超高性能繊維補強セメント系複合材料を現場で打設できる材料として改良し橋梁の床版の耐荷力と耐久性を高める技術を開発しました
2020-12-23 NEXCO中日本
NEXCO中日本は、鹿島建設株式会社と共同で、工場で製作する床版※1の材料として使用されている超高性能繊維補強セメント系複合材料（UHPFRC※2）を、橋梁の床版の劣化部の補修の際に現場で打設できる材料に改良し、床版の耐荷力と耐久性を高める技術を開発しましたので、お知らせします。
この材料は、橋梁の床版の劣化部を現場で補修・補強する従来の鋼繊維補強コンクリート（SFRC※3）と比べて、鋼繊維※4の長さや配合を変えることにより耐荷力と耐久性が向上し、将来的なメンテナンスコストの削減などが期待されています。
図1 UHPFRCを打設している状況（実証実験）
図2 鋼繊維
※1 床版：自動車などの荷重を受ける橋の床部分の部材のことで、受けた荷重を橋桁に伝えます
※2 Ultra High Performance Fiber Reinforced cement-based Composites
従来のSFRCより強度が高く、極めて緻密なセメント系材料を繊維で補強したセメント系材料
※3 Steel Fiber Reinforced Concrete：コンクリートを鋼繊維で補強したコンクリート
※4 鋼製の細い糸状の素材（図2）
開発の経緯
橋梁の床版をリニューアルする方法には、「床版全体を新たに取り換える方法」と、「床版上面を全面的に打ち換える方法」があり、橋梁の形式や床版の劣化状況などにより工事方法を検討しています。
このうち、「床版上面を全面的に打ち換える方法」が適する橋梁では、「UHPFRC」より強度の低い「SFRC」で補修する場合、耐荷力を高めるために床版を厚くする必要があり、その影響により床版の重量が増加するため、橋梁下部工の補強や橋梁部の路面が高くなることで生じる段差を擦り付ける工事が必要となる場合がありました。
これらの課題を解決するため、耐荷力の高い材料の「UHPFRC」を用いて現場で打設できる技術の開発を、鹿島建設株式会社と共同で進めてきました。
本技術の特徴
- 工場で製作する床版の材料として使用されていた「UHPFRC」を、床版の補修用として現場での打設を可能としたこと。
- 現場で「UHPFRC」の流動性を調整し、12%勾配までの整形を可能としたこと。
- 凍結防止剤などによる塩分や水分の浸入に対し、「UHPFRC」の高い緻密性により、床版が劣化しにくくしたこと。
- コンクリート床版と鋼床版のいずれの補修にも適用できること。
本技術による効果
「UHPFRC」は材料の緻密性が従来の「SFRC」に比べて高く、凍結防止剤などによる塩分や水分の浸入が長期的に抑制されることで、床版のメンテナンスコストが従来の3分の1程度に削減されることが期待されます。
また、「UHPFRC」で補修することにより耐荷力が高まり、床版の厚さを変える必要がなくなるので、床版補修に伴い必要となる橋梁の下部工の補強や、路面の段差解消工事に要するコストの削減が期待されます。
図3 橋梁の床版打替え概念図
今後の展開
本技術は、現在、特許出願中です。
橋梁の床版をリニューアルする新たな方法として、本技術による現場補修技術の適用に向けた試験工事のための施工方法の検討や施工手順などのマニュアルの整備を進め、早期の実用化を目指してまいります。
お問い合わせ先
- ・NEXCO中日本お客さまセンター （24時間365日対応）
