JP7299093B2

JP7299093B2 - 積層防水強化シートとそれを用いるコンクリート桁の防水強化工法

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Publication number: JP7299093B2
Application number: JP2019136798A
Authority: JP
Inventors: 拓也原田; 雄介豊田; 弘毅馬場; 範小幡; 理人近藤
Original assignee: Teijin Frontier Co Ltd; West Nippon Expressway Co Ltd; Nichireki Co Ltd; Central Nippon Expressway Co Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd; West Nippon Expressway Co Ltd; Nichireki Co Ltd; Central Nippon Expressway Co Ltd
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2039-07-25
Also published as: JP2021021206A

Description

本発明は積層防水強化シートとそれを用いるコンクリート桁の防水強化工法に関する。

橋梁における桁は、その上に配置される床版とともに、交通荷重を支え、それを橋台や橋脚に伝える重要な構造体であり、大きく分けて、橋軸方向に長い複数の板状部材を並べた鈑桁や、橋軸方向と直交する面での断面形状が中空箱型となっている箱桁、棒状部材で構成されるトラス構造を基本としてできているトラス桁などが汎用されている。

中でも箱桁は、断面が中空で箱型に閉じているので、ねじれに強く、支間長さが中規模以上の橋に適しているといわれている。箱桁は、通常、コンクリートを用いて構築されるコンクリート桁であり、その軽量化と高強度化を両立させるべく、供用時に掛かる荷重の位置や大きさ等を勘案して、中空箱型の側壁に相当するウエブを構成するコンクリート成型体中に鋼棒や鋼線などのプレストレストコンクリート（ＰＣ）鋼材を鉛直又は斜めに埋設して、鉛直方向又は鉛直成分を持った斜め方向に圧縮荷重を付与したプレストレストコンクリート（ＰＣ）桁として用いられるのが普通である。

しかし、箱桁のウエブ中に埋設されているＰＣ鋼材には、圧縮荷重とは反対に常時引張荷重が掛かっているので、万が一、何らかの原因でＰＣ鋼材が破断すると、破断したＰＣ鋼材が箱桁を構成しているコンクリート成型体の上面、すなわち上フランジの上面から外部に飛び出してしまうことが起こり得る。

一方、ＰＣ桁を対象としたものではないものの、上述したようなＰＣ鋼材の飛び出しを防ぐ技術としては、例えば特許文献１には、ＰＣ鋼材を水平方向に複数本配設したプレストレストコンクリート（ＰＣ）床版において、ＰＣ鋼材の端部に相当するＰＣ床版の表面にアラミド繊維などの強化繊維からなる補強シートを固着する技術が開示されている。また、特許文献２には、同じくＰＣ床版に対し水平横断方向に配置された複数本のＰＣ鋼材の端部を覆うようにサイドガードを設けるとともに、前記サイドガードの側面に、サイドガードの長手方向に延設された伸びにくい経糸と、サイドガードの横方向に延設された伸び易い緯糸と、前記経糸と緯糸とを結合する樹脂材料とを含む補強部材を配設する技術が開示されており、前記経糸としてアラミド繊維を用いることも記載されている。

しかしながら、特許文献１、２に開示された上記技術は、いずれも、ＰＣ床版中に水平方向に配設されたＰＣ鋼材がＰＣ床版の側面から飛び出すのを防止するものであり、コンクリート桁中に鉛直若しくは鉛直成分を持って斜めに配設されているＰＣ鋼材がコンクリート桁の上フランジの上面から飛び出すのを防止する技術ではない。

勿論、ＰＣ床版側面からのＰＣ鋼材の飛び出しを防止する技術を、ＰＣ桁の上フランジ上面に適用することも考えられないわけではないが、ＰＣ桁の上フランジには、例えば、特許文献３、４に示されるとおり、舗装層を浸透してくる雨水等からＰＣ桁を保護するために何らかの防水対策を施す必要がある。

したがって、仮に、特許文献１、２に開示されたＰＣ鋼材の飛び出し防止技術をＰＣ桁の上面に適用しようとすると、ＰＣ桁の上フランジ上面に、ＰＣ鋼材の飛び出しを防止する補強シート若しくは補強部材を配設した上で、さらに防水層を構築する必要がある。そのような施工は不可能ではないものの、工程数が増し、多大の労力と時間を要することが予想される。

特許第２７４２６７５号公報特許第３６２５４８４号公報特開２０１１－１０６１７６号公報特開２００４－１６９３４６号公報

本発明は、上記従来技術の状況に鑑み為されたもので、ＰＣ桁の上フランジ上面に不可欠であるとされる防水層の構築と、ＰＣ鋼材のコンクリート桁上面からの飛び出しを防止する強化層の構築とを、より少ない工程数で、より簡便に実現することを可能にする積層防水強化シートと、それを用いたコンクリート桁の防水強化工法、並びに前記防水強化工法によって構築されるコンクリート桁防水強化構造体を提供することを課題とする。

上記課題を解決すべく鋭意研究努力を重ねた結果、本発明者らは、従来からプライマーと貼付用アスファルトを介して床版上に貼着される流し貼り型の防水シートに着目し、これと、ＰＣ鋼材の飛び出しを防止するに足る強度を備えたアラミド繊維シートとを積層することにより、一枚の積層シートに防水機能とＰＣ鋼材の飛び出し防止機能を兼ね備えさせることに思い至った。そして、その積層されたシートの両面をアスファルト系材料で被覆し、両シートを構成する繊維間隙を介して前記両面を被覆するアスファルト系材料を連続させることによって両シートを一体化すると、当該一体化された積層シートは、従来の流し貼り型の防水シートと同様の施工工程によってコンクリート桁上に貼着でき、コンクリート桁に、防水機能とＰＣ鋼材の飛び出し防止機能とを兼ね備えた防水強化層を一挙に構築することができることを見出した。

すなわち、本発明は、不織布シートとアラミド繊維シートとが積層された積層シートであって、前記積層シートの外側を向いた両面がアスファルト系材料で覆われているとともに、前記両面を覆うアスファルト系材料が、前記不織布シート及び前記アラミド繊維シートの繊維間隙を通じて連続していることにより、前記不織布シートと前記アラミド繊維シートとが一体化されている積層防水強化シートを提供することによって上記課題を解決するものである。

本発明は、また、コンクリート桁の上に直接又は他層を介してプライマー層を存在させる工程、前記プライマー層の上に貼付用アスファルト層を存在させる工程、前記貼付用アスファルト層の上面に上述した積層防水シートを貼り付ける工程を含む、積層防水強化シートを用いるコンクリート桁の防水強化工法を提供することによって上記の課題を解決するものである。

なお、本発明が対象とするコンクリート桁は、ＰＣ鋼材が内部に鉛直若しくは鉛直成分を持って斜めに配設され、プレストレスが掛けられているＰＣ桁であり、典型的には箱桁、特にＰＣ鋼材が箱側壁に相当するウエブ内に鉛直若しくは鉛直成分を持って斜めに配設されている箱桁であるのが好ましいが、箱桁に限られるものではなく、ＰＣ鋼材がコンクリート成型体内に鉛直若しくは鉛直成分を持って斜めに配設されているコンクリート桁であれば箱桁でなくても良い。さらに、本発明が対象とするＰＣ桁は、プレテンション方式のものであっても良いし、ポストテンション方式のものであっても良く、プレテンション方式とポストテンション方式の両方を組み合わせたものであっても良い。

本発明は、さらに、コンクリート桁の上に構築された防水強化構造体であって、少なくとも、前記コンクリート桁中に配置されているＰＣ鋼材の長手方向に沿った中心線が前記コンクリート桁の上面と交差する点を覆う位置に上述した本発明に係る積層防水強化シートが貼り付けられているか構築されているコンクリート桁防水強化構造体を提供することによって、上記課題を解決するものである。

本発明によって提供される上記コンクリート桁防水強化構造体は、コンクリート桁に必要とされる防水機能と、コンクリート桁に埋設されているＰＣ鋼材の飛び出し防止機能の双方を備えており、極めて有用な構造体である。

本発明の積層防水強化シートによれば、防水機能とＰＣ鋼材の飛び出し防止機能の双方を備え、かつ、従来の流し貼り型の防水シートとほぼ変わらぬ施工工程でコンクリート桁上に配設することができる積層防水強化シート層を提供できるという利点が得られる。また、本発明のコンクリート桁の防水強化工法によれば、従来の流し貼り型の防水シートとほぼ変わらぬ施工工程で、防水機能とＰＣ鋼材の飛び出し防止機能の双方を備えた積層防水強化層をコンクリート桁上に構築することができるという利点が得られる。さらに、本発明のコンクリート桁防水強化構造体によれば、防水機能に優れ、雨水等の浸透に対しても強く、かつ、ＰＣ鋼材の万が一の破断時にも、破断したＰＣ鋼材がコンクリート桁上面、さらには、その上に舗設されるアスファルト混合物上に突出する恐れのないコンクリート桁防水強化構造体を提供することができるという利点が得られる。

本発明の積層防水強化シートの一例を示す斜視図である。図１に示す積層防水強化シートの部分断面拡大図である。本発明に係る防水強化工法によって構築されるコンクリート床版防水強化構造体の一例の層構成を示す斜視図である。本発明に係る防水強化工法によって構築されるコンクリート床版防水強化構造体の他の一例の層構成を示す斜視図である。本発明が対象とするコンクリート桁の一例を示す側面図である。図５のＸ－Ｘ’断面図の部分拡大図である。本発明に係るコンクリート桁防水強化構造体の垂直断面図である。従来の流し貼り型の防水シートを用いて防水層を構築した場合の層構成を示す斜視図である。コンクリート桁上に防水層とＰＣ鋼材の飛び出し防止層の双方を構築した場合の層構成を示す斜視図である。

以下、まず本発明に係る積層防水強化シートについて説明し、その後、本発明に係る防水強化工法並びに防水強化構造体について説明する。

Ａ：積層防水シート
本発明に係る積層防水強化シートは、上述したとおり、不織布シートとアラミド繊維シートとが積層された積層シートであって、前記積層シートの外側を向いた両面がアスファルト系材料で覆われているとともに、前記両面を覆うアスファルト系材料が、前記不織布シート及び前記アラミド繊維シートの繊維間隙を通じて連続していることにより、前記不織布シートと前記アラミド繊維シートとが一体化されている積層防水強化シートである。

上記積層防水強化シートに用いる不織布シートとしては、材質は天然繊維や半合成繊維、合成繊維などのうちから選ばれる、もしくはその組合せによりなり、特に限定されることはないが、ポリエステル不織布、ポリプロピレン不織布などの長繊維不織布のシートや、ポリエステル不織布などの短繊維不織布のシートを挙げることができる。中でも、弾性、耐水性、耐熱性、さらには耐候性に優れたポリエステル長繊維不織布のシートが好ましく用いられる。

不織布シートの目付量は、骨材の貫通を抑制でき、かつ、シートとしての適度なコシを維持して作業性を確保することができるとともに、アスファルト系材料を含浸させることができる量であれば良い。このような観点から、目付量は４０～３００ｇ／ｍ^２の範囲にあるのが好ましく、１８０～２５０ｇ／ｍ^２の範囲にあるのがより好ましい。目付量が４０ｇ／ｍ^２未満になると、必ずしも使用できないというわけではないが、シートとしてのコシが維持できなくなるとともに、不織布シートの上にアスファルト混合物を舗設した場合に、アスファルト混合物に含まれる骨材（特にその角部など）が不織布シートの繊維間に入り込んで繊維の間隙を押し広げ、防水機能を低下させる恐れがあるので好ましくない。

上記積層防水強化シートに用いるアラミド繊維シートとしては、繊維を経糸及び緯糸として２方向に配列した織物のシートが好ましく用いられ、中でも、経糸と緯糸を構成するアラミド繊維の種類、太さ、フィラメント数が同じである等方シートが特に好ましく用いられる。

また、万が一、ＰＣ鋼材が破断して飛び出したとしてもそのＰＣ鋼材の飛び出しを受け止め、上方へと突出させないためには、アラミド繊維シートを構成する繊維の引張強度は１５～４０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内にあるのが好ましく、１７～３５ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内のあるのがより好ましく、２０～３０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内にあるのがさらに好ましい。引張強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満になると、コンクリート桁中に配設されているＰＣ鋼材の長さにもよるが、ＰＣ鋼材の破断時、その飛び出しを十分に防止できなくなる可能性があるので好ましくない。一方、引張強度が４０ｃＮ／ｄｔｅｘ超になると、そのように高い引張強度を実現するためにフィラメントの本数や太さが増し、アスファルト系材料の含浸が十分に進行しない恐れがあるとともに、アラミド繊維シートと不織布シートとを積層した積層防水強化シートの厚さが必要以上に厚くなってしまう恐れがあるので好ましくない。

なお、アラミド繊維シートを構成する繊維の繊度としては特に限定されないが、総繊度として５００ｄｔｅｘ以上が好ましく、より好ましい範囲は１０００～１００００ｄｔｅｘ、更に好ましくは２０００～９０００ｄｔｅｘである。総繊度が５００ｄｔｅｘ未満ではアラミド繊維シートの強度や剛性が小さくなり、構成本数によってはアスファルトの含浸性が悪くなり、防水性の面で好ましくない。

また、繊維量でいえば、使用するアラミド繊維シートの繊維量は１００ｇ／ｍ^２～６００ｇ／ｍ^２の範囲内にあるのが好ましい。繊維量が１００ｇ／ｍ^２を下回ると、アスファルト系材料の含浸は良好であるものの、アラミド繊維シートの引張強度が不足し、ＰＣ鋼材の飛び出しを十分に抑制することができなくなる恐れがある。逆に、繊維量が６００ｇ／ｍ^２を上回ると、アスファルト系材料の含浸が十分に進行せず、積層される不織布シートとの一体化が不十分となる恐れがある。

上記積層防水強化シートに用いるアスファルト系材料としては、積層された不織布シートとアラミド繊維シートの両面を覆うとともに、両シートの繊維間隙内に良く含浸して両シートを一体化することができ、かつ、従来から流し貼り型の防水シートの施工に際し用いられている貼付用アスファルトやアスファルト混合物との接着性に優れるものが選ばれる。そのような物性を備えたアスファルト系材料であれば、基本的にどのような材料、組成からなるアスファルト系材料であっても本発明の積層防水強化シートに用いることができるが、好ましくは、アスファルト、熱可塑性樹脂、粘着付与剤、及び可塑剤を含み、それらの全量を１００質量部としたとき、アスファルトが０～５０質量部、熱可塑性樹脂が５～３０質量部、粘着付与剤が１０～８０質量部、及び可塑剤が１０～８０質量部の範囲にあるアスファルト系材料を使用するのが良い。

上記アスファルト系材料に用いるアスファルトとしては、ストレートアスファルトが好適に用いられる。アスファルトの針入度グレードに特段の制限はないが、望ましくは針入度が６０／８０のものを使用するのが良い。なお、本発明で使用するアスファルト系材料において、アスファルトは必須の成分ではなく、その他の配合成分である熱可塑性樹脂、粘着付与剤、及び可塑剤の種類や量を選択することによって、アスファルトを配合したときとほぼ変わらぬ物性が得られる場合には、アスファルトの配合量は０質量部であっても良い。

上記熱可塑性樹脂としては、スチレン－イソプレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン－ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、及びそれらの水添品などのスチレン系樹脂、エチレン・エチレンアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂などが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、そのいずれか１種を単独で使用しても良いし、いずれか２種以上を併用しても良い。中でも、スチレン－エチレン・ブチレン－スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）が耐熱性に優れており、好ましく用いられる。

上記粘着付与剤としては、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂、脂環族石油樹脂、水添石油樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、スチレン系樹脂、イソプレン系樹脂、クマロン・インデン樹脂などを用いることができる。これらの粘着付与剤は、上に列挙した各種樹脂のいずれか１種を単独で使用しても良いし、いずれか２種以上を併用しても良い。中でも、芳香族石油樹脂が、貼付用アスファルトやアスファルト混合物との接着性が良いので、好ましく用いられる。

上記可塑剤としては、脂肪族油、芳香族油、脂環族油、シリンダ油などを用いることができ、これらはいずれか１種を単独で使用しても良いし、いずれか２種以上を併用しても良い。中でも、熱可塑性樹脂として上記スチレン－エチレン・ブチレン－スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）を使用する場合には、これと相性が良い脂環族油、特にナフテン系の脂環族油を用いるのが望ましい。

本発明に係る積層防水強化シートは、上述したアスファルトを０～５０質量部、熱可塑性樹脂を５～３０質量部、粘着付与剤を１０～８０質量部、及び可塑剤を１０～８０質量部の範囲内で適宜混合して全量を１００質量部としたアスファルト系材料を加熱して溶融状態とし、これに、不織布シートとアラミド繊維シートとを積層した状態で浸漬することによって製造することができる。溶融状態にあるアスファルト系材料中に積層した不織布シートとアラミド繊維シートとを浸漬すると、溶融したアスファルト系材料が両シートの外側を向いた両面を覆うとともに、両シートの繊維間隙中に含浸し、アスファルト系材料が繊維間隙を通じて、両シートの両面で連続する。この状態で不織布シートとアラミド繊維シートの積層シートをアスファルト系材料から引き上げ、冷却すれば良い。

なお、浸漬は長尺状の不織布シートとアラミド繊維シートの積層シートを、溶融したアスファルト系材料中にその端部から順次浸漬しては引き上げる連続式で行っても良いし、適宜の長さに切断した不織布シートとアラミド繊維シートの積層シートを、切断された積層シート単位で順次浸漬するバッチ式で行っても良い。また、溶融したアスファルト系材料中に浸漬する代わりに、不織布シートとアラミド繊維シートの積層シート上に溶融したアスファルト系材料を塗布するか、又は溶融したアスファルト系材料を流下させることによって、本発明に係る積層防水強化シートを製造しても良い。

以上のようにして製造される本発明に係る積層防水強化シートの一例を図１に示す。図１において、１は本発明の積層防水強化シートであり、２は不織布シート、３はアラミド繊維シート、４ａは不織布シート２の外側を向いた面を覆うアスファルト系材料、４ｂはアラミド繊維シート３の外側を向いた面を覆うアスファルト系材料である。図１に示すとおり、不織布シート２とアラミド繊維シート３とは積層されており、それぞれのシートの外側を向いた面はアスファルト系材料４ａ、４ｂによって覆われている。なお、不織布シート２の外側を向いた面とは、図１に示すとおり、積層されているアラミド繊維シート３と対向する面とは反対側の面であり、同様に、アラミド繊維シート３の外側を向いた面とは、積層されている不織布シート２と対向する面とは反対側の面である。

図２は、図１に示す積層防水強化シート１の部分断面拡大図である。図２において、２ｆは不織布シート２を構成する不織布繊維であり、３ｆはアラミド繊維シート３を構成するアラミド繊維である。図２に示すとおり、不織布シート２を構成する不織布繊維２ｆ間には不規則な間隙があり、その間隙にはアスファルト系材料４ｃ_２が含浸、浸透している。同様に、アラミド繊維シート３を構成するアラミド繊維３ｆ間の間隙にもアスファルト系材料４ｃ_３が含浸、浸透している。そして、これら繊維間隙に含浸、浸透したアスファルト系材料４ｃ_２及び４ｃ_３を通じて、不織布シート２の外側を向いた面を覆うアスファルト系材料４ａと、アラミド繊維シート３の外側を向いた面を覆うアスファルト系材料４ｂとは連続しており、不織布シート２とアラミド繊維シート３とは一体化されている。因みに、アラミド繊維シート３を構成するアラミド繊維３ｆの繊維間隙は、０．１～５ｍｍの範囲であることがアスファルト系材料が十分に含浸するために必要で、好ましい範囲は０．５～４ｍｍ、更に好ましい範囲は０．８～３ｍｍである。繊維間隙が０．１ｍｍ未満であると、アスファルト系材料の含浸が不十分で防水効果が十分ではない。

Ｂ：防水強化工法及び防水強化構造体
次に、図面を用いて本発明に係るコンクリート桁防水強化工法、及びそれによって構築されるコンクリート桁防水強化構造体について説明する。

図３は、本発明に係る防水強化工法によって構築されるコンクリート床版防水強化構造体の一例の層構成を示す斜視図であり、便宜上、各層の位置をずらして表してある。図３において５はコンクリート桁である。

本発明に係るコンクリート桁防水強化構造体を構築するには、まず、コンクリート桁５の上面に一次プライマーを塗布又は散布して一次プライマー層６を存在させる。次いで、１次プライマー層６の上面に、例えば５号硅砂などの細骨材を散布して細骨材層７を形成した後、さらにその上面に２次プライマーを塗布又は散布して２次プライマー層８を存在させる。なお、１次プライマー層６又は２次プライマー層８のいずれか一方だけでコンクリート床版５との十分な接着性が得られる場合には、２次プライマー層８又は１次プライマー層６、及び細骨材層７は省略しても良い。続いて、２次プライマー層８の上面に貼付用アスファルトを塗布又は散布して貼付用アスファルト層９を存在させ、その上面に本発明に係る積層防水強化シート１を敷設して貼り付ける。なお、必要に応じて、２次プライマー層８の上面に３次プライマーを塗布又は散布して３次プライマー層（図示せず）を存在させ、その上面に積層防水強化シート１を敷設して貼り付けるようにしても良い。貼り付けられた積層防水シート１の上面にはアスファルト混合物１０が舗設され舗装層が構築される。

なお、積層防水強化シート１は、アラミド繊維シート３の側を下にして貼付用アスファルト層９上に貼り付けても良いし、不織布シート２の側を下にして貼付用アスファルト層９の上に貼り付けても良い。ただし、不織布シート２の側を下にした場合には、アラミド繊維シート３の側が上に来て、アラミド繊維シート３が、その表面を覆うアスファルト系材料だけを隔てて、アスファルト混合物１０と接することになる。そうすると、舗設後の転圧などによって、アスファルト混合物１０中の骨材がアラミド繊維シート３の方向に押圧されたとき、押圧された骨材がアラミド繊維シート３の繊維間隙に食い込んで、アラミド繊維シート３の織り目の間隙を不必要に拡大し、ＰＣ鋼材の飛び出し防止効果を減弱させてしまう恐れがある。

これに対し、アラミド繊維シート３の側を下にして貼付用アスファルト層９の上に貼り付けた場合には、不織布シート２が上に来ることになるが、不織布シート２の繊維間隙は不規則で、かつアラミド繊維シート３程には粗くないので、アスファルト混合物１０中の骨材が当接しても、不織布シート２の繊維間に骨材が食い込むことは少なく、不織布の繊維間隙を不必要に拡大してしまう恐れもない。したがって、アラミド繊維シート３の繊維間隙が不必要に拡大され、ＰＣ鋼材の飛び出す防止効果が減弱される恐れを少なくするという観点からは、アラミド繊維シート３の側を下にして貼付用アスファルト層９の上に貼り付けるのが好ましい。

本発明に係る積層防水強化シート１は、一枚で防水機能とＰＣ鋼材の飛び出し防止機能の双方を備えているので、本発明に係る積層防水強化シートを用いて構築されるコンクリート桁防水強化構造体は、防水機能に優れ、雨水等の浸透を良く防止するとともに、万が一、コンクリート桁５中に配設されているＰＣ鋼材（図示しない）が破断したとしても、破断したＰＣ鋼材のコンクリート桁５の上面からの飛び出しを防止することができる。

図８は、従来の流し貼り型の防水シートを用いる防水工法によって構築される防水層の層構成の一例を示す図である。図８において、１１はコンクリート桁、１２は防水シートであり、その他、図３におけると同じ層には同じ符号を付してある。

図３と図８とを比較すると明らかなように、図３に示す本発明に係るコンクリート桁防水強化工法は、図８に示す従来の防水工法に比べて、防水シート１２の代わりに積層防水強化シート１が用いられているだけで、その他の層構成においては何ら異なるところがない。したがって、本発明のコンクリート桁防水強化工法によれば、流し貼り型の防水シートを用いる従来の防水工法とほぼ同じ労力及び時間で、コンクリート桁上に防水機能とＰＣ鋼材の飛び出し防止機能の双方を備えた積層防水強化層を構築することができるものである。

図９は、本発明に係る積層防水強化シート１を用いないで、コンクリート桁５上に防水層と、ＰＣ鋼材の飛び出し防止層の双方を構築した場合の層構成の一例を示す図であり、図８におけると同じ層には同じ符号を付してある。

図９において、１３はプライマー層、１４ａ、１４ｂは貼付用樹脂層、１５はアラミド繊維シートである。図９に示すとおり、防水シート１２とは別にアラミド繊維シート１５を用いてＰＣ鋼材の飛び出し防止層を構築しようとすると、コンクリート桁５上にプライマーを塗布又は散布してプライマー層１３を存在させ、さらにその上面に貼付用樹脂を塗布又は散布して貼付用樹脂層１４ａを存在させた後、アラミド繊維シート１５を敷設し、さらに敷設したアラミド繊維シート１５上貼付用樹脂を塗布又は散布して貼付用樹脂層１４ｂを存在させる工程が必要となり、工程数が大幅に増え、多大な労力と時間が必要となる。

これに対して、図３に示す本発明のコンクリート桁防水強化工法によれば、上述したとおり、流し貼り型の防水シートを用いる従来の防水工法とほぼ同じ工程数でコンクリート桁上に防水機能とＰＣ鋼材の飛び出し防止機能の双方を備えた積層防水強化層を構築することができるので、極めて便利かつ効率的である。

図４は、本発明に係るコンクリート桁防水強化工法の他の一例によって構築されるコンクリート床版防水強化構造体の層構成を示す斜視図である。図４において、図３におけると同じ層には同じ符号を付してある。図４において、１６は第二アラミド繊維シートであり、本発明に係る積層防水強化シート１に加えて、第二アラミド繊維シート１６が用いられている点が、先に図３に示した例とは異なっている。

積層防水強化シート１に加えて、その下層に第二アラミド繊維シート１６を配設するには、先に図９において説明したのと同様に、コンクリート桁５上にプライマー層１３を存在させ、その上に貼付用樹脂層１４ａを存在させた後、第二アラミド繊維シート１６を敷設し、さらにその上に貼付用樹脂層１４ｂを存在させれば良い。

このように、図４に示すコンクリート桁防水強化工法は、図３に示したコンクリート桁防水強化工法に比べると工程数が多いものではあるが、構築されるコンクリート桁防水強化構造体は、防水機能とＰＣ鋼材の飛び出し防止機能とを兼ね備えた積層防水強化シート１に加えて、第二アラミド繊維シート１６を備えているので、ＰＣ鋼材の飛び出し防止機能が強化されており、例えば、コンクリート桁中に配設されているＰＣ鋼材が比較的長く、破断したときの飛び出し速度が速いことが予想されるコンクリート桁に対しても十分に適用、対応することが可能な構造体である。

なお、第二アラミド繊維シート１６としては、積層防水強化シート１に使用するアラミド繊維シート３と同じものを用いても良いし、異なるものを用いても良い。第二アラミド繊維シート１６には、アスファルト系材料を含浸、浸透させる必要がないので、積層防水強化シート１に使用するアラミド繊維シート３よりも、繊維量が多く、繊維の引張強度が大きいものを使用することができる。とはいえ、積層防水強化シート１と第二アラミド繊維シート１６の二層によって、ＰＣ鋼材の飛び出しを防止することになるので、積層防水強化シート１に使用するアラミド繊維シート３よりも繊維量が同じか少なく、繊維の引張強度が同程度か小さいものであっても十分に使用することが可能である。

以上の説明では、工場等で製造された既存の積層防水強化シート１を用いるコンクリート桁防水強化工法について説明したが、本発明に係るコンクリート桁防水強化工法においては、積層防水強化シート１を施工現場で製造するようにしても良い。すなわち、図３における貼付用アスファルト層９上に積層防水強化シート１を貼り付けて敷設する工程に代えて、貼付用アスファルト層９上にアスファルト系材料を塗布又は散布する工程、塗布又は散布されたアスファルト系材料の上に、アラミド繊維シート３及び不織布シート２をこの順に、又は逆の順に敷設する工程、及び、敷設されたアラミド繊維シート３及び不織布シート２の上にさらにアスファルト系材料を塗布又は散布する工程を備えるようにしても良い。

上記工程に使用されるアスファルト系材料は、高温の溶融状態で塗布又は散布され、アラミド繊維シート３と不織布シート２との積層シートを上下から挟み込むことになるので、積層されたアラミド繊維シート３の外側を向いた面と、不織布シート２の外側を向いた面がアスファルト系材料で覆われるとともに、両面を覆うアスファルト系材料が、両シートを構成する繊維の間隙に含浸、浸透して、両シートの繊維間隙を通じて連続し、一体化した積層防水強化シート１が、貼着用アスファルト層９の上に、施工現場において構築されることになる。

なお、アラミド繊維シート３と不織布シート２の敷設は、先に塗布又は散布されたアスファルト系材料が未だ溶融状態にあるうちに行っても良いが、時間的にタイトである場合には、先に塗布又は散布されたアスファルト系材料が冷えて硬化した後に行っても良い。先に塗布又は散布されたアスファルト系材料が冷えて硬化した後に、アラミド繊維シート３及び不織布シート２を敷設する場合であっても、敷設されたアラミド繊維シート３及び不織布シート２の上面にさらに塗布又は散布されるアスファルト系材料は、高温で溶融状態にあるので、不織布シート２及びアラミド繊維シート３の繊維間隙に含浸、浸透し、それらシートの下に位置する硬化したアスファルト系材料と接触し、少なくともその一部を溶解して一体化することができる。

このように、本発明に係るコンクリート桁防水強化工法においては、積層防水強化シート１を施工現場で構築することも可能である。なお、積層防水強化シート１を施工現場で構築する場合にも、その下層に第二アラミド繊維シート１６を貼り付ける工程を付随する他の工程とともに、含めても良いことは勿論である。

図５は、本発明が対象とするコンクリート桁の一例を示す側面図である。図５において、５はコンクリート桁であり、１７ａ、１７ｂは橋台、１８は橋脚である。図中、両方向矢印Ａで示すのが橋軸方向である。コンクリート桁５は、図５に（Ｘ）及び（Ｙ）として併せて示すＸ－Ｘ’断面図及びＹ－Ｙ’断面図に示すとおり、上フランジ１９、下フランジ２０、及び左右のウエブ２１で囲まれた中空の箱状の空洞を内部に有する箱桁である。

図６は、図５に示すＸ－Ｘ’断面図における円Ｚの部分だけを取り出して示す部分拡大図である。図６において、５ｓはコンクリート桁５の上面、２２はコンクリート桁５のウエブ２１に設けられたシース、２３は同じくウエブ２１に設けられた端部用シース、２４はＰＣ鋼材、２５はＰＣ鋼材の上部先端部に設けられたネジ部、２６はナット、ＬｖはＰＣ鋼材２４の長手方向に沿った中心線、Ｑは中心線Ｌｖとコンクリート桁５の上面５ｓとが交差する点である。

図６に示すとおり、コンクリート桁５のウエブ２１の内部にはシース２２が形成されており、シース２２内にはＰＣ鋼材２４が鉛直に挿入されている。ＰＣ鋼材２４の上部端は、ネジ部２５と、それと螺合するナット２６によって端部用シース２３内に固定され、ウエブ２１に鉛直方向に圧縮力を加えるとともに、自身には引張力が付与された状態で、コンクリート桁５のウエブ２１内に配設されている。

図７は、図６に示すコンクリート桁５にコンクリート桁防水強化工法を施工して得られるコンクリート桁防水強化構造体の垂直断面図である。図７に示すとおり、本発明に係る積層防水強化シート１は、ＰＣ鋼材２４の長手方向に沿った中心線Ｌｖが、コンクリート桁５の上面５ｓと交差する点Ｑを覆う位置に貼り付け又は構築されている。１０はアスファルト混合物である。当該コンクリート桁防水強化構造体は、防水機能を備えていることは勿論、万が一のＰＣ鋼材２４の破断時にも、そのコンクリート桁５の上面５ｓ、更にはその上に舗設されるアスファルト混合物１０よりも上方への飛び出しを有効に防止し得る優れた構造体である。

なお、以上述べたことは、ＰＣ鋼材が斜めに配設されているＰＣ桁についても同様であり、ＰＣ鋼材がコンクリート桁中に斜めに配設されている場合においても、当該ＰＣ鋼材の長手方向に沿った中心線がコンクリート桁の上面と交差する点を覆う位置に本発明の積層防水強化シート１を貼り付けるか、構築すれば良い。

以上説明したとおり、本発明の積層防水強化シート及びそれを用いるコンクリート桁の防水工法によれば、より少ない工程と軽減された労力で、防水機能のみならず、破断時のＰＣ鋼材の飛び出し防止機能を有する積層防水強化層をコンクリート桁上に構築することができる。前記積層防水強化層を備えたコンクリート桁防水強化構造体は、雨水等の浸透からコンクリート桁を守る防水機能だけでなく、万が一の破断時にもＰＣ鋼材の飛び出しを防止する機能を有しており、極めて有用である。本発明の積層防水強化シート及びそれを用いるコンクリート桁の防水強化工法が斯界にもたらす影響は多大であり、その産業上の有用性は明白である。

１積層防水シート
２不織布シート
３アラミド繊維シート
４ａ、４ｂ、４ｃアスファルト系材料
５、１１コンクリート桁
６、８、１３プライマー層
７細骨材層
９貼付用アスファルト層
１０アスファルト混合物
１２防水シート
１４ａ、１４ｂ貼付用樹脂層
１５アラミド繊維シート
１６第二アラミド繊維シート
１７ａ、１７ｂ橋台
１８橋脚
１９、２０フランジ
２１ウエブ
２２、２３シース
２４ＰＣ鋼材
２５ネジ部
２６ナット
Ｌｖ中心線
ＱＰＣ鋼材とコンクリート桁の上面とが交差する点

Claims

不織布シートとアラミド繊維シートとが積層された積層シートであって、前記積層シートの外側を向いた両面がアスファルト系材料で覆われているとともに、前記両面を覆うアスファルト系材料が、前記不織布シート及び前記アラミド繊維シートの繊維間隙を通じて連続していることにより、前記不織布シートと前記アラミド繊維シートとが一体化されている積層防水強化シートであって、
前記アラミド繊維シートは、シートを構成する繊維の引張強度が１５～４０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内にあるとともに、総繊度が５００ｄｔｅｘ以上、繊維間隙が０．１～３ｍｍの範囲にあり、
前記積層シートの外側を向いた両面を覆う前記アスファルト系材料のさらに外側に、無機質粒子又は無機質粒子を含有する合成樹脂を含む層、及び合成樹脂又は無機質粒子を含有する合成樹脂を含む層のいずれもが積層されていない、コンクリート桁の防水強化に用いられる、積層防水強化シート。
前記アスファルト系材料がアスファルト、熱可塑性樹脂、粘着付与剤、及び可塑剤を含み、それらの全量を１００質量部としたとき、アスファルトが０～５０質量部、熱可塑性樹脂が５～３０質量部、粘着付与剤が１０～８０質量部、及び可塑剤が１０～８０質量部の範囲にある請求項１記載の積層防水強化シート。
前記不織布シートの目付量が４０～３００ｇ／ｍ^２である請求項１又は２記載の積層防水強化シート。
前記アラミド繊維シートが、繊維量が１００ｇ／ｍ^２～６００ｇ／ｍ^２の範囲内にあるアラミド等方繊維シートである請求項１～３のいずれかに記載の積層防水強化シート。
コンクリート桁の上に直接又は他層を介してプライマー層を存在させる工程、前記プライマー層の上に貼付用アスファルト層を存在させる工程、前記貼付用アスファルト層の上面に、不織布シートとアラミド繊維シートとが積層された積層シートであって、前記積層シートの外側を向いた両面がアスファルト系材料で覆われているとともに、前記両面を覆うアスファルト系材料が、前記不織布シート及び前記アラミド繊維シートの繊維間隙を通じて連続していることにより、前記不織布シートと前記アラミド繊維シートとが一体化されている積層防水強化シートを、前記アラミド繊維シート側又は前記不織布シート側を下にして貼り付ける工程を含む、積層防水強化シートを用いるコンクリート桁の防水強化工法。
さらに、前記プライマー層を存在させる工程の前に、前記コンクリート桁の上に直接又は他層を介してプライマー層を存在させる工程、及び第二アラミド繊維シートを貼り付ける工程を含む、請求項５記載のコンクリート桁の防水強化工法。
積層防水強化シートを貼り付ける前記工程に代えて、前記積層防水強化シートに用いられるアスファルト系材料を塗布する工程、塗布された前記アスファルト系材料の上に前記積層防水強化シートに用いられるアラミド繊維シートと不織布シートとを、この順で、または逆の順で、敷設する工程、敷設された前記不織布シート又は前記アラミド繊維シートの上面に前記アスファルト系材料を塗布する工程を含む積層防水強化シートの現場構築工程を備える、請求項５又は６記載のコンクリート桁の防水強化工法。
前記積層防水強化シートを貼り付ける位置又は構築する位置が、前記コンクリート桁中に配置されているＰＣ鋼材の長手方向に沿った中心線が前記コンクリート桁の上面と交差する点を覆う位置に選ばれている請求項５～７のいずれかに記載のコンクリート桁の防水強化工法。
さらに、貼り付けられた前記積層防水強化シート又は構築された前記積層防水強化シートの上に、アスファルト混合物を舗設する工程を含む請求項５～８のいずれかに記載のコンクリート桁の防水強化工法。