(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に舗装体が敷設されるコンクリート製床版部の検査方法において、
前記舗装体は、敷設時に前記床版部に対して熱を発するものであり、
前記床版部の上部に前記舗装体を敷設し、前記床版部上面の温度を測定するとともに、敷設時の舗装体からの熱を利用して熱赤外線センサにより前記床版部下面の温度分布を測定することで該床版部を検査することを特徴とするコンクリート製床版部の検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート製床版部の欠陥部検査方法において、
前記床版部の上部に前記舗装体を敷設しながら、該床版部下面の温度分布を前記熱赤外線センサにより測定することを特徴とするコンクリート製床版部の検査方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のコンクリート製床版部の欠陥部検査方法において、
前記舗装体はアスファルト混合物であることを特徴とするコンクリート製床版部の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、敷設されたコンクリート製床版部の欠陥診断、特に上面が舗装される床板部の欠陥診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＣ造の高架橋や高速道路等のＲＣ床版部について、交通量の増加、車両の大型化等の交通条件の変化から疲労損傷が発生したり、凍結防止剤による鉄筋腐食や塩害、中性化、凍害、アルカリ骨材反応などを要因とする耐久性の低下や早期劣化等による損傷欠陥の事例が数多く報告され、維持管理の必要性から合理的且つ検出精度の高い経済的な検査方法の確立が望まれている。
【０００３】
このような背景から床版部を構成するコンクリートのひび割れ及び内部空洞の大きさ、深さ、厚さ等の進展状況を定量的に評価するため、打音法、超音波法、電磁誘導法、電磁波法及び放射線法などの非破壊検査法が適用されている。
特に、電磁波法の一つとしてサーモグラフィー法が知られている。
【０００４】
このサーモグラフィー法は、例えば、特開平５−１０８７９６号、特開２００１−２６４２７５号などに開示されているように、対象となるコンクリート表面の温度分布を熱赤外線センサで検査することで、欠陥部を検出するものである。
一般にコンクリートは、太陽の日射や外気温の上昇に伴い表面から徐々に温度が上昇し、やがてコンクリート内部が暖かくなる。このとき、コンクリート内部に浮きや空隙・空洞などの劣化部が形成されていると、その箇所の空気層によって熱の移動が妨げられ、コンクリート表面に部分的な温度差が生じる。昼間の場合は、太陽の日射や外気温が上昇する際、劣化部の温度は健全部より高温域となる。なお、夜間の場合は日没によってコンクリート内部に蓄積された熱が放熱する際、健全部より低温域となる。
【０００５】
このサーモグラフィー法では、上述したような日射や外気温の変化等を利用して床版の欠陥検出を行う場合、温度差が微小であるために精度良く検出することができず、このため床版に人為的な強制加熱（例えば、Ｘｅフラッシュランプ、ランプ・ヒーターなどによる幅射加熱）を与えてその欠陥部を検出する方法が考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように人為的な強制加熱を伴うサーモグラフィー法により道路橋などの橋梁により支持されるコンクリート製の床版部の検査を行う場合、人為的な強制加熱を行うための足場が必要となり、その設置作業に手間が掛かる。特に、鉄道交差では足場の設置も困難となるため、より合理的な検査方法が望まれている。
本発明の課題は、ＲＣ造の高架橋や高速道路等のＲＣ床版部等のコンクリート製床版部の検査を精度良くより合理的に行うことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば図１及び２に示すように、上部に舗装体８が敷設されるコンクリート製床版部４の検査方法において、
前記舗装体は、敷設時に前記床版部に対して熱を発するものであり、
前記床版部の上部に前記舗装体を敷設し、前記床版部上面の温度を測定するとともに、敷設時の舗装体からの熱を利用して熱赤外線センサ９により前記床版部下面の温度分布を測定することで該床版部を検査することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、前記床版部を検査する際に、該床版部の上部に敷設される前記舗装体の熱を利用して、前記熱赤外線センサにより床版部表面の温度分布を測定するので、床版部に人為的に強制加熱を施すことなく、床版部内部を非破壊で精度良く合理的に検査することができる。
また、前記熱赤外線センサにより床版部表面の温度分布を測定する際に、前記床版部を人為的に強制加熱する必要がないので、その強制加熱のために用いられる設備を設置することなく、その分の作業を短縮することができる。
さらに、検査対象となる床版部の上部に前記舗装体が敷設されることで前記床版部の検査を行うことができるので、前記舗装体の敷設作業と前記床版部の検査作業とを並行して行うことができる。
【０００９】
ここで、前記舗装体としては、敷設時に舗装体自体を溶融して前記床版部の上部に敷設されるアスファルト混合物などが挙げられるが、敷設される際に前記床版部に対して熱を発し、この熱により前記床版部の温度を上昇させるものであれば、どのようなものでも良く、例えば、コンクリート等のように敷設されて固化する際に熱を発するものであっても良い。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のコンクリート製床版部の欠陥部検査方法において、
前記床版部の上部に前記舗装体を敷設しながら、該床版部下面の温度分布を前記熱赤外線センサにより測定することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、前記床版部の上部に前記舗装体を敷設しながら、該床版部下面の温度分布を前記熱赤外線センサにより測定するので、前記舗装体の敷設工と並行して前記床版部内の欠陥部の測定を行うことができ、両施工をオーバーラップさせることで床版部の上部に舗装体を敷設する作業と該床版部内部の検査作業とを行う時間を短縮させることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のコンクリート製床版部の欠陥部検査方法において、
前記舗装体はアスファルト混合物であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、前記床版部の上部に敷設される舗装体がアスファルト混合物であるので、該アスファルト混合物の舗装時の舗装熱を活用して、前記床版部内部の欠陥検査を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態におけるコンクリート製床版部の検査方法は、例えば、新しい橋梁の舗装工事の際や、既存の橋梁の舗装交換工事の際等に実施可能となっており、舗装体の敷設時の舗装熱を利用してサーモグラフィー法で得られる熱画像から例えばＲＣ（Reinforced Concrete）製床版部における欠陥部の検出を行うものである。
ここでは、上面に舗装体としてアスファルトが舗装される橋梁の床版部の検査方法について説明する。
【００１５】
図１に示す道路橋１は、河川２上に架け渡されたものであり、梁床を構成するコンクリート製床版部４と、床版部４下部に配置された橋梁５と、橋梁５を支持する橋脚６と、支柱部６の基端に接合された基礎７等とを備える。
橋梁６はトラス構造を有し、コンクリート製床版部４を下面から支持する。また、床版部４の上部では、防水工により防水処理が施され、さらにアスファルト混合物からなる舗装体８（図２参照）が舗装されている。
【００１６】
舗装体８は、周知のＳＭＡ（砕石マスチック工）工法および高機能舗装によりなるアスファルト混合物である。
これら各舗装時における合材（アスファルト混合物）プラントでの混合時、フィニッシャによる敷設時、初期転圧時及び２次転圧時の施工温度を表１に示した。
【表１】
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上述したコンクリート製床版部を、該床版部の上面にアスファルトを敷設し、その際に床版部４に伝達される舗装熱を利用して、該床版部の真下から床版部下面（床版部表面）の温度分布を熱赤外線センサ（熱赤外線カメラ）９（図２参照）により測定する。熱赤外線センサは、物体から放射される赤外線領域のエネルギーを測定することで、物体表面の温度分布を非接触で測定する。なお、熱赤外線センサによる床版部下面の温度測定は、熱赤外線センサを上面が舗装される床版部を撮影可能な位置に固定させ、その状態で、前記床版部を舗装することにより、舗装熱を利用して熱画像を撮り込んでも良いし、舗装される床版部に対応して熱赤外線センサを移動して、熱画像を撮り込んでも良い。これにより、舗装工と並行に床版部内部の検査を行うことができる。
【００１７】
つまり、アスファルトは敷設時に溶解して床版部の上面に敷設され、その際の温度は１６０℃程度と高く、また、その熱付加時間も長く広範囲に均一にコンクリート製床版部の上面から熱が伝達される。このように熱が伝達されたコンクリート製床版部下面の熱（温度）分布を熱赤外線センサ９により測定する。なお、熱赤外線センサ９で撮り込まれる位置において、カメラ等の撮像手段を用いて可視映像を撮像し、該可視画像を確認することで、その内部状態を推測する要因とすることができる。つまり、床版部の表面にひび割れや錆汁及び白い線状のエフロレッセンスの噴出箇所、浮きの状態などが現れている場合などでは、床版内部の劣化状態が進捗しているものと考えられる。
【００１８】
ここで、熱赤外線センサを用いて被検査体の温度分布を測定するサーモグラフィー法の原理について図２を参照して説明する。なお、図２では舗装体から床版部に伝達される熱の流れを矢印にて模式的に示す。
図２に示すように、本実施の形態のように舗装体８の舗装熱が伝達されたコンクリート製床版部４では、内部に、例えば空気層である剥離部（欠陥部）４２が存在する場合、この剥離部４２の熱伝導率は床版部４を形成するコンクリート（健全部４１）と比較して１／６０程度と小さいものとなる。
よって床版部４の温度分布を熱赤外線センサ９により測定した場合、これにより剥離部４２は舗装熱を遮断して放熱するため、健全部４１との間に温度差（Δｔ）が生ずる。その結果、剥離部９の表面温度は健全部４１と比較して低温域となって現れる。このように床版部４の低温域から床版部４内の欠陥部分の有無を判断できる。
【００１９】
この実施の形態では熱赤外線センサとして、ＨｇＣｄＴｅ（スターリング冷却型）の検出器であるＮＥＣ三栄（株）製のサーモトレーサTH5102（Ｒ）を用いた。このサーモトレーサTH5102の仕様は、測定波長8〜12μｍ、温度測定範囲-20〜200℃及び000〜800℃、最小検知温度差0.03℃（ａｔ30℃）、0.1℃（ａｔ30℃）、フレームタイム、ノーマルモード0.65ｓｅｃ、ファーストモード1/22secインターポーション及びインターレス、走査角21.5°(H)×21.5°(V)、瞬時視野角1.5mrad、焦点距離30cm〜∞、熱画像画素数255(H)×223(V)、測定精度±0.5%レンジフルスケール、光学ズーム×2(ノーマルモード時のみ)、リアルタイムメモリ64画素、インターバル計測有り(0〜60mm)等の機能を有する。
【００２０】
以下では、上記熱赤外線センサを用いて行った床版部内部の検査を具体的に説明する。ここでは床版部４の路肩部分の温度分布測定を行うものとする。
まず、対象となる床版部４の路肩部分の真下で、熱赤外線センサを、対象となる床版部４の下面から所定の位置、例えば１４．１０ｍの位置に設置する。そして、床版部４の上部に舗装体８を敷設し、その敷設に際し伝達される熱を利用して前記床版部４内の路肩部分の熱画像を撮り込み、撮り込んだ熱画像データに基づいて床版部路肩部分下面の温度分布を測定した。なお、その際の画像処理作業は熱赤外線センサで熱画像を記憶媒体に撮り込み記憶媒体に記憶された画像データを記憶媒体を読み取り可能なＰＣ（Personal Computer)等へ移設し、該ＰＣ内において感度対面の大きさをマスキング、輝度値を温度に変換、各画素の数値化等を行う。また、検出精度の向上を図るため閾値による２値化処理を行っても良い。
【００２１】
また、測定時間は舗装工が開始する直前から高機能舗装の２次転圧完了まで、また周辺環境の温度変化を把握するために１分間隔で測定を行った。なお、各舗装工の施工温度の計測手段としては防水工下面に熱電対を設置し、該熱電対により生じた起電力により計測器で測定した。
表２に防水工、ＳＭＡ工法及び高機能舗装の施工時における経過時間及び気象条件を示す。
【表２】
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また、図３に床版部の上部における防水工下面の内部温度と外気温の経時変化を示す。なお、図３に示す床版部の上部の同位置で行われる上部工の各舗装工事の進捗状況は床版部下面では判断不能であるため、防水工下面に設置した前記熱電対を利用して防水工、ＳＭＡ工法及び高機能舗装の各施工経過時における温度変化を測定器により随時監視して急激な温度変化が起こり始めた時点として判断した。
【００２２】
よって、図３に示すように、各施工開始時刻は、防水工が１０月２５日１８：４０、ＳＭＡ工法が２０：５０、高機能舗装が１０月２６日０：００であった。
そして、まず、熱赤外線センサにより表面温度を測定する部分の表面状態について判断する。例えば亀甲状や各種形態のひび割れ、錆汁及びエフロレッセンスの噴出、浮き等の有無を視認し、これらが生じている場合は、その現象から内部の劣化状態の進捗状況を推測する。浮きの現象が見られる場合、その部分の劣化は相当進んでいるものと判断される。
【００２３】
そして、熱赤外線センサにより撮り込まれた熱画像を検討し、床版部表面の温度分布から欠陥部分の検出を行う。
例えば熱赤外線センサにより得られた防水工前の熱画像では、外気温による変動に伴って橋梁５を構成する上弦材桁ハンチ部に沿って高温域が見られた。また日陰部と見られる桁間中央では温度差が確認された。
また、防水工後９０分経過時(20:10)の熱画像では、19:00の熱画像と比較して外気温の低下に伴って低温度を示した。なお、一般にこの時間帯ではコンクリート表面近傍部に内部空洞が存在すると低温域として現れることになるが局所的な欠陥は確認できなかった。
【００２４】
ＳＭＡ工法施工後１４０分経過時(23:10)の熱画像では、ＳＭＡ工法の敷設時の熱が床版部下面まで伝達されたことが確認できた。
また、他の時間帯における熱画像内の温度分布は、層状な温度差となって現れた。これはコンクリート内部に空洞・空隙などが存在すると、熱が遮断され低温域として床版部下面に現れることになるが、このような層状の温度差は舗装工事以前の温度差やコンクリート内部の状態及びアスファルト敷設時の温度むらにより現れるものと考えられる。
【００２５】
また、熱赤外線センサにより撮り込まれた熱画像から求めた健全部、劣化していると思われる部位及びトラス鋼材部分の表面温度を表３に示した。
【表３】
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この表３に示すデータは防水工、ＳＭＡ工法及び高機能舗装の施工前後のものである。また、各施工における健全部の表面温度を示す下段の欄は健全部と損傷部との温度差に用いた値を記載している。
ここで熱赤外線センサにより得られた熱画像のうち、特異的な温度分布を有する熱画像の一例を図４に示す。この熱画像は(10/26,5:10)の画像であり、青色で表示された低温域のエリアＡ、緑色及び黄色で表示された中温域のエリアＢ，Ｃ及び赤色で表示された高温域のエリアＤを有する。なおこれらエリアの表面温度は縦×横20画素の平均値である。
【００２６】
図５には、図４に示した温度分布を示すエリアの時系列変化を示した。
図５に示すように、ＳＭＡ工法の施工後あたりから床版部の表面温度の上昇が始まり、翌日の4:00〜5:00にかけて最大ピークが記録された。これは、上部工から舗装熱が床版部下面へ伝達するのには床版部断面が大きくまた、コンクリートの熱伝導率（λ＝1.3ｗ／ｍ・ｋ）が小さいために有る程度の時間を要するためである。
【００２７】
図６には熱赤外線センサで得られた時系列的な熱画像から求めた差分値を時刻毎に示した表面温度の時系列変化を示す図である。
この図に示すようにＳＭＡ工法の施工後１２０分位から差異が出始めて１８０分になると０．６〜０．７℃になっている。また、高機能舗装後９０分経過時の2:00前後になると測定点の温度差は０．６〜１．０℃の顕著な有意差となって現れ、さらに２４０分経過時の4:50になると最大ピークの表面温度を示し、２．２℃になった。その後、その差異は徐々に減衰していく。なお、この実施の形態では熱赤外線センサを用いたサーモグラフィー法による測定は7:00までであったが、熱画像から求めた10月26日，1:00〜7:00までの測定データに基づき二次関数で減衰勾配を推定すると、欠陥を検出できる限界値（例えば、熱画像の視覚的な判断可能な値を-0.5℃と設定した）に到達するのは9:00頃である。
【００２８】
これにより上部に敷設される舗装体からの熱を利用した床版部の欠陥部の測定が可能な時間帯は約１０時間３０分程度となり、この時間帯において床版部欠陥診断を広範囲で行うことができる。なお、熱赤外線センサは２次元非冷却センサタイプの検出器を有するものや検出素子として２次元非冷却マイクロポロメータを有するタイプ等のものを用いても良いが、スターリング冷却型の検出器を有する熱赤外線センサを用いて測定することより画質が優れ鮮明な熱画像を得ることができる。
よって、熱画像による床版の欠陥診断では、均一な温度分布を示す高温域の箇所は正常な状態を保持し、逆に特異的な温度分布を示す低温域の箇所には、熱伝導を阻害するのは空気層であるため、内部に空隙・空洞が生じているか、床版部自体がポーラス化している等といった内部異常が発生していることが推測できる。
【００２９】
このように本実施の形態にかかる床版部の検査方法では、上部に敷設されるアスファルト敷設時の舗装熱を利用して、該舗装熱が伝達された床版部下面の温度分布を熱赤外線センサにより測定することで該床版部内部を検査することができるので、床版部の上部に敷設される舗装工事と並行して測定を行うことができるとともに、舗装熱を利用しているので床版部を面的に均一に加熱されることができる。
【００３０】
また、舗装熱は床版部内部に長時間貯留するので、この熱を利用して熱赤外線センサにより長時間の床版部内部の欠陥診断が可能となる。
さらに、熱赤外線センサにより床版部下面の温度分布を測定する際に、人為的に強制加熱させる必要がなく、従来と異なり強制加熱を行うための足場の設置や人材などの経費の削減を図ることができる。
また、測定対象となる床版部上部への舗装工に対応させた位置に熱赤外線センサを設置し、舗装工と並行に床版部の欠陥部検査を行うことができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、舗装熱により加熱された床版部下面の温度分布を測定する熱赤外線センサ（熱赤外線カメラ）９は、所定の位置に固定して用いたがこれに限らず、舗装された測定対象となる床版部に対応して移動させて用いても良いことは勿論である。
また、上記実施の形態においては、熱赤外線線センサ９によって床版部４の下面の温度分布を測定することで、前記床版部４内の欠陥部を検査するものとしたが、これに限らず、上部の舗装体の舗装熱により加熱された床版部４側面の温度分布を測定することで床版部内部の欠陥部分の検査を行ったり、また床版部４の下面及び側面の両方の温度分布を測定することで前記床版部４内部の欠陥部分の検査を行っても良い。
【００３２】
上述した実施の形態で用いたコンクリート製床版部の検査方法では、アスファルト舗装時の温度管理や床版厚さが、欠陥の３要素である大きさ、厚さ、深さの評価に影響を及ぼす。
以下では本実施の形態のように舗装熱を用いた検査方法と、日射を利用して床版部下面の温度分布を測定することで前記床版部を検査するパッシブ法との比較した実験内容を説明する。
【００３３】
［実験例］
【表４】
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表４に、上述した床版部に相当し、実験に供するコンクリート試験体の概要を示した。
また表４に示すコンクリート試験体の一例を図７に示す。
表４及び図７に示すコンクリート試験体は、５００×５００ｍｍの正方形で、実際の橋梁の設計断面を勘案して厚さを１６０ｍｍ、２００ｍｍ及び２４０ｍｍの３種類として配筋を施した。図７における試験体記号「ＳＨ」の後の数字はコンクリートの厚さを示し、「−」後の数字は順次欠陥の深さ及び大きさを示す。
【００３４】
そして、図７に示すようにコンクリート試験体４００に、床版部内の空洞・空隙を想定した疑似欠陥部４６ａ〜４６ｄを形成した。疑似欠陥部４６ａ〜４６ｄは発泡スチロールを加工して、コンクリート試験体４００の下面から２０ｍｍ及び４０ｍｍの位置に配置した。なお、その大きさは、３０×３０×５ｍｍ（図７で符号４６ａで示す）、５０×５０×５ｍｍ（同図で符号４６ｂで示す）、７０×７０×５ｍｍ（同図で符号４６ｃで示す）及び１００×１００×５ｍｍ（同図で符号４６ｄで示す）の立方体とした。さらに、コンクリート試験体には、図に示すように、床版部内に配筋される鉄筋Ｄ１３、Ｄ１６の腐食を想定して、コンクリート試験体内の鉄筋Ｄ１６に長さ５０ｍｍ及び１００ｍｍでそれぞれ厚さ３ｍｍの発泡スチロール４６ｅ，４６ｆを巻き付けている。また、舗装体としては、図示しないが５００×５００ｍｍの試験体に対して内寸４８０×４８０ｍｍの木枠を作製し、その木枠内に敷設した。
【００３５】
前記舗装体は、一般の橋梁舗装に採用されている防水工、砕石マスチック舗装（ＳＭＡ舗装）及び高機能舗装の二層仕上げを想定し、繰り返して実験を行うためにＩＳＯ標準砂を代用して温度管理を行った。その温度管理では、実施工の温度降下を想定して、ＳＭＡ工及び高機能舗装の舗装時の温度である１６０℃〜１６５℃が２次転圧終了温度６０℃に降下するまでの時間をおおよそ３及び４時間になるように砂の厚み及び砂上を断熱材で覆うことで調整した。また、表層を想定した２層目は６０℃に降下した時点で敷設し、この層の温度管理方法は１層目と同様に行った。各層の砂の厚みは、１層目を８０ｍｍ、２層目を６０ｍｍとした。なお、コンクリート表面には、実際の橋梁施工で実施されている防水工としてエポキシ樹脂プライマー処理後にシート系の防水加工を施した。
【００３６】
熱赤外線センサとしては、２次元非冷却マイクロポロメータ型で、応答波長領域１２．０〜１４．０μｍ、感度０．１５℃（３０℃黒体炉にて）のものを用いた。
そして、上記試験体を高さ２．０ｍのＬ形鋼の支持材で支持し、試験体の真下で該試験体から１．３５ｍの位置に熱赤外線センサを設置し、１層敷設後より１０分間隔で６時間連続して時系列の熱画像を得た。試験体下面の測定面は５００×５００ｍｍの試験体に対して４００×４００ｍｍの範囲となっている。さらに各欠陥領域における画素数は欠陥の大きさ３０ｍｍが１２８画素、５０ｍｍが３３画素、７０ｍｍが７２２画素、１００ｍｍが１３５２画素であった。
【００３７】
・日射による欠陥評価
日射による欠陥評価実験（パッシブ法による実験）において用いられた試験体としては、ＳＨ２４０−２０及びＳＨ２４０−４０を用いた。なお、試験体上面のＩＳＯ標準砂（厚さ：８０．６ｍｍ）は、測定開始前日に無加熱で敷設している。そして、支持材により試験体を支持させ、支持された試験体の真下に位置する熱赤外線センサによって両試験ともに１０分間隔で２４時間行った。ＳＨ２４０−２０の測定日の平均温度は１７．６℃、日較差１２．３℃、またＳＨ２４０−４０の測定では、平均温度１２．７℃、日較差１０．０℃であった。
【００３８】
上記熱赤外線センサで得られたＳＨ２４０−２０の欠陥の大きさ１００×１００ｍｍの領域と、健全部の領域とで得られた平均温度の時系列変化を図８に示す。図８に示す健全部の表面温度は、試験体において欠陥の無い中央付近五カ所の大きさ５０×５０ｍｍの領域で得られた平均値である。
このような熱赤外線センサによるコンクリート表面の温度分布測定においては欠陥部と健全部との温度差が最も大きくなる時は、気温の上昇時あるいは下降時であり、本測定では高温時のピークが１２：００、低温時のピークが翌日４：００に現れた。
【００３９】
ＳＨ２４０−２０の欠陥評価では、高温時のピークから、すなわち１２：００の時点で得られた熱画像から、欠陥の大きさ１００，７０，５０，３０ｍｍを確認することができたが、鉄筋に巻き付けた欠陥位置には温度差を確認することができなかった。さらに、逆転現象となる低温時のピークでは、つまり翌日４：００の時点で得られた熱画像からは、該熱画像が日中で得られたものより不鮮明となり欠陥の大きさ５０ｍｍでは誤診の危険性がまた、欠陥の大きさ３０ｍｍは確認することができなかった。その欠陥の大きさ１００×１００ｍｍの領域で得られた表面温度の平均値と健全部との温度差（欠陥部−健全部）は、高温時のピークが１．１℃、低温時のピークは−０．６℃であった。
【００４０】
一方、欠陥深さが４０ｍｍのＳＨ２４０−４０の熱画像からは、どの時間帯においても各欠陥全てを確認することはできなかった。その欠陥の大きさ１００×１００ｍｍの領域で得られた表面温度と健全部との温度差は、高温時のピークが０．０℃、低温時のピークは−０．２℃であった。
【００４１】
・舗装熱による欠陥評価
舗装熱を利用した実際の施工における床版部の検査に対応した試験体の温度管理を表５に示す。
【表５】
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また、表５に示す各試験体への敷設した舗装熱から得られたコンクリート上面温度（プライマーと防水工の間）及び外気温を熱電対で測定した時系列変化を図９に示す。なお、熱赤外線センサによる温度測定は、日射の場合と同時に実施し、１層敷設後からの経過時間において欠陥の大きさ１００×１００ｍｍの領域と健全部との間で最も大きな温度差が現れた熱画像の時刻は、ＳＨ１６０−２０対象の場合は２２０分後、ＳＨ２００−２０及びＳＨ２４０−２０対象の場合はともに２８０分後、ＳＨ１６０−４０対象の場合は３６０分後、ＳＨ２００−４０及びＳＨ２４０−４０対象の場合はともに３２０分後であった。
その結果、ＳＨ２４０−２０対象で１層敷設後２８０分経過した際の熱画像と日射により得られた熱画像との比較では、舗装熱から得られた熱画像の方が各欠陥の境界部が若干不鮮明ではあるが欠陥部と健全部との温度差はより顕著に現れた。
【００４２】
一方、ＳＨ２４０−４０の比較ではパッシブ法では全く確認することができなかった欠陥位置に欠陥の大きさ１００及び７０ｍｍは確実に、また不鮮明ながらも欠陥の大きさ５０ｍｍまでは確認することができた。さらにパッシブ法では現れていない鉄筋に巻き付けられた位置（欠陥の大きさ７０ｍｍ）にも不鮮明ながら確認することができた。
さらに、ＳＨ２４０−４０の比較では、パッシブ法で全く確認することができなかった欠陥位置に欠陥の大きさ１００及び７０ｍｍは確実に確認することができ、欠陥の大きさ５０ｍｍについても不鮮明ながらも確認することができた。
上述したように舗装熱を利用した欠陥検出方法において、得られた熱画像からコンクリート内部の欠陥を検出する場合、欠陥部と健全部間には検出可能な表面温度差が必要となり、熱伝達に伴う上昇温度量から検出可能な経過時間、最適な検出時間及び検出限界時間が存在する。
【００４３】
図１０では健全部の表面温度を時系列で示した。
図１０に示す時系列変化では、日較差での熱放射が生じているため、表面温度は測定開始からわずかに低下し、その後、熱伝達が急激に上昇している。よって伝達開始時間は、その温度低下から明らかに表面温度の勾配が変化した時間として読み取り、ＳＨ１６０の経過時間は約４０分後、ＳＨ２００で６０分後、ＳＨ４０で１２０分後とコンクリート厚さが大きくなる程、指数関数的に長くなり、コンクリート厚さによって大きく変化することが判った。
【００４４】
さらに、表６に、図１０に示す時系列変化から求めた上昇温度（最大温度−測定開始の温度）を示した。
【表６】
0003701248.tif 000007
この表５に示すように、伝達されて得られた上昇温度は、敷設時の温度管理が若干異なるが、おおよそＳＨ１６０で約１０℃、ＳＨ２００で７．０℃、ＳＨ２４０で４．０℃程度生じている。
【００４５】
次に、舗装熱が試験体内の各欠陥部に及ぼす影響を、健全部との表面温度差から検討した。
図１１（ａ）（ｂ）にＳＨ１６０−２０及びＳＨ１６０−４０における各欠陥部の大きさの領域内でのそれぞれの平均温度と健全部領域５カ所で得られた平均温度との差分を時系列で示した。また、図１２（ａ）（ｂ）には、ＳＨ２００−２０及びＳＨ２００−４０における各欠陥部の大きさの領域内の平均温度と健全部領域５カ所で得られた平均温度との差分を時系列で示した。さらに図１３（ａ）（ｂ）ではＳＨ２４０−２０及びＳＨ２４０−４０における各欠陥部の大きさの領域内の平均温度と健全部領域５カ所で得られた平均温度との差分を時系列で示した。
【００４６】
また、図１１，図１２及び図１３から得られた各欠陥部と健全部間の最も大きい表面温度差と測定開始からの経過時間を表７に示した。
【表７】
0003701248.tif 000008
これらのデータから最大温度差として現れる経過時間は、略２４０分以降から測定終了時の３６０分にかけて得られている。
このように熱画像の表示画面内から各欠陥領域にて得られた表面温度差を利用して視覚的に欠陥部分を評価する場合、評価可能な表面温度差を求めてことが必要となる。この表面温度差は熱赤外線センサの冷却方法ならびに温度測定分解能の感度に影響されるが、熱画像と表面温度とを比較した結果、欠陥の大きさ３０ｍｍ以上を確実に評価するためには−０．５℃以下とすることが必要であった。
【００４７】
図１１〜図１３に示す温度の時系列変化において閾値を−０．５℃として求めた各欠陥検出のための検出開始時間並びに測定の許容時間を以下の表８に示した。
【表８】
0003701248.tif 000009
この表８において、検出開始時間とは敷設後に欠陥を初めて検出できる時間であり、許容時間とはその後継続して欠陥部を検出できる時間帯のことである。なお、この許容時間は熱赤外線センサで測定した３６０分内で求めている。その結果、検出開始時間ではＳＨ１６０−２０が６０分経過後に欠陥大きさ５０ｍｍを検出することが可能となり、その後３００分間は５０ｍｍの欠陥を検出できる時間帯を維持することができる。
【００４８】
また、ＳＨ２００−２０では、１６０分経過時に欠陥の大きさ３０ｍｍを、８０分経過後から欠陥の大きさ５０ｍｍが検出できることになる。
さらに、ＳＨ２４０−２０では１５０分経過時に欠陥大きさ３０ｍｍ、１２０分経過時で５０ｍｍ、９０ｍｍ経過時で７０ｍｍ、５０分経過時で１００ｍｍが検出できることになる。
【００４９】
このように、コンクリート厚が小さいほど、また、欠陥部の大きさが大きいほど敷設後の早い時間から欠陥部の検出が可能である。
このような実験結果から以下のような点が得られた。
１）日射による測定では、逆転現象から高温時のピークが１２：００、低温時のピークが翌日の４：００に現れたが、深さ４０ｍｍに位置する欠陥を評価することは困難であった。
２）舗装熱の伝達は、コンクリート厚さ１６０ｍｍで３０分後、２００ｍｍで５０分後、２４０ｍｍで１００分後から始まり、その上昇温度は約１０．０℃、７．０℃、４．０℃程度得られた。
３）舗装熱を利用することによりパッシブ法では検出できなかったコンクリート厚さ２４０ｍｍ、欠陥深さ４０ｍｍにおける欠陥の大きさ７０ｍｍ以上が視覚的に検出することができた。
４）健全部と欠陥部の最大温度差として現れる経過時間は、略２４０分以降から測定終了時の３６０分にかけて得られた。
５）欠陥検出のための開始時間は、欠陥の大きさ及び深さによって変化するが、コンクリート厚１６０ｍｍでは欠陥の大きさ１００ｍｍを敷設後４０分以降から検出できた。
これらの点から、舗装熱を利用したＲＣ床版部内の欠陥検出では、コンクリート試験体下面の内部空洞位置に欠陥を示す低温域が観測され、パッシブ法との比較するに有効性が確認できた。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、前記床版部上面の温度を測定するとともに、前記床版部を検査する際に、該床版部の上部に敷設される前記舗装体の熱を利用して、熱赤外線センサにより前記床版部下面の温度分布を測定するので、前記床版部を人為的に強制加熱する必要ことなく前記熱赤外線センサにより前記床版部表面の温度分布を測定することで前記床版部を精度良く非破壊で合理的に検査することができる。
【００５１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができるとともに、前記床版部の上部に前記舗装体を敷設しながら、該床版部下面の熱分布を前記熱赤外線センサにより測定するので、前記舗装体の敷設工と並行して前記床版部内部の欠陥部の測定を行うことができ、両施工をオーバーラップさせることで床版部上部に舗装体を敷設する作業と該床版部内部の検査作業とを行う時間を短縮させることができる。
【００５２】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明と同様の効果を得ることができるとともに、上部に敷設されるアスファルト混合物の舗装時の舗装熱を活用して、前記床版部内部の欠陥検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態により検査される床版部を備えた道路橋の概略構成を示す図である。
【図２】熱赤外線センサにより測定される床版部内部の状態を示す概略図である。
【図３】本実施の形態の床版部上部における防水工下面の内部温度と外気温の経時変化を示す図である。
【図４】熱赤外線センサにより撮像された熱画像の一例を示す図である。
【図５】図４の熱画像において温度分布を示す各エリアにおける時系列変化を示す図である。
【図６】熱赤外線センサで得られた時系列的な熱画像から求めた差分値を時刻毎に示した表面温度の時系列変化を示す図である。
【図７】実験で用いられたコンクリート試験体の一例を示す図であり（ａ）は断面図、（ｂ）は欠陥部分の配置を示す概略平面図である。
【図８】コンクリート試験体の欠陥部及び健全部で得られた平均温度の時系列変化を示す図である。
【図９】各試験体への敷設した舗装熱から得られたコンクリート上面温度及び外気温の時系列変化を示す図である。
【図１０】試験体における健全部の表面温度を時系列で示した図である。
【図１１】試験体における各欠陥部の平均温度及び健全部の平均温度との差分を時系列で示す図である。
【図１２】試験体における各欠陥部の平均温度及び健全部の平均温度との差分を時系列で示す図である。
【図１３】試験体における各欠陥部の平均温度及び健全部の平均温度との差分を時系列で示す図である。
【符号の説明】
１    道路橋
４    床版部
４２  剥離部（欠陥部）
８    舗装体
９    熱赤外線センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003701248.tif 000019
【図１１】
0003701248.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
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