(57)【要約】【課題】塩害やコンクリートの中性化によるコンクリート構造物の劣化を有限要素法を用いて予測計算し、正確な劣化予測計算の結果に基づいて、信頼性の高いライフサイクルコストを計算して評価すること。【解決手段】コンクリート構造物の初期投資費用、維持管理費用、廃棄・更新費用の総計であるライフサイクルコストの計算方法において、維持管理費用の算出においては、コンクリート構造物の塩害および／または中性化による劣化の進行を、有限要素法を用いて予測計算するようにした。また、補修費を含んだ維持管理費用の算出においては、前記補修材において予め設定された所定の品質保持期間を過ぎてからの劣化の進行として、前記補修材の塩化物イオン拡散係数および／または炭酸ガス拡散係数を、経過時間に関連付けて変化させることによる補修材の劣化も考慮した。【選択図】            なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物の初期投資費用、維持管理費用、廃棄・更新費用の総計であるライフサイクルコストの計算方法において、
維持管理費用の算出においては、コンクリート構造物の塩害および／または中性化による劣化の進行を、有限要素法を用いて予測計算することを特徴とするコンクリート構造物のライフサイクルコストの計算方法。
【請求項２】
補修費を含んだ維持管理費用の算出においては、
前記補修材において予め設定された所定の品質保持期間を過ぎてからの劣化の進行として、前記補修材の塩化物イオン拡散係数および／または炭酸ガス拡散係数を、経過時間に関連付けて変化させることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物のライフサイクルコストの計算方法。
【請求項３】
補修費を含んだ維持管理費用の算出においては、
設定された計算期間に補修を行わない場合の劣化の進行を有限要素法を用いて予測計算する手順と、
予測計算結果に基づいて補修の要否を決定する手順と、
補修が必要と決定された場合に、少なくとも１種類の補修方法を設定してその補修に要する補修費用を算出する手順と、
前記設定された補修方法に用いた補修材の劣化の進行を有限要素法を用いて予測計算する手順と、
を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物のライフサイクルコストの計算方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物の建設から廃棄までに要する費用（これをライフサイクルコスト（ＬＣＣ）と称する。）を正当に評価する計算方法に関し、特には、塩害やコンクリートの中性化による劣化に対処するために補修を行った場合に、用いた補修材の劣化をも勘案して、精確な耐用年数を予測して、より現実的なライフサイクルコストの評価を可能とする計算方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物の供用期間において、当該コンクリート構造物の機能確保や延命化をはかるためには、多額の維持管理費や更新費用が必要となる。
そして、社会資本施設としてのコンクリート構造物の整備を合理的に行なうためには、上述した維持管理費や更新費用を含めて、コンクリート構造物の建設から廃棄までに要する費用、即ち当該コンクリート構造物のライフサイクルコストを正当に評価する必要がある。
ライフサイクルコストを正統に評価するためには、コンクリート構造物の補修時期および補修方法を適切に決定する必要がある。
しかし、従来においては、コンクリートや補修材の劣化を適切に考慮することなく、コンクリート構造物の補修時期および補修方法を大まかに決め、それに基づいてライフサイクルコストを算定していた。
【０００３】
信頼性の高いライフサイクルコストを計算するためには、コンクリートや補修材の劣化を考慮して、適切な時期に適切な方法で補修することが必要となってくる。
そのため、コンクリートや補修材の劣化の要因である塩害とコンクリートの中性化を適切に把握する必要がある。
【０００４】
上記コンクリートの塩害とは、コンクリート中に存在する塩化物イオンの作用により鋼材（鉄筋、ＰＣ鋼材など。）が腐食し、コンクリート構造物に損傷を与える現象をいう。
上記コンクリートの中性化とは、下記の化学反応式（１）に示したように、コンクリート構造物中に存在する強アルカリ中にあるセメント水和生成物が大気中の二酸化炭素と反応し炭酸カルシウムを生成することである。
【化１】
2004233244.tif 000002
【０００５】
コンクリートが中性化すると、鉄筋の保護機能が失われ、鉄筋が腐食し、その膨張によってかぶりコンクリートにひび割れが生じる。このひび割れから水、酸素、炭酸ガス等が侵入し、腐食が促進され、かぶりコンクリートの浮き、剥落等の劣化を引き起こす。
そのために、既設のコンクリート構造物を適切な時期に補修することが望ましい。なお、季節のコンクリート構造物に対する補修の種類には、コンクリート表面を被覆する表面保護工と、コンクリート表層部を撤去した後に硬化材等の補修材料で撤去した部分を補修する断面修復工と、これら表面保護工と断面修復工を併用した補修方法がある。
【０００６】
このようなコンクリートの劣化要因及び補修方法を把握して、コンクリートの劣化予測及び補修を施した場合のコンクリートの劣化予測を行い、適切な補修時期の決定と適切な補修方法の選択を行なうことが必要不可欠である。
本発明者らは、既設のコンクリート構造物を補修した後の劣化予測に関しては、塩害による劣化を予測する方法を特願２００１−１４２９６９号において提案し、中性化による劣化を予測する方法を特願２００１−１８８４２９号において提案し、これらの複合的な劣化を予測する方法を特願２００２−２２１１９号において提案した。また、補修材の劣化をも考慮した劣化予測方法も同時に出願した。
【０００７】
以下に、特願２００２−２２１１９号で提案した複合的な劣化を予測する方法と、補修材の劣化をも考慮した劣化予測方法の概要を説明する。
【０００８】
まず、塩害とコンクリートの中性化とによる複合的な劣化を予測する前記発明の方法を説明する。
前記発明は、コンクリート構造物の塩害と中性化による劣化の進行を、種々の劣化因子を有限要素法により解析して予測するコンクリート構造物の劣化予測方法であって、
一方の辺に、コンクリート中のセメント水和生成物と大気中の二酸化炭素とを含み、他辺に、炭酸カルシウムを含んだ化学反応式と、
一方の辺に、炭酸カルシウムとアルミン酸と塩化物とを含み、他辺に、フリーデル氏塩と炭酸ガスとを含んだ可逆的な化学反応式と、
で表される複合劣化の進行を、
拡散方程式▲１▼、▲２▼
【数１】
2004233244.tif 000003
を有限要素法によって解析して予測するようにしたものである。
【０００９】
また、既設のコンクリート構造物を補修材料を用いて補修した場合の補修後のコンクリート構造物の劣化の進行を、前記発明の方法で予測する方法であって、
補修後の既設のコンクリート構造物の境界条件及び補修に用いられた補修材料の特性データを有限要素法による劣化予測の新たな因子に加えて、補修後のコンクリート構造物の劣化の進行を予測するようにしたものである。
【００１０】
また、補修材料の特性データには、さらに、その補修材料の初期の塩化物イオン濃度と、その補修材料の塩化物イオンの拡散係数とが含まれているものであり、補修材料の特性データには、さらに、その補修材料の初期の水酸化カルシウムイオン濃度と、その補修材料の炭酸ガスの拡散係数とが含まれている。
このようにして、補修後には、補修材料の特性データとして、補修材料の初期の塩化物イオン濃度、補修材料の塩化物イオンの拡散係数、補修材料の初期の水酸化カルシウムイオン濃度、補修材料の炭酸ガスの拡散係数の少なくとも何れかのデータを加えて解析することができるのである。
【００１１】
なお、上述した予測方法以外に、コンクリート構造物の劣化を評価する技術が、特願２００２−１３１２１６号において提案されている。（特許文献１参照）
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−１３１２１６号
【００１３】
次に、補修材の劣化をも考慮した劣化予測方法を説明する。
この劣化予測方法は、補修材を用いてコンクリート構造物を補修した場合の、補修後の塩害および中性化による劣化の進行を有限要素法により解析して予測するコンクリート構造物の劣化予測計算方法であって、
前記補修材において予め設定された所定の品質保持期間を過ぎてからの劣化の進行を、前記補修材の塩化物イオン拡散係数あるいは炭酸ガス拡散係数を、経過時間に関連付けて変化させることを特徴とするものである。
【００１４】
そして、前記補修材に設定された所定の品質保持期間を過ぎてからの所定期間における拡散係数の変化を下記の式▲３▼を用いて時間経過に関連付けて変化させることを特徴としている。
【００１５】
Ｃ＝ｆ（ｔ）×Ｃ０            ▲３▼
ここに、Ｃ：拡散係数
Ｃ０：基準拡散係数、
ｆ（ｔ）：シグモイド関数
なお、シグモイド関数ｆ（ｔ）は下記の式▲４▼のように示される。
【数２】
2004233244.tif 000004
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリートや補修材の劣化を適切に考慮していない従来のライフサイクルコストの計算方法では、ライフサイクルコストの信頼性が低いという問題があった。
そこで、コンクリート構造物の劣化を適切に予測し、その時期に応じた適切な補修方法を選択し、補修後においても補修材の劣化も考慮した劣化を予測することによって、信頼性の高いライフサイクルコストの計算方法の確立が望まれていた。
【００１７】
以上の事情に鑑みて、本発明においては、塩害やコンクリートの中性化によるコンクリート構造物の劣化を有限要素法を用いて予測計算し、正確な劣化予測計算の結果に基づいて、信頼性の高いライフサイクルコストを計算して評価することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、
請求項１の発明にかかるライフサイクルコストの計算方法は、
維持管理費用の算出においては、コンクリート構造物の塩害および／または中性化による劣化の進行を、有限要素法を用いて予測計算することを特徴としている。
請求項２の発明は、
補修費を含んだ維持管理費用の算出において、
前記補修材において予め設定された所定の品質保持期間を過ぎてからの劣化の進行として、前記補修材の塩化物イオン拡散係数および／または炭酸ガス拡散係数を、経過時間に関連付けて変化させることを特徴としている。
請求項３の発明は、
補修費を含んだ維持管理費用の算出において、
設定された計算期間に補修を行わない場合の劣化の進行を有限要素法を用いて予測計算する手順と、
予測計算結果に基づいて補修の要否を決定する手順と、
補修が必要と決定された場合に、少なくとも１種類の補修方法を設定してその補修に要する補修費用を算出する手順と、
前記設定された補修方法に用いた補修材の劣化の進行を有限要素法を用いて予測計算する手順と、
を含んでいることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるコンクリート構造物のライフサイクルコストの計算方法を、その実施形態に沿って説明する。
なお、コンクリート構造物のライフサイクルコストとは、コンクリート構造物に必要とされる費用を、初期投資費用（計画、設計、施工）、維持管理費用（点検、評価、補修等の対策）、廃棄・更新費用（解体、処分）の総計として、現在の価値に等価換算したものとする。
【００２０】
本発明の方法においては、まず、コンクリート構造物の補修時期および補修方法を決定して、その補修方法を施した場合の劣化の進行の予測を、劣化予測プログラムにおいて実行する。
劣化予測プログラムでは、コンクリート構造物の鉄筋位置における塩化物イオン濃度の変化を有限要素法を用いて予測計算する。
このようにして得られた劣化予測結果をライフサイクルコスト算定プログラムに自動的に渡して、当該コンクリート構造物の供用期間もしくは設定された計算期間中の維持管理費用を計算して見積る。
このとき、補修材の劣化も考慮する。補修材の劣化は、その品質保証期間を経過してからは拡散係数がシグモイド関数によって経時変化を受けるものとして予測計算する。
なお、補修方法としては、前述したように表面被覆、断面修復、これらの併用という３種類の方法があり、これらの選択した場合のライフサイクルコストを算出して、互いに比較・評価することができる。
【００２１】
劣化予測プログラムで得られる予測計算結果の一例を図１に示す。
図１によれば、補修を施さない場合には、鉄筋位置においては、１５年後頃に限界塩化物イオン濃度に達するので、補修が必要となる。
補修方法として、補修材の劣化も考慮して、表面被覆のみの場合（グラフ▲１▼）と、表面被覆と断面修復とを併用した場合（グラフ▲３▼）とを図示した。
このようにして、本発明によれば、補修材の劣化も考慮して、劣化を予測計算し、その結果に基づいてライフサイクルコストを予測計算するので、従来よりはるかに信頼性の高いライフサイクルコストに基づいた維持管理計画の評価ができるのである。
まず、本実施形態におけるライフサイクルコストを計算する場合の条件を表１に示す。
また、計算項目は以下の通りである。
１）コンクリートの拡散係数（塩化物イオン拡散係数、炭酸ガス拡散係数の何れか一方、または両方）。
２）鉄筋位置での塩化物イオン濃度、水酸化カルシウム濃度の何れか一方、または両方。
３）コンクリート構造物の耐用年数。
４）補修の有無、もしくは補修方法毎のコンクリート構造物のライフサイクルコスト。
【００２２】
次に、本発明の一つの実施例を、図２のフローチャートに沿って説明する。
ステップＳ１において、計算期間を設定する。
ステップＳ２において、補修しない場合の劣化予測計算を行なう。
ステップＳ３において、計算結果のチェックを行なう。チェック内容としては、塩害については鉄筋位置で塩化カルシウム濃度が限界濃度に達しているか否かであり、中性化については中性化深さが鉄筋位置に達しているか否かである。
【００２３】
ステップＳ４において、補修の必要性をチェックする。塩害の場合は、鉄筋位置で塩化カルシウム濃度が限界濃度に達している場合には必要性が「有」と判断し、そうでない場合には必要性が「無」と判断する。
中性化については中性化深さが鉄筋位置に達している場合には必要性が「有」と判断し、そうでない場合には必要性が「無」と判断する。
そして、必要性が「有」の場合にはステップＳ５へ進み、「無」の場合にはステップＳ９へ進む。
【００２４】
ステップＳ５において、補修時期および補修方法を選択する。
ステップＳ６において、補修した場合の劣化予測計算を行う。
ステップＳ７において、劣化予測計算結果のチェックを行う。チェック内容としては、塩害については鉄筋位置で塩化カルシウム濃度が限界濃度に達しているか否かであり、中性化については中性化深さが鉄筋位置に達しているか否かである。
【００２５】
ステップＳ８において、耐用年数を満足しているか否かをチェックする。即ち、設定された耐用年数の時点において、塩害については鉄筋位置で塩化カルシウム濃度が限界濃度に達しているか否かをチェックし、達していれば満足していないと判断し、そうでなければ満足していると判断し、中性化については中性化深さが鉄筋位置に達しているか否かをチェックし、達していれば満足していないと判断し、そうでなければ満足していると判断する。
【００２６】
耐用年数を満足していると判断された場合（「Ｙｅｓ」の場合）には、ステップＳ９へ進み、満足していないと判断された場合（「Ｎｏ」の場合）にはステップＳ５に戻って、補修時期もしくは補修方法の何れかもしくは両方とも変更して予測計算をやり直す。
ステップＳ９においては、前記ステップＳ５において選択した補修時期および補修方法を、適正な補修時期と補修方法として決定する。
ステップＳ１０において、前記ステップＳ９において決定した補修時期と補修方法を採用した場合の費用をライフサイクルコスト計算プログラムで計算する。計算結果は、その補修時期および補修方法と対応させて記憶手段等に記録保存する。
ステップＳ１１において、他の補修時期もしくは補修方法が選択し得るか否かをチェックし、「無」の場合にはステップＳ１２へ進み、「有」の場合にはステップＳ５に戻って補修時期もしくは補修方法の何れかもしくは両方とも変更して予測計算をやり直す。
ステップＳ１２においては、当該コンクリート構造物を解体して建設し直す場合の費用を別途計算して入力する。入力された費用は、解体・建設費用として記憶手段等に記録保存する。
ステップＳ１３において、以上の予測計算によって求めた費用を記憶手段等から読み出して、相互に比較して、補修の必要性の有無の決定、または適正な補修時期および補修方法の選択、さらには、解体・建設することの妥当性の判断等の検討・判断を行う。
【００２７】
実施例
具体的な計算例として、耐用年数（検討年数）を１００年とし、補修なしの場合と、表面被覆による補修を施した場合と、断面修復による補修を施した場合とにおいて、ライフサイクルコストの計算を行った結果を図３と表２に示す。
図３において、グラフ▲１▼は補修を行わず５５年後に解体・建設した場合、グラフ▲２▼は表面被覆のみを行った場合、グラフ▲３▼は断面修復のみを行った場合である。
図３においては、初期投資費用が２２０万円、解体・建設費用が約４７０万円であることが示されている。また、グラフ▲３▼の場合には１００年間の維持管理費が約２４０万円であることが示されている。
その結果から、ライフサイクルコストの大小は、「補修なしの場合（グラフ▲１▼）」＞「表面被覆の場合（グラフ▲２▼）」＞「断面修復の場合（グラフ▲３▼）」の順となることが予測される。
従って、この実施例によれば、断面修復による補修を施すことが、より適切な維持管理方法であると判断することができる。
【００２８】
次に、この実施例において使用したライフサイクルコスト計算システムの操作画面（図示せず。）に沿って、その操作手順を説明する。
まず、初期メニューから、ファイル読み込み、データ入力、計算、保存、データクリア、終了等の各処理に移行することができる。
ファイル読み込み処理においては、劣化原因を例えば「塩害」として必要なファイルを読み込む。
データ入力処理においては、
（１）鋼材腐食データとして、経過年数（例えば４６年）、鋼材が腐食する限界塩化物イオン濃度、鋼材の断面減少率、破壊時の鋼材断面減少率等を入力する。なお、ここで、コンクリートの表面から鉄筋までの深さ、即ち鉄筋位置が例えば５０ｍｍと表示される。
（２）点検費用として、初期点検を実施するか否かの設定、実施する場合の点検費用を入力する。
また、日常点検を実施するか否かの設定、実施する場合の点検間隔と点検費用を入力する。
また、日常点検より詳細な定期点検を実施するか否かの設定、実施する場合の点検間隔と点検費用を入力する。
（３）補修費用として。補修時期と、補修方法とを設定する。この場合には、表示された補修時期と補修方法の中から選択することができる。また、その補修方法の場合の補修面積や補修単価等の詳細情報がここで設定される。このとき、種々の詳細情報を別途データベースを参照して選択することができる。
（４）補修金額を参照する場合には、前述した別途データベースを参照して、断面修復や表面被覆等の各補修方法に用いる補修材の仕様や品名、またその単価を参照して選択することができる。
（５）さらに、上記単価の詳細な内訳明細を参照することができる。
例えば、前記単価を構成する材料費と、施工費の内訳等も確認することができる。
【００２９】
計算処理においては、
既に入力された経過年数、鋼材の断面減少率、破壊時の鋼材断面減少率が表示され、それに基づいて破壊までの期間が計算されて表示される。
例えば、鋼材の断面減少率が０．６５％／年、破壊時の鋼材断面減少率が２０％とすると、破壊までの期間は２０／０．６５＝３０．７７（年）を計算される。
そして、経過年数時点における腐食限界値を越えた期間の合計を１３．３３年と計算し、その期間における鋼材の断面減少率を、１３．３３×０．６５＝８．６６（％）と計算する。
そして、計算結果として、破壊時の断面減少率を越えるまでの年数を、３０．７７−１３．３３＝１７．４４（年）と計算して表示する。
ここで、破壊条件としては、腐食限界値を越えた期間の合計（１３．３３）×鋼材断面減少率（０．６５）を、破壊時の鋼材断面減少率（２０）と比較し、前者が後者以上となる場合には、当該コンクリート構造物は破壊されると判断する。
例えば、前者の積が１３．３３×０．６５＝８．６６であり、後者が２０であれば、破壊されないと判断する。
【００３０】
また、点検費用、補修費用、建設費用、撤去費用等の各費用と累計を経過年数毎に算出して一覧表示することができる。
さらに、鉄筋位置における鉄筋の腐食状況を予測計算してグラフ表示することができる。
このときには、前述した有限要素法を用いて鉄筋位置における塩化物イオン濃度を予測計算し、例えば、図４の（ｂ）において、グラフ▲１▼、▲２▼、▲３▼で示したように塩化物イオン濃度の変化を表示する。
グラフ▲１▼は表面被覆を施した場合、グラフ▲２▼は表面被覆を施した場合、そしてグラフ▲３▼は２０年後に断面修復を施した場合である。
グラフ▲３▼の場合には、期間ｔ１、ｔ２の間が限界塩化物イオン濃度Ａ３を越えるので、鉄筋は腐食を受け、鉄筋の断面は断面減少率（例えば０．６５％／年）の割合で南面が減少する。
従って、図４の（ａ）においてグラフ▲３▼で示したように、約４７年後には破壊時の鋼材断面減少率（２０％）を越えることになる。
また、図４の（ｂ）のグラフ▲１▼の場合には、限界塩化物イオン濃度Ａ１を越えるのは約３２年を過ぎてからであるので、図４の（ａ）に示したグラフ▲１▼のように約３２年後から腐食が始まり６０年後においても破壊時の鋼材断面減少率（２０％）を越えない。
【００３１】
なお、撤去・建設を行う場合の費用は、その時期（例えば５５年後）、撤去費用（例えば８００万円）、建設費用（例えば６００万円）、その他の費用（例えば１５０万円）等を入力する。
【００３２】
また、図５に示したように、経過年数毎に要する累積費用をグラフ表示することができる。
この図において、グラフ▲１▼は５５年後に撤去・建設を行ったために費用が大きくなっていることが示されている。
【００３３】
以下においては、前述したコンクリート構造物の劣化を、有限要素法を用いて予測計算するための手法を説明する。
コンクリート構造物の劣化を有限要素法を用いて予測計算する際には、まず、有限要素法による数値解析に必要な各要素の初期値、係数等を決定する。次に、補修に用いる補修材に関しても同様に各要素の初期値、係数等を決定する。例えば、補修材の基準拡散係数Ｃ０、、拡散係数が所定値以下に保持されて所定の品質が保持されることを保証する品質保証期間を決定する。これは、補修材の仕様として決定される。
次に、補修材の劣化を勘案するので、補修材の劣化の進行を示す指標として、時間経過に応じた当該補修材の拡散係数を用いる。
そして、補修材の拡散係数が時間経過に応じて劣化する特性を近似することのできる関数としてシグモイド関数を用いるので、このシグモイド関数における係数Ａを決定する。これは、複数の実験データに基づいて、最も精度よく近似できる係数Ａを決定することが好ましい。
また、拡散係数が初期値から最大値まで変化する期間を実験データ等に基づいて勘案し、拡散係数変化期間として決定する。
補修材の拡散係数の時間経過に応じた変化をシグモイド関数を用い、拡散係数の劣化を時間経過に関連付けて変化させるようにしたのである。
【００３４】
シグモイド関数は、ニューラルネットワークの判定によく使用される関数であり、係数Ａの値を種々変えることによって様々なパターンの劣化曲線を得ることができる。
即ち、実際に用いられる補修材の劣化に関する実験データが蓄積された時点で、前記係数Ａの値を修正してパターンを変え、シグモイド関数による劣化曲線を修正すればよいことになる。
【００３５】
以上のような条件を決定した後、劣化予測計算を行なう。
まず、品質保証期間内は拡散係数は０のままで保持されて劣化はなく、塩化物イオン濃度の上昇もない。
次に、品質保証期間を経過してから、拡散係数変化期間の間は、有限要素法を用いて拡散係数の変化をシミュレーション計算する。
図６においては、縦軸に拡散係数の変化を劣化係数として表し、横軸に時間経過を基準化年数として表している。ここでは、拡散係数の初期値を劣化係数０とするが、この拡散係数は拡散係数変化期間の間に次第に変化して補修材の基準拡散係数に近づく。従って、拡散係数変化期間終了後は、補修材の拡散係数は基準拡散係数の一定値に保持されるものとする。
このようにして拡散係数が劣化して到達する最大値を劣化係数１として基準化した。また、基準化年数として、品質保証期間を０．０から１．０までとし、その後の拡散係数が劣化して最大値、劣化係数１に到達する拡散係数変化期間を１．０から２．０までと基準化した。
【００３６】
シミュレーション計算において、補修材の劣化を考慮しない場合と、考慮する場合とで劣化のパターンは異なる。また、補修材の劣化を考慮する場合でも、補修の方法によっても劣化のパターンは異なる。
【００３７】
次に、表面被覆によって補修した場合であって、補修材の劣化を考慮した場合の塩化物イオン濃度の変化を、上記同様に有限要素法を用いて予測計算した結果を図７を参照して説明する。
図７によれば、補修材の劣化を考慮することによって、３０年後以降は限界塩化物濃度を越えることが予想され、現実と合致した予測結果、即ちより精確な予測結果が得られることを示している。
以上のようにして、精確な予測を行った結果、表面被覆だけでは３０年以降の劣化を抑制できないので不十分であることが判明した。
【００３８】
次に、３０年以降の劣化も充分に抑制するために、１０年後の表面被覆に加えて、２５年後において断面修復を行う場合において、劣化の予測を行った。なお、この場合も補修材の劣化を考慮し、塩化物イオン濃度の変化を、上記同様に有限要素法を用いて予測計算して、その結果を図８に示した。
この図８によれば、２０年後には、鉄筋位置における塩化物イオン濃度は限界塩化物濃度近くまで増加するが、２５年後に断面修復を行って補修材と入れ替えるために、３０年後でも鉄筋位置における塩化物イオン濃度は大幅に低下している。そして、５０年後においても限界塩化物濃度を確実に下回っていることが判明した。
従って、１０年後の表面被覆と、２５年後の断面修復とを併用することによって、５０年後においても鉄筋位置における鉄筋の腐食を抑制することができることが判明した。
【００３９】
以上の結果に基づいて、鉄筋位置における塩化物イオン濃度の経年変化を示したものが図１である。
図１においては、横軸に１００年後までの経過時間（経過年数）を示している。限界塩化物濃度の値を横線Ｂで示した。補修材の劣化も考慮した場合には、グラフ▲３▼で示したように、２５年を経過した後に限界塩化物濃度を越えている。
そこで、２５年目に断面修復で補修すると、グラフ▲４▼に示したように、５０年後においても限界塩化物濃度を越えない。
即ち、表面被覆と断面修復とを併用することで、コンクリート構造物の耐用年数は５０年まで伸びると判断することができる。
なおこの解析においては、表面被覆の品質保証期間は１０年、シグモイド関数を使った劣化期間は１０年としている。
【００４０】
以上のようにして、シグモイド関数を用いて補修材の劣化の進行も考慮することによって、精確な劣化の予測計算が可能となり、その結果、より適切な補修時期と補修方法を決定することが可能となる。
従って、コンクリート構造物のライフサイクルコストの算出においても、信頼性の高い費用が算出でき、維持管理計画の適正な評価が可能となるのである。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、コンクリート構造物の劣化の進行を有限要素法を用いてより正確に予測計算するので、信頼性の高いライフサイクルコストを算出することができる。
さらに、補修した場合には、補修材の劣化も考慮するので、信頼性の高いライフサイクルコストを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンクリート構造物のライフサイクルコストの計算方法に用いるコンクリート構造物の劣化の進行の予測計算結果を示す説明図である。
【図２】本発明のコンクリート構造物のライフサイクルコストの計算方法の実施形態のフローチャートである。
【図３】本発明のコンクリート構造物のライフサイクルコストの計算方法による計算例を示すグラフである。
【図４】前記計算方法による腐食状況と塩化物イオン濃度の変化の計算結果をグラフ表示した例である。
【図５】前記計算方法によるライフサイクルコストの変化をグラフ表示した例である。
【図６】劣化予測計算における劣化係数の変化パターンを例示した説明図である。
【図７】コンクリート構造物の劣化予測結果を、補修材の劣化を考慮した場合で示した説明図である。
【図８】コンクリート構造物の劣化予測結果を、表面被覆と断面修復とを併用した場合であって、且つ補修材の劣化を考慮した場合で示した説明図である。
【図１】
2004233244.tif 000005
【図２】
2004233244.tif 000006
【図３】
2004233244.tif 000007
【図４】
2004233244.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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