアミド系、およびポリオキシエチレン系などの合成高吸水性樹脂や、デンプン系、セルロース系、キチン系、およびポリアミノ系などの天然高吸水性樹脂などを利用することができる。
【００１７】
これらの高保水性資材および高吸水性資材は、目的により単独もしくは混合して使用することができる。また、本発明において利用可能な高保水性資材および高吸水性資材は、先に例示した高保水性資材および高吸水性資材に限定されるものではなく、上記のものと同等の機能を保有する資材であれば、例えば、ＡＬＣ（Autoclaved Lightweight aerated Concrete）粉粒体などの産業廃棄物や産業副産物なども使用可能である。
【００１８】
本発明のクレーグラウンド用下層土材の施工に際し、上記高保水性資材および高吸水性資材資材の最大混合・添加量は、上記高保水性資材および高吸水性資材を浄水ケーキ粉粒体に混合あるいは添加したときの表土のＣＢＲ値（Carifornia Bearing Ratio；路床土支持力比）が、グラウンドの地耐力の限界値とされる設計ＣＢＲ値３を上回るように調製されることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明のクレーグラウンド用下層土材は、浄水ケーキ粉粒体に対して、高保水能資材および高吸水能資材の内、いずれか一方だけを混合したものであってもよいが、両方を混合したものであればより好ましい。
【００２０】
以上説明したような本発明のクレーグラウンド用下層土材を用いてグラウンド施工を行うと、次のような作用、効果を奏する。
まず第１に、本発明のクレーグラウンド用下層土材の水分が毛管現象によって上昇し、長期間グラウンド表土を湿潤状態に保つことが可能となるため、砂塵発生を抑制したり、その発生期間を短縮することが可能となる。
【００２１】
また第２に、潮解性塩類をグラウンド表土に散布する従来技術とは異なり、グラウンド設置の鉄製遊具や体育機材を腐食することがないため長期間の使用が可能となり、経済的である。
【００２２】
また第３に、降雨や散水に伴う塩類の流亡や溶脱がないため、グラウンド周辺の植栽植物に対する塩害を防ぐことができ、また、流出塩類による水質環境汚染が防止できる。
また第４に、潮解性塩類を散布する従来技術では塩類の流亡や溶脱が生じやすいので、砂塵発生抑制効果を維持するためには、しばしば散布処理を行う必要がある。しかし、本発明のクレーグラウンド用下層土材を用いる方法では、グラウンド整備時あるいはグラウンド更新時においてのみ施工を行うことになるため、日常的なグラウンドの保守管理には手間がかからなくなり、経済的である。
【００２３】
また第５に、グラウンド表面の地温が低く維持されるために、グラウンド利用者にとって快適環境を提供できる。また、グラウンド周辺のヒートアイランド現象の緩和にも役立つ。
【００２４】
さらに第６に、産業廃棄物である浄水ケーキの再資源化に結びつき、そのことによって二次的に廃棄物量の削減を図ることができ、ひいては廃棄物最終処分地の延命化に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施形態について一例を挙げて説明する。
なお、以下の説明においては、「浄水ケーキを粉砕、篩い分けして粒径３ｃｍ以下の粉粒体にしたもの（＝本発明でいう浄水ケーキ粉粒体）」を、「基本下層土材」と称する。また、「基本下層土材に対して高保水性資材または高吸水性資材のいずれか一方を単独で加えたもの」は、基本下層土材に比べて高い保水能を有するので、これを「保水マット」と称する。さらに、基本下層土材に対して高保水性資材および高吸水性資材の双方を加えたものは、上記保水マットに比べてさらに高い保水能を有するので、これを「改良保水マット」と称する。
（１）製造例
［実施例１]
浄水場より排出する浄水ケーキを粉砕して篩い分けすることにより、粒径３ｃｍ以下に調粒された基本下層土材を得た。この基本下層土材１００重量部に対して、クリンカーアッシュ５０〜１００重量部を良く混合し、保水マットを得た。
【００２６】
［実施例２（実施例１の変形例）］
上記クリンカーアッシュに代えて、クリンカーアッシュと同様に高い空隙を有する活性炭、活性炭を含有する無機資材、ゼオライト、ベントナイト、パーライト、バーミキュライトを利用しても、実施例１と同等な性能を有する保水マットを得ることができる。
【００２７】
［実施例３］
浄水場より排出する浄水ケーキを粉砕して篩い分けすることにより、粒径３ｃｍ以下に調粒された基本下層土材を得た。この基本下層土材１００重量部に対して、０．１〜２．０重量部のポリアクリル酸系高吸水性樹脂を添加して、保水マットを得た。
【００２８】
［実施例４（実施例３の変形例）］
上記ポリアクリル酸系高吸水性樹脂に代えて、ポリビニル系、ポリアクリルアミド系、およびポリオキシエチレン系などの合成高吸水性樹脂や、デンプン系、セルロース系、キチン系、およびポリアミノ酸系などの生分解性の天然高吸水性樹脂を利用しても、実施例３と同等な性能を有する保水マットを得ることができる。
（２）施工例
荒廃により更新する時期となったグラウンドの表土およびその下層土を取り除いた場所に、上記保水マットを４〜１０ｃｍ深に展張し、整地・転圧したのち、その上にグラウンド表土を５〜１０ｃｍ敷きつめて整地する。
（３）性能試験
［試験例１］
クリンカーアッシュ混練によって保水マットの保水能がどの程度増強されるかを調べるため、以下の試験を行った。
【００２９】
大粒浄水ケーキ(粒径１．５〜３．０ｃｍ)、基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）、保水マット（体積比で等量の基本下層土材とクリンカーアッシュを混ぜたもの）、クリンカーアッシュ、以上４種の資材を用意し、各資材をそれぞれ径８．５ｃｍ（内径７．３ｃｍ）、高さ４ｃｍのビフネルロートに充填した。
【００３０】
ロート底部より十分に吸水させた後、室内に２４時間静置することによって重力水を除去した。その段階で充填した各資材の保水量を測定した。ついで、各資材を充填したロートは室内に静置し、経日的に重量を測定した。なお、各資材の保水能は現物１００ｇ当りの吸水１日後の重量から充填当初の重量を差し引くことによって算出した。
【００３１】
［上記試験の結果と考察］
下記表１は、底面吸水させたのち、２４時間静置後の水分保持能を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
保水能は資材によって顕著に異なり、クリンカーアッシュ＞保水マット＞基本下層土材＞大粒浄水ケーキの順であった。この結果から明らかなように、３ｃｍ以下浄水ケーキ粒より構成される基本下層土材にクリンカーアッシュを混合することによって下層土の水分保持能を高めることが可能であった。
【００３４】
図１は、各資材の経日的な水分消失状況を示す。処理１日後の水分保持量は、上記表１の水分保持能を示す。基本下層土材（粒径３ｃｍ以下浄水ケーキ粉粒体）に比べてクリンカーアッシュの方が、水分含量は顕著に高く、保水マットの水分含量は基本下層土材とクリンカーアッシュの中間に位置した。その原因は、水分保持能の高いクリンカーアッシュの混合によるものと考えられる。
【００３５】
また、処理７日後までの水分保持量は基本下層土材に比べて保水マットでは高く維持されていたが、処理前の水分状態にまで低下する期間は両者とも１３日後であった。これに対して、クリンカーアッシュを下層土材とした場合には資材充填当初の水分状態になるまで約１８日間を要した。このことは、保水マットではクリンカーアッシュの混合によって下層土の水分保持能が改善できることを示唆する。したがって、基本下層土材に対するクリンカーアッシュの混合割合を高めればさらに保水マットの水分保持能が高まることを示唆する。
【００３６】
しかし、クリンカーアッシュの混合量が高すぎると、表土の地耐力が低下し、グラウンドの地耐力の基準とされる設計ＣＢＲ値３を下回ることとなり、その混合には限界が存在する。したがって、基本下層土材に対するクリンカーアッシュの混合比率は上記の基準値を下回らない等量混合が上限となる。
【００３７】
［試験例２］
次に、高吸水性樹脂添加によって基本下層土材の保水能がどの程度改善されるのかを調べるため、以下の試験を行った。
【００３８】
径５ｃｍ、高さ１０ｃｍのアクリル製カラムに、基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）を充填し、その底部より毛管上昇させることによって十分に吸水させたものを対照区とした。
【００３９】
また、上記の水の代わりに、高分子保水剤（ポリアクリル酸系、商品名：エスペック（登録商標）Ｌ，東洋紡績株式会社製）の２５０倍および１００倍希釈液を、上記と同様に底面吸水させる処理区（２５０倍区、１００倍区）を設けた。
【００４０】
それぞれ吸水終了後、それらアクリル製カラムは２４時間室内で静置して重力水を除き、充填下層土材の水分量を測定した。さらに、２週間にわたり静置を続けて水分の蒸発消失状況を調査した。
【００４１】
［上記試験の結果と考察］
下記表２は、底面吸水させたのち、２４時間静置後の水分保持量を示す。なお、図表には、現物１００ｇ当りの保持水分量を表示してある。
【００４２】
【表２】
【００４３】
高吸水性樹脂の希釈液を吸水させた処理区では、いずれも対照区（基本下層土材）に比べて高い水分保持量を示した。その効果は、希釈倍数の小さい１００倍希釈区の方がやや高かったが、２５０倍区との差異はごくわずかであった。
【００４４】
図２は、処理後の経日的な水分の蒸発消失状況を示す。対照区（基本下層土材）では、処理１０日後には資材充填時と同じ水分状態に戻ったが、高吸水性樹脂希釈液を吸水させた処理区では同様の水分状態にもどるまでにさらに３日間要した。このことから、基本下層土材に対して高吸水性樹脂の湿潤処理を施せば、基本下層土材の水分保持量をより長期間にわたり高く維持可能になることが明らかとなった。
【００４５】
［試験例３］
次に、高吸水性樹脂の添加量によって保水マットの保水能がどの程度増強されるのかを調べるため、以下の試験を行った。
【００４６】
基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）とクリンカーアッシュを、体積比で等量混和することによって保水マットを得た。また、得られた保水マット１００重量部に対して、０．１，０．５，１．０重量部に相当するポリアクリル酸系高吸水性樹脂（商品名：グラスパワー（登録商標）、顆粒状、栗田工業株式会社製）を添加して、３種の改良保水マットを得た。
【００４７】
これら４種の資材をアクリルカラム（径５ｃｍ、高さ１０ｃｍ）に充填して、５ｃｍ長の土壌カラムを作成した。その後、底面より十分に吸水させた。２４時間静置させることによって重力水を除いたのち、保水した水分量を測定した。
【００４８】
さらに、０．１％ポリアクリル酸系樹脂を添加した処理区（改良保水マット）と無処理区（保水マット）は14日間静置し続け、水分消失状況を測定した。
［上記試験の結果と考察］
各処理区の水分保持量を下記表３に示す。図表には現物１００ｇ当たりに換算して表示した。
【００４９】
【表３】
【００５０】
上記表３から明らかなように、高吸水性樹脂添加量の増加に伴って水分保持能が高まり、保水マットの水分保持能が大きく増強された。しかし、０．１％以上の添加では樹脂の膨水に伴って土壌カラム長が顕著に増加した。このことは、地耐力の減少を誘起し、グラウンド表土の地耐力を低下させる可能性を示唆している。グラウンド表土の地耐力は設計ＣＢＲ値３以上に維持することが義務づけられている。そのためには、高吸水性樹脂の添加量を０．１％以下に留めておくことが必要であると考えられる。
【００５１】
図３は、ポリアクリル酸系の高吸水性樹脂を０．１％添加した改良保水マット区と無添加の保水マット区の静置後の水分の蒸発消失状況を示す。保水マット区における充填当初の水分保持能は約３０ｇ程度であったのに対して、改良保水マット区では約５０ｇ程度までに高まり、その後、両区ともほぼ同様の水分消失パターンをとりながら、水分含量が低下した。両区ともほぼ同様の水分消失パターンであったため、保水マット区では静置約１０日間後に当初の資材充填時の水分状況となったが、改良保水マット区では充填当初の水分状況に低下するまで約１４日間要した。
【００５２】
［試験例４］
次に、基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）とクリンカーアッシュを、体積比で等量混和することによって保水マットＣを得た。また、基本下層土材（粒径３ｃｍ以下の浄水ケーキ粉粒体）１００重量部に対して、ポリアクリル酸系高吸水性樹脂（商品名：グラスパワー（登録商標）、顆粒状、栗田工業株式会社製）０．１重量部を添加して保水マットＤを得た。
【００５３】
基本下層土材、保水マットＣ、保水マットＤを、それぞれ径５ｃｍのアクリルカラムに５ｃｍ深に充填し、その上５ｃｍ深にグラウンド表土を重層した。底部より十分に吸水させたのち、２４時間静置することによって重力水を除去した。その後、静置したアクリルカラムの重量を測定することによって土壌表面からの水分蒸発状況を調査した。なお、本試験では表面蒸発による水分消失量をカラム当りで表示した。
【００５４】
［上記試験の結果と考察］
図４は、各処理区における静置後の水分蒸発状況を示す。アクリルカラムからの水分蒸発は、主に表土表面から生じるが、下層土材として基本下層土にクリンカーアッシュを混合した保水マットＣ区や、高吸水性樹脂を添加した保水マットＤ区では、基本下層土材区に比べて多かった。このことは、下層の保持水が良好に毛管上昇していること、および保水マット区ではより多くの水分が移行することを示唆する。
【００５５】
図５は、表土表面の水分含量の推移を示す。水分含量は、大気湿度とシンクロナイズして変動しているが、その含量は基本下層土に比べてクリンカーアッシュや高吸水性樹脂を処理した保水マットＣ区および保水マットＤ区において常に高く推移した。したがって、それら資材の下層土材への混合や添加は、表土表面の湿度維持に有効に働くことが明らかとなった。
【００５６】
［試験例５］
基本下層土材とクリンカーアッシュを重量比で等量混合してなる保水マット１００重量部に対して、さらに０．１重量部のポリアクリル酸系高吸水性樹脂（商品名：グラスパワー（登録商標）、顆粒状、栗田工業株式会社製）を添加し、改良保水マットを得た。
【００５７】
得られた改良保水マット、基本下層土材、ジャリ、および粘性鉱質土、以上４種の資材を、それぞれ径５ｃｍのアクリルカラムに５ｃｍ深に充填し、その上にグラウンド表層土を５ｃｍ深に重層した。各アクリルカラムの底部1ｃｍを水に浸漬することによって底面吸水させ、水分の土壌表面到達時間を測定した（１回目調査）。その後、２４時間静置させて重力水を取り除いたアクリルカラムは、重量を測定することによって経日的な水分の蒸発消失状況を１０日間にわたり調査した。その後、再度、同様に底面吸水させることによって底面吸水状況を調査した（２回目調査）。
【００５８】
［上記試験の結果と考察］
下記表４は、水分が表土表面に到達するまでに要する時間を示す。
【００５９】
【表４】
【００６０】
１回目調査では、改良保水マットを下層土とした場合には、水分が表土表面に到達するまでに３０分間を要した。これに対して、基本下層土材を下層土とした場合には、水分が表土表面に到達するまでに３時間３０分間要した。その他の処理区では、粘性鉱質土を用いたものが４５分間、ジャリを用いたものが１時間２０分間を要した。
【００６１】
一度吸水させた後、再度乾燥させたアクリルカラムを供試した２回目調査では、改良保水マットを用いた場合には到達所要時間が２０分間に短縮したが、その他の処理区では１回目調査よりも長時間を要した。
【００６２】
両調査の平均所用時間から算出される底面吸水の湿潤速度は改良保水マットでは２分４６秒と他処理区に比べて著しく短かった。
図６に示す１日後の水分保持量は各土壌カラムの最大保水能を示す。改良保水マットを用いた場合、最大保水能は４６ｇ／カラムと最も高かった。粘性鉱質土を用いた場合も高い値を示したが、最大保水に達するまでに長時間を要した（上記表４参照）。
【００６３】
一方、基本下層土材を用いた場合の保水能は２０ｇ／カラムと改良保水マットの半分以下であった。その後の水分消失状況は、各資材とも大きな差異は見られなかったが、基本下層土材では処理後４．５日後にカラム充填時の水分状態に戻った。これに対して、改良保水マット材では、下層土材充填時の水分状態に戻るまでに１０日間要した。
【００６４】
このように、改良保水マットを下層土に充填すれば、グラウンド表土の水分含量を長期間にわたり高く維持できるため、砂塵が発生しがたい良好なクレーグラウンドが造成できるものと判断された。
【００６５】
［試験例６］
上記試験例５で作成した土壌を充填したアクリルカラムの上部に同径のアクリルカラムを接続し、接続部から水漏れしないように隙間をビニルテープによって封じた。アクリルカラム内土壌は前もって湿潤させた後、アクリルカラム上部より１００ｍｌの水を静かに注いだ（水深：６．０２ｃｍに相当する）。静置後、表面水が土壌に浸透して消失するまでの所要時間を測定した（調査１回目）。さらに、同カラムを風乾させた後、同様の試験を繰り返した（調査２回目）。
【００６６】
［上記試験の結果と考察］
下記表５は、各処理区における表土表面から水が浸透消失するまでの時間より算出した透水係数を示す。
【００６７】
【表５】
【００６８】
上記表５には湿潤させたカラムを用いて行ったもの（調査１回目）、同カラムを風乾させて充填直後の水分状態に戻した後に行ったもの（調査２回目）、およびその両者の平均値が示してある。
【００６９】
各土壌カラムの透水係数はジャリを下層土とした処理区では１０-2と最も高く、それ以外の処理区ではいずれも１０-3と低かった。平均値を比べてみると、改良保水マット区では粘性鉱質土を下層土とした処理区に次いで低かった。しかし、その値は１０-3値を保持しており、グラウンド下層土としての許容値の範囲内にあった。このことからも、改良保水マットは水分保持のみならず、排水性の上からもクレーグラウンドの下層土材として望ましい性質を備えたものといえる。
【００７０】
［試験例７］
老朽化が進んだために砂塵が発生しやすくなったクレーグラウンド表土を風乾し、その２００ｇに対して水を０％、０．５％、１．０％、２．０％となるように添加してよく混合した。その処理土を図７（ａ）および同図（ｂ）に示す簡易飛砂測定器にかけた。
【００７１】
この簡易飛砂測定器は、一定の風速下で被験土を飛散させ、その飛散分布を比較することによって砂塵発生の難易を判定するものであり、風力源１と、風力源１の風の吹き出し口の上部から被験土を投下するための試料導入部２、および吹き出し口から風によって飛散した被験土を捕捉するための集砂マス部３、以上３つの部分から構成される。
【００７２】
風力源１は、シロッコファン１１（最大風量：６５０リットル／分、吸気口：径４．５ｃｍ、ＭＢ６ＺＢ２型、オリエンタルモーター株式会社製）の吸気口に、１０ｃｍ長の塩ビ製円筒管１２の一端を接着し、その塩ビ製円筒管１２の他端の開口部に、開閉度を調整して風速を制御するための塩ビ製板１３を取り付けた構造になっている。
【００７３】
試料導入部２は、左右両面の開いたアクリル製キューブ２１（４ｃｍ立方）の上部に、内径３ｃｍのアクリル製パイプ２２（３０ｃｍ長）の下端を接着し、アクリル製パイプ２２の上端にポリスチレン製ロート２３を置いたものである。
【００７４】
集砂マス部３は、上記試料導入部２の底部にあるアクリル製キューブ２１側面の開口部に、フード３１で覆った塩ビ製の集砂マス３２（６ｃｍ立方のマス１０個、１０個で全長６０ｃｍ）を連結したものである。
【００７５】
なお、上記集砂マス部３の先端から飛び出す微細砂塵は、図示しない掃除機の先に集塵フードを取り付けたものを用いて収集するようにした。
以上のように構成された簡易飛砂測定器に、上述の処理土を投入した。投入に際しては、上記各処理土（約２００ｇ）をポリスチレン製ロート２３から約１分程度かけて少しずつ落下させ、飛散する砂塵を各集砂マス３２に集めたのち、各集砂マス３２毎に重量を測定した。
【００７６】
［上記試験の結果と考察］
図８は、水を添加した被験土の飛散分布を示す。風乾土（コントロール）では、飛砂距離の短い集砂マス３２に落下するものは少なく、それに反して、水を添加混合した被験土では水添加量の増加に応じて飛砂距離の短い集砂マス３２に落下する砂量が増加した。このことは、少量の水添加によってグラウンドからの砂塵発生が抑制できることを示唆する。
【００７７】
一方、上記試験例４において下層土材として保水マット（クリンカーアッシュ混合あるいは高吸収性樹脂添加基本下層土材）を用いた場合には、表土表面の水分含量が高まることを認めた。
【００７８】
したがって、下層土材として保水マットや、さらにはそれら両者を混合・添加した改良保水マットを用いることによって、砂塵発生が少ないクレーグラウンドが造成できるものと考えられる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
例えば、上記試験例１〜７では、特定の高保水能資材（クリンカーアッシュ）や、特定の高吸水能資材（ポリアクリル酸系高吸水性樹脂）を使って各種検証を行ったが、上記実施例２，４に示した高保水能資材や高吸水能資材を使って上記試験例１〜７と同等な試験を実施した場合でも、同様の結果を得ることができる。したがって、実施例２，４に示した高保水能資材や高吸水能資材も、本発明でいう高保水能資材、高吸水能資材として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】試験例１における各資材の経日的な水分消失状況を示すグラフ。
【図２】試験例２における処理後の経日的な水分の蒸発消失状況を示すグラフ。
【図３】試験例３における各資材の静置後の水分の蒸発消失状況を示すグラフ。
【図４】試験例４における各処理区の静置後の水分蒸発状況を示すグラフ。
【図５】試験例４における表土表面の水分含量の推移を示すグラフ。
【図６】試験例５における改良保水マットの水分保持能とその水分消失状況を示すグラフ。
【図７】簡易飛砂測定器の構造を示す図であり、（ａ）はその立面図、（ｂ）はその平面図。
【図８】試験例７における水を添加した被験土の飛散分布を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・風力源、２・・・試料導入部、３・・・集砂マス部、１１・・・シロッコファン、１２・・・塩ビ製円筒管、１３・・・塩ビ製板、２１・・・アクリル製キューブ、２２・・・アクリル製パイプ、２３・・・ポリスチレン製ロート、３１・・・フード、３２・・・集砂マス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄水ケーキ粉粒体に対して、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材、および前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材の内、いずれか一方または両方を混合してなる
ことを特徴とするクレーグラウンド用下層土材。
【請求項２】
前記高保水能資材は、無機系多孔質資材であり、
前記高吸水能資材は、有機系高吸水性樹脂である
ことを特徴とする請求項１に記載のクレーグラウンド用下層土材。
【請求項３】
前記無機系多孔質資材は、活性炭、ゼオライト、ベントナイト、クリンカーアッシュ、パーライト、およびバーミキュライトの中から選ばれるいずれか１種または２種以上の混合物である
ことを特徴とする請求項２に記載のクレーグラウンド用下層土材。
【請求項４】
前記有機系高吸水性樹脂は、デンプン系生分解性高吸水性樹脂、セルロース系生分解性高吸水性樹脂、キチン系生分解性高吸水性樹脂、ポリアミノ酸系生分解性高吸水性樹脂、ポリアクリル酸系非生分解性合成高吸水性樹脂、ポリビニルアルコール系非生分解性合成高吸水性樹脂、ポリアクリルアミド系非生分解性合成高吸水性樹脂、およびポリオキシエチレン系非生分解性合成高吸水性樹脂の中から選ばれるいずれか１種または２種以上の混合物である
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のクレーグラウンド用下層土材。
【請求項５】
浄水ケーキ粉粒体と、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材と、前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材とを混合してなる混合物を、クレーグラウンドの下層土材として展張する
ことを特徴とするクレーグラウンドの施工方法。
【請求項１】
浄水ケーキ粉粒体に対して、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材、および前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材の内、いずれか一方または両方を混合してなる
ことを特徴とするクレーグラウンド用下層土材。
【請求項２】
前記高保水能資材は、無機系多孔質資材であり、
前記高吸水能資材は、有機系高吸水性樹脂である
ことを特徴とする請求項１に記載のクレーグラウンド用下層土材。
【請求項３】
前記無機系多孔質資材は、活性炭、ゼオライト、ベントナイト、クリンカーアッシュ、パーライト、およびバーミキュライトの中から選ばれるいずれか１種または２種以上の混合物である
ことを特徴とする請求項２に記載のクレーグラウンド用下層土材。
【請求項４】
前記有機系高吸水性樹脂は、デンプン系生分解性高吸水性樹脂、セルロース系生分解性高吸水性樹脂、キチン系生分解性高吸水性樹脂、ポリアミノ酸系生分解性高吸水性樹脂、ポリアクリル酸系非生分解性合成高吸水性樹脂、ポリビニルアルコール系非生分解性合成高吸水性樹脂、ポリアクリルアミド系非生分解性合成高吸水性樹脂、およびポリオキシエチレン系非生分解性合成高吸水性樹脂の中から選ばれるいずれか１種または２種以上の混合物である
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のクレーグラウンド用下層土材。
【請求項５】
浄水ケーキ粉粒体と、前記浄水ケーキ粉粒体よりも保水能力が高い高保水能資材と、前記浄水ケーキ粉粒体よりも吸水能力が高い高吸水能資材とを混合してなる混合物を、クレーグラウンドの下層土材として展張する
ことを特徴とするクレーグラウンドの施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１５４４１１（Ｐ２００７−１５４４１１Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４６３８７（Ｐ２００５−３４６３８７）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（３０００５６９８９）株式会社トークレー (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（３０００５６９８９）株式会社トークレー (5)
【Ｆターム（参考）】
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