JP2004346702A - 鋼製床版の補強舗装方法及び補強舗装床版 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋼製床版2に補強舗装層1を形成する鋼製床版2の補強舗装方法において、鋼製床版2に補強舗装層1を形成する工程にて、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成されたFRP格子材100を補強舗装層1内に埋め込む。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、道路橋等の鋼製床版における、鋼製床版の補強舗装方法及び該方法により舗装された補強舗装床版に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、道路橋等に使用される床版として鋼版を使用する場合、それをアスファルトやコンクリート等で舗装したものが広く使用されている。一般に道路の舗装は、アスファルト舗装とコンクリート舗装に大別されるが、アスファルト舗装は、その上を通る交通量や交通荷重に耐え、円滑な路面を維持するために道路表面に歴青材料を用いた舗装構造をいい、コンクリート舗装に比べ、たわみ性が大きく荷重による変形に対しても比較的順応しやすい。
【0003】
橋における床版の舗装は、走行車両等の荷重を、分散させて下の床版に伝え、荷重を支持するため、舗装に使用する材料によって、荷重の伝わり方が異なり、床版より下部の構造形式にも影響するので、特に道路橋における床版の舗装には、アスファルト舗装は、好適な舗装と考えられる。
【0004】
高速道路の床版としては、鋼板や、鉄筋コンクリート製のものが考えられ、種類はいくつかあるが、ここでは、図7、8、9に示されるように、鋼製床版2の上にアスファルト層1を7〜15cm程度設置したものを考える。
【0005】
ここでは、表面に、舗装の際、補強舗装層としてのアスファルト層1が形成される床版2は、図7、8に示したように、地面に固定された所定数の橋脚6を、橋桁としての、橋の長さ方向に設置された縦垂直鋼材3及びそれに交差する方向に設置され、橋の長さ方向に沿って所定間隔で複数本設置された横垂直鋼材4にて繋ぎ、これらの橋桁3、4上部に支持され、床版2の上面がアスファルト層1が形成される面(以下、「路面」と称する。)2aとなる。縦垂直鋼材3、横垂直鋼材4の下部に、ここでは図示しないが、水平部材が設置されることもある。床版2は、路面2aの舗装面が道路となっており、通行車等の荷重を桁3、4に伝える。桁3、4は床版2で受けた荷重を橋脚6支点に伝達する。そして、縦垂直鋼材3及び横垂直鋼材4を設けることや、又は、図7に示すように橋の長手方向に横垂直鋼材4の間を複数のリブ5を設けて結ぶことにより床版2の座屈やねじれを防止する。
【0006】
補強舗装層として、例えばアスファルト層を形成する場合、図8に示すように、床版2上の道路面になる路面2aを、ここでは、直接アスファルト舗装する。
【0007】
まず、路面2aに、選択されたアスファルトを約140℃に加熱したものを運び込み、それを薄く床版路面2aに散布する。アスファルトフィニッシャー等で敷きならして、表面を一様にし、マダカムローラ若しくはタイヤローラ等で転圧してアスファルト舗装層1を形成する。
【0008】
ここで、使用されるアスファルトとしては、レーキアスファルト、ロックアスファルト、サンドアスファルト等の天然アスファルト、ストレートアスファルトか又はブローンアスファルトである石油アスファルトのいずれでも良い。
【0009】
このように、鋼製床版をアスファルト舗装することによって、連続的で平坦な、耐久性、防水性のある、修繕が容易な道路面が形成できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、道路橋における床版としての鋼版2を補強舗装した補強舗装床版を使用する場合、上記に説明した補強舗装層としてのアスファルト層1は比較的軟らかいために車両の荷重がそのまま下の鋼製床版2に伝わっている。
【0011】
よって、図7、8、9に示した橋の場合、図9に示すように、道路橋の鋼製床版が繰り返し荷重によって、リブ5とリブ5との間や、リブ5と縦垂直鋼材3との隙間或いは横垂直鋼材4との隙間より床版2にクラック7が発生したり、又、リブ5の溶接部に水平にクラック7が発生することがある。クラック7は、鋼製床版2に圧力をかけたり、錆び等の腐食を進行させ、金属疲労を起こさせ、その寿命を短くする。
【0012】
更に、アスファルト舗装面1が摩耗しやすくなり、スリ減りが早くなり平滑性が失われ、補修間隔が短くなる。
【0013】
アスファルトは、その用途や目的に応じて、その多様な構成材料が選択できるが、その路床となる床版のクラック対策に関しては、アスファルトの種類は、コストの点からも対応に限界がある。
【0014】
従って、本発明の目的は、鋼製床版の金属疲労を和らげ、その鋼製床版の寿命を延ばす鋼製床版の補強舗装方法及び該方法によって形成された補強舗装床版を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る鋼製床版の補強舗装方法及び補強舗装床版にて達成される。要約すれば、第1の本発明は、鋼製床版に補強舗装層を形成する鋼製床板の補強舗装方法において、前記鋼製床板に前記補強舗装層を形成する工程にて、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成された格子材であるFRP格子材を前記補強舗装層内に埋め込むことを特徴とする鋼製床板の補強舗装方法を提供する。
【0016】
第2の本発明は、鋼製床版に補強舗装層を形成する鋼製床板の補強舗装方法において、前記鋼製床版に前記補強舗装層を形成する工程にて、金属製棒状部材を格子状に配置して形成された格子材を前記補強舗装層内に埋め込むことを特徴とする鋼製床板の補強舗装方法を提供する。
【0017】
第3の本発明は、鋼製床版上に補強舗装層を有する補強舗装床版において、前記補強舗装層が、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成された格子材であるFRP格子材を含むことを特徴とする補強舗装床版を提供する。
【0018】
第4の本発明は、鋼製床版上に補強舗装層を有する補強舗装床版において、前記補強舗装層が、金属製棒状部材を格子状に配置して形成された格子材を含むことを特徴とする補強舗装床版を提供する。
【0019】
第1、第2の本発明の一実施態様によると、前記補強舗装層はアスファルト層であり、前記アスファルト層を形成する工程において、前記格子材が、前記アスファルト層を構成するアスファルトによって上下に挟まれた状態に形成される。
【0020】
第1、第3の本発明の一実施態様によると、前記繊維強化樹脂は強化繊維にマトリクス樹脂を含浸して形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維;ボロン、チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;等から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、又、前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含み、又、前記補強筋は、幅が2〜50mm、厚さが2〜50mmとされ、互いに5〜30cm離間して格子状に配置される。
【0021】
第1〜第4の本発明の他の実施態様によると、前記補強舗装層はアスファルト層であり、該アスファルト層の厚さは7cm〜15cmである。
【0022】
第1〜第4の本発明の他の実施態様によると、前記格子材は互いに上下の位置に、平行に複数枚設置される。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る床版の補強舗装方法及び補強舗装床版を図面に則して更に詳しく説明する。
【0024】
実施例1
図1は、本実施例に係る床版の補強舗装方法が実施された、補強舗装層として7cm〜15cmの厚さのアスファルト層1を表面に有するアスファルト舗装床版2を備えた橋の橋桁3、4及び道路床版部分2の分解斜視図を示し、図2はその断面図を示す。ここでも、図7に示すような橋にて実施され、鋼製床版2の下部には、長手方向にわたって横垂直鋼材4の間に床版2の座屈やねじれを防ぐための複数のリブ5が設けられている。
【0025】
ここで、床版2は、鋼版で構成された鋼製床板であり、その厚さは、10〜30mmである。
【0026】
こうした床版2上に、補強舗装層として例えばアスファルト層1を形成する場合、従来例に説明したように、アスファルト1が、その上部を走行する車両等の振動を下部の鋼製床版2にも伝えやすいため、特に、リブ5とリブ5との間や桁3、4の床版2との接触部の隙間部分、又はリブ5の溶接部にクラック7(図9)を生じやすく、金属疲労から、床版2の寿命を縮めるという問題があった。
【0027】
そこで、本発明では、こうしたアスファルト層1のような補強舗装層内に、FRPや金属にて形成された、格子状の補強材である格子材100を埋め込むことによって補強し、アスファルト層1の剛性を向上させた。そのことによって、アスファルト層1を硬くして、下地の圧力を分散させることによって、鋼製床版2の集中荷重を和らげる。そして、補強材として、最も補強性能を発揮する形状である格子材100を採用した。
【0028】
そして、本実施例では、格子材1として、安価で、軽く、施工が確実・容易な、後に詳しく説明する、図5に示すようなFRP格子材100を使用した。
【0029】
FRP格子材100は、図2に示すように、アスファルト内に床版2の路面2aと平行な状態で、アスファルト1に埋め込まれるが、以下の(1)、(2)、(3)の工程を含むこの舗装方法について、図4を用いて説明する。
【0030】
(1)先ず、床版2の路面2aに、選択されたアスファルトを140℃に加熱したものを運び込み、それを薄く床版路面2aに散布する。アスファルトフィニッシャー等で敷きならして、表面を一様にし、基層となる第一層目のアスファルト舗装を行い、第一アスファルト層1aを形成する。
【0031】
(2)形成された第一アスファルト層1aの上に、FRP格子材100を設置する。この時、直接格子材100を第一アスファルト層1aに置くが、接着剤等によって格子材100を貼り付ける等の何らかの方法でFRP格子材100を第一アスファルト層1aに固定すると更に補強効果の高い舗装が出来る。
【0032】
(3)路面2a上に第一アスファルト層1aが形成され、格子材100が固定された上に、(1)と同様に選択されたアスファルトを140℃に加熱したものを運び込み、それを薄く格子材100上に散布する。アスファルトフィニッシャー等で敷きならして、表面を一様にし、マダカムローラ若しくはタイヤローラ等で転圧して、第一層アスファルト層1aとの間に格子材100を挟み込むようにして、格子材100上に第二アスファルト層1bを形成する。そして、第一アスファルト層1aと第二アスファルト層1bとを合わせた合計のアスファルト舗装層1を、所定の厚さT(=7cm〜15cm)に形成する。
【0033】
上記(1)、(2)、(3)の方法に限定されるものではないが、一般に、路面2aにアスファルトを散布して、その上に格子材100を重ねて、格子材100が乗ったその上に再びアスファルトを散布して、アスファルトの間に格子材100が重なった状態で硬化させる等の方法でアスファルト層1を形成し、格子材100が、アスファルトによって上下に挟まれた状態、即ち、補強舗装層1の断面に格子材100が埋め込まれた状態に形成すると、より強力に補強できる。
【0034】
そして、本実施例では、格子材100として、軽く、施工が確実・容易な、図5に示すようなFRP格子材を使用した。
【0035】
このFRP格子材100は、図6をも参照するとよりよく理解されるように、通常、直角に交差して格子状に配置された複数の補強筋、即ち、縦補強筋101と横補強筋102とを含み、各補強筋101、102は、主にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維を一方向に並べて、ビニルエステル樹脂等のマトリックス樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成されたものである。又、各補強筋101、102は、筋幅(w)2〜30mm、厚さ(t)2〜30mm、であり、格子間距離(W1)5〜30cmの格子板状に成形硬化され、全体としてシート状のFRP格子材100を形成する。このFRP格子材100は、図6に示すように補強筋の交差部分の厚さが他の部分の厚さと等しくなるように成形硬化されている。
【0036】
このFRP格子材100は鉄筋と同様の補強効果があり、軽くて、腐食も少なく、施行が簡便である。
【0037】
本実施例のように、格子材として、FRPの格子材を用いると数種の特質がある。FRP格子筋は高強度、軽量で錆びにくく、且つ、取り替えのため切削する時は容易に削ることが出来るため適しているが、スチール製等の金属製棒状部材を格子状に配置して形成された金属製格子材でも効果が発揮される。
【0038】
このように、アスファルト層1の中に、補強材として、FRPやスチール製の格子材100を設けることによって、アスファルト層1の剛性を向上させ、下地の圧力を分散させることによって、鋼製床版2の集中荷重を和らげる。
【0039】
そして、道路橋の鋼製床版2において、補強舗装層としては、アスファルト層を形成するのが好ましく、鋼製床板2の上に位置するアスファルト層1の剛性を増すことにより、鋼製床版2の車両による集中荷重を和らげ、鋼製床版2の疲労によるクラックの発生を防ぐことができる。
【0040】
しかし、補強舗装層としては、アスファルト層以外にコンクリート層や他の層が形成されることもある。
【0041】
又、橋の構成はここに説明した以外の構成のものでも良い。
【0042】
実施例2
本実施例では、図7や図1に示されたような橋の床版2において、図3(a)(b)に示すように補強舗装層としてのアスファルト層1内にて、FRPや金属にて薄く構成された格子材100を厚さ方向に複数枚平行に配置した。
【0043】
施工方法は、これに限定されるものではないが、ここでは、床版2の路面2aに実施例1の(1)、(2)、(3)にて説明した方法で、第一アスファルト層1aと第二アスファルト層1bとの間に1枚目の格子材100(格子材100a)が埋め込まれた、1cm〜3cmの薄いアスファルト層1’を形成し、その上から2枚目の格子材100(格子材100b)を設置し、実施例1に示した舗装方法の(3)の方法にて、格子材100bの上から同様にアスファルトを散布して舗装し、それを所定枚数のFRP格子材100が埋め込まれるまで繰り返して、所定の枚数の格子材100が厚さ方向に平行配置された、全体で7〜15cmのアスファルト層1を形成することができる。
【0044】
こうして、鋼製床版2のアスファルト舗装において、アスファルト層1に厚さ方向に複数枚の格子材100を配置することによって、更にアスファルト層1の剛性が向上し、クラックの入りにくい床版が実現できる。
【0045】
【発明の効果】
本発明は、鋼製床版に補強舗装層を形成する、鋼製床版の補強舗装方法において、鋼製床版に補強舗装層を形成する工程において、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成されたFRP格子材か又は金属製棒状部材の格子材を補強舗装層内に埋め込む鋼製床版の補強舗装方法及びそれによって形成された補強舗装床版であるので、鋼製床版の舗装層にて、例えば補強舗装層としてのアスファルト層の剛性が増すことにより、車両通過時における車輪を通して荷重をアスファルト層の下部にある鋼製床版の全体にかかるようにすることが出来、その結果、鋼製床版の集中荷重による疲労のためのクラックの発生を軽減することが出来る。又、格子材としてFRP格子材を使用することで、更に、高強度で耐久性のある補強が実現でき、施工も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る舗装方法の一例にて施工された橋を示す分解斜視図である。
【図2】本発明に係る舗装方法の一例にて施工された橋を示す部分断面図である。
【図3】本発明に係る舗装方法にて施工された補強舗装床版の他の例を示す斜視図(図3(a))と断面図(図3(b))である。
【図4】本発明に係る舗装方法の一例を説明する説明図である。
【図5】本発明に係る格子材の一例を示す斜視図である。
【図6】本発明に係る格子材の一例を示す拡大斜視図である。
【図7】補強舗装床版を有する橋の一例を示す斜視図である。
【図8】従来の補強舗装床版を有する橋の一例を示す分解斜視図である。
【図9】従来の補強舗装床版を有する橋の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 アスファルト層(補強舗装層)
2 鋼製床版
3 縦垂直鋼材(桁)
4 横垂直鋼材(桁)
5 橋リブ
6 橋脚
100 格子材
Claims (15)
- 鋼製床版に補強舗装層を形成する鋼製床板の補強舗装方法において、前記鋼製床板に前記補強舗装層を形成する工程にて、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成された格子材であるFRP格子材を前記補強舗装層内に埋め込むことを特徴とする鋼製床板の補強舗装方法。
- 前記繊維強化樹脂は強化繊維にマトリクス樹脂を含浸して形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維;ボロン、チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;等から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、又、前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項1の鋼製床板の補強舗装方法。
- 前記補強筋は、幅が2〜30mm、厚さが2〜30mmとされ、互いに5〜30cm離間して格子状に配置されることを特徴とする請求項1又は2の鋼製床板の補強舗装方法。
- 鋼製床版に補強舗装層を形成する鋼製床板の補強舗装方法において、前記鋼製床版に前記補強舗装層を形成する工程にて、金属製棒状部材を格子状に配置して形成された格子材を前記補強舗装層内に埋め込むことを特徴とする鋼製床板の補強舗装方法。
- 前記補強舗装層はアスファルト層であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載の鋼製床板の補強舗装方法。
- 前記アスファルト層を形成する工程において、前記格子材が、前記アスファルト層を構成するアスファルトによって上下に挟まれた状態に形成されることを特徴とする請求項5の鋼製床板の補強舗装方法。
- 形成後に前記アスファルト層の厚さが7cm〜15cmになるように形成することを特徴とする請求項5又は6の鋼製床板の補強舗装方法。
- 前記格子材は互いに上下の位置に、平行に複数枚設置されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかの項に記載の鋼製床板の補強舗装方法。
- 鋼製床版上に補強舗装層を有する補強舗装床版において、前記補強舗装層が、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成された格子材であるFRP格子材を含むことを特徴とする補強舗装床版。
- 前記繊維強化樹脂は強化繊維にマトリクス樹脂を含浸して形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維;ボロン、チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;等から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、又、前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項9の補強舗装床版。
- 前記補強筋は、幅が2〜30mm、厚さが2〜30mmとされ、互いに5〜30cm離間して格子状に配置されていることを特徴とする請求項9又は10の補強舗装床版。
- 鋼製床版上に補強舗装層を有する補強舗装床版において、前記補強舗装層が、金属製棒状部材を格子状に配置して形成された格子材を含むことを特徴とする補強舗装床版。
- 前記補強舗装層はアスファルト層であることを特徴とする請求項9〜12のいずれかの項に記載の補強舗装床版。
- 前記アスファルト層の厚さは、7cm〜15cmであることを特徴とする請求項3の補強舗装床版。
- 前記格子材は互いに上下の位置に、平行に複数枚設置されていることを特徴とする請求項9〜14のいずれかの項に記載の補強舗装床版。
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