(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被埋設層に部分的に埋設された金属製埋設材の外面、及び被埋設層の表面のうちいずれか一方に、超音波を発信する発信部を配置し、他方に、該超音波を受信する受信部を配置して、被埋設層と金属製埋設材との境界部分における金属製埋設材の腐食状態又は金属製埋設材と被埋設層との不着状態を評価する埋設状態評価方法であって、
健全部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間を測定する工程と、
前記測定時間を健全部実測時間Ｔｍ
（Ｔｍ＝Ｙ／Ｃｍ＋Ｘ／Ｃｃ  Ｙ：金属製埋設材部分の距離  Ｘ：被埋設層部分の距離  Ｃｍ：金属製埋設材の音速  Ｃｃ：被埋設層の音速）
とし、
健全部において超音波が、金属製埋設材及び被埋設層のうちいずれか一方の音速だけで前記健全部実測時間Ｔｍをかけて前記発信部から前記受信部まで伝播したと仮定して算出された仮想の伝播距離である健全部仮想伝播距離Ｗｍ
（金属製埋設材の音速とした場合
Ｗｍ＝Ｙ＋αＸ  α＝Ｃｍ／Ｃｃ
被埋設層の音速とした場合
Ｗｍ＝βＹ＋Ｘ  β＝Ｃｃ／Ｃｍ）
を特定する工程と、
埋設状態を評価したい部分である評価対象部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間を測定する工程と、
前記評価対象部における測定時間を評価対象部実測時間Ｔｆとし、該評価対象部実測時間Ｔｆと、前記健全部実測時間Ｔｍと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、に基づいて、評価対象部仮想伝播距離Ｗｆ
（Ｗｆ＝（Ｔｆ／Ｔｍ）×Ｗｍ）
を特定する工程と、
前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、の差に基づいて評価対象部の埋設状態を評価する工程と、
を有する
ことを特徴とする埋設状態評価方法。
【請求項２】
前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍとの差が予め定められた閾値を越えた場合には、前記評価対象部を複数設定して金属製埋設材と被埋設層との境界部における腐食部分若しくは不着部分からなる非伝播部における金属製埋設材の周方向に沿った幅Ｈを特定する工程と、
更に前記幅Ｈの中間地点を前記送信部と前記受信部との最短経路上に設定して特定した評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、
Ｗｈ＝√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２）＋α√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２）
又は
Ｗｈ＝β√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２）＋√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２）
により算出される非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈと、
を比較して、前記非伝播部の深さＤを評価する工程と
を含む請求項１に記載の埋設状態評価方法。
【請求項３】
Ｗｆ＝Ｗｈ
であれば、前記非伝播部の深さＤが前記幅Ｈより大きいと評価する工程を含む請求項２に記載の埋設状態評価方法。
【請求項４】
Ｗｆ＜Ｗｈ
であれば、
Ｗｆ＝Ｙ＋Ｄ＋α√（Ｘ２＋Ｄ２）
又は
Ｗｆ＝β（Ｙ＋Ｄ）＋√（Ｘ２＋Ｄ２）
より、前記非伝播部の深さＤを特定する工程を含む請求項２に記載の埋設状態評価方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の埋設状態評価方法に用いられる埋設状態評価装置であって、
超音波を発信する発信部と、
該超音波を受信する受信部と、
健全部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる測定時間を健全部実測時間Ｔｍ
（Ｔｍ＝Ｙ／Ｃｍ＋Ｘ／Ｃｃ  Ｙ：金属製埋設材部分の距離  Ｘ：被埋設層部分の距離  Ｃｍ：金属製埋設材の音速  Ｃｃ：被埋設層の音速）
とし、
健全部において超音波が、金属製埋設材及び被埋設層のうちいずれか一方の音速だけで前記健全部実測時間Ｔｍをかけて前記発信部から前記受信部まで伝播したと仮定して算出された仮想の伝播距離である健全部仮想伝播距離Ｗｍ
（金属製埋設材の音速とした場合
Ｗｍ＝Ｙ＋αＸ  α＝Ｃｃ／Ｃｍ
被埋設層の音速とした場合
Ｗｍ＝βＹ＋Ｘ  β＝Ｃｍ／Ｃｃ）
を特定する健全部仮想伝播距離特定手段と、
埋設状態を評価したい部分である評価対象部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる測定時間を評価対象部実測時間Ｔｆとし、該評価対象部実測時間Ｔｆと、前記健全部実測時間Ｔｍと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、に基づいて、評価対象部仮想伝播距離Ｗｆ
（Ｗｆ＝（Ｔｆ／Ｔｍ）×Ｗｍ）
を特定する評価対象部仮想伝播距離特定手段と、
を備えていることを特徴とする埋設状態評価装置。
【請求項６】
被埋設層に部分的に埋設された埋設材の外面及び被埋設層の表面のうちいずれか一方に、超音波を発信する発信部を配置し、他方に、該超音波を受信する受信部を配置して、被埋設層と埋設材との境界部分における埋設材と被埋設層との不着状態を評価する埋設状態評価方法であって、
健全部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間を測定する工程と、
前記測定時間を健全部実測時間Ｔｍ
（Ｔｍ＝Ｙ／Ｃｍ＋Ｘ／Ｃｃ  Ｙ：埋設材部分の距離  Ｘ：被埋設層部分の距離  Ｃｍ：埋設材の音速  Ｃｃ：被埋設層の音速）
とし、
健全部において超音波が、埋設材及び被埋設層のうちいずれか一方の音速だけで前記健全部実測時間Ｔｍをかけて前記発信部から前記受信部まで伝播したと仮定して算出された仮想の伝播距離である健全部仮想伝播距離Ｗｍ
（埋設材の音速とした場合
Ｗｍ＝Ｙ＋αＸ  α＝Ｃｃ／Ｃｍ
被埋設層の音速とした場合
Ｗｍ＝βＹ＋Ｘ  β＝Ｃｍ／Ｃｃ）
を特定する工程と、
不着状態を評価したい部分である評価対象部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間を測定する工程と、
前記評価対象部における測定時間を評価対象部実測時間Ｔｆとし、該評価対象部実測時間Ｔｆと、前記健全部実測時間Ｔｍと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、に基づいて、評価対象部仮想伝播距離Ｗｆ
（Ｗｆ＝（Ｔｆ／Ｔｍ）×Ｗｍ）
を特定する工程と、
前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、の差に基づいて評価対象部の埋設状態を評価する工程と、
を有する
ことを特徴とする埋設状態評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設材の埋設状態を評価する埋設状態評価方法、及びこれに用いられる埋設材腐食状態評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばコンクリート層からなる被埋設層に、標識支柱、街路灯支柱、ガードレール支柱、又はカーブミラー支柱などの金属管からなる金属製埋設材が埋設されている際に、金属製埋設材の腐食状態を確認する作業が行われてきた。すなわち、コンクリート層を掘削除去して埋設されていた金属管を露出させ、目視点検を行い、必要に応じて補修を行った後コンクリート層を打設し、養生を行うことがなされてきた。
【０００３】
しかしながら、補修を必要としない場合であってもコンクリート層を掘削除去し、点検後には打設（埋め戻し）することにより費用がかさみ、調査にかかる時間もかかり、場合によっては道路を大きく占有するために車線規制等を行う必要があった。
【０００４】
そこで、近年においては被埋設層を掘削することなく非破壊状態のままで評価を行うことのできる超音波測定が行われるようになっている。超音波測定による埋設状態の評価方法としては、例えば、一部が埋設された円筒形構造物の露出面にＳＨ波を受信する超音波受信子とＳＨ波を発信する超音波発信子とを接触媒質を介して密着させ、前記受信子で受信されるＳＨ波のパターンを解析して前記円筒形構造物の欠陥の位置やサイズを検出する円筒形構造物の欠陥検出方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、支柱の内部にＰ波を入射する垂直深触子と、この垂直深触子に近接配置されるとともに支柱の内部にＳＨ波を入射する第１の斜角深触子と、を備える支柱路面境界部調査システムもすでに開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５６３３３号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１９８８４０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、上記特許文献１，２に開示されている構成は、いわゆる超音波パルス反射法による測定を行うものであり、例えば金属管が露出するコンクリート層表面との境界部（以下路面境界部という）において、金属管がコンクリート層からの圧縮応力により強く拘束されている場合には、超音波測定時に拘束による反射波を拾ってしまうという問題があった。さらに、超音波測定が不能であると判断された場合は、目視点検を行うためにコンクリート層を掘削除去することとなり、結果として超音波測定自体が無駄になる、という問題もあった。
【０００８】
そこで本発明は、非破壊で被埋設層と金属製埋設材との境界部分における金属製埋設材の腐食状態又は金属製埋設材と被埋設層との不着状態を評価することのできる埋設状態評価方法、及びこれに用いられる埋設状態評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被埋設層に部分的に埋設された金属製埋設材の外面及び被埋設層の表面のうちいずれか一方に、超音波を発信する発信部を配置し、他方に、該超音波を受信する受信部を配置して、被埋設層と金属製埋設材との境界部分における金属製埋設材の腐食状態又は金属製埋設材と被埋設層との不着状態を評価する埋設状態評価方法であって、
健全部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間を測定する工程と、
前記測定時間を健全部実測時間Ｔｍ
（Ｔｍ＝Ｙ／Ｃｍ＋Ｘ／Ｃｃ  Ｙ：金属製埋設材部分の距離  Ｘ：被埋設層部分の距離  Ｃｍ：金属製埋設材の音速  Ｃｃ：被埋設層の音速）
とし、
健全部において超音波が、金属製埋設材及び被埋設層のうちいずれか一方の音速だけで前記健全部実測時間Ｔｍをかけて前記発信部から前記受信部まで伝播したと仮定して算出された仮想の伝播距離である健全部仮想伝播距離Ｗｍ
（金属製埋設材の音速とした場合
Ｗｍ＝Ｙ＋αＸ  α＝Ｃｃ／Ｃｍ
被埋設層の音速とした場合
Ｗｍ＝βＹ＋Ｘ  β＝Ｃｍ／Ｃｃ）
を特定する工程と、
埋設状態を評価したい部分である評価対象部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間を測定する工程と、
前記評価対象部における測定時間を評価対象部実測時間Ｔｆとし、該評価対象部実測時間Ｔｆと、前記健全部実測時間Ｔｍと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、に基づいて、評価対象部仮想伝播距離Ｗｆ
（Ｗｆ＝（Ｔｆ／Ｔｍ）×Ｗｍ）
を特定する工程と、
前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、の差に基づいて評価対象部の埋設状態を評価する工程と、
を有する
ことを特徴とする埋設状態評価方法である。
【００１０】
ここで発明者は、超音波透過法を用いることで、路面境界部において金属製埋設材と被埋設層との間に隙間が生じている不着状態や、金属製埋設材に腐食が発生している場合には、超音波は当該不着部分や腐食部分を迂回して進行することを利用して、超音波の伝播時間の差から不着や腐食の有無を評価できるとの考えに至った。
【００１１】
かかる構成にあっては、被埋設層を掘削する必要がなく、目視できない埋設された金属製埋設材の埋設状態を非破壊で評価することができる。そして金属製埋設材及び被埋設層のいずれか一方に超音波の発信部を配置し、他方に該超音波を受信する受信部を配置し、該超音波の伝播時間により特定された仮想の伝播距離から不着や腐食の有無を評価するものであるため、金属製埋設材が受けている圧縮応力の大小にかかわらず評価を行うことができる。また、不着や腐食の有無を超音波の伝播時間から特定された仮想伝播距離の差によって数値で正確に評価できるため、記録性、及び客観性に優れた評価方法となる。さらに、健全部と評価対象部との対比で腐食状態を評価するため、健全である旨の評価結果に対して保証が得られやすいという利点もある。例えば、前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、の差が、予め定められた閾値を越えた場合には、腐食または不着ありと評価したり、前記金属製埋設材の評価対象部を補修すべきであると評価したりすることができる。
【００１２】
また、路面境界部において金属製埋設材と被埋設層との間に隙間が生じている不着状態が発生している場合には、当該隙間に雨水等が流入して金属製埋設材の腐食を促進してしまうことから、金属製埋設材の腐食状態だけでなく不着状態にあっても適切な補修が必要とされるが、本発明の埋設状態評価方法にあっては、金属製埋設材の腐食だけでなく不着の状態も評価できることから、補修の必要の有無を判定するのに非常に適した埋設状態評価方法である。
【００１３】
また、上記構成にあって、前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍとの差が予め定められた閾値を越えた場合には、前記評価対象部を複数設定して金属製埋設材と被埋設層との境界部における腐食部分若しくは不着部分からなる非伝播部における金属製埋設材の周方向に沿った幅Ｈを特定する工程と、
更に前記幅Ｈの中間地点を前記送信部と前記受信部との最短経路上に設定して特定した評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、
Ｗｈ＝√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２）＋α√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２）
又は
Ｗｈ＝β√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２）＋√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２）
により算出される非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈと、
を比較して、前記非伝播部の深さＤを評価する工程と
を含む埋設状態評価方法が提案される。
【００１４】
この場合、Ｗｆ＝Ｗｈ
であれば、前記非伝播部の深さＤが前記幅Ｈより大きいと評価する工程を含むことで、非伝播部の路面境界部からの深さを評価できる。
【００１５】
また、Ｗｆ＜Ｗｈ
であれば、
Ｗｆ＝Ｙ＋α√（Ｘ２＋Ｄ２）
又は
Ｗｆ＝βＹ＋√（Ｘ２＋Ｄ２）
より、前記非伝播部の深さＤを特定する工程を含むことで、非伝播部の路面境界部からの深さＤを特定することができる。
【００１６】
また本発明は、前記埋設状態評価方法に用いられる埋設状態評価装置であって、
超音波を発信する発信部と、
該超音波を受信する受信部と、
健全部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる測定時間を健全部実測時間Ｔｍ
（Ｔｍ＝Ｙ／Ｃｍ＋Ｘ／Ｃｃ  Ｙ：金属製埋設材部分の距離  Ｘ：被埋設層部分の距離  Ｃｍ：金属製埋設材の音速  Ｃｃ：被埋設層の音速）
とし、
健全部において超音波が、金属製埋設材及び被埋設層のうちいずれか一方の音速だけで前記健全部実測時間Ｔｍをかけて前記発信部から前記受信部まで伝播したと仮定して算出された仮想の伝播距離である健全部仮想伝播距離Ｗｍ
（金属製埋設材の音速とした場合
Ｗｍ＝Ｙ＋αＸ  α＝Ｃｃ／Ｃｍ
被埋設層の音速とした場合
Ｗｍ＝βＹ＋Ｘ  β＝Ｃｍ／Ｃｃ）
を特定する健全部仮想伝播距離特定手段と、
埋設状態を評価したい部分である評価対象部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる測定時間を評価対象部実測時間Ｔｆとし、該評価対象部実測時間Ｔｆと、前記健全部実測時間Ｔｍと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、に基づいて、評価対象部仮想伝播距離Ｗｆ
（Ｗｆ＝（Ｔｆ／Ｔｍ）×Ｗｍ）
を特定する評価対象部仮想伝播距離特定手段と、
を備えていることを特徴とする埋設状態評価装置である。
【００１７】
かかる構成とすることにより、迅速かつ的確に、金属製埋設材の腐食状態や不着状態を評価することができる。
【００１８】
さらに本発明は、被埋設層に部分的に埋設された埋設材の外面及び被埋設層の表面のうちいずれか一方に、超音波を発信する発信部を配置し、他方に、該超音波を受信する受信部を配置して、被埋設層と埋設材との境界部分における埋設材と被埋設層との不着状態を評価する埋設状態評価方法であって、
健全部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間を測定する工程と、
前記測定時間を健全部実測時間Ｔｍ
（Ｔｍ＝Ｙ／Ｃｍ＋Ｘ／Ｃｃ  Ｙ：埋設材部分の距離  Ｘ：被埋設層部分の距離  Ｃｍ：埋設材の音速  Ｃｃ：被埋設層の音速）
とし、
健全部において超音波が、埋設材及び被埋設層のうちいずれか一方の音速だけで前記健全部実測時間Ｔｍをかけて前記発信部から前記受信部まで伝播したと仮定して算出された仮想の伝播距離である健全部仮想伝播距離Ｗｍ
（埋設材の音速とした場合
Ｗｍ＝Ｙ＋αＸ  α＝Ｃｃ／Ｃｍ
被埋設層の音速とした場合
Ｗｍ＝βＹ＋Ｘ  β＝Ｃｍ／Ｃｃ）
を特定する工程と、
不着状態を評価したい部分である評価対象部において超音波が前記発信部から前記受信部に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間を測定する工程と、
前記評価対象部における測定時間を評価対象部実測時間Ｔｆとし、該評価対象部実測時間Ｔｆと、前記健全部実測時間Ｔｍと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、に基づいて、評価対象部仮想伝播距離Ｗｆ
（Ｗｆ＝（Ｔｆ／Ｔｍ）×Ｗｍ）
を特定する工程と、
前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍと、の差に基づいて評価対象部の埋設状態を評価する工程と、
を有する
ことを特徴とする埋設状態評価方法である。
【００１９】
かかる構成にあっては、被埋設層の表面と埋設材との境界部における不着状態を、被埋設層の掘削除去を行うことなく、非破壊状態で評価することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる埋設状態評価方法は、非破壊で被埋設層と金属製埋設材との境界部分における金属製埋設材の腐食状態又は金属製埋設材と被埋設層との不着状態を評価することができる効果がある。
【００２１】
また、本発明にかかる埋設状態評価装置は、精度良く金属製埋設材の腐食状態や不着状態を評価することができる効果がある。
【００２２】
そして本発明にかかる埋設状態評価方法は、簡便かつ迅速に埋設材と被埋設層との不着状態を評価することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は健全部における、金属管に配置した発信部から、コンクリート層に配置した受信部に超音波が伝播する状態を示す説明図であり、（ｂ）はモニターの表示態様を示す説明図である。
【図２】（ａ）は金属管に深さＤの非伝播部がある部分における、金属管に配置した発信部から、コンクリート層に配置した受信部に超音波が伝播する状態を示す説明図であり、（ｂ）はモニターの表示態様を示す説明図である。
【図３】（ａ）は金属管に幅Ｈの非伝播部がある部分における、金属管に配置した発信部から、コンクリート層に配置した受信部に超音波が伝播する状態を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のａ〜ａ面及びｂ〜ｂ面を連続して表示した説明図である。
【図４】モニターの表示態様を示す説明図である。
【図５】幅Ｈよりも深さＤの方が大きい非伝播部がある部分における、金属管に配置した発信部から、コンクリート層に配置した受信部に超音波が伝播する状態を示す説明図である。
【図６】図５における、（ａ）はＩ位置におけるモニターの表示態様を示す説明図であり、（ｂ）はＩＩ位置におけるモニターの表示態様を示す説明図である。
【図７】深さＤよりも幅Ｈの方が大きい非伝播部がある部分における、金属管に配置した発信部から、コンクリート層に配置した受信部に超音波が伝播する状態を示す説明図である。
【図８】図７における、（ａ）はＩＩＩ位置におけるモニターの表示態様を示す説明図であり、（ｂ）はＩＶ位置におけるモニターの表示態様を示す説明図である。
【図９】埋設状態評価装置にかかるブロック回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の埋設状態評価方法を、被埋設層をコンクリート層５０とし、金属製埋設材を信号柱、標識柱、又は照明柱等の金属管６０とした場合を例にして、添付図面に従って説明する。なお、以下の説明において、便宜上、前後左右及び上下方向を規定して説明する場合があるが、このことは、本発明が下記説明に記載された方向にのみ限定されて使用されることを示すものではない。
【００２５】
まず、図１（ａ）に示したように、金属管６０に腐食がなく、金属管６０とコンクリート層５０との間に隙間がない健全部において、コンクリート層５０を基準とした金属管６０における高さＹの位置に超音波を発信する発信部１０を配置し、コンクリート層５０における金属管６０から長さＸだけ離れた位置に該超音波を受信する受信部２０を配置するものとする。そして、発信部１０から受信部２０に向けて超音波を発信して該超音波が最も早く伝播するのにかかる伝播時間を実測した場合を考える。
このとき実測された健全部における伝播時間である健全部実測時間Ｔｍは、
Ｔｍ＝Ｙ／Ｃｍ＋Ｘ／Ｃｃ
で表すことができる。なお、Ｙ：金属管６０部分の高さ、Ｘ：コンクリート層５０部分の長さ、Ｃｍ：金属管６０の音速、Ｃｃ：コンクリート層５０の音速、である。
【００２６】
上記式において、α＝Ｃｍ／Ｃｃである係数αを代入することで、
Ｔｍ＝Ｙ／Ｃｍ＋αＸ／Ｃｍ
と表すことができる。
【００２７】
さらに上記式にＣｍをかけることで、
Ｔｍ×Ｃｍ＝Ｙ＋αＸ
とすることができる。
【００２８】
ここで、Ｔｍ×Ｃｍとは、健全部実測時間Ｔｍをかけて金属管６０の音速で超音波が伝播したときに進む仮想の伝播距離である健全部仮想伝播距離Ｗｍαと考えることができるので、
Ｗｍα＝Ｙ＋αＸ
と表すことができる。
【００２９】
なお、係数αのかわりにβ＝Ｃｃ／Ｃｍである係数βを代入すれば、健全部実測時間Ｔｍをかけてコンクリート層５０の音速で超音波が伝播したときに進む健全部仮想伝播距離Ｗｍβは、
Ｗｍβ＝βＹ＋Ｘ
と表すこともできる。
【００３０】
すなわち、図１（ｂ）に示したように、超音波測定器に表示される超音波の健全部実測時間Ｔｍを、既知の数値から算出された健全部仮想伝播距離Ｗｍα（又はＷｍβ）と対応させることができる。つまり、実測時間である伝播時間としてのＴｍを、既知の数値であるＸ、Ｙ、及びα（又はβ）より算出した仮想の伝播距離Ｗｍα（又はＷｍβ）で表現することができる。
【００３１】
ここで、図２（ａ）に示したように、金属管６０に深さＤの腐食又は金属管６０とコンクリート層５０との間に深さＤの不着による非伝播部８０がある場合に、該非伝播部８０を含み、かつ金属管６０の管軸を含むような仮想同一面上に前記発信部１０及び前記受信部２０を設置すると、超音波は該非伝播部８０を迂回して伝播する。すなわち、発信部１０から発信された超音波は、金属管６０の外面を高さＹだけ下った後に更に深さＤだけ進み、そこからコンクリート層５０内を
√（Ｘ２＋Ｄ２）
の距離だけ進んで受信部２０に伝播するような経路を辿って最も早く受信される。
【００３２】
従って、前記発信部１０から前記受信部２０に向けて超音波を発信した場合、該超音波が最も早く伝播するのにかかる時間Ｔｄは、
Ｔｄ＝（Ｙ＋Ｄ）／Ｃｍ＋（√（Ｘ２＋Ｄ２））／Ｃｃ
で表すことができる。これを上記と同様に仮想の伝播距離である非伝播部深さ方向仮想伝播距離Ｗｄで表した場合、Ｗｄ＝Ｔｄ×Ｃｍより、
Ｗｄα＝Ｙ＋Ｄ＋α√（Ｘ２＋Ｄ２）
又は、
Ｗｄβ＝β（Ｙ＋Ｄ）＋√（Ｘ２＋Ｄ２）
と表すことができる。
【００３３】
この場合も同様に、図２（ｂ）に示したように、超音波測定器に表示される超音波の最短の伝播時間であるＴｄを、前記非伝播部深さ方向仮想伝播距離Ｗｄα（又はＷｄβ）と対応させることができる。
【００３４】
そしてこのとき、深さＤが不明であるとしても、
Ｔｍ：Ｗｍα＝Ｔｄ：Ｗｄα
又は
Ｔｍ：Ｗｍβ＝Ｔｄ：Ｗｄβ
の関係が成立することから、
Ｗｄα＝（Ｔｄ／Ｔｍ）×Ｗｍα
又は
Ｗｄβ＝（Ｔｄ／Ｔｍ）×Ｗｍβ
より、前記非伝播部深さ方向仮想伝播距離Ｗｄα（又はＷｄβ）を算出することができ、算出された非伝播部深さ方向仮想伝播距離Ｗｄα（又はＷｄβ）から深さＤを求めることができる。
【００３５】
また、図３に示したように、金属管６０に幅Ｈの腐食又は金属管６０とコンクリート層５０との間に幅Ｈの不着による非伝播部８０がある場合に、該非伝播部８０の幅方向中間地点を含み、かつ金属管６０の管軸を含むような仮想同一面上に前記発信部１０及び前記受信部２０を設置すると、超音波は該非伝播部８０を迂回して伝播する。すなわち、発信部１０から発信された超音波は、金属管６０の外面を
√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２）
進んだ後、コンクリート表面を
√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２）
進んで受信部２０に伝播するような経路を辿って最も早く受信されると考えることができる。
【００３６】
従って、前記発信部１０から前記受信部２０に向けて超音波を発信した場合、該超音波が最も早く伝播するのにかかる時間としてのＴｈは、
Ｔｈ＝（√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２））／Ｃｍ＋（√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２））／Ｃｃ
で表すことができる。これを上記と同様に仮想の伝播距離である非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈで表した場合、
Ｗｈα＝√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２）＋α√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２）
又は
Ｗｈβ＝β√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２）＋√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２）
と表すことができる。
【００３７】
この場合も同様に、図４に示したように、超音波測定器に表示される超音波の最短の伝播時間Ｔｈを、前記非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈα（又はＷｈβ）と対応させることができる。
【００３８】
実際の超音波測定にあっては、非伝播部８０を深さ方向又は幅方向のうちいずれか短い方を迂回して伝播した超音波が最も早く受信されることとなる。
【００３９】
したがって、健全部実測時間Ｔｍよりも長い伝播時間が測定された場合には、上記した式に当てはめてＴｄに相当するものかＴｈに相当するものかを判断することができる。なお、非伝播部８０の幅Ｈについては、複数の測定箇所を設定して測定を繰り返すことによりＴｍよりも大となる測定時間が測定された幅をそのまま非伝播部８０の幅Ｈと考えることができる。
【００４０】
例えば、図５に示したように幅Ｈよりも深さＤの方が大きい非伝播部８０にあっては、非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈの方が、非伝播部深さ方向仮想伝播距離Ｗｄに比べて短くなる。従って、図６（ａ）に示したような、非伝播部８０の幅方向Ｈの中間位置ＩＩで測定した結果得られる超音波の最短の伝播時間は、図６（ｂ）に示したようにＴｈであり、健全部位置Ｉで測定した結果得られる超音波の最短の健全部実測時間Ｔｍを参酌すると、非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈが検出されたと考えることができる。なお、このとき深さＤ方向に迂回してから受信された超音波は、幅Ｈ方向に迂回してから受信された超音波に対して遅延して表示されることとなり、実際にはＴｄを特定することは困難となる。
【００４１】
また、例えば図７に示したように、深さＤよりも幅Ｈの方が大きい非伝播部８０にあっては、非伝播部深さ方向仮想伝播距離Ｗｄの方が、非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈに比べて短くなる。従って、図８（ａ）に示したような、非伝播部８０の幅方向Ｈの中間位置ＩＶで測定した結果得られる超音波の最短の伝播時間は、図８（ｂ）に示したようにＴｄであり、健全部ＩＩＩで測定した結果得られる超音波の最短の伝播時間Ｔｍを参酌すると、非伝播部深さ方向仮想伝播距離Ｗｄが検出されたと考えることができる。なお、このとき幅方向Ｈに迂回してから受信された超音波は、深さＤ方向に迂回してから受信された超音波に対して遅延して表示されることとなり、実際にはＴｈを特定することは困難となる。
【００４２】
以上のことから、まず健全部の超音波測定により健全部実測時間Ｔｍを実測し、これと、既知の数値Ｘ、Ｙ、及びα（又はβ）より算出した健全部仮想伝播距離Ｗｍα（又はＷｍβ）とを対応させ、さらに、埋設状態の適否を評価したい部分である評価対象部において超音波が前記発信部１０から前記受信部２０に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間Ｔｆ（評価対象部実測時間）を測定し、
Ｗｆα＝（Ｔｆα／Ｔｍ）×Ｗｍα
又は
Ｗｆβ＝（Ｔｆβ／Ｔｍ）×Ｗｍβ
より評価対象部仮想伝播距離Ｗｆα（又はＷｆβ）を特定し、これを非伝播部８０の幅Ｈを特定した結果から算出された非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈα（又はＷｈβ）と比較して、
Ｗｆα＝Ｗｈα
又は
Ｗｆβ＝Ｗｈβ
であれば、非伝播部８０の幅Ｈよりも深さＤの方が大きいため、非伝播部８０を幅方向に迂回して伝播した超音波の方が先に受信されたと判断することができる。
【００４３】
また、
Ｗｆα＜Ｗｈα
又は
Ｗｆβ＜Ｗｈβ
であれば、
Ｗｆα＝Ｙ＋Ｄ＋α√（Ｘ２＋Ｄ２）
又は、
Ｗｆβ＝β（Ｙ＋Ｄ）＋√（Ｘ２＋Ｄ２）
より、非伝播部８０の深さＤを算出して具体的に特定することができる。
【００４４】
以下、本発明を具体化した実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、下記に示す実施例に限定されることはなく、適宜設計変更が可能である。ところで実施例を説明する際には、便宜上、前後左右及び上下方向を規定して説明する場合があるが、このことは、本発明が下記実施例で定められた方向にのみ限定されて使用されるものではない。また、本実施例において用いられる時間の単位は（秒）、長さの単位はミリメートル（ｍｍ）、そして音速の単位は（秒／ｍｍ）とする。
【００４５】
例えば円筒体で構成される金属管６０（金属製埋設材）と、コンクリート層５０（被埋設層）との路面境界部における腐食状態や不着状態は、以下の手順で評価することができる。なお、本実施例においては係数αを用いた評価方法について説明する。
【００４６】
まず、透過法に設定された超音波測定機能を具備した埋設状態評価装置１の超音波を発信する発信部１０及び該超音波を受信する受信部２０を、共に金属管６０の健全部に所定の距離をおいて（例えば金属管の管軸に沿う方向に１００ｍｍ）配置し、測定時間から当該金属管６０表面における超音波の伝播速度（金属管６０の音速）Ｃｍを算出する。このとき、最も早く伝播した超音波に基づいて測定時間を特定する。
【００４７】
同様に、前記発信部１０及び前記受信部２０を、共にコンクリート層５０に所定の距離をおいて（例えば１００ｍｍ）配置し、測定時間から当該コンクリート層５０表面における超音波の伝播速度（コンクリート層５０の音速）Ｃｃを算出する。このとき、最も早く伝播した超音波に基づいて測定時間を特定する。
【００４８】
次に、金属管６０の健全部において、コンクリート層５０からの高さがＹである位置に前記発信部１０を配置し、コンクリート層５０において、金属管６０からの距離がＸである位置に前記受信部２０を配置する。このとき、健全部、発信部１０、および受信部２０は、金属管６０の管軸を含む仮想同一面上に配置する。これにより、Ｘ及びＹを正確の値で設定することができる。なお、超音波の減衰が問題にならず、また誤差が小さく的確な評価を行うために、高さＹ及び距離Ｘは１００ｍｍ以下であることが望ましい。
【００４９】
この状態で、超音波が前記発信部１０から前記受信部２０に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間である健全部実測時間Ｔｍを測定する。
【００５０】
また
Ｗｍ＝Ｙ＋αＸ
から健全部仮想伝播距離Ｗｍを算出する。
【００５１】
そして、埋設状態を評価したい部分である金属管６０の評価対象部において、コンクリート層５０からの高さがＹである位置に前記発信部１０を配置し、コンクリート層５０において、金属管６０からの距離がＸである位置に前記受信部２０を配置する。このとき、評価対象部、発信部１０、および受信部２０は、金属管６０の管軸を含む仮想同一面上に配置する。なお、この際用いられる高さＹ及び距離Ｘは健全部において配置された発信部１０の高さＹ及び受信部２０の距離Ｘと等しくなるように設定する。
【００５２】
この状態で、超音波が前記発信部１０から前記受信部２０に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる時間である評価対象部実測時間Ｔｆを測定する。
【００５３】
前記評価対象部実測時間Ｔｆを測定した後、
Ｗｆ＝（Ｔｆ／Ｔｍ）×Ｗｍ
より、評価対象部仮想伝播距離Ｗｆを算出する。
【００５４】
前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、前記健全部仮想伝播距離Ｗｍとの差を算出する。そして、
Ｗｆ−Ｗｍ＜５
の場合、腐食なし、と評価する。このような差を算出した上で評価するのは、測定時に多少の誤差が想定されるためである。
【００５５】
また、Ｙ＝Ｘ＝１００ｍｍ、α＝１．５にて計算した場合、Ｗｆ−Ｗｍが５未満であると、深さＤが５ｍｍ未満かつ幅Ｈが４０ｍｍを超えるか、深さＤが５ｍｍ以上かつ幅Ｈが４０ｍｍ以下の非伝播部８０が存在していることとなり、大きな腐食又は不着とは想定されない。このため、腐食又は不着なしと評価して測定を終了しても問題がない。当然のことながら、評価対象部は１箇所のみに限定する必要はなく、疑わしき部分や予め定められた測定位置を評価対象部としてもよい。また、例えば円筒状の金属管６０においては９０度毎に４箇所の評価対象部を設定し、周長が８００ｍｍを超える場合は評価対象部の間隔を２００ｍｍ以下となるように適宜評価対象部を追加する、といった規定を定めておいてもよい。
【００５６】
また、
Ｗｆ−Ｗｍ≧５
の場合、腐食あり、と評価する。この場合、評価対象部を左右方向に移動し、
Ｗｆ−Ｗｍ＝０
となる移動距離を求めて非伝播部８０の幅Ｈを特定し、非伝播部８０の幅方向において中間位置（Ｈ／２位置）を特定した上で、中間位置を評価対象部として測定して非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｆを求める。そして、評価対象部仮想伝播距離Ｗｆと、
Ｗｈ＝√（Ｙ２＋（Ｈ／２）２）＋α√（Ｘ２＋（Ｈ／２）２）
から算出した非伝播部幅方向仮想伝播距離Ｗｈと比較して、
Ｗｆ＜Ｗｈ
の場合は
Ｗｆ＝Ｗｄ
とし、
Ｗｄ＝Ｙ＋Ｄ＋α√（Ｘ２＋Ｄ２）
から非伝播部８０の深さＤを算出して特定する。
【００５７】
なお、前記評価対象部仮想伝播距離Ｗｆの測定範囲は、２×（Ｘ＋Ｙ）を超えない程度にすることが望ましい。Ｗｆが２×（Ｘ＋Ｙ）を超える場合、超音波の発信や受信に問題があるか、広範囲にわたって非伝播部８０があると推定されるため、点検によって機器に問題がないのであれば、腐食又は不着が広範囲にわたると評価することができる。
【００５８】
以下に本実施例の埋設状態評価方法を用いて評価を行った試験の詳細を説明する。
以下に記載した被埋設層に埋設された金属製埋設材の腐食や不着の有無を、上述の埋設状態評価方法を用いて評価した結果を表１に示す。なお、金属製埋設材の高さＹ＝７０ｍｍの位置に発信部１０を配置し、被埋設層の距離Ｘ＝７０ｍｍの位置に受信部２０を配置している。
【００５９】
試験１
金属製埋設材：道路標識支柱（表面亜鉛メッキ）、外径１６５．２ｍｍ
被埋設層：コンクリート、表面金ゴテ仕上げ
備考：腐食、不着のないもの
【００６０】
試験２
金属製埋設材：看板支柱（表面塗装）、外径３１８．５ｍｍ
被埋設層：コンクリート、表面塗装仕上げ
備考：腐食、不着のないもの
【００６１】
試験３
金属製埋設材：６ｍｍ鋼板（素地）、幅２５０ｍｍ
被埋設層：コンクリート、表面金ゴテ仕上げ
備考：深さ２０ｍｍ、幅２５０ｍｍ（全幅）の非伝播部が形成されている
【００６２】
試験４
金属製埋設材：鋼管（素地）、外径１６５．２ｍｍ
被埋設層：コンクリート、表面金ゴテ仕上げ
備考：腐食、不着のないもの
【００６３】
試験５
金属製埋設材：鋼管（素地）、外径１６５．２ｍｍ
被埋設層：コンクリート、表面金ゴテ仕上げ
備考：深さ３０ｍｍ、幅４０ｍｍの非伝播部が形成されている
鋼管の中心軸から非伝播部の中央に向かう方向に沿った非伝播部の奥行き長さ２ｍｍ
【００６４】
試験６
金属製埋設材：鋼管（素地）、外径１６５．２ｍｍ
被埋設層：コンクリート、表面金ゴテ仕上げ
備考：深さ３０ｍｍ、幅６２ｍｍの非伝播部が形成されている
鋼管の中心軸から非伝播部の中央に向かう方向に沿った非伝播部の奥行き長さ６ｍｍ
【００６５】
試験７
金属製埋設材：鋼管（素地）、外径１６５．２ｍｍ
被埋設層：コンクリート、表面金ゴテ仕上げ
備考：深さ２５ｍｍ、幅９４ｍｍの非伝播部が形成されている
鋼管の中心軸から非伝播部の中央に向かう方向に沿った非伝播部の奥行き長さ１５ｍｍ
【００６６】
【表１】
0005900695.tif 000002
【００６７】
腐食や不着のない試験１、試験２、及び試験４にあっては、Ｗｆ−Ｗｍが全て５未満の０又は１であり、腐食や不着のないことが適正に評価されていることがわかる。
【００６８】
また、非伝播部である不着部を設けた試験３、試験５、試験６、及び試験７においても、実際の非伝播部の大きさを正しく反映した結果が得られた。
【００６９】
上記実施例に用いられた埋設状態評価装置１を図９に従って説明する。
埋設状態評価装置１は、超音波を発信する発信部１０と、該超音波を受信する受信部２０とを有し、さらに、健全部において超音波が前記発信部１０から前記受信部２０に向けて最短の伝播距離で伝播したときにかかる測定時間を測定する制御内容を具備するＣＰＵ（中央処理装置）を備えている。
【００７０】
具体的には、発信部１０及び受信部２０からＣＰＵに向けて送信された波形データに基づき、伝播時間が演算処理され、かかるデータが記憶装置ＲＡＭに記憶保持される。さらに該ＣＰＵは、記憶保持された健全部実測伝播時間Ｔｍ、評価対象部実測時間Ｔｆ、被埋設層の音速Ｃｃ、金属製埋設材の音速Ｃｍ、及びそれらから算出されて記憶保持された係数αと、使用者により入力された高さＹ・距離Ｘに基づいて、健全部仮想伝播距離Ｗｍ及び評価対象部仮想伝播距離Ｗｆを算出する制御内容を具備している。また、該埋設状態評価装置１には、受信部２０において受信された超音波を表示する波形表示装置３０としてのモニターを備えていることが極めて望ましい。
【００７１】
なお、上記制御内容を実行するＣＰＵにより、本発明にかかる健全部仮想伝播距離特定手段と、評価対象部仮想伝播距離特定手段とが構成される。
【００７２】
さらに、本発明の埋設状態評価方法は、金属製埋設材の腐食状態又は被埋設層と金属製埋設材との不着状態を評価するのみならず、被埋設層と埋設材との境界部分における埋設材と被埋設層との不着状態を評価することもできる。すなわち、埋設材が金属製でなくても、該埋設材と被埋設層とが不着状態にある部分では超音波の伝播が行われないか極めて減衰されて測定不可能となることを利用して、本来密着されているべき埋設材と被埋設層との境界部に不着状態となっている部分が存在しないかどうかを非破壊で評価することができる。
【００７３】
また、本発明の埋設状態評価方法をできる限り正確なものとするために、発信部１０及び受信部２０の配置位置はサビや汚れのない位置であることが望ましく、例えば被埋設層の凹凸が激しい場合には研磨等により平滑な面に発信部１０又は受信部２０を配置するようにすることが望ましい。なお、本発明において使用される超音波の波長や波の振動方向については適宜自由に選択可能である。例えば埋設材が鋼管であり、被埋設層がコンクリート層である場合は、いわゆるＰ波でもよいし、いわゆるＬＡ波でもよい。また、いわゆるＳＨ波でもよいし、いわゆるＳＮ波でもよい。また、望ましい波長は、１ＭＨｚ以下であり、さらに望ましい波長は、５００ｋＨｚ以下である。また、埋設材としては、横断面が丸形状でも角形状でもよく、その他の形状であってもよい。また、埋設材は、特に管材である必要もない。
【符号の説明】
【００７４】
１    埋設状態評価装置
１０  発信部
２０  受信部
３０  波形表示装置
【要約】
【課題】非破壊で被埋設層と金属製埋設材との境界部分における金属製埋設材の腐食状態等を評価することのできる埋設状態評価方法を提供する。
【解決手段】埋設状態評価方法は、金属管６０の外面に超音波を発信する発信部１０を配置し、コンクリート層５０の表面に該超音波を受信する受信部２０を配置して、透過法により受信した超音波の最短の伝播時間を測定し、健全部と評価対象部における実測時間の差に基づいて評価対象部の埋設状態を評価する工程を有するものである。
【選択図】図２【図１】
0005900695.tif 000003
【図２】
0005900695.tif 000004
【図３】
0005900695.tif 000005
【図４】
0005900695.tif 000006
【図５】
0005900695.tif 000007
【図６】
0005900695.tif 000008
【図７】
0005900695.tif 000009
【図８】
0005900695.tif 000010
【図９】
0005900695.tif 000011