(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板と、
エポキシ樹脂系のプライマーで形成され、熱膨張性マイクロカプセルを含有し、上記鋼板を被覆する被覆層と、
エポキシ樹脂系の接着剤で形成され、上記被覆層の上に配置された接着層と、
上記接着層の上に配置されてセメントを含んで形成されたコンクリート層と
を備えることを特徴とする鋼床版。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼床版において、
上記コンクリート層は、繊維補強コンクリートで形成されていることを特徴とする鋼床版。
【請求項３】
請求項１に記載の鋼床版において、
上記熱膨張性マイクロカプセルは、重合体で形成された外殻と、この外殻中に内包された揮発性の膨張剤とを含むことを特徴とする鋼床版。
【請求項４】
請求項１に記載の鋼床版において、
上記被覆層の熱膨張性マイクロカプセルの含有量が、この被覆層の材料の合計質量に対して３３〜７０％の割合であることを特徴とする鋼床版。
【請求項５】
請求項１に記載の鋼床版において、
上記熱膨張性マイクロカプセルは、発泡開始温度が７０〜１４０℃であり、最大発泡温度が１００〜１６０℃であることを特徴とする鋼床版。
【請求項６】
請求項１に記載の鋼床版において、
上記プライマーの塗布量が、上記接着剤の塗布量に対して５〜５０％の割合であることを特徴とする鋼床版。
【請求項７】
請求項１に記載の鋼床版のコンクリート層を撤去する方法であって、
上記コンクリート層の上から上記鋼板に磁界を印加し、上記鋼板を発熱させる工程と、
上記鋼板の発熱により上記被覆層を加熱して、上記鋼板と接着層との間の接着力を低減させる工程と
を備えることを特徴とする鋼床版のコンクリート層の撤去方法。
【請求項８】
請求項７に記載の鋼床版のコンクリート層の撤去方法において、
上記被覆層の加熱温度が１００〜１６０℃であることを特徴とする鋼床版のコンクリート層の撤去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板上にコンクリート層を有する鋼床版と、この鋼床版のコンクリート層の撤去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路橋に用いられる鋼床版は、鋼板で形成されたデッキプレート上に、グースアスファルトで形成された基層と、密粒度アスファルトで形成された表層とで構成された舗装を配置してなる構造が多く採用されている。この種の鋼床版は、デッキプレートの剛性が比較的低いので、車両の荷重が繰り返し作用することにより、デッキプレートや、デッキプレートを補強するＵリブとデッキプレートとの間の溶接部等に、疲労損傷が生じやすいという不都合がある。
【０００３】
このような不都合を解消する鋼床版の構造として、デッキプレート上に鋼繊維補強コンクリートを配置してなる所謂ＳＦＲＣ（Steel Fiber Reinforced Concrete；鋼繊維補強コンクリート）舗装が存在する（例えば、非特許文献１）。ＳＦＲＣ舗装は、デッキプレートの上面を必要に応じてブラスト等で研磨した後、エポキシ系接着剤を塗布し、続いて鋼繊維補強コンクリートを打設し、この鋼繊維補強コンクリートの上にアスファルト材料の表層を敷設して形成される。このＳＦＲＣ舗装は、デッキプレートの上面に、強度の比較的高い鋼繊維補強コンクリートを接着剤で接合してデッキプレートを補強することにより、車両の荷重に起因するデッキプレートの疲労損傷を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】児玉孝喜、外４名、「ＳＦＲＣ舗装による鋼床版の疲労耐久性向上対策」、公益社団法人土木学会、２００９年８月、第１２回鋼構造と橋に関するシンポジウム論文報告集、ｐ．８３−９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようなＳＦＲＣ舗装が設けられた鋼床版は、道路橋の改修や撤去等を行う際、鋼床版から鋼繊維補強コンクリートを撤去する必要が生じる。一般的なコンクリート構造物を撤去する場合、コンクリートブレーカでコンクリートを破壊して撤去する方法が広く普及している。しかしながら、強度の高い鋼繊維補強コンクリートはコンクリートブレーカで破壊され難いので、全ての鋼繊維補強コンクリートをコンクリートブレーカで破壊しようとすると、大きな手間がかかると共に、騒音が長期間にわたって発生する問題がある。また、鋼繊維補強コンクリートは接着剤で強固にデッキプレートに固定されているので、鋼繊維補強コンクリートを、デッキプレートに残留することなく確実に剥離することが困難であるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、コンクリートブレーカで全てを破壊することなく、より確実かつ容易にコンクリート層を鋼板から剥離して撤去できる鋼床版と、この鋼床版からコンクリート層を撤去する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の鋼床版は、鋼板と、
熱膨張性マイクロカプセルを含有し、上記鋼板を被覆する被覆層と、
上記被覆層の上に配置された接着層と、
上記接着層の上に配置されたコンクリート層と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、鋼板とコンクリート層が、鋼板を被覆する被覆層と、この被覆層の上に配置された接着層とで固定されている。上記被覆層には、熱膨張性マイクロカプセルが含有されているので、この被覆層を加熱することにより、鋼板と接着層との間の接着力を低減することができる。したがって、コンクリート層を、鋼板から容易に剥離させて、撤去することができる。
【０００９】
一実施形態の鋼床版は、上記コンクリート層は、繊維補強コンクリートで形成されている。
【００１０】
上記実施形態によれば、コンクリート層は、補強用の繊維を含有する繊維補強コンクリートで形成され、一般的なコンクリートで形成されるよりも高い強度を有するので、コンクリートブレーカ等で全てを破壊することが困難である。ここで、熱膨張性カプセルを含む被覆層の加熱により、コンクリート層を鋼板に固定する接着層と鋼板との間の接着力を低減できるので、コンクリート層の全てをコンクリートブレーカ等で破壊しなくても、容易に鋼板から剥離させることができる。したがって、鋼床版から、繊維補強コンクリートで形成されたコンクリート層を、少ない手間と騒音により撤去することができる。ここで、繊維補強コンクリートが含有する繊維としては、例えば鋼等で形成された金属繊維、ナイロンやビニロンやポリプロピレン等で形成された有機繊維、炭素繊維、及び、ガラス繊維等を挙げることができる。
【００１１】
一実施形態の鋼床版は、上記被覆層は、上記接着層を形成する接着剤のプライマーで形成されている。
【００１２】
上記実施形態によれば、接着層を形成する接着剤のプライマーで被覆層を形成し、この被覆層に熱膨張性マイクロカプセルを含有させることにより、加熱前の常温時に鋼板に対する接着層の接着力を十分に確保できる一方、加熱により鋼鈑に対する接着層の接着力を効果的に低減できる。ここで、プライマーは、鋼板に十分に付着して造膜すると共に、接着層を形成する接着剤との親和性の高いものが好ましい。
【００１３】
一実施形態の鋼床版は、上記被覆層はエポキシ樹脂系プライマーで形成され、上記接着層はエポキシ樹脂系接着剤で形成されている。
【００１４】
上記実施形態によれば、加熱前の常温時に、エポキシ樹脂系プライマーで形成された被覆層と、エポキシ樹脂系接着剤で形成された接着層により、コンクリート層が鋼板に強固に固定される。一方、被覆層の加熱により、鋼鈑に対する接着層の接着力を効果的に低減できる。
【００１５】
一実施形態の鋼床版は、上記熱膨張性マイクロカプセルは、重合体で形成された外殻と、この外殻中に内包された揮発性の膨張剤とを含む。
【００１６】
上記実施形態によれば、熱膨張性マイクロカプセルは、所定の温度に達すると、液体膨張剤が気化し、これにより外殻が膨張して、熱膨張性マイクロカプセルの体積が増大する。このような熱膨張性マイクロカプセルを含有する被覆層が加熱されることにより、熱膨張性マイクロカプセルの作用によって被覆層が損傷し、鋼板に対する接着層の接着力を効果的に低減できる。ここで、熱膨張性マイクロカプセルの外殻は、熱可塑性の重合体で形成されるのが好ましく、このような重合体として、ニトリル系モノマーと非ニトリル系モノマーと架橋剤を含有する重合成分で形成されたものを用いるのが好ましい。揮発性の膨張剤としては、外殻を形成する重合体の軟化点以下の温度でガス状になる物質であり、低沸点有機溶剤を用いるのが好ましい。
【００１７】
上記ニトリル系モノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル及びフマロニトリル等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。上記非ニトリル系モノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ジシクロペンテニルアクリレート等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、イソボルニルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。揮発性の膨張剤としては、例えば、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブテン、イソブテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ｎ−へキサン、ヘプタン、石油エーテル等の低分子量炭化水素；ＣＣｌ３Ｆ、ＣＣｌ２Ｆ２、ＣＣｌＦ３、ＣＣｌＦ２−ＣＣｌＦ２等のクロロフルオロカーボン；テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル−ｎ−プロピルシラン等のテトラアルキルシラン等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００１８】
熱膨張性マイクロカプセルの粒径は、平均粒径が１〜１００μｍであることが好ましく、５〜７０μｍであることがより好ましい。熱膨張性マイクロカプセルの粒径が小さすぎると、熱膨張性マイクロカプセルを含む被覆層を加熱したときに鋼板と接着層との間の接着力を低減する効果を十分に発揮しなくなる。一方、熱膨張性マイクロカプセルの粒径が大きすぎると、常温時に鋼板と接着層との間の接着力を十分に発揮しなくなる。ここで、本明細書における熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径とは、レーザー回折散乱法によって測定した値である。
【００１９】
一実施形態の鋼床版は、上記被覆層の熱膨張性マイクロカプセルの含有量が、この被覆層の材料の合計質量に対して３３〜７０％の割合である。
【００２０】
上記実施形態によれば、被覆層の材料の合計質量に対して３３〜７０％の割合の熱膨張性マイクロカプセルを含有することにより、加熱前の常温時に鋼板にコンクリート層を十分な強度で固定する一方、加熱により鋼鈑に対する接着層の接着力を効果的に低減できる。ここで、熱膨張性マイクロカプセルの含有量が３３％よりも小さいと、被覆層を加熱した時の接着力の低減効果が不十分になる可能性がある。一方、熱膨張性マイクロカプセルの含有量が７０％よりも大きいと、被覆層の材料の粘度が過大となり、被覆層の材料を鋼板上に塗布する際に、塗布の異常が生じる可能性がある。特に、熱膨張性マイクロカプセルは、被覆層の材料の合計質量に対して４１〜６３％の割合であるのが好ましい。ここで、被覆層の材料の合計質量は、熱膨張性マイクロカプセルの質量と、被覆層を形成する樹脂の硬化物の質量との合計であり、この樹脂の硬化物の質量は、硬化前の溶剤の質量を含まない。また、樹脂の硬化物には、樹脂の主剤及び硬化剤に由来する物質のほか、フィラー等のように樹脂の材料として添加される物質を含んでもよい。
【００２１】
一実施形態の鋼床版は、上記熱膨張性マイクロカプセルは、発泡開始温度が７０〜１４０℃であり、最大発泡温度が１００〜１６０℃である。
【００２２】
上記実施形態によれば、加熱前の常温時において、被覆層の熱膨張性マイクロカプセルによる接着力の低減作用が発揮されないので、接着層によりコンクリート層を鋼板に安定して固定でき、鋼床版の剛性を高く保持することができる。特に、鋼床版の温度が、例えば夏季の日照等に起因して６０℃程度に達しても、鋼板と接着層との間の接着力を十分に確保することができる。一方、鋼床版からコンクリート層を撤去する際に、被覆層の加熱温度を１６０℃以下にできるから、被覆層が被覆する鋼板の温度を１６０℃以下にでき、鋼板の被覆層と反対側に設けられた塗装膜の損傷を効果的に防止できる。熱膨張性マイクロカプセルの発泡開始温度が７０℃よりも小さいと、夏季等に、熱膨張性マイクロカプセルの作用により、鋼板に対するコンクリート層の接着力が不十分になる可能性がある。一方、熱膨張性マイクロカプセルの発泡開始温度が１４０℃よりも大きいと、被覆層を加熱する際の鋼板の温度が過大となり、鋼板に設けられた塗装膜が損傷する可能性がある。また、熱膨張性マイクロカプセルの最大発泡温度が１００℃よりも小さいと、夏季等に、熱膨張性マイクロカプセルの作用により、鋼板に対するコンクリート層の接着力が不十分になる可能性がある。一方、熱膨張性マイクロカプセルの最大発泡温度が１６０℃よりも大きいと、被覆層を加熱する際の鋼板の温度が過大となり、鋼板に設けられた塗装膜が損傷する可能性がある。
【００２３】
一実施形態の鋼床版は、上記プライマーの塗布量が、上記接着剤の塗布量に対して５〜５０％の割合である。
【００２４】
上記実施形態によれば、熱膨張性マイクロカプセルを含有するプライマーの塗布量が、接着剤の塗布量に対して５〜５０％の割合であることにより、加熱前の常温時に鋼板に対する接着層の接着力を安定して確保できる一方、加熱により鋼鈑に対する接着層の接着力を効果的に低減できる。ここで、プライマーで形成される被覆層の厚みが、接着層の厚みに対して５〜５０％の割合であってもよい。プライマーの塗布量が、接着剤の塗布量に対して少な過ぎると、熱膨張性マイクロカプセルによる接着力の低減効果が得られなくなる可能性がある。一方、プライマーの塗布量が、接着剤の塗布量に対して多過ぎると、鋼板に対するコンクリート層の接着力が不足する可能性がある。特に、プライマーの塗布量は、接着剤の塗布量に対して１０〜２５％の割合であるのが好ましい。
【００２５】
本発明の鋼床版のコンクリート層の撤去方法は、上記鋼床版のコンクリート層を撤去する方法であって、
上記コンクリート層の上から上記鋼板に磁界を印加し、上記鋼板を発熱させる工程と、
上記鋼板の発熱により上記被覆層を加熱して、上記鋼板と接着層との間の接着力を低減させる工程と
を備えることを特徴としている。
【００２６】
上記構成によれば、鋼板と、熱膨張性マイクロカプセルを含有し、上記鋼板を被覆する被覆層と、上記被覆層の上に配置された接着層と、上記接着層の上に配置されたコンクリート層とを備える鋼床版について、コンクリート層の上から上記鋼板に磁界を印加し、上記鋼板を発熱させる。この鋼板の発熱により上記被覆層を加熱することにより、熱膨張性マイクロカプセルの作用によって、上記鋼板と接着層との間の接着力を低減させる。その結果、コンクリート層を、鋼板から容易に剥離させて、撤去することができる。
【００２７】
一実施形態の鋼床版のコンクリート層の撤去方法は、上記被覆層の加熱温度が１００〜１６０℃である。
【００２８】
上記実施形態によれば、コンクリート層の上から磁界を印加して発熱させた鋼板により被覆層を加熱するとき、この被覆層の加熱温度が１００〜１６０℃であるので、鋼板と接着層との間の接着力を低減させつつ、鋼板の被覆層と反対側に設けられた塗装膜の損傷を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の鋼床版を示す断面図である。
【図２】第１試験体を模式的に示す断面図である。
【図３】第２試験体を模式的に示す断面図である。
【図４】第３試験体を模式的に示す平面図である。
【図５】第３試験体を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態の鋼床版を示す断面図である。この鋼床版１は、主桁及び横桁で支持され、道路橋の上部工を構成する。この鋼床版１を含む上部工は、鋼製又はコンクリート製の橋脚によって支持される。この鋼床版１は、鋼板で形成されたデッキプレート２と、このデッキプレート２の下面に配置された鋼製のＵトラフ３を備える。Ｕトラフ３は、橋軸方向に延在する縦リブであり、デッキプレート２の下面に溶接で固定されている。デッキプレート２のＵトラフ３等の部材で覆われた部分以外の下面と、Ｕトラフ３の外側面には、防錆のための塗装膜が設けられている。なお、デッキプレート２の下面には、Ｕトラフ３以外に、バルブプレート等の他の縦リブが設けられてもよい。また、デッキプレート２の下面には、橋軸直角方向に延在する横リブが設けられている。この鋼床版１は、橋軸方向に延在する主桁と、橋軸直角方向に延在する横桁とで支持されている。主桁、横桁、横リブ及び縦リブは鋼で形成され、これらの部材はデッキプレート２の下面に溶接で固定されている。
【００３２】
この鋼床版１は、デッキプレート２の上面に設けられた被覆層４と、この被覆層４上に設けられた接着層５と、この接着層５上に設けられた繊維補強コンクリート層６と、この繊維補強コンクリート層６上に配置されたアスファルト表層７を備える。
【００３３】
被覆層４は、デッキプレート２の上面を被覆するように設けられており、エポキシ樹脂系のプライマーを用いて形成されている。エポキシ樹脂系のプライマーは、ビスフェノールＡ型エポキシ又はビスフェノールＦ型エポキシの主剤と、ポリアミン系又はメルカプタン系の硬化剤とを用いるものが好ましい。エポキシ樹脂系のプライマーは、主剤及び硬化剤の他に、カップリング剤、粘度調整剤及び硬化促進剤等を含んでもよい。このようなエポキシ樹脂系のプライマーとして、鹿島道路株式会社製のＫＳプライマーIIを用いることができる。
【００３４】
この被覆層４は、熱膨張性マイクロカプセルを含んで形成されている。熱膨張性マイクロカプセルは、重合体で形成された外殻と、この外殻中に内包された揮発性の膨張剤とを含んで形成されている。外殻の重合体としては、ニトリル系モノマーと非ニトリル系モノマーと架橋剤を含有する重合成分で形成されたものが好ましい。揮発性の膨張剤としては、低沸点有機溶剤で形成されたものが好ましい。熱膨張性マイクロカプセルは、１〜１００μｍの平均粒径、特に５〜７０μｍの平均粒径を有するものが好ましい。熱膨張性マイクロカプセルは、発泡開始温度が７０〜１４０℃であり、かつ、最大発泡温度が１００〜１６０℃であるものが好ましい。このような熱膨張性マイクロカプセルとして、松本油脂製薬株式会社製のマツモトマイクロスフェアーＦ、ＦＮシリーズを用いることができる。
【００３５】
上記被覆層４の熱膨張性マイクロカプセルの含有量は、被覆層４の材料の合計質量に対して３３〜７０％の割合に設定するのが好ましく、特に４１〜６３％が好ましい。
【００３６】
上記接着層５は、被覆層４の上に設けられており、エポキシ樹脂系の接着剤を用いて形成されている。エポキシ樹脂系の接着剤は、ビスフェノールＡ型エポキシ又はビスフェノールＦ型エポキシの主剤と、ポリアミン系又はメルカプタン系の硬化剤とを用いるものが好ましい。エポキシ樹脂系の接着剤は、主剤及び硬化剤の他に、カップリング剤、粘度調整剤及び硬化促進剤等を含んでもよい。このようなエポキシ樹脂系の接着剤として、鹿島道路株式会社製のＫＳボンドを用いることができる。
【００３７】
上記被覆層４を形成するプライマーの塗布量は、０．１〜０．４ｋｇ／ｍ２に設定すると共に、上記接着層５を形成する接着剤の塗布量は、１．０〜２．０ｋｇ／ｍ２に設定することができる。特に、プライマーの塗布量は、０．１５〜０．３ｋｇ／ｍ２が好ましく、接着剤の塗布量は、１．２〜１．６ｋｇ／ｍ２が好ましい。ここで、プライマーの塗布量の割合は、接着剤の塗布量に対して５〜５０％であるのが好ましく、特に１０〜２５％が好ましい。
【００３８】
上記繊維補強コンクリート層６は、繊維により補強を行う繊維補強コンクリートで形成されている。繊維補強コンクリート層６は、少なくともセメント、繊維及び骨材を含んで形成されており、必要に応じて混和剤を含有する。セメントとしては、特に限定されないが、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント及び低熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメントや、高炉セメント及びシリカセメント等の混合セメントや、低発熱セメント及び超速硬セメント等の特殊セメントを用いることができる。繊維としては、特に限定されないが、鋼等で形成された金属繊維、ナイロンやビニロンやポリプロピレン等で形成された有機繊維、炭素繊維、及び、ガラス繊維等を挙げることができる。骨材としては、特に限定されないが、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂及び再生砂等を用いることができる。骨材の粒径は、粗骨材と、細骨材を含むのが好ましい。粗骨材の最大粒径は１５ｍｍ以下が好ましい。混和剤としては、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ剤、凝結遅延剤及び膨張剤等を用いることができる。
【００３９】
上記繊維補強コンクリート層６は、早強ポルトランドセメント又は超速硬セメントと、鋼繊維とを用いた鋼繊維補強コンクリート（ＳＦＲＣ）で形成されたものが好ましく、この場合、繊維補強コンクリート層６はＳＦＲＣ舗装を構成する。
【００４０】
アスファルト表層７は、アスファルト混合物で形成され、アスファルト混合物としては、密粒度アスファルト混合物、開粒度アスファルト混合物、ポーラスアスファルト混合物等を用いることができる。なお、鋼床版は、アスファルト表層７を設けずに、繊維補強コンクリート層６の厚みを増大し、その上面を舗装面とするコンクリート舗装を備えてもよい。
【００４１】
本実施形態の鋼床版１に用いられる熱膨張性マイクロカプセルを含有する被覆層４について、加熱により接着力が低減する効果を確認する試験を行った。試験は、図２に示すように、２枚の鋼板１１，１１の間に、熱膨張性マイクロカプセルを含有するプライマーで形成した被覆層１４と、接着剤で形成した接着層１５とを配置してなる第１試験体１０を用いた。第１試験体１０において、被覆層１４に添加する熱膨張性マイクロカプセルの量が異なる４つの例（実施例１〜４）を設定した。また、比較例１として、図３に示すように、２枚の鋼板１１，１１の間に、被覆層を設けずに、熱膨張性マイクロカプセルを含有する接着層２５のみを設けた第２試験体１３を用いて、試験を行った。第１試験体１０について、被覆層１４は、プライマーを０．３ｋｇ／ｍ２塗布して０．２ｍｍの層厚に形成し、接着層１５は、接着剤を１．４ｋｇ／ｍ２塗布して１ｍｍの層厚に形成した。第２試験体１３について、接着層１５は、接着剤を１．４ｋｇ／ｍ２塗布して１ｍｍの層厚に形成した。いずれの試験体１０，１３も、プライマーは鹿島道路株式会社製のＫＳプライマーIIを用いると共に、接着剤は鹿島道路株式会社製のＫＳボンドを用いた。また、熱膨張性マイクロカプセルとして、松本油脂製薬株式会社製のマツモトマイクロスフェアーＦ−３０を用いた。これらの実施例及び比較例について、試験体１０，１１を加熱炉で１３０℃に加熱した後、２つの鋼板１１，１１が分離可能か否かを確認した。表１は、実施例及び比較例における熱膨張性マイクロカプセルの含有割合と、試験結果を示す表である。試験結果は、２つの鋼板１１，１１の分離が可能である場合は○、不可能である場合は×で示している。また、２つの鋼板１１，１１の分離が不可能であった場合は、鋼板１１，１１の間の距離の変化、すなわち、鋼板１１，１１の間に存在する被覆層１４及び接着層１５の厚み、又は、接着層１５の厚みの変化を、試験前の厚みに対する増加率によって記載した。
【表１】
0005946948.tif 000002
【００４２】
表１から分かるように、被覆層１４に熱膨張性マイクロカプセルを含有することにより、鋼板１１と接着層１５の間の接着力を低減させることができる。ここで、表１において、被覆層１４及び接着層１５に対する熱膨張性マイクロカプセルの含有割合は、被覆層１４又は接着層１５を形成する樹脂材料の主剤と硬化剤を混合する前の段階におけるこれらの合計質量に対する熱膨張性マイクロカプセルの含有割合である。すなわち、被覆層１４を形成するプライマーについては、混合前のフィラーを含む主剤と硬化剤との合計質量であって、溶剤が蒸発する前の材料の合計質量に対する熱膨張性マイクロカプセルの含有割合である。プライマーの混合前の溶剤を含む材料に対する熱膨張性マイクロカプセルの含有割合と、プライマーの硬化後における溶剤を含まない材料に対する熱膨張性マイクロカプセルの含有割合は、次の表２のように対応する。
【表２】
0005946948.tif 000003
したがって、被覆層１４における熱膨張性マイクロカプセルの含有割合は、混合前のプライマーの材料、すなわち、フィラーを含む主剤と硬化剤の混合前の合計質量に対して、２５〜４５質量％であるのが特に好ましい。なお、他の実験により、混合前のプライマーの材料に対する熱膨張性マイクロカプセルの含有割合が２０〜５３質量％であってもよいことが確認された。ここで、熱膨張性マイクロカプセルの含有割合が２０質量％よりも小さいと、被覆層を加熱した時の接着力の低減効果が不十分になり、鋼板１１と鋼板１１を分離することができなかった。一方、熱膨張性マイクロカプセルの含有割合が５３質量％よりも大きいと、主剤と硬化剤と熱膨張性マイクロカプセルを混合した直後の材料の粘度が過大になり、この材料を鋼板１１上に塗布すると、材料が連続せずに途切れて、均一な膜が形成できなかった。
【００４３】
また、接着層１５に熱膨張性マイクロカプセルを含有させた比較例１において、接着剤の粘度が熱膨張性マイクロカプセルの添加によって増大するので、２７質量％が含有割合の実質的な上限であった。この比較例１は、加熱により接着層１５の厚みが２４．２％増大したが、接着力は低減せず、鋼板１１，１１を分離することができなかった。
【００４４】
次に、本実施形態の鋼床版１に用いられる被覆層４及び接着層５の接着強度を測定する引張試験を、第３試験体を用いて行った。接着強度は、建研式接着力試験器を用いて測定した。接着強度の基準値については、独立行政法人土木研究所ほか３社編、「鋼床版橋梁の疲労耐久性向上技術に関する共同研究（その２・３・４）報告書−ＳＦＲＣ舗装による既設鋼床版の補強に関する設計・施工マニュアル（案）−」の４．５．６接着剤塗布工に準拠し、第３試験体の３箇所の平均強度が１．０Ｎ／ｍｍ２以上であるものを合格とした。図４は第３試験体を模式的に示す平面図であり、図５は第３試験体を模式的に示す断面図である。第３試験体２０は、次のようにして作製した。まず、幅３００ｍｍ、奥行き３００ｍｍ、高さ５０ｍｍの内寸を有して一端が開口した鋼製の箱状型枠２１の他端側の底板に、直径約１１０ｍｍの円形の貫通孔を４個形成する。この４個の貫通孔に直径１００ｍｍの鋼製の載荷治具２６を夫々挿入し、この載荷治具２６の接着面が箱状型枠２１の底面と同一平面上となるように位置決めし、これらの貫通孔と載荷治具２６との間をシール材２３で目止めする。この箱状型枠２１の底面と載荷治具２６の接着面上に、熱膨張性マイクロカプセルを含有するプライマーと、接着剤とを塗布する。これにより、箱状型枠２１の底面と載荷治具２６の接着面上に、被覆層２４と接着層２５を形成する。この箱状型枠２１の内側に、繊維補強コンクリートを打設し、繊維補強コンクリート層２２を形成する。繊維補強コンクリートの打設後、所定の材齢が経過すると、箱状型枠２１の開口を鉛直下向きに配置し、載荷治具２６の接着面と反対側に設けられた接続部２７を鉛直上側に向ける。この載荷治具２６の接続部２７に建研式接着力試験器を接続し、載荷冶具２６に、０．１ＭＰａ／ｓｅｃの速度で引張力を載荷した。引張力の載荷は、いずれかの層が破壊するまで行った。引張試験は、加熱前の常温時と、１３０℃の加熱後とで行った。加熱は、第３試験体２０の全部を加熱炉に投入して行った。第３試験体２０の４個の載荷冶具２６のうち、１個の載荷冶具２６で加熱前の常温時の引張試験を行い、残りの３個の載荷冶具２６で加熱後の引張試験を行った。
【００４５】
第３試験体２０を用いた引張試験において、被覆層２４の塗布量すなわち層厚と、被覆層２４に添加する熱膨張性マイクロカプセルの量とが異なる６つの例（実施例５〜１０）を設定した。プライマーは鹿島道路株式会社製のＫＳプライマーIIを用いると共に、接着剤は鹿島道路株式会社製のＫＳボンドを用いた。繊維補強コンクリート層２２を形成する繊維補強コンクリートは、表３のような配合のものを用いた。
【表３】
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セメントは太平洋セメント株式会社製のスーパージェットセメント、混練水は水道水、鋼繊維は神鋼建材工業株式会社製のシンコーファイバー・ドライミックス、細骨材は大阪府高槻市産の砕砂、粗骨材は大阪府高槻市産の硬質砂岩の砕石を用いた。また、減水剤として、花王株式会社製の高性能減水剤マイティ１５０と、凝結遅延剤として、小野田ケミコ株式会社製のジェットセッターを用いた。被覆層２４の塗布量と、被覆層２４が含有する熱膨張性マイクロカプセルの含有割合と、接着層２５の塗布量は、表４に示すとおりである。熱膨張性マイクロカプセルの含有割合は、主剤と硬化剤の混合前の合計質量に対する割合である。
【００４６】
試験結果として、表４に、加熱前と加熱後の引張試験の合否と、引張試験により破壊が生じた位置を示している。引張試験の合否は、破壊時の引張強度が１．０Ｎ／ｍｍ２以上である場合を○とし、破壊時の引張強度が１．０Ｎ／ｍｍ２よりも小さい場合を×とした。破壊位置は、「ＳＦＲＣ層」は繊維補強コンクリート層２２を示し、「被覆層／治具」は被覆層２４と載荷治具２６の接着面との間の界面を示す。
【表４】
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【００４７】
表４から分かるように、実施例５〜１０のいずれも、加熱前の常温時において、１．０Ｎ／ｍｍ２よりも大きい引張強度を有し、また、繊維補強コンクリート層２２で破壊した。したがって、被覆層２４及び接着層２５は、繊維補強コンクリート層２２と鋼製の載荷冶具２６との間に十分な接着力を発揮できる。また、実施例５〜１０のいずれも、１３０℃に加熱した後、引張力の載荷直後に、被覆層２４と載荷治具２６の接着面との界面で破壊し、このときの引張強度は実質的に零であった。したがって、実施例５〜１０のいずれも、被覆層２４を１３０℃に加熱することにより、鋼製の載荷冶具２６と繊維補強コンクリート層２２との間の接着力を効果的に低減できるといえる。
【００４８】
本実施形態の鋼床版１は、次のようにして施工される。まず、デッキプレート２の上面に、熱膨張性マイクロカプセルを含有するエポキシ樹脂系のプライマーを塗布して、被覆層４を形成する。続いて、被覆層４の上面に、エポキシ樹脂系の接着剤を塗布して、接着層５を形成する。引き続いて、接着層５の上面に、繊維補強コンクリートを打設し、繊維補強コンクリート層６を形成する。被覆層４、接着層５及び繊維補強コンクリート層６は、比較的短い時間をおいて形成するのが好ましい。これにより、被覆層４を形成するプライマーの硬化と、接着層５を形成する接着剤の硬化と、繊維補強コンクリート層６を形成する繊維補強コンクリートの硬化とが略同時に進行し、デッキプレート２と被覆層４と接着層５と繊維補強コンクリート層６とが効果的に付着する。その結果、デッキプレート２と繊維補強コンクリート層６とを効果的に一体化できる。続いて、繊維補強コンクリート層６を形成する繊維補強コンクリートの硬化が一定程度進行した後に、繊維補強コンクリート層６の上面に、アスファルト混合物を敷設してアスファルト表層７を形成する。
【００４９】
このようにして施工される鋼床版１は、既存の道路橋の鋼床版に対して補強を行ったものでもよい。すなわち、デッキプレート２と、デッキプレート２の下面のリブ及び桁と、これらを支持する橋脚等の下部工は、既存のものであってもよい。また、鋼床版１は、新設の道路橋を構成するものでもよい。すなわち、下部工と、鋼床版１を含む上部工とを含めた全部が、新たに構築されたものでもよい。
【００５０】
上記実施形態の鋼床版１を有する道路橋は、補修や撤去等に際して、鋼床版１から繊維補強コンクリート層６及びアスファルト表層７が撤去される。繊維補強コンクリート層６及びアスファルト表層７の撤去は、次のようにして行われる。まず、コンクリートカッターにより、繊維補強コンクリート層６及びアスファルト表層７を、容易に運搬できる大きさに分割されるように、切断線を形成する。切断線は、繊維補強コンクリート層６の下面の近傍に達する深さに形成する。続いて、アスファルト表層７の上に、ＩＨ（Induction Heating：電磁誘導加熱）式加熱装置を設置する。このＩＨ式加熱装置は、電磁誘導コイルと、この電磁誘導コイルに電力を供給する電源装置を備え、人力や車両によって移動可能に形成されている。次に、ＩＨ式加熱装置を作動させ、電磁誘導コイルにより、アスファルト表層７の上からデッキプレート２に、変動する磁界を印加する。これにより、デッキプレート２に渦電流を発生させ、この渦電流のジュール熱でデッキプレート２を発熱させる。ＩＨ式加熱装置によるデッキプレート２の発熱温度は、被覆層４の熱膨張性マイクロカプセルの最大発泡温度に対応し、１００〜１６０℃に設定する。デッキプレート２が発熱すると、この熱により被覆層４が加熱され、被覆層４に含有された熱膨張性マイクロカプセルが加熱される。最大発泡温度に加熱された熱膨張性マイクロカプセルの作用により被覆層４が損傷し、これにより、デッキプレート２に対する接着層５による繊維補強コンクリート層６の接着力が低減する。この後、分割線にスクレーパーや重機のショベル等を挿入し、繊維補強コンクリート層６とアスファルト表層７の分割線の近傍部分を持ち上げる。これにより、繊維補強コンクリート層６をデッキプレート２から剥離すると共に、分割線に沿って繊維補強コンクリート層６及びアスファルト表層７を分割する。分割した繊維補強コンクリート層６とアスファルト表層７を、重機等で運搬し、鋼床版１から撤去する。
【００５１】
このように、本実施形態の鋼床版１は、デッキプレート２と、繊維補強コンクリート層６を接着する接着層５との間に、熱膨張性マイクロカプセルを含有する被覆層４を設けたので、デッキプレート２を加熱することにより、接着層５による接着力を効果的に低減することができる。したがって、繊維補強コンクリート層６を容易にデッキプレート２から剥離し、鋼床版１から撤去することができる。また、強度の高い繊維補強コンクリート層６を、デッキプレート２に付着した状態でコンクリートブレーカ等により全てを破壊する必要が無いので、少ない手間により、また、騒音を長期間にわたって発生することなく、繊維補強コンクリート層６を撤去できる。また、本実施形態の鋼床版１は、繊維補強コンクリート層６を撤去する際に、デッキプレート２の発熱温度を、被覆層４の熱膨張性マイクロカプセルの最大発泡温度に対応して１００〜１６０℃に設定するので、鋼床版１の下面の塗装膜が損傷する不都合を防止できる。
【００５２】
本実施形態において、鋼床版１のデッキプレート２には、添接部にボルト頭が存在し、また、繊維補強コンクリート層６との一体化を高めるためのスタッドが突設される場合がある。この場合において、熱膨張性マイクロカプセルを含有するプライマーをボルト頭やスタッドの表面にも塗布して被覆層４を形成し、その上に接着剤を塗布して接着層５を形成すると共に、繊維補強コンクリート層６を形成する。これにより、繊維補強コンクリート層６を撤去する際に、デッキプレート２と共にボルト頭及びスタッドを加熱することにより、ボルト頭及びスタッドに対する接着層５の接着力を効果的に低減できる。
【００５３】
上記実施形態において、鋼床版１は繊維補強コンクリート層６を備えたが、補強繊維を含有しないコンクリートで形成されたコンクリート層を備えてもよい。例えば、鋼板で形成されたデッキプレートと、このデッキプレート上に配置された鉄筋と、デッキプレート上に鉄筋を包含するように設けられたコンクリート層と、このコンクリート層の上に設けられたアスファルト層とを有するコンクリート合成鋼床版に、本発明を適用することができる。この場合、デッキプレートの上面に、熱膨張性マイクロカプセルを含有する被覆層を形成し、この被覆層上に接着層を形成し、この接着層上にコンクリート層を形成する。これにより、コンクリート合成鋼床版の補修や撤去の際に、デッキプレートをＩＨ式加熱装置等で発熱させて被覆層を加熱することにより、容易にコンクリート層をデッキプレートから剥離することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  鋼床版
２  デッキプレート
３  Ｕトラフ
４  被覆層
５  接着層
６  繊維補強コンクリート層
７  アスファルト表層
【要約】
【課題】コンクリートブレーカで全てを破壊することなく、より確実かつ容易にコンクリート層を鋼板から剥離して撤去できる鋼床版を提供する。
【解決手段】鋼床版１は、鋼板で形成されたデッキプレート２と、熱膨張性マイクロカプセルが添加されたエポキシ樹脂系プライマーで形成された被覆層４と、エポキシ樹脂系接着剤で形成された接着層５と、繊維補強コンクリート層６と、アスファルト表層７を備える。アスファルト表層７上に配置したＩＨ式加熱装置により、デッキプレート２を発熱させて被覆層４を加熱し、熱膨張性マイクロカプセルの作用によって被覆層４を破損させる。デッキプレート２に対する接着層５による繊維補強コンクリート層６の接着力が低減するので、繊維補強コンクリート層６がデッキプレート２から容易に剥離する。
【選択図】図１【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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