圃場用畦畔、畦畔施工方法及び畦畔施工装置
【課題】強度の略均一な畦畔２を容易に施工できるようにする。
【解決手段】圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段２９と、該掘削攪拌手段２９により攪拌される掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入する注入手段３２と、掘削攪拌手段２９により攪拌されて硬化材ペースト６と混練された掘削土壌４を所定形状に成形する成形手段３３とを備える。掘削攪拌手段２９は縦軸心廻りに回転する中空状の回転軸４５の外周に掘削攪拌具４６を備え、注入手段３２は回転軸４５に形成された注入口５５を有し、回転軸４５内の注入通路５４から注入口５５を経て硬化材ペースト６を注入する。
【解決手段】圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段２９と、該掘削攪拌手段２９により攪拌される掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入する注入手段３２と、掘削攪拌手段２９により攪拌されて硬化材ペースト６と混練された掘削土壌４を所定形状に成形する成形手段３３とを備える。掘削攪拌手段２９は縦軸心廻りに回転する中空状の回転軸４５の外周に掘削攪拌具４６を備え、注入手段３２は回転軸４５に形成された注入口５５を有し、回転軸４５内の注入通路５４から注入口５５を経て硬化材ペースト６を注入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圃場用畦畔、畦畔施工方法及び畦畔施工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水田等の圃場の畦畔には、その周囲を取り囲むように畦畔が設けられている。この圃場用の畦畔には、周辺の土壌を固めた土畦畔の他にコンクリート製のコンクリート畦畔、合成樹脂製の畦畔用の構成材を畦畔施工箇所に埋設して成形された構成材埋設畦畔（特許文献１）、畦畔施工箇所の土壌をセメントで硬化させたセメント硬化畦畔（特許文献２）等がある。
【０００３】
コンクリート畦畔は畦畔施工箇所を掘削して型枠を組み、その型枠内にコンクリートを充填し硬化させてコンクリート壁を形成するものであり、構成材埋設畦畔は畦畔施工箇所に溝を掘削し、その溝に中空４角形状の合成樹脂製の構成部材を所定幅に並べて埋設したものである。
【０００４】
またセメント硬化畦畔は畦畔施工箇所の地表面にセメントを散布し、その上から界面活性剤とエマルジョン樹脂とを含む養生水を散布した後、畦畔施工箇所の土壌を掘削し攪拌して、その掘削土壌にセメント及び養生水を混合して鎮圧し、セメントにより土壌を硬化させたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４１５６２号公報
【特許文献２】特開平１１−１１７２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コンクリート畦畔は、従来の土畦畔に比較して水漏れ等がない上に、耐久性に優れ長期間にわたって補修が不要になる等の利点があるが、施工が非常に大掛かりであって多額の工事費を要し、しかもロータリ装置等により圃場の畔際を耕耘する際に耕耘爪、爪軸等がコンクリート畦畔と接触して損傷するという問題がある。
【０００７】
構成材埋設畦畔は特別な合成樹脂製の構成材を準備する必要があり、また畦畔施工箇所に溝を掘削して構成材を埋設するため、コンクリート畦畔程ではないまでも、施工がかなり大掛かりなものとなる欠点がある。しかも施工後の畦畔は合成樹脂製の構成材が地面から露出した状態であるため、耐候を有する構成材を使用しない限り比較的短期間で劣化する惧れがあり、またロータリ装置の耕耘爪、爪軸等との接触により構成材が損傷し易いという問題もある。
【０００８】
セメント硬化畦畔は、畦畔施工箇所の土壌をセメントで硬化させたものであるため、比較的施工が容易である上に耐久性に優れ、また畔際の耕耘時に耕耘爪等が畦畔に接触しても、その接触箇所の畦畔が損傷する程度であって、耕耘爪等の損傷を極力少なくできる利点がある。
【０００９】
しかし、このセメント硬化畦畔は畦畔施工箇所の地表面にセメントを散布し、その上から界面活性剤とエマルジョン樹脂とを含む養生水を散布した後、その畦畔施工箇所の土壌を掘削して攪拌するため、畦畔施工箇所の掘削土壌に対してセメント及び養生水を均一に混合することが非常に困難であり、局部的に強度が極端に低下する箇所ができる等バラツキが生じ易いという欠点がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題に鑑み、土壌硬化材を含む硬化材ペーストを利用することにより比較的簡単な方法で容易に略均一に施工できる圃場用畦畔、畦畔施工方法及び畦畔施工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る圃場用畦畔は、圃場１の畦畔施工箇所３において該畦畔施工箇所３の土壌を掘削した掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入し、前記掘削土壌４と前記硬化材ペースト６とを混練して前記土壌硬化材１１により前記掘削土壌４を硬化させたものである。
【００１２】
本発明に係る畦畔施工方法は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削してその掘削土壌４を前記畦畔施工箇所３で攪拌しながら、該掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入して、前記掘削土壌４と前記硬化材ペースト６とを混練した後、前記土壌硬化材１１により前記掘削土壌４を硬化させて畦畔とするものである。
【００１３】
前記硬化材ペースト６に界面活性剤１２、高分子エマルジョン樹脂１３を配合してもよい。前記土壌硬化材がセメント１１でもよい。
【００１４】
本発明に係る畦畔施工装置は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段２９と、該掘削攪拌手段２９により攪拌される掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入する注入手段３２と、前記掘削攪拌手段２９により攪拌されて前記硬化材ペースト６と混練された前記掘削土壌４を所定形状に成形する成形手段３３とを備えたものである。
【００１５】
前記掘削攪拌手段２９は縦軸心廻りに回転する中空状の回転軸４５の外周に掘削攪拌具４６を備え、前記注入手段３２は前記回転軸４５に形成された注入口５５を有し、前記回転軸４５内の注入通路５４を経て前記注入口５５を経て前記硬化材ペースト６を注入するものでもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る圃場用畦畔は、圃場１の畦畔施工箇所３において該畦畔施工箇所３の土壌を掘削した掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入し、掘削土壌４と硬化材ペースト６とを混練して土壌硬化材１１により掘削土壌４を硬化させているので、比較的簡単な方法で強度の略均一な畦畔２を容易に施工することができる。
【００１７】
また本発明に係る畦畔施工方法は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削してその掘削土壌４を畦畔施工箇所３で攪拌しながら、該掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入して、掘削土壌４と硬化材ペースト６とを混練した後、土壌硬化材１１により掘削土壌４を硬化させて畦畔２とするので、比較的簡単な方法で強度の略均一な畦畔２を容易に施工することができる。
【００１８】
更に本発明に係る畦畔施工装置は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段２９と、該掘削攪拌手段２９により攪拌される掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入する注入手段３２と、掘削攪拌手段２９により攪拌されて硬化材ペースト６と混練された掘削土壌４を所定形状に成形する成形手段３３とを備えているので、強度の略均一な畦畔２を容易に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す畦畔構造の断面図である。
【図２】同畦畔施工方法を示すブロック図である。
【図３】同セメントペーストを示すブロック図である。
【図４】同トラクタ装着型畦畔施工装置の断面図である。
【図５】同トラクタ装着型畦畔施工装置の平面図である。
【図６】同掘削攪拌手段の一部破断側面図である。
【図７】同成形手段の一部破断背面図である。
【図８】同注入手段の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す畦畔施工装置の断面図である。
【図１０】同畦畔施工装置の平面図である。
【図１１】同要部の断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態を示す成形手段の背面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態を示す畦畔施工装置の断面図である。
【図１４】同畦畔施工構造の断面図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態を示す畦畔施工装置の平面図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態を示す畦畔施工構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて詳述する。図１〜図８は本発明の第１の実施形態を例示する。図１は水田等の圃場１間の従来の土畦畔等をセメント硬化畦畔２に改良した場合を示す。セメント硬化畦畔２は上下に長い縦長矩形状の断面形状を有し、上端側の一部を残す略全体が地中に埋入している。
【００２１】
なお、セメント硬化畦畔２は縦長状である必要はなく、施工場所によってはセメント硬化畦畔２の上下方向の寸法よりも左右方向の幅を大にしてもよい。またセメント硬化畦畔２が十分な幅を有するか、又は十分な埋め込み深さを有するか等により、セメント硬化畦畔２が倒れる惧れのない場合には、セメント硬化畦畔２から圃場１の内側の土壌は削り取ってもよい。
【００２２】
このセメント硬化畦畔２を施工する場合には、図２に示すように、土畦畔等の畦畔施工箇所３においてその畦畔施工箇所３の土壌を掘削し攪拌する掘削攪拌工程５と、その掘削土壌４にセメントペースト６（図３参照）を注入する注入工程７と、その注入後の掘削土壌４を更に攪拌してセメントペースト６と混練する混練工程８と、混練済みの掘削土壌４を所定形状に成形する成形工程９と、成形後に所定時間養生して硬化させる養生工程１０とを経て行う。
【００２３】
セメントペースト６は硬化材ペーストの一例であって、図３に示すように、土壌硬化材であるセメント１１を主成分とし、これに界面活性剤１２と高分子エマルジョン樹脂１３と水１４とを所定の割合で配合してペースト化したものである。
【００２４】
セメント１１、界面活性剤１２、高分子エマルジョン樹脂１３の配合割合は、土畦畔等の畦畔施工箇所３の土壌の条件に応じて適宜決定するが、粘土質土壌の場合には、例えば土壌１ｍ3 に対してセメント３００Ｋｇ、ＡＢＳ（界面活性剤１２）の１５％溶液５Ｋｇ、ＳＢＲ（高分子エマルジョン樹脂１３）の４５％溶液１４Ｋｇを配合し、これに水２００Ｋｇを添加してペースト化したものである。
【００２５】
因みに、粘土質土壌の場合において、例えば土壌１ｍ3 に対するセメント３００Ｋｇは施工後のセメント硬化畦畔２に要求される強度を考慮したものであり、また水２００Ｋｇは混練後の掘削土壌４が所定の成形性を有し自然流動しない範囲内のものである。界面活性剤１２の１５％溶液５Ｋｇは土壌に対するセメントペースト６の馴染みをよくするためであり、また高分子エマルジョン樹脂１３の４５％溶液１４Ｋｇは硬化後のセメント硬化畦畔２の防水性を確保するためである。
【００２６】
このセメント硬化畦畔２を施工する場合には、図４〜図７に示すようにトラクタ１６に装着された畦畔施工装置１７を使用する。トラクタ１６は前後方向に配置された車体１９と、この車体１９の左右両側に装着された左右一対の後輪１８と、車体１９上に装着された昇降用の油圧装置２０、運転席２１等を有する。
【００２７】
畦畔施工装置１７はトラクタ１６の後方に三点リンク機構２２を介して着脱、昇降自在に装着されている。三点リンク機構２２は上部リンク２３と、左右一対の下部リンク２４とを有し、その下部リンク２４がリフトロッド２５を介して油圧装置２０の油圧アーム２６に昇降自在に連結されている。
【００２８】
畦畔施工装置１７は、三点リンク機構２２に連結された支持枠２８と、この支持枠２８に装着され且つ畦畔施工箇所３の土壌を所定の掘削幅、掘削深さで縦長角形状に掘削して攪拌する掘削攪拌手段２９と、支持枠２８に装着され且つ掘削攪拌手段２９の掘削深さを規制するゲージ体３０と、支持枠２８上に装着され且つセメントペースト６を貯留する貯留手段３１と、掘削攪拌手段２９により掘削し攪拌される掘削土壌４中に貯留手段３１からのセメントペースト６を注入する注入手段３２と、掘削攪拌手段２９により攪拌されてセメントペースト６と混練された掘削土壌４を所定の畦畔形状に成形する成形手段３３とを備えている。
【００２９】
支持枠２８は左右方向の略中央に配置された入力用伝動ケース３４と、この入力用伝動ケース３４の左右両側に装着された支持筒体３５と、各支持筒体３５の外端に前後方向に固定された下部ブラケット３６と、一方の下部ブラケット３６を介して支持筒体３５の延長上に固定された掘削用伝動ケース３７と、入力用伝動ケース３４上に固定された上部ブラケット３８と、掘削用伝動ケース３７から後方に突出するブラケット３９等により構成され、その上部ブラケット３８の上端部に上部リンク２３が、下部ブラケット３６の前端部に下部リンク２４が夫々連結されている。
【００３０】
入力用伝動ケース３４は前側に突出する入力軸４０を有し、この入力軸４０が自在軸継ぎ手４１を介してトラクタ１６のＰＴＯ軸４２に連結されている。入力軸４０は入力用伝動ケース３４内のベベルギアー機構、一方の支持筒体３５内の伝動軸４３を介して掘削攪拌手段２９へと動力を伝達するようになっている。
【００３１】
掘削攪拌手段２９は一方の後輪１８の後方側で左右方向の一端に支持枠２８に装着されている。この掘削攪拌手段２９は一方の支持筒体３５の先端に装着された掘削用伝動ケース３７と、この掘削用伝動ケース３７により縦軸心廻りに回転自在に支持され且つ掘削用伝動ケース３７から下側に突出する回転軸４５と、この回転軸４５の外周に固定された掘削攪拌具４６とを備え、回転軸４５の回転時に掘削攪拌具４６により畦畔施工箇所３の土壌を掘削して、その掘削土壌４をその位置で攪拌するようになっている。なお、掘削攪拌手段２９は一方の後輪１８の後方で、その後輪１８よりも外側に配置してもよい。
【００３２】
掘削用伝動ケース３７内にはベベルギアー機構３７ａ等が組み込まれており、伝動軸４３の動力をそのベベルギアー機構３７ａ等を介して回転軸４５に伝達するようになっている。回転軸４５は中空状であり、若干前側に傾斜して設けられている。掘削攪拌具４６は回転軸４５の外周に螺旋状に連続又は間欠的に設けられた掘削刃４７と、この掘削刃４７の上側に設けられた攪拌突起４８とを有する。
【００３３】
なお、掘削攪拌具４６は回転軸４５に対して螺旋状に連続又は間欠的に設けられた掘削刃４７と、回転軸４５に対して径方向の攪拌突起４８とを組み合わせて構成してもよいし、螺旋状に連続又は間欠的に設けられた掘削刃４７のみで構成してもよい。
【００３４】
ゲージ体３０は畦畔施工箇所３の地表面を基準に掘削攪拌手段２９の掘削深さを規制するためのもので、例えば掘削攪拌手段２９の前側近傍で地表面上を転動するゲージ輪４９と、このゲージ輪４９を支持する支持杆５０とを有し、その支持杆５０が支持枠２８に対して上下調整自在に固定されている。支持杆５０は支持枠２８の保持筒５１により上下調整自在に保持されている。従って、ゲージ体３０を上下調整することにより、掘削攪拌手段２９の掘削深さを適宜調整可能である。
【００３５】
貯留手段３１はタンクにより構成されており、支持枠２８の後部側で左右一対の下部ブラケット３６間に設けられた支持台５２上に装着されている。この貯留手段３１は上側に開閉蓋３１ａを有し、また内部のセメントペースト６を取り出し易くなるように底壁が傾斜状に構成されている。なお、貯留手段３１は適宜支持手段により支持枠２８に装着してもよい。また貯留手段３１はその内部でのセメントペースト６の沈澱を防止するために、内部に攪拌手段を備えることが望ましい。
【００３６】
注入手段３２は図８に示すように中空状の回転軸４５内に形成された注入通路５４と、回転軸４５の長手方向に所定間隔をおいて形成され注入口５５と、掘削用伝動ケース３７上に配置され且つ貯留手段３１側の供給管路５６と回転軸４５とを接続する回転管継ぎ手５７と、供給管路５６の途中に介装された注入ポンプ５８とを備えている。
【００３７】
そして、この注入手段３２は、貯留手段３１内のセメントペースト６を注入ポンプ５８により回転管継ぎ手５７を介して回転軸４５内の注入通路５４へと圧送し、その注入通路５４を経て注入口５５から土壌内にセメントペースト６を加圧状態で注入するようになっている。
【００３８】
供給管路５６は注入ポンプ５８の作動時に貯留手段３１内のセメントペースト６を取り出し得るように貯留手段３１に接続されている。注入ポンプ５８は例えば電動式であって、支持台５２上に設けられている。なお、注入口５５は掘削刃４７の下側近傍に配置されている。注入口５５は回転軸４５の周方向に位置を変えて配置してもよい。注入ポンプ５８はエンジン駆動式でもよいし、入力軸４０に伝達される動力により駆動されるものでもよい。
【００３９】
成形手段３３は図４〜図７に示すように掘削攪拌手段２９の左右両側に上下調整可能に配置された左右一対の側部成形板６０と、この一対の側部成形板６０間に配置された頂部成形板６１とを備え、これら成形板６０，６１により地表面から上側の畦畔形状を凸状に成形するようになっている。左右一対の側部成形板６０は上部カバー６２の左右両側の屈曲部６２ａに上下調整手段６０ａを介して上下調整可能に固定されている。また上部カバー６２は回転軸４５が貫通して掘削用伝動ケース３７の下側に装着されている。なお、上部カバー６２及び側部成形板６０は支持枠２８に上下調整可能に取り付けてもよいし、ゲージ体３０の上下調整に連動して上下動するように支持枠２８に取り付けてもよい。
【００４０】
頂部成形板６１は前端側の横方向の枢支軸６３により上下動自在に枢支され、後部側が付勢手段６５により下方に付勢されている。枢支軸６３は上部カバー６２の後端部に設けられており、頂部成形板６１は枢支軸６３を介して上部カバー６２に連結されている。なお、枢支軸６３は上部カバー６２の後端部近傍で左右一対の側部成形板６０間に支架してもよい。
【００４１】
付勢手段６５は下端が頂部成形板６１上に枢支され且つ保持体６６により上下摺動自在に保持された付勢ロッド６７と、保持体６６の下側で付勢ロッド６７に套嵌された付勢バネ６８とを有し、その付勢バネ６８により所定の成形圧で頂部成形板６１を下方に付勢するようになっている。保持体６６はブラケット３６，３９の後端に横軸心廻りに回動自在に支持されている。なお、付勢バネ６８はそのバネ圧を調整可能である。
【００４２】
セメント硬化畦畔２の施工に際しては、トラクタ１６に装着された畦畔施工装置１７を使用して次のような方法により行う。先ずゲージ輪４９により掘削攪拌手段２９の掘削深さを調整し、またその掘削深さに応じて成形手段３３の側部成形板６０の高さを調整する。そして、回転軸４５を回転させた状態で掘削攪拌手段２９が畦畔施工箇所３に対応するように畦畔施工装置１７全体を下降させて、畦畔施工箇所３に沿って走行しながら作業を行う。
【００４３】
このとき図４、図５に示すようにゲージ輪４９が畦畔施工箇所３の地表面上を転動するため、油圧装置２０をフローティング状態にしておけば、掘削攪拌手段２９を含む畦畔施工装置１７が畦畔施工箇所３の地表面の凹凸に追従しながら前進し、その掘削攪拌手段２９、注入手段３２、成形手段３３により、掘削攪拌工程５、注入工程７、混練工程８、成形工程９の各工程が順次なされる。
【００４４】
先ず掘削攪拌手段２９の回転軸４５が所定方向に回転すると、図６、図７に示すように、その掘削刃４７により畦畔施工箇所３の土壌を所定の掘削幅、掘削深さで掘削して、その掘削土壌４を畦畔施工箇所３において攪拌する（掘削攪拌工程５）。
【００４５】
一方、注入手段３２の注入ポンプ５８を作動させておけば、注入ポンプ５８が貯留手段３１内のセメントペースト６を定量ずつ取り出して、そのセメントペースト６を回転管継ぎ手５７を介して回転状態の回転軸４５の注入通路５４へと送り、注入通路５４を経て各注入口５５から、掘削刃４７により攪拌状態にある掘削土壌４中にセメントペースト６を注入する（注入工程７）。そして、掘削攪拌手段２９により、その掘削土壌４とセメントペースト６とを満遍なく混練する（混練工程８）。
【００４６】
このように掘削攪拌手段２９で畦畔施工箇所３の土壌を掘削しながら、回転軸４５の注入口５５からその掘削土壌４中にセメントペースト６を注入すれば、この掘削攪拌手段２９により、畦畔施工箇所３の土壌の掘削に続いて掘削土壌４とセメントペースト６との混練を略同時に連続的に行うことになり、掘削土壌４とセメントペースト６とを短時間でムラなく混練することができ、セメントペースト６を掘削土壌４に対して略均一に混ぜ合わせることができる。
【００４７】
特に掘削攪拌手段２９により畦畔施工箇所３の土壌を掘削しながら所定の速度で前進して行けば、畦畔施工箇所３の土壌は掘削攪拌手段２９の掘削刃４７により掘削された後、掘削刃４７の回転により持ち上げられながら掘削刃４７を通過して直ちに埋め戻される。このため掘削刃４７の回転に伴って掘削土壌４を持ち上げては埋め戻す動作が繰り返されるので、掘削刃４７の回転による掘削土壌４の攪拌作用が大となり、土壌の掘削と同時にその掘削土壌４とセメントペースト６とを略満遍なく混練することができる。
【００４８】
また掘削攪拌手段２９は掘削刃４７の上側に攪拌突起４８を備えているため、この攪拌突起４８の回転により掘削土壌４とセメントペースト６とをより一層均一に混練することができる。即ち、掘削土壌４はセメントペースト６と混練されるものの、攪拌により膨隆化して体積を増しながら地表面側へと浮上する。そして、その浮上する掘削土壌４を攪拌突起４８により攪拌するので、表層側での土壌とセメントペースト６との混練をより一層均一にすることができる。
【００４９】
膨隆化して地表面側に浮上した土壌は、成形手段３３の左右一対の側部成形板６０により掘削攪拌手段２９の掘削幅と略同じ幅に規制されながら、頂部成形板６１により所定の成形圧で加圧されるので、これらの側部成形板６０、頂部成形板６１により地表面から上側が所定の畦畔形状（例えば凸状）に成形される。その後に、所定期間養生してセメント１１を硬化させれば、畦畔施工箇所３の掘削土壌４をセメント１１により固めたセメント硬化畦畔２となる。
【００５０】
従って、セメント１１を主成分とするセメントペースト６を使用して、その畦畔施工箇所３の土壌を掘削し、その掘削土壌４を畦畔施工箇所３において攪拌しながらセメントペースト６を注入して、掘削土壌４とセメントペースト６とを混練することにより、比較的簡単な方法でセメント硬化畦畔２を容易に施工することができる。
【００５１】
またセメントペースト６を掘削攪拌手段２９により土壌を掘削し攪拌しながら、その掘削土壌４にセメントペースト６を注入して混練するので、掘削土壌４に対してセメントペースト６を略均一に混練することが可能であり、施工後のセメント硬化畦畔２の部分的な強度ムラの発生を極力防止することができる。
【００５２】
更にセメントペースト６に界面活性剤１２と高分子エマルジョン樹脂１３とを配合しているので、土壌に対するセメントペースト６の馴染みがよく略均一に混練できる上に、硬化後のセメント硬化畦畔２の防水性を確保することができる。
【００５３】
畦畔施工装置１７は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段２９と、この掘削攪拌手段２９により掘削し攪拌される掘削土壌４中にセメント１１を含むセメントペースト６を注入する注入手段３２と、掘削攪拌手段２９により攪拌された掘削土壌４を所定形状に成形する成形手段３３とを備えているので、この畦畔施工装置１７をトラクタ１６に装着すれば、走行しながら連続的にセメント硬化畦畔２の施工作業を行うことができる。
【００５４】
掘削攪拌手段２９は縦軸心廻りに回転する中空状の回転軸４５の外周に掘削刃４７を備え、注入手段３２は回転軸４５に形成された注入口５５を有し、回転軸４５内の注入通路５４を経て注入口５５からセメントペースト６を注入するため、掘削攪拌手段２９と注入手段３２との構造を簡素化できると共に、セメントペースト６を容易且つ確実に注入することができる。
【００５５】
図９〜図１１は本発明の第２の実施形態を例示する。この実施形態の畦畔施工装置１７では、掘削攪拌手段２９の回転軸４５が略垂直に配置され、また掘削深さ規制用のゲージ体３０が成形手段３３側に設けられている。回転軸４５は掘削用伝動ケース３７から下側に略垂直に下方へと突出している。また回転軸４５の外周には掘削刃４７が螺旋状に設けられているが、その掘削刃４７は下側に対して上側の直径が大になっている。従って、掘削攪拌手段２９は、畦畔施工箇所３の土壌を逆台形状に掘削し攪拌するようになっている。
【００５６】
ゲージ体３０は畦畔施工箇所３の地表面上を摺動する左右一対のゲージ橇７０により構成され、その各ゲージ橇７０は成形手段３３の各側部成形板６０の下端外側に前後方向に配置されている。各側部成形板６０は上部カバー６２に対して上下調整可能である。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５７】
このような構成の畦畔施工装置１７を使用してもよい。また畦畔施工箇所３の土壌を逆台形状に掘削する掘削攪拌手段２９を使用すれば、畦畔施工箇所３の条件によっては掘削攪拌領域の断面積を小さくすることもできる。更に側部成形板６０にゲージ橇７０を設けることにより、ゲージ体３０による掘削深さの調整と、その掘削深さに合わせた側部形成板６０の高さ調整とを同時に行うことができる。
【００５８】
図１２は本発明の第３の実施形態を例示する。この実施形態の成形手段３３は横軸７５廻りに回転する回転式であって、畦畔施工箇所３の左右両側で地表面上を転動する左右一対の転動輪７１と、この各転動輪７１の内側に略同心状に形成された円錐状の側部成形部７２と、この側部成形部７２間に略同心状に設けられた小径の頂部成形部７３と、各転動輪７１の側部成形部７２側に略同心状に設けられた規制円板７４とを一体に有し、横軸７５により回転自在に支持されている。横軸７５は左右一対の支持腕７６により支持され、支持枠２８に上下調整可能に取り付けられている。転動輪７１はゲージ体３０を兼用する。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５９】
この場合には転動輪７１が地表面上を転動しながら、その側部成形部７２により地表面上の掘削土壌４の左右両側を成形でき、また頂部成形部７３によりその頂部を成形できるので、成形手段３３により成形抵抗を小さくすることができる。また転動輪７１によりゲージ体３０を兼用すれば、調整が容易であると同時に構造的にも簡単化することができる。しかも、円板７４が地表面に食い込んだ状態で転動輪７１が転動するので、直進性が向上する他、セメントペースト６を混練後の土壌の側方への移動を極力防止することができる。
【００６０】
図１３、図１４は本発明の第４の実施形態を例示する。この実施形態の成形手段３３は、付勢手段６５の頂部成形板６１に対する付勢力を十分大にして、頂面が地表面と略同一高さか、又は突出高さが比較的低い畦畔を成形するようにしている。他の構成は各実施形態と同様である。
【００６１】
この場合には、セメント硬化畦畔２の施工に際しては、成形手段３３の頂部成形板６１が膨隆状の掘削土壌４を十分に押圧して、頂面が地表面と略同一高さか、又は突出高さが比較的低いセメント硬化畦畔２に成形する。従って、例えば図１３に示すように圃場１の近傍に農道７７があり、その農道７７に隣接してセメント硬化畦畔２を施工するような場合にも、農道７７の地表面と略同一高さか、又は農道７７の地表面からの突出高の低い畦畔を設けることができるので、セメント硬化畦畔２の施工後も、それが邪魔になるようなこともない。なお、セメント硬化畦畔２は図１４に示すように農道７７の両側に設けてもよい。この場合には農道７７の路肩補強用としてセメント硬化畦畔２を利用することができる。
【００６２】
図１５は本発明の第５の実施形態を例示する。この実施形態の畦畔施工装置１７は、トラクタ１６の後部に三点リンク機構２２を介して装着された支持枠２８に、揺動機構７８を介して掘削攪拌手段２９が揺動自在に連結されている。揺動機構７８は基部側が入力用伝動ケース３４に縦軸７９廻りに、遊端側が掘削用伝動ケース３７に回転軸４５の軸心廻りに夫々角度変更可能に連結されている。揺動機構７８は巻き掛け式の動力伝達機構を有し、入力用伝動ケース３４内のベベルギアー機構、縦軸７９、動力伝達機構を介してトラクタ１６からの動力を掘削攪拌手段２９の回転軸４５へと伝達するようになっている。他の構成は各実施形態と同様である。
【００６３】
このような構成の畦畔施工装置１７では、揺動機構７８の角度を適宜調整することにより、掘削攪拌手段２９の位置を左右方向に調整できるので、トラクタ１６を安全な位置に走行させながらも圃場１に対して最適位置にセメント硬化畦畔２を施工することができる。
【００６４】
図１６は本発明の第６の実施形態を例示する。圃場１の周囲にセメント硬化畦畔２を設ける場合、図１５に示すように２条以上の複数条のセメント硬化畦畔２を並べて配置してもよい。例えば、掘削攪拌手段２９の掘削幅が小さい場合には、施工されるセメント硬化畦畔２の幅も狭くなるため、複数条のセメント硬化畦畔２を設けてもよい。
【００６５】
以上、本発明の各実施形態について詳述したが、本発明は各実施形態に限定されるものではない。例えば、各実施形態ではトラクタ１６の後方に三点リンク機構２２を介して装着するトラクタ装着型の畦畔施工装置１７を例示しているが、トラクタ１６以外の走行車体１９に装着するものでもよいし、専用の乗用型又は歩行型の走行車体１９に装着したものでもよい。
【００６６】
掘削攪拌手段２９は回転軸４５の外周に螺旋状の掘削刃４７を設けたオーガー式の他、回転軸４５の外周に螺旋状以外の掘削刃４７を設けたものでもよい。また掘削攪拌手段２９はオーガー式のものが小型で便利であるが、掘削チェーンに掘削攪拌爪を装着したトレンチャー式のもの、横軸心廻りに回転する横軸の外周に掘削攪拌爪を設けたもの等を採用してもよい。
【００６７】
更に実施形態では、畦畔施工箇所３の土壌の掘削から、掘削土壌４とセメントペースト６との混練までを掘削攪拌手段２９により行うようにしているが、先ず掘削手段で畦畔施工箇所３の土壌を掘削し、次いで注入手段３２により掘削土壌４にセメントペースト６を注入した後、攪拌手段により掘削土壌４とセメントペースト６とを混練するように、掘削手段と混練手段とを前後に別々に設けてもよい。
【００６８】
注入手段３２は中空状の回転軸４５の内部を注入通路５４として、回転軸４５に形成した注入口５５からセメントペースト６を注入するようにしているが、回転軸４５の外側に鋼管等の注入管を上下方向に固定し、その注入管に注入口５５を設けてもよい。注入手段３２は要するに掘削土壌４中にセメントペースト６を注入できるものであればよい。
【００６９】
実施形態では土壌硬化材としてセメント１１を例示し、そのセメント１１に界面活性剤１２、高分子エマルジョン樹脂１３を添加したセメントペースト６を使用しているが、セメント１１以外の各種の土壌硬化材を使用することが可能である。また界面活性剤１２、高分子エマルジョン樹脂１３は例示の物質以外のものでもよい。更に夫々の配合割合は適宜変更可能である。またセメント１１に水１４を加えてペースト化したものでもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１ 圃場
２ セメント硬化畦畔
３ 畦畔施工箇所
４ 掘削土壌
６ 硬化材ペースト
１１ セメント（土壌硬化材）
１２ 界面活性剤
１３ 高分子エマルジョン樹脂
２９ 掘削攪拌手段
３２ 注入手段
３３ 成形手段
４５ 回転軸
４６ 掘削攪拌具
５５ 注入口
５４ 注入通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圃場用畦畔、畦畔施工方法及び畦畔施工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水田等の圃場の畦畔には、その周囲を取り囲むように畦畔が設けられている。この圃場用の畦畔には、周辺の土壌を固めた土畦畔の他にコンクリート製のコンクリート畦畔、合成樹脂製の畦畔用の構成材を畦畔施工箇所に埋設して成形された構成材埋設畦畔（特許文献１）、畦畔施工箇所の土壌をセメントで硬化させたセメント硬化畦畔（特許文献２）等がある。
【０００３】
コンクリート畦畔は畦畔施工箇所を掘削して型枠を組み、その型枠内にコンクリートを充填し硬化させてコンクリート壁を形成するものであり、構成材埋設畦畔は畦畔施工箇所に溝を掘削し、その溝に中空４角形状の合成樹脂製の構成部材を所定幅に並べて埋設したものである。
【０００４】
またセメント硬化畦畔は畦畔施工箇所の地表面にセメントを散布し、その上から界面活性剤とエマルジョン樹脂とを含む養生水を散布した後、畦畔施工箇所の土壌を掘削し攪拌して、その掘削土壌にセメント及び養生水を混合して鎮圧し、セメントにより土壌を硬化させたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４１５６２号公報
【特許文献２】特開平１１−１１７２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コンクリート畦畔は、従来の土畦畔に比較して水漏れ等がない上に、耐久性に優れ長期間にわたって補修が不要になる等の利点があるが、施工が非常に大掛かりであって多額の工事費を要し、しかもロータリ装置等により圃場の畔際を耕耘する際に耕耘爪、爪軸等がコンクリート畦畔と接触して損傷するという問題がある。
【０００７】
構成材埋設畦畔は特別な合成樹脂製の構成材を準備する必要があり、また畦畔施工箇所に溝を掘削して構成材を埋設するため、コンクリート畦畔程ではないまでも、施工がかなり大掛かりなものとなる欠点がある。しかも施工後の畦畔は合成樹脂製の構成材が地面から露出した状態であるため、耐候を有する構成材を使用しない限り比較的短期間で劣化する惧れがあり、またロータリ装置の耕耘爪、爪軸等との接触により構成材が損傷し易いという問題もある。
【０００８】
セメント硬化畦畔は、畦畔施工箇所の土壌をセメントで硬化させたものであるため、比較的施工が容易である上に耐久性に優れ、また畔際の耕耘時に耕耘爪等が畦畔に接触しても、その接触箇所の畦畔が損傷する程度であって、耕耘爪等の損傷を極力少なくできる利点がある。
【０００９】
しかし、このセメント硬化畦畔は畦畔施工箇所の地表面にセメントを散布し、その上から界面活性剤とエマルジョン樹脂とを含む養生水を散布した後、その畦畔施工箇所の土壌を掘削して攪拌するため、畦畔施工箇所の掘削土壌に対してセメント及び養生水を均一に混合することが非常に困難であり、局部的に強度が極端に低下する箇所ができる等バラツキが生じ易いという欠点がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題に鑑み、土壌硬化材を含む硬化材ペーストを利用することにより比較的簡単な方法で容易に略均一に施工できる圃場用畦畔、畦畔施工方法及び畦畔施工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る圃場用畦畔は、圃場１の畦畔施工箇所３において該畦畔施工箇所３の土壌を掘削した掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入し、前記掘削土壌４と前記硬化材ペースト６とを混練して前記土壌硬化材１１により前記掘削土壌４を硬化させたものである。
【００１２】
本発明に係る畦畔施工方法は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削してその掘削土壌４を前記畦畔施工箇所３で攪拌しながら、該掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入して、前記掘削土壌４と前記硬化材ペースト６とを混練した後、前記土壌硬化材１１により前記掘削土壌４を硬化させて畦畔とするものである。
【００１３】
前記硬化材ペースト６に界面活性剤１２、高分子エマルジョン樹脂１３を配合してもよい。前記土壌硬化材がセメント１１でもよい。
【００１４】
本発明に係る畦畔施工装置は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段２９と、該掘削攪拌手段２９により攪拌される掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入する注入手段３２と、前記掘削攪拌手段２９により攪拌されて前記硬化材ペースト６と混練された前記掘削土壌４を所定形状に成形する成形手段３３とを備えたものである。
【００１５】
前記掘削攪拌手段２９は縦軸心廻りに回転する中空状の回転軸４５の外周に掘削攪拌具４６を備え、前記注入手段３２は前記回転軸４５に形成された注入口５５を有し、前記回転軸４５内の注入通路５４を経て前記注入口５５を経て前記硬化材ペースト６を注入するものでもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る圃場用畦畔は、圃場１の畦畔施工箇所３において該畦畔施工箇所３の土壌を掘削した掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入し、掘削土壌４と硬化材ペースト６とを混練して土壌硬化材１１により掘削土壌４を硬化させているので、比較的簡単な方法で強度の略均一な畦畔２を容易に施工することができる。
【００１７】
また本発明に係る畦畔施工方法は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削してその掘削土壌４を畦畔施工箇所３で攪拌しながら、該掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入して、掘削土壌４と硬化材ペースト６とを混練した後、土壌硬化材１１により掘削土壌４を硬化させて畦畔２とするので、比較的簡単な方法で強度の略均一な畦畔２を容易に施工することができる。
【００１８】
更に本発明に係る畦畔施工装置は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段２９と、該掘削攪拌手段２９により攪拌される掘削土壌４中に土壌硬化材１１を含む硬化材ペースト６を注入する注入手段３２と、掘削攪拌手段２９により攪拌されて硬化材ペースト６と混練された掘削土壌４を所定形状に成形する成形手段３３とを備えているので、強度の略均一な畦畔２を容易に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す畦畔構造の断面図である。
【図２】同畦畔施工方法を示すブロック図である。
【図３】同セメントペーストを示すブロック図である。
【図４】同トラクタ装着型畦畔施工装置の断面図である。
【図５】同トラクタ装着型畦畔施工装置の平面図である。
【図６】同掘削攪拌手段の一部破断側面図である。
【図７】同成形手段の一部破断背面図である。
【図８】同注入手段の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す畦畔施工装置の断面図である。
【図１０】同畦畔施工装置の平面図である。
【図１１】同要部の断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態を示す成形手段の背面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態を示す畦畔施工装置の断面図である。
【図１４】同畦畔施工構造の断面図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態を示す畦畔施工装置の平面図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態を示す畦畔施工構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて詳述する。図１〜図８は本発明の第１の実施形態を例示する。図１は水田等の圃場１間の従来の土畦畔等をセメント硬化畦畔２に改良した場合を示す。セメント硬化畦畔２は上下に長い縦長矩形状の断面形状を有し、上端側の一部を残す略全体が地中に埋入している。
【００２１】
なお、セメント硬化畦畔２は縦長状である必要はなく、施工場所によってはセメント硬化畦畔２の上下方向の寸法よりも左右方向の幅を大にしてもよい。またセメント硬化畦畔２が十分な幅を有するか、又は十分な埋め込み深さを有するか等により、セメント硬化畦畔２が倒れる惧れのない場合には、セメント硬化畦畔２から圃場１の内側の土壌は削り取ってもよい。
【００２２】
このセメント硬化畦畔２を施工する場合には、図２に示すように、土畦畔等の畦畔施工箇所３においてその畦畔施工箇所３の土壌を掘削し攪拌する掘削攪拌工程５と、その掘削土壌４にセメントペースト６（図３参照）を注入する注入工程７と、その注入後の掘削土壌４を更に攪拌してセメントペースト６と混練する混練工程８と、混練済みの掘削土壌４を所定形状に成形する成形工程９と、成形後に所定時間養生して硬化させる養生工程１０とを経て行う。
【００２３】
セメントペースト６は硬化材ペーストの一例であって、図３に示すように、土壌硬化材であるセメント１１を主成分とし、これに界面活性剤１２と高分子エマルジョン樹脂１３と水１４とを所定の割合で配合してペースト化したものである。
【００２４】
セメント１１、界面活性剤１２、高分子エマルジョン樹脂１３の配合割合は、土畦畔等の畦畔施工箇所３の土壌の条件に応じて適宜決定するが、粘土質土壌の場合には、例えば土壌１ｍ3 に対してセメント３００Ｋｇ、ＡＢＳ（界面活性剤１２）の１５％溶液５Ｋｇ、ＳＢＲ（高分子エマルジョン樹脂１３）の４５％溶液１４Ｋｇを配合し、これに水２００Ｋｇを添加してペースト化したものである。
【００２５】
因みに、粘土質土壌の場合において、例えば土壌１ｍ3 に対するセメント３００Ｋｇは施工後のセメント硬化畦畔２に要求される強度を考慮したものであり、また水２００Ｋｇは混練後の掘削土壌４が所定の成形性を有し自然流動しない範囲内のものである。界面活性剤１２の１５％溶液５Ｋｇは土壌に対するセメントペースト６の馴染みをよくするためであり、また高分子エマルジョン樹脂１３の４５％溶液１４Ｋｇは硬化後のセメント硬化畦畔２の防水性を確保するためである。
【００２６】
このセメント硬化畦畔２を施工する場合には、図４〜図７に示すようにトラクタ１６に装着された畦畔施工装置１７を使用する。トラクタ１６は前後方向に配置された車体１９と、この車体１９の左右両側に装着された左右一対の後輪１８と、車体１９上に装着された昇降用の油圧装置２０、運転席２１等を有する。
【００２７】
畦畔施工装置１７はトラクタ１６の後方に三点リンク機構２２を介して着脱、昇降自在に装着されている。三点リンク機構２２は上部リンク２３と、左右一対の下部リンク２４とを有し、その下部リンク２４がリフトロッド２５を介して油圧装置２０の油圧アーム２６に昇降自在に連結されている。
【００２８】
畦畔施工装置１７は、三点リンク機構２２に連結された支持枠２８と、この支持枠２８に装着され且つ畦畔施工箇所３の土壌を所定の掘削幅、掘削深さで縦長角形状に掘削して攪拌する掘削攪拌手段２９と、支持枠２８に装着され且つ掘削攪拌手段２９の掘削深さを規制するゲージ体３０と、支持枠２８上に装着され且つセメントペースト６を貯留する貯留手段３１と、掘削攪拌手段２９により掘削し攪拌される掘削土壌４中に貯留手段３１からのセメントペースト６を注入する注入手段３２と、掘削攪拌手段２９により攪拌されてセメントペースト６と混練された掘削土壌４を所定の畦畔形状に成形する成形手段３３とを備えている。
【００２９】
支持枠２８は左右方向の略中央に配置された入力用伝動ケース３４と、この入力用伝動ケース３４の左右両側に装着された支持筒体３５と、各支持筒体３５の外端に前後方向に固定された下部ブラケット３６と、一方の下部ブラケット３６を介して支持筒体３５の延長上に固定された掘削用伝動ケース３７と、入力用伝動ケース３４上に固定された上部ブラケット３８と、掘削用伝動ケース３７から後方に突出するブラケット３９等により構成され、その上部ブラケット３８の上端部に上部リンク２３が、下部ブラケット３６の前端部に下部リンク２４が夫々連結されている。
【００３０】
入力用伝動ケース３４は前側に突出する入力軸４０を有し、この入力軸４０が自在軸継ぎ手４１を介してトラクタ１６のＰＴＯ軸４２に連結されている。入力軸４０は入力用伝動ケース３４内のベベルギアー機構、一方の支持筒体３５内の伝動軸４３を介して掘削攪拌手段２９へと動力を伝達するようになっている。
【００３１】
掘削攪拌手段２９は一方の後輪１８の後方側で左右方向の一端に支持枠２８に装着されている。この掘削攪拌手段２９は一方の支持筒体３５の先端に装着された掘削用伝動ケース３７と、この掘削用伝動ケース３７により縦軸心廻りに回転自在に支持され且つ掘削用伝動ケース３７から下側に突出する回転軸４５と、この回転軸４５の外周に固定された掘削攪拌具４６とを備え、回転軸４５の回転時に掘削攪拌具４６により畦畔施工箇所３の土壌を掘削して、その掘削土壌４をその位置で攪拌するようになっている。なお、掘削攪拌手段２９は一方の後輪１８の後方で、その後輪１８よりも外側に配置してもよい。
【００３２】
掘削用伝動ケース３７内にはベベルギアー機構３７ａ等が組み込まれており、伝動軸４３の動力をそのベベルギアー機構３７ａ等を介して回転軸４５に伝達するようになっている。回転軸４５は中空状であり、若干前側に傾斜して設けられている。掘削攪拌具４６は回転軸４５の外周に螺旋状に連続又は間欠的に設けられた掘削刃４７と、この掘削刃４７の上側に設けられた攪拌突起４８とを有する。
【００３３】
なお、掘削攪拌具４６は回転軸４５に対して螺旋状に連続又は間欠的に設けられた掘削刃４７と、回転軸４５に対して径方向の攪拌突起４８とを組み合わせて構成してもよいし、螺旋状に連続又は間欠的に設けられた掘削刃４７のみで構成してもよい。
【００３４】
ゲージ体３０は畦畔施工箇所３の地表面を基準に掘削攪拌手段２９の掘削深さを規制するためのもので、例えば掘削攪拌手段２９の前側近傍で地表面上を転動するゲージ輪４９と、このゲージ輪４９を支持する支持杆５０とを有し、その支持杆５０が支持枠２８に対して上下調整自在に固定されている。支持杆５０は支持枠２８の保持筒５１により上下調整自在に保持されている。従って、ゲージ体３０を上下調整することにより、掘削攪拌手段２９の掘削深さを適宜調整可能である。
【００３５】
貯留手段３１はタンクにより構成されており、支持枠２８の後部側で左右一対の下部ブラケット３６間に設けられた支持台５２上に装着されている。この貯留手段３１は上側に開閉蓋３１ａを有し、また内部のセメントペースト６を取り出し易くなるように底壁が傾斜状に構成されている。なお、貯留手段３１は適宜支持手段により支持枠２８に装着してもよい。また貯留手段３１はその内部でのセメントペースト６の沈澱を防止するために、内部に攪拌手段を備えることが望ましい。
【００３６】
注入手段３２は図８に示すように中空状の回転軸４５内に形成された注入通路５４と、回転軸４５の長手方向に所定間隔をおいて形成され注入口５５と、掘削用伝動ケース３７上に配置され且つ貯留手段３１側の供給管路５６と回転軸４５とを接続する回転管継ぎ手５７と、供給管路５６の途中に介装された注入ポンプ５８とを備えている。
【００３７】
そして、この注入手段３２は、貯留手段３１内のセメントペースト６を注入ポンプ５８により回転管継ぎ手５７を介して回転軸４５内の注入通路５４へと圧送し、その注入通路５４を経て注入口５５から土壌内にセメントペースト６を加圧状態で注入するようになっている。
【００３８】
供給管路５６は注入ポンプ５８の作動時に貯留手段３１内のセメントペースト６を取り出し得るように貯留手段３１に接続されている。注入ポンプ５８は例えば電動式であって、支持台５２上に設けられている。なお、注入口５５は掘削刃４７の下側近傍に配置されている。注入口５５は回転軸４５の周方向に位置を変えて配置してもよい。注入ポンプ５８はエンジン駆動式でもよいし、入力軸４０に伝達される動力により駆動されるものでもよい。
【００３９】
成形手段３３は図４〜図７に示すように掘削攪拌手段２９の左右両側に上下調整可能に配置された左右一対の側部成形板６０と、この一対の側部成形板６０間に配置された頂部成形板６１とを備え、これら成形板６０，６１により地表面から上側の畦畔形状を凸状に成形するようになっている。左右一対の側部成形板６０は上部カバー６２の左右両側の屈曲部６２ａに上下調整手段６０ａを介して上下調整可能に固定されている。また上部カバー６２は回転軸４５が貫通して掘削用伝動ケース３７の下側に装着されている。なお、上部カバー６２及び側部成形板６０は支持枠２８に上下調整可能に取り付けてもよいし、ゲージ体３０の上下調整に連動して上下動するように支持枠２８に取り付けてもよい。
【００４０】
頂部成形板６１は前端側の横方向の枢支軸６３により上下動自在に枢支され、後部側が付勢手段６５により下方に付勢されている。枢支軸６３は上部カバー６２の後端部に設けられており、頂部成形板６１は枢支軸６３を介して上部カバー６２に連結されている。なお、枢支軸６３は上部カバー６２の後端部近傍で左右一対の側部成形板６０間に支架してもよい。
【００４１】
付勢手段６５は下端が頂部成形板６１上に枢支され且つ保持体６６により上下摺動自在に保持された付勢ロッド６７と、保持体６６の下側で付勢ロッド６７に套嵌された付勢バネ６８とを有し、その付勢バネ６８により所定の成形圧で頂部成形板６１を下方に付勢するようになっている。保持体６６はブラケット３６，３９の後端に横軸心廻りに回動自在に支持されている。なお、付勢バネ６８はそのバネ圧を調整可能である。
【００４２】
セメント硬化畦畔２の施工に際しては、トラクタ１６に装着された畦畔施工装置１７を使用して次のような方法により行う。先ずゲージ輪４９により掘削攪拌手段２９の掘削深さを調整し、またその掘削深さに応じて成形手段３３の側部成形板６０の高さを調整する。そして、回転軸４５を回転させた状態で掘削攪拌手段２９が畦畔施工箇所３に対応するように畦畔施工装置１７全体を下降させて、畦畔施工箇所３に沿って走行しながら作業を行う。
【００４３】
このとき図４、図５に示すようにゲージ輪４９が畦畔施工箇所３の地表面上を転動するため、油圧装置２０をフローティング状態にしておけば、掘削攪拌手段２９を含む畦畔施工装置１７が畦畔施工箇所３の地表面の凹凸に追従しながら前進し、その掘削攪拌手段２９、注入手段３２、成形手段３３により、掘削攪拌工程５、注入工程７、混練工程８、成形工程９の各工程が順次なされる。
【００４４】
先ず掘削攪拌手段２９の回転軸４５が所定方向に回転すると、図６、図７に示すように、その掘削刃４７により畦畔施工箇所３の土壌を所定の掘削幅、掘削深さで掘削して、その掘削土壌４を畦畔施工箇所３において攪拌する（掘削攪拌工程５）。
【００４５】
一方、注入手段３２の注入ポンプ５８を作動させておけば、注入ポンプ５８が貯留手段３１内のセメントペースト６を定量ずつ取り出して、そのセメントペースト６を回転管継ぎ手５７を介して回転状態の回転軸４５の注入通路５４へと送り、注入通路５４を経て各注入口５５から、掘削刃４７により攪拌状態にある掘削土壌４中にセメントペースト６を注入する（注入工程７）。そして、掘削攪拌手段２９により、その掘削土壌４とセメントペースト６とを満遍なく混練する（混練工程８）。
【００４６】
このように掘削攪拌手段２９で畦畔施工箇所３の土壌を掘削しながら、回転軸４５の注入口５５からその掘削土壌４中にセメントペースト６を注入すれば、この掘削攪拌手段２９により、畦畔施工箇所３の土壌の掘削に続いて掘削土壌４とセメントペースト６との混練を略同時に連続的に行うことになり、掘削土壌４とセメントペースト６とを短時間でムラなく混練することができ、セメントペースト６を掘削土壌４に対して略均一に混ぜ合わせることができる。
【００４７】
特に掘削攪拌手段２９により畦畔施工箇所３の土壌を掘削しながら所定の速度で前進して行けば、畦畔施工箇所３の土壌は掘削攪拌手段２９の掘削刃４７により掘削された後、掘削刃４７の回転により持ち上げられながら掘削刃４７を通過して直ちに埋め戻される。このため掘削刃４７の回転に伴って掘削土壌４を持ち上げては埋め戻す動作が繰り返されるので、掘削刃４７の回転による掘削土壌４の攪拌作用が大となり、土壌の掘削と同時にその掘削土壌４とセメントペースト６とを略満遍なく混練することができる。
【００４８】
また掘削攪拌手段２９は掘削刃４７の上側に攪拌突起４８を備えているため、この攪拌突起４８の回転により掘削土壌４とセメントペースト６とをより一層均一に混練することができる。即ち、掘削土壌４はセメントペースト６と混練されるものの、攪拌により膨隆化して体積を増しながら地表面側へと浮上する。そして、その浮上する掘削土壌４を攪拌突起４８により攪拌するので、表層側での土壌とセメントペースト６との混練をより一層均一にすることができる。
【００４９】
膨隆化して地表面側に浮上した土壌は、成形手段３３の左右一対の側部成形板６０により掘削攪拌手段２９の掘削幅と略同じ幅に規制されながら、頂部成形板６１により所定の成形圧で加圧されるので、これらの側部成形板６０、頂部成形板６１により地表面から上側が所定の畦畔形状（例えば凸状）に成形される。その後に、所定期間養生してセメント１１を硬化させれば、畦畔施工箇所３の掘削土壌４をセメント１１により固めたセメント硬化畦畔２となる。
【００５０】
従って、セメント１１を主成分とするセメントペースト６を使用して、その畦畔施工箇所３の土壌を掘削し、その掘削土壌４を畦畔施工箇所３において攪拌しながらセメントペースト６を注入して、掘削土壌４とセメントペースト６とを混練することにより、比較的簡単な方法でセメント硬化畦畔２を容易に施工することができる。
【００５１】
またセメントペースト６を掘削攪拌手段２９により土壌を掘削し攪拌しながら、その掘削土壌４にセメントペースト６を注入して混練するので、掘削土壌４に対してセメントペースト６を略均一に混練することが可能であり、施工後のセメント硬化畦畔２の部分的な強度ムラの発生を極力防止することができる。
【００５２】
更にセメントペースト６に界面活性剤１２と高分子エマルジョン樹脂１３とを配合しているので、土壌に対するセメントペースト６の馴染みがよく略均一に混練できる上に、硬化後のセメント硬化畦畔２の防水性を確保することができる。
【００５３】
畦畔施工装置１７は、圃場１の畦畔施工箇所３の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段２９と、この掘削攪拌手段２９により掘削し攪拌される掘削土壌４中にセメント１１を含むセメントペースト６を注入する注入手段３２と、掘削攪拌手段２９により攪拌された掘削土壌４を所定形状に成形する成形手段３３とを備えているので、この畦畔施工装置１７をトラクタ１６に装着すれば、走行しながら連続的にセメント硬化畦畔２の施工作業を行うことができる。
【００５４】
掘削攪拌手段２９は縦軸心廻りに回転する中空状の回転軸４５の外周に掘削刃４７を備え、注入手段３２は回転軸４５に形成された注入口５５を有し、回転軸４５内の注入通路５４を経て注入口５５からセメントペースト６を注入するため、掘削攪拌手段２９と注入手段３２との構造を簡素化できると共に、セメントペースト６を容易且つ確実に注入することができる。
【００５５】
図９〜図１１は本発明の第２の実施形態を例示する。この実施形態の畦畔施工装置１７では、掘削攪拌手段２９の回転軸４５が略垂直に配置され、また掘削深さ規制用のゲージ体３０が成形手段３３側に設けられている。回転軸４５は掘削用伝動ケース３７から下側に略垂直に下方へと突出している。また回転軸４５の外周には掘削刃４７が螺旋状に設けられているが、その掘削刃４７は下側に対して上側の直径が大になっている。従って、掘削攪拌手段２９は、畦畔施工箇所３の土壌を逆台形状に掘削し攪拌するようになっている。
【００５６】
ゲージ体３０は畦畔施工箇所３の地表面上を摺動する左右一対のゲージ橇７０により構成され、その各ゲージ橇７０は成形手段３３の各側部成形板６０の下端外側に前後方向に配置されている。各側部成形板６０は上部カバー６２に対して上下調整可能である。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５７】
このような構成の畦畔施工装置１７を使用してもよい。また畦畔施工箇所３の土壌を逆台形状に掘削する掘削攪拌手段２９を使用すれば、畦畔施工箇所３の条件によっては掘削攪拌領域の断面積を小さくすることもできる。更に側部成形板６０にゲージ橇７０を設けることにより、ゲージ体３０による掘削深さの調整と、その掘削深さに合わせた側部形成板６０の高さ調整とを同時に行うことができる。
【００５８】
図１２は本発明の第３の実施形態を例示する。この実施形態の成形手段３３は横軸７５廻りに回転する回転式であって、畦畔施工箇所３の左右両側で地表面上を転動する左右一対の転動輪７１と、この各転動輪７１の内側に略同心状に形成された円錐状の側部成形部７２と、この側部成形部７２間に略同心状に設けられた小径の頂部成形部７３と、各転動輪７１の側部成形部７２側に略同心状に設けられた規制円板７４とを一体に有し、横軸７５により回転自在に支持されている。横軸７５は左右一対の支持腕７６により支持され、支持枠２８に上下調整可能に取り付けられている。転動輪７１はゲージ体３０を兼用する。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５９】
この場合には転動輪７１が地表面上を転動しながら、その側部成形部７２により地表面上の掘削土壌４の左右両側を成形でき、また頂部成形部７３によりその頂部を成形できるので、成形手段３３により成形抵抗を小さくすることができる。また転動輪７１によりゲージ体３０を兼用すれば、調整が容易であると同時に構造的にも簡単化することができる。しかも、円板７４が地表面に食い込んだ状態で転動輪７１が転動するので、直進性が向上する他、セメントペースト６を混練後の土壌の側方への移動を極力防止することができる。
【００６０】
図１３、図１４は本発明の第４の実施形態を例示する。この実施形態の成形手段３３は、付勢手段６５の頂部成形板６１に対する付勢力を十分大にして、頂面が地表面と略同一高さか、又は突出高さが比較的低い畦畔を成形するようにしている。他の構成は各実施形態と同様である。
【００６１】
この場合には、セメント硬化畦畔２の施工に際しては、成形手段３３の頂部成形板６１が膨隆状の掘削土壌４を十分に押圧して、頂面が地表面と略同一高さか、又は突出高さが比較的低いセメント硬化畦畔２に成形する。従って、例えば図１３に示すように圃場１の近傍に農道７７があり、その農道７７に隣接してセメント硬化畦畔２を施工するような場合にも、農道７７の地表面と略同一高さか、又は農道７７の地表面からの突出高の低い畦畔を設けることができるので、セメント硬化畦畔２の施工後も、それが邪魔になるようなこともない。なお、セメント硬化畦畔２は図１４に示すように農道７７の両側に設けてもよい。この場合には農道７７の路肩補強用としてセメント硬化畦畔２を利用することができる。
【００６２】
図１５は本発明の第５の実施形態を例示する。この実施形態の畦畔施工装置１７は、トラクタ１６の後部に三点リンク機構２２を介して装着された支持枠２８に、揺動機構７８を介して掘削攪拌手段２９が揺動自在に連結されている。揺動機構７８は基部側が入力用伝動ケース３４に縦軸７９廻りに、遊端側が掘削用伝動ケース３７に回転軸４５の軸心廻りに夫々角度変更可能に連結されている。揺動機構７８は巻き掛け式の動力伝達機構を有し、入力用伝動ケース３４内のベベルギアー機構、縦軸７９、動力伝達機構を介してトラクタ１６からの動力を掘削攪拌手段２９の回転軸４５へと伝達するようになっている。他の構成は各実施形態と同様である。
【００６３】
このような構成の畦畔施工装置１７では、揺動機構７８の角度を適宜調整することにより、掘削攪拌手段２９の位置を左右方向に調整できるので、トラクタ１６を安全な位置に走行させながらも圃場１に対して最適位置にセメント硬化畦畔２を施工することができる。
【００６４】
図１６は本発明の第６の実施形態を例示する。圃場１の周囲にセメント硬化畦畔２を設ける場合、図１５に示すように２条以上の複数条のセメント硬化畦畔２を並べて配置してもよい。例えば、掘削攪拌手段２９の掘削幅が小さい場合には、施工されるセメント硬化畦畔２の幅も狭くなるため、複数条のセメント硬化畦畔２を設けてもよい。
【００６５】
以上、本発明の各実施形態について詳述したが、本発明は各実施形態に限定されるものではない。例えば、各実施形態ではトラクタ１６の後方に三点リンク機構２２を介して装着するトラクタ装着型の畦畔施工装置１７を例示しているが、トラクタ１６以外の走行車体１９に装着するものでもよいし、専用の乗用型又は歩行型の走行車体１９に装着したものでもよい。
【００６６】
掘削攪拌手段２９は回転軸４５の外周に螺旋状の掘削刃４７を設けたオーガー式の他、回転軸４５の外周に螺旋状以外の掘削刃４７を設けたものでもよい。また掘削攪拌手段２９はオーガー式のものが小型で便利であるが、掘削チェーンに掘削攪拌爪を装着したトレンチャー式のもの、横軸心廻りに回転する横軸の外周に掘削攪拌爪を設けたもの等を採用してもよい。
【００６７】
更に実施形態では、畦畔施工箇所３の土壌の掘削から、掘削土壌４とセメントペースト６との混練までを掘削攪拌手段２９により行うようにしているが、先ず掘削手段で畦畔施工箇所３の土壌を掘削し、次いで注入手段３２により掘削土壌４にセメントペースト６を注入した後、攪拌手段により掘削土壌４とセメントペースト６とを混練するように、掘削手段と混練手段とを前後に別々に設けてもよい。
【００６８】
注入手段３２は中空状の回転軸４５の内部を注入通路５４として、回転軸４５に形成した注入口５５からセメントペースト６を注入するようにしているが、回転軸４５の外側に鋼管等の注入管を上下方向に固定し、その注入管に注入口５５を設けてもよい。注入手段３２は要するに掘削土壌４中にセメントペースト６を注入できるものであればよい。
【００６９】
実施形態では土壌硬化材としてセメント１１を例示し、そのセメント１１に界面活性剤１２、高分子エマルジョン樹脂１３を添加したセメントペースト６を使用しているが、セメント１１以外の各種の土壌硬化材を使用することが可能である。また界面活性剤１２、高分子エマルジョン樹脂１３は例示の物質以外のものでもよい。更に夫々の配合割合は適宜変更可能である。またセメント１１に水１４を加えてペースト化したものでもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１ 圃場
２ セメント硬化畦畔
３ 畦畔施工箇所
４ 掘削土壌
６ 硬化材ペースト
１１ セメント（土壌硬化材）
１２ 界面活性剤
１３ 高分子エマルジョン樹脂
２９ 掘削攪拌手段
３２ 注入手段
３３ 成形手段
４５ 回転軸
４６ 掘削攪拌具
５５ 注入口
５４ 注入通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圃場（１）の畦畔施工箇所（３）において該畦畔施工箇所（３）の土壌を掘削した掘削土壌（４）中に土壌硬化材（１１）を含む硬化材ペースト（６）を注入し、前記掘削土壌（４）と前記硬化材ペースト（６）とを混練して前記土壌硬化材（１１）により前記掘削土壌（４）を硬化させたことを特徴とする圃場用畦畔。
【請求項２】
圃場（１）の畦畔施工箇所（３）の土壌を掘削してその掘削土壌（４）を前記畦畔施工箇所（３）で攪拌しながら、該掘削土壌（４）中に土壌硬化材（１１）を含む硬化材ペースト（６）を注入して、前記掘削土壌（４）と前記硬化材ペースト（６）とを混練した後、前記土壌硬化材（１１）により前記掘削土壌（４）を硬化させて畦畔とすることを特徴とする畦畔施工方法。
【請求項３】
前記硬化材ペースト（６）に界面活性剤（１２）、高分子エマルジョン樹脂（１３）を配合することを特徴とする請求項２に記載の畦畔施工方法。
【請求項４】
前記土壌硬化材がセメント（１１）であることを特徴とする請求項２又は３に記載の畦畔施工方法。
【請求項５】
圃場（１）の畦畔施工箇所（３）の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段（２９）と、該掘削攪拌手段（２９）により攪拌される掘削土壌（４）中に土壌硬化材（１１）を含む硬化材ペースト（６）を注入する注入手段（３２）と、前記掘削攪拌手段（２９）により攪拌されて前記硬化材ペースト（６）と混練された前記掘削土壌（４）を所定形状に成形する成形手段（３３）とを備えたことを特徴とする畦畔施工装置。
【請求項６】
前記掘削攪拌手段（２９）は縦軸心廻りに回転する中空状の回転軸（４５）の外周に掘削攪拌具（４６）を備え、前記注入手段（３２）は前記回転軸（４５）に形成された注入口（５５）を有し、前記回転軸（４５）内の注入通路（５４）から前記注入口（５５）を経て前記硬化材ペースト（６）を注入することを特徴とする請求項５に記載の畦畔施工装置。
【請求項１】
圃場（１）の畦畔施工箇所（３）において該畦畔施工箇所（３）の土壌を掘削した掘削土壌（４）中に土壌硬化材（１１）を含む硬化材ペースト（６）を注入し、前記掘削土壌（４）と前記硬化材ペースト（６）とを混練して前記土壌硬化材（１１）により前記掘削土壌（４）を硬化させたことを特徴とする圃場用畦畔。
【請求項２】
圃場（１）の畦畔施工箇所（３）の土壌を掘削してその掘削土壌（４）を前記畦畔施工箇所（３）で攪拌しながら、該掘削土壌（４）中に土壌硬化材（１１）を含む硬化材ペースト（６）を注入して、前記掘削土壌（４）と前記硬化材ペースト（６）とを混練した後、前記土壌硬化材（１１）により前記掘削土壌（４）を硬化させて畦畔とすることを特徴とする畦畔施工方法。
【請求項３】
前記硬化材ペースト（６）に界面活性剤（１２）、高分子エマルジョン樹脂（１３）を配合することを特徴とする請求項２に記載の畦畔施工方法。
【請求項４】
前記土壌硬化材がセメント（１１）であることを特徴とする請求項２又は３に記載の畦畔施工方法。
【請求項５】
圃場（１）の畦畔施工箇所（３）の土壌を掘削攪拌する掘削攪拌手段（２９）と、該掘削攪拌手段（２９）により攪拌される掘削土壌（４）中に土壌硬化材（１１）を含む硬化材ペースト（６）を注入する注入手段（３２）と、前記掘削攪拌手段（２９）により攪拌されて前記硬化材ペースト（６）と混練された前記掘削土壌（４）を所定形状に成形する成形手段（３３）とを備えたことを特徴とする畦畔施工装置。
【請求項６】
前記掘削攪拌手段（２９）は縦軸心廻りに回転する中空状の回転軸（４５）の外周に掘削攪拌具（４６）を備え、前記注入手段（３２）は前記回転軸（４５）に形成された注入口（５５）を有し、前記回転軸（４５）内の注入通路（５４）から前記注入口（５５）を経て前記硬化材ペースト（６）を注入することを特徴とする請求項５に記載の畦畔施工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２６８５２（Ｐ２０１１−２６８５２Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７３９４９（Ｐ２００９−１７３９４９）
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【出願人】（３９７０４５３７８）サン・エンジニアリング株式会社 (1)
【出願人】（５９１０１８４２０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【出願人】（３９７０４５３７８）サン・エンジニアリング株式会社 (1)
【出願人】（５９１０１８４２０）
【Ｆターム（参考）】
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