第八回道路橋床版シンポジウム論文報告集

土木学会

報告
道路橋鉄筋コンクリート床版の劣化形態の多様化と防水対策
田中良樹*，村越潤*** (独)土木研究所，構造物メンテナンス研究センター（〒305-8516 つくば市南原 1-6）**博士(工学) (独)土木研究所，構造物メンテナンス研究センター（〒305-8516 つくば市南原 1-6）
これまでの一般道における現地調査や室内試験等を通して得られた知見を踏まえ，最近の RC 床版の損傷事例，劣化形態の多様化，劣化に及ぼす水の影響とその対策の重要性について述べる．
キーワード：疲労，塩害，水平ひび割れ，(コンクリートの)脆化，凍結防止剤

1．はじめにも経たず早期に見られたことから，RC 床版の補修の検討が始められていたが，補修工事に入る直前に抜け落ちが生じた．なお，写真－1 の事例は，以下に述べる材料劣化も影響していたと考えられる．

国内の道路橋鉄筋コンクリート床版(RC 床版)においては，これまで，大型車の輪荷重の繰返し走行による疲労が主たる劣化損傷と考えられてきた．しかし近年では，疲労の影響だけでなく，路面からの水あるい凍結防止剤の散布による塩化物を含む水が RC 床版に浸入して，コンクリート中の鉄筋を腐食させる塩害や，凍害，あるいはアルカリ骨材反応(ASR)といった材料の劣化が複合的に関係している損傷事例が見られており，劣化形態が多様化してきている．
本文では，これまで一般道における現地調査や室内試
験等を通して得られた知見を踏まえ，最近の RC 床版の写真－1 鋼板接着補強された RC 床版の抜け落ち事例 2)
損傷事例，劣化形態の多様化，劣化に及ぼす水の影響と防水対策の重要性について述べる．
2.2 塩害2．RC 床版の劣化形態の多様化
写真－2 に，RC 床版の路面からの塩水によると考えられる鉄筋の腐食事例を示す．橋面の As 舗装を剥がした
2.1 疲労際に，コンクリートの浮きが認められたことから，かぶRC 床版の疲労については，一般にひび割れの発生・りコンクリートを除去したところ，腐食による鉄筋の断進展，さらに進行すると最終的には床版コンクリートの面欠損が見られた．
抜け落ち，路面の陥没という過程をたどる．床版のコンRC 床版に打継目や何らかの要因により生じた貫通ひクリートに水が浸透すると，RC 床版の疲労寿命が極端
び割れがある場合，路面から舗装下に浸入した塩水は，に短くなることが知られており，実験によれば寿命は約
打継目や貫通ひび割れを通じて，さらに床版下面に到達1/300 まで低下するとも言われている 1)．これは，例えば， する．写真－3 は，打継目からの漏水により生じたと考ある荷重条件下で 20～30 年の寿命であった RC 床版が， えられる鉄筋腐食の事例（はつり後の状況）である．床版下面のコンクリートの浮きが生じていたため，補修前計算上はわずか 1 箇月程度で抜け落ちに至ることを意味の調査でそのかぶりがはつり落とされた．
する．このような急激な劣化の進行は，その兆候の発見や補修・補強を容易でないものとしている．そのため，
2.3 水平ひび割れ
新設橋では，アスファルト舗装(As 舗装)と床版の間に防写真－1 に示した鉄筋コンクリート橋は，その後，架水層を設置することが義務付けられている．
け換えられた．写真－4 は，その橋の撤去の際に見られ
しかし，既設橋でまだ防水層が設置されていない橋でた RC 床版内部のひび割れ状況を示す．この橋では，橋は，今日も RC 床版の抜け落ちが報告されている．写真のほとんど全面にわたって写真－4 に示すような無数の－1 の事例では，As 舗装打換え後の舗装ひび割れが 1 年- 281 -

写真－2 RC 床版上面の鉄筋の腐食事例 (車輪走行位置付近の路面の舗装，かぶりを除去した状態) 3)

写真－4 RC 床版の水平ひび割れ

主桁位置

打継目

写真－5 鉄筋コンクリート橋(3 主桁)の橋面舗装の劣化 2)

写真－3 打継目付近における RC 床版下面の鉄筋の腐食(床版下面のかぶりを除去した状態)が小さい場合に，歩車道境界に沿って滞水しやすい傾向にある．また縦断勾配があっても，雪解け時期には比較的長時間にわたり滞水しやすいと考えられる．また，適切な防水層がない場合，歩車道境界は，As 舗装の目地部から床版上への水の浸入が生じ易い傾向にある．写真－6 に示した橋の場合，歩車道境界に排水ますがあるものの，縦断勾配が小さく，歩車道境界部が横断勾配(片勾配)の下端側に位置して，滞水しやすい状況にあった．床版下面に見られた漏水痕は，主としてこれらの要因によるものと考えられる．また，その水の浸入が床版コンクリートの含水率を高めて，コンクリートの劣化による水平ひび割れを誘発した可能性があると考えられる．

水平方向のひび割れが発生していた．なお，床版下面には鋼板接着による補強が施されていたが，鋼板の有無によらず，床版内部の水平ひび割れの状態を目視点検で直接確認することは困難であった．
写真－5 は，写真－1 に示した鉄筋コンクリート橋の床版抜け落ちが生じる約 1 年前に撮影されたもので，舗装打換え前における路面の状態を示す．路面に As 舗装のひび割れや舗装のパッチング（部分補修）跡が多数見られた．また，床版の下面には，補強鋼板の端部からの著しい漏水痕が見られた．鋼板接着は RC 床版に対する補強効果が大きいが 1)，路面からの水の浸入によって鋼板接着の補強効果を失くすほどに，無数の水平ひび割れを伴う著しい劣化が床版コンクリートに生じていたと考えられる．
写真－6 に示す水平ひび割れは，RC 床ハンチ部の調査箇所
漏水痕
版の全面取換えが行われた際に確認されたものである．歩道と車道の境界付近で，かつ下面に漏水痕が見られた箇所で，床版
車道側
排水ます 歩車道境界
歩道側内部に水平ひび割れが見られた．写真－4
1.0m程度
0.5m程度に比べると，ひび割れの程度が軽微であり，調査した断面(写真－6 の例)におけるひび割れの発生は歩車道境界から車道側に約1m，歩道側に約 0.5m の範囲に限定されていた．
ハンチ部
マウンドアップされた歩道との境界部
写真－6 歩車道境界付近の水平ひび割れ
は，その近くに排水ますを設けて集水する（左上：床版下面ハンチ部の漏水，右上：路面の状況，ことが多く，排水ますがあっても縦断勾配
下：撤去時の床版断面，白いチョークがひび割れを示す）- 282 -

水平ひび割れは，疲労や塩害によっても生じ得るが，近年見られる事例では，車輪走行位置に関係なく見られる場合があること，及び鉄筋腐食が軽微である場合があることから，コンクリートの凍害や ASR(反応性骨材が含まれる場合)に起因する可能性が高い．ひび割れ内部には，事例によっては白色の物質が詰まっていたり，泥が詰まっていたりすることがある．RC 床版の水平ひび割れに関して，他の機関でも類似の事例が報告されてきており，その原因を凍害とするものと ASR とするものがある．写真－4 の事例については，これらのいずれか，あるいは両者が複合した可能性があると想定して，調査方法の検討も含めて原因の調査を行っているところである．

写真－9 床版上面の脆化したコンクリート化に類似したコンクリートの劣化が起こり得ると考えられる．コンクリートの脆化は砂利化や土砂化の一過程であるかもしれないが，その兆候は必ずしも明確でない場合がある．そのため，舗装打換えの際に舗装を除去しただけでは脆化に気付かずにそのままにされ，その後の舗装の早期損傷をもたらす可能性がある．この点から，砂利化や土砂化とは意識的に区別しておく必要があると考え，上記の状態(写真－9)をあえてコンクリートの脆化とした．

2.4 床版コンクリートの脆化
疲労で抜け落ちた孔の周囲のコンクリートは，写真－7 に示すように，粗骨材と硬化セメントペーストが分離して砂利化している 1)．一方，写真－8 は，車輪走行位置ではなく，センターライン付近の As 舗装の打継目に沿って，橋の長手方向，広範囲に，床版上面のコンクリートが土砂化していた．土砂化は砂利化の一種であるかもしれないが，発見された時には浸入した水とともに土が3．水の浸入とその影響混入して土砂の状態にあった．また，写真－9 の例では，
RC 床版上面のコンクリートに土砂化の兆候が見られ，3.1 路面からの水の浸入経路
ハンマーなどの工具でさほど力を要さずに，中の鉄筋が図－1 に，路面からの水の浸入経路の概念図を示す．
露出するまで掘れてしまった(本文では，これをコンク
国内の道路橋の多くは，新設時より路面が As 舗装で覆リートの脆化という)．コンクリートの脆化が見られても， われている．敷設直後における As 舗装は，所定の空隙
その付近の鉄筋は必ずしも著しく腐食しているわけで率があり，路面の水を通すが，ある程度の期間を経過すはない．これらのコンクリートの土砂化や脆化は，輪荷ると，不透水となる傾向がある 2)．1960 年代から 70 年
重直下で見られるとは限らず，疲労以外の要因でも砂利代にかけて，建設間もない道路橋 RC 床版の塩害が頻発

写真－7 抜け落ち孔周囲に見られるコンクリートの砂利化 4)

土砂化部分

写真－8 舗装打継目付近下の床版コンクリートの土砂化(舗装を剥がしたところ)した米国に比べて，日本でその事例報告が顕著に少なかった理由の一つには，不完全であっても As 舗装にある程度の防水性があることによると考えられる(米国では一般に新設時の橋梁に As 舗装が施されない) 5)．しかし，一旦不透水となった As 舗装も長い間に劣化し，わだちに伴うひび割れやポットホールが生じるようになり，路面から床版上への水の浸入を許す状態となる．また，舗装打換え時に，RC 床版上面のコンクリートが脆化していた場合，As 舗装の劣化時期を極端に早めることがあり得ると考えられる．
今日，防水層の施工において，目地部の処理や舗装下の排水処理に配慮がなされている．しかし，地方道などにおける既設橋では，舗装の表層のみが打換えられることがある．その場合，通常は防水層が設置されないため，依然，目地部が漏水の弱点となりやすい．また，As 舗装の打換えは，通行規制の観点から上下線を交互に施工されることが多く，幅員の中心付近に舗装の打継目が設けられる．この場合，基層と表層で打継目の位置をずらすのが良いが，幅員が狭いと，ほとんどその距離が確保できず，結果的に防水の弱点となりやすい．

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図－1 路面からの水の浸入経路 (概念図)のパッチワーク状態となるまで As 舗装の部分補修を繰り返さないことを推奨している 2),3)．
舗装と床版の間に設置される防水層については，施工品質を含めて性能の向上が重要と考えられる．しかし，舗装の品質との関連や床版の劣化具合の影響もあり，実橋における防水層の性能評価(個々の橋で防水層がどの程度の性能を発揮しているか)の方法自体が十分に確立されていない状況にある 5)．同評価法の確立は，今後の防水層の改善に向けて重要な課題と考えられる．
舗装の打継目の防水は，一般に配慮されるところであるが，写真－8 のように実際に漏水が生じていることから，その効果確認は必ずしも十分でなく，舗装打継目の施工方法と効果の関係を明確にする必要がある．これについては，現場での試行錯誤が不可欠であり，補修時の施工記録の方法とその後の追跡調査方法を明確にして，実務の中で改善していくことが重要である．
本稿で紹介した RC 床版の劣化形態は，その実態や要因を網羅的に調査したものではない．また，コンクリートの水平ひび割れや脆化の原因や機構は，今後，詳細に調査する必要がある．

3.2 RC 床版の耐久性に及ぼす水，塩水の影響
路面の水が As 舗装を通過して床版上面に達すると，水が徐々にコンクリート中に浸透して，コンクリートの含水率が高くなる．コンクリートの含水率が飽水状態になると，その圧縮疲労強度は乾燥状態の 6 割程度まで顕著に低下する 3)．前述のとおり RC 床版の輪荷重走行試験においても，水による疲労耐久性の顕著な低下が見られる．
道路に用いられる凍結防止剤は，一般に塩化物系であり，散布されると路面の水に混入して塩水となって流下謝辞等する．路面からの水が床版内に浸入する部位では，冬季おわりに，調査や写真提供(写真－1, 5)にご協力いただから雪解けまでの間に塩水が流れ込むこととなり，前述のように，RC 床版の各部で塩害が発生するおそれがある． いた関係各位に深く感謝いたします．
本文は既発表 8)の内容に一部加筆修正して再掲したも凍害，ASR はともに，含水率が高いコンクリートにおいてその劣化の程度が顕著となる傾向がある．前述のとのであることをお断りします．
おり，水平ひび割れは凍害や ASR によっても生じ得ると考えられる．特に，塩水が供給される場合に，凍害の進
参考文献
行が著しく促進される 6),7)．また，塩化ナトリウムが散布
1) 阪神高速道路公団，阪神高速道路技術センター：道7)
路橋 RC 床版のひび割れ損傷と耐久性，1991.12.
される場合には，ASR が促進されることが懸念される ．
2) 田中良樹，村越潤：橋面アスファルト舗装の変状とコンクリートの土砂化や脆化も，水平ひび割れと劣化
RC 床版の疲労，土木技術資料，pp. 22-27，2011.2.
形態が異なるものの，路面から浸入した塩水で，コンク
3) 田中良樹，村越潤，長屋優子：橋面アスファルト舗
リートの凍害が著しく促進されたことによる可能性が装の透水性が鉄筋コンクリート床版の耐久性に及ぼあると考えられる．
す影響，橋梁と基礎，2008.11～12.
RC 床版の疲労耐久性を低下させる点において，水の4) 西川和廣，河野広隆ほか：コンクリート橋のライフ浸入だけでもその影響が大きいが，塩害あるいはコンクサイクルコストに関する調査研究，土木研究所資料第リートの水平ひび割れや脆化が車輪走行位置付近で生3811 号，2001.3.
じると，さらに疲労現象を促進させるものと考えられる．
5) 村越潤，田中良樹：既設道路橋コンクリート床版の耐久性向上に関する研究，土木研究所資料第 4160 号，4．まとめ－防水対策の重要性－
2010.1.
6) 高橋正行，外門正直，志賀野吉雄：凍結防止剤がコいずれの劣化損傷にしても路面からの水，あるいは塩ンクリートの凍結融解抵抗性におよぼす影響，コンク水の浸入がそれらの発生，促進に悪影響を及ぼしている
リート工学年次論文報告集，13-1，pp. 701-704，1991.6.
ことから，床版の耐久性を確保するために防水対策が一7) 融雪剤によるコンクリート構造物の劣化に関する研層重要と考えられる．しかし，前述のとおり，既設橋で究委員会報告書・論文集，日本コンクリート工学協会，は防水層が設置されていない事例があるだけでなく，橋1999.11.
面の As 舗装にひび割れや陥没が多数見られても，なお
8) 村越潤，田中良樹：道路橋鉄筋コンクリート床版の打ち換えずにそのまま供用される事例が見られる．著者
劣化形態の多様化と防水対策，土木施工，55-6，
らは，これまでの調査研究を踏まえて，橋面の As 舗装
pp.68-71，2014.6.
を橋の一部と捉えて維持管理すること，橋面が As 舗装- 284 -