JP4131322B2 - 道路橋の構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高架道路又は河川等を横断する道路橋床版の補強構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近に於いて、通行車両の大型化による車両重量の増加等により旧道路橋示方書で設計・施工された橋梁は、耐荷力を満足できず諸々の損傷をきたしている。そして、コンクリート床版は顕著にその損傷が現れる部材であり、直接的に第三者傷害の起因する箇所で、その対策は重要な課題の一つとして取り上げられている。
【０００３】
（１）従来、この種の技術に於いては、例えば、特開平１０−２６６１３３号に開示された技術がある。すなわち、コンクリート床版の補強を鋼材のみによって必要強度を得る場合、コンクリート床版の増厚や鋼材の増量によってコンクリート床版の重量が増大し、ひいては桁や橋脚もより強度の高いものが要求されており、これを解消する手段として、図５に示すように、道路橋１２のコンクリート床版１４の少なくとも張出し部１４ａに炭素繊維強化樹脂板（ＣＦＲＰ樹脂板）１３を配設する補強構造が提供されている。
そして、当該従来の技術に於ける道路橋１２の補強構造においては、ＣＦＲＰ樹脂板１３は軽量であってかつ鉄筋の１０倍程度の強度が得られるので、それまでの補強材である鉄筋やＰＣ鋼材等の鋼材の使用量を減量しても張出し部１４ａに高い強度を付与でき、コンクリート床版１４全体の軽量化と高強度化を両立させることが可能となるというものである。しかしながら、前記ＣＦＲＰ樹脂板１３がコンクリート床版１４の表面に固着される方法は、コンクリート床版１４に接着剤を塗布してＣＦＲＰ樹脂板１３を載せて接着し、その上に直接的にアスファルト舗装１５を施すというものである。ここで、１６は桁間部に発生する引張力に対抗するための補強部材である炭素繊維シート、１７は端桁、１８は中央桁である。
【０００４】
（２）また、他の従来の技術の例としては、特許第３３２１６９４号に開示された技術がある。当該技術（図示せず）は、道路橋等の鉄筋コンクリート床版上面の補修・補強工法として提供されているものであり、補強鉄筋の役割を兼ねた薄板の帯状鋼板を接着剤及び取付金具により床版表面に固定し、その上に増厚コンクリートを打設するというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は叙上した構成であるので、次の課題が存在する。
（１）従来の技術に於ける道路橋床版の補強構造は、ＣＦＲＰ樹脂板をコンクリート床版の上面に配設するに当たり、接着剤のみによりコンクリート床版上面に固着させ、しかもＣＦＲＰ樹脂板の上に直接アスファルト舗装を施している。従って、道路上を走行する車両の輪荷重がアスファルト舗装から直接的にＣＦＲＰ樹脂板に作用し、アスファルト舗装に発生する轍やひび割れ等の傷みも直接的にＣＦＲＰ樹脂板に影響する問題点があった。
また、ＣＦＲＰ樹脂板が所定の位置から滑動や剥離し易いこと等により所定の強度が発生しなくなるおそれがあるばかりでなく、ＣＦＲＰ樹脂板自体が破損して使用目的に耐えなくなって結果として道路橋床版の補強構造としての寿命が短くなり、ＣＦＲＰ樹脂板の取り替え頻度が増加して当該補修コストが嵩むと同時に、補修工事に伴う交通規制による社会経済活動への悪影響も無視できないという問題点があった。
更に、ＣＦＲＰ樹脂板の滑動や剥離を防止するためには、次に述べる他の従来の技術と同様に、ＣＦＲＰ樹脂板をコンクリート床版に固定するための取付金具を付加する等の措置を講じる必要もあり、取付工程が時間を要すると共に取付部品の増大によるコストアップになるという問題点があった。
【０００６】
（２）他の従来の技術に於ける鉄筋コンクリート床版上面の補修・補強工法は、コンクリート床版の補修・補強として薄板の帯状鋼板を用いること、該帯状鋼板の上に直接アスファルト舗装するのではなく増厚コンクリートを打設すること、及び該帯状鋼板を接着剤及び取付金具により床版表面に固定することを特徴としている。従って、鋼板上に増厚コンクリートを施すことは、該増厚コンクリートに一定程度の厚みを要するため重量増にもなり補強・補修上逆行する側面も有しているという問題点があった。また、鋼板を使用することは、経年変化により錆が発生するという問題点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、道路橋のコンクリート床版上面に樹脂モルタル層に介装したＣＦＲＰ樹脂板等
からなる繊維補強層を設けることにより、軽量化に優れ耐久性を保持した道路橋の構造を提供することを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、床版および該床版の上部に舗装層を備えた道路橋に於いて、該舗装層の下面に敷設したシート系防水材層と、該シート系防水材層の下面に敷設したアスゴム系接着剤層と、該アスゴム系接着剤層の下面に第２樹脂モルタル層が硬化する前に硅砂を散布して形成した硅砂層と、前記床版の上面に第１及び前記第２樹脂モルタル層を構成し、前記道路橋の幅員方向に列設し、該道路橋の長手方向に所定相互間隔Ａで配置構成し、かつ所定幅Ｂ及び所定厚さＣを有した繊維補強層を第１及び第２樹脂モルタル層間に介装したことを特徴とする道路橋の構造である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る道路橋の構造についての実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明に係る道路橋の構造の実施の形態の一例を示す図であって、一方の車線の横断面図である。
図２は本発明に係る道路橋の構造の実施の形態の一例を示す図であって、（ａ）は道路橋上面の平面図、（ｂ）は道路橋下面の底面図である。
以下、図１及び図２に基づき道路橋全体の構造について説明する。
【００１１】
図１に示すように、１は桁より上部を図示した道路橋であって、桁の下部には道路橋の縦断方向に沿って橋台及び一定間隔で橋脚（図示せず）が設けられている。２はコンクリート床版であって、通常鉄筋やＰＣ鋼材等により補強されたコンクリートから形成されており、該コンクリート床版２の端は地覆２ａであり該コンクリート床版２と一体成型されている。３は該コンクリート床版２の上面を被覆しているアスファルト舗装等の舗装層であって、車両等の走行面を形成している。該コンクリート床版２は端桁４及び中央桁５によって主に支持され、その自荷重及び車両等の走行荷重は端桁４及び中央桁５を通じて橋脚及び橋台に伝達されることとなる。
【００１２】
６ａは第１樹脂モルタル層、６ｂは第２樹脂モルタル層であって、コンクリート床版２の張出し部２ｂの荷重を支持するための補強部材として、該第１及び第２樹脂モルタル層６ａ、６ｂ間にＣＦＲＰ樹脂板等からなる繊維補強層７を介装している。８はコンクリート床版２の下面に貼付された炭素繊維補強シート等でなる繊維補強層であって、コンクリート床版２の桁間部２ｃの下面に作用する引張力への補強部材である。
【００１３】
尚、図１は一方の車線について示しているが、中央桁５を挟んで道路橋はほぼ左右対称に構成されており、他方の車線についても略同一の構造となっている。また、ここでは端桁４が１つの場合について説明しているが、車線の数によって該端桁４の数が複数となっても何ら差し支えない。
【００１４】
次に、道路橋１の一定区間についてコンクリート床版２の上面の全体を説明すれば、図２（ａ）に示すように、ＣＦＲＰ樹脂板等からなる繊維補強層７が、舗装層３の下部かつ該コンクリート床版２の上面に塗布された第１樹脂モルタル層６ａと第２樹脂モルタル層６ｂに介装された状態で、道路橋１の幅員方向に長く、かつ、該道路橋１の長手方向に所定相互間隔Ａ及び所定幅Ｂでその所望数を繊維補強層群として配置構成されている。
【００１５】
また、道路橋１の一定区間についてコンクリート床版２の下面の全体は、図２（ｂ）に示すように、該コンクリート床版２の下面の桁間部２ｃの所定部位に炭素繊維補強シート等でなる繊維補強層８を貼付している。
【００１６】
図３は本発明に係る道路橋の構造の実施の形態の一例を示す図であって、図１の矢視Ｈ−Ｈ線方向の拡大縦断面図である。
以下、図３に基づき本発明の実施の形態の細部の構造について説明する。
【００１７】
前記コンクリート床版２の表面を所定の深さまで切削した後、その深さの半分程度まで、ＣＦＲＰ樹脂板等でなる繊維補強層７を該コンクリート床版２に接着させ該繊維補強層７を確実に該コンクリート床版２と一体化させるため、及び、該繊維補強層７が該コンクリート床版２の切削後の粗い表面との摩擦により摩耗、毀損することを防止するため、第１樹脂モルタル層６ａが打設されている。その上に炭素繊維含浸補強層、ガラス繊維補強層、セラミック繊維補強層、又はアラミド繊維補強層からなるＣＦＲＰ樹脂板等の繊維補強層７を、道路橋１の長手方向に所定相互間隔Ａで配置構成し、かつ所定幅Ｂ及び所定厚さＣを有した繊維補強層７として配置する。そして、第２樹脂モルタル層６ｂをコンクリート床版２の表面高さと同一となるまで打設する。そこで、前記繊維補強層７は前記第１及び第２樹脂モルタル層６ａ、６ｂ間に介装される。該第２樹脂モルタル層６ｂを積層することにより、車両等の走行荷重又は自荷重は、舗装層３を通じて伝達されコンクリート床版２が一体となって受け、また繊維補強層７に対して緩衝されるため、繊維補強層７の耐用年数が延命されることとなる。
【００１８】
次に、第２樹脂モルタル層６ｂと舗装層３との間にシート系防水材層１１が敷設し、該舗装層３から酸性雨や各種不純物を含んだ雨水等が浸透してコンクリート床版２を形成するコンクリートや補強材としての鉄筋やＰＣ鋼材等の腐食及び劣化を促進することを防止している。該シート系防水材層１１は、前記第２樹脂モルタル層６ｂの上に硅砂層９を散布した後、その上にアスゴム系接着剤層１０を塗布してから敷設する。最後に例えば５０（ｍｍ）程度のアスファルト舗装等の舗装層３を施工し、道路橋１を仕上げる。
【００１９】
図４は本発明に係る道路橋の構造の実施の形態について、施工方法の一例を示した流れ図である。
以下、本発明に係る道路橋の構造に基づく施工方法を図４に基づき説明する。
【００２０】
準備工（ステップ１）としては、繊維補強層７としての例えばＣＦＲＰ樹脂板は工場出荷時に於いてロール状で梱包されているので、施工現場に搬入された後、カッター等により所定の長さに切断する。尚、現場搬入前に所定の長さに切断してもよい。併せて、ＣＦＲＰ成形板をコンクリート床版２に設置する際の固定用ガイドを製作する。
【００２１】
床版切削工（ステップ２）としては、前記ＣＦＲＰ樹脂板を設置するために必要な範囲のコンクリート床版２の上面を切削する。切削深さは所望の深さとするが、ここでは平均１０（ｍｍ）としている。
【００２２】
切削面研掃（ステップ３）としては、ＣＦＲＰ樹脂板とコンクリート床版２との接着が適切に施され一体として所定の強度を発揮できるように切削面に存在するコンクリートの脆弱部分を除去し、ショットブラストにより切削面を研掃し、切削面上の塵埃等のブロアー等による完全な除去を行い、及び、切削面上の雨水等水分のガスバーナ等による完全な除去などを行い、切削面を研掃する。
【００２３】
固定用ガイドの設置（ステップ４）としては、前記ステップ１にて製作したＣＦＲＰ樹脂板をコンクリート床版２に設置する際の固定用ガイドを、切削面に所定の間隔にてアンカーボルトにより取り付ける。尚、ＣＦＲＰ樹脂板は軽量小型の部材であるため、固定用ガイドは以下で行う第１樹脂モルタル層６ａ敷き均しの際にＣＦＲＰ樹脂板が動くことを防止し、ＣＦＲＰ樹脂板を所定の位置に仮止めするためのものである。
【００２４】
第１樹脂モルタル層６ａ敷き均し（ステップ５）としては、ゴムレーキ等により第１樹脂モルタル層６ａを切削面との間に空隙が生じないよう丹念に仕上げる。ここで、第１樹脂モルタル層６ａは、例えば、層厚が５（ｍｍ）、配合がＪＨ−３樹脂モルタルのショーボンド化学株式会社製を使用し、主剤：硬化剤：硅砂＝２：１：９である。ここで、主剤と硬化剤の混合は攪拌機を使用し、施工は気温が５℃以上、湿度が８０％以下、切削面の水分率が１０％以内の条件下で行うものとする。
【００２５】
ＣＦＲＰ成形板介装設置（ステップ６）としては、第１樹脂モルタル層６ａが硬化する前に前記ステップ１にて所定の長さに切断したＣＦＲＰ樹脂板を前記ステップ４にて取り付けた固定用ガイドに沿って、図３に示すように、最適値として所定相互間隔Ａを２５（ｍｍ）、所定幅Ｂを５０（ｍｍ）、及び所定厚さＣを２（ｍｍ）に設定し、配置していく。尚、ＣＦＲＰ樹脂板は道路橋幅員方向に例えば、１３００（ｍｍ）程度の長さを有して設定している。
この際、ＣＦＲＰ樹脂板を角材等により均一に押し付け、ＣＦＲＰ樹脂板の下面から第１樹脂モルタル層６ａが漏出するまで圧着させ、ＣＦＲＰ樹脂板と第１樹脂モルタル層６ａの間に空隙が生じないようにする。第１樹脂モルタル層６ａが不足している箇所が判明すれば直ちに充填すると共に、工場出荷時すなわち現場搬入時にはＣＦＲＰ樹脂板はロール状に梱包されているため湾曲しており、施工の際の表裏面によって中央部が凸となったり凹となったりするのでいずれの場合も空隙や浮き上がりが生じないよう充分な注意が必要である。
【００２６】
第２樹脂モルタル層６ｂ敷き均し（ステップ７）としては、切削していないコンクリート床版２と同じ高さにまでゴムレーキ等により第２樹脂モルタル層６ｂを仕上げる。その他の樹脂モルタルに関する事項は前記ステップ５と同様である。
【００２７】
硅砂散布（ステップ８）としては、第２樹脂モルタル層６ｂが硬化する前にふるい等により均一に硅砂を例えば２（ｋｇ／ｍ^２）の量で散布し、硅砂層９を形成する。
【００２８】
床版防水工（ステップ９）としては、前記ステップ８にて散布した硅砂層９の上にアスゴム系接着剤層１０を塗布し瀝青系シート防水材層１１を施す。
【００２９】
舗装工（ステップ１０）としては、最後にアスファルト舗装３等を行って道路面の仕上げを完了する。
【００３０】
本発明に係る道路橋の構造は叙上した構成、作用、工法を有するので、次の効果がある。
【００３１】
請求項１記載の発明によれば、床版および該床版の上部に舗装層を備えた道路橋に於いて、該舗装層の下面に敷設したシート系防水材層と、該シート系防水材層の下面に敷設したアスゴム系接着剤層と、該アスゴム系接着剤層の下面に第２樹脂モルタル層が硬化する前に硅砂を散布して形成した硅砂層と、前記床版の上面に第１及び前記第２樹脂モルタル層を構成し、前記道路橋の幅員方向に列設し、該道路橋の長手方向に所定相互間隔Ａで配置構成し、かつ所定幅Ｂ及び所定厚さＣを有した繊維補強層を第１及び第２樹脂モルタル層間に介装したことを特徴とする道路橋の構造を提供する。
このような構成としたので、道路橋の張出し部の垂直方向の荷重によりコンクリート床版の上面に発生する引張力に対し、軽量かつ強度の優れた繊維補強層によって対抗することができ、確実に既設床版との一体化が図れ耐荷力が向上することにより現行の走行車両荷重に十分耐えうる構造とすることができ安全性を確保する効果がある。
また、繊維補強層を第１樹脂モルタル層と第２樹脂モルタル層間に介装したので、舗装層を通じて伝達される車両等の走行荷重が緩衝されると共に、コンクリート床版の切削面と直接摩擦等による摩耗、毀損が緩和されることにより、該繊維補強層の耐用年数が延命される効果がある。また、舗装層と第２樹脂モルタル層との間にシート系防水材層及びアスゴム系接着剤層並びに該アスゴム系接着剤層の下面に第２樹脂モルタル層が硬化する前に硅砂を散布して形成した硅砂層を設けたので、舗装層から浸透する酸性雨や各種不純物を含んだ雨水等によるコンクリートの破砕を防止し、かつ鉄筋、ＰＣ鋼材等の補強鋼材の腐食や劣化を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る道路橋の構造の実施の形態の一例を示す図であって、一方の車線の横断面図である。
【図２】本発明に係る道路橋の構造の実施の形態の一例を示すであって、（ａ）は道路橋上面の平面図、（ｂ）は道路橋下面の底面図である。
【図３】本発明に係る道路橋の構造の実施の形態の一例を示す図であって、図１の矢視Ｈ−Ｈ線方向の拡大縦断面図である。
【図４】本発明に係る道路橋の構造の実施の形態について、施工方法を示した流れ図である。
【図５】従来の技術に於ける道路橋の補強構造の一例を示す横断面図である。
【符号の説明】
１ 道路橋
２ コンクリート床版
２ａ 地覆
２ｂ 張出し部
２ｃ 桁間部
３ 舗装層
４ 端桁
５ 中央桁
６ａ 第１樹脂モルタル層
６ｂ 第２樹脂モルタル層
７ 繊維補強層
８ 炭素繊維シート
９ 硅砂層
１０ アスゴム系接着剤層
１１ シート系防水材層
１２ 従来の技術に於ける道路橋
１３ 炭素繊維強化樹脂板（ＣＦＲＰ樹脂板）
１４ コンクリート床版
１４ａ 張出し部
１５ アスファルト舗装
１６ 炭素繊維シート
１７ 端桁
１８ 中央桁
Ａ 繊維補強層の相互間隔
Ｂ 繊維補強層の幅
Ｃ 繊維補強層の厚さ

Claims (1)

1. 床版および該床版の上部に舗装層を備えた道路橋に於いて、該舗装層の下面に敷設したシート系防水材層と、該シート系防水材層の下面に敷設したアスゴム系接着剤層と、該アスゴム系接着剤層の下面に第２樹脂モルタル層が硬化する前に硅砂を散布して形成した硅砂層と、前記床版の上面に第１及び前記第２樹脂モルタル層を構成し、前記道路橋の幅員方向に列設し、該道路橋の長手方向に所定相互間隔Ａで配置構成し、かつ所定幅Ｂ及び所定厚さＣを有した繊維補強層を第１及び第２樹脂モルタル層間に介装したことを特徴とする道路橋の構造。

Images