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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024093043
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】土質管理システム、土質管理方法、及び、土質改質方法
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20240702BHJP
E02D 1/02 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
E02D3/12 103
E02D1/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022209140
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】000000549
【氏名又は名称】株式会社大林組
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】粕谷 悠紀
(72)【発明者】
【氏名】三浦 俊彦
(72)【発明者】
【氏名】田中 薫
(72)【発明者】
【氏名】福田 智之
(72)【発明者】
【氏名】藤本 真理緒
【テーマコード（参考）】
2D040
2D043
【Ｆターム（参考）】
2D040AB11
2D040GA02
2D043AA08
2D043AC05
(57)【要約】
【課題】高い精度で改質中の土の品質を管理可能な土質管理システム、土質管理方法、及び、土質改質方法を提供する。
【解決手段】建設現場１における土２の改質状態を評価するための土質評価値であって、土２に改質剤５を添加して攪拌することによって変わる土質評価値の面分布を測定する温度測定部４１及び含水比測定部４２と、土質評価値の面分布から導出される面評価値であって、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の面評価値が、改質剤５の添加量に応じて設定される閾値に達したか否かを判定する判定部を備える制御装置３０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】建設現場１における土２の改質状態を評価するための土質評価値であって、土２に改質剤５を添加して攪拌することによって変わる土質評価値の面分布を測定する温度測定部４１及び含水比測定部４２と、土質評価値の面分布から導出される面評価値であって、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の面評価値が、改質剤５の添加量に応じて設定される閾値に達したか否かを判定する判定部を備える制御装置３０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値の面分布を測定する測定部と、
前記土質評価値の面分布から導出される面評価値であって、前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記面評価値が、前記改質剤の添加量に応じて設定される閾値に達したか否かを判定する判定部と、を備える
土質管理システム。
前記土質評価値の面分布から導出される面評価値であって、前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記面評価値が、前記改質剤の添加量に応じて設定される閾値に達したか否かを判定する判定部と、を備える
土質管理システム。
【請求項2】
前記測定部は、前記土質評価値として、前記土の温度、及び、前記土の含水比の少なくとも一方を測定する
請求項１に記載の土質管理システム。
請求項１に記載の土質管理システム。
【請求項3】
前記閾値は、前記土のコーン指数が目標値に達するために必要な添加量の前記改質剤を添加したときの前記面評価値に基づいて設定される
請求項２に記載の土質管理システム。
請求項２に記載の土質管理システム。
【請求項4】
前記土は、前記建設現場の建設機械を用いて攪拌される
請求項１ないし３のうち何れか一項に記載の土質管理システム。
請求項１ないし３のうち何れか一項に記載の土質管理システム。
【請求項5】
前記建設機械が前記土を攪拌する際の攪拌抵抗を測定する攪拌抵抗測定部をさらに備える
請求項４に記載の土質管理システム。
請求項４に記載の土質管理システム。
【請求項6】
前記建設機械が備える攪拌部であって、前記建設機械において前記土を攪拌する前記攪拌部の位置を検出する位置検出部をさらに備える
請求項５に記載の土質管理システム。
請求項５に記載の土質管理システム。
【請求項7】
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値について、前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記土質評価値の面分布を測定することと、
前記土質評価値の面分布から導出される面評価値であって、前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記面評価値が、前記改質剤の添加量に応じて設定される閾値に達したか否かを判定することと、を含む
土質管理方法。
前記土質評価値の面分布から導出される面評価値であって、前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記面評価値が、前記改質剤の添加量に応じて設定される閾値に達したか否かを判定することと、を含む
土質管理方法。
【請求項8】
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値について、前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記土質評価値の面分布を測定することと、
前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記土質評価値の面分布に応じて前記土を攪拌することと、を含む
土質改質方法。
前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記土質評価値の面分布に応じて前記土を攪拌することと、を含む
土質改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、土質管理システム、土質管理方法、及び、土質改質方法に関する。
【背景技術】
【0002】
建築工事や土木工事などの建設工事に伴って副次的発生する土砂や汚泥（以下発生土という）を建設資材として利用することがある（非特許文献１を参照）。発生土を改質する技術の一例として、土と石灰などの改質剤とを混合することで、土の含水比を調整する方法が知られている。土質の調整における混合の度合いを評価する手法の一例として、土と水及び固化材を含んだスラリーとを攪拌する際の油圧値が一定になることに基づいて土全体が均一に混合されたことを確認する技術が提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１８３６７７号公報
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】国土交通省、「発生土利用基準について」、［online］、［令和４年１２月２６日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.mlit.go.jp/sogoseisaku/region/recycle/pdf/recyclehou/manual/180810hassei.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の技術では、土全体が均一に混合されたことは確認できても、改質中の土の性状の変化などを捉えた土質力学特性までを確認するには至っていない。そのため、改質中の土の性状やその均質性を把握できる品質管理手段が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための土質管理システムは、建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値の面分布を測定する測定部と、前記土質評価値の面分布から導出される面評価値であって、前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記面評価値が、前記改質剤の添加量に応じて設定される閾値に達したか否かを判定する判定部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、高い精度で改質中の土の品質を管理できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、土質管理システムの一実施形態について図１～図１４を参照して説明する。
図１に示すように、建築工事や土木工事などが行われる建設現場１では、土２の改質作業が行われる。土２は、一例として、建設現場１における地面の掘削によって生じる発生土である。土２は、水分を多く含むものであって、例えば、コーン指数ｑｃが２００ｋＮ／ｍ２未満の泥土や、コーン指数ｑｃが２００ｋＮ／ｍ２以上４００ｋＮ／ｍ２以下の軟弱土である。土２は、例えば、粘性土、砂質土、または、これらの混合土である。
図１に示すように、建築工事や土木工事などが行われる建設現場１では、土２の改質作業が行われる。土２は、一例として、建設現場１における地面の掘削によって生じる発生土である。土２は、水分を多く含むものであって、例えば、コーン指数ｑｃが２００ｋＮ／ｍ２未満の泥土や、コーン指数ｑｃが２００ｋＮ／ｍ２以上４００ｋＮ／ｍ２以下の軟弱土である。土２は、例えば、粘性土、砂質土、または、これらの混合土である。
【0010】
土２は、土２の供給源の一例である掘削機械３から供給される。掘削機械３は、建設現場１の地面から土２を採掘した後、土２を容器４に投入する。掘削機械３は、例えばアースドリル機である。容器４は、例えば、上部に開口を有したコンテナやタンクである。土２は、容器４内での高低差がなるべく小さくなるように積み上げられていることが好ましい。
【0011】
土２の改質において、容器４に投入された土２には改質剤５が添加される。土２は、改質剤５との反応によって水分が減少することで改質される。改質剤５は、例えば、石灰系固化材や、石膏系固化材である。石灰系固化は、例えば、生石灰でもよいし、消石灰でもよい。石膏系固化材は、脱硫石膏でもよいし、廃石膏でもよい。
【0012】
改質剤５が添加された土２は、建設現場１で用いられる建設機械の一例であるバックホウ１０を用いて攪拌される。バックホウ１０は、バケット１１を備える。バケット１１は、土２を攪拌するための攪拌部の一例である。なお、土２は、バックホウ１０以外の建設現場１で用いられる任意の建設機械を用いて攪拌されてもよい。
【0013】
［土質管理システム］
土質管理システム２０は、土２の改質作業における改質状態を管理する。土質管理システム２０は、制御装置３０を備える。制御装置３０は、例えば、バックホウ１０を操縦する作業者が搭乗するオペレータ室に設置される。制御装置３０は、バックホウ１０を操縦する作業者によって操作される。
土質管理システム２０は、土２の改質作業における改質状態を管理する。土質管理システム２０は、制御装置３０を備える。制御装置３０は、例えば、バックホウ１０を操縦する作業者が搭乗するオペレータ室に設置される。制御装置３０は、バックホウ１０を操縦する作業者によって操作される。
【0014】
土質管理システム２０は、測定部を備える。測定部は、土２の改質状態を評価するための土質評価値の面分布を測定する。土質評価値は、土２に改質剤５を添加して攪拌することによって変わる物性値である。本実施形態における土質評価値は、例えば、土２の温度、及び、土２の含水比のうち少なくとも一方である。本実施形態の土質管理システム２０は、例えば、測定部として温度測定部４１と、含水比測定部４２とを備える。
【0015】
温度測定部４１は、例えば、容器４の上方に配置される。温度測定部４１は、容器４に投入された土２の温度を面で測定する。温度測定部４１は、例えば、サーモグラフィである。サーモグラフィは、物体から放射される赤外線に基づいて、土２の表面温度を面分布として表した画像を取得する。なお、土２の温度を面で測定する方法としては、例えば、土２における複数点の温度を測定することで、土２の面分布を取得してもよい。
【0016】
含水比測定部４２は、容器４に投入された土２の含水比を面で測定する。含水比測定部４２は、例えば、容器４の底に所定の間隔で配置された複数の水分計である。水分計は、ＲＩ（ラジオアイソトープ）式、電気抵抗式、電気容量式、マイクロ波式等の任意の計測方式によって土２の含水比を測定する。土２の含水比を面で測定する方法は、例えば、容器４に配置された複数の水分計を用いて土２における複数点の含水比を測定することで、土２の含水比の面分布を取得する。
【0017】
土質管理システム２０は、攪拌抵抗測定部４３と、位置検出部４４とを備える。攪拌抵抗測定部４３は、例えば、バックホウ１０に取り付けられる。攪拌抵抗測定部４３は、バックホウ１０が土２を攪拌する際の攪拌抵抗Ｒを測定する。攪拌抵抗測定部４３は、例えば、バックホウ１０がバケット１１を駆動する際の油圧値を測定する。バックホウ１０がバケット１１を駆動する際の油圧値は、バックホウ１０が土２を攪拌する際の攪拌抵抗Ｒと正の相関を有する。そのため、バケット１１を駆動する際の油圧値を攪拌抵抗Ｒの指標値とすることができる。
【0018】
位置検出部４４は、バケット１１の位置を検出する。位置検出部４４は、例えば、バケット１１の先端に取り付けられる。位置検出部４４は、例えば、バックホウ１０の作業者から見た上下、左右、前後の三次元方向のうち少なくとも一次元方向におけるバケット１１の位置を検出する。位置検出部４４は、例えば、バケット１１における容器４の底面からの高さ、バケット１１における容器４の側壁からの水平距離を検出する。
【0019】
さらに、土質管理システム２０は、攪拌管理部（非図示）を備える。土質管理システム２０は、攪拌時間や攪拌回数を計測する。攪拌管理部は、例えば、バックホウ１０に配置される。
【0020】
［制御装置］
図２に示すように、制御装置３０は、制御部３１と、記憶部３２と、表示部３３と、操作部３４と、通信部３５とを備える。制御部３１は、制御装置３０が備える各部の動作を制御する。制御部３１は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどの各種の処理をソフトウェアによって処理するプロセッサを含む。
図２に示すように、制御装置３０は、制御部３１と、記憶部３２と、表示部３３と、操作部３４と、通信部３５とを備える。制御部３１は、制御装置３０が備える各部の動作を制御する。制御部３１は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどの各種の処理をソフトウェアによって処理するプロセッサを含む。
【0021】
制御部３１は、判定部３１Ａを備える。判定部３１Ａは、測定部としての温度測定部４１及び含水比測定部４２の測定結果に基づいて土２の改質状態が適正か否かを判定する。また、判定部３１Ａは、温度測定部４１及び含水比測定部４２の測定結果に加えて、攪拌抵抗測定部４３の測定結果、位置検出部４４の検出結果、及び攪拌管理部の計測結果に基づいて改質状態が適正か否かを判定してもよい。
【0022】
制御部３１は、演算部３１Ｂを備える。演算部３１Ｂは、改質前の土２のコーン指数ｑｃ、すなわち、コーン指数ｑｃの初期値ｑｃ１に基づいて、コーン指数ｑｃの目標値ｑｃ２を達成するために必要な改質剤５の添加量Ｍを算出する。また、演算部３１Ｂは、判定部３１Ａが判定を行うための各種の閾値を算出する。
【0023】
記憶部３２は、一時メモリと、データベースメモリとを備える。一時メモリは、制御装置３０が処理するデータを一時的に記憶する。一時メモリは、一例として、ＲＡＭである。データベースメモリは、判定部３１Ａが改質状態を判定するための閾値を算出するための検量線を記憶する。データベースメモリは、不揮発性メモリであって、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ、またはＳＳＤである。また、データベースメモリには、作業者が制御装置３０を操作するためのアプリケーションプログラムなど、制御部３１が実行する各種処理のプログラムが記憶される。
【0024】
表示部３３は、攪拌回数や測定部の測定結果など、土２の改質作業における種々の項目を表示するディスプレイである。操作部３４は、作業者が制御装置３０を操作するための入力デバイスである。操作部３４は、例えば、キーボードやボタンスイッチであってもよく、表示部３３と操作部３４とが一体となったタッチパネルでもよい。
【0025】
通信部３５は、有線または無線通信によって温度測定部４１、含水比測定部４２、攪拌抵抗測定部４３、位置検出部４４、及び、攪拌管理部のそれぞれと通信する。例えば、制御部３１は、通信部３５を介して温度測定部４１、含水比測定部４２、攪拌抵抗測定部４３、位置検出部４４、及び、攪拌管理部のそれぞれ動作を制御するとともに、それらが測定したデータを受信する。
【0026】
［改質剤との反応に伴う温度変化］
図３に示すグラフ１００は、土２と改質剤５との反応に伴う土２の温度の変化を表す。グラフ１００の横軸は、改質剤５が添加された土２の攪拌時間を表す。グラフ１００の縦軸は、改質剤５が添加される前の土２の第１温度Ｔ１を基準として、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の第２温度Ｔ２までの温度上昇量である温度差ΔＴ（℃）を表す（ΔＴ＝Ｔ２－Ｔ１）。なお、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２は、一例として、温度測定部４１が取得した温度の面分布から算出される値であって、土２の温度が測定された領域に限定された面内における温度の平均値である。なお、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２は、温度測定部４１が取得した温度の面分布から抽出される面内における温度の最大値や、分散（面内温度のばらつき具合）などの面内における統計値でもよい。第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２は、温度測定部４１が取得した温度の面分布から導出される面評価値の一例である。
図３に示すグラフ１００は、土２と改質剤５との反応に伴う土２の温度の変化を表す。グラフ１００の横軸は、改質剤５が添加された土２の攪拌時間を表す。グラフ１００の縦軸は、改質剤５が添加される前の土２の第１温度Ｔ１を基準として、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の第２温度Ｔ２までの温度上昇量である温度差ΔＴ（℃）を表す（ΔＴ＝Ｔ２－Ｔ１）。なお、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２は、一例として、温度測定部４１が取得した温度の面分布から算出される値であって、土２の温度が測定された領域に限定された面内における温度の平均値である。なお、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２は、温度測定部４１が取得した温度の面分布から抽出される面内における温度の最大値や、分散（面内温度のばらつき具合）などの面内における統計値でもよい。第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２は、温度測定部４１が取得した温度の面分布から導出される面評価値の一例である。
【0027】
温度差ΔＴは、攪拌を開始すると最大温度差ΔＴｍａｘに達するまで増加する。温度差ΔＴは、最大温度差ΔＴｍａｘに達した後にさらに攪拌を続けると緩やかに減少していく。最大温度差ΔＴｍａｘは、改質剤５の添加量Ｍ（ｋｇ／ｍ３）と正の相関を有する。そのため、所定の添加量Ｍの条件下において、温度差ΔＴが所定の閾値ΔＴｔｈに達したことを確認することで、改質剤５の添加量Ｍに見合う発熱が得られたものとみなされる。そして、改質剤５の添加量Ｍに見合う所定の品質（例えばコーン指数）が確保されたとみなすことができる。温度差ΔＴが所定の閾値ΔＴｔｈに達することは、温度差ΔＴが閾値ΔＴｔｈよりも小さい値から閾値ΔＴｔｈに達することでもよいし、温度差ΔＴが閾値ΔＴｔｈよりも大きい値から閾値ΔＴｔｈに達することでもよい。
【0028】
［改質剤との反応に伴う含水比の変化］
図４に示すグラフ２００は、土２と改質剤５との反応に伴う土２の含水比の変化を表す。グラフ２００の横軸は、改質剤５が添加された土２の攪拌時間を表す。グラフ２００の縦軸は、改質剤５が添加される前の土２の第１含水比Ｗ１を基準として、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の第２含水比Ｗ２までの含水比低下率ΔＷ（％）を表す（ΔＷ＝（Ｗ１－Ｗ２）／Ｗ１）。なお、第１含水比Ｗ１及び第２含水比Ｗ２は、一例として、含水比測定部４２が取得した含水比の面分布から算出される含水比の平均値である。なお、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２は、含水比測定部４２が取得した含水比の面分布から抽出される含水比の最大値であってもよい。第１含水比Ｗ１及び第２含水比Ｗ２は、含水比測定部４２が取得した温度の含水比から導出される面評価値の一例である。
図４に示すグラフ２００は、土２と改質剤５との反応に伴う土２の含水比の変化を表す。グラフ２００の横軸は、改質剤５が添加された土２の攪拌時間を表す。グラフ２００の縦軸は、改質剤５が添加される前の土２の第１含水比Ｗ１を基準として、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の第２含水比Ｗ２までの含水比低下率ΔＷ（％）を表す（ΔＷ＝（Ｗ１－Ｗ２）／Ｗ１）。なお、第１含水比Ｗ１及び第２含水比Ｗ２は、一例として、含水比測定部４２が取得した含水比の面分布から算出される含水比の平均値である。なお、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２は、含水比測定部４２が取得した含水比の面分布から抽出される含水比の最大値であってもよい。第１含水比Ｗ１及び第２含水比Ｗ２は、含水比測定部４２が取得した温度の含水比から導出される面評価値の一例である。
【0029】
含水比低下率ΔＷは、攪拌時間の経過に伴って増加していく。攪拌を開始した直後では、時間あたりに含水比が低下する割合が大きいが、攪拌時間の経過に伴って時間あたりに含水比が低下する割合が小さくなる。土２と改質剤５との反応が収束すると、含水比低下率ΔＷは一定となる。反応が収束したときの含水比低下率ΔＷを終端含水比低下率ΔＷｔｅｒとすると、終端含水比低下率ΔＷｔｅｒは、改質剤５の添加量Ｍ（ｋｇ／ｍ３）と正の相関を有する。そのため、所定の添加量Ｍの条件下において、含水比低下率ΔＷが所定の閾値ΔＷｔｈに達したことを確認することで、改質剤５の添加量Ｍに見合う反応の収束が得られたものとみなされる。そして、改質剤５の添加量Ｍに見合う所定の品質が確保されたとみなすことができる。
【0030】
［改質剤との反応に伴う攪拌抵抗］
図５に示すグラフ３００は、土２と改質剤５との反応に伴う土２の攪拌抵抗Ｒの変化を表す。グラフ３００の横軸は、改質剤５が添加された土２の攪拌時間を表す。グラフ３００の縦軸は、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の攪拌抵抗Ｒを表す。攪拌抵抗Ｒは、土２に改質剤５を添加する前の第１攪拌抵抗Ｒ１から攪拌時間の経過に伴って増加していく。攪拌を開始した直後では、時間あたりに攪拌抵抗Ｒが増加する割合が大きいが、攪拌時間の経過に伴って時間あたりに攪拌抵抗Ｒが増加する割合が小さくなる。土２と改質剤５との反応が収束すると、攪拌抵抗Ｒは一定となる。反応が収束したときの攪拌抵抗Ｒを終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒとすると、終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒは、改質剤５の添加量Ｍ（ｋｇ／ｍ３）と正の相関を有する。そのため、所定の添加量Ｍの条件下において、攪拌抵抗Ｒが所定の閾値Ｒｔｈに達したことを確認することで、改質剤５の添加量Ｍに見合う反応の収束が得られたものとみなされる。そして、改質剤５の添加量Ｍに見合う所定の品質が確保されたとみなすことができる。
図５に示すグラフ３００は、土２と改質剤５との反応に伴う土２の攪拌抵抗Ｒの変化を表す。グラフ３００の横軸は、改質剤５が添加された土２の攪拌時間を表す。グラフ３００の縦軸は、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の攪拌抵抗Ｒを表す。攪拌抵抗Ｒは、土２に改質剤５を添加する前の第１攪拌抵抗Ｒ１から攪拌時間の経過に伴って増加していく。攪拌を開始した直後では、時間あたりに攪拌抵抗Ｒが増加する割合が大きいが、攪拌時間の経過に伴って時間あたりに攪拌抵抗Ｒが増加する割合が小さくなる。土２と改質剤５との反応が収束すると、攪拌抵抗Ｒは一定となる。反応が収束したときの攪拌抵抗Ｒを終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒとすると、終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒは、改質剤５の添加量Ｍ（ｋｇ／ｍ３）と正の相関を有する。そのため、所定の添加量Ｍの条件下において、攪拌抵抗Ｒが所定の閾値Ｒｔｈに達したことを確認することで、改質剤５の添加量Ｍに見合う反応の収束が得られたものとみなされる。そして、改質剤５の添加量Ｍに見合う所定の品質が確保されたとみなすことができる。
【0031】
［改質作業の手順］
図６に示すように、土２の改質作業は、ステップＳ１～Ｓ４の工程を含む。
（ステップＳ１）まず、掘削機械３を用いて、容器４に土２を投入する。なお、投入される土２の体積は、例えば、掘削機械３が備えるバケットであって、土２を投入するバケットの容積から算出できる。
図６に示すように、土２の改質作業は、ステップＳ１～Ｓ４の工程を含む。
（ステップＳ１）まず、掘削機械３を用いて、容器４に土２を投入する。なお、投入される土２の体積は、例えば、掘削機械３が備えるバケットであって、土２を投入するバケットの容積から算出できる。
【0032】
（ステップＳ２）次に、改質剤５の添加量Ｍや、攪拌の終了条件となる各種の閾値といった攪拌における諸条件の設定を行う。
（ステップＳ３）次に、ステップＳ２で決定された添加量Ｍの改質剤５を土２に添加する。
（ステップＳ３）次に、ステップＳ２で決定された添加量Ｍの改質剤５を土２に添加する。
【0033】
（ステップＳ４）次に、ステップＳ２で設定された攪拌の終了条件を満たすまで、バックホウ１０によって土２を攪拌する。攪拌が完了した後は、バックホウ１０を用いて容器４から土２を搬出する。
【0034】
以上の手順によって、土２の改質作業が完了する。改質された土２は、改良土として再利用することができる。そのため、改質前の状態では廃棄物となるような土２であっても、資源として利用できることからコストの削減が可能となる。
【0035】
【0036】
［改質剤の添加量の決定］
（ステップＳ２－１）ステップＳ２の工程では、まず、土２のコーン指数ｑｃの初期値ｑｃ１を測定する。土２のコーン指数ｑｃは、ＪＩＳ Ａ１２２８：２０２０に準拠する方法によって測定される。
（ステップＳ２－１）ステップＳ２の工程では、まず、土２のコーン指数ｑｃの初期値ｑｃ１を測定する。土２のコーン指数ｑｃは、ＪＩＳ Ａ１２２８：２０２０に準拠する方法によって測定される。
【0037】
（ステップＳ２－２）次に、演算部３１Ｂは、コーン指数ｑｃの初期値ｑｃ１、及び、コーン指数ｑｃの目標値ｑｃ２に基づいて、改質剤５の添加量Ｍを決定する処理を実行する。コーン指数ｑｃの初期値ｑｃ１及び目標値ｑｃ２は、改質剤５の種類や土２の投入量と併せて作業者によって入力される。
【0038】
図８に示すように、グラフ４００の横軸は、改質剤５の添加量Ｍ（ｋｇ／ｍ３）を表す。グラフ４００の縦軸は、土２に改質剤５を添加して攪拌が完了した後のコーン指数ｑｃを表す。グラフ４００中の直線４０１は、改質剤５の添加量Ｍに対する改質後のコーン指数ｑｃの関係を表す近似曲線である。攪拌後のコーン指数ｑｃは、改質剤５の添加量Ｍに対して正の相関を有する。コーン指数ｑｃの初期値ｑｃ１は、改質剤５の添加量Ｍが０のときのコーン指数ｑｃに相当する。
【0039】
改質剤５の添加量Ｍを決定する方法の一例は、土２に対して改質剤５の添加量Ｍを変えた複数の水準で予備試験を行うことで、添加量Ｍに対する攪拌後のコーン指数ｑｃの関係を表す直線４０１のような検量線を予め作成する。そして、当該検量線に基づいて、コーン指数ｑｃの目標値ｑｃ２に達するために必要な添加量Ｍを算出する。なお、より確実にコーン指数ｑｃの目標値ｑｃ２を達成するために、検量線から算出される添加量Ｍの値よりも実際の添加量Ｍを多くしてもよい。コーン指数ｑｃの目標値ｑｃ２は、例えば、目標とする区分が第４種建設発生土である場合には２００ｋＮ／ｍ３以上、第３種建設発生土である場合には４００ｋＮ／ｍ３以上、第２種建設発生土である場合には８００ｋＮ／ｍ３以上である。
【0040】
なお、添加量Ｍを決定するための検量線としては、土中の成分やコーン指数ｑｃの初期値ｑｃ１などの諸条件を変えた複数の水準の検量線を予め作成したうえで、改質対象となる土２に最も条件が近い検量線を用いてもよい。または、建設現場１から掘削された土２を用いて予め作成した検量線を用いてもよい。添加量Ｍを決定するための検量線は、データベースメモリに記憶される。
【0041】
すなわち、コーン指数ｑｃなどの目標とする土質の入力から添加量Ｍを出力するような添加量演算が予備試験によって確立されるとともに、データベースメモリが添加量演算を予め記憶する。データベースメモリは、改質対象となる土２の水準ごとに添加量演算を予め記憶してもよい。ステップＳ２－２において、演算部３１Ｂは、データベースメモリに予め記憶された添加量演算を用いて、改質対象となる土２の水準と、改質後の目標とする土質と、から添加量Ｍを算出する。
【0042】
［閾値の設定］
（ステップＳ２－３）図７に戻り、制御部３１は、土２の改質作業における攪拌回数及び攪拌時間の閾値を設定する処理を実行する。攪拌回数及び攪拌時間の閾値は、例えば、添加量Ｍを決定するための検量線を作成する際の攪拌に要した攪拌回数及び攪拌時間を用いることができる。すなわち、データベースメモリは、添加量Ｍを決定するための検量線とともに、当該検量線を作成する際の攪拌に要した攪拌回数及び攪拌時間を予め記憶してもよい。
（ステップＳ２－３）図７に戻り、制御部３１は、土２の改質作業における攪拌回数及び攪拌時間の閾値を設定する処理を実行する。攪拌回数及び攪拌時間の閾値は、例えば、添加量Ｍを決定するための検量線を作成する際の攪拌に要した攪拌回数及び攪拌時間を用いることができる。すなわち、データベースメモリは、添加量Ｍを決定するための検量線とともに、当該検量線を作成する際の攪拌に要した攪拌回数及び攪拌時間を予め記憶してもよい。
【0043】
（ステップＳ２－４）次に、制御部３１は、温度測定部４１から改質前の土２の第１温度Ｔ１を取得する処理を実行する。第１温度Ｔ１は、改質前の土２の温度の面分布から導出される第１面評価値の一例である。
【0044】
（ステップＳ２－５）次に、演算部３１Ｂは、土２の改質作業における温度差ΔＴの閾値ΔＴｔｈを算出する処理を実行する。閾値ΔＴｔｈは、予め作成された検量線に基づいて設定される。
【0045】
図９に示すように、グラフ５００の横軸は、改質剤５の添加量Ｍ（ｋｇ／ｍ３）を表す。グラフ５００の縦軸は、土２と改質剤５との反応に伴う最大温度差ΔＴｍａｘを表す。グラフ５００中の直線５０１は、改質剤５の添加量Ｍに対する最大温度差ΔＴｍａｘの関係を表す近似曲線である。直線５０１は、土２の改質作業における温度差ΔＴの閾値ΔＴｔｈを決定するための検量線の一例である。
【0046】
温度差ΔＴの閾値ΔＴｔｈを設定する方法の一例は、土２に対して改質剤５の添加量Ｍを変えた複数の水準で予備試験を行うことで、添加量Ｍに対する最大温度差ΔＴｍａｘの関係を表す直線５０１のような検量線を予め作成する。そして、当該検量線に基づいて、ステップＳ３で決定された添加量Ｍの条件下における最大温度差ΔＴｍａｘを算出する。ここで算出された最大温度差ΔＴｍａｘを温度差ΔＴの閾値ΔＴｔｈとしてもよいが、算出された最大温度差ΔＴｍａｘを基準として任意の補正をした値を閾値ΔＴｔｈとして用いてもよい。例えば、検量線の作成を屋内で行った場合では、屋内での発熱量と屋外での発熱量との差を考慮して閾値ΔＴｔｈを設定してもよい。
【0047】
（ステップＳ２－６）図７に戻り、次に、制御部３１は、含水比測定部４２から改質前の土２の第１含水比Ｗ１を取得する処理を実行する。第１含水比Ｗ１は、改質前の土２の含水比の面分布から導出される第１面評価値の一例である。
【0048】
（ステップＳ２－７）次に、演算部３１Ｂは、土２の改質作業における含水比低下率ΔＷの閾値ΔＷｔｈを算出する処理を実行する。閾値ΔＷｔｈは、予め作成された検量線に基づいて設定される。
【0049】
図１０に示すように、グラフ６００の横軸は、改質剤５の添加量Ｍ（ｋｇ／ｍ３）を表す。グラフ６００の縦軸は、土２と改質剤５との反応に伴う終端含水比低下率ΔＷｔｅｒを表す。グラフ６００中の直線６０１は、改質剤５の添加量Ｍに対する終端含水比低下率ΔＷｔｅｒの関係を表す近似曲線である。直線６０１は、土２の改質作業における含水比低下率ΔＷの閾値ΔＷｔｈを決定するための検量線の一例である。
【0050】
含水比低下率ΔＷの閾値ΔＷｔｈを設定する方法の一例は、土２に対して改質剤５の添加量Ｍを変えた複数の水準で予備試験を行うことで、直線６０１のような添加量Ｍに対する終端含水比低下率ΔＷｔｅｒの関係を表す検量線を予め作成する。そして、当該検量線に基づいて、ステップＳ３で決定された添加量Ｍの条件下における終端含水比低下率ΔＷｔｅｒを算出する。ここで算出された終端含水比低下率ΔＷｔｅｒを含水比低下率ΔＷの閾値ΔＷｔｈとしてもよいが、算出された終端含水比低下率ΔＷｔｅｒを基準として任意の補正をした値を閾値ΔＷｔｈとして用いてもよい。
【0051】
（ステップＳ２－８）図７に戻り、次に、制御部３１は、攪拌抵抗測定部４３から改質前の土２をバックホウ１０で攪拌した際の第１攪拌抵抗Ｒ１を取得する処理を実行する。
（ステップＳ２－９）次に、演算部３１Ｂは、土２の改質作業における攪拌抵抗Ｒの閾値Ｒｔｈを算出する処理を実行する。閾値Ｒｔｈは、予め作成された検量線に基づいて設定される。
（ステップＳ２－９）次に、演算部３１Ｂは、土２の改質作業における攪拌抵抗Ｒの閾値Ｒｔｈを算出する処理を実行する。閾値Ｒｔｈは、予め作成された検量線に基づいて設定される。
【0052】
図１１に示すように、グラフ７００の横軸は、改質剤５の添加量Ｍ（ｋｇ／ｍ３）を表す。グラフ７００の縦軸は、土２と改質剤５との反応に伴う終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒを表す。グラフ７００中の直線７０１は、改質剤５の添加量Ｍに対する終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒの関係を表す近似曲線である。直線７０１は、土２の改質作業における攪拌抵抗Ｒの閾値Ｒｔｈを決定するための検量線の一例である。
【0053】
攪拌抵抗Ｒの閾値Ｒｔｈを設定する方法の一例は、土２に対して改質剤５の添加量Ｍを変えた複数の水準で予備試験を行うことで、直線７０１のような添加量Ｍに対する終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒの関係を表す検量線を予め作成する。そして、当該検量線に基づいて、ステップＳ３で決定された添加量Ｍの条件下における終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒを算出する。ここで算出された終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒを攪拌抵抗Ｒの閾値Ｒｔｈとしてもよいが、算出された終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒを基準として任意の補正をした値を閾値Ｒｔｈとして用いてもよい。
【0054】
なお、ステップＳ２－５，Ｓ２－７，Ｓ２－９において用いられる検量線としては、土中の成分やコーン指数ｑｃの初期値ｑｃ１などの諸条件を変えた複数の水準の検量線を予め作成したうえで、改質対象となる土２に最も条件が近い検量線を使用してもよい。または、建設現場１から掘削された土２を用いて検量線を予め作成してもよい。これらの検量線は、データベースメモリに記憶される。
【0055】
すなわち、添加量Ｍの入力から閾値ΔＴｔｈを出力するような温度差閾値演算が予備試験によって確立されるとともに、データベースメモリが温度差閾値演算を記憶する。データベースメモリは、改質対象となる土２の水準ごとに温度差閾値演算を記憶してもよい。演算部３１Ｂは、データベースメモリに記憶された温度差閾値演算を用いて、改質対象となる土２の水準と、添加量Ｍとから閾値ΔＴｔｈを算出してもよい。
【0056】
また、添加量Ｍの入力から閾値ΔＷｔｈを出力するような含水比閾値演算が予備試験によって確立されるとともに、データベースメモリが含水比閾値演算を記憶する。データベースメモリは、改質対象となる土２の水準ごとに含水比閾値演算を記憶してもよい。演算部３１Ｂは、データベースメモリに記憶された含水比閾値演算を用いて、改質対象となる土２の水準と、添加量Ｍとから閾値ΔＷｔｈを算出してもよい。
【0057】
また、添加量Ｍの入力から閾値Ｒｔｈを出力するような抵抗閾値演算が予備試験によって確立されるとともに、データベースメモリが抵抗閾値演算を記憶する。データベースメモリは、改質対象となる土２の水準ごとに抵抗閾値演算を記憶してもよい。演算部３１Ｂは、データベースメモリに記憶された抵抗閾値演算を用いて、改質対象となる土２の水準と、添加量Ｍとから閾値Ｒｔｈを算出してもよい。
【0058】
【0059】
（ステップＳ４－１）ステップＳ４の工程では、まず、バックホウ１０を用いて改質剤５が添加された土２の攪拌を開始する。土２の攪拌が開始されると、制御部３１は、温度測定部４１から攪拌中の土２の第２温度Ｔ２を連続的もしくは断続的に取得する処理を実行する。演算部３１Ｂは、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２から温度差ΔＴを算出する処理を実行する。そして、制御部３１は、含水比測定部４２から攪拌中の土２の第２含水比Ｗ２を連続的もしくは断続的に取得する処理を実行する。演算部３１Ｂは、第１含水比Ｗ１及び第２含水比Ｗ２から含水比低下率ΔＷを算出する処理を実行する。なお、温度差ΔＴは、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の温度の面分布から導出される第２面評価値の一例である。含水比低下率ΔＷは、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の含水比の面分布から導出される第２面評価値の一例である。
【0060】
さらに、制御部３１は、攪拌抵抗測定部４３から攪拌中の土２の第２攪拌抵抗Ｒ２を連続的もしくは断続的に取得する処理を実行する。制御部３１は、位置検出部４４から攪拌中のバケット１１の位置を連続的もしくは断続的に取得する処理を実行する。このとき制御部３１は、取得したバケット１１の位置の履歴をバケット１１の移動軌跡として記憶部３２に記憶する。制御部３１は、攪拌管理部から攪拌時間や攪拌回数を連続的もしくは断続的に取得する処理を実行する。
【0061】
［判定処理］
（ステップＳ４－２）判定部３１Ａは、以下に示す第１判定処理～第５判定処理において、判定項目が終了条件を満たしたか否かを判定する処理を実行する。
（ステップＳ４－２）判定部３１Ａは、以下に示す第１判定処理～第５判定処理において、判定項目が終了条件を満たしたか否かを判定する処理を実行する。
【0062】
（第１判定処理）判定部３１Ａは、攪拌中の土２において、面評価値の一例である温度差ΔＴが閾値ΔＴｔｈに達したか否かを判定する処理を実行する。温度差ΔＴが閾値ΔＴｔｈに達した場合、判定項目としての温度差ΔＴが終了条件を満たしたとみなされる。
【0063】
（第２判定処理）判定部３１Ａは、攪拌中の土２において、面評価値の一例である含水比低下率ΔＷが閾値ΔＷｔｈに達したか否かを判定する処理を実行する。含水比低下率ΔＷが閾値ΔＴｔｈに達した場合、判定項目としての含水比低下率ΔＷが終了条件を満たしたとみなされる。
【0064】
（第３判定処理）判定部３１Ａは、攪拌中の土２において、攪拌抵抗Ｒが閾値Ｒｔｈに達したか否かを判定する処理を実行する。攪拌抵抗Ｒが閾値Ｒｔｈに達した場合、判定項目としての攪拌抵抗Ｒが終了条件を満たしたとみなされる。
【0065】
（第４判定処理）判定部３１Ａは、攪拌中の土２において、バケット１１の移動軌跡が適正か否かを判定する処理を実行する。例えば、容器４内の空間を複数の区画に仮想的に分割する。そして、位置検出部４４が検出したバケット１１の位置の履歴に基づいて、バケット１１が各区画を通過した回数を計測する。そして、全ての区画において、バケット１１が通過した回数が所定の閾値以上となったときに、バケット１１の移動軌跡が適正であると判定する。バケット１１の移動軌跡が適正であると判定された場合、判定項目としてのバケット１１の移動軌跡が終了条件を満たしたとみなされる。
【0066】
（第５判定処理）判定部３１Ａは、攪拌回数及び攪拌時間が閾値に達したか否かを判定する処理を実行する。攪拌回数及び攪拌時間が閾値に達したと判定された場合、判定項目としての攪拌回数及び攪拌時間が終了条件を満たしたとみなされる。
【0067】
ステップＳ４－２において、判定部３１Ａが第１判定処理～第５判定処理の全てについて判定項目が終了条件を満たしたと判定した場合、攪拌を終了する。第１判定処理～第５判定処理のうち少なくとも１つの判定処理において終了条件を満たしていないと判定した場合、攪拌を続ける。
【0068】
［表示部］
図１３には、土２の攪拌中において、表示部３３に表示される画面の一例を示す。表示部３３は、例えば、改質剤５の種類、改質剤５の添加量Ｍ、コーン指数ｑｃの目標値ｑｃ２を表示する。表示部３３は、例えば、攪拌回数、攪拌時間、及び攪拌抵抗Ｒについて、それぞれの閾値と瞬間値とを表示する。攪拌回数、攪拌時間、及び攪拌抵抗Ｒの瞬間値は、土２の攪拌中の値が常時または所定の時間ごとに更新されて表示される。
図１３には、土２の攪拌中において、表示部３３に表示される画面の一例を示す。表示部３３は、例えば、改質剤５の種類、改質剤５の添加量Ｍ、コーン指数ｑｃの目標値ｑｃ２を表示する。表示部３３は、例えば、攪拌回数、攪拌時間、及び攪拌抵抗Ｒについて、それぞれの閾値と瞬間値とを表示する。攪拌回数、攪拌時間、及び攪拌抵抗Ｒの瞬間値は、土２の攪拌中の値が常時または所定の時間ごとに更新されて表示される。
【0069】
表示部３３は、例えば、温度差ΔＴ及び含水比低下率ΔＷのそれぞれについての閾値、最大値、及び瞬間値と、温度及び含水比の初期値とを表示する。温度差ΔＴの最大値は、温度差ΔＴが最大温度差ΔＴｍａｘに達するまでは温度差ΔＴの瞬間値と一致するが、温度差ΔＴが最大温度差ΔＴｍａｘに達した後は測定された温度差ΔＴの最大値が表示される。含水比低下率ΔＷの最大値は、含水比低下率ΔＷの瞬間値と一致する。温度差ΔＴ及び含水比低下率ΔＷの瞬間値は、攪拌に伴って変化する温度差ΔＴ及び含水比低下率ΔＷが常時または所定の時間ごとに更新されて表示される。温度及び含水比の初期値は、第１温度Ｔ１及び第１含水比Ｗ１である。
【0070】
表示部３３は、例えば、判定部３１Ａの判定結果を表示する結果表示部３３Ａを備える。結果表示部３３Ａは、判定部３１Ａが実行する判定処理の何れかが終了条件を満たしていないときには攪拌中を示す部分が点灯する。また、全ての判定処理において終了条件を満たしたときには攪拌完了を示す部分が点灯する。
【0071】
表示部３３は、位置検出部４４が検出したバケット１１の現在位置を表示する位置表示部３３Ｂを備える。図１３に示す位置表示部３３Ｂは、一例として、バケット１１の上下方向及び前後方向の位置を示す。なお、位置表示部３３Ｂは、これに代えて、もしくは、これに加えて、バケット１１の左右方向の位置を示すものであってもよく、バケット１１の前後方向及び左右方向の位置を示すものであってもよい。位置表示部３３Ｂは、バケット１１の現在位置に加えて、バケット１１の移動軌跡を線または複数の点もしくはその両方で表示する。表示部３３にバケット１１の現在位置及び移動軌跡を表示することで、バックホウ１０の作業者が容器４内の土２を満遍なく攪拌することができる。
【0072】
表示部３３は、攪拌中の土２の温度の面分布を表示する温度表示部３３Ｃを備える。温度表示部３３Ｃは、一例として、上面視において、斜線を付して示す容器４の内側の領域について、温度の高さに応じて色を変えて表示する。
【0073】
表示部３３は、攪拌中の土２の含水比の面分布を表示する含水比表示部３３Ｄを備える。含水比表示部３３Ｄは、一例として、上面視において、斜線を付して示す容器４の内側の領域を、１つ以上の水分計が含まれるように仮想的に区画する。図１３では、縦横に３×３個の水分計を配置した場合の表示例を図示している。そして、各区画において測定された含水比の大きさに応じて、各区画の色を変えて表示する。
【0074】
表示部３３に攪拌中の土２の温度の面分布及び含水比の面分布を表示することで、例えば、改質剤５との反応が不十分な箇所を重点的に攪拌するなど、攪拌中の土質評価値の面分布に応じて攪拌を行うことができる。これにより、攪拌作業の効率化が可能になる。また、土２の部分的な改質状態の差異を解消することができる。
【0075】
［実施形態の効果］
上記実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）第１判定処理及び第２判定処理では、温度差ΔＴや含水比低下率ΔＷといった面評価値が閾値に達したか否かを判定している。そのため、面評価値が閾値に達したことに基づいて、土２の改質状態が均質、かつ、土２が改質剤５の添加量Ｍに見合う所定の品質を確保できていることを確認できる。したがって、土質管理システム２０を用いることによって、作業者の熟練度によらず高い精度で改質中の土２の品質を管理できる。また、判定部３１Ａによる判定によって攪拌を終了するタイミングを管理することで、改質剤５の使用量の削減や攪拌時間の短縮が可能となる。
上記実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）第１判定処理及び第２判定処理では、温度差ΔＴや含水比低下率ΔＷといった面評価値が閾値に達したか否かを判定している。そのため、面評価値が閾値に達したことに基づいて、土２の改質状態が均質、かつ、土２が改質剤５の添加量Ｍに見合う所定の品質を確保できていることを確認できる。したがって、土質管理システム２０を用いることによって、作業者の熟練度によらず高い精度で改質中の土２の品質を管理できる。また、判定部３１Ａによる判定によって攪拌を終了するタイミングを管理することで、改質剤５の使用量の削減や攪拌時間の短縮が可能となる。
【0076】
（２）温度差ΔＴが土２の表面近傍の面評価値であるのに対して、含水比低下率ΔＷが土２の底部近傍の面評価値である。そのため、上下方向において異なる位置の面評価値である温度差ΔＴ及び含水比低下率ΔＷの両方について判定部３１Ａによる判定処理を行うことで、土２の改質状態をより高精度で判定することができる。
【0077】
（３）第１判定処理及び第２判定処理において用いられる閾値は、土２のコーン指数ｑｃが目標値ｑｃ２に達するために必要な添加量Ｍの改質剤５を添加したときの面評価値に基づいて設定される。これにより、第１判定処理及び第２判定処理において、改質中の土２の面評価値が閾値に達したか否かを判定することによって、改質中の土２のコーン指数ｑｃが目標値ｑｃ２に達したか否かを判定できる。
【0078】
（４）バックホウ１０のような建設現場１において一般的に使用される建設機械を用いて土２の攪拌を行う場合であっても、（１）のような効果を達成できる。言い換えれば、土２の改質を行うための処理プラントや土２の攪拌を行うための特殊な機械を用いずとも、（１）のような効果を達成できる。
【0079】
（５）温度や含水比の面評価値に加えて、攪拌抵抗測定部４３によって攪拌抵抗Ｒを測定することで、攪拌抵抗Ｒの値からも土２の改質状態が適正か否かを判定することができる。また、第３判定処理において用いられる閾値Ｒｔｈは、土２のコーン指数ｑｃが目標値ｑｃ２に達するために必要な添加量Ｍの改質剤５を添加したときの終端攪拌抵抗Ｒｔｅｒに基づいて設定される。これにより、第３判定処理において、改質中の土２の攪拌抵抗Ｒが閾値Ｒｔｈに達したか否かを判定することによって、改質中の土２のコーン指数ｑｃが目標値ｑｃ２に達したか否かを判定できる。
【0080】
（６）温度や含水比の面評価値に加えて、位置検出部４４によってバケット１１の位置を検出することで、土２の全体が攪拌されているか否かを確認することができる。したがって、土２の全体を満遍なく攪拌できる。
【0081】
（７）表示部３３に攪拌中の土質評価値の面分布を表示することで、例えば、改質剤５との反応が不十分な箇所を重点的に攪拌するなど、土２の部分的な改質状態の差異を解消することができる。また、土２における部分的な改質状態の差異が解消されたことを確認できることから、高い精度で改質中の土２の品質を管理できる。
【0082】
［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、各変更例は、技術的に矛盾しない範囲で適宜組み合わせることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、各変更例は、技術的に矛盾しない範囲で適宜組み合わせることができる。
【0083】
・図１４に示すように、土２の攪拌は、土２が容器４に投入された状態ではなく、例えば、金属板６に積まれた状態の土２を攪拌する形態であってもよい。この場合、金属板６に含水比測定部４２を設けてもよい。
【0084】
・第３判定処理～第５判定処理は割愛されてもよい。例えば、第３判定処理～第５判定処理の全ての判定処理が割愛されてもよいし、第３判定処理～第５判定処理のうち何れか１つまたは２つの判定処理が割愛されてもよい。すなわち、土質管理システム２０において、攪拌抵抗測定部４３が割愛されてもよく、位置検出部４４が割愛されてもよく、攪拌抵抗測定部４３及び位置検出部４４の両方が割愛されてもよい。何れの場合でも、判定部３１Ａが面評価値に基づいて改質中の土２の改質状態が適正か否かを判定することによって、高い精度で改質中の土２の品質を管理できる。
【0085】
・バックホウ１０のような建設機械を用いて土２を攪拌する際に土質管理システム２０を用いる例について説明したが、例えば、土２の改質を行うための処理プラントにおいて土質管理システム２０を使用してもよい。
【0086】
・土２のコーン指数ｑｃが目標値ｑｃ２に達するために必要な添加量Ｍの改質剤５を添加したときの面評価値に基づいて各種の閾値を設定する方法を例示したが、閾値を決定する方法はこれに限定されない。判定部３１Ａが判定を行うための閾値は、改質剤５の添加量Ｍに応じて決まる物性値であればよい。例えば、コーン指数ｑｃ以外の物性値（例えば粘度）が目標値に達するために必要な添加量Ｍの改質剤５を添加したときの面評価値に基づいて各種の閾値を設定してもよい。
【0087】
・土質管理システム２０において、温度及び含水比のうち何れか一方の土質評価値の面分布から導出される面評価値について、判定部３１Ａが判定処理を行う構成としてもよい。言い換えれば、第１判定処理及び第２判定処理のうち一方の処理が割愛されてもよい。この場合、土質管理システム２０は、温度測定部４１及び含水比測定部４２のうち少なくとも一方を備えていればよい。また、判定部３１Ａが含水比の面分布ではなく温度の面分布から導出される面評価値について判定処理を行う場合でも、容器４の底部に配置した１つまたは複数の水分計から局所的な含水比を測定してもよい。面分布ではない局所的な含水比からであっても、含水比の面分布について判定処理と同様の考え方で改質状態を判定できる。土質評価値は、面分布を測定可能なパラメータであれば、温度及び含水比以外のパラメータであってもよい。
【0088】
・温度差ΔＴの閾値ΔＴｔｈの設定方法として、ステップＳ２－２で決定された添加量Ｍの条件下における最大温度差ΔＴｍａｘに基づいて閾値ΔＴｔｈを設定する方法を例示した。これに限定されず、例えば、ステップＳ２－２で決定された添加量Ｍの条件下において、所定の攪拌時間もしくは攪拌回数に達するまで攪拌した際の温度差ΔＴに基づいて温度差ΔＴの閾値ΔＴｔｈを設定してもよい。同様に、例えば、ステップＳ２－２で決定された添加量Ｍの条件下において、所定の攪拌時間もしくは攪拌回数に達するまで攪拌した際の含水比低下率ΔＷに基づいて含水比低下率ΔＷの閾値ΔＷｔｈを設定してもよい。同様に、例えば、ステップＳ２－２で決定された添加量Ｍの条件下において、所定の攪拌時間もしくは攪拌回数に達するまで攪拌した際の第２攪拌抵抗Ｒ２に基づいて攪拌抵抗Ｒの閾値Ｒｔｈを設定してもよい。
【0089】
・第１判定処理において、温度差ΔＴについて予め設定された閾値ΔＴｔｈに達したか否かを判定する構成としたが、温度差ΔＴに代えて第２温度Ｔ２が予め設定された閾値に達したか否かを判定してもよい。この場合の第２温度Ｔ２の閾値は、予め作成された検量線に基づいて、ステップＳ２－２で決定された添加量Ｍの条件下で算出される第２温度Ｔ２の値に基づいて設定される。同様に、第２判定処理において、含水比低下率ΔＷに対する判定に代えて、第２含水比Ｗ２が予め設定された閾値に達したか否かを判定してもよい。この場合の第２含水比Ｗ２の閾値は、予め作成された検量線に基づいて、ステップＳ２－２で決定された添加量Ｍの条件下で算出される第２含水比Ｗ２の値に基づいて設定される。
【0090】
・なお、第１判定処理～第５判定処理を行う順序及びタイミングは限定されず、攪拌開始から継続的に判定してもよいし、所定のタイミング毎に全ての判定処理を行ってもよいし、個別に判定処理を行うタイミングを設定してもよい。判定処理を行うタイミングとしては、例えば、所定の攪拌回数に達したときや、所定の攪拌時間に達したときなどが挙げられる。例えば、第５判定処理において、攪拌回数及び攪拌時間が閾値に達したと判定されたときに、第１判定処理～第４判定処理を行うようにしてもよい。何れの形態であっても、判定部３１Ａが実行する全ての判定処理において終了条件を満たしたときに、攪拌を終了すればよい。
【0091】
・第２判定処理の判定処理において、含水比低下率ΔＷが閾値ΔＷｔｈに達しない場合には、改質剤５の量を追加してもよい。この場合、追加した改質剤５との反応によって含水比低下率ΔＷが閾値ΔＷｔｈに達したことを確認すればよい。なお、第３判定処理の判定処理において、第２攪拌抵抗Ｒ２が閾値Ｒｔｈに達しない場合についても同様である。
【0092】
・バックホウ１０による攪拌作業は、全自動で行われてもよい。この場合、作業者によるバックホウ１０の操作は不要になる。また、攪拌終了のタイミングは、土質管理システム２０によって管理できる。
【0093】
・表示部３３の画面は、図１３に示す例に限定されず、任意の形態であってよい。例えば、温度表示部３３Ｃ及び含水比表示部３３Ｄのうち少なくとも一方を備える構成であってもよい。この場合でも、攪拌中の土２における温度の面分布または含水比の面分布の何れかに応じて攪拌作業を行うことができる。これにより、攪拌作業の効率化、及び、土２の部分的な改質状態の差異の解消を達成できる。
【0094】
・土２の攪拌中において、演算部３１Ｂは、温度差ΔＴ、含水比低下率ΔＷ、及び第２攪拌抵抗Ｒ２のうちの少なくとも１つの値に基づいて、これらの閾値の設定に用いた検量線から攪拌中の土２のコーン指数ｑｃを算出してもよい。また、同様の考え方によって、温度差ΔＴや含水比低下率ΔＷに代えて、第２温度Ｔ２や第２含水比Ｗ２に基づいて攪拌中の土２のコーン指数ｑｃを算出することもできる。これにより、算出されたコーン指数ｑｃに基づいて攪拌中の土２の品質を管理できる。
【0095】
・例えば、データベースメモリに記憶されるプログラムやデータのうち、少なくとも一部がサーバに記憶されていてもよい。この場合、制御装置３０は、例えば、制御部３１がネットワーク回線を介して当該サーバにアクセスすることで、当該サーバから必要なプログラムやデータを取得する構成であってもよい。
【0096】
・ステップＳ２の条件設定の工程は、図６に示す改質作業の一連の流れとは別に予め行われてもよい。この場合、予め決定された改質剤５の添加量ＭやステップＳ４－２において適用される各閾値を改質作業の前に制御装置３０に入力したうえで、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４の手順によって改質作業を行えばよい。
【0097】
［付記］
上記実施形態及びその変更例によれば、さらに以下の技術的思想が導き出される。
上記実施形態では、温度や含水比といった土質評価値の面分布から導出される面評価値に基づいて、土２の改質状態を判定する形態を例示した。上記実施形態において、例えば、第３判定処理のように、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の第２攪拌抵抗Ｒ２に基づいて、土２の改質状態を判定することもできる。このような形態によっても、高い精度で改質中の土２の品質を管理できる。この場合、土質評価値は、例えば、土２の攪拌抵抗Ｒ、温度、及び、含水比のうち少なくとも１つであればよい。測定部は、例えば、土２の攪拌抵抗Ｒ、温度、及び、含水比のうち少なくとも１つの土質評価値を測定すればよい。以上より、以下の付記１～付記５が導き出される。
上記実施形態及びその変更例によれば、さらに以下の技術的思想が導き出される。
上記実施形態では、温度や含水比といった土質評価値の面分布から導出される面評価値に基づいて、土２の改質状態を判定する形態を例示した。上記実施形態において、例えば、第３判定処理のように、土２に改質剤５を添加して攪拌した状態の第２攪拌抵抗Ｒ２に基づいて、土２の改質状態を判定することもできる。このような形態によっても、高い精度で改質中の土２の品質を管理できる。この場合、土質評価値は、例えば、土２の攪拌抵抗Ｒ、温度、及び、含水比のうち少なくとも１つであればよい。測定部は、例えば、土２の攪拌抵抗Ｒ、温度、及び、含水比のうち少なくとも１つの土質評価値を測定すればよい。以上より、以下の付記１～付記５が導き出される。
【0098】
（付記１）
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値を測定する測定部と、
前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記土質評価値が閾値に達したか否かを判定する判定部と、を備え、
前記閾値は、前記土のコーン指数が目標値に達するために必要な添加量の前記改質剤を添加したときの前記土質評価値に基づいて設定される、
土質管理システム。
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値を測定する測定部と、
前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記土質評価値が閾値に達したか否かを判定する判定部と、を備え、
前記閾値は、前記土のコーン指数が目標値に達するために必要な添加量の前記改質剤を添加したときの前記土質評価値に基づいて設定される、
土質管理システム。
【0099】
上記付記１によれば、土に改質剤を添加して攪拌した状態の土質評価値が閾値に達したか否かを判定することによって、判定処理の時点において改質中の土のコーン指数が目標値に達したかどうかを判定できる。
【0100】
（付記２）
上記付記１において、前記土は、前記土を攪拌する攪拌部を備える建設機械を用いて攪拌される構成としてもよい。上記付記２によれば、建設機械を用いた攪拌において、改質中の土のコーン指数が目標値に達したか否かを判定できる。
上記付記１において、前記土は、前記土を攪拌する攪拌部を備える建設機械を用いて攪拌される構成としてもよい。上記付記２によれば、建設機械を用いた攪拌において、改質中の土のコーン指数が目標値に達したか否かを判定できる。
【0101】
（付記３）
上記付記２において、前記測定部は、前記土質評価値として、前記建設機械が前記土を攪拌する際の攪拌抵抗、前記土の温度、及び、前記土の含水比のうち少なくとも１つを測定する構成としてもよい。上記付記３によれば、攪拌抵抗、温度、または、含水比の何れかの土質評価値の変化に基づいて、改質状態が適正か否かを判定することができる。
上記付記２において、前記測定部は、前記土質評価値として、前記建設機械が前記土を攪拌する際の攪拌抵抗、前記土の温度、及び、前記土の含水比のうち少なくとも１つを測定する構成としてもよい。上記付記３によれば、攪拌抵抗、温度、または、含水比の何れかの土質評価値の変化に基づいて、改質状態が適正か否かを判定することができる。
【0102】
（付記４）
上記付記２または付記３において、前記攪拌部の位置を検出する位置検出部をさらに備える構成としてもよい。上記付記４によれば、攪拌部の位置を検出することで、土の全体が攪拌されているか否かを確認することができる。
上記付記２または付記３において、前記攪拌部の位置を検出する位置検出部をさらに備える構成としてもよい。上記付記４によれば、攪拌部の位置を検出することで、土の全体が攪拌されているか否かを確認することができる。
【0103】
（付記５）
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値について、前記土のコーン指数が目標値に達するために必要な添加量の前記改質剤を添加したときの前記土質評価値に基づいて閾値を設定することと、
前記土に前記改質剤を添加した状態の前記土質評価値を測定することと、
前記土に前記改質剤を添加した状態の前記土質評価値が前記閾値に達したか否かを判定することと、を含む、
土質管理方法。
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値について、前記土のコーン指数が目標値に達するために必要な添加量の前記改質剤を添加したときの前記土質評価値に基づいて閾値を設定することと、
前記土に前記改質剤を添加した状態の前記土質評価値を測定することと、
前記土に前記改質剤を添加した状態の前記土質評価値が前記閾値に達したか否かを判定することと、を含む、
土質管理方法。
【0104】
また、変更例で示すように、温度差ΔＴ、含水比低下率ΔＷ、第２攪拌抵抗Ｒ２、第２温度Ｔ２、及び、第２含水比Ｗ２のうちの少なくとも１つの値に基づいて攪拌中の土２のコーン指数ｑｃを算出することもできる。この場合の土質評価値は、例えば、土２の攪拌抵抗Ｒ、温度、及び、含水比のうち少なくとも１つであればよい。測定部は、例えば、土２の攪拌抵抗Ｒ、温度、及び、含水比のうち少なくとも１つの土質評価値を測定すればよい。以上より、以下の付記６～付記９が導き出される。
【0105】
（付記６）
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値を測定する測定部と、
前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記土質評価値に基づいて攪拌中の前記土のコーン指数を算出する演算部と、を備える、
土質管理システム。
建設現場における土の改質状態を評価するための土質評価値であって、前記土に改質剤を添加して攪拌することによって変わる前記土質評価値を測定する測定部と、
前記土に前記改質剤を添加して攪拌した状態の前記土質評価値に基づいて攪拌中の前記土のコーン指数を算出する演算部と、を備える、
土質管理システム。
【0106】
上記付記６によれば、算出されたコーン指数に基づいて攪拌中の土の品質を管理できる。
（付記７）
上記付記６において、前記土は、前記土を攪拌する攪拌部を備える建設機械を用いて攪拌される構成としてもよい。上記付記７によれば、建設機械を用いた攪拌において、改質中の土のコーン指数を算出できる。
（付記７）
上記付記６において、前記土は、前記土を攪拌する攪拌部を備える建設機械を用いて攪拌される構成としてもよい。上記付記７によれば、建設機械を用いた攪拌において、改質中の土のコーン指数を算出できる。
【0107】
（付記８）
上記付記７において、前記測定部は、前記土質評価値として、前記建設機械が前記土を攪拌する際の攪拌抵抗、前記土の温度、及び、前記土の含水比のうち少なくとも１つを測定する構成としてもよい。上記付記８によれば、攪拌抵抗、温度、または、含水比の何れかの土質評価値の変化に基づいて、改質中の土のコーン指数を算出できる。
上記付記７において、前記測定部は、前記土質評価値として、前記建設機械が前記土を攪拌する際の攪拌抵抗、前記土の温度、及び、前記土の含水比のうち少なくとも１つを測定する構成としてもよい。上記付記８によれば、攪拌抵抗、温度、または、含水比の何れかの土質評価値の変化に基づいて、改質中の土のコーン指数を算出できる。
【0108】
（付記９）
上記付記６において、前記測定部は、改質の対象となる１種類の前記土に相互に異なる添加量の前記改質剤を添加したときの前記土質評価値を測定し、前記演算部は、各添加量と当該添加量の前記コーン指数との関係に基づいて、前記コーン指数の目標値から当該目標値を得る前記添加量を算出してもよい。上記付記９によれば、改質の対象となる土から目標とするコーン指数を得るための改質剤の添加量が得られる。このため、改質剤の添加量に過不足が生じることを抑制できるとともに、当該添加量に基づく改質状態の評価精度も高まる。
上記付記６において、前記測定部は、改質の対象となる１種類の前記土に相互に異なる添加量の前記改質剤を添加したときの前記土質評価値を測定し、前記演算部は、各添加量と当該添加量の前記コーン指数との関係に基づいて、前記コーン指数の目標値から当該目標値を得る前記添加量を算出してもよい。上記付記９によれば、改質の対象となる土から目標とするコーン指数を得るための改質剤の添加量が得られる。このため、改質剤の添加量に過不足が生じることを抑制できるとともに、当該添加量に基づく改質状態の評価精度も高まる。
【符号の説明】
【0109】
１…建設現場、２…土、３…採掘機械、４…容器、５…改質剤、６…金属板、１０…バックホウ、１１…バケット、２０…土質管理システム、３０…制御装置、３１…制御部、３１Ａ…判定部、３３…表示部、４１…温度測定部、４２…含水比測定部、４３…攪拌抵抗測定部、４４…位置検出部。
【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】