(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物の面状に広がる不充填部又は劣化部を補修対象部として特定する工程と、
前記補修対象部を横断する長さの溝を設ける工程と、
前記溝と投影される位置に、その溝より深く、かつ前記補修対象部の深さより深くまで注入孔を設ける工程と、
前記注入孔及び前記溝に補修材を充填する工程とを有することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
【請求項２】
コンクリート構造物の面状に広がる不充填部又は劣化部を補修対象部として特定する工程と、
前記補修対象部の深さより深くまで注入孔を設ける工程と、
前記注入孔と投影される位置に、その注入孔より浅く、かつ前記補修対象部を横断する長さの溝を設ける工程と、
前記注入孔及び前記溝に補修材を充填する工程とを有することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
【請求項３】
前記溝を、間隔を置いて複数、設けることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート構造物の補修方法。
【請求項４】
前記補修対象部及び前記溝の表面を被覆材で被覆した後に補修材を充填することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の補修方法。
【請求項５】
前記溝に、その長手方向に向けた引張材を埋設させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の補修方法。
【請求項６】
コンクリート構造物の面状に広がる不充填部又は劣化部である補修対象部の表層に、その補修対象部を横断する長さで設けられる溝と、
前記溝と投影される位置に、その溝より深く、かつ前記補修対象部の深さより深くまで形成される注入孔と、
前記溝及び前記注入孔に充填されるとともに前記補修対象部に浸透される補修材とを備えたことを特徴とするコンクリート構造物の補修構造。
【請求項７】
前記補修対象部及び前記溝の表面を被覆する被覆材を備えたことを特徴とする請求項６に記載のコンクリート構造物の補修構造。
【請求項８】
前記溝の長手方向に沿って埋設される引張材を備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載のコンクリート構造物の補修構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの覆工や橋梁などのコンクリート構造物において、コンクリートが充分に充填されていない箇所又は劣化やひび割れが生じている箇所などの補修対象部に対して、補修をおこなう際のコンクリート構造物の補修方法及び補修構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄筋コンクリートやプレストレストコンクリートなどによって構築されたトンネルの覆工、橋梁の床版や橋脚などの表面には、コンクリート充填時の材料分離や締め固め不足、あるいは経年劣化や繰り返し載荷による疲労等によって、補修を必要とする補修対象部が発生することが知られている（特許文献１乃至３参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１には、コンクリート構造物の支柱や壁面等に生じたひび割れの表層部付近に筒状の注入穴を設け、その注入穴を使って補修材をひび割れに注入する補修方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、コンクリート構造物の補修対象部に間隔を置いて複数のスリットを設けるとともに、補修対象部の表面を繊維補強樹脂シートなどの面状補強材で被覆し、スリット内に充填した補強用充填材と面状補強材とを一体化させる補修方法が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、コンクリート構造物の表面に溝を設け、その溝に沿って鋼材を配置し、接着剤によってコンクリート構造物と鋼材とを一体化させる補修方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１２３６７０号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９２８３号公報
【特許文献３】特公昭４８−２２０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、補修対象部がコンクリート充填時の材料分離や締め固め不足等によって生じた不充填部の場合、３次元方向に広がって存在することになるため、その不充填部をはつり取って補修材を充填させる方法が一般的に行なわれている。
【０００８】
そして、この不充填部をはつり取る方法では、はつり取った面が界面となって構造上の弱部になり易いうえに、経年的な劣化による界面剥離が生じやすい。また、はつり作業の振動や衝撃によって、不充填部の周辺のコンクリートにも微細なひび割れが生じ、強度や耐久性を低下させるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、補修材を補修対象部に充分に浸透させることが可能なコンクリート構造物の補修方法及び補修構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明のコンクリート構造物の補修方法は、コンクリート構造物の補修対象部を特定する工程と、前記補修対象部に対して溝を設ける工程と、前記溝と投影される位置に、その溝より深い注入孔を設ける工程と、前記注入孔及び前記溝に補修材を充填する工程とを有することを特徴とする。なお、前記補修対象部に対して注入孔を設ける工程と、溝を設ける工程とは順序が逆であってもよい。
【００１１】
ここで、前記注入孔は、前記補修対象部の深さより深くまで形成するのが好ましい。また、前記溝は、前記補修対象部を横断する長さに形成するのが好ましい。さらに、前記溝は、間隔を置いて複数、設けることができる。
【００１２】
また、前記補修対象部及び前記溝の表面を被覆材で被覆した後に補修材を充填することができる。さらに、前記溝に、その長手方向に向けた引張材を埋設させてもよい。
【００１３】
また、本発明のコンクリート構造物の補修構造は、コンクリート構造物の補修対象部の表層に設けられる溝と、前記溝と投影される位置に、その溝より深く形成される注入孔と、前記溝及び前記注入孔に充填される補修材とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記補修対象部及び前記溝の表面を被覆する被覆材を備えた構成とすることができる。また、前記溝の長手方向に沿って埋設される引張材を備えた構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された本発明のコンクリート構造物の補修方法は、補修対象部に対して溝と、その溝より深く、その溝に連通する注入孔を設ける。そして、この注入孔と溝に補修材を充填する。
【００１６】
このため、補修対象部の面方向及び深度方向に広がりをもって補修材を浸透させることができる。
【００１７】
また、注入孔を補修対象部の深さより深くまで形成することで、補修対象部と健全部との境界付近においても充分な補強をおこなうことができる。
【００１８】
さらに、補修対象部を横断する長さの溝を形成することによって、補修対象部の隅々にまで補修材を浸透させることができる。また、複数の溝を設けることによって、溝の長手方向と交差する方向に広がる補修対象部にも、補修材を広く浸透させることができる。
【００１９】
さらに、補修対象部及び溝の表面を被覆材で被覆することで、上方を向いていないコンクリート構造物の表面に対しても、補修材を漏出させることなく補修をおこなうことができる。
【００２０】
また、溝に沿って引張材を埋設することで、コンクリート構造物の溝の長手方向の引張耐力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態のコンクリート構造物の補修方法を説明する図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はコンクリート構造物の下面側から見た一部破断図である。
【図２】本発明の実施の形態のコンクリート構造物の補修方法の工程を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態のコンクリート構造物の補修構造を説明する図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はコンクリート構造物の下面側から見た図である。
【図４】実施例のコンクリート構造物の補修方法を説明する図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はコンクリート構造物の下面側から見た図である。
【図５】効果確認試験を説明する図であって、（ａ）は供試体の断面図、（ｂ）は供試体の下面側から見た図である。
【図６】効果確認試験の試験結果を示した図であって、（ａ）は曲げ強度試験結果を示した図、（ｂ）は補修材の充填率を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、トンネルの覆工又は橋梁の床版などの鉄筋コンクリートやプレストレストコンクリートなどによって構築されるコンクリート構造物１の表層付近を拡大して示した図である。なお、図１（ａ）では、コンクリート構造物１の表面は下面となっており、図１（ｂ）は、その表面を真下から見た図である。
【００２４】
このようなコンクリート構造物１には、コンクリート充填時の材料分離や締め固め不足などによって不充填部１１が発生している場合がある。本実施の形態では、この不充填部１１を補修対象部として補修をおこなう。
【００２５】
この不充填部１１は、その周囲の健全部に比べて空隙が多く、コンクリート構造物１の構造上の弱部となるだけでなく、劣化を促進させたり、剥離の原因となったりすることがある。
【００２６】
本実施の形態のコンクリート構造物１の補修方法では、まず、目視による外観観察や非破壊検査によって、不充填部１１の範囲を特定する（図２（ａ）参照）。ここで、非破壊検査には、超音波法や赤外線法などが適用できる。
【００２７】
そして、この不充填部１１の表層に、図１に示すようなスリット状の溝２を設ける。この溝２は、不充填部１１の幅よりも長く、不充填部１１を横断する長さにハンドカッターやウォータジェットなどによって形成される（図２（ｂ）参照）。
【００２８】
例えば、この溝２は、幅2〜10mm、深さは幅の0.1倍以上、長さは幅の10倍以上に形成される。また、不充填部１１が図１（ｂ）に示すように横方向に広がっている場合は、例えば30〜300mmの間隔を置いて、複数の溝２，２を設ける。
【００２９】
また、不充填部１１の溝２に重なる位置（溝２と投影される位置）に、不充填部１１の深度方向に向けて注入孔３を穿孔する。この注入孔３は、溝２の幅と略同じ直径の孔で、図１（ａ）に示すように、不充填部１１よりも深い位置まで形成される。
【００３０】
また、図１に示すように、一つの溝２に対して複数本の注入孔３，３を設ける場合は、溝２の長手方向に例えば30mm以上の間隔を置いて設ける。図１は、不充填部１１に対して、平行な２本の溝２，２と、それぞれの溝２に２本の注入孔３，３が設けられた形態となっている。
【００３１】
一方、これらの溝２，２と不充填部１１の表面は、被覆材４によって被覆をおこなう。この被覆材４は、後述する補修材３２の漏出を防止するシール材であって、シート状又は板状の部材が使用できる。
【００３２】
また、被覆材４を、炭素繊維、アラミド繊維若しくはガラス繊維などの繊維が混入された繊維補強樹脂（ＦＲＰ）、ステンレス板又は鋼板などによって成形すれば、不充填部１１の表面を補強することができる。
【００３３】
この被覆材４は、接着剤などによって溝２の開口及び不充填部１１の表面に固定される。なお、溝２と注入孔３，３とが重なる位置には被覆材４は配置されない。
【００３４】
そして、この注入孔３から注入される補修材３２には、有機系、セメント系若しくはポリマーセメント系などの注入材、有機系、ポリマーセメント系若しくは樹脂モルタル系などの断面修復材、又はポリマー含浸材などの浸透性固化材などが使用できる。この補修材３２として、浸透性の高い固化材を使用することで、不充填部１１の空隙に充分に浸透させることができる。
【００３５】
この補修材３２は、例えば図２（ｄ）に示すような注入器３１を注入孔３に装着して注入することができる。注入器３１によって、加圧状態で注入孔３に充填された補修材３２は、溝２の内空にも広がって、注入孔３及び溝２の壁面から不充填部１１に浸透していくことになる。
【００３６】
図３は、上述した補修構造とは異なる補修構造の構成を示した図である。この図３に示した補修構造では、不充填部１１に対して、それを横断する４本の溝２，・・・が平行に形成されるとともに、各溝２には、それぞれ１本の注入孔３が穿孔されている。
【００３７】
また、この注入孔３は、隣接する溝２の注入孔３との位置関係で千鳥配置となるように位置をずらして穿孔される。そして、溝２及び注入孔３には、図３（ａ）に示すように補修材３２が隙間無く充填される。
【００３８】
さらに、図示はされていないが、溝２，・・・及び注入孔３，・・・に充填された補修材３２は、不充填部１１の深度方向及び面方向（横方向）に広がって浸透することになる。
【００３９】
次に、本実施の形態のコンクリート構造物１の補修方法及び補修構造の作用について説明する。
【００４０】
このように構成された本実施の形態のコンクリート構造物１の補修方法では、不充填部１１に対して、溝２と、その溝２よりも深い注入孔３を設ける。そして、連通状態となる注入孔３と溝２に補修材３２を充填する。
【００４１】
例えば不充填部１１に対して、所々に注入孔３，・・・を点在させただけでは、注入孔３，・・・の周囲にだけ補修材３２が浸透するに過ぎない。また、不充填部１１の表層に溝２，・・・を設けただけでは、不充填部１１の表層が補強されるに過ぎない。
【００４２】
これに対して、注入孔３に連通される溝２が形成される本実施の形態の補修方法及び補修構造では、注入孔３に充填された補修材３２が、溝２に迅速に広がって、溝２と注入孔３の両方の壁面から不充填部１１に浸透していくことになるので、不充填部１１の面方向及び深度方向に広がりをもって補修材３２を浸透させることができる。
【００４３】
そして、補修材３２を充分に不充填部１１に浸透させることで、補修材３２を介して健全部と不充填部１１とが一体化されたコンクリート構造物１の補修構造が形成され、充分な曲げ強度を確保することができる。
【００４４】
また、不充填部１１をはつり取ることをしないため、はつり作業の振動や衝撃によって不充填部１１周辺の健全部にひび割れを発生させて強度や耐久性を低下させるおそれもない。さらに、構造上の弱部になり易いはつり面ができないため、界面剥離などが発生しない。
【００４５】
また、不充填部１１及び溝２の表面を被覆材４で被覆することで、トンネルの覆工の天井や側壁、橋梁の床版の下面や橋脚の側面などの上方を向いていないコンクリート構造物１の表面に対しても、補修材３２を漏出させることなく充填をおこなうことができる。
【００４６】
さらに、不充填部１１を横断する長さの溝２を形成することによって、不充填部１１の隅々にまで補修材３２を浸透させることができる。また、複数の溝２，・・・を設けることによって、溝２の長手方向と直交する方向に面状に広がる不充填部１１にも、補修材３２を広く浸透させることができる。
【００４７】
そして、注入孔３を不充填部１１の深さより深くまで形成することで、不充填部１１と健全部との境界付近にも充分に補修材３２が浸透して強固に結合させることができる。
【実施例１】
【００４８】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例について、図４を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００４９】
この実施例で説明するコンクリート構造物１の補修方法及び補修構造では、溝２の長手方向に沿って引張材５が配置される。
【００５０】
この引張材５には、ステンレスなどの鋼材又は鋼繊維や有機繊維などの繊維補強材を溝２と同程度の長さに成形したものを使用することができる。この引張材５を溝２に設置するに際しては、図４（ａ）に示すように、スペーサや吊り材などの取付具５１を使って溝２の中央に配置する。
【００５１】
そして、引張材５が配置された溝２に補修材３２が充填されると、引張材５の周囲には補修材３２が充填されて、コンクリート構造物１と引張材５とが補修材３２によって一体化される。
【００５２】
このように、溝２の長手方向に沿って引張抵抗となる引張材５を埋設することで、コンクリート構造物１表面の溝２の長手方向の引張耐力を高めることができる。
【００５３】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。
【実施例２】
【００５４】
以下、前記した実施の形態及び実施例１のコンクリート構造物１の補修方法及び補修構造の効果を確認した試験結果について説明する。
【００５５】
この実施例２では、図５（ａ）に示すように、支点６１，６１上に設置された四角柱状の供試体６に、二点で荷重Ｐ，Ｐを載荷することによって載荷試験をおこなった。ここで、供試体６は、表１に示す５種類を製作し、各供試体に対して試験をおこなった。
【００５６】
【表１】
0005607341.tif 000002
【００５７】
すなわち、「健全」という名称の供試体は、材料分離などの不充填部１１が無い供試体であり、不充填部１１があるのに補修がされない「補修無し」の供試体が、補修によって「健全」の供試体と同程度の強度となれば、補修効果があったものといえる。
【００５８】
また、「注入孔のみ」という名称の供試体は、従来からおこなわれている補修方法の効果を確認するために製作した。
【００５９】
そして、「溝＋注入孔」という名称の供試体は、前記実施の形態で説明した補修構造に相当する（本発明１）。また、「溝＋注入孔＋引張材」という名称の供試体は、前記実施例１で説明した溝２と注入孔３が設けられたうえに溝２に引張材５が配設される補修構造に相当する（本発明２、図６（ａ），（ｂ）参照）。
【００６０】
ここで、溝２は、深さが20mmまでは幅4.5mm〜6.0mmとし、それ以深は幅2.0mmとした。また、平行な２本の溝２，２の間隔は50mmとした。さらに、注入孔３は、直径を10mm、深さを100mmとした。また、引張材５は、直径3mmのステンレス鋼（ＳＵＳ）棒とした。また、補修材３２にはエポキシ樹脂を使用した。
【００６１】
図６（ａ）は、載荷試験によって得られた各供試体の曲げ強度を示した棒グラフである。この結果から、「補修無し」と「注入孔のみ」の供試体は、「健全」の供試体の曲げ強度を大きく下回っているが、本発明１の「溝＋注入孔」は「健全」と同程度の曲げ強度を示し、本発明２の「溝＋注入孔＋引張材」は「健全」より大きな曲げ強度を示した。
【００６２】
一方、図６（ｂ）には、補修材３２であるエポキシ樹脂の充填率を棒グラフで示した。この結果、注入孔３のみを設けて不充填部１１の充填をおこなう従来の方法に比べて、溝２を設ける本発明１，２の構成は、補修材３２の充填率が高く、不充填部１１に広く補修材３２を浸透できることが確認された。
【００６３】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００６４】
例えば、前記実施の形態及び実施例では、補修対象部としてコンクリートの材料分離や締め固め不足などによって生じる不充填部１１を補修する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、ひび割れが発生している箇所又は経年劣化や疲労などによる劣化部を補修対象部としてもよい。
【００６５】
また、前記実施の形態及び実施例では、溝２を直線状に形成したが、これに限定されるものではなく、溝は曲線状でもよい。さらに、溝は、長手方向に連続していなくてもよく、断続的に形成されていてもよい。
【００６６】
また、前記実施の形態及び実施例では、複数の溝２，・・・を平行に設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、補修対象部の形状に合わせて、複数の溝が交差する形態や不充填部１１の一部を囲むような形態の溝であってもよい。
【００６７】
さらに、前記実施の形態及び実施例では、注入孔３はコンクリート構造物１の表面に対して直交する方向に真っ直ぐに穿孔したが、これに限定されるものではなく、コンクリート構造物１の表面に対して斜めに穿孔することもできる。
【００６８】
また、前記実施の形態では、溝２及び不充填部１１の表面を被覆材４で被覆したが、これに限定されるものではなく、コンクリート構造物１の補修する表面が上方を向いている場合は、被覆材４を省略することもできる。
【００６９】
さらに、前記実施の形態では、溝２を設けた後に注入孔３を穿孔する順序で説明したが、これに限定されるものではなく、注入孔を設ける工程の後に、溝を設ける工程をおこなうなど順序を入れ替えてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１              コンクリート構造物
１１            不充填部（補修対象部）
２              溝
３              注入孔
３２            補修材
４              被覆材
５              引張材
【図１】
0005607341.tif 000003
【図２】
0005607341.tif 000004
【図３】
0005607341.tif 000005
【図４】
0005607341.tif 000006
【図５】
0005607341.tif 000007
【図６】
0005607341.tif 000008