第九回道路橋床版シンポジウム論文報告集

土木学会

第九回道路橋床版シンポジウム論文報告集 土木学会

報告
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積雪寒冷地における RC 床版の非破壊・微破壊調査事例
渡邉晋也*，佐藤孝司**，角間恒***，谷倉泉*****博（工）,（一社）施工技術総合研究所 主任研究員（〒417-0801 静岡県富士市大渕 3154）**（国研）土木研究所寒地土木研究所, 主任研究員（〒062-8602 札幌市豊平区平岸 1 条 3-1-34）***博（工）（国研）,土木研究所寒地土木研究所,研究員（〒062-8602 札幌市豊平区平岸 1 条 3-1-34）****工修,（一社）施工技術総合研究所 部長（〒417-0801 静岡県富士市大渕 3154）
積雪寒冷地における鉄筋コンクリート床版の劣化程度を調査する方法として，「面」の評価ができる非破壊調査法の電磁波レーダー法と，「点」の評価が確実にできる小口径削孔法を組み合わせて鉄筋コンクリート床版の調査方法を提案した．本報告では，実際の橋梁にて提案した方法で調査を行った事例を報告し，その整合性について検討を行った．その結果，電磁波レーダー法だけでは，床版断面の劣化程度を確実に推定することが困難であり，微破壊調査法との整合率は約 6 割であることが判明した．しかしながら，非破壊・微破壊調査を組み合わせることで，鉄筋コンクリート床版全体の劣化度評価がより正確に行える可能性があることがわかった．
キーワード：積雪寒冷地，RC 床版，微破壊調査，非破壊調査

1．はじめに

2．調査概要鉄筋コンクリート床版（以下，RC 床版と称す．
）の調査には，床版下面から目視検査を実施することが一般的である．しかしながら，積雪寒冷地では，床版下面にはひび割れや水濡れなどが生じていないにも関わらず，舗装面にポットホールが発生する事例が多数確認されている．この理由として考えられるのは，凍結融解作用による床版上面の脆弱化や凍結防止剤の散布による鉄筋の腐食による劣化などが進行し，そこに，輪荷重による交通荷重が加わることによりかぶりコンクリートが土砂化し，舗装面に影響を及ぼしているものと考えられる．また，凍結融解作用により，RC 床版内部に微細な水平ひび割れの発生事例も確認されている．この微細ひび割れについても，外観目視調査では発見することが不可能であることが判明しており，新たな調査方法として，筆者らは微破壊調査による調査方法を提案してきた１）．
提案した微破壊調査方法は RC 床版の「点」での評価を行っているものであり「面」での調査ができないことが問題点として挙げられる．そこで，「面」の非破壊調査ができる電磁波レーダー法に着目し，両者を組み合わせることで，RC 床版の損傷を的確に調査する方法について検討を行った．
本報告では，積雪寒冷地で供用されている橋梁を調査した結果について取りまとめ，非破壊・微破壊調査法についてとりまとめたものである．

本調査は，非破壊調査法である電磁波レーダー法と微破壊調査法である小口径削孔法を用いて実施した．各調査法の詳細については，項目ごとに記載する．
2.1 電磁波レーダー法（非破壊調査法）
電磁波レーダー法は，実際の橋梁を調査しているシステムを用いて調査を行った．測定の原理は，一般的な電磁波法と同じで，電磁波を発信し，異なる比誘電率面からの電磁波の反射をアンテナで受信し，その受信波形から土砂化部や滞水部などの判定を行っている．本調査で用いた測定車の仕様を表－１に示す．
表－１ 電磁波レーダー法の仕様
項目

仕様

性能

測定速度 ～80ｋｍ/ｈ

最大80ｋｍ/ｈ、推奨40ｋｍ/ｈ

距離測定 車速信号取得

制度±0.3％以内

路面画像 ラインセンサカメラ

幅1ｍｍ以上のひび割れ検出可能
周波数帯域を高速で切り替えながらデータを取得
最大調査震度2ｍ程度

マルチステップ周波数方式
電磁波

200MHｚ～3GHｚ
アンテナ幅1.8ｍ
チャンネル数21

有効測定幅員1.5ｍ
橋軸方向7.5ｃｍ間隔、橋軸直角方向7.5ｃｍ間隔、深さ方向1.0ｃｍ間隔

2.2 小口径削孔法（微破壊調査法）
小口径削孔法は，コンクリートに小径の穴をあけて、内部を調査する微破壊調査法を用いて調査を実施した．調査の方法は，測定箇所に直径 5 ㎜- 69
1 -ト舗装が約 5 ㎝，RC 床版が 16 ㎝である．供用環境は，山間部であり，交通量は少ない．冬季には凍結防止剤を散布する環境である．床版の下面は遊離石灰や水濡れの確認ができない健全な床版であった．アスファルト舗装のひび割れはジョイント付近に確認されているが，アスファルト舗装面のパッチ補修などは確認されていない．外観目視調査では，問題になっていない橋梁であるが，凍結防止剤および凍結融解作用を受けていることから，RC 床版内部がどのような状況になっているのかを確認する目的で本橋梁を調査した．

で削孔を行い，削孔した穴に特殊樹脂を注射器により注入する．特殊樹脂が硬化した後，同じ穴に直径 9 ㎜で再削孔を行い，削孔穴に内視鏡カメラを用いて，特殊樹脂の有無を調査する．特殊樹脂が残存していることで，ひび割れを抽出し，画像解析よりひび割れ幅やひび割れ位置を確認する調査方法である．
2.3 調査の流れ
本調査では，対象となる橋梁に電磁波レーダー法を用いて，「面」の評価を行った．その後，別日に電磁波レーダー法の測定結果より，健全と思われる箇所と損傷が生じていると思われる箇所を抽出し，小口径削孔法により，RC 床版内部の確認を行った．なお，本調査は舗装面から小口径削孔法により行っている．

３．調査結果3.1 非破壊調査結果
電磁波レーダー法で得られた画像を図－１に示す．上段はラインカメラを用いて，アスファルト舗装面を撮影した結果である．黄色い枠，青色の枠および赤色の枠の意味については，後述する．

2.4 調査を行った橋梁
本調査を行った橋梁は鋼鈑桁橋で，アスファルラインカメラによる舗装状況

図－１ 電磁波レーダー法で得られた画像結果
2- 70 -

電磁波レーダー法により得られたデータを３つの深度で解析を行った．①アスファルト舗装と RC床版界面（40mm 程度），②かぶりコンクリートの中央付近（表面から 10 ㎝），③上段鉄筋付近（表面から 15 ㎝）である．
以下に解析の結果を深度ごとに記載する．
アスファルト舗装と RC 床版の界面で，黒くなっている箇所に反射波が確認された．この反射波は，滞水の影響もしくは土砂化の影響で比誘電率が異なることから反射したものと考えられる．したがって，この比誘電率が異なる箇所は損傷を受けている可能性があると考えられる．この反射波が確認された箇所は，ラインカメラで得られたデータ上に黄色い枠で示した．
かぶり部のコンクリートについて調査を行った
結果，コンター図から若干の濃淡が確認された．
これは，比誘電率が異なる箇所があることを示している．この箇所はかぶり部のコンクリートが損傷していると思われ，ラインカメラで得られたデータに青色の枠で追記している．
鉄筋近傍のデータを調査した結果，ジョイント付近に 1 箇所で比誘電率が異なる箇所が確認された．舗装面と RC 界面部やかぶりコンクリート内部では確認されていないことから，何らかの異物があったのではないかと推定される．
以上のことより，電磁波レーダー法による調査結果から，RC 床版の損傷状況は全面が劣化しているのではなく，表面が部分的に損傷を受けているということが推定できた．
この「面」データより微破壊調査を実施する箇所を選定し，4 箇所でコンクリート内部の状況を確認することとした．その結果を以下に述べる．

写真－1 小口径削孔法の調査状況
表－2 調査箇所の選定理由
調査No.

電磁波レーダの結果

調査目的

1

アスファルトコンクリートからかぶりコンクリート内部に反 上面の土砂化の有無射波が確認された

2

健全部（反射波が確認され土砂化・ひび割れの有無ていない）

3

かぶりコンクリート内部に反ひび割れの有無射波が確認された

4

アスファルトコンクリート界面に反射波が確認された

土砂化の有無が確認されないことから，健全と評価されている箇所であった．小口径削孔法の結果も，空隙部やひび割れなどは確認できなかった．したがって，電磁波レーダー法と同様の結果であると言える．
No.3 では，電磁波レーダー法によると，かぶりコンクリート内部に反射波が確認されている．一方，小口径削孔法では，かぶりコンクリート内部に空隙（豆板）が確認された．反射波の測定位置とは異なるが，損傷があることを電磁波レーダー法でも推定することができていると思われる．
No.4 では，電磁波レーダー法によると，アスファルト舗装界面で反射波が確認されたが，小口径削孔法では，水平ひび割れや空隙（土砂化）などは確認されず，健全なコンクリートであることが判明した．
本調査の結果，電磁波レーダー法と小口径削孔法を比較した結果を表－3 に示す．この表からもわかるように，約 60％の整合性があることが確認された．ただし，本調査は 4 箇所しか RC 床版の評価していないことから，今後さらに多くのデータの蓄積を行う必要があると考えられる．

3.2 微破壊調査結果
小口径削孔法を用いてコンクリート内部のひび割れ状況や空隙状況について調査を行った．調査箇所は，上述したとおり電磁波レーダー法で調査した「面」のデータを用いて選定を行った．本調
査では交通規制の関係上４箇所で調査を行っている．調査箇所の選定理由を表－２に示し，調査状況を写真－１に示す．調査は片側交通規制を行い，調査時間４時間で実施した．
調査結果を図－2 に示す．この写真は，内視鏡カメラで取得した動画を静止画に変換するソフトを用いて変換を行った．
内部調査の結果，No.１では電磁波レーダー法では舗装界面とかぶりコンクリート内部に損傷が確認されているが，小口径削孔法では，かぶりコンクリート内部に水平ひび割れ（ひび割れ幅 0.23mm）が確認された．
No.2 では，電磁波レーダー法によると，反射波

3- 71 -38㎜

25㎜

28㎜

38㎜

アスファルト舗装

0

ア ス ファ
ルト舗装の空洞

アスファ
ルト舗装の空洞）0

アスファルト舗装

アスファルト舗装

アスファルト舗装

00ら）ら））

130㎜

床版コンクリート

床版コンクリート

J①

床版コンクリート

5050

床版コンクリート

5050

り計測

J①

115㎜

125㎜

(9.0㎜)

100

100

150

150129㎜

100100Ｈ①Ｈ①(0.28㎜)

1501501）調査箇所 No.12）調査箇所 No.23）調査箇所 No.34）調査箇所 No.4

図－2 小口径削孔法の調査結果
表－3 電磁波レーダー法と小口径削孔法の比較
調査No.

小口径削孔法の結果

評価

1

アスファルトコンクリートか かぶりコンクリート内部にらかぶりコンクリート内部に 水平ひび割れが確認され反射波が確認されたた△2

健全部（反射波が確認され ひび割れ、空隙ともに確認ていない）されなかった○

3

かぶりコンクリート内部に反射波が確認された

かぶりコンクリート内部に空隙が確認された○

アスファルトコンクリート界面に反射波が確認された

ひび割れ、空隙ともに確認されなかった×4

電磁波レーダの結果度しか実際と合致しなかったことから，劣化していない箇所も劣化していると判断がでる恐れもあることがわかった．したがって，今後，微破壊調査法の併用による，「点」のデータも取得し，より精度の高い調査を実施することが望ましいと考えられる．
謝辞：本調査では，（株）TSP 佐藤氏，ニチレキ（株）遠藤氏らの協力を得て実施した．ここに付記し感謝の意を表します
参考文献
1) 渡邉晋也，谷倉泉，佐藤智，コンクリート床版内部に発生した水平ひび割れの微破壊調査方法，土木学会全国大会第 70 回年次学術講演会，
CS10-006，2015 年 9 月（2016 年 7 月 18 日受付）

４．まとめ
本調査では，積雪寒冷地における RC 床版の変状調査方法として，非破壊検査方法である電磁波レーダー法と微破壊調査方法である小口径削孔法を併用して調査を行った．非破壊調査法では「面」のデータが得られるが，調査精度としては 6 割程
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