地下空間シンポジウム論文・報告集，第24巻，土木学会【一般投稿論文】

A2-2

Proceedings of the Symposium on Underground Space Vol.24, JSCE

覆工コンクリートに生じるひび割れが直張りタイルに及ぼす影響
INFLUENCE OF CRACKS IN TUNNEL LINING CONCRETE ON THE QUALITYOF INTERIOR BOARDS WITH DIRECT ADHESIVE TILE
鈴木俊雄1・古屋 力2・林承燦3・木村 定雄4

Toshio SUZUKI 1，Chikara FURUYA2，Lim Seung-chan 3，Sadao KIMURA4Interior boards are set up in the road tunnel, for the purpose to keep inside-tunnel visual environment ingood condition and to improve effect of lighting. However, the fall of interior materials of tunnel becomes a problem. For example there was an accident that the tiles of Yaesu tunnel came off. Additionally,
there is a problem. It is difficult to check the damage of lining concrete on the back of the interiorboard.This study focus on the direct quality tile which is standardly used as an interior board and clarify
the influence of cracks in tunnel lining concrete on the duality of interior boards with direct adhesive tile.
Key Words : road tunnel, interior board, direct bonding tile, maintenance1. はじめに引張実験および付着実験を行うことで直張りタイル施工
時の表面処理の影響ならびに直張りタイルの張付け位置

道路トンネルでは，車両走行時のトンネル壁面の位置確認，前方車両の視認性の確保，進行方向の視線誘導はと覆工コンクリートのひび割れ発生位置の関係がタイルの損傷に及ぼす影響を確認した．

もとより，覆工壁面の美観を整えることによる走行環境･歩行者の快適性の向上，さらにはトンネル内および坑口付近の道路騒音の吸収等の目的で，内装板が設置さ

2. 供試体の作製の概要

れている ．しかし，道路トンネルの経年劣化に伴う覆1)

工コンクリートの変状発生や内装工自身の劣化によってトンネル覆工に生じるひび割れが，直張りタイルに及内装板がはく離やはく落する問題が生じている．2002

ぼす影響を把握するため，覆工コンクリートを模擬した

年には首都高速道路八重洲トンネルにおいてタイルのは角柱供試体の両側面(2 面)にタイルを張り付けて，引張く離が発生し，路面に落下したタイルに接触した通行車実験を行った．

両数台がパンクした被害が報告されている ．
2)

とくに，直張りタイルのはく離，はく落の変状原因は， (1) トンネル覆工を模擬した角柱供試体
接着不良等による付着力の不足が考えられる．また，覆工コンクリートの代表的な変状であるひび割れやそれにトンネル覆工コンクリートを模擬した角柱供試体は，
表-1 に示す配合で作製した．

伴う漏水がタイルの損傷に大きく影響する ．
3)

表-1 コンクリート配合

そこで，本研究では，トンネル内装工の一つである直張りタイルに着目し，直張りタイル背面の覆工コンクリートのひび割れが，直張りタイルの破断やはく離・はく落に及ぼす影響について検討した．すなわち，基礎的なW/C(％)

s/a(％)56

48.9

単位量(kg/m3)
W
175C313

S876

キーワード：道路トンネル，内装板，直張りタイル，メンテナンス
1 非会員

中日本高速道路㈱ Central Nippon Expressway Company Ltd.

2 非会員

金沢工業大学大学院 Graduate school of Kanazawa Institute of Technology.(E-mail:b6800587@planet.kanazawa-it.ac.jp)

3正会員㈱デーロス・ジャパン Deros Japan Co.Ltd.

4正会員

金沢工業大学 Kanazawa Institute of Technology.

- 52 -G922

Ad4.07

表-2 供試体の概要

表-2 および図-1 に供試体の概要を示す．角柱供試体

供試体名
SNC
SNM
SNSNNCNNM
SKC
NKCの寸法は，100×100×200mm である．また，角柱供試体の長手方向には，引張実験の冶具として中央から長さ350mm の異形棒鋼(SD295A，D13)を 150mm の深さで埋設した．材齢 3 日後に脱型し，その後約 1 ヶ月程度の室内気中養生を行い，角柱供試体を作製した．
(2) タイルの張付け
タイルの張付け面の表面処理は，無処理とサンダーケ

表面処理

欠陥

タイルの張付け位置
中央(1/2L)
片側(1/4L)
端部(1/8L)
中央(1/2L)
片側(1/4L)
中央(1/2L)
中央(1/2L)

有無無有無レンの 2 種類とした．サンダーケレンによる表面処理深有200

さは 0.5mm 程度とした．

100

角柱供試体の 2 体を突き合せ，その突合せ面を覆工コンクリートに生じるひび割れ面に模擬した．その突合せ

150

面を基準に角柱供試体の表面処理を施した両側面(2 面)タイル

100(a) 角柱供試体とタイル張り付け後の状況にタイルを張付けた(図-1)．タイルは，トンネル内装の400
L＝200直張りタイルとして用いられるセラミック製タイル(寸欠陥(50×60 ㎜)

法：100×200×10mm)である．タイルの張付け位置は，
図-1 に示すように，コンクリートのひび割れ位置がタ1/2L 1/2L(b) タイル張り付け位置(中央(1/2L))

イルの損傷に及ぼす影響を把握するため，突合せ面がタイルの中央(1/2L)，片側(1/4L)および端部(1/8L) となるよ突き合わせ面
タイル(100×200 ㎜)

うに張り付けた．また，突合せ面がタイルの中央(1/2L)のケースでは，張付け不良を模擬し，タイルの中央部にビニールテープ(寸法：60×50mm)を貼付した供試体も作

3/4L 1/4L(c) タイル張り付け位置(片側(1/4L))

製した．
タイルの張付けには 2 液混合型エポキシ樹脂接着剤を打設面用いた．エポキシ樹脂をタイル張付け面に均一になるよ
うに平らに塗布後，30 分以内にタイルを張り込みながSD295A，D13
側面ら十分に圧着させる方法により張り付けた．その後，1

7/8L 1/8L(d) タイル張り付け位置(端部(1/8L))

ヶ月程度の室内気中養生を施した．

図-1 供試体の概要

3. 実験概要(1) 引張実験
引張実験には油圧式万能試験機を用いた．載荷は写真-1 に示すように，突合せ角柱供試体の両端部の異形棒鋼を把持し，引張力を作用させた．引張荷重はロードセルにより検出した．なお，タイルを張付けてない側面(2面)の突合せ部には，切欠き(長さ 30mm×深さ 5mm)を入れてクリップ型変位計を設置し，引張開口変位を測定した．
(2) 付着実験
直張りタイルの背面の覆工コンクリートに生じるひび割れ挙動が，直張りタイルの付着性状に及ぼす影響を把写真-1 引張実験の状況握するため，建研式付着試験器を用いてタイルの付着実具の側面に沿って切欠きを入れ，冶具を引っ張ることで験を行った．付着実験は，引張実験後の角柱供試体のタ付着実験を行った．なお，比較のために，引張実験を行イル面に付着実験用冶具を張り付けて行った．また，冶っていない供試体についても付着実験を実施した．

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引張荷重（ｋN）

50
サンダーケレン
SNC(L/2)40
SNM(L/4)
SNS(L/8)

無処理
NNC(L/2)
NNM(L/4)30

SNC:：中央(1/2L)

20
欠陥有SKC( ｻﾝﾀﾞｰｹﾚﾝ）
NKC( 無処理）

10000.05
0.10.15開口変位（㎜）00.05
0.10.15開口変位（㎜）

SNM：片側(1/4L)

図-2 引張実験による引張荷重と開口変位の関係

4. 実験結果(1) 引張実験の結果
引張実験から得られた引張荷重と開口変位との関係を
図-2 に示す．また，引張実験後の供試体の状況を写真-2

SNS：端部(1/8L)に示す．引張荷重とひび割れ部の開口変位との関係をみると，表面処理の有無に関わらず，引張荷重と開口変位の関係はほぼ同じであった．しかし，角柱供試体の突合せ面，すなわちタイル背面の模擬ひび割れが発生する位
置がタイル中央から端部側に近づくほど，最大荷重が低下するとともに最大荷重時における変位も若干大きくな

NNC：中央(1/2L)る傾向を示した．また，張付け不良を模擬してタイル付着面内にビニールテープにより欠陥部を設けたケースも，欠陥なしの供試体に比べて最大荷重が 2 割程度低下する結果となった．以上より，直張りタイルの背部のひび割れ発生位置がタイルの中央に近く，タイルの付着状況が良好であるほど，タイルの破断ならびにはく離応力も大NNM：片側(1/4L)

きくなることが想定できる．一方，供試体の破壊傾向をみると，表面処理の有無による破断状況の違いはほとんど見られない結果であった．
タイルの張付け位置の影響をみると，タイルの中央が角柱供試体の突合せ面になるように配置(1/2L)したケー
スでは，突合せ面でタイルが破断する結果であった．まSKC：中央(1/2L)た，ビニールテープにより欠陥部を設けたケースも，同様であった．一方，タイルの張付け位置が片側(1/4L)や端部(1/8L)のケースでは，突合せ面からずれた位置でタイルがはく離や破断を起こしたり，母材となるコンクリートが破断した．以上より，直張りタイルの背部にひび割れが発生する場合，ひび割れ発生位置がタイル中央付

NKC：中央(1/2L)

近では，ひび割れ上でタイルが破断する可能性が高く，ひび割れ発生位置がタイル端部に近づくほど端部側におけるタイルがはく離する可能性が高いことが予測できる．

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写真-2 引張実験後の供試体の破壊状況

(2) 付着実験の結果

表-3 破壊位置と付着強度

付着実験結果を表-3および写真-3に示す．付着実験箇

供試体名
SNC
SNM
NNC
NNM
処理有処理無所ごとの付着強度のバラツキは2.2±1N/mm2程度であった．すべての付着実験箇所における破壊位置がタイル下面の母材コンクリートで生じたため，コンクリートの付着強度のバラツキによるものと考えられる．実験では，表面処理なしのケースにおいても，サンダーケレンによる処理面と同程度の付着性状が確保できている．本来，破壊位置

母材付着強度(N/mm²)
2.81
2.71
2.61
2.84
2.35
1.73

表面処理の影響は付着強度に大きく影響するものと考えられるが，本実験では，その影響が認められなかった．
SNC(中央(1/2L))

以上より，覆工コンクリートのひび割れに伴って直張りタイルに破断が生じる場合，破断後のタイルの付着面性状は，付着面が半分以上残存すれば，ひび割れによるタイルの付着強度の低下はほとんどないと推定できる．
一方で，張付け施工時のタイルの付着強度が不十分で，SNM(片側(1/4L))

長期的な経年劣化等が予想される場合には，十分検討が必要であると考えられる．

5. おわりにNNC(中央(1/2L))

本研究によって得られた知見をまとめると以下のとおりである．
(1) 引張実験・ 表面処理の有無は，その状況によって引張強度に大NNM(片側(1/4L))

きく影響しない可能性がある．
・ 破壊荷重と開口変位の関係は，タイルの張付け位置が影響を及ぼす．
・ タイルの張付け位置と覆工コンクリートのひび割れ
写真-3 付着実験後の供試体破壊状況

発生位置の相違によってタイルの破断状況は異なる．
・ タイルの張付け位置が 1/2L から 1/8L に近づくほど最大荷重が低下する．
・ 欠陥を有する供試体では，同条件の欠陥を設けていない供試体と比較して，破壊傾向はほぼ同様である
が，最大荷重は 2 割程小さい結果となった．
(2) 付着実験
・ 表面処理の有無が付着強度に及ぼす影響が小さい可能性がある．
・ すべての供試体において，破壊位置は母材となるコンクリート内部であった．
本実験では，覆工コンクリートのひび割れが直張りタイルの損傷に及ぼす影響を検討した．本実験で考慮した
模擬ひび割れは，タイルの張付け方向と直行するケースのみである．したがって，斜めにひび割れが生じる場合も検討する必要がある．

剤の経年劣化による付着強度の低下が影響する報告もある 3)ことから，接着剤の経年劣化についても検討する必要がある．

参考文献
1) 日本道路協会：道路トンネル技術基準(構造編)･同解説，p.151，2003.
2) 首都高速道路公団：首都高速道路の八重洲トンネルタイル
剥離事故における事故原因調査結果について，
http://www.higashi-nagasaki.com/d_b2003/doro2003/305r05212.pdf(2018/06/20参照).
3) 国土交通省 北陸地方整備局：トンネル内装板に関する検討会，第 2 回検討会資料，
http://www.hrr.mlit.go.jp/hokugi/file/mijika/kentousiryou2.pdf(2018/07/10 参照).

また，直張りタイルのうき・はく落・はく離は，接着- 55 -