床版上面増厚工法
【課題】道路橋のコンクリート床版を補強するために、その上面を増厚する床版上面増厚工法において、コンクリート床版としての必要な強度を確保した上で、増厚層の最小施工厚を薄くし、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくす。
【解決手段】コンクリート床版１４の上面１４ａに形成されたアスファルト舗装１６を撤去して目粗しした後、この目粗しされたコンクリート床版１４の上面１４ａに、該コンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層２０を形成する。これにより、増厚層２０の最小施工厚を比較的薄く設定した場合においても、所要の強度を確保可能とし、これにより曲げ応力度の低減を図る。また、高弾性の樹脂モルタルの遮塩性により、凍結防止剤散布地域でもコンクリート床版の内部の鉄筋等の腐食の懸念をなくす。
【解決手段】コンクリート床版１４の上面１４ａに形成されたアスファルト舗装１６を撤去して目粗しした後、この目粗しされたコンクリート床版１４の上面１４ａに、該コンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層２０を形成する。これにより、増厚層２０の最小施工厚を比較的薄く設定した場合においても、所要の強度を確保可能とし、これにより曲げ応力度の低減を図る。また、高弾性の樹脂モルタルの遮塩性により、凍結防止剤散布地域でもコンクリート床版の内部の鉄筋等の腐食の懸念をなくす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、道路橋のコンクリート床版を補強するために、該コンクリート床版の上面を増厚する床版上面増厚工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路橋のコンクリート床版は、重交通や過積載車両の通行等により疲労劣化しやすく、これが原因となって耐力が低下してしまうこととなる。
【０００３】
このようにして耐力が低下したコンクリート床版を補強して延命化を図るための方法の１つとして、従来より、コンクリート床版の上面を増厚する床版上面増厚工法が知られている。
【０００４】
この床版上面増厚工法としては、コンクリート床版の上面に形成されたアスファルト舗装を撤去して、その上面を目粗しした後、この目粗しされたコンクリート床版の上面に、鋼繊維補強コンクリートを増厚層として打設し、その後、この鋼繊維補強コンクリートの上面にアスファルト舗装を形成する方法が、従来より広く採用されている。
【０００５】
その際「特許文献１」には、目粗しされたコンクリート床版の上面に鋼繊維補強コンクリートを打設する代わりに、その上面に補強鉄筋の役割を兼ねた帯状鋼板を固定した状態でコンクリートを打設することにより増厚層の形成を行う床版上面増厚工法が記載されている。
【０００６】
また「特許文献２」には、目粗しされたコンクリート床版の上面に鋼繊維補強コンクリートを打設する代わりに、その上面に樹脂モルタル層を、その中間層として繊維補強層を介在させた状態で形成することにより増厚層の形成を行う床版上面増厚工法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５９９２９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のように、コンクリート床版の上面に鋼繊維補強コンクリートを打設する床版上面増厚工法では、増厚層の最小施工厚が５０ｍｍ程度となるため、コンクリート床版の自重が著しく増大してしまう、という問題がある。また、この床版上面増厚工法を凍結防止剤散布地域において適用した場合には、鋼繊維の腐食が懸念される、という問題がある。
【０００９】
この点、上記「特許文献１」に記載された床版上面増厚工法を採用した場合においても、同様の問題が生じてしまうこととなる。
【００１０】
一方、コンクリート床版の上面に樹脂モルタル層を増厚層として形成する床版上面増厚工法を採用した場合には、樹脂モルタルのヤング係数が、通常のコンクリートのヤング係数に対して１／１０程度の値であり、かなり小さいことから、増厚層の部分に補強用構造部材としての機能を持たせることができない、という問題がある。
【００１１】
これに対し、上記「特許文献２」に記載された床版上面増厚工法を採用すれば、繊維補強層が中間層として介在している分だけ強度を高めることが可能となる。しかしながら、その反面、繊維補強層が中間層として介在している分だけ最小施工厚が厚くなってしまい、かつ施工コストが高くついてしまう、という問題がある。
【００１２】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コンクリート床版としての必要な強度を確保した上で、増厚層の最小施工厚を薄くすることができ、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくすことができる床版上面増厚工法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明は、目粗しされたコンクリート床版の上面に形成される増厚層の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１４】
すなわち、本願発明に係る床版上面増厚工法は、
道路橋のコンクリート床版を補強するために、該コンクリート床版の上面を増厚する床版上面増厚工法において、
上記コンクリート床版の上面を目粗しした後、この目粗しされたコンクリート床版の上面に、該コンクリート床版を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層を形成する、ことを特徴とするものである。
【００１５】
本願発明に係る床版上面増厚工法による上面増厚施工の適用対象となる「コンクリート床版の上面」の範囲は特に限定されるものではなく、その全領域であってもよいし、その一部領域であってもよい。
【００１６】
上記「高弾性の樹脂モルタル」は、樹脂モルタルであって、そのヤング係数が、コンクリート床版を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値に設定されたものであれば、その具体的な組成については特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成に示すように、本願発明に係る床版上面増厚工法においては、目粗しされたコンクリート床版の上面に、該コンクリート床版を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層を形成するようになっているので、増厚層の最小施工厚を比較的薄く設定した場合においても、所要の強度を確保することができる。そしてこれにより、増厚層が形成されたコンクリート床版において、その曲げ応力度の低減を図ることができる。しかも、この高弾性の樹脂モルタルで形成された増厚層は、遮塩性に優れているので、凍結防止剤散布地域でもコンクリート床版の内部の鉄筋等の腐食の懸念をなくすことができる。
【００１８】
このように本願発明によれば、コンクリート床版としての必要な強度を確保した上で、増厚層の最小施工厚を薄くすることができ、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくすことができる。
【００１９】
しかも、高弾性の樹脂モルタルはコンクリートとの付着特性にも優れているので、アンカー等を必要とせずに、増厚層とコンクリート床版との面的な一体性を確保することができる。そしてこれにより、増厚層を形成するための施工コストを低く抑えることができる。また、増厚層が形成されたコンクリート床版において、界面剪断力の局部集中が生じてしまうのを未然に防止することができる。さらに、アンカー等を設置するための掘削によってコンクリート床版の内部の鉄筋が損傷してしまうといったおそれをなくすことができる。
【００２０】
また、この高弾性の樹脂モルタルで形成された増厚層は、防水性にも優れているので、コンクリート床版の内部への浸透水の浸入を効果的に遮断することができる。
【００２１】
上記構成において、増厚層の厚さは特に限定されるものではなく、必要とする強度に応じて任意の厚さに設定することが可能であるが、その際、この増厚層を５〜３５ｍｍの厚さで形成することが好ましい。これは、増厚層の厚さが５ｍｍ未満では、上面増厚施工による強度向上を十分に図ることが困難となり、かつ、増厚層の形成する際の作業性が悪くなり、一方、増厚層の厚さが３５ｍｍを超えると、増厚層の形成によるコンクリート床版の重量増大が大きくなり、かつ、増厚層を形成するのに重ね塗りが必要となるため作業性およびコスト面で不利になることによるものである。なお、このような観点から、増厚層を１０〜３０ｍｍの厚さで形成することがより好ましい。
【００２２】
上記構成において、増厚層を、コンクリート床版の上面における一部領域にのみ形成するようにすれば、上面増厚施工に伴って必要となる交通規制を最小限に抑えることができる。また、コンクリート床版がプレストレストコンクリートで構成されている場合には，上面増厚施工の適用範囲を小さくすることにより、コンクリート床版に導入されたプレストレスへの影響を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本願発明の一実施形態に係る床版上面増厚工法の適用対象となる道路橋を、その橋軸直交面に沿った断面で示す図
【図２】上記実施形態による上面増厚施工の工程を示す、図１の要部詳細図
【図３】上記実施形態の作用効果を確認するために行った輪荷重走行試験試験に用いた試験体を示す平面図
【図４】上記輪荷重走行試験に用いた試験装置を、図３のIV−IV線断面の位置において示す図
【図５】上記試験体の３箇所に設置された歪み計で計測した結果をグラフで示す図
【図６】上記実施形態の作用効果を確認するために行った接着性試験の様子を示す側断面図
【図７】上記実施形態の変形例を示す、図１と同様の図
【図８】上記変形例による上面増厚施工の工程を示す、図７の要部詳細図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１は、本願発明の一実施形態に係る床版上面増厚工法の適用対象となる道路橋を、その橋軸直交面に沿った断面で示す図である。
【００２６】
その際、同図（ａ）は、本実施形態に係る床版上面増厚工法による上面増厚施工を施す前の道路橋１０Ａを示しており、同図（ｂ）は、この上面増厚施工を施した後の道路橋１０Ｂを示している。
【００２７】
同図（ａ）に示すように、上面増厚施工前の道路橋１０Ａは、橋軸直交方向に所定間隔をおいて配置された複数の主桁１２の上端面に、これらを跨ぐようにしてコンクリート床版１４が配置された構成となっている。
【００２８】
この道路橋１０Ａのコンクリート床版１４は、その上面１４ａが水平面に沿って延びるように形成されており、この上面１４ａの橋軸直交方向両端部には地覆１４ｂが形成されている。
【００２９】
このコンクリート床版１４の上面１４ａは、２車線分の幅員を有している。そして、このコンクリート床版１４の上面１４ａには、アスファルト舗装１６が形成されている。
【００３０】
本実施形態においては、このような既設の道路橋１０Ａに対して、将来における交通量の増大に対応するため（例えば、規制緩和により設計輪荷重が増大した場合における耐力向上を図るため）、コンクリート床版１４の上面１４ａの全面補強として、その全領域に対して上面増厚施工を行うようになっている。
【００３１】
同図（ｂ）に示すように、上面増厚施工後の道路橋１０Ｂにおいては、コンクリート床版１４の上面１４ａに、その全領域にわたって高弾性の樹脂モルタルからなる増厚層２０が形成されている。
【００３２】
この増厚層２０は、５〜３５ｍｍの厚さ（例えば２０ｍｍ程度の厚さ）で形成されている。この増厚層２０を構成する高弾性の樹脂モルタルは、エポキシ樹脂等の合成樹脂に砂等の骨材を混入した材料であって、通常の樹脂モルタルに比して骨材の配合比率を高めることにより、そのヤング係数が、コンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数（通常は３０ｋＮ／ｍｍ２程度）に対して、１／３以上（例えば１／２程度）の値になるように調製したものである。
【００３３】
そして、この上面増厚施工後の道路橋１０Ｂにおいては、増厚層２０の上面に、新たなアスファルト舗装２６が形成されている。
【００３４】
図２は、本実施形態による上面増厚施工の工程を詳細に示す、図１の要部詳細図であって、同図（ａ）は、図１（ａ）のIIａ部詳細図であり、同図（ｄ）は、図１（ｂ）のIIｄ部詳細図である。
【００３５】
この上面増厚施工は、次のような工程で行われるようになっている。
【００３６】
まず、同図（ａ）に示す既設の道路橋１０Ａにおけるコンクリート床版１４の上面１４ａから、アスファルト舗装１６を撤去する。その際、このアスファルト舗装１６の撤去は、コンクリート床版１４の上面１４ａの全領域に対して行う。
【００３７】
次に、同図（ｂ）に示すように、アスファルト舗装１６が撤去されたコンクリート床版１４の上面１４ａを目粗しする。この目粗しは、ウォータージェット等により行う。なお、この目粗しにより、コンクリート床版１４は、その厚さが多少（例えば５ｍｍ程度）減少することとなる。
【００３８】
そして、同図（ｃ）に示すように、この目粗しされたコンクリート床版１４の上面１４ａに、高弾性の樹脂モルタルからなる増厚層２０を所定の厚さｔ（例えばｔ＝２０ｍｍ程度）で形成する。この増厚層２０の形成は、コンクリート床版１４の上面１４ａの全領域に対して行う。また、この増厚層２０の形成は、目粗しされたコンクリート床版１４の上面１４ａにプライマーを塗布した後、コテ仕上げまたは転圧等によって高弾性の樹脂モルタルを一定厚で形成することにより行う。
【００３９】
その後、同図（ｄ）に示すように、この増厚層２０の上面に、防水工を施した後、新たなアスファルト舗装２６を形成する。このアスファルト舗装２６の形成は、コンクリート床版１４の上面１４ａの全領域に対して行う。
【００４０】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００４１】
本実施形態に係る床版上面増厚工法においては、目粗しされたコンクリート床版１４の上面１４ａに、該コンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層２０を形成するようになっているので、増厚層２０の最小施工厚を比較的薄く設定した場合においても、所要の強度を確保することができる。そしてこれにより、曲げ応力度の低減を図ることができる。しかも、この高弾性の樹脂モルタルで形成された増厚層２０は、遮塩性に優れているので、凍結防止剤散布地域でもコンクリート床版１４の内部の鉄筋等の腐食の懸念をなくすことができる。
【００４２】
このように本実施形態によれば、コンクリート床版１４としての必要な強度を確保した上で、増厚層２０の最小施工厚を薄くすることができ、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくすことができる。
【００４３】
しかも、高弾性の樹脂モルタルはコンクリートとの付着特性にも優れているので、アンカー等を必要とせずに、増厚層２０とコンクリート床版１４との面的な一体性を確保することができる。そしてこれにより、増厚層２０を形成するための施工コストを低く抑えることができる。また、増厚層２０が形成されたコンクリート床版１４において、界面剪断力の局部集中が生じてしまうのを未然に防止することができる。さらに、アンカー等を設置するための掘削によってコンクリート床版１４の内部の鉄筋が損傷してしまうといったおそれをなくすことができる。
【００４４】
また、この高弾性の樹脂モルタルで形成された増厚層２０は、防水性にも優れているので、コンクリート床版１４の内部への浸透水の浸入を効果的に遮断することができる。
【００４５】
その際、本実施形態においては、増厚層２０を５〜３５ｍｍの厚さで形成するようになっているので、増厚層２０の形成によるコンクリート床版１４の重量増大を十分小さく抑えた上で、増厚層２０を形成する際の作業性を低下させることなく、所要の強度を確保することができる。
【００４６】
なお、上面増厚施工後の道路橋１０Ｂにおいて、そのアスファルト舗装２６を上面増厚施工前の道路橋１０Ａにおけるアスファルト舗装１６と同程度の厚さで形成したとすると、このアスファルト舗装２６の上面の位置は、目粗し後の増厚層２０の厚さ増大分だけ、上面増厚施工前の道路橋１０Ａにおけるアスファルト舗装１６の上面の位置よりも上方側に変位することとなるが、増厚層２０の厚さは５〜３５ｍｍと薄いので、地覆１４ｂ等についてはそのままの高さで支障なく使用することができる。
【００４７】
次に、本実施形態の作用効果を確認するために行った試験の内容について説明する。
【００４８】
（１）輪荷重走行試験
この輪荷重走行試験は、コンクリート床版１４の上面１４ａに増厚層２０を形成した場合において、この増厚層２０を構成する補強材の輪荷重疲労による剥離抵抗性を検証することを目的として実施したものである。
【００４９】
この輪荷重走行試験には、表１に示すような特性を有する３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃを用いた。
【００５０】
【表１】
【００５１】
同表に示すように、これら３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃとしては、コンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数（通常は３０ｋＮ／ｍｍ２程度）に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルを用いた。具体的には、これら各補強材Ａ、Ｂ、Ｃを構成する高弾性の樹脂モルタルとして、１０ｋＮ／ｍｍ２以上のヤング係数を有するものを用いた。
【００５２】
すなわち、補強材Ａは、２液混合型エポキシ樹脂に骨材として珪砂およびコランダムを混入した材料であって、その樹脂骨材比を１：６に設定した。この補強材Ａの圧縮強度は５７ｋＮ／ｍｍ２であり、そのヤング係数は１３ｋＮ／ｍｍ２である。
【００５３】
補強材Ｂは、２液混合型エポキシ樹脂に骨材として珪砂ブレンドを混入した材料であって、その樹脂骨材比を１：３．５に設定した。この補強材Ｂの圧縮強度は９０ｋＮ／ｍｍ２であり、そのヤング係数は１７ｋＮ／ｍｍ２である。
【００５４】
補強材Ｃは、２液混合型エポキシ樹脂に骨材としてセラミック粉体を混入した材料であって、その樹脂骨材比を１：５に設定した。この補強材Ｃの圧縮強度は１１０ｋＮ／ｍｍ２であり、そのヤング係数は１９ｋＮ／ｍｍ２である。
【００５５】
図３は、この輪荷重走行試験に用いた試験体５０を示す平面図である。
【００５６】
この試験体５０は、橋軸方向に延びるコンクリート床版５４の上面５４ａを、その複数箇所において目粗しした後、これら各箇所に３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃを増厚層として形成した構成となっている。
【００５７】
その際、これら各補強材Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ１０ｍｍと３０ｍｍの２種類の厚さで、元の上面５４ａの位置と面一となるように形成した。同図においては、これらを、Ａ（１０）、Ａ（３０）、Ｂ（１０）、Ｂ（３０）、Ｃ（１０）、Ｃ（３０）で示す。
【００５８】
これら６種類の補強材Ａ（１０）、Ａ（３０）、Ｂ（１０）、Ｂ（３０）、Ｃ（１０）、Ｃ（３０）は、橋軸直交方向に細長く延びる矩形状に形成されており、橋軸方向に所定間隔をおいて、この順番で直列に配置した。その際，補強材Ｂ（３０）と補強材Ｃ（１０）間に、コンクリート床版５４の上面５４ａに補強材が形成されていない領域として健全床版Ｄを設定した。
【００５９】
なお、補強材Ａは、骨材成分が多いため、これを増厚層として形成する際、コテ仕上げは困難で、転圧機による仕上げが必要であった。補強材Ｂは、粘性はあるものの、コテ仕上げによる施工が可能であった。補強材Ｃは、粘性が高く、これを増厚層として形成する際のコテ仕上げには電気コテが必要であった。
【００６０】
この試験体５０においては、そのコンクリート床版５４として、鉄筋コンクリートに対して複数のＰＣ鋼棒５２によるプレストレスが導入されたＰＣ床版を用いた。その際、複数のＰＣ鋼棒５２は、橋軸方向に所定間隔をおいて橋軸直交方向に延びるように配置した。
【００６１】
図４は、この輪荷重走行試験に用いた試験装置６０を、図３のIV−IV線断面の位置において示す図である。
【００６２】
同図に示すように、この試験装置６０においては、橋軸直交方向に所定間隔をおいて配置された橋軸方向に延びる１対の鋼材６２が、橋軸方向に所定間隔をおいて配置された橋軸直交方向に延びる複数の鋼材６４に載置されている。また、これら１対の鋼材６２に架け渡されるようにして、試験体５０が水平に配置されている。そして、この試験体５０の上面における橋軸直交方向中央領域（図３において１対の２点鎖線で示す領域）を、輪荷重走行試験機７０が橋軸方向に往復走行するようになっている。その際、この輪荷重走行試験機７０は、試験体５０の上方に配置された上部レール６６に吊下げ支持された状態で走行するようになっている。
【００６３】
この試験装置６０においては、その輪荷重走行試験機７０として、現実の支圧条件を再現できるゴムタイヤ自走方式のものを用いた。図１（ｂ）に示す実際の道路橋１０Ｂにおいては、コンクリート床版１４の上面１４ａに敷設されたアスファルト舗装２６の影響により、支圧が緩和されることとなるが、この影響を排除したより厳しい条件下での試験とするため、アスファルト舗装を敷設しないで、試験体５０の上面５０ａに直接輪荷重走行試験機７０のゴムタイヤ７２を載せて走行させた。
【００６４】
この輪荷重走行試験の具体的な内容およびその試験結果は、以下のとおりである。
【００６５】
すなわち、この輪荷重走行試験においては、輪荷重１００ｋＮで１０万回走行させたが、打音検査、歪み計測等の結果から、剥離やひび割れ等の異常は検知されなかった。このため、輪荷重を１２０ｋＮに上昇させて１万回の走行を追加実施し、さらに輪荷重を１４０ｋＮに上昇させて４万回の走行を追加実施し、計１５万回の走行による疲労試験を実施した。
【００６６】
この輪荷重走行試験の途中で輪荷重走行を数回停止し、静的に載荷試験を実施した。その際、コンクリート床版５４の上面５４ａと、その内部に配置された鉄筋の上側および下側との、計３箇所に設置した歪み計で、歪みを計測した。
【００６７】
図５は、これら３箇所に設置された歪み計で計測した結果をグラフで示す図である。その際、同図（ａ）は、走行前の歪みを計測した結果を示すグラフであり、同図（ｂ）は、１５万回走行後の歪みを計測した結果を示すグラフである。
【００６８】
同図からも明らかなように、１５万回走行後も、歪み分布には、走行前とほとんど変化が生じていない。この結果から、疲労によって増厚層形成後の構造性能が損なわれないことを確認することができた。
【００６９】
また、この輪荷重走行試験が終了した後、各補強材Ａ、Ｂ、Ｃに切り込みを入れ、この状態で、付着試験(建研式４０×４０ｍｍ)を実施した。
【００７０】
この付着試験の結果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
同表からも明らかなように、３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、輪荷重走行試験前はもちろんのこと輪荷重走行試験後においても剥離が全く生じないことを確認することができた。
【００７３】
（２）防水工との接着性試験
この接着性試験は、コンクリート床版１４の上面１４ａに形成された増厚層２０と、この増厚層２０とアスファルト舗装２６との間に施される防水工との接着性について検証することを目的として実施したものである。
【００７４】
図６は、この接着性試験の様子を示す側断面図である。
【００７５】
同図に示すように、この接着性試験は、上記輪荷重走行試験が終了した試験体５０に対して、防水工５８およびアスファルト舗装５６を施した後、所定幅で切り出した試験体片５０Ａを用意し、この試験体片５０Ａに対して、そのコンクリート床版５４の上面５４ａに形成された補強材Ａ、Ｂ、Ｃとアスファルト舗装５６との間に剪断力を作用させて、剪断強度を測定した。
【００７６】
この接着性試験の結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
同表からも明らかなように、３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、その剪断強度が規格値を満足していることを確認することができた。
【００７９】
（３）耐火性能試験
この耐火性能試験は、コンクリート床版１４の上面１４ａにおいて増厚層２０が形成された部分の直上で万一火災が起こった場合、増厚層２０を構成する高弾性の樹脂モルタルが有機成分を含んでいることから、その樹脂成分の溶け出しや引火による燃焼消失が懸念されるため、これらについて検証することを目的として実施したものである。
【００８０】
この耐火性能試験は、ガスバーナにより試験体５０のアスファルト舗装５６の表面を３０分間、６００〜８００℃で燃焼させた。その結果、補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、その温度上昇は９０℃にとどまり、樹脂の溶け出しや材料分離は生じなかった。
【００８１】
この耐火性能試験を再現する温度解析シミュレーションを実施した結果、さらに燃焼を行って３時間経過した後も、補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、その表面温度は３００℃にとどまり、これら各補強材Ａ、Ｂ、Ｃが燃焼する４００〜５００℃には到達しないことを確認することができた。
【００８２】
以上（１）〜（３）の試験結果から、ヤング係数がコンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値に設定された高弾性の樹脂モルタル（例えば補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか）で増厚層２０を形成した上で、この増厚層２０を１０〜３０ｍｍの範囲内の厚さで形成した場合には、少なくとも本実施形態の作用効果が確実に得られることを確認することができた。上記試験結果からは、さらに、増厚層２０を５〜３５ｍｍの範囲内の厚さで形成した場合においても、本実施形態の作用効果が得られることが容易に推認可能である。
【００８３】
なお、上記実施形態においては、増厚層２０の上面に防水工を施した後、新たなアスファルト舗装２６を形成するものとして説明したが、増厚層２０は防水性に優れた高弾性の樹脂モルタルで形成されているので、上記防水工を省略することも可能であり、あるいは、上記防水工を目地部にのみ施すようにすることも可能である。
【００８４】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００８５】
図７は、本変形例に係る床版上面増厚工法の適用対象となる道路橋を、その橋軸直交面に沿った断面で示す図である。
【００８６】
その際、同図（ａ）は、本変形例に係る床版上面増厚工法による上面増厚施工を施す前の道路橋１１０Ａを示しており、同図（ｂ）は、この上面増厚施工を施した後の道路橋１１０Ｂを示している。
【００８７】
同図（ａ）に示すように、上面増厚施工前の道路橋１１０Ａは、架設作業が完了する直前の道路橋であって、そのコンクリート床版１４の上面１４ａの複数箇所（２箇所）に局部的な窪み１４ａ１が生じた状態となっている。これらの窪み１４ａ１は、コンクリート床版１４の構築中に、施工の不具合等の理由によって生じ得るものである。このような窪み１４ａ１が生じると、コンクリート床版１４の厚さが部分的に不足するため、所定の床版厚が確保されなくなってしまうこととなる。
【００８８】
そこで、本変形例においては、この道路橋１１０Ａのコンクリート床版１４に対して、その上面１４ａに生じた窪み１４ａ１に対応する複数箇所において、部分補強として上面増厚施工を行い、その耐力向上を図るようになっている。
【００８９】
なお、この道路橋１１０Ａを構成するコンクリート床版１４および主桁１２の基本的な構成は、上記実施形態の場合と同様である。
【００９０】
同図（ｂ）に示すように、上面増厚施工後の道路橋１１０Ｂにおいては、コンクリート床版１４の上面１４ａおける複数箇所に、高弾性の樹脂モルタルからなる増厚層１２０が部分的に形成されている。
【００９１】
これら各箇所の増厚層１２０は、上記実施形態の増厚層２０と同様、５〜３５ｍｍの厚さ（例えば２０ｍｍ程度の厚さ）で形成されている。その際、この増厚層１２０を構成する高弾性の樹脂モルタルの組成は、上記実施形態の増厚層２０の場合と同様である。
【００９２】
図８は、本変形例による上面増厚施工の工程を詳細に示す、図７の要部詳細図であって、同図（ａ）は、図７（ａ）のVIIIａ部詳細図であり、同図（ｃ）は、図７（ｂ）のVIIIｃ部詳細図である。
【００９３】
この上面増厚施工は、次のような工程で行われるようになっている。
【００９４】
まず、同図（ａ）に示すように、上面１４ａの複数箇所に窪み１４ａ１が生じたコンクリート床版１４に対して、同図（ｂ）に示すように、その上面１４ａを、窪み１４ａ１が生じている複数箇所の各々において、窪み１４ａ１の外周縁よりもやや広い範囲にわたって、窪み１４ａ１の深さと略同じ深さまで水平に削った後、その底面１４ａ２を目粗しする。この目粗しは、ウォータージェット等により行う。その際、コンクリート床版１４の構築中にその上面１４ａに生じ得る窪み１４ａ１は、さほど深いものとはならないので、コンクリート床版１４の上面１４ａの削り量は、その削り量が最大となる底面１４ａ２の外周縁においても、深さ５〜３５ｍｍ程度に設定することが可能である。
【００９５】
その後、同図（ｃ）に示すように、複数箇所において水平に削られて目粗しされたコンクリート床版１４の底面１４ａ２に、高弾性の樹脂モルタルからなる増厚層１２０をそれぞれ形成する。その際、この増厚層１２０の形成は、周囲のコンクリート床版１４の上面１４ａと面一となる厚さ（すなわち５〜３５ｍｍ程度）となるように行う。また、この増厚層１２０の形成は、目粗しされたコンクリート床版１４の底面１４ａ２にプライマーを塗布した後、コテ仕上げまたは転圧等によって高弾性の樹脂モルタルを一定厚で形成することにより行う。
【００９６】
本変形例に係る床版上面増厚工法を採用した場合においても、上記実施形態の場合と同様、コンクリート床版１４としての必要な強度を確保した上で、増厚層１２０の最小施工厚を薄くすることができ、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくすことができる。
【００９７】
しかも本変形例のように、コンクリート床版１４の上面１４ａにおける一部領域にのみ増厚層１２０を形成して、上面増厚施工の適用範囲を小さくすることにより、コンクリート床版１４がプレストレストコンクリートで構成されている場合においては，このコンクリート床版１４に導入されたプレストレスへの影響を最小限に抑えることができる。
【００９８】
なお、上記変形例においては、上面増厚施工の対象が架設作業完了直前の道路橋１１０Ａである場合について説明したが、既設の道路橋に対して、そのコンクリート床版の上面における一部領域にのみ増厚層を形成することも可能である。そして、このようにした場合には、上面増厚施工に伴って必要となる交通規制を最小限に抑えることができる。
【００９９】
上記実施形態および変形例においては、コンクリート床版１４の上面１４ａが、２車線分の幅員を有している場合について説明したが、これ以外の場合においても、上記実施形態あるいは変形例と同様の上面増厚施工を行うことにより、これらと同様の作用効果を得ることができる。
【０１００】
また、上記実施形態および変形例においては、上面増厚施工の対象となる道路橋１０Ａ、１１０Ａが、複数の主桁１２の上端面にコンクリート床版１４が配置された上部構造を有しているものとして説明したが、これ以外の上部構造を有している場合にも適用可能である。
【０１０１】
なお、上記実施形態および変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０Ａ、１０Ｂ、１１０Ａ、１１０Ｂ 道路橋
１２ 主桁
１４、５４ コンクリート床版
１４ａ、５４ａ 上面
１４ａ１ 窪み
１４ａ２ 底面
１４ｂ 地覆
１６、２６、５６ アスファルト舗装
２０、１２０ 増厚層
５０ 試験体
５０Ａ 試験体片
５２ ＰＣ鋼棒
５８ 防水工
６０ 試験装置
６２、６４ 鋼材
６６ 上部レール
７０ 輪荷重走行試験機
７２ ゴムタイヤ
Ａ、Ａ（１０）、Ａ（３０）、Ｂ、Ｂ（１０）、Ｂ（３０）、Ｃ、Ｃ（１０）、Ｃ（３０） 補強材
Ｄ 健全床版
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、道路橋のコンクリート床版を補強するために、該コンクリート床版の上面を増厚する床版上面増厚工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路橋のコンクリート床版は、重交通や過積載車両の通行等により疲労劣化しやすく、これが原因となって耐力が低下してしまうこととなる。
【０００３】
このようにして耐力が低下したコンクリート床版を補強して延命化を図るための方法の１つとして、従来より、コンクリート床版の上面を増厚する床版上面増厚工法が知られている。
【０００４】
この床版上面増厚工法としては、コンクリート床版の上面に形成されたアスファルト舗装を撤去して、その上面を目粗しした後、この目粗しされたコンクリート床版の上面に、鋼繊維補強コンクリートを増厚層として打設し、その後、この鋼繊維補強コンクリートの上面にアスファルト舗装を形成する方法が、従来より広く採用されている。
【０００５】
その際「特許文献１」には、目粗しされたコンクリート床版の上面に鋼繊維補強コンクリートを打設する代わりに、その上面に補強鉄筋の役割を兼ねた帯状鋼板を固定した状態でコンクリートを打設することにより増厚層の形成を行う床版上面増厚工法が記載されている。
【０００６】
また「特許文献２」には、目粗しされたコンクリート床版の上面に鋼繊維補強コンクリートを打設する代わりに、その上面に樹脂モルタル層を、その中間層として繊維補強層を介在させた状態で形成することにより増厚層の形成を行う床版上面増厚工法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５９９２９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のように、コンクリート床版の上面に鋼繊維補強コンクリートを打設する床版上面増厚工法では、増厚層の最小施工厚が５０ｍｍ程度となるため、コンクリート床版の自重が著しく増大してしまう、という問題がある。また、この床版上面増厚工法を凍結防止剤散布地域において適用した場合には、鋼繊維の腐食が懸念される、という問題がある。
【０００９】
この点、上記「特許文献１」に記載された床版上面増厚工法を採用した場合においても、同様の問題が生じてしまうこととなる。
【００１０】
一方、コンクリート床版の上面に樹脂モルタル層を増厚層として形成する床版上面増厚工法を採用した場合には、樹脂モルタルのヤング係数が、通常のコンクリートのヤング係数に対して１／１０程度の値であり、かなり小さいことから、増厚層の部分に補強用構造部材としての機能を持たせることができない、という問題がある。
【００１１】
これに対し、上記「特許文献２」に記載された床版上面増厚工法を採用すれば、繊維補強層が中間層として介在している分だけ強度を高めることが可能となる。しかしながら、その反面、繊維補強層が中間層として介在している分だけ最小施工厚が厚くなってしまい、かつ施工コストが高くついてしまう、という問題がある。
【００１２】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コンクリート床版としての必要な強度を確保した上で、増厚層の最小施工厚を薄くすることができ、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくすことができる床版上面増厚工法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明は、目粗しされたコンクリート床版の上面に形成される増厚層の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１４】
すなわち、本願発明に係る床版上面増厚工法は、
道路橋のコンクリート床版を補強するために、該コンクリート床版の上面を増厚する床版上面増厚工法において、
上記コンクリート床版の上面を目粗しした後、この目粗しされたコンクリート床版の上面に、該コンクリート床版を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層を形成する、ことを特徴とするものである。
【００１５】
本願発明に係る床版上面増厚工法による上面増厚施工の適用対象となる「コンクリート床版の上面」の範囲は特に限定されるものではなく、その全領域であってもよいし、その一部領域であってもよい。
【００１６】
上記「高弾性の樹脂モルタル」は、樹脂モルタルであって、そのヤング係数が、コンクリート床版を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値に設定されたものであれば、その具体的な組成については特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成に示すように、本願発明に係る床版上面増厚工法においては、目粗しされたコンクリート床版の上面に、該コンクリート床版を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層を形成するようになっているので、増厚層の最小施工厚を比較的薄く設定した場合においても、所要の強度を確保することができる。そしてこれにより、増厚層が形成されたコンクリート床版において、その曲げ応力度の低減を図ることができる。しかも、この高弾性の樹脂モルタルで形成された増厚層は、遮塩性に優れているので、凍結防止剤散布地域でもコンクリート床版の内部の鉄筋等の腐食の懸念をなくすことができる。
【００１８】
このように本願発明によれば、コンクリート床版としての必要な強度を確保した上で、増厚層の最小施工厚を薄くすることができ、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくすことができる。
【００１９】
しかも、高弾性の樹脂モルタルはコンクリートとの付着特性にも優れているので、アンカー等を必要とせずに、増厚層とコンクリート床版との面的な一体性を確保することができる。そしてこれにより、増厚層を形成するための施工コストを低く抑えることができる。また、増厚層が形成されたコンクリート床版において、界面剪断力の局部集中が生じてしまうのを未然に防止することができる。さらに、アンカー等を設置するための掘削によってコンクリート床版の内部の鉄筋が損傷してしまうといったおそれをなくすことができる。
【００２０】
また、この高弾性の樹脂モルタルで形成された増厚層は、防水性にも優れているので、コンクリート床版の内部への浸透水の浸入を効果的に遮断することができる。
【００２１】
上記構成において、増厚層の厚さは特に限定されるものではなく、必要とする強度に応じて任意の厚さに設定することが可能であるが、その際、この増厚層を５〜３５ｍｍの厚さで形成することが好ましい。これは、増厚層の厚さが５ｍｍ未満では、上面増厚施工による強度向上を十分に図ることが困難となり、かつ、増厚層の形成する際の作業性が悪くなり、一方、増厚層の厚さが３５ｍｍを超えると、増厚層の形成によるコンクリート床版の重量増大が大きくなり、かつ、増厚層を形成するのに重ね塗りが必要となるため作業性およびコスト面で不利になることによるものである。なお、このような観点から、増厚層を１０〜３０ｍｍの厚さで形成することがより好ましい。
【００２２】
上記構成において、増厚層を、コンクリート床版の上面における一部領域にのみ形成するようにすれば、上面増厚施工に伴って必要となる交通規制を最小限に抑えることができる。また、コンクリート床版がプレストレストコンクリートで構成されている場合には，上面増厚施工の適用範囲を小さくすることにより、コンクリート床版に導入されたプレストレスへの影響を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本願発明の一実施形態に係る床版上面増厚工法の適用対象となる道路橋を、その橋軸直交面に沿った断面で示す図
【図２】上記実施形態による上面増厚施工の工程を示す、図１の要部詳細図
【図３】上記実施形態の作用効果を確認するために行った輪荷重走行試験試験に用いた試験体を示す平面図
【図４】上記輪荷重走行試験に用いた試験装置を、図３のIV−IV線断面の位置において示す図
【図５】上記試験体の３箇所に設置された歪み計で計測した結果をグラフで示す図
【図６】上記実施形態の作用効果を確認するために行った接着性試験の様子を示す側断面図
【図７】上記実施形態の変形例を示す、図１と同様の図
【図８】上記変形例による上面増厚施工の工程を示す、図７の要部詳細図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１は、本願発明の一実施形態に係る床版上面増厚工法の適用対象となる道路橋を、その橋軸直交面に沿った断面で示す図である。
【００２６】
その際、同図（ａ）は、本実施形態に係る床版上面増厚工法による上面増厚施工を施す前の道路橋１０Ａを示しており、同図（ｂ）は、この上面増厚施工を施した後の道路橋１０Ｂを示している。
【００２７】
同図（ａ）に示すように、上面増厚施工前の道路橋１０Ａは、橋軸直交方向に所定間隔をおいて配置された複数の主桁１２の上端面に、これらを跨ぐようにしてコンクリート床版１４が配置された構成となっている。
【００２８】
この道路橋１０Ａのコンクリート床版１４は、その上面１４ａが水平面に沿って延びるように形成されており、この上面１４ａの橋軸直交方向両端部には地覆１４ｂが形成されている。
【００２９】
このコンクリート床版１４の上面１４ａは、２車線分の幅員を有している。そして、このコンクリート床版１４の上面１４ａには、アスファルト舗装１６が形成されている。
【００３０】
本実施形態においては、このような既設の道路橋１０Ａに対して、将来における交通量の増大に対応するため（例えば、規制緩和により設計輪荷重が増大した場合における耐力向上を図るため）、コンクリート床版１４の上面１４ａの全面補強として、その全領域に対して上面増厚施工を行うようになっている。
【００３１】
同図（ｂ）に示すように、上面増厚施工後の道路橋１０Ｂにおいては、コンクリート床版１４の上面１４ａに、その全領域にわたって高弾性の樹脂モルタルからなる増厚層２０が形成されている。
【００３２】
この増厚層２０は、５〜３５ｍｍの厚さ（例えば２０ｍｍ程度の厚さ）で形成されている。この増厚層２０を構成する高弾性の樹脂モルタルは、エポキシ樹脂等の合成樹脂に砂等の骨材を混入した材料であって、通常の樹脂モルタルに比して骨材の配合比率を高めることにより、そのヤング係数が、コンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数（通常は３０ｋＮ／ｍｍ２程度）に対して、１／３以上（例えば１／２程度）の値になるように調製したものである。
【００３３】
そして、この上面増厚施工後の道路橋１０Ｂにおいては、増厚層２０の上面に、新たなアスファルト舗装２６が形成されている。
【００３４】
図２は、本実施形態による上面増厚施工の工程を詳細に示す、図１の要部詳細図であって、同図（ａ）は、図１（ａ）のIIａ部詳細図であり、同図（ｄ）は、図１（ｂ）のIIｄ部詳細図である。
【００３５】
この上面増厚施工は、次のような工程で行われるようになっている。
【００３６】
まず、同図（ａ）に示す既設の道路橋１０Ａにおけるコンクリート床版１４の上面１４ａから、アスファルト舗装１６を撤去する。その際、このアスファルト舗装１６の撤去は、コンクリート床版１４の上面１４ａの全領域に対して行う。
【００３７】
次に、同図（ｂ）に示すように、アスファルト舗装１６が撤去されたコンクリート床版１４の上面１４ａを目粗しする。この目粗しは、ウォータージェット等により行う。なお、この目粗しにより、コンクリート床版１４は、その厚さが多少（例えば５ｍｍ程度）減少することとなる。
【００３８】
そして、同図（ｃ）に示すように、この目粗しされたコンクリート床版１４の上面１４ａに、高弾性の樹脂モルタルからなる増厚層２０を所定の厚さｔ（例えばｔ＝２０ｍｍ程度）で形成する。この増厚層２０の形成は、コンクリート床版１４の上面１４ａの全領域に対して行う。また、この増厚層２０の形成は、目粗しされたコンクリート床版１４の上面１４ａにプライマーを塗布した後、コテ仕上げまたは転圧等によって高弾性の樹脂モルタルを一定厚で形成することにより行う。
【００３９】
その後、同図（ｄ）に示すように、この増厚層２０の上面に、防水工を施した後、新たなアスファルト舗装２６を形成する。このアスファルト舗装２６の形成は、コンクリート床版１４の上面１４ａの全領域に対して行う。
【００４０】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００４１】
本実施形態に係る床版上面増厚工法においては、目粗しされたコンクリート床版１４の上面１４ａに、該コンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層２０を形成するようになっているので、増厚層２０の最小施工厚を比較的薄く設定した場合においても、所要の強度を確保することができる。そしてこれにより、曲げ応力度の低減を図ることができる。しかも、この高弾性の樹脂モルタルで形成された増厚層２０は、遮塩性に優れているので、凍結防止剤散布地域でもコンクリート床版１４の内部の鉄筋等の腐食の懸念をなくすことができる。
【００４２】
このように本実施形態によれば、コンクリート床版１４としての必要な強度を確保した上で、増厚層２０の最小施工厚を薄くすることができ、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくすことができる。
【００４３】
しかも、高弾性の樹脂モルタルはコンクリートとの付着特性にも優れているので、アンカー等を必要とせずに、増厚層２０とコンクリート床版１４との面的な一体性を確保することができる。そしてこれにより、増厚層２０を形成するための施工コストを低く抑えることができる。また、増厚層２０が形成されたコンクリート床版１４において、界面剪断力の局部集中が生じてしまうのを未然に防止することができる。さらに、アンカー等を設置するための掘削によってコンクリート床版１４の内部の鉄筋が損傷してしまうといったおそれをなくすことができる。
【００４４】
また、この高弾性の樹脂モルタルで形成された増厚層２０は、防水性にも優れているので、コンクリート床版１４の内部への浸透水の浸入を効果的に遮断することができる。
【００４５】
その際、本実施形態においては、増厚層２０を５〜３５ｍｍの厚さで形成するようになっているので、増厚層２０の形成によるコンクリート床版１４の重量増大を十分小さく抑えた上で、増厚層２０を形成する際の作業性を低下させることなく、所要の強度を確保することができる。
【００４６】
なお、上面増厚施工後の道路橋１０Ｂにおいて、そのアスファルト舗装２６を上面増厚施工前の道路橋１０Ａにおけるアスファルト舗装１６と同程度の厚さで形成したとすると、このアスファルト舗装２６の上面の位置は、目粗し後の増厚層２０の厚さ増大分だけ、上面増厚施工前の道路橋１０Ａにおけるアスファルト舗装１６の上面の位置よりも上方側に変位することとなるが、増厚層２０の厚さは５〜３５ｍｍと薄いので、地覆１４ｂ等についてはそのままの高さで支障なく使用することができる。
【００４７】
次に、本実施形態の作用効果を確認するために行った試験の内容について説明する。
【００４８】
（１）輪荷重走行試験
この輪荷重走行試験は、コンクリート床版１４の上面１４ａに増厚層２０を形成した場合において、この増厚層２０を構成する補強材の輪荷重疲労による剥離抵抗性を検証することを目的として実施したものである。
【００４９】
この輪荷重走行試験には、表１に示すような特性を有する３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃを用いた。
【００５０】
【表１】
【００５１】
同表に示すように、これら３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃとしては、コンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数（通常は３０ｋＮ／ｍｍ２程度）に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルを用いた。具体的には、これら各補強材Ａ、Ｂ、Ｃを構成する高弾性の樹脂モルタルとして、１０ｋＮ／ｍｍ２以上のヤング係数を有するものを用いた。
【００５２】
すなわち、補強材Ａは、２液混合型エポキシ樹脂に骨材として珪砂およびコランダムを混入した材料であって、その樹脂骨材比を１：６に設定した。この補強材Ａの圧縮強度は５７ｋＮ／ｍｍ２であり、そのヤング係数は１３ｋＮ／ｍｍ２である。
【００５３】
補強材Ｂは、２液混合型エポキシ樹脂に骨材として珪砂ブレンドを混入した材料であって、その樹脂骨材比を１：３．５に設定した。この補強材Ｂの圧縮強度は９０ｋＮ／ｍｍ２であり、そのヤング係数は１７ｋＮ／ｍｍ２である。
【００５４】
補強材Ｃは、２液混合型エポキシ樹脂に骨材としてセラミック粉体を混入した材料であって、その樹脂骨材比を１：５に設定した。この補強材Ｃの圧縮強度は１１０ｋＮ／ｍｍ２であり、そのヤング係数は１９ｋＮ／ｍｍ２である。
【００５５】
図３は、この輪荷重走行試験に用いた試験体５０を示す平面図である。
【００５６】
この試験体５０は、橋軸方向に延びるコンクリート床版５４の上面５４ａを、その複数箇所において目粗しした後、これら各箇所に３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃを増厚層として形成した構成となっている。
【００５７】
その際、これら各補強材Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ１０ｍｍと３０ｍｍの２種類の厚さで、元の上面５４ａの位置と面一となるように形成した。同図においては、これらを、Ａ（１０）、Ａ（３０）、Ｂ（１０）、Ｂ（３０）、Ｃ（１０）、Ｃ（３０）で示す。
【００５８】
これら６種類の補強材Ａ（１０）、Ａ（３０）、Ｂ（１０）、Ｂ（３０）、Ｃ（１０）、Ｃ（３０）は、橋軸直交方向に細長く延びる矩形状に形成されており、橋軸方向に所定間隔をおいて、この順番で直列に配置した。その際，補強材Ｂ（３０）と補強材Ｃ（１０）間に、コンクリート床版５４の上面５４ａに補強材が形成されていない領域として健全床版Ｄを設定した。
【００５９】
なお、補強材Ａは、骨材成分が多いため、これを増厚層として形成する際、コテ仕上げは困難で、転圧機による仕上げが必要であった。補強材Ｂは、粘性はあるものの、コテ仕上げによる施工が可能であった。補強材Ｃは、粘性が高く、これを増厚層として形成する際のコテ仕上げには電気コテが必要であった。
【００６０】
この試験体５０においては、そのコンクリート床版５４として、鉄筋コンクリートに対して複数のＰＣ鋼棒５２によるプレストレスが導入されたＰＣ床版を用いた。その際、複数のＰＣ鋼棒５２は、橋軸方向に所定間隔をおいて橋軸直交方向に延びるように配置した。
【００６１】
図４は、この輪荷重走行試験に用いた試験装置６０を、図３のIV−IV線断面の位置において示す図である。
【００６２】
同図に示すように、この試験装置６０においては、橋軸直交方向に所定間隔をおいて配置された橋軸方向に延びる１対の鋼材６２が、橋軸方向に所定間隔をおいて配置された橋軸直交方向に延びる複数の鋼材６４に載置されている。また、これら１対の鋼材６２に架け渡されるようにして、試験体５０が水平に配置されている。そして、この試験体５０の上面における橋軸直交方向中央領域（図３において１対の２点鎖線で示す領域）を、輪荷重走行試験機７０が橋軸方向に往復走行するようになっている。その際、この輪荷重走行試験機７０は、試験体５０の上方に配置された上部レール６６に吊下げ支持された状態で走行するようになっている。
【００６３】
この試験装置６０においては、その輪荷重走行試験機７０として、現実の支圧条件を再現できるゴムタイヤ自走方式のものを用いた。図１（ｂ）に示す実際の道路橋１０Ｂにおいては、コンクリート床版１４の上面１４ａに敷設されたアスファルト舗装２６の影響により、支圧が緩和されることとなるが、この影響を排除したより厳しい条件下での試験とするため、アスファルト舗装を敷設しないで、試験体５０の上面５０ａに直接輪荷重走行試験機７０のゴムタイヤ７２を載せて走行させた。
【００６４】
この輪荷重走行試験の具体的な内容およびその試験結果は、以下のとおりである。
【００６５】
すなわち、この輪荷重走行試験においては、輪荷重１００ｋＮで１０万回走行させたが、打音検査、歪み計測等の結果から、剥離やひび割れ等の異常は検知されなかった。このため、輪荷重を１２０ｋＮに上昇させて１万回の走行を追加実施し、さらに輪荷重を１４０ｋＮに上昇させて４万回の走行を追加実施し、計１５万回の走行による疲労試験を実施した。
【００６６】
この輪荷重走行試験の途中で輪荷重走行を数回停止し、静的に載荷試験を実施した。その際、コンクリート床版５４の上面５４ａと、その内部に配置された鉄筋の上側および下側との、計３箇所に設置した歪み計で、歪みを計測した。
【００６７】
図５は、これら３箇所に設置された歪み計で計測した結果をグラフで示す図である。その際、同図（ａ）は、走行前の歪みを計測した結果を示すグラフであり、同図（ｂ）は、１５万回走行後の歪みを計測した結果を示すグラフである。
【００６８】
同図からも明らかなように、１５万回走行後も、歪み分布には、走行前とほとんど変化が生じていない。この結果から、疲労によって増厚層形成後の構造性能が損なわれないことを確認することができた。
【００６９】
また、この輪荷重走行試験が終了した後、各補強材Ａ、Ｂ、Ｃに切り込みを入れ、この状態で、付着試験(建研式４０×４０ｍｍ)を実施した。
【００７０】
この付着試験の結果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
同表からも明らかなように、３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、輪荷重走行試験前はもちろんのこと輪荷重走行試験後においても剥離が全く生じないことを確認することができた。
【００７３】
（２）防水工との接着性試験
この接着性試験は、コンクリート床版１４の上面１４ａに形成された増厚層２０と、この増厚層２０とアスファルト舗装２６との間に施される防水工との接着性について検証することを目的として実施したものである。
【００７４】
図６は、この接着性試験の様子を示す側断面図である。
【００７５】
同図に示すように、この接着性試験は、上記輪荷重走行試験が終了した試験体５０に対して、防水工５８およびアスファルト舗装５６を施した後、所定幅で切り出した試験体片５０Ａを用意し、この試験体片５０Ａに対して、そのコンクリート床版５４の上面５４ａに形成された補強材Ａ、Ｂ、Ｃとアスファルト舗装５６との間に剪断力を作用させて、剪断強度を測定した。
【００７６】
この接着性試験の結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
同表からも明らかなように、３種類の補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、その剪断強度が規格値を満足していることを確認することができた。
【００７９】
（３）耐火性能試験
この耐火性能試験は、コンクリート床版１４の上面１４ａにおいて増厚層２０が形成された部分の直上で万一火災が起こった場合、増厚層２０を構成する高弾性の樹脂モルタルが有機成分を含んでいることから、その樹脂成分の溶け出しや引火による燃焼消失が懸念されるため、これらについて検証することを目的として実施したものである。
【００８０】
この耐火性能試験は、ガスバーナにより試験体５０のアスファルト舗装５６の表面を３０分間、６００〜８００℃で燃焼させた。その結果、補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、その温度上昇は９０℃にとどまり、樹脂の溶け出しや材料分離は生じなかった。
【００８１】
この耐火性能試験を再現する温度解析シミュレーションを実施した結果、さらに燃焼を行って３時間経過した後も、補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、その表面温度は３００℃にとどまり、これら各補強材Ａ、Ｂ、Ｃが燃焼する４００〜５００℃には到達しないことを確認することができた。
【００８２】
以上（１）〜（３）の試験結果から、ヤング係数がコンクリート床版１４を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値に設定された高弾性の樹脂モルタル（例えば補強材Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか）で増厚層２０を形成した上で、この増厚層２０を１０〜３０ｍｍの範囲内の厚さで形成した場合には、少なくとも本実施形態の作用効果が確実に得られることを確認することができた。上記試験結果からは、さらに、増厚層２０を５〜３５ｍｍの範囲内の厚さで形成した場合においても、本実施形態の作用効果が得られることが容易に推認可能である。
【００８３】
なお、上記実施形態においては、増厚層２０の上面に防水工を施した後、新たなアスファルト舗装２６を形成するものとして説明したが、増厚層２０は防水性に優れた高弾性の樹脂モルタルで形成されているので、上記防水工を省略することも可能であり、あるいは、上記防水工を目地部にのみ施すようにすることも可能である。
【００８４】
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００８５】
図７は、本変形例に係る床版上面増厚工法の適用対象となる道路橋を、その橋軸直交面に沿った断面で示す図である。
【００８６】
その際、同図（ａ）は、本変形例に係る床版上面増厚工法による上面増厚施工を施す前の道路橋１１０Ａを示しており、同図（ｂ）は、この上面増厚施工を施した後の道路橋１１０Ｂを示している。
【００８７】
同図（ａ）に示すように、上面増厚施工前の道路橋１１０Ａは、架設作業が完了する直前の道路橋であって、そのコンクリート床版１４の上面１４ａの複数箇所（２箇所）に局部的な窪み１４ａ１が生じた状態となっている。これらの窪み１４ａ１は、コンクリート床版１４の構築中に、施工の不具合等の理由によって生じ得るものである。このような窪み１４ａ１が生じると、コンクリート床版１４の厚さが部分的に不足するため、所定の床版厚が確保されなくなってしまうこととなる。
【００８８】
そこで、本変形例においては、この道路橋１１０Ａのコンクリート床版１４に対して、その上面１４ａに生じた窪み１４ａ１に対応する複数箇所において、部分補強として上面増厚施工を行い、その耐力向上を図るようになっている。
【００８９】
なお、この道路橋１１０Ａを構成するコンクリート床版１４および主桁１２の基本的な構成は、上記実施形態の場合と同様である。
【００９０】
同図（ｂ）に示すように、上面増厚施工後の道路橋１１０Ｂにおいては、コンクリート床版１４の上面１４ａおける複数箇所に、高弾性の樹脂モルタルからなる増厚層１２０が部分的に形成されている。
【００９１】
これら各箇所の増厚層１２０は、上記実施形態の増厚層２０と同様、５〜３５ｍｍの厚さ（例えば２０ｍｍ程度の厚さ）で形成されている。その際、この増厚層１２０を構成する高弾性の樹脂モルタルの組成は、上記実施形態の増厚層２０の場合と同様である。
【００９２】
図８は、本変形例による上面増厚施工の工程を詳細に示す、図７の要部詳細図であって、同図（ａ）は、図７（ａ）のVIIIａ部詳細図であり、同図（ｃ）は、図７（ｂ）のVIIIｃ部詳細図である。
【００９３】
この上面増厚施工は、次のような工程で行われるようになっている。
【００９４】
まず、同図（ａ）に示すように、上面１４ａの複数箇所に窪み１４ａ１が生じたコンクリート床版１４に対して、同図（ｂ）に示すように、その上面１４ａを、窪み１４ａ１が生じている複数箇所の各々において、窪み１４ａ１の外周縁よりもやや広い範囲にわたって、窪み１４ａ１の深さと略同じ深さまで水平に削った後、その底面１４ａ２を目粗しする。この目粗しは、ウォータージェット等により行う。その際、コンクリート床版１４の構築中にその上面１４ａに生じ得る窪み１４ａ１は、さほど深いものとはならないので、コンクリート床版１４の上面１４ａの削り量は、その削り量が最大となる底面１４ａ２の外周縁においても、深さ５〜３５ｍｍ程度に設定することが可能である。
【００９５】
その後、同図（ｃ）に示すように、複数箇所において水平に削られて目粗しされたコンクリート床版１４の底面１４ａ２に、高弾性の樹脂モルタルからなる増厚層１２０をそれぞれ形成する。その際、この増厚層１２０の形成は、周囲のコンクリート床版１４の上面１４ａと面一となる厚さ（すなわち５〜３５ｍｍ程度）となるように行う。また、この増厚層１２０の形成は、目粗しされたコンクリート床版１４の底面１４ａ２にプライマーを塗布した後、コテ仕上げまたは転圧等によって高弾性の樹脂モルタルを一定厚で形成することにより行う。
【００９６】
本変形例に係る床版上面増厚工法を採用した場合においても、上記実施形態の場合と同様、コンクリート床版１４としての必要な強度を確保した上で、増厚層１２０の最小施工厚を薄くすることができ、かつ凍結防止剤散布地域でも腐食の懸念をなくすことができる。
【００９７】
しかも本変形例のように、コンクリート床版１４の上面１４ａにおける一部領域にのみ増厚層１２０を形成して、上面増厚施工の適用範囲を小さくすることにより、コンクリート床版１４がプレストレストコンクリートで構成されている場合においては，このコンクリート床版１４に導入されたプレストレスへの影響を最小限に抑えることができる。
【００９８】
なお、上記変形例においては、上面増厚施工の対象が架設作業完了直前の道路橋１１０Ａである場合について説明したが、既設の道路橋に対して、そのコンクリート床版の上面における一部領域にのみ増厚層を形成することも可能である。そして、このようにした場合には、上面増厚施工に伴って必要となる交通規制を最小限に抑えることができる。
【００９９】
上記実施形態および変形例においては、コンクリート床版１４の上面１４ａが、２車線分の幅員を有している場合について説明したが、これ以外の場合においても、上記実施形態あるいは変形例と同様の上面増厚施工を行うことにより、これらと同様の作用効果を得ることができる。
【０１００】
また、上記実施形態および変形例においては、上面増厚施工の対象となる道路橋１０Ａ、１１０Ａが、複数の主桁１２の上端面にコンクリート床版１４が配置された上部構造を有しているものとして説明したが、これ以外の上部構造を有している場合にも適用可能である。
【０１０１】
なお、上記実施形態および変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０Ａ、１０Ｂ、１１０Ａ、１１０Ｂ 道路橋
１２ 主桁
１４、５４ コンクリート床版
１４ａ、５４ａ 上面
１４ａ１ 窪み
１４ａ２ 底面
１４ｂ 地覆
１６、２６、５６ アスファルト舗装
２０、１２０ 増厚層
５０ 試験体
５０Ａ 試験体片
５２ ＰＣ鋼棒
５８ 防水工
６０ 試験装置
６２、６４ 鋼材
６６ 上部レール
７０ 輪荷重走行試験機
７２ ゴムタイヤ
Ａ、Ａ（１０）、Ａ（３０）、Ｂ、Ｂ（１０）、Ｂ（３０）、Ｃ、Ｃ（１０）、Ｃ（３０） 補強材
Ｄ 健全床版
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路橋のコンクリート床版を補強するために、該コンクリート床版の上面を増厚する床版上面増厚工法において、
上記コンクリート床版の上面を目粗しした後、この目粗しされたコンクリート床版の上面に、該コンクリート床版を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層を形成する、ことを特徴とする床版上面増厚工法。
【請求項２】
上記増厚層を、５〜３５ｍｍの厚さで形成する、ことを特徴とする請求項１記載の床版上面増厚工法。
【請求項３】
上記増厚層を、上記コンクリート床版の上面における一部領域にのみ形成する、ことを特徴とする請求項１または２記載の床版上面増厚工法。
【請求項１】
道路橋のコンクリート床版を補強するために、該コンクリート床版の上面を増厚する床版上面増厚工法において、
上記コンクリート床版の上面を目粗しした後、この目粗しされたコンクリート床版の上面に、該コンクリート床版を構成しているコンクリートのヤング係数に対して１／３以上の値のヤング係数を有する高弾性の樹脂モルタルで増厚層を形成する、ことを特徴とする床版上面増厚工法。
【請求項２】
上記増厚層を、５〜３５ｍｍの厚さで形成する、ことを特徴とする請求項１記載の床版上面増厚工法。
【請求項３】
上記増厚層を、上記コンクリート床版の上面における一部領域にのみ形成する、ことを特徴とする請求項１または２記載の床版上面増厚工法。
【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２０１１−１４９２４４（Ｐ２０１１−１４９２４４Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８９７（Ｐ２０１０−１２８９７）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【出願人】（５０５３９８９５２）中日本高速道路株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【出願人】（５０５３９８９５２）中日本高速道路株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
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