(57)【要約】      （修正有）【課題】鉄筋が埋設されたコンクリート構造物を補強するにあたり、構造物内部での定着性に優れた建築土木用の筋材の提供。【解決手段】ＣＦＲＰ製の筋材本体２の外周面に、強化繊維、好ましくはＧＦＲＰからなる強化繊維を適宜な厚みで一体化させた突起部３を複数形成して、筋材１を構成する。筋材１は炭素繊維強化樹脂材又はアラミド繊維強化樹脂材からなる。突起部３はガラス繊維強化樹脂材、炭素繊維強化樹脂材、ポリアミド繊維強化樹脂材、ポリエステル繊維強化樹脂材及びビニロン繊維強化樹脂材からなる群より選ばれる少なくとも一種からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂材からなる筋材であって、繊維強化樹脂材からなる筋材本体の外周に、繊維強化樹脂材からなる少なくとも一つの突起部を有することを特徴とする建築土木用筋材。
【請求項２】
筋材本体の外周面から１ｍｍ以内の範囲に、当該筋材本体外周面から外方へ突出した突起部由来の強化繊維が存在することを特徴とする請求項１に記載の建築土木用筋材。
【請求項３】
筋材本体が炭素繊維強化樹脂材又はアラミド繊維強化樹脂材からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築土木用筋材。
【請求項４】
突起部がガラス繊維強化樹脂材、炭素繊維強化樹脂材、ポリアミド繊維強化樹脂材、ポリエステル繊維強化樹脂材及びビニロン繊維強化樹脂材からなる群より選ばれる少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の建築土木用筋材。
【請求項５】
突起部がエポキシ系樹脂又はビニルエステル系樹脂成分を含むことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の建築土木用筋材。
【請求項６】
筋材の突起部が設けられた部分の径（Ｓ）と設けられていない部分の径（φ）が以下の関係式を満たす構成を有することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の建築土木用筋材。
（関係式）φ＋２ｍｍ≦Ｓ≦φ＋４０ｍｍ
【請求項７】
突起部の厚み（Ｔ）が１〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の建築土木用筋材。
【請求項８】
突起部の長さが３０〜７０ｍｍであることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の建築用土木筋材。
【請求項９】
複数の突起部を有する筋材であって隣接する突起部同士の間隔が５０〜１５００ｍｍであることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の建築土木用筋材。
【請求項１０】
突起部中の強化繊維の含有量が８０体積％以下であることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の建築土木用筋材。
【請求項１１】
繊維強化樹脂材からなる筋材本体の外周面に強化繊維を巻き付け、巻き付けた当該強化繊維を樹脂で一体化させることにより筋材本体の外周面に突起部を形成することを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の建築土木用筋材の製造方法。
【請求項１２】
繊維強化樹脂材からなる筋材本体の外周面にプリプレグを巻き付けて硬化させることにより筋材本体の外周面に突起部を形成することを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の建築土木用筋材の製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１０の何れかに記載の建築土木用筋材を用いて形成されたコンクリート構造物。
【請求項１４】
請求項１から１０の何れかに記載の建築土木用筋材を用いて形成されたコンクリート床版構造体。
【請求項１５】
コンクリート床版上にアスファルト舗装体を設けてなるコンクリート床版構造体の施工方法において、
請求項１から１０の何れかに記載の建築土木用筋材をコンクリート床版上に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上にモルタル又はコンクリートを打設する工程と、
前記モルタル又はコンクリート上にアスファルト舗装体を敷設する工程と、を有することを特徴とするコンクリート床版構造体の施工方法。
【請求項１６】
モルタルが速硬化モルタルであることを特徴とする請求項１５に記載のコンクリート床版構造体の施工方法。
【請求項１７】
コンクリート床版上にアスファルト舗装体を設けてなる既設のコンクリート床版構造体を補強する方法において、
前記アスファルト舗装体を撤去する工程と、
請求項１から１０の何れかに記載の建築土木用筋材をコンクリート床版上に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上にモルタル又はコンクリートを打設する工程と、
前記モルタル又はコンクリート上にアスファルト舗装体を敷設する工程と、を有することを特徴とするコンクリート床版構造体の補強方法。
【請求項１８】
既設のコンクリート床版構造体を補強する方法において、
既設のコンクリート床版の上面部分をその内部に配置された鉄筋が露出する深さに切除する工程と、
請求項１から１０の何れかに記載の建築土木用筋材を前記切除した部分の上面に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上にモルタル又はコンクリートを打設する工程と、を有することを特徴とするコンクリート床版構造体の補強方法。
【請求項１９】
モルタルが速硬化モルタルであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のコンクリート床版構造体の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築土木構造を補強するために構造物の中に埋め込まれる繊維強化樹脂（以下、「ＦＲＰ」ともいう。）製の筋材と、その製造方法、これを用いて構成されるコンクリート床版構造物及びその施工方法と補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過日公表された高速道路の大規模更新・修繕計画によれば、多くの予算が橋梁における床版の架け替えや改修工事に割り当てられている。交通規制期間などの施工条件によって床版の架け替えが難しい場所も多く、それらの場所では床版上面から補強を施す工事により改修が行なわれる。
【０００３】
床版上面から補強を施す工法としては、例えば床版上面にスチールファイバーコンクリートを打設し、新旧コンクリートを一体化させて床版厚の増加によって補強する上面増し厚工法が知られている。また、既設の床版の表層部を埋設された鉄筋が露出しない深さではつり、はつり部分を、プライマーを塗布しその上に樹脂モルタルを敷設するなどして処理した後、ＦＲＰ製の補強筋材をはつり部分に配置し、その後、樹脂モルタルを打設して床版の表層部を復元するＦＲＰ補強工法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７６５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記上面増し厚工法は、追加補強鉄筋の充填性を確保するため、１０ｃｍ程度増し厚してある程度のコンクリートの厚さが必要となって床版厚が増加し、これにより死荷重の増加を招き、既存躯体の負担が増加してしまうという問題がある。路面高も変わってしまうため、伸縮装置を含めて線形の見直しを行なう必要も生じてしまう。
一方、前記ＦＲＰ補強工法は、即硬化性の樹脂モルタルを使用するものの工程数が多く、各工程で養生時間を確保する必要もあるため、工期短縮が難しいという問題がある。
早期に大規模更新、修繕を施す必要がある高速道路の橋梁は総延長で数百ｋｍにも及ぶことから、床版を強化し補強する工事には、重量増加を抑えて短い交通規制期間で確実且つ速やかに施工可能なことが要求され、これを実現する新たな工法の開発が要請されている。
【０００６】
本発明は従来の技術が有するこのような問題点に鑑み、鉄筋が埋設されたコンクリート構造物を補強し改修するにあたり、構造物内部での定着性に優れた建築土木用の筋材を開発し、これを用いて高速道路の橋梁などの床版を、重量増加を抑えつつ短い工期で補強し改修することができるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来のＦＲＰ補強工法においては、床版上に下塗りとなる樹脂モルタル層を形成し、その上面にＦＲＰ製の補強筋材を設置し、その後、さらに樹脂モルタルを打設して補強筋を埋め戻しているため、工事全体としての養生時間は長くなり、工期の短縮化は困難である。樹脂モルタルに代えて速硬化性のモルタルを用いた場合、ＦＲＰ製の補強筋材はコンクリートなどとの付着力が小さく定着性が高くないため、そのままでは十分な補強効果が得られない。
【０００８】
そこで本発明は、ＦＲＰ製の筋材をその外周に定着部位を複数設けて構成することで、コンクリートなどの構造材料との付着力を向上させ、筋材を構造材料に確実に一体化させてコンクリート構造物を有効に補強できるようにした。
【０００９】
すなわち、本発明の建築土木用筋材は、ＦＲＰからなる筋材であって、ＦＲＰからなる筋材本体の外周に、ＦＲＰからなる少なくとも一つ突起部を有することを特徴とするものである。
また、本発明の建築土木用筋材は、筋材本体の外周面から１ｍｍ以内の範囲に、当該筋材本体外周面から外方へ突出した突起部由来の強化繊維が存在することを特徴とするものである。
【００１０】
前記構成の筋材は、筋材本体を、炭素繊維強化樹脂材（以下、「ＣＦＲＰ」ともいう。）、アラミド繊維強化樹脂材（以下、「ＡＦＲＰ」ともいう。）により形成することができる。
また、突起部を、ガラス繊維強化樹脂材（以下、「ＧＦＲＰ」ともいう。）、ＣＦＲＰ、ＡＦＲＰ等のポリアミド繊維強化樹脂材、ポリエステル繊維強化樹脂材及びビニロン繊維強化樹脂材からなる群より選ばれる少なくとも一種からなる樹脂材を用いて形成することができる。
また、突起部が、エポキシ系樹脂又はビニルエステル系樹脂成分を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記構成の筋材において、筋材の突起部が設けられた部分の径（Ｓ）と設けられていない部分の径（φ）が以下の関係式を満たす構成を有することを特徴とする。
（関係式）φ＋２ｍｍ≦Ｓ≦φ＋４０ｍｍ
【００１２】
また、突起部の厚み（Ｔ）が１〜２０ｍｍであることを特徴とし、突起部の長さが３０〜７０ｍｍであることを特徴とする。
さらに、複数設けられた突起部の、隣接する突起部同士の間隔が５０〜１５００ｍｍであることを特徴とする。
またさらに、突起部中の強化繊維の含有量が８０体積％以下であることを特徴とする。
【００１３】
前記構成の筋材は、例えばＦＲＰ製のロッドにより筋材本体を形成し、その外周面に、炭素繊維やガラス繊維などの前記材料からなる強化繊維を巻き付け、樹脂により、筋材本体の外周面に筋材本体よりも大径の突起部を適宜な厚みで一体化させる方法により製造することができる。
或いは、ＦＲＰからなる筋材本体の外周面に、前記材料からなるプリプレグを巻き付けて硬化させ、筋材本体の外周面に筋材本体よりも大径の突起部を適宜な厚みで一体化させる方法により製造することができる。
【００１４】
このように構成される本発明の建築土木用筋材は、コンクリート構造物を形成する場合に、構造材料内に埋め込んでコンクリート構造部を補強するための手段として用いることができる。
また、コンクリート床版構造体を形成する場合に、コンクリート床版内に埋め込んで床版を補強する手段として用いることができる。
その他、本発明の建築土木用筋材は、ビルや道路、橋梁、水路、堤防など様々なコンクリート構造の建築物や土木構造物などに、構造材料に埋め込んで補強する筋材として用いることができる。
【００１５】
また、本発明は、コンクリート床版上にアスファルト舗装体を設けてなるコンクリート床版構造体の施工方法において、
前記構成の建築土木用筋材をコンクリート床版上に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上にモルタル又はコンクリートを打設する工程と、
前記モルタル又はコンクリート上にアスファルト舗装体を敷設する工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明は、コンクリート床版上にアスファルト舗装体を設けてなる既設のコンクリート床版構造体を補強する方法において、
前記アスファルト舗装体を撤去する工程と、
前記構成の建築土木用筋材をコンクリート床版上に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上にモルタル又はコンクリートを打設する工程と、
前記モルタル又はコンクリート上にアスファルト舗装体を敷設する工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、既設のコンクリート床版構造体を補強する方法において、
既設のコンクリート床版の上面部分をその内部に配置された鉄筋が露出する深さに切除する工程と、
前記構成の建築土木用筋材を前記切除した部分の上面に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上にモルタル又はコンクリートを打設する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
前記施工方法及び補強方法において、コンクリート床版は内部に鉄筋を配した鉄筋コンクリートであり、その上に或いは上部を切除した上で本発明の建築土木用筋材を設置し、且つモルタル又はコンクリートを打設して下部のコンクリート床版と一体のコンクリート床版構造物が形成される。アスファルト舗装体はその上に敷設される。
さらに、前記施工方法及び補強方法において、モルタルが速硬化モルタルであることを特徴とする。
これによれば、構造材料中に埋設される建築土木用筋材は、ＦＲＰ製の筋材本体の外周に沿って複数の突起部が適宜な間隔を開けて一体化された形状に設けられているので、モルタル又はコンクリートとの界面に剥離応力が発生し難く、筋材は高い付着性でモルタル又はコンクリートに確実に一体化し、コンクリート床版が引張りや曲げを受けても筋材は引き抜け難く、構造材料の耐衝撃性や曲げ強度、耐摩耗性などの物性を向上させてコンクリート床版を有効に補強することができる。腐食しないＦＲＰ製の筋材をコンクリート表層内に埋設することで、コンクリート床版の自重の増加はなく、また、路面高の変更も不要である。
コンクリートに対して高い付着性が発揮される形状に筋材が設けられているので、例えば、速硬化性のモルタルやコンクリートを使用して短い工期でコンクリート床版構造体の施工や補強が可能となる。
また、ＦＲＰ製の筋材は耐腐食性に優れており、ヤング係数が鉄の２倍以上の高弾性ＣＦＲＰ製の筋材であれば鉄筋の応力緩和効果が高く、コンクリート床版の強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の建築土木用筋材の外観図である。
【図２】図１の建築土木用筋材の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の建築土木用筋材を用いて床版を補強する道路橋梁の概略断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は図３中のＡ部分を拡大して示した補強する工程を説明するための図である。
【図５】実施例における引張試験の測定系の構成を示した図である。
【図６】実施例における静的載荷試験の測定系の構成を示した図である。
【図７】図６に示した測定系の梁の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、図示した建築土木用筋材の形態やこれを用いて強化する構造物の形態は本発明を限定するものではない。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態の建築土木用筋材（以下、単に「筋材」ともいう。）の外観、図２はその要部拡大断面を示している。
図示した筋材１は、適宜な径（φ）及び長さのＦＲＰ製、好ましくは高弾性のＣＦＲＰ製又はＡＦＲＰ製のロッドである筋材本体２の外周に、一つ以上の、ＦＲＰ製、好ましくはＧＦＲＰ製、ＣＦＲＰ製又はＡＦＲＰ製、より好ましくはＧＦＲＰ製の突起部３を一体に設けて形成したものでる。
【００２２】
詳しくは、筋材本体２は適宜な径（φ）及び長さに形成され、その外周に、筋材本体２よりも大径で外方へ突出した複数の突起部３を、隣接する突起部３，３同士で互いに所定の間隔を開けた位置に一体に定着させてある。
突起部３の定着方法は、特に限定されないが、例えば筋材本体２の外周面にプリプレグを適宜な厚み（Ｔ）で直に巻き付け硬化させることにより行うことができる。或いは、筋材本体２の外周面に強化繊維を、例えば帯状に適宜な厚み（Ｔ）に直に巻き付け、これに樹脂を浸して硬化させたり、予め樹脂を含浸させた強化繊維を筋材本体２の外周面に、例えば帯状に適宜な厚み（Ｔ）に直に巻き付け、これを硬化させたりすることにより行うことができ、これによりＦＲＰ製ロッドである筋材本体２の外周にその外周面から１ｍｍ以内の範囲に強化繊維が存在する、リング形の強化繊維塊である突起部３が一体に固着される。
【００２３】
突起部３に用いる強化繊維としては、無機繊維、有機繊維、金属繊維等の強化繊維を１種又は２種以上用いることができる。
無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維等が例示される。有機繊維としては、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）、高強力ポリエチレン繊維やポリプロピレン繊維、アラミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維、半芳香族ポリアミド繊維等のポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維やこれらを延伸配向強化した自己強化繊維等が例示される。金属繊維としては、アルミ繊維、アルミナ繊維、ＳＵＳ繊維、銅繊維等が例示される。中でも、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維が好ましく、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維がより好ましく、コストの点からガラス繊維がより好ましい。
【００２４】
強化繊維の形態としては、フィラメント、ステープル及びフラットヤーン、チョップド繊維等の何れであってもよく、これら１種又は２種以上からなる織物、編物、不織布として用いることも好ましい。中でも、フィラメント、織物が好ましい。なお、フィラメントの形態は、長繊維（連続繊維）であり、ステープルはフィラメントを収束したステープル・トウを切断して綿状にした短繊維であり、通常繊維長は３５〜１００ｍｍ程度である。フラットヤーンは、熱可塑性樹脂等のフィルムを短冊状にカット（スリット）し、延伸することにより強度を持たせた平らな糸である。
【００２５】
好ましく用いられる織物は、その織り組織として、平織、綾織、朱子織、模紗織、斜紋織、二重織、嬬子織等を挙げることができる。その中でも、繊維束間に樹脂が含浸しやすい平織り、朱子織が好適である。織物の目付は、繊維束間の樹脂の含浸性を考慮すると３０〜５００ｇ／ｍ２が好ましく、５０〜４００ｇ／ｍ２がより好ましい。目付が３０ｇより少なくなると、織物強度が低下するため突起部３による補強効果が得られ難くなり、目付が５００ｇ／ｍ２を超えると、繊維束間が狭くなって繊維束間へ樹脂が含浸し難くなり、筋材本体２と突起部３の付着力が低下する場合がある。
【００２６】
突起部３を構成する繊維強化樹脂材に含まれる炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維の含有量は、繊維強化樹脂材中の８０体積％以下であることが好ましく、５〜７５体積％であることがより好ましく、３０〜７５体積％であることがさらに好ましく、４０〜７５体積％であることが特に好ましく、５０〜７０体積％であることが最も好ましい。
【００２７】
筋材本体２の外周に突起部３を固定するための、突起部由来の強化繊維に含ませる樹脂としては、特に限定されず、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、湿気硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等が挙げられる。中でも、熱硬化性樹脂が好ましく、エポキシ系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂がより好ましく、エポキシ系樹脂やビニルエステル系樹脂成分を含む熱硬化性樹脂を用いることが、筋材自体を製造しやすい点、筋材本体との接着性の点からさらに好ましい。
【００２８】
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００２９】
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン及び環状ポリオレフィン等のオレフィン系樹脂、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂及びＡＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ウレタン樹脂等が挙げられる。
【００３０】
湿気硬化性樹脂としては、湿気でイソシアネート基が生成してくる樹脂であるウレタン樹脂、変性シリコーン樹脂等が挙げられる。
【００３１】
突起部３に好ましく用いられるエポキシ樹脂は、特に限定されるものではなく、ビスフェノール型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、イソシアネート変性エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等の中から１種以上を選択して用いることができる。
【００３２】
突起部３に好ましく用いられるビニルエステル系樹脂としては、エポキシ化合物とα，β−不飽和モノカルボン酸とをエステル化させることで得られるエポキシ（メタ）アクリレートが、好ましく挙げられる。α，β−不飽和モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、チグリン酸および桂皮酸等が挙げられ、これらの２種以上を併用してもよい。ビニルエステル樹脂の具体例としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ化合物（メタ）アクリレート変性物（ビスフェノールＡ型エポキシ化合物のエポキシ基と（メタ）アクリル酸のカルボキシル基とが反応して得られる末端（メタ）アクリレート変性樹脂等）等が含まれ、これらの変性物は必要に応じてスチレン等のモノマーに溶解したものでもよい。ビニルエステル樹脂の市販品としては、日本ユピカ製「ネオポール」、昭和電工社製「リポキシ」等が挙げられる。
【００３３】
突起部３に用いる繊維強化樹脂材は、本発明の目的を損なわない範囲で、樹脂及び強化繊維以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、硬化剤、硬化促進剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、耐衝撃性改質剤、難燃剤、離型剤、滑剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、強化繊維以外の無機充填材等の各種添加剤が挙げられる。
【００３４】
本発明においては、コンクリート等の被定着物との付着応力度の観点、及び筋材自体を製造しやすい点から、樹脂成分を強化繊維織物に含浸せしめた強化繊維織物プリプレグ、樹脂成分を強化繊維に含浸させたフィラメントを用いることが好ましい。
プリプレグの製造は、従来公知の方法を採用することができ、例えば、樹脂成分を、当該樹脂成分の良溶媒に溶解して低粘度化し含浸させるウェット法、樹脂成分を加熱により低粘度化し含浸させるホットメルト法等が挙げられる。強化繊維織物プリプレグとしては、特に、ガラス繊維織物とエポキシ系樹脂を用いたプリプレグが好ましい。用いるプリプレグの厚みは、好ましくは０．０１〜２ｍｍ、より好ましくは０．０５〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜０．７ｍｍである。
フィラメントに樹脂を含浸させる方法も、従来公知の方法を採用すればよい。
【００３５】
筋材本体２の径と長さ、突起部３の径と長さや筋材本体２に一体化する個数、配置間隔などの筋材１の形成条件は、これを用いて補強する施工場所に応じて適宜に設定することができる。
【００３６】
十分な補強効果を得るため、以下の形成条件に設定することが好ましい。
すなわち、筋材本体２は、その径（φ）が５〜２０ｍｍに設定されていることが好ましく、７〜１５ｍｍに設定されていることがより好ましい。
【００３７】
また、筋材本体２の外周面に一体化された突起部３の厚み（Ｔ）は、１〜２０ｍｍに設定されていることが好ましく、１．５〜１５ｍｍに設定されていることがより好ましく、２〜１０ｍｍに設定されていることがさらに好ましい。
より好ましくは、筋材本体２の径（φ）との関係で、突起部３が設けられた部分の径（Ｓ）と設けられていない部分の径（φ）が、（φ＋２ｍｍ≦Ｓ≦φ＋４０ｍｍ）の範囲となるように突起部３の厚み（Ｔ）が設定されていることが好ましく、さらには、（φ＋４ｍｍ≦Ｓ≦φ＋３０ｍｍ）、よりさらには（φ＋６ｍｍ≦Ｓ≦φ＋２０ｍｍ）に設定されていることが好ましい。
【００３８】
突起部３の長さは、３０〜７０ｍｍに設定されていることが好ましく、４０〜６０ｍｍであることがより好ましい。長さが３０ｍｍよりも小さいと、筋材本体２から突起部３が取り外れやすく、７０ｍｍを超える長さであると、筋材１を含むコンクリート床版上に打設されたモルタルやコンクリート等が割裂破壊を起こす可能性があるため好ましくない。
【００３９】
また、隣接する突起部３，３同士の間隔は、５０〜１５００ｍｍに設定されていることが好ましく、より好ましくは１００〜１０００ｍｍ、さらに好ましくは１５０〜７００ｍｍ、特に好ましくは２００〜５００ｍｍに設定することができる。隣接する突起部３，３同士の間隔が５０ｍｍよりも小さいと、隣り合う突起部３の間へのモルタルやコンクリートの充填が不十分となる可能性があり、一方、間隔が１０００ｍｍを超えると、一つの突起部３に応力が集中しやすく筋材１が破断してしまう可能性があるため好ましくない。なお、隣接する突起部３，３同士の間隔とは、複数の突起部３のうちの一の突起部３の端部と、これに隣接する他の突起部３の端部との距離をいう。
【００４０】
なお、上記の好ましい設定範囲において、径、長さ、間隔等が、測定箇所によって異なる場合は、それらの平均値が採用される。
【００４１】
また、突起部３は、その表面に珪砂が存在していてもよい。珪砂は、例えば、突起部３に用いる樹脂成分の硬化が完了しないうちに、珪砂を突起部３の表面に散布することより、付着させることができる。これにより、散布した珪砂が突起部３の表面に保持、固着されることとなり、コンクリート等の被定着物との付着性がより良好となるという利点がある。なお、散布された珪砂は、突起部３に保持されていることが好ましいが、その全てが保持されている必要はなく、突起部３に保持されていない珪砂が存在していてもよい。
【００４２】
突起部３の表面に存在する珪砂としては、粒子径０．０５〜２．５ｍｍのものが好ましく、０．１〜２ｍｍのものがより好ましく、０．２〜１．５ｍｍのものがさらに好ましく使用でき、一般の珪砂３号（粒子径１．２〜２．４ｍｍ）、珪砂４号（粒子径０．６〜１．２ｍｍ）又は珪砂５号（粒子径０．３〜０．８ｍｍ）等が、散布時の飛散が少なく好ましい。
【００４３】
また、珪砂の材質は、天然にて石英砂の状態で存在する物を採取し、水洗・乾燥篩い分けした天然珪砂、岩石状珪砂を人工的に粉砕し篩い分けした人造珪砂や、ガラス粉砕品等を使うことができるが、コストや入手し易さを基準に選定することができる。しかし、散布時の飛散を防ぐため、予めメーカーで篩い分けして製品化しているものを使うことが好ましい。これらの珪砂は、各々単独又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４４】
突起部３表面における珪砂の付着量は、その粒子径によって適宜調整することが好ましいが、例えば、珪砂５号を使用する場合は、０．３〜２ｋｇ／ｍ２であることが好ましく、０．５〜１．６ｋｇ／ｍ２であることがより好ましい。このような付着量とすることにより、コンクリート等の被定着物との付着性が向上しやすくなるため好ましい。
【００４５】
本発明においては、このような突起部３を、ＦＲＰ製の筋材本体２に、好ましくは複数設けることにより、突起部３にかかる引張力が分散され、筋材本体２が折れたり突起部４が取れ外れたりすることがなく、筋材本体２と突起部３を確実に一体化させて、コンクリート構造物を有効に補強することができる。
【００４６】
例えば、後述する高速道路の橋梁の床版の補強工事に用いる場合、径１２ｍｍのＣＦＲＰ製の筋材本体２の外周に、厚さ３ｍｍ、長さ５０ｍｍのＧＦＲＰ製の複数の突起部３を、隣接する突起部３，３同士を１００ｍｍ程度の間隔を開けた位置で筋材本体２に一体に固着して構成された筋材１を用いることができる。
【００４７】
このように構成された筋材１は、図３に示されるような高速道路の橋梁におけるコンクリート床版４を補強するための改修工事の際に、以下のようにしてコンクリート構造体に埋め込むことでコンクリート床版４を補強することができる。
【００４８】
改修対象のコンクリート床版４は、図４（Ａ）に示されるように、内部に鉄筋５が配されたコンクリート構造体であり、これを補強する改修工事においては、先ず、同図（Ｂ）に示されるように、内部の上側に配された鉄筋５が露出する深さまでコンクリート床版４の表面を切除する。
コンクリート床版４の上面にアスファルト舗装体（図示せず）が敷設されている場合はこれを除去しておく。なお、コンクリート床版４の上部の切除した部分の処理は適宜に行なわれる。
【００４９】
次いで、同図（Ｃ）に示されるように、前記図１に示された筋材１を、前記コンクリート床版４の切除した部分の上面に、複数本を平行に設置する。この際、筋材１は、コンクリート床版４を支える橋体６の橋軸方向直角方向に向くように配置する。
【００５０】
そして、同図（Ｄ）に示されるように、例えば、速硬化性のモルタル７を筋材１が設置された前記切除した部分に対して切除前と略同じ厚みとなるように打設し硬化させることで、改修工事が完了する。コンクリート床版４の上面にアスファルト舗装体が敷設されていた場合は、モルタル７が硬化した後、アスファルト舗装体を敷設して工事が完了する。
【００５１】
これによれば、筋材１は、ＦＲＰ製の筋体本体２の外周に沿って複数の突起部３を適宜な間隔を開けて一体化した形状に設けられているので、筋材１は高い付着性でモルタル７に確実に一体化し、コンクリート床版４が引張りや曲げを受けても筋材１は引き抜け難く、構造材料の耐衝撃性や曲げ強度、耐摩耗性などの物性を向上させてコンクリート床版１を有効に補強することができる。コンクリート床版４の上部の切除した部分に速硬化性のモルタル７を打設して筋材１を埋め戻すことで、コンクリート床版４をその厚みを増すことなく、短い工期で補強することが可能である。
なお、上記の例では、速硬化モルタル７を使用した場合として説明したが、速硬化モルタルに代えて、セメントモルタル、ポリマーセメントモルタル等の無機系モルタル及びエポキシ樹脂モルタル等の有機系モルタル等の従来公知のモルタル並びにコンクリート等を使用することもできる。
【００５２】
次に、本発明の筋材１のコンクリート構造物に埋め込み、付着性能を試験した実施例について説明する。
【００５３】
〔実験１〕
（実施例１）
径（φ）８ｍｍの高弾性ＣＦＲＰ製の筋材本体２の外周面に、プリプレグ（日本理科工業社製ガラスエポキシプリプレグ「ＬＡ２４ＮＲ」（ガラス繊維朱子織物にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ。厚み０．２４ｍｍ、目付３００ｇ／ｍ２）を巻き付け、突起部最表面に珪砂５号を散布（０．５ｋｇ／ｍ２）して硬化させ、厚み（Ｔ）３ｍｍ、長さ５０ｍｍのＧＦＲＰからなる突起部３を一体に設けた筋材１を形成した。
【００５４】
（実施例２）
突起部３の厚み（Ｔ）を４．５ｍｍに設定する以外、実施例１と同じ条件で筋材１を形成した。
【００５５】
（比較例１）
径１０ｍｍの鉄筋を筋材として用いた。
【００５６】
両実施例と比較例の筋材は各々３本製作し、これらを図５に示される試験体となるように型枠に設置した後、コンクリートを型枠内に流し込み、筋材が一体に埋め込まれた、縦横１００ｍｍ×１００ｍｍ、高さ１６０ｍｍの寸法であって下部中央に径２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの細孔を備えたコンクリートブロック試験体を形成した。両実施例における筋材１の定着長（Ｌ）は１１０ｍｍとした。なお、コンクリートブロックの強度は２１Ｎ／ｍｍ２である。
各試験体のコンクリートブロックから露出した筋材の端部に鋼製スリーブを定着させ、鋼製スリーブを下向きにした試験体を支持した状態で、鋼製スリーブの端部を下方へ引っ張って鋼製スリーブを下方へ引き抜く方向に力を加え、筋材がコンクリートブロックから離脱した時の最大引張り強度（Ｐｍａｘ）を測定した。
測定された最大引張り強度から付着応力度を導出し、各実施例と比較例の３本の試験体の平均値を求めた。その結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2018127807.tif 000003
【００５８】
実験１の測定結果によれば、コンクリートブロックに対する筋材の付着応力度は、実施例１、２ともに、比較例１を上回る、高い付着性が得られることを確認できた。
なお、実施例１，２では、鉄筋を用いていないため、改修後にもセメントに含まれる水分による錆等の腐食が発生する虞はない。
【００５９】
〔実験２］
（実施例３）
図６に示される、縦横が１６０ｍｍ×２５０ｍｍ、長さが１８５０ｍｍの大きさのコンクリート製の梁８を形成した。梁８は、その内部に鉄筋９を長さ方向（９ａ：鉄筋径６ｍｍ）と高さ方向（９ｂ：鉄筋径１０ｍｍ）に複数配し、鉄筋９の下側には本発明の筋材１を埋め込んだ。また、梁８の内部にはその中央部の鉄筋９と筋材１付近にひずみゲージを埋め込んだ。
筋材１は、梁８の両端部間の長さを有する高弾性ＣＦＲＰ製の筋材本体２の外周面に、実験１と同様の方法で複数の突起部３が一体に設けて形成されており、各部の寸法は、筋材本体２の径（φ）を８ｍｍ、突起部３の厚み（Ｔ）を３ｍｍ、突起部３の長さを５０ｍｍ、突起部３の配置間隔を１５０ｍｍ（梁中央部以外）と３００ｍｍ（梁中央部）に設定した。
梁８は、同一条件で２体を作製し、これを後述する試験体とした。
【００６０】
（実施例４）
突起部３の厚み（Ｔ）を４．５ｍｍに設定した筋材１を用いる以外、実施例３と同じ条件で梁８を形成した。梁８は１体のみ作製した。
【００６１】
（比較例２）
鉄筋９のみを埋設し、本発明の筋材１は埋め込まない以外、実施例３と同じ条件で梁８を形成した。梁８は２体を作製した。
【００６２】
（比較例３）
筋材１に代えて、これと同長さで径（φ）が８ｍｍのＦＲＰ製のロッドを埋め込む以外、実施例３と同じ条件で梁８を形成した。梁８は１体を作製した。
【００６３】
前記実施例及び比較例の梁８について、図６に示されるように、その下部両端を支持台１０，１０で支持した状態でその上面中央をプレス機１１で押圧して、梁８が破壊した時の最大引張り強度（Ｐｍａｘ）を測定した。
また、梁８の最大引張り強度（Ｐｍａｘ）時の変位（δ）を測定するとともに、最大引張り強度（Ｐｍａｘ）時の鉄筋と筋材１のひずみの大きさをそれぞれ測定した。
その結果を表２に示す。
【００６４】
【表２】
2018127807.tif 000004
【００６５】
実験２の測定結果によれば、実施例３及び４では、筋材１のひずみが鉄筋降伏ひずみ（１７００μ）及び筋材１の保証ひずみ（２７００μ）よりも高いことを確認することができた。
【符号の説明】
【００６６】
１  筋材、２  筋材本体、３  突起部、４  コンクリート床版、５  鉄筋、６  橋体、７  モルタル、８  梁、９  鉄筋、１０  支持台、１１  プレス機
【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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