JP2003176633A

JP2003176633A - コンクリート構造物のｆｒｐ補強工法

Info

Publication number: JP2003176633A
Application number: JP2001375938A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Taniki; 謙介谷木; Sanehiro Kube; 修弘久部; Mitsuharu Tezuka; 光晴手塚; Shoichi Sato; 正一佐藤
Original assignee: Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp
Current assignee: Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-27
Anticipated expiration: 2021-12-10
Also published as: JP3877145B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コンクリート構造物を補強するためのコンク
リート構造物のＦＲＰ補強工法であって、施工が容易で
且つ工期を短縮でき、しかも、工事費を十分に低減で
き、そして、高強度化および疲労耐久性の向上を十分に
図ることが出来るコンクリート構造物のＦＲＰ補強工法
を提供する。【解決手段】コンクリート構造物のＦＲＰ補強工法
は、鉄筋（２）が露出しない深さで鉄筋（２）に沿った
削溝（３）をコンクリート（１）表面に形成し、次い
で、弾性率が１００〜１０００ＧＰａの繊維から成る繊
維強化プラスチック製の補強筋を追加補強筋（４）とし
て削溝（３）に配置した後、削溝（３）に樹脂モルタル
（５）を打設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物のＦＲＰ補強工法に関するものであり、詳しくは、高
弾性率の繊維強化プラスチック製補強筋によって補強す
ることにより、高強度化および疲労耐久性の向上を図っ
たコンクリート構造物のＦＲＰ補強工法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】例えば、道路橋鉄筋コンクリート床版に
おいては、活荷重の変更、あるいは、実際の通行車両の
大型化、通行量の増加による疲労損傷を防止するため、
補強筋の補充による補強が必要とされる。道路橋床版な
どのコンクリート構造物の補強においては、通常、鉄筋
が完全に露出する深さまでコンクリート表面をはつった
後、既存の鉄筋に添わせて追加の補強筋を配置し、そし
て、はつり（削り）部分をコンクリートで埋め戻してい
る。

【０００３】これに対し、コンクリート構造物に対する
昨今の補強工法では、軽量で施工性に優れ、しかも、耐
久性に優れた繊維強化プラスチック製の補強筋が補充用
の補強筋として使用される傾向にある。また、コンクリ
ート構造物の補修などにおいては、工期を短縮する観点
から、補修部分に樹脂モルタルも使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、道路橋床版
などの補強は、コンクリート表面からの削り代が深いた
め、工期が長く、また、修復施工にて上記の樹脂モルタ
ルを使用せんとすると、多くの量が必要となり、工事費
が極めて高くなる。一方、工期を短縮し、工事費を低減
するには、補強部分の削り代を浅くすることもことも考
えられるが、はつり代を浅くした場合には、補修後の樹
脂モルタル（マトリックス）の厚さも薄く、実際、その
変形のために使用に耐えられない。

【０００５】本発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、鉄筋が埋設されたコンクリート構
造物を補強するためのコンクリート構造物のＦＲＰ補強
工法であって、施工が容易で且つ工期を短縮でき、しか
も、工事費を十分に低減でき、そして、高強度化および
疲労耐久性の向上を十分に図ることが出来るコンクリー
ト構造物のＦＲＰ補強工法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、コン
クリート表面に形成した削溝に補強筋を配置することに
よりコンクリート構造物を補強するにあたり、工期を短
縮するために削溝の深さを浅くし、これにより、高級で
あるが施工容易な樹脂モルタルをマトリックスとして使
用する。そして、削溝の深さを浅くすることによる樹脂
モルタルの変形を特定の弾性率の繊維強化プラスチック
製補強筋によって防止する。

【０００７】すなわち、本発明の要旨は、鉄筋が埋設さ
れたコンクリート構造物を補強するためのコンクリート
構造物のＦＲＰ補強工法であって、鉄筋が露出しない深
さでコンクリート表面をはつることにより、鉄筋に沿っ
た削溝をコンクリート表面に形成し、次いで、弾性率が
１００〜１０００ＧＰａの繊維から成る繊維強化プラス
チック製の補強筋を追加補強筋として前記の削溝に配置
した後、既存のコンクリート表面と面一に前記の削溝に
樹脂モルタルを打設することを特徴とするコンクリート
構造物のＦＲＰ補強工法に存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係るコンクリート構造物
のＦＲＰ補強工法の一実施形態を図面に基づいて説明す
る。図１は、本発明に係るコンクリート構造物のＦＲＰ
補強工法の適用例としての道路橋床版の一部を示す平面
図であり、分図（ｂ）は、分図（ａ）におけるＡ部の拡
大図である。図２は、コンクリート構造物のＦＲＰ補強
工法による補強構造を図１中のII−II線に沿って破断し
て示す部分的な縦断面図であり、図３は、コンクリート
構造物のＦＲＰ補強工法による補強構造を図１中のIII
−III線に沿って破断して示す部分的な縦断面図であ
る。以下、実施形態の説明においては、コンクリート構
造物のＦＲＰ補強工法を「補強工法」と略記する。

【０００９】本発明の補強工法は、鉄筋が埋設された種
々のコンクリート構造物、典型的には道路橋鉄筋コンク
リート床版などのコンクリート構造物を補強するための
補強工法であり、斯かる補強工法は、活荷重の変更、通
行車両の大型化、通行量の増加などに対応するための道
路橋床版の補強において、工期を短縮でき、工事費を十
分に低減できる。本発明の補強工法は、図１（ａ）に示
す様に、例えば、道路橋床版の橋軸と平行な路側帯部分
に適用される。図１に示す道路橋床版においては、矢印
の方向が車輌の走行方向である。

【００１０】本発明の補強工法によって道路橋床版を補
強するには、先ず、図１（ｂ）及び図３に示す様に、補
強すべき路側帯部分に対し、鉄筋（２）が露出しない深
さでコンクリート（１）の表面をはつることにより、鉄
筋（２）に沿った削溝（３）をコンクリート（１）表面
に形成する。すなわち、コンクリート（１）の表面を浅
くはつることにより、例えば、橋軸に直交する方向に延
びる鉄筋（２）と平行に削溝（３）を設ける（図２及び
図３参照）。

【００１１】削溝（３）の大きさは、道路橋床版の規模
によっても異なるが、例えば、削溝（３）の深さは２０
〜４０ｍｍ程度、削溝（３）の幅は１５〜３０ｍｍ程度
とされ、また、片方の路側帯補強部分における削溝
（３）の長さは橋幅の１０〜２０％程度に相当する長さ
とされる。削溝（３）の配列ピッチ（後述する追加補強
筋（４）の配列ピッチ）は、追加補強筋（４）の断面積
にもよるが、鉄筋（２）の配列ピッチと同様に、通常は
１００〜３００ｍｍ程度である。

【００１２】上記の様に削溝（３）を形成した後は、図
１（ｂ）〜図３に示す様に、削溝（３）に追加補強筋
（４）として繊維強化プラスチック製の棒状の補強筋を
配置する。その場合、本発明においては、鉄筋（２）の
強度を補完し且つ後述の樹脂モルタル（５）の変形を防
止するため、弾性率が１００〜１０００ＧＰａ、好まし
くは４００〜１０００ＧＰａであって且つ補強筋の長さ
方向に引き揃えられた連続繊維から成る繊維強化プラス
チック製の補強筋を使用することが重要である。上記の
弾性率の連続繊維を使用した場合、補強筋そのものの弾
性率は、６５〜６５０ＧＰａ、好ましくは２６０〜６５
０ＧＰａである。

【００１３】補強繊維の弾性率を上記の範囲に規定する
理由は次の通りである。すなわち、弾性率が１００ＧＰ
ａ未満の場合は、構成される補強筋が柔軟になるため、
削溝に打設される後述の樹脂モルタルの変形を十分に防
止できず、樹脂モルタルに亀裂を生じる場合がある。一
方、弾性率が１０００ＧＰａを越える場合は、構成され
る補強筋としての引張強度が不足する。上記の高弾性の
繊維としては、特に限定されるものではないが、炭素繊
維が好適に使用される。

【００１４】なお、上記の繊維強化プラスチックを形成
するためのマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シアネート
樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。また、繊維強化
プラスチックの製造方法としては、補強繊維を一方向に
引き揃え、これらの繊維に未硬化のマトリックス樹脂を
含浸してプリプレグを形成した後、斯かるプリプレグを
マンドレルに積層捲回して硬化するシートワインド法、
補強繊維を樹脂に含浸しながら直接マンドレルに捲回し
て硬化するフィラメントワインド法、補強繊維に樹脂を
含浸して連続的に金型で硬化する引き抜き成形法などが
挙げられる。

【００１５】追加補強筋（４）の断面形状は、図示する
様な円形の他、楕円形、方形などの種々の形状に設計可
能である。追加補強筋（４）の太さは、前述の配列ピッ
チ等を勘案して決定されるが、通常、円形断面の場合で
５〜１５ｍｍ程度とされる。

【００１６】本発明においては、上記の様に削溝（３）
に追加補強筋（４）を配置した後、図２及び図３に示す
様に、既存のコンクリート（１）の表面と面一に、すな
わち、コンクリート（１）のはつっていない部位の表面
と同一面となる様に、削溝（３）に樹脂モルタル（５）
を打設する。これにより、床版のコンクリート（１）表
面を復元する。

【００１７】樹脂モルタル（５）としては、特許第３１
８７７５３号、特許第３１６５５９０号の各公報などに
開示されている公知の各種樹脂モルタルを使用すること
が出来る。樹脂モルタルは、セメントを含む微粒子及び
珪石粉を混合した骨材としての粉末成分と、バインダと
しての接着剤系樹脂とから成る組成物であり、短時間に
強度が得られ、硬化までの時間制御が可能であり、しか
も、硬化した際の体積変化が少ないなどの優れた特性を
有する。

【００１８】上記の様な樹脂モルタルは、例えば、次の
様にして調製される。すなわち、先ず、水分散可能な変
性ポリアミドアミン及び／またはポリアミンの存在下、
液状のビスフェノールＡ型又はビスフェノールＡ／Ｆ型
のエポキシ樹脂を水に乳化させてエポキシ樹脂エマルシ
ョンとなし、次いで、このエポキシ樹脂エマルション
に、セメント、珪砂、その他の骨材、充填材などが含ま
れる粉末成分を配合する。上記の骨材としては、粒度５
０〜５００μ程度の人工または天然の粒子が使用され、
充填材としては、鉱物繊維、ベントナイト等が使用され
る。また、増粘剤などの各種添加剤が必要に応じて配合
される。

【００１９】上記の様に、樹脂モルタル（５）によって
床版のコンクリート（１）表面を復元した後は、図３に
示す様に、通常の施工仕様に従って、床版の表面に防水
層（６）及びアスファルト層（７）を付設することによ
り路面を構成する。施工後の樹脂モルタル（５）の表面
は、既存のコンクリート（１）表面と略同等の付着性を
発揮するため、防水層（６）やアスファルト層（７）の
施工が容易である。

【００２０】本発明の補強工法においては、上記の様
に、特定の弾性率の繊維から成る繊維強化プラスチック
製補強筋を追加補強筋（４）として使用するため、施工
後の樹脂モルタル（５）の変形や亀裂の発生を有効に防
止できる。すなわち、樹脂モルタルの弾性率は、一般的
にはバインダ樹脂の弾性率が小さいためにコンクリート
の弾性率の１／１０程度であり、補強部分（はつり部
分）に樹脂モルタルを使用せんとした場合、樹脂モルタ
ルの変形や亀裂を防止するには、十分な厚さで打設しな
ければならない。これに対し、本発明においては、樹脂
モルタル（５）に埋設する追加補強筋（４）として高弾
性の繊維から成る繊維強化プラスチック製補強筋を適用
したことにより、樹脂モルタル（５）の薄くしたことに
よる変形などを防止している。

【００２１】また、本発明の補強工法においては、深さ
の浅い削溝（３）を形成し、取扱い容易な樹脂モルタル
（５）によって追加補強筋（４）を埋設するため、施工
が容易で且つ工期を短縮でき、しかも、樹脂モルタル
（５）の使用量が少ないため、工事費を一層低減でき
る。更に、本発明の補強工法においては、高弾性の繊維
から成る繊維強化プラスチック製補強筋を追加補強筋
（４）として使用するため、通常の繊維強化プラスチッ
ク製補強筋を使用する場合に比べ、追加補強筋（４）の
使用量を低減でき、それによっても工事費をより一層低
減できる。

【００２２】そして、本発明の補強工法によれば、樹脂
モルタル（５）の高い接着性により、当該樹脂モルタ
ル、および、高弾性の繊維から成る繊維強化プラスチッ
ク製の追加補強筋（４）をコンクリート（１）に一体化
できるため、道路橋床版（コンクリート構造物）の強度
を高め、疲労耐久性を向上させることが出来る。

【００２３】更に、本発明の補強工法においては、鉄筋
に比べて耐久性に優れた繊維強化プラスチック製補強筋
を追加補強筋（４）として使用し、当該追加補強筋の埋
設深さを浅くする（所謂かぶりを少なくする）ため、最
初の削溝（３）のはつり施工において既存の鉄筋（２）
が支障になることがない。また、追加補強筋（４）は、
樹脂モルタル（５）に埋設されるため、防水層（６）の
改装工事の際にも損傷する虞がない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るコンク
リート構造物のＦＲＰ補強工法によれば、深さの浅い削
溝を形成し、取扱い容易な樹脂モルタルによって追加補
強筋を埋設するため、施工が容易で且つ工期を短縮で
き、しかも、樹脂モルタルの使用量が少ないため、工事
費を一層低減できる。そして、樹脂モルタル、および、
高弾性の繊維から成る繊維強化プラスチック製の追加補
強筋をコンクリートに一体化できるため、コンクリート
構造物の強度を高め、疲労耐久性を向上させることが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンクリート構造物のＦＲＰ補強
工法の適用例としての道路橋床版の一部を示す平面図

【図２】コンクリート構造物のＦＲＰ補強工法による補
強構造を図１中のII−II線に沿って破断して示す部分的
な縦断面図

【図３】コンクリート構造物のＦＲＰ補強工法による補
強構造を図１中のIII−III線に沿って破断して示す部分
的な縦断面図

【符号の説明】

１：コンクリート２：鉄筋３：削溝４：追加補強筋５：樹脂モルタル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者手塚光晴神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学産資株式会社内 (72)発明者佐藤正一東京都千代田区丸の内一丁目８番２号三菱化学産資株式会社内Ｆターム(参考） 2D059 AA14 GG02 GG40 GG55 2E176 AA03 BB29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄筋（２）が埋設されたコンクリート構
造物を補強するためのコンクリート構造物のＦＲＰ補強
工法であって、鉄筋（２）が露出しない深さでコンクリ
ート（１）表面をはつることにより、鉄筋（２）に沿っ
た削溝（３）をコンクリート（１）表面に形成し、次い
で、弾性率が１００〜１０００ＧＰａの繊維から成る繊
維強化プラスチック製の補強筋を追加補強筋（４）とし
て削溝（３）に配置した後、既存のコンクリート（１）
表面と面一に削溝（３）に樹脂モルタル（５）を打設す
ることを特徴とするコンクリート構造物のＦＲＰ補強工
法。
【請求項２】追加補強筋（４）として、炭素繊維強化
プラスチック製の補強筋を使用する請求項１に記載のコ
ンクリート構造物のＦＲＰ補強工法。