土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

粘着シートを用いたトンネル内装工の付着性能評価法の提案
俊雄1・八木鈴木

弘2・道上

剛幸3・林 承燦4・木村

定雄5

1正会員

中日本高速道路株式会社（〒914-0014 敦賀市井川17号字稲荷籔8-1）
E-mail: t.suzuki.an@c-nexco.co.jp (Corresponding Author)

2正会員

中日本高速道路株式会社（〒460-0003 名古屋市中区錦二丁目18-19）
E-mail: h.yagi.aa@c-nexco.co.jp

3正会員

株式会社ケー・エフ・シー技術研究所（〒347-0838 加須市大桑1-19）
E-mail: michigami.takayuki@kfc-net.co.jp

4正会員

5正会員

株式会社デーロス・ジャパン（〒921-8005 金沢市間明町2-70）
E-mail: sclim@deros-japan.co.jp

金沢工業大学教授 工学部環境土木工学科（〒924-0838 白山市八束穂3-1）
E-mail: s.kimura@nepture.kanazawa-it.ac.jp

高速道路トンネルでは，通行車両の視環境の確保，視線誘導および照明効果の向上を目的として内装工が設置されている．従来，この内装工にはタイル直張り工法，パネル浮かし張り工法および塗装が適用されてきた．これまで設置されている内装工をみると，タイルのはく離，パネルの破損，固定金具の腐食および塗膜のはがれ等の変状がみられる．そこで，筆者らはタイルやパネル等を主材とする内装工に代替するものとして粘着シートを用いた内装シート工の適用を考えた．本稿は粘着シートの適用にあたり，重要な基本性能の一つである覆工コンクリートとの付着性を引きはがし粘着力としてとらえ，その基本性能を確認するための試験法と現場適用性について検討したものである．

Key Words : tunnel interior system, deterioration of tunnel lining, interior sheet, resistance of peelingoff1.

であるとの報告もされており 2)，特に直張りタイルのははじめにがれ，浮かし張り取付金具の腐食等の事象が見受けられる．

高速道路トンネルには，通行車両の視環境の確保や視線誘導および照明効果の向上を目的として，トンネル内

他方，浮かし張り内装工の落下事象の発生報告 3) , 4)も装工が設置されている．トンネル内装工はトンネル壁面

あり，第三者被害のリスク低減が強く望まれていることの輝度の保持，前方車両の視認性や走行の快適性を確保から，近年，塗装を用いた内装工のニーズも高まっていし，構造上の強度はもとより，耐火性の他，耐蝕性およるが，長期耐久性等の課題がある．

び耐候性等の耐久性が求められる．新設トンネルにおける内装工の施工法はタイル直張り工法を基本とされている．しかし，既設トンネルにおいて大規模に内装工を取り替える場合においては，覆工表面の凹凸や湧水状態等の現場条件を加味した上，施工性，経済性を勘案して内装材料，施工法を検討するものとされており 1)，これま
でタイルを用いた直張り，繊維強化セメント板や金属板を用いた浮かし張りが主に採用されてきた．
北陸地域における高速道路トンネルの変状部位別の割合でみると，図-1 に示すとおり，約 6 割が内装板の変状

図-1 高速道路トンネルの変状部位別の割合9土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

そこで，筆者らは第三者被害リスクの低減および長期耐久性確保を目的とした新たな材料に着目し，粘着シートを用いた内装工（以下，粘着シート工）の適用の検討を行った 5)．粘着剤はコンクリート等の多孔質を被着体とした場合，接着面積が少なくなるため，適用が難しいものの，粘着シートは端部から剥がれることで早期に変状確認が可能であること，また，他の材料と同等に汚れが付着にしにくく，汚れが付着した場合でも，水洗いでの洗浄が可能である等の利点があり，通行車両への安全性

写真-1 タイル直張りの変状事例 4)

や維持管理性の向上が大幅に期待できる．しかしながら，
粘着シートを覆工コンクリート表面に貼付した実績はな
く，内装工として粘着シートを適用する際の規格等も存在しない．本論文では，粘着シート工の重要な基本性能の一つである覆工コンクリートへの付着性を引きはがし粘着力としてとらえ，その基本性能を確認するための材料試験法と現場適用に当たっての性能評価のための試験法（施工管理基準）について提案し，現場適用性について検討したものである．
写真-2 パネル浮かし張り（金具）の変状事例

2.

内装工の種類とその課題(1) 現行の内装工の種類とその課題
現在まで，主に用いられているトンネル内装工の施工
法，材種，採用実績および課題を表-1 に示す．表-1 はNEXCO 中日本金沢支社が管轄する高速道路トンネルの採用実績およびこれまで採用されてきた内装工の課題を列挙している 6)．
写真-3 パネル浮かし張りの落下事例 3)(2) 塗装材を用いたトンネル内装工
近年では内装材の落下による第三者被害のリスク低減のため，従来工法に代わる新たな工法として，塗装を用いた内装工が現場で採用されている（写真-5）．しかし，道路トンネル内は結露の発生が多く，結露水がコンクリート表面の未処理のピンホール付近への浸透や維持管理に伴う水洗いによる清掃を実施した場合，塗膜剥離の原因となり塗装耐久年数に大きく影響されるとの報告もある 7), 8)．また，近年においては耐火性があり，塗膜硬度の高い無機質顔料を用いた材料が各社から開発され，実写真-4 内装塗装の変状事例

トンネルで施工されているものの，ライフサイクルコス
トを踏まえた長期的な耐久性については検証段階である．
表-1 内装工の実績と課題
施工法
タイル直張りパネル直張り

パネル浮かし張り

採用実績

課題6）

タイル

230,555m2

・施工条件がよくないと将来的にタイルの浮き・はく離が発生しやすい・内装工の更新が困難

繊維強化セメント板
金属板

－
－
179m2

内装板の材種タイルパネル
その他
繊維強化セメント板
金属板
タイルパネル
その他－
11,437m2
41,456m2－
17,843m2

・パネル背面の覆工の状態が困難
・トンネル内の環境作用による取付金具の腐食が多い・パネル背面の覆工状態確認が困難
・トンネル内の環境作用による取付金具の腐食が多い写真-5 塗装材を用いた内装工の施工事例

10土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

3.

(3) 粘着シートとトンネル内装工への適用課題

粘着シート工の要求性能と試験法

粘着シートとは図-2 に示すとおり，粘着剤と基材（シ(1) 粘着シート工の要求性能および性能評価法ート）を一体成形させたものである．粘着シートはセパ
レーターをはがして貼付するという簡易施工が可能であ

粘着シート工の要求性能を整理し，その性能を評価す

り，また，シート表面に汚れが付着しにくく，水洗いにる方法と指標を整理したものを表-2 に示す. NEXCO 設

よる洗浄が可能である等の利点がある．粘着シートをト

計要領第 3 集(4)トンネル内装工 12)に示される内装工の具

ンネル内装工に適用する場合の断面構成は，覆工コンク備すべき条件をトンネル内装工の要求性能と解釈し，粘リートにプライマーを塗布し，粘着シートを貼付する構

着シート工の要求性能のうち，もっとも重要な性能評価

造とした（図-3）．

項目を引きはがし粘着力であると考え，長期に亘り，粘粘着シートの粘着とは「接着の一種で，特徴として水， 着力を発揮することについては，引きはがし粘着力で評
溶剤，熱などを使用せず，常温で短時間，わずかな圧力

価し，また，雨水，凍結防止剤を含んだ路面水及び湧水を加え，接着すること」と定義されている．液体で塗れ， については各環境作用試験後の引きはがし粘着力により固体で接着するのが接着剤であり，これに対し，粘着剤

評価するものとした．

は貼り合わせるときもゲル状の柔らかい個体で，そのままの状態で被着体に塗れ，その後も態の変化を起こさずはく離に抵抗するという特徴があるとされている 9)．
粘着剤は半導体，ディスプレイ，光学機器，医療，自動車，情報関連等，様々な分野で使用されているが，粘着シートをトンネル内装工として，覆工コンクリートに貼付した実績や規格は存在しない．また，内装工として
粘着シートを適用する場合の最大の課題は引きはがし粘

図-2 粘着シートの構成

着力の評価であると捉えているが，粘着シートの性能を把握するための試験法や引きはがし特性を検討した事例
10 ) ,11 )は確認できるものの，これらの検討は被着体を SUS

プレートとしており，被着体をコンクリートとした場合の基本性能を評価する試験法の検討および現場適用性について検討が必要である．
図-3 粘着シート工の断面構成
表-2 粘着シート工の要求性能と評価法
トンネル内装工の要求性能12)

粘着シート工の要求性能

性能評価法とその指標

長期に亘り，粘着力を発揮すること

引きはがし粘着力

本研究で検討

雨水，凍結防止剤を含んだ路面水及び湧水により，粘着シートに劣化が生じないこと

耐液体性
引きはがし粘着力

JIS K 5600
※引きはがし粘着力は本研究で検討

紫外線により基材表面に変色等の劣化が生じないこと

耐候性

JIS K 5600に準拠

凍結融解抵抗性
引きはがし粘着力

JIS A 1435に準拠※引きはがし粘着力は本研究で検討

延燃性
自己消火性

NEXCO試験法73813）

発生ガスの安全性

建築基準法に定める防火材
料の性能要求基準

表面は煤煙等の汚れが付着しにくく，かつ
表面は煤煙等の汚れが付着しにくく，清掃によって容易付着した清掃等によって容易に除去でき，に除去でき，表面反射率は長期的に良好であること
表面反射率は長期的に良好であること

反射率耐久性NEXCO試験法73214）

自動車等の接触があった場合でも，内装構
自動車等の接触があった場合でも，粘着シートの損傷に造の破壊により走行車への被害を引き起こ
より走行車への被害を引き起こす恐れの少ないこと
す恐れの少ないもの－－

限られた内空断面を有効に利用できる形状 限られた内空断面を有効に利用できる形状を保持するもを保持するものであることのであること－－清掃が容易であり，目視点検および補修が可能であること－－構造上，所要の強度を有し，耐蝕，耐候性，美観に優れていること

凍結融解による材質劣化が少ないものであ
凍結融解により，粘着シートの劣化が生じないことること

耐火性に優れ，有害ガスが発生しないこと 延燃性・自己消火性に優れ，有害ガスが発生しないこと

効率的な維持管理ができるものであること

11土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

4.

(2) 引きはがし粘着力の試験法の検討

試験法の検討に向けた確認実験

一般的な粘着シートの引きはがし粘着力を評価する試(1) 実験概要

験法として，JIS Z 0237 が考えられ，被着体は JIS G 4305に規定する SUS304 鋼板とされている．しかし，今回の本実験は，覆工コンクリートをモデル化したコンクリ

粘着シート工の被着体は覆工コンクリートとしているたート平板をプライマーにより下地処理を行い，粘着シー

め，直接的にこの試験法を適用することができない．そトを貼付した供試体を用いて，引きはがし粘着力を評価のため，被着体をプライマーにより下地処理されたコンするための試験法の確立に向けた確認実験を行った．

クリート板とした場合の引きはがし粘着力を評価する新a) 供試体の作製

たな試験法の検討をおこなった．試験法の検討に向けて，供試体の概要を写真-6 に示す．覆工コンクリートをモ

JIS Z 0237 で規定されている項目および内容を整理し，デル化したコンクリート平板（300×300×60mm）の表面新たな試験法を整理したものを表-3 に示す．被着体は無をサンドペーパー（#80）のディスクサンダーを用い，筋覆工コンクリートを想定し，JIS A 5371 に基づく，無約 60 秒間研磨した．次に研磨した表面を水洗いし，そ筋コンクリート平板とした．既往の研究

10) ,11)の後，気中養生（温度 23℃±2℃，湿度 65%±10%）で 48

で引きはがし粘着力は引きはがす時の角度や速度に影響されるとの時間の自然乾燥を施して，高周波容量式水分計を用いて，報告もあり，本検討においては，試験片の幅，角度，試

1 つのコンクリート平板あたり 5 か所測定したが，その験機の運転速度およびデータの計測区間に着目して検討

平均表面水分率は 5±2%であった．
下地処理は，表-4 に示す二液混合エポキシ樹脂系のプすることとした．

ライマーを用いて，刷毛塗りの一層を施した．その後，

表-3 既存の試験法と新たな試験法(案)JIS Z 0237の規定内容

項 目
試
験
片

中養生後，あらかじめ短冊状に切断した粘着シートを実幅24±0.5mm

20±0.5mm,24±0.5mm,30±0.5mm

長さ

約300mm250mm

施工と考え，圧着ローラー（質量 2000g）を用いて 2 往SUS304鋼板

JIS A 5371
コンクリート平板

復（転圧速度 10±0.5mm/sec）の転圧処理を施した．粘着

被着体

貼
付
方
法

研磨した表面の水洗い後と同様な条件下で 48 時間の気

新たな試験を提案するための
検証事項

圧着方法

質量2000gの圧着ローラーで2
同左
往復

圧着速度

10±0.5mm/sec

シートの寸法は長さ 250mm とし，うち 100mm はあらか
じめ供試体表面に裏紙を設置して，引きはがし実験時の同左把持部とし，引きはがし実験は 150mm 区間で実施する

圧着後，1分以内
圧着後の放置時 圧着後の放置時間は目的に
24時間後
間
よって意図的に長い時間を選
択してもよいものとした．
本実験で用いた粘着シートの仕様を表-5 に示す．粘着

試
験
装
置

引張試験装置JIS B 7721に規定する引張試験
変位制御可能な引張試験機
機

読み取り間隔1mm以下の間隔で読み取る自動式の装置であることが望ま 同左
しい

引
き
は
が
し
方
法

タブの
形成

1端を粘着剤と粘着剤が付く
ように12mm折る

同左

層厚は粘着シート Bの方が厚いものとなり，粘着シート

角度90°,180°90°,180°

A はシート層が厚く，粘着シート B は粘着剤層が厚いと塩化ビニール系とポリエステル系にそれぞれアクリル系の粘着剤を重ね合わせた 2 種類とし，粘着シートの合計

3mm/sec,5mm/sec,
7mm/sec

試験機の運転速5±0.2mm/s
度データの計測区間

シートは，一般的に製品化されているシート層の材質が25～75mmの50mm間の平均値いう特徴がある．

実験結果により検討

表-4 プライマーの仕様
混合比

粘着シート種別

プライマーの種類

粘着シートA

2液混合
エポキシ樹脂A

100：4370g/m2粘着シートB

2液混合
エポキシ樹脂B

2：1

75g/m

主剤：硬化剤

塗布量

2

表-5 粘着シートの仕様
シート層
シート
種別

材質

層厚
(mm)

粘着剤層
弾性
係数

材質

層厚
(mm)

合計
層厚
(mm)

2

(N/mm )

粘着
シートA

塩化ビ
ニール系

0.25

2.1×10

3

アクリル系

0.03

0.28

粘着
シートB

ポリエス
テル系

0.05

6.2×10

2

アクリル系

0.3

0.35

写真-6 引きはがし試験の供試体

12土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

b) 実験方法c) 実験ケース

引きはがし試験機は JIS Z 7721 に規定されている引張引きはがし基本性能の把握，粘着シート幅の影響およ

試験機（写真-7）を用い，粘着力の測定は，デジタルフ

び引きはがし速度および角度の影響について，検討を行ォースゲージを使用した（写真-7，表-6）．引きはがしった．

実験の状況を写真-8 に示す．引きはがしはあらかじめ指

引きはがし基本性能の把握については，JIS Z 0237で規定した角度に供試体をセットし，把持長 100mm の内，定されている，粘着シート幅 24±0.5mm，引きはがし速12mm 折り曲げタブを形成し，タブをフィルムチャック

度 5mm/s，引きはがし角度 90°，180°を適用し,引きはがにより固定後，引きはがしを実施した．あらかじめ設定

しを行い，引きはがし基本性能の把握および 4 つの区間

した角度及び速度は一定とし，引きはがし区間長である（0～25mm,25～75mm,75～125mm,125～150mm）毎に引150mm の引きはがしを実施した．なお，サンプリング

きはがし粘着力の平均値と標準偏差を算出し，データ計

速度は 0.0005 秒として，変位制御により引きはがし荷重

測区間の検討を行った（表-7）．
粘着シート幅の影響については，JIS Z 0237によると粘を計測することとした．

着シート幅は 24±0.5mm と規定されている．本検討では，
表-8 に示すとおり，20±0.5mm，24±0.5mm，30±0.5mmの粘着シート幅を設定し，粘着シート幅が引きはがし粘着力に及ぼす影響を検討した．なお，引きはがし速度5mm/s，引きはがし角度 90°，180°を適用した（表-8）．
引きはがし速度および角度の影響については，JIS Z
0237 では引きはがし速度すなわち試験機の運転速度は5mm/sec，引きはがし角度は 90°または 180°と規定されている．引きはがし速度を 3mm/sec，5mm/sec，7mm/sec とし，引きはがし角度は 90°，180°と設定し，引きはがし
速度および角度が引きはがし粘着力に及ぼす影響を検討した．なお，粘着シート幅は 24±0.5mm を適用した（表-写真-7 試験機およびデータ測定装置
90°引きはがし実験

9）．

180°引きはがし実験

表-7 引きはがし基本性能の把握 実験ケース
粘着シートの
種別

引きはがし
角度

粘着シートA
および
粘着シートB

90°

引きはがし
速度
(mm/sec）
5

180°

粘着
シート幅
（mm）
24±0.524±0.5試験
片数

各3

表-8 粘着シート幅の影響 実験ケース
粘着シートの 引きはがし
種別
角度

写真-8 引きはがし実験状況

粘着シートA
および
粘着シートB表-6 デジタルフォースゲージの仕様

型式
精度
測定単位
荷重表示
表示更新
サンプリング速度
バッテリー動作時間
オーバーロード値
使用環境

ZTAシリーズ±0.2％F.S±1digit
N(mN,kN)
符号付4桁（有機EL）

引きはがし
速度
(mm/sec）

90°
5
180°

粘着
シート幅
（mm）
20±0.524±0.530±0.520±0.524±0.530±0.5試験
片数

各3

表-9 引きはがし速度および角度の影響 実験ケース
粘着
引きはがし
粘着シートの 引きはがし
シート幅
速度
種別
角度
（mm）
(mm/sec)

16回/秒
最大2000回/秒
8時間
定格約200％
温度：0-40℃ 湿度：20-80％RH

粘着シートA
および
粘着シートB

1390°24±0.5
180°

3
5
7
3
5
7

試験
片数

各3

土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

(2) 実験結果とその考察
引きはがし基本性能の把握を行うため，粘着シート A
および Bの引きはがし粘着力と引きはがし長さの関係に

Ｄはく離

ついて整理したものを図-4, 5 に示し，各シートを引きはＢはく離がした粘着面の状態の 90°，180°の一例を図-4,5 に示す．
粘着シート Aおよび Bとも引きはがし角度に関係なく，
引きはがし開始から 10mm 程度までは，粘着剤層とプラF はく離イマー層ではく離し，引きはがし粘着力が高い傾向を示した．一方，10mm 以降については，粘着剤層とシート層ではく離した状態となり，引きはがし開始から 10mm程度の粘着力と比較すると約 5 割低下し，引きはがし粘

引きはがし実験後のはくり界面の代表例（90°）

着力は安定して推移した．また，粘着シート Aの引きはがし角度 90°の一部の供試体については，プライマーとコンクリート層のはく離が確認され，その影響から引き

引きはがし実験後のはくり界面の代表例（180°）

はがし粘着力が低下したものが一部確認された．

図-4 粘着シート A 実験結果

上記結果より，引きはがし粘着力は，はく離界面が影響することが考えられることから，はく離モードを図-6に定義した 5)．はく離モードは 3 つのモードに分類する

Dはく離

Bはく離

ことができ，シート層と粘着剤層間のはく離（B はく離），粘着剤層とプライマー層間のはく離（D はく離），
プライマー層とコンクリート層のはく離（F はく離）と定義した．各シートとも Bはく離のモード区間の粘着力が安定した理由として，各層間の中で，シート層と粘着剤層は工場で製造（加工）されることから粘着力が安定したものであると考えられる．
次にデータ計測区間について検討した．JIS Z 0237 で引きはがし実験後のはくり界面の代表例（90°）

は測定開始後，最初の 25mm の長さの測定値は無視し，その後，試験板から引きはがされた 50mm の長さの粘着力測定値を平均し，引きはがし粘着力として使用すると引きはがし実験後のはくり界面の代表例（180°）

規定されているものの，本実験においてその妥当性を検図-5 粘着シート B 実験結果討した．表-10 に示す平均粘着力は，シート種別および角度別に各引きはがし区間の試験片数 3 本の平均粘着力を合計し，試験片数で除した値とし，その平均粘着力から標準偏差を算出したものである．0～25mm および 125～150mmは，ばらつきが大きい結果となった．0～25mmのばらつきが大きくなる理由として，D はく離から B は
く離への移行により，引きはがし粘着力が低下すること

図-6 粘着シート工のはく離モード

でばらつきが発生したものだと考えられる．また，125～150mm のばらつきが大きくなる理由として，本実験

表-10 引きはがし区間別の平均荷重とばらつきで採用した基材は弾性率が比較的高いものであり，引きはがし長が長くなるほど，基材が伸長し，引きはがす力を吸収してしまうことで，粘着剤への荷重伝達が一定と～75mm および 75～125mm は，はく離モードが安定してらつきが小さい結果となった．以上の結果より，次項の

90° 3
粘着
シートB 180° 3

検討をしていくためのデータ計測区間の適用については
JIS Z 0237 と同様の 25～75mm 区間の適用が妥当である．

14

25～75mm75～125mm

125～150mm標準
平均 標準 平均 標準 平均 標準
平均
本 粘着力 偏差 粘着力 偏差 粘着力 偏差 粘着力 偏差（N) （N) （N) （N) （N) （N) （N) （N)

90° 3
粘着
シートA 180° 3

いることより引きはがし粘着力も安定したことから，ば

引きはがし区間0～25mm）ならず，粘着力がばらついたものだとと考えられる．25

試
験
片
数

（

シート
種別

引
き
は
が
し
角
度

16.7

4.5

19.0

0.9

18.5

1.3

16.8

4.4

27.7

7.2

30.4

1.0

31.1

0.6

27.5

4.5

42.6

18.0

31.3

0.4

30.9

1.1

31.1

3.0

36.1

13.7

26.4

0.4

27.5

0.3

25.2

2.9

土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

粘着シート幅の影響を検討するため，各シートの引きはがし荷重，粘着力および粘着シート幅の関係について整理したものを図-7,8 に示す．図中では引きはがし角度
別で結果を記載し，あわせてはく離形式も示している．
粘着シート幅が広い場合，被着体と接している粘着面積が広いことから，幅に比例して引きはがし荷重が高くなる傾向を示したものの，各幅の平均した引きはがし荷重を粘着シート幅で除した値（以下，平均引きはがし粘着

図-7 粘着シート A 実験結果

力）で評価するとほぼ一様となることから，粘着シート
幅は JIS Z 0237 と同様の 24±0.5mm の適用が妥当と考えられる．
引きはがし速度および角度の影響を検討するため，各シートの引きはがし荷重と引きはがし速度および角度の関係について整理したものを図-9,10 に示す．
粘着シート Aについては，速度による荷重への影響は見られなかったが，90°に比べ，180°の方が，引きはが

図-8 粘着シート B 実験結果

し荷重が約 1.5 倍高くなる傾向を示した．これは，180°の 25～75mm 区間で，D はく離が部分的に発生した影響であると考える（写真-9）．
粘着シート B については，3mm/sec のみはく離モードの違いによる荷重への影響が見られたものの，5mm/sec
および 7mm/sec については，速度及び角度が引きはがし
荷重への影響が少なく，特に 5mm/sec については，はく図-9 粘着シート A 実験結果

離モードについても安定した結果が得られた．
以上の結果より，引きはがし速度については，速度の違いによる引きはがし荷重への影響は小さいと考え，引きはがし速度は JIS Z 0237と同様の 5mm/secを適用が妥当である．また，角度については，既往の研究 10)より，180°は粘着シートの厚さや弾性係数の影響を受けやすい傾向であると報告されており，本実験で採用した粘着シートAでは同様な傾向を得られたため，今後，厚さや粘着剤等の仕様を変更する際は，引きはがし角度の影響を

図-10 粘着シート B 実験結果受ける可能性があることから，90°および 180°の両方のDはく離条件で引きはがし試験を実施し，引きはがし荷重の小さい値を採用した方がよいと考えられる．
写真-9 粘着シート A はく離界面一例(3) 試験法の提案

表-11 粘着シート工の引きはがし試験法

前項で実施した引きはがし基本特性を踏まえたデータ

項 目
試
験
片

計測区間の検討，粘着シート幅の影響および引きはがし
速度，角度の影響の検討結果より，引きはがし粘着力を

幅
長さ
被着体

把握するための試験法を提案する（表-11）．
被着体は JIS A 5371 に基づく，コンクリ―ト平板とし，圧着後の放置時間は粘着シートの養生期間として一般的に想定されている 24時間，試験片の幅は 24±0.5mm，引きはがし角度は 90°および 180°，試験機の運転速度，所謂，引きはがし速度 5mm/sec，引きはがし実験によるデータ計測区間は 25～75mm の 50mm 間の平均値を用いるものとした．

貼
付
方
法

250mm
JIS A 5371 コンク リート平 板

圧着方 法

質量2000gの圧着 ローラー で2
往復

圧着速 度

10±0.5mm/s ec

圧着後の 放置時 間

24時間

試
験
装
置

引張試験 装置

変位制御 可能な 引張試験 機

読み取り 間隔

1mm以下 の間隔で 読み取る 自動式の装 置

引
き
は
が
し
方
法

タブ の
形成

1端 を粘着 剤と粘着 剤が付 くように12mm折 る

角度

90° ,180°

試 験機の運 転速度 5mm/s ec

デー タの計測 区間

15

引きはが し 試験 法
24±0.5mm

25～ 75mmの50mm間の 平均値

土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

5.

b) 凍結融解抵抗性実験
200 サイクル後にシート表面の状態を目視および触診

各種環境作用による影響の検討(1) 実験概要

により確認した結果，粘着シート A及び Bともにシート

本実験は，表-2 に示した各環境作用のうち，耐液体性

表面の割れや膨れは確認されなかった．凍結融解抵抗性

および凍結融解抵抗性について，各環境作用後，引きは

後の引きはがし試験結果を表-13，図-12 に示す．粘着シート A の平均引きはがし粘着力について，標準状態ががし粘着力により評価を行ったものである．

26.0Nに対し，凍結融解試験後は23.5Nであった．また，(2) 供試体の作製および実験方法
供試体の作製は，前章の引きはがし基本特性の確認実粘着シート B は標準状態が 29.9N に対し，凍結融解試験後は 28.3N であった．なお，粘着シート B の標準状態の験と同様な作製方法を行ったが，本実験においては耐液試験片数 3 本の内の 1 本について，切断の不具合が原因

体性実験に用いる溶液や凍結融解抵抗性実験に伴う水分により引きはがし試験中にシートが破断してしまったたが粘着界面への浸透を防ぐため，先に供試体全面に粘着シートを貼付し，供試体の四隅をシリコンシーラントをめ，試験片数を2本としているが，試験値は各々，29.9Nと 29.8N とほぼ同等であることから，試験値として適正

端部に塗布し，各試験後に粘着シートを長さ 250mm，であると考えられる．

幅 24±0.5mm に切断後，引きはがし試験を行った．なお，以上の結果より，各シートとも凍結融解試験後の引き本実験において，引きはがし速度は 5mm/sec，引きはがはがし粘着力に若干の低下が確認されたものの，ばらつ

し角度は 90°とした．

きの範囲内であり，影響はないと考えられる．

(3) 実験ケース

表-12 耐液体性 実験ケースと結果

a) 耐液体性実験
実験ケースを表-12に示す．本実験は JIS K 5600を準拠
し，作成した供試体を 420mlの各種溶液に 30日間浸漬を

シート種別

溶液の種類

粘着シートA

標準状態
飽和Ca(OH)2
5%HNO3

行った．なお，表-12 に示す，標準状態とは浸漬していない供試体のことである．

粘着シートBb) 凍結融解抵抗性実験

標準状態
飽和Ca(OH)2
5%HNO3
5%H 2SO4
3%NaCl

試験片数（本）

平均引きはがし粘着力(N)

3
3
3
3
3
3
3
3

21.6
21.5
20.9
25.2
28.3
44.7
30.2
28.2

表-13 凍結融解抵抗性 実験ケースと結果

実験ケースを表-13 に示す．本実験は，現在状況を考慮して JIS A 1435 3.3 気中凍結水中融解法を準拠し，初回シート
種別

のみ 20℃±2℃の水中に 48 時間浸漬後，凍結温度-20±2℃
環境下で 2時間凍結し，その後，融解水温 20℃±2℃環境

粘着
シートA
粘着
シートB

下で 1 時間，凍結融解を 200 サイクル実施した．

溶液の種類

試験片数 平均引きはがし
粘着力(N)
(本）

標準状態

3

26.0

凍結融解作用後

3

23.5

標準状態

2

29.9

凍結融解作用後

328.3(4) 実験結果a) 耐液体性実験
30 日間の溶液浸漬後にシート表面の状態を目視および触診により確認した結果，粘着シート A及び Bともにシート表面の割れや膨れは確認されなかった．
溶液浸漬後の引きはがし試験結果を表-12，図-11 に示す．粘着シート Aの平均引きはがし粘着力については，標準状態が 21.6N に対し，飽和 Ca(OH)2 溶液が 21.5N，
5%HNO3 溶液が 20.9N であった．また，粘着シート B は

図-11 耐液体性 実験結果

標準状態が 25.2N に対し，飽和 Ca(OH)2 溶液が 28.3N，
5%HNO3溶液が 44.7N，5%H2SO4溶液が 30.2N，3%NaCl溶液が 28.2Nであった．5%HNO3溶液が 44.7Nと高い平均引
きはがし粘着力を示した理由として，25～75mm のデー
タ計測区間でDはく離が部分的に発生した影響であると考える．
以上の結果より，粘着シート表面からの各種溶液成分

図-12 凍結融解抵抗性 実験結果

による引きはがし粘着力への影響はないと考えられる．

16土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

6.

粘着シート工の現場適用性

比較して減少したのは，被着体の覆工面が室内試験でのコンクリート板よりも粗く，粘着シートと被着体とが接(1) 概要触していない面積が増加したことが影響したと推察でき提案した試験法に基づき，供用から約 40 年経過した

る．

矢板工法トンネルの覆工表面の表面処理を行い，プライ
表-14 プライマーの仕様

マーを塗布した上，室内実験と同等の粘着シートを貼付し，提案した試験法に基づき，引きはがし試験を行い，試験法の現場適用性を確認した．また，実トンネルで小粘着シート種別

プライマーの種類

混合比
主剤：硬化剤

塗布量

粘着シートA

2液混合
エポキシ樹脂A

100：43140g/m

粘着シートB

2液混合
エポキシ樹脂B

2：1

150g/m規模の試験施工を実施し，その結果，一部の粘着シートに剥がれが生じたため，その原因の検証を行った．

2

2

表-15 実験ケースおよび結果(2) 実トンネルにおける引きはがし試験

シート
種別

本検討で採用した実トンネルの覆工表面状態は，著し

シート
幅

引きは
引きはが 試験片
がし速
し角度
番号
度

い煤やエフロレッセンスの付着があったため，ダイヤモ
90°

ンド研磨材と 12000 回転/min のディスクグラインダーを

粘着
シートA

用いて表面処理を行った．その後，室内試験と同様な材

180°

料および方法で，表-14 に示すプライマーを塗布した翌

24±0.5mm 5mm/sec
90°

日に粘着シートの貼付し，24 時間養生後，引きはがし

粘着
シートB

試験を実施した．表面処理，貼付および引きはがし試験

180°のトンネル内環境は温度20℃，湿度60%，コンクリート

A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
B-1
B-2
B-3
B-4
B-5
B-6

引きはがし区間25~75mm
平均引きはがし粘着力(N)
13.2
12.0
17.2
18.0
36.6
31.1
23.9
22.8
22.4

し角度 90°については引きはがし中の角度を維持するため，三角定規を設置し，人力により引きはがしを実施した．
(3) 引きはがし試験結果
粘着シート Aおよび Bについて，90°および 180°を各 3
本の引きはがし試験を実施し，引きはがし区間長は150mm，データ計測区間は室内試験と同様の 25～75mm区間とした．試験結果を図-13,14 および表-15 に示す．
粘着シート A については，90°は B はく離，180°は B,D
図-13 粘着シート A 試験結果の方が 90°より 1.5倍程度，高くなる傾向を示した．粘着
シート B については，90°および 180°とも引きはがし区
間 0～10mm は D はく離となり，その後 B はく離へと移行した．また，粘着力についても 90°の方が 180°より 1.3～1.4 倍程度，高くなる傾向を示し，室内実験と同様な傾向が得られた．また，粘着シート A，B の粘着力の変動を比較すると，粘着シート Bの粘着力の変動が大きい
ことが分かる．この理由として，実トンネルの覆工表面
は粗く，その粗さに粘着剤が食い込んだこと，また，引きはがし時に粘着剤の粘りが発生したことで，引きはがしによりはがされるという繰り返し現象により，変動が大きくなったと考えられる．粘着シート Aの実トンネル
図-14 粘着シート B 試験結果

17

33.1

31.8

たため，ストップウォッチで 30 秒間計測し，引きはがでの引きはがし粘着力が室内試験の引きはがし粘着力と

17.5

17.5

がし区間 150mmに対し，引きはがし速度は 5mm/secとした，引きはがし粘着力についても室内試験と同様に 180°

11.9

10.7

表面の含水率は 4%という条件であった．また，引きは混合はく離となり，室内試験と同様な傾向を示した．ま

角度別
平均粘着力
（N）

23.0

土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

(4) 引きはがし粘着力の基準値の検討
粘着シート工を現場で適用する場合は品質管理として，
引きはがし粘着力を確認する必要があるため，その基準値の検討を行った．粘着シートは貼付後，端部からはく離が始まり，はく離した粘着シート部分に風荷重が作用することで，はく離が進行することを仮定した．
道路トンネルを走行中の車両は，トンネル空間内でピストンのように作用し，トンネル壁面に正負圧を発生さ

図-15 基準値検討図

せ，圧力の振幅の大きさを 1600N/m2と設定されている 15)．

表-16 試験施工箇所の概要

また，浮かし張り内装工を採用する場合，浮かし幅は少ない方が望ましく，建築限界を考慮し，下地を含めて10cm 以内とされている 16)．本検討ではこれらの考え方を準用し，24mm 幅である粘着シートが端部からはく離

試験施工A

試験施工B

位置

TN入口から約40m

TN入口から約450m

数量

18m

覆工表面
状態

2

し，10cm はく離した状態で風荷重 1600N/m が作用して覆工表面処理方法

も，それ以上はく離が進行しないための粘着力を基準値

2

2

18m

煤，エフロレッセンス 煤，エフロレッセンス
の付着大
の付着少
水による
高圧洗浄

ウォータージェット(150MPa）

として設定した（図-15）．基準値は，風荷重 1600N/m2にはく離した粘着シート長さ(0.1m)と粘着シート幅（0.024m）の面積を乗じ，3.84N と設定し，品質，施工のばらつきおよび環境作用の影響を踏まえ，安全率 2 を考慮し，7.64N≒8.0N を引きはがし粘着力の基準値として提案する．
(5) 実トンネルにおける試験施工a) 概要
粘着シート工の適用を検討している矢板工法トンネルの覆工表面はエフロレッセンスや煤等の汚れが著しい箇所があるため，粘着シート工を施工する前に適切な表面
図-16 試験施工 Aの概要

処理が必要となる．そこで，同一トンネル内で覆工表面状態が異なる箇所において，試験施工を実施し，表面処理方法の違いによる耐久性の影響を検討した．
b) 試験施工状況
図-16，17，表-16 に示すとおり，6 種類のサイズの粘着シートを用いて，約 20 m2 の試験施工を 2 箇所実施した．試験施工Aの覆工表面にはエフロレッセンスや煤の付着が少ない状態であったことから，覆工表面処理は，水による高圧洗浄のみとした．一方，試験施工 Bの覆工
表面にはエフロレッセンスや煤等により著しく汚れている箇所が広範囲にあったため，使用圧力 150MPa としたウォータージェットにより表面処理を施した，施工で用図-17 試験施工 Bの概要

いた粘着シートは前章の実トンネルにおける引きはがし試験で用いた粘着シート Aとし，プライマーついても同様の仕様のものを用いた．表面処理，プライマー塗布および貼付時トンネル内環境は温度30℃，湿度65%，コン
クリート表面の含水率は 5%という条件であった．
c) 試験施工後のモニタリング
試験施工後は近接目視によるモニタリングを実施した．
写真-10 に示すとおり試験施工から数日後粘着シート A

写真-10 各はく離状況とはく離箇所 Bの覆工表面状態

および C がはく離し，約 1.5 ヵ月後に粘着シート B がは

18

土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

く離した．A および C の覆工表面状態を触診にて確認すの付着性を引きはがし粘着力としてとらえ，基本性能をると，覆工表面が粗い上，覆工表面のひび割れから湧水確認するための試験法と現場適用性について検討した．

の浸み出しが確認され，覆工表面の粗さと湧水が複合要得られた知見をまとめると以下のとおりである．

因となり，はく離したのではないかと考えられる．また， (1)

従来の内装工の課題等を整理するとともに，粘着C については湧水の浸み出しが確認できなかったものの，シートをトンネル内装工への適用する場合の課題

触診により A および B よりも粗いと確認できたことかを上げ，要求性能の設定，その要求性能を評価す

ら，覆工表面の粗さが要因となり，はく離したものではる方法と指標を整理し，粘着シート工の要求性能ないかと考えられる．さらに，ウォータージェットによの基本的な評価項目となる引きはがし粘着力の試

り表面処理を施した場合，覆工表面が削られることで粗験法を提案した．

くなってしまい，その粗さを少しでも平滑にするために(2)

プライマー塗布するが，粗い箇所が残存することで，粘引きはがし基本性能の把握では，はく離モードが

着シートが面ではなく点で粘着する箇所がある場合，そ引きはがし粘着力に影響を及ぼすことが考えられ．

こが弱点となり，はく離の原因になったのではと考えら

はく離モードを定義した．また，粘着シートの仕れる．

様が異なることで，引きはがし中の挙動や粘着力

なお，はく離した 3 枚以外の粘着シートについては，に影響を及ぼすことが確認された．

試験施工から約 2 年経過しているが，はく離は発生しておらず，状態は良好である．
d) 表面粗さとはく離の関係性はく離した原因は覆工表面粗さではないかという考察を検証するために，コンクリート表面の凹凸を簡易に測定できるデプスゲージを用いて，覆工表面粗さ計測した．
使用したデプスゲージの写真と仕様を写真-11，表-17 に示す．計測面はプライマー塗布されている表面とし，試
写真-11 デプスゲージ

験施工 Aについては，図-16,17に示すとおり粘着シート

表-17 デプスゲージの仕様の目地部について，各 4 点ずつ，計 16 点計測した．また，試験施工 Bについては，はく離したシート箇所毎に対し，各 16 点計測を行った．
表面粗さの測定結果を表-18 に示すとおり，試験施工
A のはく離していない箇所の平均値に対し，はく離した箇所の表面粗さの平均値が大きく，粗いことが確認できる．また，図-18 に示すとおり，はく離箇所 B について項目

仕様

測定範囲(mm)

0～10

目量(mm)

0.01

指示誤差(μm）±15

測定力(N)

1.4以下

長さ(mm)
幅(mm)
平面度(μm）

40
16
5
1箇所

ダイアルゲージ取付部

は，ばらつきも大きく，他の箇所と比較しても，粗いこ

表-18 表面粗さ測定結果とが確認できた．
粘着シート工の長期耐久性を確保するためには，表面項の粗さを低減させることが重要であり，本試験施工にお目

試験施工A：はく離箇所無試験施工B：はく離箇所 A
試験施工B：はく離箇所 B
試験施工B：はく離箇所 C

いては，表面平均粗さが 0.26mm ではく離した結果を受け，プライマー塗布後の表面平均粗さを 0.2mm以下程度を確保できれば，はく離を防げるのではと考えられる．

平均値
(mm)

標準偏差
(mm)

0.11
0.30
0.35
0.26

0.04
0.14
0.23
0.13

本検討で用いたデプスゲージは，測定範囲が小さく，点での把握しかできないものであるため，表面粗さを評価できる測定点数の検討および面で粗さを把握できる手法をついて，今後，詳細に検討する必要がある．

7.

まとめ
本論文では，粘着シートの適用に向けて，要求性能を整理し，その性能を評価する方法と指標を整理するとと
図-18 表面粗さ状況

もに，重要な基本性能の一つである覆工コンクリートと

19土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

(3)

試験法の検討にむけた確認実験では，粘着シート

放置時間を 24 時間後と設定したが，粘着剤は短時間で幅，引きはがし速度について，引きはがし粘着力接着可能である特性もあることから，施工性の向上を目への影響は小さいと考え，JIS Z 0237 と同様の粘着的とした，さらに放置時間の短縮を目的とした，強度特

シート幅は24±0.5mm，引きはがし速度は5mm/secの性の把握，走行車両による雨水の引き込みや煤等により，適用が妥当である．また，引きはがし角度につい

粘着シートの表面が汚損に対し，反射率耐久性を確保すては，粘着シートの厚さや弾性係数の影響を受けるための洗浄方法等についても検討していく予定である．

ることが想定されるため，90°および 180°の両方の(4)試験を行い，引きはがし粘着力の小さい値を採用

謝辞：本研究を遂行するにあたり，スリーエムジャパン

した方がよいと考える．

（株）の方々にご協力頂いた，ここに深甚の謝意を表す．

耐液体性実験および凍結融解抵抗性実験について
は，シリコンシーラントを端部に塗布することで， 参考文献
1)

中日本高速道路(株)：設計要領第三集(4)トンネル内
装工，pp.
6-3, 2016.8.
の環境作用による影響はないことが確認されたが，
2) 道路構造物ジャーナル NET：金沢支社管内の高速道
他の種類の粘着シートについても同様な結果が得路における構造物の維持管理，https://www.kozobutsuられるとは限られないため，今後，同様な実験を
hozen-journal.net/series/13371/?spage=2，2015.11.
3) 西日本高速道路(株): https://corp.w-nexco.co.jp/corporate
他の種類の粘着シートで実施する場合には，本実/release/chugoku/h26/0618/，2018.6.
験の供試体の作製方法を適用した上，検討する必
4) 日 経 ク ロ ス テ ッ ク ： https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/
要がある．
column/18/00142/00827/，2020.9.
粘着シート工の引きはがし試験法案を適用し，実5) 鈴木俊雄，大橋将太，道上剛幸，林承燦，木村定雄：トンネル内装となるシート工の付着性の評価，
トンネルで引きはがし試験を実施した結果，室内
トンネル工学報告集，第 29 巻，I-27, 2019.11.
試験結果と比較した場合，引きはがし粘着力の低6) 国土交通省北陸地方整備局北陸技術事務所：トンネ
下が確認され，被着体の覆工面が室内試験のコン
ル内装板に関する検討会第二回検討会資料，クリート板よりも粗いことが影響したと考えられ
https://www.hrr.mlit.go.jp/hokugi/file/mijika/kentousiryou2，2013.12.
る．
7)(社)日本橋梁・鋼構造物塗装技術協会：トンネル内壁
粘着シートは貼付後，端部からはく離が始まり，
面塗装工事の課題技術報告，2005.5.
はく離した粘着シート部分に風荷重が作用するこ
8) 山崎忠明，南出忠利，佐々木秀男：トンネル内（フとで，はく離が進行することを仮定し，過去の文ッ素系）の壁面塗装について，第 33 回北海道開発局
技術研究発表会，pp. 74, 1989.
献を用いて算出し，引きはがし粘着力の基準値を9)
浦濱圭彬：特論講座
粘着テープの基礎と物性(1)粘着提案した．
テープの概要，日本ゴム協会誌，pp. 42, 2003.7.
実トンネルに粘着シート工を適用した場合，約 1.5
10) 中村吉伸，下島康平，野田昌代．高倉和希，藤井秀
ヵ月経過時に一部はく離が発生したものの，約 2年司，浦濱圭彬：粘着強さにおよぼす剥離角度の影響の糸曳き現象からの検討，日本接着学会誌，Vol. 53,
経過したが，一部はく離した箇所以外については
No. 1, 2017.
く離は発生しておらず，粘着シート端部をシリコ
11) 鈴木翔伍：引きはがし速度が接着剥離力に及ぼす影
ンシーラントによる養生および覆工粗さの平坦性
響，中央大学大学院研究年報，2017.7.
を目的としたプライマー塗布を実施すれば，耐久
12) 中日本高速道路(株)：設計要領第三集(4)トンネル内
装工，pp. 3-1, 2016.8.
性は確保できると考える．
13)
中日本高速道路(株)：NEXCO 試験方法 第 7 編 トンネ
一部はく離した原因を調査した結果，はく離箇所
ル関係試験方法，pp. 60-61, 2017.7.
については，はく離していない箇所と比較し，覆14) 中日本高速道路(株)：NEXCO 試験方法 第 7 編 トンネ
工表面が粗くなっていることが確認された．また，
ル関係試験方法，pp. 43-45, 2017.7.
15) 首都高速道路(株)：トンネル構造物設計要領（トンネ
貼付後のはく離を防ぐには，プライマー塗布後のル内装設計編），p18, 2006.4.
覆工表面粗さを 0.2mm 以下に抑えることが重要で
16) 中日本高速道路(株)：設計要領第三集(4)トンネル内
ある．
装工，pp. 6-4, 2016.8.

端部からの水分の浸透を防止し，シート表面から

(5)

(6)

(7)

(8)

粘着シート工の長期耐久性を確保するためには，漏水(Received September 15, 2021)(Accepted December 21, 2021)

による影響を避け，プライマー処理後の覆工表面粗さを抑えることが重要である．また，本論文では，圧着後の20土木学会論文集F2（地下空間研究）, Vol. 78, No. 1, 9‐21, 2022.

PERFORMANCE EVALUATION METHOD FOR TUNNEL INTERIOR SHEETS
Toshio SUZUKI, Hiroshi YAGI, Takayuki MICHIGAMI, LIM Seungchan
and Sadao KIMURAInterior works are installed in highway tunnels for the purpose of ensuring the visual environment ofpassing vehicles, guiding the line of sight, and improving the lighting effect. Conventionally, the tile directing method, the panel floating method, and the painting have been applied to this interior work. Looking
at the interior sheets that have been installed so far, there are some deformations such as peeling of tiles,
damage to panels, and corrosion of fixing brackets. Therefore, the authors considered the application of aninterior sheet worker using an adhesive sheet as an alternative to the interior worker who mainly uses tiles
and panels. In this paper, when applying the adhesive sheet, the adhesiveness, which is one of the basic
performances of the adhesive sheet, is peeled off and the adhesive force is grasped.

21