JP7084594B2 - 鋼床版における基層の除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板上に基層と表層を有する鋼床版における基層の除去方法及び除去装置に関する。

従来、鋼床版と呼ばれる構造の例えば道路橋では、例えば、特許文献１で開示されているように、鋼板製のデッキプレートと、グースアスファルト製の基層及び密粒度アスファルトで形成された表層で構成された路体構造とで構成されているものが多く採用されている。このような鋼床版では、車両の荷重が繰り返し作用するため、路体とを一旦除去し、鋼床版の損傷を確認した後、路体を再度敷設することがある。

しかしながら、このような構造の鋼床版において、グースアスファルト製の基層はデッキプレートに強固に接着しており、除去することが困難であった。殊に、デッキプレート同士を連結する連結部分においては、連結ボルトなどによって凹凸部分があり、凹凸部分に対してもグースアスファルト製の基層が強固に接着しており、その除去はさらに困難であった。

特開２０１０－９５８４９号公報

そこで本発明は、デッキプレートに接着されたグースアスファルト製の基層を容易に除去することができる鋼床版における基層の除去方法及び除去装置を提供することを目的とする。

この発明は、鋼板製のデッキプレートと、グースアスファルト製の基層と、該基層上の表層とで構成された鋼床版における前記基層の除去方法であって、前記デッキプレートの連結部分における前記表層の撤去後、露出した前記基層を、バックホウなどのバケットを用いて、前記デッキプレートの連結部分に影響が及ばない程度の厚みを残して粗削りし、粗削りされて残った前記基層に所定の温度及び圧力の高温高圧流体を噴射して、前記連結部分における前記基層を除去することを特徴とする。

またこの発明は、鋼板製のデッキプレートと、グースアスファルト製の基層と、該基層上の表層とで構成された鋼床版における前記基層を除去する基層除去装置であって、噴射する流体を所定温度に加熱する加熱部と、前記流体を所定の圧力に加圧する加圧部と、所定温度に加熱され、所定圧力に加圧された高温高圧流体を、露出した前記基層に対して噴射する噴射部とが備えられたことを特徴とする。

上記高温高圧流体は、所定圧力に昇圧されるとともに、高温である流体を噴射できれば、高温高圧水、高温高圧液体、高温高圧ジェル体、あるいは高温高圧粉体であってもよいが、供給や回収の観点から、高温高圧水が好ましい。
この発明により、デッキプレートの連結部分に接着されたグースアスファルト製の基層を確実に除去することができる。

詳述すると、前記デッキプレートの連結部分における前記表層の撤去後、露出した前記基層を、バックホウなどのバケットを用いて、前記デッキプレートの連結部分に影響が及ばない程度の厚みを残して粗削りし、粗削りされて残った前記基層に対して、所定の温度及び圧力の高温高圧流体を噴射するため、デッキプレートに対して強固に接着している基層の接着力が高温高圧流体の温度によって低下する。また、粗削りされて残った前記基層に対して高温高圧流体が噴射されるため、高温高圧流体の噴射圧力によってデッキプレートから接着力が低下した前記基層を容易に剥離させ、デッキプレートに接着されたグースアスファルト製の基層を確実に除去することができる。

また、鋼床版における前記基層を除去する基層除去装置では、噴射する流体が加熱部で所定温度に加熱されるとともに、加圧部で所定の圧力に加圧されて高温高圧流体として噴射部より前記表層の撤去後に露出した前記基層に対して噴射するため、デッキプレートに対して強固に接着している基層の接着力が高温高圧流体の温度によって低下する。また、前記基層に対して高温高圧流体が噴射されるため、高温高圧流体の噴射圧力によってデッキプレートから接着力が低下した前記基層を容易に剥離させ、デッキプレートに接着されたグースアスファルト製の基層を確実に除去することができる。

なお、デッキプレートとグースアスファルト製の基層との間がプライマーによってより堅固に接着されている場合であっても、デッキプレートに対するプライマーの接着力も高温高圧流体の温度によって低下するため、デッキプレートから基層を除去することができる。

また、前記デッキプレートの連結部分における前記基層を除去するため、固定ボルトなどによって凹凸状であり、基層が剥離し難い連結部分であっても、所定温度以上の高温高圧流体を噴射させることでデッキプレートから剥離し難い基層を除去することができる。

この発明の態様として、前記所定の温度が、前記基層を構成するグースアスファルトの溶融温度に基づく温度以上の温度であってもよく、前記加熱部が、前記基層を構成するグースアスファルトの溶融温度に基づく温度以上の温度に加熱してもよい。

上述の溶融温度に基づく温度以上とは、グースアスファルトの溶融温度を基準とした適宜の範囲内の温度以上としてもよく、例えば、硬化したグースアスファルトが軟化する軟化温度としてもよい。なお、温度以上は、同等の温度やわずかに高い温度としてもよい。

この発明により、デッキプレートに接着されたグースアスファルト製の基層をより容易に除去することができる。
詳述すると、露出した前記基層に対して、グースアスファルトの溶融温度に基づく温度以上の温度に加熱された高温高圧流体を噴射するため、デッキプレートに対する基層の接着力がより低下し、前記基層をより容易に剥離させて除去することができる。

またこの発明の態様として、前記高温高圧流体が、１５０Ｍｐａ以上の圧力であってもよく、前記加圧部が１５０Ｍｐａ以上の圧力に加圧してもよい。
この発明により、デッキプレートに接着されたグースアスファルト製の基層をより確実に除去することができる。

詳述すると、露出した前記基層に対して、所定温度以上の温度に加熱された高温高圧流体を噴射させることで、デッキプレートに対する基層の接着力がより低下した状態で、高温高圧流体によって前記基層に対して１５０Ｍｐａ以上の噴射圧力が作用するため、デッキプレートに対する接着力が低下した基層をより確実に剥離させて除去することができる。

またこの発明の態様として、前記高温高圧流体の噴射に伴い、剥離補助冶具によって補助しながら前記基層を剥離してもよいし、前記噴射部における前記噴射流体の噴射方向に前方に延びる、前記基層を剥離する剥離補助冶具が備えられてもよい。

この発明により、所定温度以上の高温高圧流体でデッキプレートから剥離しかかった基層を剥離補助冶具で補助しながら剥離することで、より効率的にデッキプレートから基層を除去することができる。

なお、剥離補助冶具は鋼製、木製及び樹脂製などのいずれか、あるいはそれらの組み合わせでもよいが、熱伝導率が高い金属製であれば、高温高圧流体の熱をより伝達できるため、より剥離しやすくなるためより好ましい。

この発明により、デッキプレートに接着されたグースアスファルト製の基層を容易に除去することができる鋼床版における基層の除去方法及び除去装置を提供することができる。

グースアスファルト除去装置の概略図。 鋼床版の構成を表す概略斜視図。 路体撤去工法のフローチャート。 アスファルト表層の撤去中の概略説明図。 アスファルト表層の撤去完了の概略説明図。 グースアスファルト層の粗取り中の概略説明図。 グースアスファルト層の粗取り完了の概略説明図。 グースアスファルト層の除去中の概略説明断面図。 グースアスファルト層の除去完了の概略斜視図。 排水回収をおこなったグースアスファルト層の除去の概略斜視図。 飛散防止を行ったグースアスファルト層の除去の概略説明図。

以下、本発明を図示の実施の形態により、図１乃至図９とともに詳細に説明する。
なお、図１はグースアスファルト除去装置１００の概略図を示し、図２は鋼床版１の構成を表す概略斜視図を示し、図３は路体撤去工法のフローチャートを示し、図４はアスファルト表層４の撤去中の概略説明図を示し、図５はアスファルト表層４の撤去完了の概略説明図を示し、図６はグースアスファルト層５の粗取り中の概略説明図を示し、図７はグースアスファルト層５の粗取り完了の概略説明図を示し、図８はグースアスファルト層５の除去中の概略説明断面図を示し、図９はグースアスファルト層５の除去完了の概略斜視図を示している。

詳しくは、図４（ａ）はアスファルト表層４の一部を撤去した状態の概略斜視図を示し、図４（ｂ）は同状態のａ－ａ断面図を示している。図５（ａ）はアスファルト表層４が撤去完了した状態の概略斜視図を示し、図５（ｂ）は同状態のａ－ａ断面図を示している。図６（ａ）はグースアスファルト層５の一部を粗取りした状態の概略斜視図を示し、図６（ｂ）は同状態のａ－ａ断面図を示している。図７（ａ）はグースアスファルト層５の粗取り完了した状態の概略斜視図を示し、図７（ｂ）は同状態のａ－ａ断面図を示している。図８（ａ），（ｂ）はグースアスファルト層５の除去中の概略ａ－ａ断面図を示し、図８（ｃ）はグースアスファルト層５の除去の別の実施形態の概略ａ－ａ断面図を示している。

鋼床版１は、鋼板製のデッキプレート２と、デッキプレート２の表面を覆う路体３とで構成されている。
路体３は、従来のローラー転圧して締め固めるアスファルトコンクリート層であり舗装面を構成するアスファルト表層４と、デッキプレート２とアスファルト表層４とを接着するグースアスファルト製のグースアスファルト層５とで構成されている。

グースアスファルト層５は、デッキプレート２とアスファルト表層４との接着性が高く、ひび割れが入りにくく防水性が高いため、デッキプレート２に対する防錆効果が高いグースアスファルト製である。

グースアスファルトは、一般的に用いられる加熱アスファルト混合物に比べてフィラーとアスファルトの量が多く、軟化温度が１４０度であるとともに、高温時に高い流動性を有している。そのため、デッキプレート２にも密着するとともに、後述するようなデッキプレート２の連結部分２ａにおける固定ボルト７等による凹凸部分に対しても均一な厚みで層構成することができる。

なお、デッキプレート２同士の連結部分２ａは、鋼板製の連結板６と、デッキプレート２と連結板６とを接続する複数本の固定ボルト７とで構成されている。なお、固定ボルト７は、デッキプレート２の連結方向及び幅方向に所定間隔を隔てて格子状に配置されている。そのため、連結板６の表面側には固定ボルト７による凹凸が形成されるが、上述したように高温時に高流動性を有するグースアスファルトが凹凸に対して密着した状態でグースアスファルト層５が形成されている。

仕様によって異なるものの、本実施形態においては、デッキプレート２及び連結板６は１２ｍｍ以上の厚みの鋼板で構成され、グースアスファルト層５は３５～４０ｃｍの厚み、アスファルト表層４は３０～３５ｃｍの厚みで構成されている。

このような構成の鋼床版１は、アスファルト表層４のひび割れ発生などによるデッキプレート２に対する防錆効果の低下防止や、デッキプレート２の劣化状況確認のために、例えば、約７年毎に、路体３を撤去し、デッキプレート２の状態を確認する必要がある。

このような路体３の撤去のうちグースアスファルト層５の除去は、グースアスファルト層５とデッキプレート２との接着性が高いため、タガネとハンマーを用いた手作業による撤去は非常に困難であった。

そこで、本発明のグースアスファルト層５の除去方法に用いるグースアスファルト除去装置１００は、図１に示すように、装置本体１１０と、グースアスファルト層５に向かって高温高圧噴射水を噴射する噴射ガン１２０とで構成されている。

装置本体１１０は、高温高圧噴射水として噴射するための水を貯めるとともに所定温度に加熱する加熱タンク１１１と、所定の圧力に加圧するとともに、送り出す加圧ポンプ１１２と、加熱タンク１１１と加圧ポンプ１１２とを連結するとともに、加熱タンク１１１から加圧ポンプ１１２への導通量を調整する調整弁１１３とを、内部に備えている。
なお、装置本体１１０には、タイヤ１１４が備えられており、移動可能に構成されている。

噴射ガン１２０は、導水ホース１１５によって加圧ポンプ１１２に連結されたグリップ部１２１と、グリップ部１２１から交差する方向に延びるノズル部１２２と、グリップ部１２１に備えられたトリガー１２３とで略ライフル型に構成されている。

ノズル部１２２の先端には、高温高圧噴射水を扁平上に噴射する噴射ノズル１２４と、噴射ノズル１２４の基端側から支持され、噴射ノズル１２４の前方まで平板上に延びるスクレーパ１２５が備えられている。

なお、スクレーパ１２５は熱伝導性の高い鋼製であるが、鋼製以外の木製または樹脂製などのいずれかの素材や、鋼製を含めたこれらを組み合わせた素材で構成してもよいが、熱伝導率が高い金属製であれば、高温高圧流体の熱をより伝達できるため、より剥離しやすくなるためより好ましい。

このように構成されたグースアスファルト除去装置１００は、加熱タンク１１１に対して給水部１１６から適宜の量の水を供給し、一定量の水を貯める加熱タンク１１１で所定温度まで加熱して高温水を構成する。なお、本実施形態では、グースアスファルト層５を構成するグースアスファルトの軟化温度１４０度以上の温度まで加熱するように設定している。

そして、加熱タンク１１１で所定温度まで加熱された高温水は、噴射ガン１２０のトリガー１２３の操作により、加圧ポンプ１１２で所定圧力まで昇圧されて高温高圧水となり、導水ホース１１５を介して噴射ガン１２０の噴射ノズル１２４から高温高圧噴射水として噴射することができる。

詳しくは、加圧ポンプ１１２は、一定の圧力で昇圧するため、調整弁１１３によって導通量を調整することで、所定圧力の高温高圧噴射水を噴射することができる。
なお、本実施形態では、１４０度に加熱された高温高圧噴射水で軟化したグースアスファルト層５を剥がすために、１５０ＭＰａで高温高圧噴射水を噴射するように設定している。

次に、このように構成されたグースアスファルト除去装置１００を用いたグースアスファルト層５の除去方法を行う鋼床版１における路体３の撤去方法について図３に示すフローチャートとともに説明する。
鋼床版１における路体３を撤去するためには、まず、図４に示すように、ブレーカーなどの建設機械でアスファルト表層４を割ったのちに、バックホウなどのバケットを用いて削り取ってアスファルト表層４を撤去する（ステップｓ１）。

図５に示すように、アスファルト表層４の撤去が完了すると、露出したグースアスファルト層５をバックホウなどのバケットを用いて粗削りしてグースアスファルト層５を粗取りする（ステップｓ２）。

このグースアスファルト層５の粗取りでは、デッキプレート２に対して接着性の高いグースアスファルト層５をバケットで除去しようとすると、デッキプレート２や固定ボルト７に衝撃を与えたり、損傷するおそれがあるため、デッキプレート２や固定ボルト７に影響が及ばない程度の厚みを残してグースアスファルト層５を除去する（図６参照）。グースアスファルト層５の性状によって残す厚みは適宜設定すればよいが、本実施形態ではおよそ１０ｍｍ程度厚みが残るように粗取りを行った。

なお、所定の厚みのグースアスファルト層５が残るように粗取りされると、デッキプレート２同士の連結部分２ａにおいては、図７に示すように、連結板６上に突出する固定ボルト７の形状に応じてグースアスファルト層５も凹凸状となる。

このようにして、粗取りされたグースアスファルト層５を除去するため、グースアスファルト除去装置１００を用いて、残るグースアスファルト層５を除去する（ステップｓ３）。
詳しくは、グースアスファルト除去装置１００を用い、加熱タンク１１１で軟化温度まで加熱された高温水を加圧ポンプ１１２で所定圧力である１５０ＭＰａまで昇圧し、噴射ノズル１２４から粗取りされたグースアスファルト層５に向かって高温高圧噴射水として噴射する。

このように、軟化温度まで加熱された高温高圧噴射水が噴射されたグースアスファルト層５は、高温高圧噴射水の温度によって加熱され軟化する。軟化したグースアスファルト層５は、デッキプレート２との接着性は低下するため、高温高圧噴射水の噴射圧力によってデッキプレート２の表面から剥がれ、グースアスファルト層５を除去することができる。

これを、図８（ａ）に示すように、端部から順に除去していくが、高温高圧噴射水の噴射圧力が作用しても剥がれず残ったグースアスファルト層５は、図８（ｂ）に示すように、噴射ノズル１２４の前方に延びるスクレーパ１２５で削いでいくことで、デッキプレート２の表面からきれいに除去することができる。

なお、噴射ノズル１２４の前方に延びるスクレーパ１２５の近傍に加熱された高温高圧噴射水が噴射しているため、スクレーパ１２５も高温高圧噴射水によって加熱されるため、デッキプレート２の表面に残るグースアスファルト層５をきれいに削ぎ落とすことができ、図９に示すように、グースアスファルト層５の除去及びアスファルト表層４の撤去は完了する。

このように、鋼板製のデッキプレート２と、グースアスファルト製のグースアスファルト層５と、グースアスファルト層５上のアスファルト表層４とで構成された鋼床版１におけるグースアスファルト層５を除去するための高温高圧噴射水を構成するため、水をグースアスファルト層５の溶融温度に加熱する加熱タンク１１１と、高温水を所定の圧力である１５０ＭＰａに加圧する加圧ポンプ１１２と、グースアスファルト層５の溶融温度に加熱され、所定圧力に加圧された高温高圧水を、露出したグースアスファルト層５に対して高温高圧噴射水として噴射する噴射ノズル１２４とが備えられたグースアスファルト除去装置１００を用い、アスファルト表層４の撤去後、露出したグースアスファルト層５に対して、１５０℃及び１５０ＭＰａの高温高圧噴射水を噴射してグースアスファルト層５を除去するため、デッキプレート２に対して接着性の高いグースアスファルト製のグースアスファルト層５を確実に除去することができる。

詳述すると、上述したように、これまで、ブレーカーなどの建設機械でアスファルト表層４及びグースアスファルト層５を割ったのちに、バックホウなどのバケットを用いて削り取っていたが、デッキプレート２に衝撃を与えたり、損傷したりするおそれがあり、さらには、部分的にグースアスファルト層５が残ってしまう場合があった。特に、デッキプレート２の連結部分２ａでは固定ボルト７による凹凸形状となり、その凹凸形状に食い込んだグースアスファルト層５の建設機械による除去では破損するおそれがあり、タガネとハンマーを用いて手作業でグースアスファルト層５を除去する必要があった。

これに対し、本発明の路体撤去工法では、アスファルト表層４の撤去後、露出したグースアスファルト層５に対して、１４０度及び１５０ＭＰａの高温高圧噴射水を噴射するため、デッキプレート２に対して強固に接着しているグースアスファルト層５の接着力が高温高圧噴射水の温度によって低下する。

また、グースアスファルト層５に対して高温高圧噴射水が噴射されるため、高温高圧噴射水の噴射圧力によって、接着力が低下したグースアスファルト層５をデッキプレート２から容易に剥離させ、デッキプレート２に接着されたグースアスファルト製のグースアスファルト層５を容易に除去することができる。

なお、デッキプレート２とグースアスファルト製のグースアスファルト層５との間がプライマーによってより堅固に接着されている場合であっても、デッキプレート２に対するプライマーの接着力も高温高圧噴射水の温度によって低下するため、デッキプレート２からグースアスファルト層５を除去することができる。

また噴射ノズル１２４における高温高圧噴射水の噴射方向に前方に延びる、グースアスファルト層５を剥離するスクレーパ１２５が備えられているため、グースアスファルト層５の溶融温度以上の高温高圧噴射水でデッキプレート２から剥離しかかったグースアスファルト層５をスクレーパ１２５で補助しながら剥離することで、より効率的にデッキプレート２からグースアスファルト層５を除去することができる。

また、固定ボルト７などによって凹凸状であり、グースアスファルト層５が剥離し難い連結部分２ａであっても、グースアスファルト層５の溶融温度以上に加熱された高温高圧噴射水を噴射させることでデッキプレート２から剥離し難いグースアスファルト層５を除去することができる。

なお、上述の説明の噴射ガン１２０では、噴射ノズル１２４の前方に延びるスクレーパ１２５を備え、高温高圧噴射水の噴射圧力で剥がれなかったグースアスファルト層５を削ぎ落としたが、スクレーパ１２５を備えずとも、図８（ｃ）に示すように、噴射ノズル１２４から高温高圧噴射水を噴射させるとともに、高温高圧噴射水によって軟化したグースアスファルト層５に対して、手持ちのスクレーパ２００を用いて手作業で削ぎ落してもよい。

さらには、図１０に示すように、グースアスファルト層５の除去を行う施工箇所から所定間隔分のアスファルト表層４の撤去及びグースアスファルト層５の粗取りのみを行い、つまり施工箇所から所定間隔を隔てた周囲のグースアスファルト層５やアスファルト表層４を残すことで施工箇所の周りに水溜め部Ｘを形成し、水溜め部Ｘに排水ポンプ３００をセットすることで、高温高圧噴射水を容易に回収して排水や再利用を図ることができる。

さらにまた、図１１（ａ）に示すように、グースアスファルト層５の除去を行う施工箇所から所定間隔分のアスファルト表層４の撤去及びグースアスファルト層５の粗取りのみを行い、つまり施工箇所から所定間隔を隔てた周囲のグースアスファルト層５やアスファルト表層４を残すとともに、図１１（ｂ）に示すように、残る周囲のアスファルト表層４及びグースアスファルト層５に沿って飛散防止シート４００を設置することにより、高温高圧噴射水を施工箇所のグースアスファルト層５に向かって噴射させた際の高温高圧噴射水の飛散を防止することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、この発明のデッキプレートはデッキプレート２に対応し、
以下同様に、
基層はグースアスファルト層５に対応し、
表層はアスファルト表層４に対応し、
鋼床版は鋼床版１に対応し、
所定の温度及び圧力は１４０度及び１５０ＭＰａに対応し、
高温高圧流体は高温高圧噴射水に対応し、
温度以上の温度は温度以上の１４０度に対応し、
剥離補助冶具はスクレーパ１２５に対応し、
加熱部は加熱タンク１１１に対応し、
噴射する流体は高温高圧噴射水に対応し、
加圧部は加圧ポンプ１１２に対応し、
噴射部は噴射ノズル１２４に対応し、
基層除去装置はグースアスファルト除去装置１００に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、上述の説明では、グースアスファルト層５に向けて噴射させる高温高圧噴射水は、所定圧力に昇圧するとともに、所定の温度に加熱した水を用いたが、水以外の液体やジェル体、あるいは粉体を用いてもよい。

また、高温高圧噴射水を、グースアスファルト層５を構成するグースアスファルトの軟化温度に設定したが、グースアスファルトの溶融温度を基準とした温度に加熱してもよい。
さらに、アスファルト表層４の除去とグースアスファルト層５の粗取りとをそれぞれ別工程で順に行ったが、アスファルト表層４の除去とグースアスファルト層５の粗取りとを同工程で一緒に行ってもよい。

１…鋼床版
２…デッキプレート
４…アスファルト表層
５…グースアスファルト層
１００…グースアスファルト除去装置
１１１…加熱タンク
１１２…加圧ポンプ
１２４…噴射ノズル
１２５…スクレーパ

Claims (4)

1. 鋼板製のデッキプレートと、グースアスファルト製の基層と、該基層上の表層とで構成された鋼床版における前記基層の除去方法であって、
   前記デッキプレートの連結部分における前記表層の撤去後、露出した前記基層を、バックホウなどのバケットを用いて、前記デッキプレートの連結部分に影響が及ばない程度の厚みを残して粗削りし、
   粗削りされて残った前記基層に所定の温度及び圧力の高温高圧流体を噴射して、前記連結部分における前記基層を除去する
   基層の除去方法。
2. 前記所定の温度が、
   前記基層を構成するグースアスファルトの溶融温度に基づく温度以上の温度である
   請求項１に記載の鋼床版における基層の除去方法。
3. 前記高温高圧流体が、
   １５０Ｍｐａ以上の圧力である
   請求項１または２に記載の鋼床版における基層の除去方法。
4. 前記高温高圧流体の噴射に伴い、剥離補助冶具によって補助しながら前記基層を剥離する
   請求項１乃至３のうちいずれかに記載の鋼床版における基層の除去方法。

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