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持続可能な橋梁の維持管理について− Sustainability of bridge maintenance −著：Teslim B. Balogun, Adrienn Tomor, Jessica Lamond, Hazem Gouda, Colon A. Booth*
訳：会誌編集委員会海外部会

橋梁の維持管理活動は，費用や環境への影響などの持続可能性について考慮することが重要である。橋梁の構造形式ごとに材料，構成部材，工法などに基づいた比較が行われてきたが，持続可能な構造形式を決定するために有益な維持管理
活動に関連する情報は数少ない。本研究では，主要な橋梁の構造形式（コンクリート橋，鋼橋，石造橋）の維持管理性を考慮し，材料，エネルギー，輸送，人間健康，および生態系の観点から持続可能な構造形式を明らかにした。その結果，コンクリート橋と鋼橋の維持管理における環境への影響は，石造橋が 12 % であるのに対して，平均 42 % および 46 % というものであった。また，コンクリート橋と鋼橋の付属物は，維持管理において重要な役割を果たすために改良を行う必要があった。
鉱物枯渇，水の消費など）の指標を示すことができる。

1．は じ め に

文献により明らかにされた LCA による指標は，一般的橋梁建設の持続可能性は，かぎられた資源，環境悪化，に橋梁形式（Gervasio や da Silva［19］，Hammervold ら［22］，気候変動などの問題に対処するために，過去 20 年の間，

Horvath や Hendrickson［26］），材料（Bouhaya L，Roy R

建設業界の課題であった。建設，維持管理，解体の一連

や Feraille-Fresnet F［3］，Keoleian G［32］，Lounis Z やの活動で消費される材料とエネルギー資源量を考慮する

Daigle L［33］）， 構 成 部 材（Collings D［7］，Du G やと，橋梁，道路，鉄道などの輸送インフラは持続可能性

Karoumi R［14］），Martin AJ［34］）であるが，これらが橋梁の中核と考える必要があり（Pollalis らの維持管理に考慮されることは稀である。

），このこと［41］）

橋梁の維持管理を行うための調査における大部分は，は英国エネルギー・気候変動省（DECC［10］）により，気候変動やかぎられた資源における環境問題などが重要

データ不足のため簡易的な数値の推測統計を用いている

視されるにつれて明らかになってきた。英国の地方高速（Keoleian ら［32］）。たとえば，伊藤ら［8］は点検マニュア

道路ネットワークは 50 000 橋以上の橋梁で構成されて

ル か ら 維 持 管 理 に 関 連 す る 情 報 を 抽 出 し，Du や［11］

いるが，英国運輸省（DfT）では，2015 年から 2021

Karoumi［13］は業界や文献から情報を収集したが，ほか

年までにおける維持管理の予算は約 8 400 億円（60 億ポの調査では維持管理が想定されておらず（Bouhaya L，ンド）の財政的制約があった。橋梁の維持管理はライフ

Roy R，Feraille-Fresnet F［3］），維持管理の選択肢についサイクル下においてこの制約を受け，その持続可能性にて詳細に検討した調査はほとんど存在しない。Pang ら［37］影響を与えることがあり，ネットワークの持続可能性をは鋼，炭素繊維強化ポリマー，および PC 鋼材を補強す改善させるために，維持管理の観点から考慮される必要るための選択肢を比較した。しかしながら，コンクリーがある。したがって，さまざまな橋梁の維持管理に伴う

ト橋，鋼橋，石造橋の維持管理方法を比較するための文

環境への影響を調査して，もっとも持続可能な構造形式

献がないため，この調査では LCA の手法論を用いて，を選定することは有意義であり，維持管理の観点から，一般的な橋梁形式の維持管理方法における結果を比較し環境への影響が少ない（要するに，資源の消費量が少なた。

い，気候変動への影響が少ない，エネルギーの消費量が3．手少ないなど）構造形式を明らかにすることが，橋梁建設の持続可能性に繋がると考えられる。

法

LCA は，コンクリート橋，鋼橋，石造橋で一般的に

2．文献レビュー

LCA framework
Direct applications:

Goal and scope
definition

橋梁建設の持続可能性について，従来は主に設計，建Product development
Strategic planning

設，材料の観点から考慮されてきたが，維持管理の観点

Public policy making

からはほとんど注目されていない。建設業界全体で定着

Inventory
analysis

しつつあるライフサイクルアセスメント（以下，LCA）の手法論を用いて，持続可能な橋梁の維持管理は，将来Interpretation

Marketing

Impactassessmentの建設のために調査され始めたばかりである（Pangら［37］）。LCA は，建設，維持管理，解体，およびリサ

図- 1

イクルから生じる環境への影響（気候変動，資源利用，

Vol.63, No.3, May 2021

81

LCA の枠組み（ISO14040 から抜粋）

海外文献
行なわれる維持管理活動が与える環境への影響を評価する。LCA の分析に必要なデータは，従来の LCA 研究とるために使用される。LCA の手法論は，国際標準化機一致している Du や Karoumi［13］［14］ や Pang ら［37］ の文構（以下，ISO）による ISO14040に献から収集した。抽出データの文献の出典元を表 - 2

基づいており，これら ISO 規格の規準によって定めらに示す。文献から得られたデータの信頼性は，57 人のれている。LCA の枠組みを図 - 1 に示す。LCA の一般専門家（37 人の橋梁技術者，10 人の橋梁管理者，10 人的な手法論では，4 段階の反復工程が行われる。

の設計管理者）により検証が行われた。検証過程にはデ，ISO14044

［27］

［28］

⒜

目標と調査目的の設定

ータの賛否，また代替データの提案が可能なオンライン⒝

ライフサイクルインベントリ（以下，LCI）

調査が含まれていた。本検証と同様の専門家である⒞

ライフサイクルインベントリアセスメント以下，

Cottam ら［9］の調査で使用された多数意見の平均率（以下，LCIA）

Apmo）は，切捨て率を算定するための 2 択（賛成また分析・評価は反対）に使用された。『賛成数』または『反対数』の⒟Ashurst［1］で使用された 3 つの基準に基づき，橋梁の割合が Ampo の Kapoor［31］の切捨て率を超えた場合，意

構造形式ごとに 5 つの維持管理方法が表 - 1 のように見またはデータについての総意が得られたと判断する。

選定された。

切捨て率は以下の式により算定された。

■有効性：橋梁の総合的な安全性，性能のために必要（多数意見（賛成数 + 反対数）
Apmo ＝───S

な維持管理方法であること■費用：維持管理にかかる費用が約 140 万円（1 万ポンド）以上であること

ここで，S とは，文献データに賛成または反対のいず■時間間隔：一般的に 10 年以上の間隔をあけて実施

れかで回答した意見の合計である。賛成数は文献データすることに賛成する意見の総数であり，反対数は文献データに反最近の研究では，関連する LCA の研究に基づいて，対した意見の総数を表している。Ampo で明確な同意を予防保全活動が考えられた。例をあげると，Horvath や得られなかった場合においては，平均値が採用された

Hendrickson［26］による塗装の塗替え，Hammervold ら［22］（Cottam ら［9］，Henning や Jordan［25］）。専門家らは，自によるアスファルトの取替えとパラペットの鋼部材取替

身が反対したデータの代わりとなる推定データを提案すえ，Collings

るように要求された。提案されたデータの平均値は，［7］による橋面の舗装や防水層の取替えであ

表- 1
Maintenance method

選定された維持管理方法における基準類
Selection criteria

Effectiveness

Cost

Interval

SourceRemarks

Grouting

Used to fill crack holes and prevent
collapse■ Slightly expensive■ Estimated cost of £15 000

Every 30 years

UKRLG (2005)

Less rigorous

Overlaying

Returns existing road surface to good ■ More expensive
condition■ Estimated cost of £100 000

Every 30 years

UKRLG (2005)

Very rigorous

Deck replacement

Restores totally damaged ordeteriorated bridge■ Very expensive■ Estimated cost of £622 000

In 120 years

UKRLG (2005)

Extremely
rigorous

Bearing renewal

Ensures a serviceable limit state ismaintained■ More expensive■ Estimated cost of £60 000

Every 30 years

UKRLG (2005)

Less rigorous

Expansion joint
renewalEnsures a serviceable limit state ismaintained■ Less expensive■ Estimated cost of £15 000

Every 20 years

UKRLG (2005)

Less rigorous

Ensures physical defects like rusted
parts are returned to normal■ Less expensive■ Estimated cost of £10 000

Every 12 years

UKRLG (2005)

Less rigorous

Deck
Provides adequate draining system
re-waterproofing
for the bridge■ More expensive■ Estimated cost of £30 000

Every 20 years

UKRLG (2005)

Less rigorous

Pavement repair

Returns existing road surface to good ■ More expensive
condition■ Estimated cost of £90 000

Every 30 years

UKRLG (2005)

Slightly rigorous

Bearing renewal

Ensures a serviceable limit state ismaintained■ More expensive■ Estimated cost of £60 000

Every 30 years

UKRLG (2005)

Less rigorous

Expansion joint
renewalEnsures a serviceable limit state ismaintained■ Less expensive■ Estimated cost of £15 000

Every 20 years

UKRLG (2005)

Less rigorous

Saddling

Able to solve multiple deterioration
problems at once

■ High cost amounting from
Masonry bridges that have undergone
this type of repair may not requirematerial and labour intensity■ Estimated cost of £23 400
such rehabilitation in 200 years

Swoden (1990),
Parke andHewson (2008)

Rigorous work
involved

Radial pinning

Able to strengthen the arch barrel■ Less expensive■ Estimated cost of £10 000)

Swoden (1990),
Masonry bridges that have undergone
this type of repair may not require
Parke andHewson (2008)
such rehabilitation work in 120 years

Less rigorous

Water-proofing

Provides a drainage system for thebridge■ Slightly expensive■ Estimated cost of £10 000

May not be required until another 100
years

Page (1996)

Less rigorous

Near surface
reinforcement

Strengthens the arch barrel by
providing resistance acrossunderneath cracked areas■ Slightly expensive■ Estimated cost of £11 000

May not be required until another 100
years

Page (1996)

Less rigorous

Sprayed concrete

Able to solve arch ring deterioration ■ Slightly expensive■ Estimated cost of £10 800
problems; affects the final
appearance of the bridge

May not be required until another 100
years

Swoden (1990),
Parke andHewson (2008)

Less rigorous

Concrete bridges

Steel bridges
Structural metal
painting

Masonry arch bridges

82

プレストレストコンクリート

海外文献
表- 2

抽出データの文献の出典元

Source

Focus

Criteria for selection

Ashurst (1993)

Masonry bridge

Repair and maintenance technique data

Page (1996)

Masonry bridge

Repair and maintenance technique data

Horvath and Hendrickson (1998)

Concrete and steel

Environmental impact of construction materials

Steele et al. (2003)

Masonry

Bridge repair and maintenance techniques data

Collings (2003)

Concrete bridge

Environmental impact of construction

Bell (2004)

Concrete, steel and masonry

Construction, maintenance, repair and rehabilitation techniques

Steele and Cole (2005)

Masonry bridges

Maintenance data

UKRLG (2005)

Concrete, steel and masonry bridge

Maintenance type

Collings (2006)

Concrete, steel and concrete–steel composite

Environmental impact of Construction materials

Guettala and Abibsi (2006)

Concrete bridge

Types deterioration and repair techniques

Hammond and Jones (2008)

Construction materials

Embodied energy for construction materials

Pacheco et al. (2010)

Steel bridge

Energy, transportation, manufacturing data

Zhang et al. (2011)

Steel bridge

Construction and maintenance data

Giustozzi et al. (2012)

Road pavement maintenance

Maintenance and transportation data

Du (2012)

Railway bridges

Maintenance data

Hammervold et al. (2013)

Steel, wooden and concrete

Construction and maintenance materials

Du and Karoumi (2014)

Railway bridges

Construction and materials

Pang et al. (2015)

Structural bridge maintenance

Maintenance material

Sarhosis et al. (2016)

Masonry bridge

Maintenance material

表- 3
Maintenance activity

検証済の材料数量

Material

Quantity of material: t/m2

Quantity of material: kg

Concrete bridges
Grouting

Cementitious grout

0·14

140

Overlaying

Concrete

0·22

220

Asphalt

0·27

270

Bitumen

0·30

300

Bearing renewal

Reinforcement

0·25

250

Expansion joint renewal

Reinforcement

0·25

250

Deck replacement

Concrete

2·50

2500

Asphalt

0·27

270

Reinforcement

0·12

120

Bitumen0·30

300

Steel bridges
Structural painting

Epoxy paint

0·00051

0·051

Polyurethane paint

0·000103

0·103

Zinc coating

0·00040·4Asphalt

0·27

270

Bitumen0·3

300

Concrete

0·1

100

Reinforcement

0·1

100

Bearing renewal

Reinforcement

0·25

250

Expansion joint renewal

Reinforcement

0·25

250

Concrete

2·5

2500

Asphalt

0·27

270

Reinforcement

0·25

250

Bitumen

0·3

300

Fill

2

2000

Cementitious grout

0·12

120

Dowel reinforcement

0·12

120

Concrete

0·1

100Asphalt

0·1

100

Mastic

seal

0·1

100

Near-surface reinforcement

Cementitious grout

0·152

152

Reinforcement

0·203

203

Concrete

0·4400

Reinforcement mesh

0·1

100

Pavement repair
Deck re-waterproofing

Masonry arch bridges
Saddling

Radial pining
Waterproofing

Sprayed concrete

Field や Hole［16］により幅広く賛成されなかった，また合では分布の中央値または最頻値を用いる必要があるは総意が得られなかったと見なされたが，English や（Field や Hole［16］）。集計データの正確性をテストするた

Kernan［15］，Grobbelaar［20］，Henning や Jordan［25］によりめに，統計ソフト SPSS 13 が使用された。ここでは 0.05

従来使用されていた。この平均値は，データの設定が正の Shapiro–Wilk 有意水準が統計に使用され，推定デー

規分布の場合のみ正確であると考えられ，それ以外の場

タは正規分布に準ずることが分かった。平均値についてVol.63, No.3, May 2021

83

海外文献
は依然として誤差の影響を受けるが，標準偏差（以下，が使用された。選定したすべての維持管理方法におけるSD）の算出により誤差を最小限に抑えることができる

バックグラウンドシステムとフォアグラウンドシステム）。SD は正規分布の母集団の変数を評の境界を図 - 2 に示す。すべての LCA 調査は，調査中価するために使用され（Grobbelaar［20］），母平均の信頼のシステムの公正な比較を可能にする機能単位に基づい区間を算出することが可能となる。95 % または 99 % のて実施された（Finnveden ら［17］，Heijungs や Guinee［24］，信頼区間は，統計的に許容されている。SPSS により，Rebitzer ら［42］）。

（Field や Hole［16］

提案されたデータの平均，SD，および信頼区間を計算

機能単位は，今回の研究で適用されるように，フォア

し た。 こ れ ら の デ ー タ を 表 - 3 に 示 す。 そ の の ち，グラウンドシステムおよびバックグラウンドシステム

SimaProLCA ソフトウェアへの入力データとしてこれら（Clift ら［5］）においてよく使用されている。共通の機能を使用し，選定した維持管理方法により環境への影響を

単位は，橋梁の床版を m2（Collings［7］），橋長を m（Steele

評価した。

ら［45］）として橋梁の LCA 研究で従来より適用されてき3.1

目標と調査目的た。しかし，機能単位は耐用年数の観点からもっともよ

LCA の第 1 段階は，目標と調査目的の設定である。

く定義されているため，今回の研究における機能単位でこの LCA 調査の目的は，ライフサイクル排出量とエネは，英国の橋梁の設計耐用年数の平均 120 年と同じ耐用

ルギー消費の観点から，コンクリート橋，鋼橋，石造橋

年 数 と な る 橋 梁 の 床 版 面 積 m2 と し て 定 義 さ れ たにおける選定された維持管理活動の環境への影響を明ら（BSI［4］）。

かにすることであった。LCA 調査の目的には，各維持

3.2

管理活動に関連する材料の消費，輸送，エネルギー，おLCA の第 2 段階は LCI である。調査で使用された入

L

C

I

よび資源が含まれていた。LCA で説明されている材料

力データの出典元を表 - 2 および表 - 4 に示す。選定

は，さまざまな仕様のコンクリート，アスファルトコン

された維持管理活動の輸送中の材料，エネルギー消費，

クリート，鋼，砂であった。工場から現場へのすべてのおよび輸送中の排出量の総量を計算すると，各維持管理資材の輸送が想定されており，
ガソリン，
ディーゼル，
水，

活動に関連する潜在的な環境への影響が識別可能となりおよび電気の消費がバックグラウンドシステムとしてモ

以下のように想定された。資材の現場までの輸送距離はデル化された。

英国における資材の平均輸送範囲内となる 16 km と想定

バックグラウンドシステムとフォアグラウンドシステ

された（Zhang［49］）。Pang ら［37］によっても使用されてムは，Clift［5］らによって説明されており，橋梁のよういたように，平均燃料消費量は 10 km/L であると想定さな複雑な構造に適用可能である。バックグラウンドシス

れた。

テムでは部材特有のデータを使用するが，各プラントの3.3

過程と操作で識別できない均質な市場を通じて必要な材

LCA の第 3 段階は LCIA である。LCIA では，損傷指LCIA

料とエネルギーをフォアグラウンドシステムに提供する標に変換される LCI に関連する排出量の特定が行われ（Clift ら［5］）。システムアプローチからの両方の過程はている（Jolliet ら［30］，Pennington ら［40］）。LCIA は，排信頼できる（Finnveden ら［17］）。フォアグランドシステ

出物（二酸化炭素（CO2），一酸化炭素（CO），窒素酸

ムデータは，関連する文献の出典元から取得され，専門

化物（NOx）など），および資源の使用（水や土地など）家によって検証された。バックグラウンドデータ（エネによる環境への影響の特定が行われている（Finnveden

ルギー，プラント，電気）は，欧州，米国，中国におけら［17］）。影響評価は，分類化と特性化が実行される 2 つ

る SimaPro によって収集されたデータから取得された。

表- 4

現在の研究では，欧州のバックグラウンドデータセット

Background system
Electricity

Material production

Emissions

ForegroundsystemMaterial acquisition,
processing andmanufacturing

EnergySelected maintenancemethods for concrete,steel and masonry
bridges

Fuel

Waste

Equipment

Transportation
Included process/system
Excluded process

図- 2

End of life

維持管理方法のシステム境界84

調査で使用された入力データの出典元

Life cycle stage

Sub process

Data origin

Maintenance

Cementitious grout

Literature

C30 and C40 concrete

Literature

Asphalt

Literature

Bitumen

Literature

Reinforcement

Literature

Epoxy paint

Literature

Polyurethane paint

Literature

Zinc coating

Literature

Reinforcement mesh

Literature

Mastic seal

Literature

Production of electricity, diesel and gasoline

SimaProCombustion of electricity, diesel and gasoline

SimaProProduction of water

SimaProEnergy resources

SimaProプレストレストコンクリート

海外文献の主要なポイント（ミッドポントとエンドポイント）でConcrete bridge maintenance

100

考慮される。出力では，正規化，グルーピング，およびSteel bridge maintenance

Masonry bridge maintenance90

重み付けを行うこともできる。現在の研究では，LCIA

80
70
Relative impact: %における実行過程に，分類化，特性化，および正規化があった。分類化には，排出物と資源に関連する影響領域（環境指標）の選定が含まれる。この研究では，二酸化炭素，二酸化窒素（NO2），二酸化硫黄（SO2），および

60
50
40
30
20

エネルギーが環境指標として考慮された。これらは国際

10

的に広く考慮されており（UN［48］），橋梁に関連するほ0

か の LCA 研 究 で も 使 用 さ れ て い る（Collings［7］，Gervasio や da Silva［18］，伊藤・北村［29］，Keoleian ら［32］）。

CC

図- 3

適切な影響領域は，資源枯渇，人間健康，および生態系

OD

POF
PMF
TA
FE
Midpoint impact assessment indicator

MD

FD

コンクリート橋，鋼橋，石造橋の維持管理方法の評価結果に関連する領域である（Consoli ら［8］）。
調査のために選定された影響領域は，以下のとおりでConcrete bridge maintenance

Steel bridge maintenance

Masonry bridge maintenance

3·5

ある。

3·0

・淡水富栄養化（以下，FE）

2·5

Europrean normalised points

・陸域酸性化（以下，TA）
・気候変動（以下，CC）
・オゾン層破壊（以下，OD）
・光化学オキシダント生成（以下，POF）
・化石燃料枯渇（以下，FE）

2·0
1·5
1·0
0·5

・鉱物枯渇（以下，MD）
・粒子状物質生成（以下，PMF）

0

Human health（DALYs） Ecosystems（PDF·m2·year）Resources（surplus energy）

物質の特性化は，SimaPro の Recipe 手法論を使用してEndpoint damage assessment

実施された。その後の正規化により，欧州規模での人間

図 - 4 欧州規格による維持管理評価（コンクリート橋，鋼橋，石造橋）

健康，生態系の質，および資源に対する影響領域の大きさが明らかになった。正規化係数は無次元であり，比較が確認された。

を可能とした調査目的に適用されたことに留意すべきで4.2ある（Steele ら［45］）。

エンドポイント

図 - 4 に，コンクリート橋，鋼橋，石造橋の維持管理活動が及ぼす人間健康，生態系および資源消費への影

4．LCA の分析

響に関連するエンドポイントの評価結果を示す。これら

ここでは，影響評価モデルのミッドポイント（影響領は欧州の基準より，人間健康（障害調整生存年数（以下，

域：途中段階における環境負荷）とエンドポイント（被DALY）より推定），生態系への影響（特定のエリアと害領域：最終的な環境負荷）から検討したコンクリート

期間から消失する種の割合に基づく評価（PDF 指標）

橋，鋼橋，石造橋の複合的な維持管理方法についての環により推定）および資源消費（余剰エネルギーに基づき

境アセスメントを示す。

推定した資源消費率）から評価するものである。

4.1

ミッドポイント

資源消費への影響評価では，石造橋の維持管理活動がコンクリート橋，鋼橋，石造橋の維持管理活動におけ

0.6 ポイントに対して，コンクリート橋と鋼橋の維持管

るミッドポイント分析の実施にあたり，環境への影響の理活動が 3.0 ポイントと大きい値を示した。次に，人間評価に用いた 8 項目の指標を図 - 3 に示す。鋼橋は，健康を示す指標 DALY は疾病や障害による早死で損失

すべての指標において相対的に高い影響を及ぼしておした生命の年数や障害を抱えて過ごす年数などへの影響

り，各指標の割合は，CC（46 %），OD（42 %），POF（45 %），評価についても，石造橋の維持管理活動が 0.3 ポイント

PMF（49 %），TA（48 %），FE（49 %），MD（48 %），

対して，コンクリート橋と鋼橋の維持管理活動がそれぞFD（42 %）となっている。また，コンクリート橋におれ 1.0 および 1.2 ポイントと大きな値を示した。最後に，いても同様に高い割合となっており，CC（41 %），OD

生態系への影響評価では，全体的に影響が少ない傾向を（44 %），POF（41 %），PMF（41 %），TA（41 %），FE（41 %），示しているが，そのなかでも石造橋はとくに影響が小さ

MD（41 %），FD（42 %）であった。対して石造橋は比く，PDF 指標に基づく評価では 0.1 ポイントとなった。

較的小さい割合を示し，CC（13 %），OD（14 %），POF

総合的な結果として，石造橋がすべての評価において（14 %），PMF（10 %），TA（11 %），FE（10 %），MD（11 %），

優れた性能を発揮することが証明された。

4.3

FD（16 %）となった。
以上の結果から，鋼橋とコンクリート橋の維持管理活動は，いずれの指標においても大きな影響を与えること

Vol.63, No.3, May 2021

不確実性分析によるパラメータ変動の影響評価

現在の LCA 研究における入力データは，文献，専門家の意見，および SimaPro（最新の LCA ソフトウェア）

85

海外文献
から収集している。

FD

しかしながら，実際の橋梁に適用可能なデータを入力

MD

することは非常に困難である。たとえば，前述したように材料輸送の平均距離はすべての維持管理活動においてFE

16 km，平均燃料消費量はすべての車両において 10 km/

TA

L を想定している。この範囲内での維持管理については

A< B
A≥B

適当な比較が可能であるが，それ以外のケースでは比較

PMF
POF

ができない場合がある。また，維持管理活動は決められOD

たスケジュールで実施されることが想定されているが，CC偶発的な部材の損傷や気候の影響により，実際の維持管–100

理活動のタイミングは構造物によって異なる。そこで，

–80

–60

–40

–20

このような個別のケースについては SimaPro における欧図- 5

州のデータベースを使用せず，ローカルデータを使用することとした。

20

40

60

80

100

不確実性分析（コンクリート橋（A）および石造橋（B）の維持管理活動の比較）

また，Monte Carlo（以下，MC）のシミュレーションを，FD

入力パラメータの変動性，輸送距離，維持管理活動の頻MD度，燃料消費量の違い，およびその他の入力パラメータ

FEに関連する環境への影響を評価するために実施した。

TA

SimaPro ソフトウェアにより，MC シミュレーションのPMF

統計的信頼区間を 95 % とすることができた。

A< B
A≥B

POF

MC シミュレーションにより変数の対数正規分布を仮OD定したことで，図 - 3 に示した結果（コンクリート橋，CC

鋼橋，石造橋の維持管理方法を比較した場合のミッドポ–100

イント分析結果）に関して変動のあるパラメータを特定

–80

–60

–40

–20

0

20

40

60

80

100

Uncertainty analysis of masonry bridge maintenance（A）minus
steel bridge maintenance（B）

す ることが可能となった。既往の研究に基づき， 計

図- 6

1 000 回の反復試行を行った（Parsons［39］）。MC シミュ

不確実性分析（石造橋（A）および鋼橋（B）の維持管理活動の比較）

レーションの出力結果より，コンクリート橋と石造橋のFD

維持管理方法の比較を図 - 5 に，石造橋と鋼橋の比較

MDを図 - 6 に，コンクリート橋と鋼橋の比較を図 - 7 にFE示す。図 - 3 に示した結果と比較して，シミュレーシTAョンから新しい結果は得られなかったため，不確実性が

A< B
A≥B

PMF

評価に与える影響は限定的であったと考えられる。

5．考

0

Uncertainty analysis of concrete bridge maintenance（A）minus
masonry bridge maintenance（B）

POF
OD

察

CC
–100

LCA により，主な橋梁形式の一般的な維持管理活動

–80

–60

–40

–20

0

20

40

60

80

100

Uncertainty analysis of concrete bridge maintenance（A）minus
steel bridge maintenance（B）の環境への影響に関連する有用な結果が得られた。石造図- 7橋の維持管理活動による環境への影響度がたった 12 %であるのに対して，コンクリート橋と鋼橋はそれぞれ

不確実性分析（コンクリート橋（A）および鋼橋（B）の維持管理活動の比較）

42 % と 46 % となった。これらの結果は，石造橋の維持選択肢には入らず，一般にコンクリート橋，鋼橋，もし管理活動が，他の橋梁形式の維持管理活動よりも環境に

くはそれらの複合構造に限定されている（Collings［7］）。

対して持続可能であることを示している。これを裏付け

しかしながら，持続可能性の重要性は将来的に高まる傾るように，文献によると，英国のサリー市にある橋梁の向にあるため，石造橋は，実行可能な橋梁形式の選択肢

40 % は，平均耐用年数が 190 年で大規模な改修が行われ，として今後より多くの関心を引く可能性がある。

石造橋のみが大規模な補修なしで現行の耐用年数を超えまた，この結果は，維持管理活動に大きな影響を与えている。橋梁の耐用年数にわたる持続可能性を評価する

るコンクリート橋や鋼橋の付属物に改良の余地があるこ

ためには，原材料の抽出から，材料選定，製造，輸送，とも示している。たとえば，伸縮継手の補修が，二酸化建設，維持管理，解体，リサイクルまでの一連の評価を

炭素，二酸化窒素，二酸化硫黄の排出に多大な影響を与実施する必要がある。このような分析では，実際の耐用えることが分った。

年数も考慮する必要がある。新設橋梁は 120 年にわたっ6．結て設計されているが，ほとんどの石造橋は 100 年以上前

論に建設されたものであり，当面の間，交通機能を維持し本研究では，コンクリート橋，鋼橋，石造橋の維持管続けると予想される。新設に関しては，石造橋はもはや理活動による環境への影響の比較を行った。
本研究では，

86

プレストレストコンクリート

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数量については文献を参考にし，専門家による確認を受

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維持管理活動は，8 項目の影響領域で評価しており，そrailway bridges: literature survey and critical issues. Structure andれらの影響の重要性は，欧州規模での人間健康，生態系

Infrastructure Engineering: Maintenance，Management，Life Cycle

への影響および資源消費を基準とした。

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本研究から得られた主な知見は，コンクリート橋と鋼15）English J and Kernan G（1976）The prediction of air travel and橋の維持管理活動の環境への影響度は，石造橋の 12 %aircraft technology to the year 2000 using the Delphi method.
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に対して，平均でそれぞれ 42 %，46 % ということである。

16）Field A and H ole G（2003）H ow to D esign and Re p o rt

したがって，新設橋梁の選択肢としてコンクリート橋とExperiments. Sage Publications，London，UK.

鋼橋に限定する現行の考え方を改める必要があるかもし

17）Finnveden G，Hauschild M，Ekvall T et al.（2009）Recent

れない。また，コンクリート橋や鋼橋の付属物は維持管

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理活動に多大な影響を与えるため，設計者はそれらの改Management 91（1）: 1–21.

良を検討すべきである。

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⎜ 田中 慎也（㈱ IHI インフラ建設）⎜⎜ 森田⎜
遼（鹿島建設 ㈱）⎣⎦International 30（1）: 721–739.
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（1）: 701–720.
43）Sarhosis V，De Santis S and de Felice G（2016）A review of

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Guidelines for Maintenance ofPrestressed Concrete Cable-Stayed Bridge
and Extradosed Bridge 2012
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