JP2985877B1 - 表面処理形状評価システム及び表面処理形状 - Google Patents

表面処理形状評価システム及び表面処理形状

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JP2985877B1
JP2985877B1 JP10164138A JP16413898A JP2985877B1 JP 2985877 B1 JP2985877 B1 JP 2985877B1 JP 10164138 A JP10164138 A JP 10164138A JP 16413898 A JP16413898 A JP 16413898A JP 2985877 B1 JP2985877 B1 JP 2985877B1
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Abstract

【要約】 【課題】 既設コンクリートの表面処理形状を短時間で
正確に評価することができる表面処理形状評価システム
を提供する。 【解決手段】 測定装置10により表面処理後の既設コ
ンクリートの表面の凹凸量を所定のピッチで測定する
と、測定された凹凸量がCPU21により自動集計され
て当該既設コンクリートの表面処理形状の特徴量が算出
される。そして、CPU21によって算出された特徴量
と予めデータROM22に保存されている理想的な表面
処理形状の特徴量とがCPU21によって対比されて自
動的に表面処理形状の評価結果が得られる。評価結果は
表示装置40により表示したりプリンタ50により印刷
したりして即座に確認できる。理想的な表面処理形状と
は、既設コンクリート表面の凹凸の平均高さが骨材の最
大粒径の13〜35%であり、既設コンクリート表面の
斜長比が1.13以上であり、2mm以上の高さの凹凸
が14%以上占める表面処理形状である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート舗装
面の補修工事において採用される付着型オーバーレイ工
法における既設コンクリートの表面処理技術に関し、特
に表面処理形状評価システム及び理想的な表面処理形状
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンクリート舗装された滑走路や道路な
どの改修工事においては、既設コンクリートの表面にコ
ンクリートを新たに打ちたす付着型オーバーレイ工法が
採用されている。付着型オーバレイ工法では、新設コン
クリートを既設コンクリートに充分な接合強度で接合さ
せることが望ましい。そこで従来より、打ち継ぎ部の付
着性状を向上させるために、新設コンクリートを打設す
るに際し、既設コンクリートの表面を切削する前処理が
なされる。この前処理は、老朽化した表面層を除去する
とともに、表面層除去後の表面に形成される凹凸により
新設コンクリートに対するアンカー効果を得る目的で行
われる。この切削方法としては、例えば、バイブレータ
式はつり機を用いて、コンクリートの表面をはつり取る
方法などがある。しかし、従来の切削工法の場合には、
次に述べる技術課題があった。まず、はつり機を使用し
ての前処理では、人手に頼る作業形態が多いため、広域
の作業現場での施工能力は低く、また、粉塵の発生や、
振動などによる作業員人体への影響が大きいほか、はつ
り取ったコンクリートガラの除去作業にも手間取る。ま
た、このような打ち継ぎ部の付着性状を向上させる為の
方法として、例えば、特開平9−71902号公報に
は、舗装された既設コンクリートの表面層にウォーター
ジェットにより高圧水を噴射することによりマクロな凹
凸面を形成し、その後このマクロな凹凸表面にショット
ブラストにより鉄等の金属から成る球形、或は異形の小
硬球を多数噴射して、十分な付着強度を得ることができ
る程度に適正なサイズのミクロの凹凸を多数形成した後
で、マクロとミクロの凹凸から成る凹凸面上に所定厚さ
のコンクリートを舗装材による表面層を形成する付着型
オーバーレイ工法が開示されている。この工法によれ
ば、ウォータージェットとショットブラストとの組み合
わせにより、舗装強度を弱めることなく、簡単且つ迅速
に上記ミクロの凹凸面を形成する作業を行うことができ
るので、全体の工事時間を短縮できると同時に、オーバ
レイ用の舗装面の付着強度をはつり機などを使用した場
合に比べて大幅に向上できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載のよう
にウォータージェットとショットブラストとを併用して
既設コンクリートの表面に凹凸を形成する表面処理を施
した場合においても、処理の度合いにより生じた表面形
状によって既設コンクリートの表面層に対する新設コン
クリートの付着強度が異なる。そこで、十分な付着強度
が得られるようにするためには、試験的に表面処理形状
を少しずつ異ならせた既設コンクリートに新設コンクリ
ートを打ち継ぎ、引っ張り試験などによりそれぞれの結
合強度を計測して理想的な表面処理形状を特定し、その
結果を基に実際の舗装工事現場において理想的な表面処
理形状に仕上がったか否かを評価することが望ましい。
しかし、上記表面処理形状の評価を行うためには、舗装
工事現場において、表面処理後の既設コンクリートの表
面の凹凸量を多点で測定し、その集計結果から凹凸量の
平均値や標準偏差値などの特徴量を算出し、上記理想的
な表面処理形状の特徴量と対比する必要があるが、この
ような測定、集計、算出、対比作業などを現場で実施し
て正確に評価を行うとなるとそのために長時間要し、工
事時間の短縮化に支障を来すことになりかねない。そこ
で、本発明の解決すべき課題は、既設コンクリートを表
面処理した後に新設コンクリートを新たに打ちたす付着
型オーバーレイ工法において、既設コンクリートの表面
処理形状を短時間で正確に評価することができる表面処
理形状評価システムを提供するとともに、既設コンクリ
ートの表面に対する新設コンクリートの十分な付着強度
を得ることができる既設コンクリートの理想的な表面処
理形状を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、既設コンクリートの表面
層に高圧水によりマクロな凹凸を形成し、このマクロな
凹凸の表面にショットブラスト処理(スチールショット
処理、スチールグリッド処理)により球形、或は異形の
金属等の硬球を噴射してミクロな凹凸を形成し、マク
ロ、ミクロな凹凸を有した凹凸面上に所定厚さの新設コ
ンクリート舗装材による表面層を形成する付着型オーバ
レイ工法において既設コンクリートの表面処理形状を評
価する新規なシステムを提供するものであり、表面処理
後の既設コンクリートの表面の凹凸量を所定のピッチで
測定する測定手段(レーザ測距計、超音波測距計など)
と、この測定手段により測定された凹凸量を集計し当該
既設コンクリートの表面処理形状の特徴量を算出する特
徴量算出手段(CPU、MPUなど)と、既設コンクリ
ートの表面に対する新設コンクリートの十分な付着強度
を得ることができる理想的な表面処理形状を有する既設
コンクリートの前記特徴量を予め保存しておくための記
憶手段(RAM、ROMなど)と、前記特徴量算出手段
により算出された特徴量と前記記憶手段に保存されてい
る特徴量とを対比し表面処理形状を評価する評価手段
(CPU、MPUなど)とを備えたことを特徴としてい
る。
【0005】上記のように構成された請求項1に記載の
表面処理形状評価システムでは、測定手段により表面処
理後の既設コンクリートの表面の凹凸量を所定のピッチ
で測定すると、測定された凹凸量が特徴量算出手段によ
り自動集計されて当該既設コンクリートの表面処理形状
の特徴量が算出される。そして、特徴量算出手段によっ
て算出された特徴量と予め記憶手段に保存されている特
徴量とが評価手段によって対比されて自動的に表面処理
形状の評価結果が得られる。この評価結果をCRTやL
CDなどの表示装置により表示したり、印刷手段により
印刷出力したりすることにより、既設コンクリートの表
面処理形状の評価を短時間で正確に行うことができる。
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の表
面処理形状評価システムにおける前記特徴量として、凹
凸量の平均値と標準偏差値の少なくとも一方を用いるこ
とで、客観的な測定データに基づいて正確に評価を行え
るようにした。また、請求項3に記載の発明は、前記特
徴量が既設コンクリートに含まれる骨材の粒径によって
異なる点に着目したものであり、請求項1または2記載
の表面処理形状評価システムの構成に加えて、前記既設
コンクリートに含まれる骨材の粒径の平均値を入力する
ための平均粒径入力手段を更に備え、且つ、前記記憶手
段には前記粒径の平均値と前記特徴量とを対応させたデ
ータを保存しておき、前記評価手段により、前記粒径の
平均値に応じて、前記特徴量算出手段により算出された
特徴量と前記記憶手段に保存されている特徴量とを対比
し表面処理形状を評価する構成とすることで、より正確
な評価結果が得られるようにした。また、請求項4に記
載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の表面処理
形状評価システムにおいて、理想的な表面処理形状を特
定するものであり、凹凸の平均高さ(深さ)が前記既設
コンクリートに含まれる骨材の最大粒径の13〜35%
(より好ましくは13〜32.5%)である表面処理形
状を理想的な表面処理形状とした。また、請求項5に記
載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の表面処理
形状評価システムにおいて、理想的な表面処理形状を特
定するものであり、前記既設コンクリート表面の斜長比
が1.13以上である表面処理形状を理想的な表面 処理
形状とした。斜長比とは、測定の始点から終点までの直
線距離(測線長)に対する測定表面の凹凸に沿った距離
(測定長)の比のことである。例えば、直線距離で50
cmの範囲における測定表面の凹凸に沿った長さが68
cmの場合、その範囲における測定表面の斜長比は1.
36となる。また、請求項6に記載の発明は、請求項1
〜5のいずれかに記載の表面処理形状評価システムにお
いて、理想的な表面処理形状を特定するものであり、前
記既設コンクリート表面の全凹凸のうち14%以上が2
mm以上の高さの凹凸である表面処理形状を理想的な表
面処理形状とした。 また、請求項7に記載の発明は、既
設コンクリートを表面処理した後に新設コンクリートを
新たに打ちたす付着型オーバーレイ工法における既設コ
ンクリートの理想的な表面処理形状を特定するものであ
り、既設コンクリート表面の凹凸の平均高さ(深さ)が
当該既設コンクリートに含まれている骨材の最大粒径の
13〜35%(より好ましくは13〜32.5%)であ
り、斜長比が1.13以上であり、全凹凸のうち14%
以上が2mm以上の高さの凹凸である表面処理形状とす
ることで、既設コンクリートの表面に対する新設コンク
リートの十分な付着強度が確実に得られるようにした。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。まず、付着型オーバーレイ工法につ
いて説明する。図1は付着型オーバーレイ工法によるコ
ンクリート舗装面の補修工事における各作業工程の概要
を示す図であり、図2は各工程において加工された既設
コンクリート面の状態を示している。図1に示すよう
に、付着型オーバーレイ工法による補修工事では、第一
の表面処理としてウォータジェット処理が行われる。ウ
ォータジェット処理においては、水タンク車及びパワー
ユニット2に牽引されたウォータージェット車3より既
設コンクリート表面1に向けてウォータジェットノズル
より高圧水を噴射することで、マクロな凹凸面を形成す
る。このとき、ジェットノズルは固定でなく、車体進行
方向に対してトラバースさせつつ行うことで車幅方向全
体に凹凸を形成する。ウォータージェット車3にはバキ
ューム車4が後続し、撒き出された水とともに切削屑を
吸引除去する。図2(a) はこの工程によって得られたマ
クロな凹凸1aの状態を示している。ここで、ウォータ
ジェット処理とは、高圧水を施工面にジェット噴射する
ことで、施工面を切削するもので、ウォータジェット
は、切断面に悪影響を与えない切削技術として従来より
広く利用され、一般では、専ら部材を貫通して切断する
ために使用されており、ここでは、その切削処理を移動
させつつ行うことで、所定の切削深さ、所定のピッチの
凹凸処理面を得るようにしている。次に第二の表面処理
として、さらに細かな凹凸面(ミクロな凹凸1b)を形
成するために、ショットブラスト処理が行われる。これ
は牽引車5の前部に接続したパワーユニット車6より処
理面に向けて小径鋼球等の硬球を打付けることにより凹
凸処理するもので、同じく車幅方向にトラバースさせつ
つ連続的な打撃動作が行われる。なお、これにより発生
した粉塵及び鋼球は、牽引車5により吸引され、鋼球は
回収される。
【0007】ショットブラスト処理とは、スチールショ
ット処理あるいはスチールグリッド処理を含む概念であ
り、スチールショット処理とは、球形の鉄の玉(例えば
直径0.4〜2.4mmの鋼球)を、例えば図3に示す
ような機械(研掃機)を用いて高速で投射することによ
り、既設コンクリートの表面にミクロな凹凸を形成する
ものである。この鋼球は、図に示すインペラー用モータ
によって駆動されるインペラーの回転によって毎秒70
〜90mの速度で投射される。この時の投射密度は、既
設コンクリートの骨材の硬さによって調節され、この投
射密度の値は、状況に応じて例えば50〜1000kg
/cm2 程度の広範な範囲から選択することができる。
投射後の鋼球は、研掃によって生じた粉塵と共にバキュ
ーム装置によって回収され、再使用可能な鋼球は分別さ
れた上で、繰り返し使用される。また、スチールグリッ
ド処理とは、スチールショット処理に用いる球形の鉄の
玉の代わりに異形の鉄の玉を用いた処理であり、その他
の処理の仕様はスチールショット処理と同様である。な
お、ここで異形とは、球状以外の全ての形状を意味す
る。また、硬球とは、鉄、その他の金属材料は勿論、金
属以外の硬質の材料から球状、或は異形の玉を全て含む
ものである。上記ウォータジェット処理とショットブラ
スト処理とを併用することで、既設コンクリート表面1
を所望の凹凸面(マクロ、ミクロな凹凸を有した凹凸
面)からなる表面処理形状に処理することができる。こ
れらの処理は、いずれも重機作業車を用いて自動化する
ことが可能である。
【0008】図2(b)はマクロな凹凸1aの表面にミ
クロな凹凸1bを形成した状態を示している。次いで、
上記マクロな凹凸1aから成る打継ぎ面に対して、新設
コンクリート9の打設処理が行われる。この作業は、牽
引車5に後続するコンクリートミキサー車7からコンク
リートを撒き出すことによって行われ、これに後続する
転圧作業車8などにより敷き均し処理を行うことで、路
面を平坦化させる(図2(c))。その後、コンクリー
トの養生、硬化によりオーバレイ作業を終了する。以上
のようにしてなされる付着型オーバーレイ工法によるコ
ンクリート舗装面の補修工事においては、新設コンクリ
ートを打設するに際し、既設コンクリート表面1が理想
的な表面処理形状、すなわち既設コンクリート表面1に
形成された凹凸により新設コンクリートに対するアンカ
ー効果が十分に得られる表面処理形状になっているかど
うかを評価する必要がある。本発明は、上記付着型オー
バーレイ工法によるコンクリート舗装面の補修工事現場
において、既設コンクリート表面1の表面処理形状を短
時間で正確に評価することができる表面処理形状評価シ
ステム及び評価方法を提供するものである。
【0009】以下、本発明に係る表面処理形状評価シス
テムについて説明する。図4は本発明の実施の形態の一
例を示す表面処理形状評価システムの概略構成図であ
り、表面処理後の既設コンクリート表面1の凹凸量を所
定のピッチで測定する測定装置10と、測定装置10に
よる測定値に基づいて表面処理形状を評価する評価装置
20と、評価装置20に操作指示や各種値を入力するた
めの操作ユニット30と、評価装置20から出力される
各種情報をCRT画面などに表示する表示装置40と、
上記各種情報を必要に応じて印刷するためのプリンタ5
0とからなるシステム構成を示している。測定装置10
は、既設コンクリート表面1の凹凸量を測定する超高精
度のレーザ変位計11と、このレーザ変位計11を保持
して水平方向(図中XY方向)に一定速度で移動させる
図示しない移動機構とを備えている。レーザ変位計11
は、既設コンクリート表面1に向けて極短いパルス幅で
レーザ光を出射するレーザ発振器(LD)12と、既設
コンクリート表面1からの反射レーザ光を検知する受光
素子(PD)13とを備え、レーザ光が出射されてから
戻ってくるまでの時間により凹凸量を測定する反射型レ
ーザ変位計である。そして、測定装置10は、レーザ変
位計11を作動させた状態でこれを移動機構によりX及
びY方向に移動させることにより、図5に示すように、
所定面積Lx ×Ly (例えば、Lx ×Ly =50cm×
50cm)の測定範囲Rを所定のピッチpx 、py (例
えば、px =2mm、py =2mm)でマトリクス状に
走査して測定を行い、測定データを順次測定装置10へ
送信する。評価装置20は、CPU21と、このCPU
21が実行すべき制御プログラムが格納されているプロ
グラムROM22と、予め試験測定により得た理想的な
表面処理形状の特徴量、すなわち凹凸量の平均値のデー
タ及び標準偏差値のデータが保存されているデータRO
M23と、CPU21が各種処理を実行する際にワーキ
ングエリアとして使用するRAM24と、この評価装置
20と外部装置とを相互接続するインタフェース部(I
/F)25〜28と有している。
【0010】データROM23には、既設コンクリート
に含ませる骨材の粒径の平均値(以下、平均粒径とい
う。)を様々に変えて既設コンクリートと新設コンクリ
ートとの付着強度を測定したときに得られた理想的な表
面処理形状の特徴量、すなわち凹凸量の平均値のデータ
及び標準偏差値のデータがそれぞれ骨材の各平均粒径に
対応させて保存されている。CPU21は、操作ユニッ
ト30からの指示に応じてこの表面処理形状評価システ
ム全体を統括制御するとともに、測定装置10から順次
送られてくる測定範囲R全体の測定データを集計し、当
該測定範囲Rにおける既設コンクリート表面1の表面処
理形状の特徴量、すなわち凹凸量の平均値と標準偏差値
とを算出してRAM24の所定の記憶エリアに一時保存
する。そして、操作ユニット30から評価対象の既設コ
ンクリートに含まれている骨材の平均粒径が入力されて
評価実行指示がなされると、その入力された平均粒径と
対応する理想値としての凹凸量の平均値及び標準偏差値
をデータROM23から読み出し、RAM24に保存さ
れている測定値としての凹凸量の平均値及び標準偏差値
とそれぞれ比較する。そして、理想値と測定値との差を
評価結果として表示装置40に表示させる。表示装置4
0の表示内容は操作ユニット30からの指示により変更
することができ、評価結果と共に各種集計結果を表示し
たり、各測定点での凹凸量を表示したり、例えば図9〜
図14に示すように凹凸量の頻度分布をグラフ化して表
示したり、更にはデータROM23に保存されているデ
ータを一覧表示したりすることもできる。また、必要が
あれば、評価結果や各種集計結果等をプリンタ50によ
り紙に印刷して保管することもできる。
【0011】以上のように、この実施の形態の表面処理
形状評価システムでは、表面処理形状を評価すべき既設
コンクリート表面1に測定装置10を設置してその凹凸
量を測定するだけで、測定値の集計処理、表面処理形状
の特徴量算出処理、及び算出された特徴量と予め求めて
おいた理想的な表面処理形状の特徴量との比較処理が評
価装置20によって順次実行され、評価結果が表示装置
40に表示されるので、補修工事現場において既設コン
クリートの表面処理形状の評価を短時間で正確に行うこ
とができる。なお、上記の実施の形態では、評価対象で
ある既設コンクリート表面の凹凸量の平均値及び標準偏
差値と予め求めておいた理想的な表面処理形状の特徴量
との差を評価結果として表示するようにしたが、これに
限らず、例えば、平均値に関しても標準偏差値に関して
も理想値と測定値との差が予め設定された許容値以下の
とき、既設コンクリート表面が理想的な表面処理形状に
なっている旨を表示するようにしてもよい。また、既設
コンクリートの骨材の平均粒径に対応させたデータだけ
でなく、既設コンクリートのモルタルなどのその他の材
料や、新設コンクリート舗装材などにも対応させた詳細
な条件別データをデータROM23に保存しておき、操
作ユニット30により指定された詳細な条件に対応する
理想値を用いて評価処理を行うようにすれば、より正確
に評価を行うことができる。また、骨材の平均粒径がど
の評価対象によってさほど変わらない場合には、データ
ROM23に必ずしも凹凸量の平均値のデータ及び標準
偏差値のデータと骨材の平均粒径とを対応させて保存し
ておく必要はない。
【0012】また、図4のシステム構成では、評価装置
20と操作ユニット30及び表示装置40とが別体とし
て構成されているが、測定装置10以外は全て評価装置
20と一体的に構成してもよい。また、操作ユニット3
0の機能と表示装置40の機能とを兼ね備えた操作パネ
ルを評価装置20に設けてもよい。また、評価結果を出
力する手段として表示装置40とプリンタ50の両方を
必ずしも有している必要はなく、どちらか一方のみ備え
た構成としてもよい。また、上記システム構成に加え
て、フロッピーディスクや光ディスクなどの記録媒体に
測定データや集計結果、評価結果などを保存するデータ
保存手段を装備してもよい。現場で収集したデータをフ
ロッピーディスクなどに保存できれば、研究室などに測
定データを持ち帰って解析したりデータベース化したり
することができるので、その後の研究や工事の際の参考
データとして活用できる。また、評価装置20としてパ
ソコンを使用し、操作ユニット30としてこれに付属す
るキーボートを使用してもよい。この場合、評価装置2
0としてノート型パソコンなど小型軽量のものを使用す
れば、工事現場において容易に持ち運ぶことができるの
で評価作業を能率良く行うことができる。また、パソコ
ンの通信機能を利用して、工事現場で収集したデータを
研究所などに送信するようにしてもよい。
【0013】
【実施例】次に、表面処理形状評価システムについてよ
り具体的に説明する。 [表面処理形状の把握]新旧コンクリートの界面には引
張応力及びせん断応力が同時に作用し、新設コンクリー
トが剥離しないためにはこれらの発生応力に対し十分な
強度を有することが大切である。そこで、界面における
十分な付着強度を得られる表面処理形状を把握するため
に、引張強度に着目し、既設コンクリート表面に異なる
表面処理方法により複数種類の表面処理形状を作成し、
現場において引張試験を実施した。表面処理のバリエー
ションには、ウォータージェット処理、ショットブラス
ト処理、及びはつり機による切削処理を単独あるいは併
用したものを採用した。諸元は表1に示すとおりであ
る。既設コンクリート表面の50cm×50cmの範囲
を3カ所づつ各表面処理方法により処理し、その上に引
張試験用供試体を打ち継ぐ前に、レーザ変位計を用いた
測定装置により表面処理後の既設コンクリート表面の凹
凸量を測定した。測定により得られた表面処理形状の一
例を図6に示す。測定のピッチは0.2mm、測定距離
は50cmとし、計20測線について測定を行った結果
である。
【0014】
【表1】 [引張試験方法及び使用材料]図7に引張試験装置の構
成を示す。この引張試験装置60は、測定対象である既
設コンクリート表面1上に設置される自立式の載荷フレ
ーム61と、載荷フレーム61上に固定されたセンター
ホールジャッキ62と、センターホールジャッキ62を
駆動するロードセル63と、センターホールジャッキ6
2により保持されて上下に移動されるPC鋼棒64とで
概ね構成されており、PC鋼棒64の下端部分を試供体
65内に埋め込んだ試供体65を既設コンクリート表面
1の処理面1a上に形成した後、センターホールジャッ
キ62でPC鋼棒64を緊張することにより引張試験を
行う。上記引張試験装置60を使用し、直径20cm、
高さ60cmの円柱状の供試体64に対して引張試験を
実施した。試験に用いたコンクリートは、普通ポルトラ
ンドセメントを使用し、水セメント比39%、スランプ
6〜7cm、設計曲げ強度50kgf/c 、粗骨材最
大粒径40mmとした。コンクリート打設前に処理面1
aをワイヤーブラシ等で清掃し、各処理面1aに6体の
供試体64を作成してそれぞれに対して引張試験を行っ
た。
【0015】[引張試験結果及び考察]図8に表面処理
後の凸部の先端から凹部の底面までの深さを算術平均し
た平均深さと付着強度との関係を示す。この図から適度
な深さを有した表面処理形状であれば、高い付着強度を
得ることができ、ウォータージェット処理を用いた工法
が非常に有効であることが判る。また、粗骨材の最大粒
径が40mmの場合、十分な付着強度である20kgf
/cm2 以上の付着強度を得るためには、凹凸の平均深
さを約5.2mm〜13.0mmの範囲とする必要があ
ることが判る。この範囲は、粗骨材の最大粒径に対する
割合に直すと13%〜32.5%になる。(請求項4に
対応) 図9〜図14に各工法における凹凸高さの頻度分布を示
す。これらは前述のレーザ変位計を用いた測定装置によ
り測定された結果である。全表面処理形状について、凹
凸の高さの分布がある程度バラつき、分布形状のすそ野
が広がったものと凹部と凸部の差が小さく0mm近辺に
分布が偏ったものとを比較すると、前者に属するものの
方が高い付着強度を得られる結果となった。ウォーター
ジェットを用いた工法は全て、前者に属する分布形状を
示している。この結果から、付着型オーバーレイ工法に
採用する表面処理工法としては、ウォータージェット処
理後の表面にショットブラスト処理を施す工法が好まし
く、その中でもF4工法が最も好ましいことが判る。
【0016】図15に各工法による凹凸量の平均値と引
張強度との関係を、図16に各工法による凹凸量の標準
偏差値と引張強度との関係を、図17に各工法による凹
凸部の平均斜長と引張強度との関係を、図18に各工法
による平均凹凸と引張強度との関係をそれぞれ示す。こ
れらは前述のレーザ変位計を用いた測定装置による測定
値を各工法毎に集計しそれぞれプロットしたものであ
る。なお、凹凸量の平均値とは、所定の水準点(凹凸量
=0)より高い値を正の値として測定し、低い値を負の
値として測定したときの処理面1a全体の平均値であ
る。平均斜長とは、凸部の先端から凹部の底面までの表
面に沿った長さを処理面1a全体に亘って算出平均した
値である。平均凹凸とは、凸部の先端から凹部の底面ま
での深さを処理面1a全体に亘って算出平均した値であ
る。上記の何れの関係からも、付着型オーバーレイ工法
に採用する表面処理工法としては、ウォータージェット
処理後の表面にショットブラスト処理を施す工法が好ま
しく、その中でもF4工法が最も好ましいことが判る。
図19に各工法による凹凸部の斜長比と引張強度との関
係を示す。この測定結果から、十分な付着強度である2
0kgf/cm2以上の付着強度を得るためには、斜長
比が1.13以上でなければならないことが判る。(請
求項5に対応)図20に各工法により処理した既設コン
クリート表面における2mm未満の高さの凹凸の割合と
引張強度との関係を示す。また、図21は引張強度試験
を行った結果20kgf/cm2以上の引張強度が得ら
れた場合における凹凸の高さの工法別累積頻度分布を示
したものである。これらの測定結果から、十分な付着強
度である20kgf/cm2以上の付着強度を得るため
には、2mm以上の高さの凹凸が処理表面全体の凹凸の
うちの14%以上を占めなければならないことが分か
る。(請求項6に対応)そこで本発明では、試験的に表
面処理形状を少しずつ異ならせた既設コンクリートに新
設コンクリート(供試体)を打ち継ぎ、引張試験などに
よりそれぞれの付着強度を計測して理想的な表面処理形
状を特定し、その表面処理形状の特徴量として、凹凸量
の平均値、標準偏差値、平均斜長、斜長比などを算出
し、算出結果を理想値として評価装置のデータROMな
どに予め保存しておく。そして、データROMに保存さ
れている理想値と工事現場において測定した測定値とを
比較することにより、工事現場における既設コンクリー
ト表面の表面処理形状を評価する。したがって、データ
ROMに保存されている理想値と現場で得られた測定値
とが一致乃至近い値になるように既設コンクリート表面
に処理を施した後、新設コンクリートを打ち継ぐことに
より、既設コンクリートに対する新設コンクリートの十
分な付着強度が得られる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、以下のよ
うな優れた効果を発揮する。請求項1記載の表面処理形
状評価システムでは、測定手段により測定された凹凸量
から当該既設コンクリートの表面処理形状の特徴量が算
出され、その特徴量と予め記憶手段に保存されている特
徴量とに基づいて自動的に表面処理形状の評価結果が得
られるので、この評価結果をCRTやLCDなどの表示
装置により表示したり、印刷手段により印刷出力したり
することにより、既設コンクリートの表面処理形状の評
価を短時間で正確に行うことができる。また、請求項2
記載の表面処理形状評価システムでは、請求項1のシス
テムにおいて、前記特徴量として凹凸量の平均値と標準
偏差値の少なくとも一方を用いることで、客観的な測定
データに基づいて正確に評価を行えるようにした。ま
た、請求項3記載の表面処理形状評価システムでは、請
求項1または2のシステムにおいて、前記記憶手段に前
記粒径の平均値と前記特徴量とを対応させたデータを保
存しておき、前記粒径の平均値に応じて、特徴量の算出
値と前記記憶手段に保存されている値とを対比し表面処
理形状を評価する構成としたので、より正確な評価結果
が得られる。また、請求項4記載のように、請求項1〜
3のいずれかに記載のシステムにおいて、既設コンクリ
ート表面の凹凸の平均高さが当該既設コンクリートに含
まれている骨材の最大粒径の13〜35%であることを
理想的な表面処理形状として評価を行うことで、より客
観的な評価結果が得られる。また、請求項5記載のよう
に、請求項1〜4のいずれかに記載のシステムにおい
て、既設コンクリート表面の斜長比が1.13以上であ
る表面処理形状を理想的な表面処理形状として評価を行
うことで、より客観的な評価結果が得られる。また、請
求項6記載のように、請求項1〜5のいずれかに記載の
システムにおいて、既設コンクリート表面の凹凸のうち
14%以上が2mm以上の高さの凹凸である表面処理形
状を理想的な表面処理形状として評価を行うことで、よ
り客観的な評価結果が得られる。また、請求項7記載の
ように、既設コンクリート表面の凹凸の平均高さが当該
既設コンクリートに含まれている骨材の最大粒径の13
〜35%であり、斜長比が1.13以上であり、全凹凸
のうち14%以上が2mm以上の高さの凹凸である表面
処理形状を採用することで、既設コンクリートの表面に
対する新設コンクリートの十分な付着強度が確実に得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】付着型オーバーレイ工法によるコンクリート舗
装面の補修工事における各作業工程の概要を示す図であ
る。
【図2】(a)乃至(c)は図1中の各工程において加工され
た既設コンクリート面の状態を示す図である。
【図3】図1のショットブラスト処理に使用される研掃
機の機構を示す部分破断側面図である。
【図4】本発明の実施の形態の一例を示す表面処理形状
評価システムの概略構成図である。
【図5】図4中に示す測定装置による測定方法の説明図
である。
【図6】測定により得られた表面処理形状の一例を示す
図である。
【図7】引張試験装置の構成を示す断面図である。
【図8】表面処理後の凸部の先端から凹部の底面までの
深さを算術平均した平均深さと付着強度との関係を示す
図である。
【図9】特定の工法による処理表面の凹凸高さの頻度分
布の一例を示す図である。
【図10】特定の工法による処理表面の凹凸高さの頻度
分布の一例を示す図である。
【図11】特定の工法による処理表面の凹凸高さの頻度
分布の一例を示す図である。
【図12】特定の工法による処理表面の凹凸高さの頻度
分布の一例を示す図である。
【図13】特定の工法による処理表面の凹凸高さの頻度
分布の一例を示す図である。
【図14】特定の工法による処理表面の凹凸高さの頻度
分布の一例を示す図である。
【図15】各工法による凹凸量の平均値と引張強度との
関係を示す図である。
【図16】各工法による凹凸量の標準偏差値と引張強度
との関係を示す図である。
【図17】各工法による凹凸部の平均斜長と引張強度と
の関係を示す図である。
【図18】各工法による平均凹凸と引張強度との関係を
それぞれ示す。
【図19】各工法による凹凸部の斜長比と引張強度との
関係を示す図である。
【図20】各工法により処理した既設コンクリート表面
における2mm未満の高さの凹凸の割合と引張強度との
関係を示す図である。
【図21】引張強度試験を行った結果20kgf/cm
2 以上の引張強度が得られた場合における凹凸の高さの
工法別累積頻度分布を示す図である。
【符号の説明】 1 既設コンクリート表面、1a マクロな凹凸、1b
ミクロな凹凸、9新設コンクリート、10 測定装置
(測定手段)、11 レーザ変位計、12レーザ発振
器、13 受光素子、20 評価装置、21 CPU
(特徴量算出手段、評価手段)、22 プログラムRO
M、23 データROM(記憶手段)、24 RAM、
30 操作ユニット、40 表示装置、50 プリン
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−71902(JP,A) 特開 平10−114909(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E01C 23/01

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 既設コンクリートの表面層に高圧水によ
    りマクロな凹凸を形成し、このマクロな凹凸の表面にシ
    ョットブラスト処理により硬球を噴射してミクロな凹凸
    を形成し、マクロ、ミクロな凹凸を有した凹凸面上に所
    定厚さの新設コンクリート舗装材による表面層を形成す
    る付着型オーバレイ工法において既設コンクリートの表
    面処理形状を評価するシステムであって、 表面処理後の既設コンクリートの表面の凹凸量を所定の
    ピッチで測定する測定手段と、 この測定手段により測定された凹凸量の集計結果から当
    該既設コンクリートの表面処理形状の特徴量を算出する
    特徴量算出手段と、 既設コンクリートの表面に対する新設コンクリートの十
    分な付着強度を得ることができる理想的な表面処理形状
    を有する既設コンクリートの前記特徴量を保存しておく
    記憶手段と、 前記特徴量算出手段により算出された特徴量と前記記憶
    手段に保存されている特徴量とを対比しその結果を出力
    する評価手段とを備えたことを特徴とする表面処理形状
    評価システム。
  2. 【請求項2】 前記特徴量には、凹凸量の平均値と標準
    偏差値の少なくとも一方が含まれることを特徴とする請
    求項1に記載の表面処理形状評価システム。
  3. 【請求項3】 前記既設コンクリートに含まれる骨材の
    粒径の平均値を入力するための平均値入力手段を更に備
    え、且つ、前記記憶手段には前記粒径の平均値と前記特
    徴量とを対応させたデータが保存されており、 前記評価手段は、前記粒径の平均値に応じて、前記特徴
    量算出手段により算出された特徴量と前記記憶手段に保
    存されている特徴量とを対比しその結果を出力すること
    を特徴とする請求項1または2に記載の表面処理形状評
    価システム。
  4. 【請求項4】 前記理想的な表面処理形状は、凹凸の平
    均高さが前記既設コンクリートに含まれる骨材の最大粒
    径の13〜35%である表面処理形状であることを特徴
    とする請求項1〜3のいずれかに記載の表面処理形状評
    価システム。
  5. 【請求項5】 前記理想的な表面処理形状は、前記既設
    コンクリート表面の斜長比が1.13以上である表面処
    理形状であることを特徴とする請求項1〜4 のいずれか
    に記載の表面処理形状評価システム。
  6. 【請求項6】 前記理想的な表面処理形状は、前記既設
    コンクリート表面の全凹凸のうち14%以上が2mm以
    上の高さの凹凸である表面処理形状であることを特徴と
    する請求項1〜5のいずれかに記載の表面処理形状評価
    システム。
  7. 【請求項7】 既設コンクリートを表面処理した後に新
    設コンクリートを新たに打ちたす付着型オーバーレイ工
    法における既設コンクリートの表面処理形状であって、 既設コンクリート表面の凹凸の平均高さが当該既設コン
    クリートに含まれている骨材の最大粒径の13〜35%
    であり、斜長比が1.13以上であり、2mm以上の高
    さの凹凸が全凹凸の14%以上を占めることを特徴とす
    る表面処理形状。
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