JP6199613B2 - 防草用資材の固着剤、防草材、及びそれを用いた防草工法 - Google Patents

Description

本発明は、主に、鉄道や道路わきの法面に使用される防草用資材の固着剤、防草材、及びそれを用いた防草工法に関する。

道路や線路脇等の法面等は、春から秋にかけて雑草等の植物が繁茂し、これが交通障害等を招くことが知られている。

一般に、自然発生する雑草は、成長力、繁殖力が強く、放置すれば、地下茎を発達させることで、クラックを増大させ、地表面においては、美観の悪化、ゴミの滞留、雨水等の滞留等に繋がり、刈り取り処理を余儀なくされている。

従来、電車や車の安全走行を確保するために、年に２〜３回程度の草刈等を行なうことで、植物が法面を越えて鉄道や道路にまでおよぶのを阻止し、交通に支障をきたさないよう処理されている。
しかしながら、草刈の処分費は大きなもので、道路や鉄道等を維持管理する上で大きな負担になっているのが現状である。そのため、従来、こうした法面等に対する種々の防草工法が開発され実用化されている。

鉄道や道路の法面等の防草方法としては、防草ボードや防草パネルを敷設する方法（例えば、特許文献１や特許文献２）、防草シートを敷設する方法（例えば、特許文献３）、及び特殊な法面吹付け資材を吹付ける工法（特許文献４）等が提案されている。

しかしながら、防草ボードや防草パネルを敷設する方法では、コストが高いという課題があった。

防草シートを用いる方法では、施工が容易で、防草パネルを敷設する方法と比べると廉価であるが、(1)防草シートは、通常、樹脂シートで作られているため紫外線等により劣化して、強度等が低下するため、耐久性がなく、防草効果が１年程度である、(2)樹脂製シートの使用後の処分が容易でない、(3)凹凸のある傾斜での敷設施工が困難である、及び(4)継ぎ目部分やシートを杭等で固定した箇所には隙間ができ、その部分から植物が生育するなどの課題があった。

特殊な法面吹付け資材を吹付ける工法、具体的には、可溶性珪酸及び／又は可溶性アルミナを合計で40mass％以上含む多孔質無機資材40〜75vol％と、水分を10mass％以下にした乾燥植物資材25〜60vol％とからなる基盤材に対し、外数で、ドロマイト、セメント及び消石灰のいずれか１以上の固化反応物質を50〜200kg/m³と、25〜50vol％の水とを混合し、得られた混合基盤材を被施工面に吹付けて、その表面を被覆する方法である。
しかしながら、この特殊な法面吹付け資材を吹付ける方法では、(1)無機系の吹付け資材であるため、施工時に粉塵が出ること、(2)セメントや消石灰等の高塩基性物質を使用するため、環境負荷が大きいこと、(3)無機系固化材で固めるため、凍結融解に弱いこと、(4)一定の透水性を有するものの、その効果が充分ではなく、特殊吹付け資材の吹付け厚さもある程度必要であり、コスト的にも嵩むものであった。(5)また、吹付け資材が少なくとも４種類の材料から構成されているため、現場での調製が煩雑であり、安定した品質の吹付け資材が得られにくいなどの課題があった。

一方、加熱処理した高炉スラグ、天然骨材、及びセメント系固化材を使用して、雑草、コケの生育を防止することが提案されている（特許文献５）。
また、一般工場ボイラー（燃料、重油、石炭等）の焼却灰、セメント、及び固化薬剤からなる透水性ブロックを使用して、雑草が生えにくくすることが提案されている（特許文献６）。
しかしながら、これらは、エマルジョンやラテックスを併用するものではなく、また、３年という長きにわたって、防草効果が維持できることについては記載がない。

また、エマルジョンやラテックスを使用して、防草効果を奏する防草材等が提案されている（特許文献７、特許文献８）。
しかしながら、これらには、３年という長きにわたって、防草効果が維持できることについては記載がない。

もっと、簡便で、廉価で、環境に優しく、吸水性を有し、耐久性があり、防草効果に優れる防草工法の開発が強く待たれていた。その際、セメントや塩基性物質を使わないこと、代わりに、各種の産業廃棄物等を原料とした環境に優しい資材（以下、「環境資材」という）を有効に活用することなども求められている。

特開平１０−１０２４５３号公報 特開平１１−００６１２２号公報 特開２００１−０６９８６２号公報 特開２０１０−１４４３２６号公報 特開２００５−２０１０３７号公報 特開２０１０−１８０５２９号公報 特開２００６−０７０５６３号公報 特開２００７−２６２８６１号公報

本発明は、セメントや塩基性物質を基本的に使わず、代わりに、環境資材を有効に活用しつつ、簡便で、廉価で、環境に優しく、吸水性を有し、耐久性があり、防草効果に優れる防草材及びそれを用いた防草工法を提供することを課題とする。

本発明者らは、鋭意努力を重ねた結果、セメントや塩基性物質を基本的に使わず、代わりに、環境資材を防草用資材として適用し、これを環境に無害な有機系の固着剤により固定化することにより、簡便で、廉価で、環境に優しく、吸水性を有し、耐久性があり、防草効果に優れる防草材及びそれを用いた防草工法が得られることを知見し、本発明を完成するに至った。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の手段を採用する。
（１）防草用資材の固着剤であって、固形分濃度が１５〜２５質量％で、エチレン酢酸ビニル共重合体系（以下、ＥＶＡ系という）エマルジョンからなる防草用資材の固着剤である。
（２）前記防草用資材が、焼却灰、スラグ、及び石炭灰から選ばれた一種又は二種以上の骨材であることを特徴とする前記（１）の固着剤である。
（３）前記スラグが石炭スラグであることを特徴とする前記（２）の固着剤である。
（４）前記骨材のサイズが、０．１〜２５ｍｍであることを特徴とする前記（２）又は（３）の固着剤である。
（５）防草用資材を（１）〜（４）のいずれか１つの固着剤で固着してなることを特徴とする防草材である。
（６）法面に防草用資材を厚さ５〜２０ｃｍに敷き詰め、前記（１）〜（４）のいずれか１つの固着剤を散布して防草用資材を固着することを特徴とする防草工法である。
（７）前記固着剤の散布する量が、１ｍ^２あたり、２〜４ｋｇであることを特徴とする前記（６）の防草工法である。
（８）前記固着剤の散布する量が、前記骨材１００質量部に対して、１〜５質量部であることを特徴とする前記（６）又は（７）の防草工法である。

本発明の防草材及びそれを用いた防草工法を用いることにより、セメントや塩基性物質を基本的に使わず、代わりに、環境資材を有効に活用しつつ、簡便で、廉価で、環境に優しく、吸水性を有し、耐久性があり、優れた防草効果が得られる。

図１は、実施例の施工後２カ月と施工後９カ月の施工表面の状態、比較例の施工後４カ月の施工表面の状態を示す写真である。

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は、特に規定しない限り質量基準で示す。

本発明では、防草用資材である骨材と固着剤とで防草材を形成する。

本発明でいう防草用資材としては、ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰等の焼却灰、高炉スラグ、製鋼スラグ、及び石炭スラグなどの各種のスラグ、並びに、石炭灰から選ばれた一種又は二種以上の骨材を挙げることができる。これらのうち、石炭スラグが防草効果の面から好ましい。

ここで、石炭スラグとは、石炭灰を高温溶融させ水砕等で冷却破砕してスラグ化したものである。代表的なものとして、噴流床型の石炭ガス化炉の炉底灰等がある。

これらの骨材は、各種の産業廃棄物等を原料とするため、環境に優しい資材であることに加え、吸水性のものは、周囲を乾燥し、種子が、発芽・成長に必要な水分や養分を吸収できないことから、発芽しにくくなり、施工後は、雑草生育が困難となることから好ましい。

骨材のサイズは、0.1〜25mmが好ましく、0.1〜５mmがより好ましい。0.1mm未満では、骨材粒子の間に間隙水を保有するため、充分な防草効果が発揮できないことがあり、固着剤の浸透が充分でないことがある。一方、25mmを超えると、骨材粒子の間に土が堆積してしまい、充分な防草効果が発揮できないことがあり、粒径が大き過ぎるため、固着剤の固着効果が充分に発揮できないことがある。
焼却灰や石炭灰等それ自身の粒径が小さいものは、造粒し、篩分けし、所定のサイズに調整して使用する。

防草用資材の骨材は、鉄道や道路の法面に、好ましくは３〜20cm、より好ましくは５〜20cmの厚さで敷き詰め、固着剤で固着することにより、防草材とし、防草効果を付与することが可能である。
骨材の敷き詰める厚さが３cm未満では、防草効果が充分でない場合があり、20cmを超えると、固着させることが困難となり、やはり、防草効果が不充分となる場合がある。

骨材を敷き詰める方法は特に限定されるものではないが、人力又はバックホウなどの重機を用いて敷き詰める方法等、いかなる方法でも可能である。敷き詰めた後、転圧することも好ましい。

防草用資材である骨材の固着剤は、防草用資材の表面を被覆し、固着し、均質に固着した防草材を調製するもので、具体的には、クロロプレン系ラテックス、ＥＶＡ系エマルジョン、及びアクリル系エマルジョンを使用する。防草材の固着効果と、骨材の吸水性を保つ観点から、クロロプレン系ラテックスやＥＶＡ系エマルジョンを選定することが好ましい。

固着剤の固形分濃度は、10〜50％が好ましく、15〜25％がより好ましい。固形分濃度が10％未満では、固着効果が充分でなく、防草効果の持続性が充分でない場合がある。逆に、固形分濃度が50％を超えると、粘性が強くなり、散布等、作業がしにくくなる。また、皮膜が厚くなり、法面に敷きつめた骨材の深さ方向に満遍なく浸透しなくなるばかりか、骨材の吸水性を阻害する可能性もある。

固着剤の使用量は特に限定されるものではないが、１m^２あたり0.5〜５kgが好ましく、２〜４kgがより好ましい。１m^２あたりの使用量が0.5kg未満では、固着効果が充分でなく、防草効果の持続性が期待できない場合がある。逆に、１m^２あたりの使用量が５kgを超えると、骨材の吸水性が改悪傾向に向かう場合がある。

また、固着剤の使用量は、骨材100部に対して、0.1〜10部が好ましく、１〜５部がより好ましい。この範囲より少ないと、固着効果が充分でなく、防草効果の持続性が期待できない場合がある。逆に、この範囲より多いと、骨材の下まで固着剤が過剰に浸透したり、骨材の吸水性が改悪傾向に向かう場合がある。

固着剤は、ジョウロや噴霧器等により、散布することが、効率良い施工の観点から、また、防草用資材と均一に接触させる観点から望ましい。ここで、散布とは噴霧も含むものである。
固着剤の散布は、防草用資材上に均一に、また、満遍なく散布することが必要であり、散布されなかったり、亀裂が生じたりすると、充分な防草効果が得られない場合がある。

以下、実施例、比較例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実験例１
傾斜角45度の法面に、３×３ｍの空間を有するコンクリート製のフリーフレームを配設した。防草用資材として、表１に示す様々な骨材を、配設したフリーフレームの空間に、厚さ10cm、表面を平滑に、スコップを用いて人力で敷き詰めた。骨材の使用量は1,200kgであった。
さらに表１に示す様々な固着剤を１m^２あたり３kg噴霧した（骨材100部に対して２部）。この防草工法を施した法面の防草効果、耐久性、吸水性を評価した。
比較のために、防草工法を施さなかった場合や、無機系吹付け材料である、普通ポルトランドセメントと砂の質量比が１／３のモルタルを５cm厚みで吹付けた場合、また、ポリエチレン製の幅50cm長さ100cmのシート６枚を固定ピンを使用して配置した他の防草工法についても同様に行った。結果を表１に示す。

＜使用材料＞
骨材Ａ ：ゴミ焼却灰を原料とした骨材、サイズ0.1〜５mm
骨材Ｂ ：下水汚泥焼却灰を原料とした骨材、サイズ0.1〜５mm
骨材Ｃ ：石炭スラグを原料とした骨材、サイズ0.1〜５mm
骨材Ｄ ：高炉スラグを原料とした骨材、サイズ0.1〜５mm
骨材Ｅ ：石炭灰を原料とした骨材、サイズ0.1〜５mm
骨材Ｆ ：骨材Ａと骨材Ｃの等量混合物
固着剤イ ：ＥＶＡ系エマルジョン、固形分濃度20％
固着剤ロ ：クロロプレン系ラテックス、固形分濃度20％
固着剤ハ ：アクリル系エマルジョン、固形分濃度20％
無機系吹付け材料：普通ポルトランドセメントと砂の質量比が１／３のモルタル

＜試験方法＞
防草効果 ：３×３ｍのフリーフレームの空間に施工し、雑草の生え方を観察した。雑草の生えた面積が1/10以下の場合を「優」、雑草の生えた面積が1/10を超え、１／４以下の場合は「良」、雑草の生えた面積が１／４を超え、１／３以下の場合は「可」、及び雑草の生えた面積が１／３を超える場合は「不可」とした。
耐久性 ：内寸法縦30cm×横30cmの型枠に、厚さ10cm、表面が平滑になるよう、骨材を敷き詰め、その30×30cmの表面に、１m^２あたり３kgとなるように固着剤を噴霧し、７日間20℃の室内に静置し、縦30cm、横30cm、厚さ10cmの試験体を作製した。この試験体を、最低温度マイナス10℃で２日間凍結させ、最高温度10℃で２日間融解させるサイクルを300サイクル繰り返し、試験体の劣化状況を観察した。試験体が崩壊しなかった場合は「可」、崩壊した場合は「不可」とした。なお、試験体が作製できない場合は、試験体なしで「−」とした。
美観景観 ：施工後の状態を目視により観察し、自然な印象を受ける場合は「良」、人工的な印象を受ける場合は「不良」とした。
吸水性 ：水を法面に噴霧し、吸水能力を超え、水が法面を流れ落ちる寸前までの吸水量を計測した。

表１より、本発明の工法は、防草効果に優れ、耐久性もあり、美観景観も自然な印象を与え、吸水性にも優れることがわかる。固着剤を用いない場合には、防草効果の持続性がなく、耐久性も担保できないことがわかる。従来工法である無機系吹き付け工法では、防草効果は得られるが、耐久性がなく、美観景観上も好ましくなく、吸水効果も高くないことがわかる。また、シート工法では、防草効果は得られるが、美観景観上も好ましくなく、吸水性が全くないことがわかる。

実験例２
骨材Ｃ及び固着剤イを使用し、骨材の敷き詰める厚さを表２のように変化したこと以外は実験例１と同様に行った。

表２より、骨材の敷き詰め厚さが３〜20cmの範囲であると、防草効果の持続性があり、耐久性や吸水性にも優れ、美観景観も自然な印象を与えることが分かる。

実験例３
骨材Ｃ及び固着剤イを使用し、固着剤イの固形分濃度を表３のように変化したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す。

表３より、固着剤の固形分濃度が10〜50％の範囲であると、防草効果の持続性があり、耐久性や吸水性にも優れ、美観景観も自然な印象を与えることが分かる。

実験例４
骨材Ｃおよび固着剤イを使用し、固着剤イの使用量を表４のように変化したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に示す。

表４より、固着剤の使用量は0.5〜５kg／m²の場合には、防草効果の持続性があり、耐久性や吸水性にも優れ、美観景観も自然な印象を与えることが分かる。

実験例５
骨材Ｃ及び固着剤イを使用し、骨材100部に対して所定の固着剤を使用し、実験例１と同様に施工し、同時に圧縮強度を評価した。結果を表５に示す。

＜試験方法＞
圧縮強度 ：４×４×16cmの鋼製型枠を用い、型枠内に骨材を充填し、所定量の固着剤を噴霧器で噴霧した後、20℃、60％R.H.の恒温恒湿室内に7日間静置した。その後、脱型し、土の一軸圧縮強度試験で用いる圧縮強度試験機で供試体の側面から荷重を載荷し、圧縮強度を測定した。

表５より、骨材100部に対する固着剤の使用量が、0.1〜10部の場合には、防草効果の持続性があり、耐久性に優れ、圧縮強度は、人力で破壊できる程度しか発現せず、美観や景観も自然な印象を与えるものであることがわかる。

実験例６
傾斜角45度の法面に、３×３ｍの空間を有するコンクリート製のフリーフレームを配設した。配設したフリーフレームの空間に、雑草が最も繁茂しがちな、７月、骨材Ｂを、厚さ10cm、表面を平滑に、スコップを用いて人力で敷き詰めた。骨材の使用量は1,200kgであった。
敷設した骨材の層に、固着剤イ又は固着剤ロを、１m^２あたり２kg噴霧した。
施工後２カ月の９月、施工後４カ月の１１月、及び施工後９カ月の４月に、施工表面を観察し、防草効果を評価した。
比較のために、固着剤を使用しなかった場合も同様に評価した。

その結果、図１から明らかなように、固着剤イのＥＶＡ系エマルジョンを使用した施工では、施工後２カ月では雑草がみられず、施工後９カ月でも表層の崩れがなく、防草効果が充分得られることがわかった。
固着剤ロのクロロプレン系ラテックスを使用した施工では、２カ月後の結果では、上部の防草材がダレて、その部分に雑草が繁茂したが、２カ月以降は雑草の繁茂は広がらない。９カ月後の結果では、表面に若干の崩れが見られた。
これに対して、固着剤を使用しないと、骨材は粘着力が低く、敷設後の雨水や列車振動の影響で部分的に崩れ、固着剤使用せずのとおり、雑草が広範囲で繁茂する結果となった。

本発明の防草材及びそれを用いた防草工法を用いることにより、セメントや塩基性物質を基本的に使わず、代わりに、環境資材を有効に活用しつつ、簡便で、廉価で、環境に優しく、吸水性を有し、耐久性があり、優れた防草効果が得られる。

Claims (8)

1. 防草用資材の固着剤であって、固形分濃度が１５〜２５質量％で、エチレン酢酸ビニル共重合体系エマルジョンからなることを特徴とする防草用資材の固着剤。
2. 前記防草用資材が、焼却灰、スラグ、及び石炭灰から選ばれた一種又は二種以上の骨材であることを特徴とする請求項１に記載の防草用資材の固着剤。
3. 前記スラグが石炭スラグであることを特徴とする請求項２に記載の防草用資材の固着剤。
4. 前記骨材のサイズが、０．１〜２５ｍｍであることを特徴とする請求項２又は３に記載の防草用資材の固着剤。
5. 防草用資材を請求項１〜４のいずれか１項に記載の固着剤で固着してなることを特徴とする防草材。
6. 法面に防草用資材を厚さ５〜２０ｃｍに敷き詰め、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固着剤を散布して防草用資材を固着することを特徴とする防草工法。
7. 前記固着剤の散布する量が、１ｍ^２あたり、２〜４ｋｇであることを特徴とする請求項６に記載の防草工法。
8. 前記固着剤の散布する量が、前記骨材１００質量部に対して、１〜５質量部であることを特徴とする請求項６又は７に記載の防草工法。