疲労
コンクリート工学研究室
岩城 一郎
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劣化の進行と要因
• 道路橋の床版は,床版の支間長(主桁間隔)に比
べて床版厚が薄く輪荷重を直接支える部材である
ため,荷重の繰返しによる疲労の影響により性能
が低下する代表的な構造物である.
• 昭和40年代後半から,疲労による床版下面のひび
割れ発生とコンクリートのはく落が認められるよう
になり,鉄筋が健全であるにも係わらずコンクリー
トが陥没する状況も生じた.これらの床版の疲労の
主たる原因は,過積載車両の走行であるが,防水
層の未設置による雨水の浸透や現行の設計基準
に比べて,床版厚が薄く床版支間が大きいことなど,
いわゆる既存不適格等の要因が複合して劣化が
急速に進行し,最終的に床版の押抜きせん断破壊
に至ることが判明している.
コンクリート標準示方書
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[維持管理編]より
疲労の進行過程
コンクリート標準示方書
3
[維持管理編]より
劣化の概念図
疲労による劣化
床版の陥没
曲げひび
割れの発生
潜伏期
ひび割れの
2 方向への
進展
ひび割れの
開閉など
ひび割れの貫通
と顕著な漏水
劣化期
進展期
床版の性能低下
加速期
・床版の疲労特性の低下
コンクリート標準示方書[維持管理編]より
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床版の疲労メカニズムの解明と対策
首都高速道路の
断面交通量
1日約10万台
1年約3000万台
30年で約10億台
車両の大型化・交通量の増加
調査点検
補強方法の開発と適用
実際の橋の疲労状態を再現可能
な輪荷重走行試験
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損傷状況の診断
凍結防止剤の作用による劣化
• 1991年スパイクタイヤの規制:
融雪剤(主にNaCl)の散布量急
増(規制前の約10倍)
• JCI「融雪剤によるコンクリート構
造物の劣化研究委員会(1999
年)」 (三浦尚委員長)
• 劣化の特徴
- コンクリート表面の激しいスケー
リングとして現れる凍害
- アルカリシリカ反応の促進
- コンクリート中の鋼材の急速な
腐食(塩害)
- 交通荷重による疲労
三浦尚:コンクリート工学,Vol.38,No.6,pp.3-8,2000.
本格散布から20年しか経っておら
ず,多くが潜伏期にある!線では
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なく面的な影響を受ける!
凍結防止剤によるRC床版の劣化
融雪剤の影響を受けて劣化した実RC床版
40mm
アスファルト舗装
35mm
アスファルト舗装
水平クラック
土砂化
防水工
(塗膜系、シート系)
塩分浸透
深さ
融雪剤の影響を受けて劣化したRC床版のイメージ図
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対策
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橋面防水(床版への水の侵入を抑止)
縦桁増設(床版支間の減少)
鋼板接着(剛性の増加)
炭素繊維シート補強(変形の拘束,はく落防止)
床版上面(下面)増厚(剛性の向上)
部分あるいは全面打替え等
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コンクリート構造物の ひび割れ制御について