(57)【要約】【課題】鋼製床版の金属疲労を和らげ、その鋼製床版の寿命を延ばす床版の補強舗装方法及び該方法によって形成された補強舗装床版を提供する。【解決手段】鋼製床版２に補強舗装層１を形成する鋼製床版２の補強舗装方法において、鋼製床版２に補強舗装層１を形成する工程にて、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成されたＦＲＰ格子材１００を補強舗装層１内に埋め込む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製床版に補強舗装層を形成する鋼製床板の補強舗装方法において、前記鋼製床板に前記補強舗装層を形成する工程にて、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成された格子材であるＦＲＰ格子材を前記補強舗装層内に埋め込むことを特徴とする鋼製床板の補強舗装方法。
【請求項２】
前記繊維強化樹脂は強化繊維にマトリクス樹脂を含浸して形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維；ボロン、チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；等から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、又、前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項１の鋼製床板の補強舗装方法。
【請求項３】
前記補強筋は、幅が２〜３０ｍｍ、厚さが２〜３０ｍｍとされ、互いに５〜３０ｃｍ離間して格子状に配置されることを特徴とする請求項１又は２の鋼製床板の補強舗装方法。
【請求項４】
鋼製床版に補強舗装層を形成する鋼製床板の補強舗装方法において、前記鋼製床版に前記補強舗装層を形成する工程にて、金属製棒状部材を格子状に配置して形成された格子材を前記補強舗装層内に埋め込むことを特徴とする鋼製床板の補強舗装方法。
【請求項５】
前記補強舗装層はアスファルト層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の鋼製床板の補強舗装方法。
【請求項６】
前記アスファルト層を形成する工程において、前記格子材が、前記アスファルト層を構成するアスファルトによって上下に挟まれた状態に形成されることを特徴とする請求項５の鋼製床板の補強舗装方法。
【請求項７】
形成後に前記アスファルト層の厚さが７ｃｍ〜１５ｃｍになるように形成することを特徴とする請求項５又は６の鋼製床板の補強舗装方法。
【請求項８】
前記格子材は互いに上下の位置に、平行に複数枚設置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の鋼製床板の補強舗装方法。
【請求項９】
鋼製床版上に補強舗装層を有する補強舗装床版において、前記補強舗装層が、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成された格子材であるＦＲＰ格子材を含むことを特徴とする補強舗装床版。
【請求項１０】
前記繊維強化樹脂は強化繊維にマトリクス樹脂を含浸して形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維；ボロン、チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；等から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、又、前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項９の補強舗装床版。
【請求項１１】
前記補強筋は、幅が２〜３０ｍｍ、厚さが２〜３０ｍｍとされ、互いに５〜３０ｃｍ離間して格子状に配置されていることを特徴とする請求項９又は１０の補強舗装床版。
【請求項１２】
鋼製床版上に補強舗装層を有する補強舗装床版において、前記補強舗装層が、金属製棒状部材を格子状に配置して形成された格子材を含むことを特徴とする補強舗装床版。
【請求項１３】
前記補強舗装層はアスファルト層であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかの項に記載の補強舗装床版。
【請求項１４】
前記アスファルト層の厚さは、７ｃｍ〜１５ｃｍであることを特徴とする請求項３の補強舗装床版。
【請求項１５】
前記格子材は互いに上下の位置に、平行に複数枚設置されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかの項に記載の補強舗装床版。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、道路橋等の鋼製床版における、鋼製床版の補強舗装方法及び該方法により舗装された補強舗装床版に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、道路橋等に使用される床版として鋼版を使用する場合、それをアスファルトやコンクリート等で舗装したものが広く使用されている。一般に道路の舗装は、アスファルト舗装とコンクリート舗装に大別されるが、アスファルト舗装は、その上を通る交通量や交通荷重に耐え、円滑な路面を維持するために道路表面に歴青材料を用いた舗装構造をいい、コンクリート舗装に比べ、たわみ性が大きく荷重による変形に対しても比較的順応しやすい。
【０００３】
橋における床版の舗装は、走行車両等の荷重を、分散させて下の床版に伝え、荷重を支持するため、舗装に使用する材料によって、荷重の伝わり方が異なり、床版より下部の構造形式にも影響するので、特に道路橋における床版の舗装には、アスファルト舗装は、好適な舗装と考えられる。
【０００４】
高速道路の床版としては、鋼板や、鉄筋コンクリート製のものが考えられ、種類はいくつかあるが、ここでは、図７、８、９に示されるように、鋼製床版２の上にアスファルト層１を７〜１５ｃｍ程度設置したものを考える。
【０００５】
ここでは、表面に、舗装の際、補強舗装層としてのアスファルト層１が形成される床版２は、図７、８に示したように、地面に固定された所定数の橋脚６を、橋桁としての、橋の長さ方向に設置された縦垂直鋼材３及びそれに交差する方向に設置され、橋の長さ方向に沿って所定間隔で複数本設置された横垂直鋼材４にて繋ぎ、これらの橋桁３、４上部に支持され、床版２の上面がアスファルト層１が形成される面（以下、「路面」と称する。）２ａとなる。縦垂直鋼材３、横垂直鋼材４の下部に、ここでは図示しないが、水平部材が設置されることもある。床版２は、路面２ａの舗装面が道路となっており、通行車等の荷重を桁３、４に伝える。桁３、４は床版２で受けた荷重を橋脚６支点に伝達する。そして、縦垂直鋼材３及び横垂直鋼材４を設けることや、又は、図７に示すように橋の長手方向に横垂直鋼材４の間を複数のリブ５を設けて結ぶことにより床版２の座屈やねじれを防止する。
【０００６】
補強舗装層として、例えばアスファルト層を形成する場合、図８に示すように、床版２上の道路面になる路面２ａを、ここでは、直接アスファルト舗装する。
【０００７】
まず、路面２ａに、選択されたアスファルトを約１４０℃に加熱したものを運び込み、それを薄く床版路面２ａに散布する。アスファルトフィニッシャー等で敷きならして、表面を一様にし、マダカムローラ若しくはタイヤローラ等で転圧してアスファルト舗装層１を形成する。
【０００８】
ここで、使用されるアスファルトとしては、レーキアスファルト、ロックアスファルト、サンドアスファルト等の天然アスファルト、ストレートアスファルトか又はブローンアスファルトである石油アスファルトのいずれでも良い。
【０００９】
このように、鋼製床版をアスファルト舗装することによって、連続的で平坦な、耐久性、防水性のある、修繕が容易な道路面が形成できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、道路橋における床版としての鋼版２を補強舗装した補強舗装床版を使用する場合、上記に説明した補強舗装層としてのアスファルト層１は比較的軟らかいために車両の荷重がそのまま下の鋼製床版２に伝わっている。
【００１１】
よって、図７、８、９に示した橋の場合、図９に示すように、道路橋の鋼製床版が繰り返し荷重によって、リブ５とリブ５との間や、リブ５と縦垂直鋼材３との隙間或いは横垂直鋼材４との隙間より床版２にクラック７が発生したり、又、リブ５の溶接部に水平にクラック７が発生することがある。クラック７は、鋼製床版２に圧力をかけたり、錆び等の腐食を進行させ、金属疲労を起こさせ、その寿命を短くする。
【００１２】
更に、アスファルト舗装面１が摩耗しやすくなり、スリ減りが早くなり平滑性が失われ、補修間隔が短くなる。
【００１３】
アスファルトは、その用途や目的に応じて、その多様な構成材料が選択できるが、その路床となる床版のクラック対策に関しては、アスファルトの種類は、コストの点からも対応に限界がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、鋼製床版の金属疲労を和らげ、その鋼製床版の寿命を延ばす鋼製床版の補強舗装方法及び該方法によって形成された補強舗装床版を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る鋼製床版の補強舗装方法及び補強舗装床版にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、鋼製床版に補強舗装層を形成する鋼製床板の補強舗装方法において、前記鋼製床板に前記補強舗装層を形成する工程にて、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成された格子材であるＦＲＰ格子材を前記補強舗装層内に埋め込むことを特徴とする鋼製床板の補強舗装方法を提供する。
【００１６】
第２の本発明は、鋼製床版に補強舗装層を形成する鋼製床板の補強舗装方法において、前記鋼製床版に前記補強舗装層を形成する工程にて、金属製棒状部材を格子状に配置して形成された格子材を前記補強舗装層内に埋め込むことを特徴とする鋼製床板の補強舗装方法を提供する。
【００１７】
第３の本発明は、鋼製床版上に補強舗装層を有する補強舗装床版において、前記補強舗装層が、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成された格子材であるＦＲＰ格子材を含むことを特徴とする補強舗装床版を提供する。
【００１８】
第４の本発明は、鋼製床版上に補強舗装層を有する補強舗装床版において、前記補強舗装層が、金属製棒状部材を格子状に配置して形成された格子材を含むことを特徴とする補強舗装床版を提供する。
【００１９】
第１、第２の本発明の一実施態様によると、前記補強舗装層はアスファルト層であり、前記アスファルト層を形成する工程において、前記格子材が、前記アスファルト層を構成するアスファルトによって上下に挟まれた状態に形成される。
【００２０】
第１、第３の本発明の一実施態様によると、前記繊維強化樹脂は強化繊維にマトリクス樹脂を含浸して形成され、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維；ボロン、チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；等から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、又、前記マトリクス樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含み、又、前記補強筋は、幅が２〜５０ｍｍ、厚さが２〜５０ｍｍとされ、互いに５〜３０ｃｍ離間して格子状に配置される。
【００２１】
第１〜第４の本発明の他の実施態様によると、前記補強舗装層はアスファルト層であり、該アスファルト層の厚さは７ｃｍ〜１５ｃｍである。
【００２２】
第１〜第４の本発明の他の実施態様によると、前記格子材は互いに上下の位置に、平行に複数枚設置される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る床版の補強舗装方法及び補強舗装床版を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２４】
実施例１
図１は、本実施例に係る床版の補強舗装方法が実施された、補強舗装層として７ｃｍ〜１５ｃｍの厚さのアスファルト層１を表面に有するアスファルト舗装床版２を備えた橋の橋桁３、４及び道路床版部分２の分解斜視図を示し、図２はその断面図を示す。ここでも、図７に示すような橋にて実施され、鋼製床版２の下部には、長手方向にわたって横垂直鋼材４の間に床版２の座屈やねじれを防ぐための複数のリブ５が設けられている。
【００２５】
ここで、床版２は、鋼版で構成された鋼製床板であり、その厚さは、１０〜３０ｍｍである。
【００２６】
こうした床版２上に、補強舗装層として例えばアスファルト層１を形成する場合、従来例に説明したように、アスファルト１が、その上部を走行する車両等の振動を下部の鋼製床版２にも伝えやすいため、特に、リブ５とリブ５との間や桁３、４の床版２との接触部の隙間部分、又はリブ５の溶接部にクラック７（図９）を生じやすく、金属疲労から、床版２の寿命を縮めるという問題があった。
【００２７】
そこで、本発明では、こうしたアスファルト層１のような補強舗装層内に、ＦＲＰや金属にて形成された、格子状の補強材である格子材１００を埋め込むことによって補強し、アスファルト層１の剛性を向上させた。そのことによって、アスファルト層１を硬くして、下地の圧力を分散させることによって、鋼製床版２の集中荷重を和らげる。そして、補強材として、最も補強性能を発揮する形状である格子材１００を採用した。
【００２８】
そして、本実施例では、格子材１として、安価で、軽く、施工が確実・容易な、後に詳しく説明する、図５に示すようなＦＲＰ格子材１００を使用した。
【００２９】
ＦＲＰ格子材１００は、図２に示すように、アスファルト内に床版２の路面２ａと平行な状態で、アスファルト１に埋め込まれるが、以下の（１）、（２）、（３）の工程を含むこの舗装方法について、図４を用いて説明する。
【００３０】
（１）先ず、床版２の路面２ａに、選択されたアスファルトを１４０℃に加熱したものを運び込み、それを薄く床版路面２ａに散布する。アスファルトフィニッシャー等で敷きならして、表面を一様にし、基層となる第一層目のアスファルト舗装を行い、第一アスファルト層１ａを形成する。
【００３１】
（２）形成された第一アスファルト層１ａの上に、ＦＲＰ格子材１００を設置する。この時、直接格子材１００を第一アスファルト層１ａに置くが、接着剤等によって格子材１００を貼り付ける等の何らかの方法でＦＲＰ格子材１００を第一アスファルト層１ａに固定すると更に補強効果の高い舗装が出来る。
【００３２】
（３）路面２ａ上に第一アスファルト層１ａが形成され、格子材１００が固定された上に、（１）と同様に選択されたアスファルトを１４０℃に加熱したものを運び込み、それを薄く格子材１００上に散布する。アスファルトフィニッシャー等で敷きならして、表面を一様にし、マダカムローラ若しくはタイヤローラ等で転圧して、第一層アスファルト層１ａとの間に格子材１００を挟み込むようにして、格子材１００上に第二アスファルト層１ｂを形成する。そして、第一アスファルト層１ａと第二アスファルト層１ｂとを合わせた合計のアスファルト舗装層１を、所定の厚さＴ（＝７ｃｍ〜１５ｃｍ）に形成する。
【００３３】
上記（１）、（２）、（３）の方法に限定されるものではないが、一般に、路面２ａにアスファルトを散布して、その上に格子材１００を重ねて、格子材１００が乗ったその上に再びアスファルトを散布して、アスファルトの間に格子材１００が重なった状態で硬化させる等の方法でアスファルト層１を形成し、格子材１００が、アスファルトによって上下に挟まれた状態、即ち、補強舗装層１の断面に格子材１００が埋め込まれた状態に形成すると、より強力に補強できる。
【００３４】
そして、本実施例では、格子材１００として、軽く、施工が確実・容易な、図５に示すようなＦＲＰ格子材を使用した。
【００３５】
このＦＲＰ格子材１００は、図６をも参照するとよりよく理解されるように、通常、直角に交差して格子状に配置された複数の補強筋、即ち、縦補強筋１０１と横補強筋１０２とを含み、各補強筋１０１、１０２は、主にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維を一方向に並べて、ビニルエステル樹脂等のマトリックス樹脂を含浸させた帯状強化繊維を複数積層して形成されたものである。又、各補強筋１０１、１０２は、筋幅（ｗ）２〜３０ｍｍ、厚さ（ｔ）２〜３０ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１）５〜３０ｃｍの格子板状に成形硬化され、全体としてシート状のＦＲＰ格子材１００を形成する。このＦＲＰ格子材１００は、図６に示すように補強筋の交差部分の厚さが他の部分の厚さと等しくなるように成形硬化されている。
【００３６】
このＦＲＰ格子材１００は鉄筋と同様の補強効果があり、軽くて、腐食も少なく、施行が簡便である。
【００３７】
本実施例のように、格子材として、ＦＲＰの格子材を用いると数種の特質がある。ＦＲＰ格子筋は高強度、軽量で錆びにくく、且つ、取り替えのため切削する時は容易に削ることが出来るため適しているが、スチール製等の金属製棒状部材を格子状に配置して形成された金属製格子材でも効果が発揮される。
【００３８】
このように、アスファルト層１の中に、補強材として、ＦＲＰやスチール製の格子材１００を設けることによって、アスファルト層１の剛性を向上させ、下地の圧力を分散させることによって、鋼製床版２の集中荷重を和らげる。
【００３９】
そして、道路橋の鋼製床版２において、補強舗装層としては、アスファルト層を形成するのが好ましく、鋼製床板２の上に位置するアスファルト層１の剛性を増すことにより、鋼製床版２の車両による集中荷重を和らげ、鋼製床版２の疲労によるクラックの発生を防ぐことができる。
【００４０】
しかし、補強舗装層としては、アスファルト層以外にコンクリート層や他の層が形成されることもある。
【００４１】
又、橋の構成はここに説明した以外の構成のものでも良い。
【００４２】
実施例２
本実施例では、図７や図１に示されたような橋の床版２において、図３（ａ）（ｂ）に示すように補強舗装層としてのアスファルト層１内にて、ＦＲＰや金属にて薄く構成された格子材１００を厚さ方向に複数枚平行に配置した。
【００４３】
施工方法は、これに限定されるものではないが、ここでは、床版２の路面２ａに実施例１の（１）、（２）、（３）にて説明した方法で、第一アスファルト層１ａと第二アスファルト層１ｂとの間に１枚目の格子材１００（格子材１００ａ）が埋め込まれた、１ｃｍ〜３ｃｍの薄いアスファルト層１’を形成し、その上から２枚目の格子材１００（格子材１００ｂ）を設置し、実施例１に示した舗装方法の（３）の方法にて、格子材１００ｂの上から同様にアスファルトを散布して舗装し、それを所定枚数のＦＲＰ格子材１００が埋め込まれるまで繰り返して、所定の枚数の格子材１００が厚さ方向に平行配置された、全体で７〜１５ｃｍのアスファルト層１を形成することができる。
【００４４】
こうして、鋼製床版２のアスファルト舗装において、アスファルト層１に厚さ方向に複数枚の格子材１００を配置することによって、更にアスファルト層１の剛性が向上し、クラックの入りにくい床版が実現できる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、鋼製床版に補強舗装層を形成する、鋼製床版の補強舗装方法において、鋼製床版に補強舗装層を形成する工程において、繊維強化樹脂とされる複数の補強筋を格子状に配置して形成されたＦＲＰ格子材か又は金属製棒状部材の格子材を補強舗装層内に埋め込む鋼製床版の補強舗装方法及びそれによって形成された補強舗装床版であるので、鋼製床版の舗装層にて、例えば補強舗装層としてのアスファルト層の剛性が増すことにより、車両通過時における車輪を通して荷重をアスファルト層の下部にある鋼製床版の全体にかかるようにすることが出来、その結果、鋼製床版の集中荷重による疲労のためのクラックの発生を軽減することが出来る。又、格子材としてＦＲＰ格子材を使用することで、更に、高強度で耐久性のある補強が実現でき、施工も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舗装方法の一例にて施工された橋を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る舗装方法の一例にて施工された橋を示す部分断面図である。
【図３】本発明に係る舗装方法にて施工された補強舗装床版の他の例を示す斜視図（図３（ａ））と断面図（図３（ｂ））である。
【図４】本発明に係る舗装方法の一例を説明する説明図である。
【図５】本発明に係る格子材の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る格子材の一例を示す拡大斜視図である。
【図７】補強舗装床版を有する橋の一例を示す斜視図である。
【図８】従来の補強舗装床版を有する橋の一例を示す分解斜視図である。
【図９】従来の補強舗装床版を有する橋の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１                    アスファルト層（補強舗装層）
２                    鋼製床版
３                    縦垂直鋼材（桁）
４                    横垂直鋼材（桁）
５                    橋リブ
６                    橋脚
１００                格子材
【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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