平成 ３０ 年度

建 設 技 術 報 告 会
報 文 集

平成 30 年 10 月

北陸地方建設事業推進協議会

平成 30 年度「建設技術報告会」実行委員会

目

次

第Ⅰグループ1

石川県土砂災害情報システム(SABO アイ)の改良

1

2

EMC壁高欄とスリムファスナー －床版取替工事の急速施工－

43

老朽化したのり面の補修補強技術とその適用例

84

人工知能を用いた舗装診断技術による舗装マネジメントの効率化

12

第Ⅱグループ5

維持管理を考慮した補強土壁工法

166

防草パネル（ASK-Ⅱパネル）

20

7

供用中の桟橋を効率的に補強するＲｅ－Ｐｉｅｒ(リピア)工法

238

ベル工法の技術を取り入れた改築推進（塩化ビニル推進管への置換え）の開発

27

第Ⅲグループ9

コンクリートのこわばりを低減できる混和剤「チキソリデュース」

30

10 複合現実（MR）技術の建設現場での活用「Genba-MR アピアコ」

34

11 桟橋の調査診断システム「i-Boat」

38

12 消波工の測量点群を用いた消波ブロックのソリッドモデリング技術

42

第Ⅳグループ
13 除雪機械の情報化施工技術の検討について

45

14 ダム堤体嵩上げ工事の工程短縮対策とコンクリートの品質確保

49

15 転圧ローラのブレーキアシストシステム開発

53

16 石川県立中央病院建替事業

57

第Ⅰグループ

石川県土砂災害情報システム（SABO アイ）の改良
石川県
１

土木部

はじめに

砂防課

主任技師

加藤

哲朗

とから、県民の方々がより見やすく、利用しやす

近年、全国各地で土砂災害が多発しており、今年

いように、平成 29 年度トップ画面の表示を変更

は西日本豪雨、昨年には九州北部豪雨により、多数（図-2）するなどシステムの充実を図りました。

の死傷者を伴う甚大な被害が発生しました。

従来

石川県では、近年多発する土砂災害から人命を守るため、関係者が意識を共有し、住民の防災意
改良後識向上と、迅速な避難行動につなげる方策を検討することを目的に、「土砂災害対策連絡会」（以下連絡会）を平成 26 年度に設置しました。
連絡会では、住民の生命を守るための具体策として、4 本柱でとりまとめた「土砂災害対策アクシ

図-2 土砂災害情報システム（トップ画面）ョンプログラム」（図-1）を平成 27 年 3 月に策定
し、「迅速でわかりやすい情報発信」の取り組みと

３ ＳＡＢＯアイの改良内容

して『土砂災害情報システム（ＳＡＢＯアイ）』

３．１ 迅速で分かりやすい土砂災害危険度の提（以下ＳＡＢＯアイ）の改良を実施しています。

供
集中豪雨により、急激に危険度が高まるケースに対応するため、危険度の更新間隔を従来の 30 分
から 10 分に短縮し、時系列で表示していた土砂災
害危険度を、2 時間先まで一目で確認できるようにすることで住民の早期避難を支援しています（図3）。

図-１ 土砂災害対策アクションプログラム「4 本柱」
２ＳＡＢＯアイとは
図-3 土砂災害危険度の提供

ＳＡＢＯアイは、土砂災害警戒区域や土砂災害
危険度等の情報をリアルタイムにインターネットで公開するシステムであり、県や市町等の防災活

３．２ きめ細かな情報提供
土砂災害警戒情報は市町単位で発表されます

動及び県民の避難行動に必要な土砂災害に関する情報を提供しています。

が、具体的に危険度が高まっている地区が分から

近年頻発する集中豪雨時においては迅速できめないという声もあったことから、本県では特に危

細かな情報提供が求められるようになっているこ

険度の高まっているエリアを知らせるため、市町－1－

名に加え、地区・校下名を新たにトップページで自分で避難場所や経路を自由に配置できるよう表示することとしました。（図-4）になっており、この機能を活用することでマップ

また、10 分毎に「危険」となった地区・校下名

作成の省力化にも繋がっています。

を追記し、表示することで、一目でどこに危険が高まっているかを把握することができます。

図-4 地区・校下名の表示
図-6 自主防災マップ作成支援ツール
３．３ スマートフォン対応
４

スマートフォンの普及に伴い、表示画面が大き

緊急速報メール

く見やすく、ボタン操作も容易な、スマートフォ

大雨警報が発表されている状況で、土砂災害のン専用画面を作成しました。ＧＰＳ機能を活用す

危険性がさらに高まった際に、気象台と県が共同ることにより、現在地周辺の土砂災害に関する情で土砂災害警戒情報を発表しています。

報を表示し、容易に確認出来るようにしました(図土砂災害警戒情報については、テレビやラジ-5)。これにより、速やかな自主避難の判断にも役

オ、防災無線、インターネット等を使って迅速な立つものと考えております。

情報伝達を行っていますが、本県では、平成 27 年
度から迅速で確実に、きめ細やかな情報を伝達す
ることを目的として、該当する市町に滞在する全ての方の携帯電話やスマートフォンに緊急速報メールでお知らせしています。
さらに、メール本文に土砂災害の危険が非常に高まっている地区名・校下名を具体的に記載することで（図-7）、速やかな市町の避難所開設や住民の早期避難を支援しています。

５ おわりに

図－5 スマートフォン専用画面

本システムへのアクセス数は、平成 24 年度の約 3 万件から年々増加し、昨年度は梅雨前線や台３．４ 自主防災マップの作成
土砂災害対策アクションプログラムの 4 本柱の 1

風による豪雨が度々発生したことから、過去最多つである「地区の防災意識向上」において、地域の約 14 万 5 千件あり、本システムは多くの方々のの自主的な防災・避難活動を支援してきており、情報収集に役立っていると思料していますが、今今回の改良で「自主防災マップ作成支援ツール」

後とも、啓発チラシや研修会などを通じてさらにを提供しました。（図-6）

周知を図るとともに、速やかな警戒避難体制の構－2－

築や住民の避難行動につながることを期待し、迅速でわかりやすい情報発信に努めていきたいと考えています。

図-７ 緊急速報メールの配信画面－3－

EMC壁高欄とスリムファスナー
株式会社大林組

１－床版取替工事の急速施工－

土木本部生産技術本部

橋梁技術部課長岩城孝之

Construction の略称で、フルプレキャスト

はじめに我が国の社会資本ストックは高度経済成長

製の壁高欄である。従来技術のプレキャスト

期に集中的に整備され、今後急速に老朽化す

壁高欄は、壁高欄の背面にコンクリート製のることが懸念されている。特に高速道路を含埋設型枠を使用して高欄施工用の足場を省略

む道路橋では、可能としたハーフプレキャスト製のものやフ①

ルプレキャストの壁高欄ではすでに様々な種

経年劣化(30 年以上)の進行② 車両の大型化や大型車交通の増加による②

類の壁高欄が商品化されているが、どれも床床版の疲労劣化版と壁高欄の施工性、プレキャスト壁高欄同積雪寒冷地や飛来塩分による塩害劣化

士の接合方法および維持管理性に課題がある。

等の影響により、高速道路各社を中心に全国

そこでこれらの施工性および維持管理性の向各地において大規模更新工事が発注されてい上を目標に EMC 壁高欄の開発を実施した。

る。特に橋梁においては、劣化した鋼橋のRC 床版を取り替える「床版取替工事」の割

２．２

EMC 壁高欄の構造概要

合が多い。一般的に床版取替工事においては、

EMC 壁高欄は、工場で製作されたプレキャ

長期間の通行止めが必要となるため、交通渋

スト製品を現地でクレーン等により架設し、滞を緩和するための工期短縮が求められる。

壁高欄同士および壁高欄と床版をボルトにてさらには、プレキャスト床版(PC 床版、以降接合する構造となっており、優れた施工性を

PCa 床版)の継手部は、従来技術では RC 構造有する。

であるため、施工性や耐久性に劣るという問

部材間連結ボルト（上下2 段）
部材間連結ボルト（上下2段）

題点があった。そこで、当社は、床版取替工事において、壁高欄のフルプレキャスト化による工期短縮効果と維持管理性の向上を目指
した「EMC 壁高欄」の開発と PCa 床版継手部
床版部固定
床版部固定
アンカーボルトの施工性向上と高耐久化を目指した「スリムアンカーボルト

ファスナー」の開発を行い、実橋で採用された。ここでは、床版取替工事の急速施工に寄写真-1

壁高欄の全体概要

与する２つの技術開発概要について報告する。
壁高欄の全体概要を写真-1 に示す。また、
２

EMC 壁高欄の開発

２．１

EMC 壁高欄の特徴である、部材間連結ボルト

開発の経緯

EMC 壁 高欄 は Easy

を図-１に、床版部固定アンカーボルトを図Maintainanceand2 に示す。

－4－

壊よりも先に生じないように設計した。

230

φ35
R800
(孔中心
)

無収縮モルタル３）高耐久性125 125
250

20

130
85 45

230

品質管理が厳格に行われる工場で部材を製作し、使用するボルトにも防錆処理を施すた

保護キャップめ、高強度かつ耐久性に優れる。
４）施工時の安全性向上

連結ボルト

図-1

現場打ち壁高欄や一部のプレキャスト壁高

部材間連結ボルト欄と比較して、床版上（橋面上）のみの作業
壁高欄

φ27

で施工が可能となるため、足場や防護工の設

保護キャップ

置・解体作業が不要となり、施工時の安全性が向上する。

20 120140

ｱ ﾝｶ ｰ ﾎﾞﾙﾄ
（ M27）

構造性能の確認

１）静的載荷実験
床版

支圧板

ノロ止めキャップ

図-2

２．４

保護管
（ VP30）

90

395
70
255
70
44 11021922無収縮モルタルさ や管静的載荷実験を実施し、設計荷重(SB 種)
高 ナッ トの 4 倍以上の耐力を有することを確認した

床版部固定アンカーボルト(図-3)。
２）実車衝突実験

２．３ EMC 壁高欄の特長

実車衝突実験を実施し、所定の要求性能

１）施工性・工程短縮
プレキャスト製品を使用すること、壁高欄(SB 種)を満足することを確認した(写真-2)。
400

一体化すること、床版との固定を床版部固定350となる。なお、床版部固定アンカーボルトは、予め床版に埋め込んださや管構造を有する支

300
250
200
150
100
50
0 0
0

圧板に接合することで固定する。
２）維持管理性（取替性）の向上

荷重打ち部を少なくすることで、急速施工が可能

載荷最大荷重：332ｋN
水平変位

アンカーボルトにて固定することから、現場荷重（kN）

同士の部材間の接合を連結ボルトにて簡便に換算設計荷重：81ｋN
10
22
44
66
88
10
変位（mm）

図-3

12
2
12
12

静的載荷実験(P-δ曲線)

壁高欄同士の部材間の接合および床版と壁高欄を接合するボルトを取替可能な構造とすることで、劣化・衝突等によって生じる壁高欄の交換が容易となり、維持管理性が向上する。
なお、開発に当たっては、維持管理性の観点から、不可視部を降伏させないように、床版部固定アンカーボルトの降伏が壁高欄の破

－5－

14
14

写真-2

実車衝突実験

16
16

３

スリムファスナー®の開発

３．１

そこで、当社では以上の課題をクリアする
ために新しい継手工法(スリムファスナー®)

開発の経緯

道路路橋床版の取替工事では短工期かつ長を開発した。開発にあたっては、以下の項目

寿命化に配慮して道路橋床版の更新は、通常に着目して開発を行った。

PCa 床版を使用する。PCa 床版は運搬の制約① 現場作業の省力化があり、一般的に橋軸方向に 2m 程度の間隔② 強度・剛性が PCa 床版一般部と同等

で PCa 床版同士が接合される。PCa 床版の継③ 優れた耐久性

手部は、重ね継手長を短くする技術が開発され、継手部の鉄筋を曲げ加工し、コンクリー

３．２

スリムファスナー®の構造概要

トの支圧による応力伝達を期待することによ開発したスリムファスナーは、PCa 床版のり重ね継手長を短くしたループ継手が一般的

接合部に超高強度繊維補強コンクリートに用いられている(写真-3)。

(UFC)を用いた工法である(図-4)。当社が開発 し た 常 温 硬 化 型 の UFC 「 ス リ ム ク リ ー ト®

(図-5)」は、現場における常温養生で高い強度を発揮するため、継手幅を従来工法の約半分にでき、支保工不要の埋設型枠のみで打写真-3込みが可能になる。また、これまで必要だっループ継手

また、ループ継手では鉄筋の曲げ半径を確保する必要があることから薄い床版厚には対た橋軸直角方向の追加鉄筋もなくなり、迅速に工事を進めることができる。

応できないため、継手部の鉄筋先端に機械式定着を設けることにより重ね継手長を鉄筋径

P Ca床版

UFCにより充填

継手部

橋軸方向鉄筋の 15 倍程度と短くし、薄い床版厚にも対応

マル チせん断キーできる工法(以降、鉄筋機械式定着継手)が開発されている(写真-4)。
スリムファスナーの特徴

鋼主桁

・間詰材： 常温硬化型UFC（スリムクリート）
・橋軸直角方向鉄筋： なし
・橋軸方向鉄筋： あき重ね継手
・接合面： マルチせん断キー

図-4
写真-4

鉄筋機械式定着継手

スリムファスナーUFC( スリムクリート)の構成材料

一方で、鉄筋機械式定着継手であっても、継手部に配置される橋軸直角方向鉄筋を現場＋で組み立てる必要があり、床版取替工事の工
超高強度モルタル

期短縮の妨げとなっていた。また、間詰材に

図-5は PCa 床版と同強度程度のコンクリートを現場で打ち込むが、疲労に対する性能に課題を残している。

超高強度鋼繊維

スリムクリート

接合面はマルチせん断キーと呼ばれる凹凸形状とし、接合面のせん断強度とともに、－6－PCa 床版と接合部の付着強度も高め、接合面

３）最適床版厚
ループ継手工法のように鉄筋の加工形状かに目開きが生じない。
このように「スリムファスナー®」は、急速ら床版厚を決める必要がないため、設計上最施工を可能にしながらも、耐久性の高い PCa

適な床版厚で施工可能となる。

床版の継手工法である。

４）幅広い適用
道路橋の PCa 床版以外に、鉄道橋やシール

３．３

ドトンネル内の道路、鉄道の床版や一般のスリムファスナーの特長

PCa 部材等幅広く適用できる。

１）生産性の向上と工期短縮
橋軸直角方向鉄筋が不要かつ鉄筋の重ね継手長が 5φと縮減できることから、継手幅も３．４

構造性能の確認開発したスリムファスナーの構造性能を確

従来の約 50%まで狭くなり(図-6)、埋設型枠認するために、各要素試験、接合部を有するの採用も可能とした(写真-5)。
このため鉄筋工や型枠工が軽減し、継手工

梁の曲げ実験、さらには輪荷重走行試験を実施した。輪荷重走行試験後は、PCa 床版部にの生産性を最大 200％向上できる。

は亀甲状のひび割れが見られたが、一方、ス
接合幅が従来のリムファスナー継手部にはひび割れがなく、

約 50%

100 年以上の高耐久性を有しているといえる。
４．おわりに床版取替工事の急速施工をキーワードとし
図-6て「EMC 壁高欄」と「スリムファスナー」をスリムファスナー継手開発した。所定の構造性能を確認することで、「首都高羽田 1 号線東品川・鮫洲更新工事」、支保工兼用埋設型枠「中央自動車道松ケ平橋他 1 橋床版取替工事」の 2 件で両技術が採用された。今後は両技術の更なる生産性の向上や最適化を目指す。

写真-5

支保工兼用埋設型枠２）維持管理費の低減
高耐久性を有する UFC の使用により、設計

写真-6

EMC 壁高欄の設置状況

耐用期間において材料劣化は無く、有害物質の侵入も防止できる。また、UFC はひび割れ抵抗性と付着強度が高いため、ひび割れや目開きは生じず、高耐久性であるため維持管理
写真-7費の低減が可能となる。

－7－

スリムファスナー打設前老朽化したのり面の補修補強技術とその適用例
日特建設株式会社
１

技術本部

技術開発第一部課長

はじめに

道路建設等の社会資本の整備に伴い発生した切土のり面の地山の風化・浸食防止を目的として，コンクリート吹付工やモルタ
ル吹付工（以下，吹付工）が数多く適用されてきた．その一例を写真－1に示す．

写真－１ 吹付工適用例
近年，吹付工により対策された切土のり
面（以下，吹付のり面）において，吹付材自体の劣化や，吹付背面の地山の風化による不安定化の進行が問題となるケースが増えている．また，本来，吹付工の適用が不適切であった吹付のり面も多く存在しており，そのような所では，早期に変状が発生しているものも見られる．こうしたことから，老朽化した吹付のり面の健全性を適切に評価し，その健全性や吹付のり面のおかれている重要性に応じた補修補強対策を，選定する必要性が高まっている1）．
こうした状況を踏まえ老朽化した吹付のり面を効率的に補修補強できる工法「ニュー レ ス プ 工 法 （ NETIS ： QS － 110014 －VE：活用促進技術）」を開発し，その後，
ニューレスプ工法の適用性を拡大した「吹付 受圧 板工 法（ FSCパ ネル ）」 を開 発した ．
本稿では，吹付のり面の劣化機構，従来適用されてきた対策技術の課題を整理し，開発した技術の概要と特徴および適用事例を報告する．
２

窪塚

大輔

区分は，図－1に示すように，大きく3つのパターンに整理できる．
(1)吹付材自体の劣化
施工時に生じた初期欠陥や施工後の乾燥収縮，また凍結融解などにより，吹付の性能が低下するものである．
(2)吹付材と背面地山の密着性の低下
地山からの湧水や雨水などの表面からの侵入水などにより，地山表層部で風化が生じるものである．発生する現象としては，密着性の低下に伴う吹付材自体の滑動（スライド），雨水や湧水により地山が浸食されることによる，吹付材背面の空洞化などが挙げられる．
(3)地山風化による吹付のり面の不安定化
侵入水や湧水により吹付背面の地山の風化が著しく進行し，地山の性状に応じて設計されていたのり面の安定勾配が確保できなくなり，不安定化が進行するものである．
また，亀裂が卓越した岩盤のり面では，亀裂に沿った風化の進行・緩みにより,不安劣化機構・現象の区分
吹付材自体の劣化

吹付材と背面地山の密着性の低下

地山風化による吹付のり面の不安定化

吹付のり面の劣化機構
一般的に吹付のり面の劣化機構・現象の

－8－

図－1

吹付のり面の劣化機構・現象区

定化が進行する場合もある．発生する現象
としては，吹付背面からの土圧による開口ひび割れや，はらみ出し，崩壊などが挙げられる．
３．従来の対策技術における課題
従来，老朽化した吹付のり面の対策として採用されてきた方法は，劣化した吹付材をはつり取り，その後，新たに吹付を行う
更新方法である．この方法を用いる場合，のり面が小規模で，のり面形状が1段であ
図－2 レスプ工法概要図るケースでは，簡易な防護柵を設け，重機きパイプ新設工，⑤のり面清掃工，⑥繊維による吹付材のはつり取りや風化した地山
補強モルタル吹付工の複数の要素技術を組部の整形を安全に速やかに行うことができみ合わせて,老朽化したのり面を再生，まる．これに対し，道路のり面のように，大たは補強する技術である．要素技術の概要
規模で，のり面形状が複数段に及ぶようなを以下に示す．
ケースでは，重機による施工範囲が限定さ①補強鉄筋工は，吹付面の背面地山に対れ，人力作業に頼る施工範囲が大きくなる．
して，補強材を多数挿入し，背面地山の安そのような場合，作業者の安全確保が重要
定性の向上を図るものである．仕様は，異となるのはもとより，はつり取り殻を通行型 鉄 筋 径 19mm ， 長 さ 0.6 ～ 1.0m （ メ ッ キ L
車線へ飛散させないための大規模な仮設防型加工）とし，地山への固定はセメントミ
護柵が必要となり，また，はつり取り殻がルクを使用する．標準の打設本数は，地山
産業廃棄物として多量に発生するといった
補 強 効 果 を 見 込 み 1 本 /2m2 と し て い る が ，問題が生じる（写真－2）．
背面地山の風化領域に応じて変更する．ままた，吹付材のはつり取りを行った場合
た，風化領域が0.5m以上の場合は地山補強
でも，風化した背面地山の除去・整形は非土工（ロックボルト工）へ変更することが常に難しい．そのため，新設された吹付材可能である．
の背後に，風化した地山が残置され，対策②背面空洞注入工は，吹付材と背面地山
後，早期に背面地山が風化し，はらみ出しなどの変状が発生するといった問題もある． との間に生じた空洞にセメントミルクを注
入し，吹付材と背面地山との一体化を図るものである．
③せん断ボルト工は，吹付面と新たに吹付ける繊維補強モルタルとを機械的勘合により一体化を図るものである．打設本数の標準仕様は，2本/m2としている．せん断ボルトの模式図および設置例を図－3に示す．
写真－2

吹付材のはつり取り状況（例）
繊
繊
維
補
強
モ
ル
タ
ル
繊維
維補
補強
強モ
モル
ルタ
タル
ル

４．開発技術４．１ ニューレスプ工法の概要
従来対策の課題を解決するために開発したのがニューレスプ工法である（図－2）。
ニューレスプ工法の概要は，既設吹付材をはつり取ることなく，①補強鉄筋工，②背面空洞注入工，③せん断ボルト工，④水抜

－9－

既
既
設
吹
付
既設
設吹
吹付
付
地
地
山
山
地山

図－3

せん断ボルト模式図・設置例

④水抜きパイプ新設工は，背面地山の湧この間隔を広げるためにはのり面工の剛性水を新設する繊維補強モルタルの表面へ適を高める必要があり，その方法としては繊切に排水させるために，既設の水抜きパイ
維補強モルタル吹付を吹付法枠へ変更する
プを更新するかたちで，新たに水抜きパイ
か，繊維補強モルタル吹付後に独立受圧板
プを設置するものである．
を配置することなどが考えられる．この方⑤のり面清掃工は，既設吹付面と新たに法では,のり面工の剛性を高める工費が増吹付ける繊維補強モルタルとの付着を阻害加して，工費削減が難しい場合がある．
するものを取り除くものである．
そこで，開発したのが吹付受圧板工法⑥繊維補強モルタル吹付工は，一般的な「 FSC パ ネ ル 」 （ 以 下 ， FSC パ ネ ル 工 法 ）
吹付モルタルやコンクリートよりも引張強である．ニューレスプ工法と同様に老朽化
度や靭性が高い，繊維補強モルタルを既設した吹付のり面の吹付材をはつり取ること
吹付面に吹付け,のり面全体を再構築するなく，繊維補強モルタル吹付により吹付材ものである．使用する補強繊維には，吹付表面の被覆・増厚を図り，それと同時にRC用に開発した有機繊維であるBCファイバー
構 造 の 吹付 受 圧板 （以 下 ， FSCパ ネ ル）をを1vol%混入する．吹付厚さの標準仕様は， 複数構築してのり面工の剛性を高め，ロッ
7cm と し てい る ．これ は 繊 維補 強 モル タル
クボルト工を組み合わせてのり面を補強すの物理的特性から，一般的な吹付工の吹付る工法である．本工法の概要を図－5，FSC
厚さを3割低減できることから設定したもパネルの概要を図－6に示す．
のである．BCファイバーの仕様および曲げ試験後の繊維補強モルタルの供試体片（例）を図－4に示す．

素 材
繊維長
公称繊維径
引張強度

ポリプロピレン
30mm
0.7mm
2
607N/mm

図－5

FSCパネル工法の全体概要

図－4 BC ファイバーの仕様
および供試体片（例）４．２

吹付受圧板工法「FSCパネル」の概要
ニューレスプ工法における補強鉄筋工は，前述した通り地山の風化領域が0.5m以上の場合は，ロックボルト工を検討し採用する．
な お ， こ の 際 の 必 要 抑 止 力 は 300kN ／ m 以
図－6 FSC パネルの概要下である．一方,ニューレスプ工法におけるロックボルトの打設間隔は,のり面工の４．２．１ FSCパネルの特性剛性から1.5mが最大となる2）．
FSC パ ネル 工 法の構 成 は ，ニ ュ ーレ スプ
対策工の工費の観点からすると，ロック
工 法の 要素 技術 に加え FSCパ ネル から 成る ．
ボルトの打設間隔を広げ本数を減らすこと
FSCパネルの耐力（許容軸力）は，56kNでが工費を削減することに対して有効である． あり，これは風化領域2.0m程度をロックボ－10－

ルトで抑止すると仮定した耐力である．その耐力を満足する部材仕様として，繊維補強モルタルの厚 さ 110mmと補強部材 （主筋D13と補強金網D5@150）を組み合わせる．
参考までに，写真－3にFSCパネルの耐力試
験時の状況をに示す．

面 の 対 策に FSC パネル 工 法 を適 用 した ．施
工後の現場状況を写真－5に示す．

FSC パネル

写真－3

FSC パネル耐力試験状況

４．２．２ FSCパネルの特徴
FSCパネルの特徴を下記に整理する．
・吹付で受圧板を構築するため，施工面に対して確実に密着でき，受圧板背面の不
陸調整が不要である．
・ FSC パ ネル の 性能か ら ， ロッ ク ボル ト工の最大配置間隔を2.0mまで広げることが可能である．
・ の り 面 工 の 低 減 係 数 は ， 0.7 ～ 1.0 を 選定することが可能である．
５．開発技術の適用

図－7

ニ ュ ーレ ス プ工 法と FSC パ ネル 工 法の特性を踏まえ適用検討フローを整理すると図－7となる．これに基づき対策した事例を示す．
５．１ ニューレスプ工法の適用事例
国道沿線における老朽化した吹付のり面に対して，ニューレスプ工法の対策パター
ン③を適用した事例を写真－4に示す．

写真－4

着手前および施工後

５．２ FSCパネル工法の適用事例
鉄道沿線における老朽化した吹付のり面と張コンクリート工で被覆された切土のり

開発技術の適用検討フロー

写真－5

施工後

６．おわりに
今 後 ，ニ ュ ーレ スプ 工 法 およ び FSCパネ
ル工法の適用性を評価し改良・改善を行って い く 考え で ある ．な お ， FSCパ ネ ル工法
は，公益財団法人鉄道総合技術研究所と共同で開発したものである．
参考文献
1）のり面診断・補修補強研究会；吹付のり面診断・補修 補強 の手引き，2013. （ 配布物）
2）公益財団法人地盤工学会；地山補強土工工法設計・施工マニュアル，2011.

－11－人工知能を用いた舗装診断技術による舗装マネジメントの効率化
福田道路株式会社
１

技術研究所

課長代理

畑山

良二

トが組み込まれた専用ビューアを用いて測定

はじめに道路の走行性や快適性の向上、およびその場所を地図上に、撮影当時の路面状態を動画

継 続性 といっ た社 会的要 請を 受け、 平 成 28で再現することができる（記録）。また撮影

年 10 月 、 国 土 交 通 省 に よ り 「 舗 装 点 検 要と同時にスマートフォンによるアプリで領」が定められた。舗装の長寿命化やライフ「IRI」の計測を行っ た場合には、「わだちサイクルコストの削減といった効率的な舗装

掘れ」「ひび割れ」の AI による診断結果と修繕において、必要となる情報を合理的に収ともに、地図上に同期させ、確認することが集することが求められている。

できる。

これまで舗装点検に用いられてきた路面性状測定車は、精度の高い診断結果が得られる
一方で、高額な機材を運用するためのコストと解析に要する時間の確保が課題となっている。より簡易な手法として、車上あるいは徒歩による目視点検があるが、これには舗装調査および診断に対する十分な知識と経験を有する熟練技術者の確保が必要となってくる。
ここで、点検の迅速性・客観性を目的とし

図-1

舗装診断システムの概要て人工知能（以下、AI）の利用に着目、路面の「わだち掘れ」および「ひび割れ」度合い

２．１

点検

の解析と診断を自動化することで、比較的安点検は、市販のビデオカメラを車両に取り価で省力的な手法である舗装損傷診断システ

付けて行う。録画の操作の後、対象路線を走ム（以下、本システム）を開発した。

行しながら路面を撮影する。ビデオカメラには GPS 機 能が付帯 してお り、撮影 した動 画

２

舗装損傷診断システムの概要の位置情報が得られる。位置情報は専用ビュ

本システムの構成は、「点検」「診断」

ーアによる閲覧の際に利用される。

「記録」の３段階に大別される（図－１）。

撮影時の条件は、①カメラを所要の位置とまず、市販のビデオカメラを車両に取り付角度に設定する。②夜間や湿潤路面ではわだ

け、対象となる道路を走行しながら路面状況

ち掘れやひび割れが明確に判断できないことを撮影する（点検）。次に、路面の動画デーから、昼間、乾燥した路面で行う。③他の走タをシステムに読み込ませると、AI が路面

行車両の影響を考慮して、点検車が走行するの損傷レベルを順次判定していく（診断）。

車 線毎に 、 70km/h 以下 の速度 で撮影 を行 う

診断結果は撮影日時毎に保存され、地図ソフことである。

－12－

２．２

診断

平均をとった区間のわだちレベルを用いる。

本システムの AI 技術は、NEC のディープ
ラーニング（深層学習）技術を搭載した「NEC Advanced Analytics-RAPID 機械学習」を活用したものである。車上からの目視点検と同様にわだち掘れやひび割れの程度をAI が画像 の「見 た目」で判断す る。診断 は、撮影した動画から 2m ピッチで切り出した静止画を用いる。結果は mm 単位のわだち掘れ

図-2

わだちレベル判定のイメージ

量や、百分率表記のひび割れ率では出力せず、「舗装点検要領」における大・中・小の損傷

２．２．２．

レベルを参考に設定した区分を用いる（表1）。また、本システムでは同じ動画を用いてわだちとひび割れの診断を同時に行うこと
ができる。

ひび割れ

ひび レベル は、 AI に 検出 させた ひび 割れ
箇所の面積が車線に占める割合によって表す。
AI は 、ひび割れ が有る 場合 と無い 場合 の画像の深層学習により、画像中のひび割れ箇所

表-1

損傷レベルの区分

わだち掘れ(mm)
ひび割れ(%)

わだちレベル
ひびレベル

0～10

1

10～20

2

20～30

3

30～40

4

40～50

5

を検出する能力を持っている。一方、画面で診断
区分確認できないひび割れは、検出の対象外となる。ひびレベル判定のイメージを図-3 に示Ⅰす。ひび割れ箇所の面積は、図中の黄枠で示される定型の四角形で囲んだ部分を 1 単位として、その面積の合計で表される。なお、重Ⅱ複する部分はシステムの内部で控除される。
路線の評価には、わだち掘れ同様に算出された区間のひびレベルを用いる。

Ⅲ
50～

２．２．１

6

わだち掘れ

わだち掘れの診断は、切り出した静止画から路肩等を除去した画像を用いる。AI は深層学習した各損傷レベルの画像と、点検対象の路面の画像とを比較し、左わだち右わだち
図-3を別々に判定する。わだちレベル判定のイメ

ひびレベル判定のイメージ

ー ジを 図-2 に示 す。左 右の 大きい 方を その地点のわだちレベルとし、路線の評価には、

２．３

100m を 1 区間として地点のわだちレベルの

－13－

記録

撮影した動画、および診断結果を記録し、

舗装マネジメントに活用するために高い利便性が期待されるツールとして専用ビューアを用意した。これは、「地図画面上で表示範囲内にある各路線の診断結果を俯瞰する機能」と「動画毎に診断結果を管理・閲覧する機能」との 2 つに大別される。
図 -4 に 地図 画面 の一例 を 示す 。こ の地 図
図-5の路線上には、診断結果が損傷レベル毎に色診断結果の管理・閲覧画面

分けされて表示される。
一方、診断結果は位置情報と損傷レベルの関係 を羅列し た CSV ファ イルによ っても 出
力す ることが できる。ここ では GPS によ る
緯度・経度、左右のひびレベルおよびわだち
レベル等が 2m 毎に表示され、舗装点検要領に示されている舗装点検記録様式（A）等、既存の帳票への入力データとしての利用も可
能である。
図-4

地図画面
３

従来技術との比較

図 -5 に 診 断 結 果 の 管 理 ・ 閲 覧 画 面 （ 詳本システムの診断結果の妥当性について、

細）の一例を示す。画面の左上にはシステム

統計学的手法の一つ、一致率（κ係数）を用に記録された動画データの一覧が撮影開始日

いて検証した。

時毎に表示されている。撮影日時を選択する

一致率は、ある 2 人の観察者の診断結果がと、画面左下のウィンドウにおいて動画が再一致する度合いを評価する指標であり、図-6

生され、撮影当時の路面状況がパソコン上での よ うに 表 さ れ る。 一 般 に 0.6 以 上で あ れ確認できる。また、診断したわだち、ひびわ

ば、2 者間の一致度が十分に高いと判断されれの各損傷レベルは、動画と連動して画面右る。

下にグラフ表示される。加えて、点検走行時ある路線において、本システムと目視観察に GPS 情 報を有す るスマ ートフォ ンのア プ

による結果とを比較したところ、わだち掘れ

リ等 で IRI の計測 を行っ た場合に は、グ ラの一致率は 0.87、ひび割れの一致率は 0.73

フ上に併せて表示できる。画面右上の地図ウ

で あ った 。 い ず れも 0.6 以 上 で あ るこ と かィンドウでは、選択した動画に対応した道路

ら 、 AI の診断と 目視観 察に よる診 断の 一致の路面状況が、損傷レベルに応じて色分けさ

度は、わだちレベル、ひびレベル共に十分高れて表示される。

いと判断される。

－14－

が生じやすい。ただし、AI に追加学習を施
一致率＝全一致率 － 偶然による一致率
１ － 偶然による一致率

した場合は基準が変化する。
専用ビューアにより、地図で表示される範

図-6

一致率

囲にある、診断済みの全路線の損傷度合いが確認できる。加えて、撮影当時の路面状況が４本システムの特長

パソコン上で再現されるため、段階的な修繕本システムは、簡易で高い汎用性を有し、計画の立案等への利用が期待できる。

AI のディープラーニング技術を用いた客観的な舗装診断記録を、地図ソフトと動画によ

５って視覚的に活用することができる。本システムの特長を表-2 に示す。
表-2
項目
点検

診断

減が予想される。我が国の道路ネットワーク

長の安全性・快適性を継続するためには、より資機材の汎用性

効率的な道路資産の運用が課題となるだろう。

交通規制が不要

本システムにより、従来、路面性状測定車を用いて、あるいは熟練技術者が車上もしく

1 回でわだちとひび割れを点検

は徒歩により目視で行っていた舗装点検の効

自動かつ一定基準の路面診断

率化・自動化が進み、道路管理コストの削減、

広範囲の路面状況を一目で確認
記録

少子高齢化社会が加速する将来、就労人口減少に伴う技術者不足や道路管理コストの縮システムの特長
特まとめならびに管理者負担軽減の一助となれば幸い

動画で路面状況を再現である。

点検では、カメラを操作した後、車両を運転するだけで特別な技量を要求されないことから、資機材および人員の確保が容易であり、複数のユニットよる広範囲の同時撮影等、効率的な運用が可能である。また、減速や停止
は動画の精度に影響がないため、交通規制が不要である。
診断においては、「わだち掘れ」と「ひび割れ」の両方を 1 回の撮影で診断できる。1
人の技術者による目視点検では、1 回の走行で両方の診断は困難である。また、AI に指示をした後は自動で診断が進行するため、熟練技術者は不要であり、診断基準は一定に保たれる。目視による診断ではその基準に個人差があるうえに、同じ診断者においても誤差－15－

第Ⅱグループ

維持管理を考慮した補強土壁工法
前田工繊(株) 補強土排水推進部長 ○久保 哲也(株)ミルコン 常務執行役員
本田 利弘(株)アドヴァンス 取締役事業本部長
川口
晃
１

はじめに

管理に係る知見等を整理すると共に，盛土

昨今，道路構造物は建設の時代から長寿

材のこぼれ出しに至る致命的な損傷に主眼

命化の時代へと移行されつつある。国土交をおいた，補強土壁の維持管理手法の検討

通省の社会資本整備審議会道路分科会道路が進められた。この共同研究では，補強土

メンテナンス技術小委員会では，道路構造

壁が崩壊に至るまでの劣化シナリオを整理物の維持管理・更新を効率的且つ効果的にしたフォルトツリーの作成，点検時に使用進めるためには戦略的な取り組みが必須でする点検帳簿の作成，また，詳細調査の方あることを提言しており，その手段の一つ

法や措置事例等についてまとめられた 2)。

として，「点検，診断，措置，記録，（次の点検）」といったメンテナンスサイクルの重要性を示している1)。このように道路

３

維持管理を考慮した補強土壁

３．１

点検手法

構造物に要求される環境等は変化しており，

補 強 土 壁 は ， 図 -1 に 示 す よ う に 構 築 さ

道路構造物の新設・改築に当たっては，維れた箇所によって点検方法が異なる。道路

持管理の確実性及び容易さに重きが置かれ面上の補強土壁であれば，パトロール車につつある。道路土工構造物である補強土壁

カメラを搭載し，写真測量を応用した手法

工においても，新設・改築に当たっては維等で外形の変化を捉えることができる 3)。

持管理を考慮した設計が今後必須とされる。 一方，補強土壁が道路面より下方に構築さ本報では，メンテナンスサイクルを考慮しれている場合は，通常の道路パトロールにた補強土壁の維持管理手法について事例をおける日常点検では，早期の段階で異常含めて報告するものである。

（変形）を捉えることは困難である。そこ
で筆者は，外形の変化を遠隔地で把握する

２

補強土壁の維持管理に関する研究ことが可能な MEMS センサーに着目した。

補強土壁のメンテナンスサイクルを履行るためには，現状体系化されていない補強
土壁の維持管理手法についての知見をまと補強土壁める必要がある。そこで，国立研究開発法
人土木研究所では，補強土壁のメンテナン
スサイクルの構築に向けて「補強土壁の維

補強土壁

持管理手法の開発に関する共同研究」を発足し，各研究機関等で進められている維持

－16－

図-1

補強土壁と道路パトロール

化シナリオに基づき素因や要因等を特定し，措置への移行を検討するための詳細調査が実施され，総合的な判断のもとに補強土壁の健全性が判定されると考えられる。盛土
内部の状態を把握するための詳細調査には表面波探査や電気比抵抗等の様々な方法
MEMS センサー

図-2

4),5)

点検手法の概念図があり，適宜選定する必要はあるが，盛土内部の状態を，特に補強材の状態を推定する方法は限定的である。

MEMS セ ン サ ー は ， 得 た 情 報 を 通 信 装 置

補強土壁は補強材が健全に機能することにより机上で管理することが可能であるたで安定が図られることから，補強材の状態

め，常に壁面の状態を把握できる有効な手を把握することは補強土壁の維持管理とし

段 で あ る と 考 え ら れ る 。 概 念 図 を 図 -2 にて重要であると考えられる。補強材のひず

示 す 。 MEMS セ ン サ ー は ， 主 に 三 軸 ジ ャ イ

みを把握する既往の方法にはひずみゲージ

ロセンサーや三軸加速度センサー等で構成が多く用いられてきたが，ひずみゲージはされ，加速度センサーに作用する重力の傾

数年で劣化するため長期の適用性に対するきから傾斜角を求める。図— 3 は，チルト

課題がある。そこで，筆者は補強材のひずセンサーにより MEMS センサーの精度を確みを推定する方法の一つとして長期的な計認した結果である。データ数は少ないが，測が可能である光ファイバーに着目した。

近似直線の傾きは 0.98 程度であり計測結光ファイバーは繊細な構造体であるため，

果の信頼性には問題ないものと考えられる。 図 -4 に 示 す 補 強 材 の 内 部 に 光 フ ァ イ バ ーを挿入することで光ファイバーが損傷しな
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

い構造とした。

計測値

MEMSデータ（°）

光 フ ァ イ バ ー の 計 測 結 果 は ， 図 -5 に 示
す応力-ひずみ特性より，安全領域（ひずみ ： 2.0 ％ 以 下 ） ， 注 意 領 域 （ ひ ず み ：y = 0.9876x + 0.6522
R² = 0.9999

2.0 ～ 2.5 ％ ） 及 び 危 険 領 域 （ ひ ず み ：2.5 ％ 以 上 ） を 設 定 す る こ と で 補 強 材 の 健
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
チルトセンサー（°）

図-3

３．２

全性評価の指標とした。

MEMS センサーの精度

詳細調査手法

３．２．１

光ファイバーを用いた計測

点検において，詳細調査が必要と判定された補強土壁は診断の段階へと移行される。
補強土壁の診断においては，想定される劣

－17－

図-4

光ファイバーの構造2012年9月（供用時）
2015年5月

ひずみ（%）
ひずみ（%）

1.5
1.0
0.5
0.0

ひずみ（%）

2016年7月（熊本地震後）

1.5
1.0
0.5
0.0

1.5
1.0
0.5
0.0

1.25％
0

図-5

2

4

6

(a)断面図

健全性評価の指標

図-6
３．２．１

8

(b)指標
計測結果

計測事例

光ファイバー計測は，過去に施工管理，

大 値 は 1.25 ％ で あ り ， 補 強 材 の 破 断 ひ ず

大規模災害による被災後の健全度判定の目

み 3.0％程度に対して十分に安全領域の範安として活用されてきた実績がある。以下

疇であることが確認できる。

では，これらの計測事例について紹介する。

写真-2 の補強土壁は，2014 年に発生し写 真 -1 の 補 強 土 壁 は ， 熊 本 地 震 に よ りた広島豪雨（日最大降水量 224mm）を経験

震度５強を経験し，震央より約 50km の範し，壁高９m，嵩上げ盛土高さ約 30m の高囲に位置する。補強土壁は，壁高 9m 程度， 盛土形状である。
図 -7 は 光 フ ァ イ バ ー の 計 測 結 果 を 断 面

両面盛土形状であり軟弱地盤上に構築され図にプロットしたものと健全性の指標を示ている。
図 -6 は 光 フ ァ イ バ ー の 計 測 結 果 を 断 面したものである。光ファイバーは高さ方向

図にプロットしたものと健全性の指標を示に上段，中段，下段に設置した。計測結果したものである。光ファイバーは高さ方向

は，竣工時，完成２年後及び完成９年後に上段，中段，下段に設置した。計測結果（広島豪雨災害後）のひずみ分布を示しては，供用時，震災前及び震災後のひずみ分いる。ひずみの最大値は若干増加傾向を示

布を示している。震災後の計測結果においし て い る が ， 1.2 ％ 程 度 で あ り 安 全 領 域 のてひずみ分布が乱れている箇所が一部で確範疇であることが確認できる。また，ひず認できるが，概ね全ての箇所で供用時及びみの分布形状は，広島豪雨災害の前後で大震災前に計測した結果と同様な分布形状をきな変化はなく，豪雨の作用による補強土示していることが確認できる。ひずみの最壁の劣化は殆ど生じていないと推測できる。

写真-1

補強土壁の外観

写真-2

－18－

補強土壁の外観

完成 9 年後
完 成 2 年 後¥
1.5
竣工時¥

1.0
1.0％

完成 9 年後

¥
¥
0.0
0.0％
1.5
¥
1.2％
0.5

1.0
完 成 2 年 後1.0％

9000

0.5

竣工時

0.0％
0.0

完成 9 年後完成 2 年後①固化剤の充填②はつり作業③はつり完了④鉄筋の組立

⑤型枠設置

⑥補修完了

1.5
1.0
1.0％
0.5
0.0
0.0％

竣工時

1.20％

(a)断面図
図-7

４

(b)指標
計測結果

措置
診断において措置が必要であると判定された補強土壁は，措置の段階へと移行する。
措置の方法は，多種多様であることから現図-8

部分補修事例

場の状態や変状要因等に対応した方法を選定する必要がある。ここでは，二重壁を特

参考文献

徴とする補強土壁において，補強土壁自身

1） 社 会 資 本 整 備 審 議 会 道 路 分 科 会 道 路 メ（盛土体）は健全と判定され，壁面材に損

ンテナンス技術小委員会：中間とりま傷が生じている場合における壁面材の部分とめ参考資料，2013．

的な措置方法について示す。部分補修の方

2） 国 立 研 究 開 発 法 人 土 木 研 究 所 ： 補 強 土

法 を 図 -8 に 示 す ． 壁 面 パ ネ ル の 背 面 に は壁の維持管理手法の開発に関する共同排水層である単粒度砕石が充填されている研究報告書，2016．

ため，補修時には，単粒度砕石の漏出対策

3） 久 保 哲 也 ・ 藤 田 智 弘 ・ 宮 武 裕 昭 ・ 宮 田として発泡ウレタンにより単粒度砕石を固喜壽：走行車両による写真測量を用い化させた後に壁面パネルを撤去し，現場打た補強土壁の壁面形状計測技術，第 49

ちコンクリートで再構築する。部分的な補回地盤工学研究発表会，2014．

修により安価に措置が講じることができる。 4） 久 保 哲 也 ・ 藤 田 智 弘 ・ 宮 武 裕 昭 ・ 宮 田喜壽：補強土壁の維持管理手法に向け
５

終わりにた実大模型実験（その２），第 69 回土

本報は，補強土壁の維持管理を具現化す

木学会全国大会，2014．

る手法の一つとして提案したものである。

5） 久 保 哲 也 ・ 藤 田 智 弘 ・ 宮 武 裕 昭 ・ 志 村

点検では MEMS センサーを，詳細調査では

直紀・宮田喜壽：補強土壁の補強材破

補強材の状態を把握できる光ファイバーの断に関する維持管理手法開発に向けた活用が，今後，補強土壁のメンテナンスサ

実大模型実験（その１），第 50 回地盤

イクルを履行する上で有効な手法であると工学研究発表会， 2015．

考えられる。

－19－

防草パネル（ASK-Ⅱパネル）
株式会社アドヴァンス

１

事業本部

技術開発部

部長
係長

はじめに

細野 義則
○木村 克之W

近年、盛土や切土には防火や視界確保の必要性などから防草を目的としたコンクリートが設置されるようになり、従来は現場打ちコ
ンクリートや防草シートが使用されていた。

H

本報告では、防草パネル開発の目的とコン
セプト、試験施工による性能確認、現場施工と経年変化を確認した内容を紹介する。

２

写真-1

開発の目的
従来、防草を目的として現場打ちコンクリ

呼び名ートや防草シートを設置していたが、本製品
は防草を目的としたコンクリート二次製品とし、従来技術よりも施工性の向上を図ること
を開発の目的とした。

ASK-Ⅱパネル外観

表-1

製品規格

高さ(H)
（mm）

幅(W)
（mm）

質量(M)
（kg）

500

500

180

600

600

215

700

700

250
2000

800

800

285

製品コンセプト①：製品形状の決定

900

900

325

日当り施工量の向上を図るため、製品を大

1000

1000

375

２．１

型化して幅(W)を 2.0m とした。また、高さ（H）を 1.0m とし、2.0m2 の大型ブロックとした。なお、法長に合わせて製品の高さ方向の長さを 50cm まで 10cm ずつカットすることも可能である。
国土交通省 北陸地方整備局の設計要領[道路編]（平成 29 年 4 月）に道路改築工事における防草コンクリートの施工例について、
法肩･法尻は 1.0m 程度の施工と記載されていることから、製品の形状は妥当と考えられ

図-1

防草コンクリート施工例（国土交通省 北陸地方整備局 設計要領

る。

[道路編](平成 29 年 4 月)より引用）

－20－

２．２

製品コンセプト②：表面意匠の改良ことを確認した。

製品表面の横目地部で土砂の堆積を防ぐた
めに凹目地を持たせず、表面の肌目を梨地模様として微弱な凹凸を持たせたことで太陽光が反射しにくい意匠とした。
梨地模様
写真-4

３．２

施工性の確認と施工完了

防草効果の確認

防草効果について施工完了から 3 年半観察
写真-2

した結果、製品境界部からの雑草の繁茂は見

表面意匠（左）と横目地（右）られなかった。
３

試験施工による性能確認
弊 社 敷 地 内 に て 盛 土 （ 9.4m × 11.4m ×1.8m ） を 造 成 し て 施 工 性 の 確 認 、 防 草 効 果
製品の確認、製品施工後の変位の確認を行った。

境界部
写真-5

防草効果の確認（施工後 4 ヶ月）

製品
境界部
図-2

盛土図面
写真-6

防草効果の確認（施工後 3 年半）

３．３

製品施工後の変位の確認

防草効果の確認と共に、製品施工後の変位の有無をレベル測量と目視での製品と天端調
写真-3

整コンクリートの目開き量の計測の 2 通りで盛土造成状況

確認した。この結果、製品施工後に変位は認
３．１

められず、製品固定方法に問題が無いことを施工性の確認

施工吊り具を用いた施工性の確認から安全確認した。

に作業できることを確認し、施工サイクルタ
イムの計測から国土交通省土木工事積算基準

４

現場施工と経年変化の確認のコンクリートブロック張工の平ブロック

国土交通省 北陸地方整備局 富山河川事（150kg 以上）と同等の歩掛で施工ができる

務所管内の小矢部地区交通安全対策工事と長－21－

岡国道事務所管内の小出維持出張所管内維持工事で本製品の施工が行われた。この結果、製品施工後の変位や歩道や道路での雑草の繁茂は確認されていない。

４．１

写真-11

製品施工方法

施工後の経年変化（左：施工時、右：施工後 3 年半経過）

製品施工方法は①法面整形②防草シート張り付け

４．３

小出維持出張所管内維持工事の経年

③製品施工

変化確認
工事の後、3 年半に渡って経年変化を確認④天端アンカー鉄筋固具冶具取付⑤天端アンカー鉄筋打込み

したが、小矢部地区交通安全対策工事と同様となり、2 現場の実績より作業の問題は発生に製品施工後の変位は認められず、製品間にしていない。

加えて製品と天端の現場打ちコンクリート打②③

写真-7 防草シート

写真-8 製品施工

継目部からの雑草の繁茂も確認されていない。

張り付け

④

写真-12

施工後の経年変化（左：施工時、右：施工後 3 年経過）

⑤
５

今後の課題
現状では施工から 3 年半程度経過しているが、引き続き施工箇所の経年変化を確認する。
写真-9 天端アンカ

写真-10 天端アン

ー鉄筋固定冶具取付

カー鉄筋打込み

また、1:1.5 以外の法面勾配への対応、道路
曲線半径が小さい場合の対応を検討したいと考えている。これにより、今後多くの現場で４．２

小矢部地区交通安全対策工事の経年活用して頂き、社会貢献できれば幸いである。

変化確認
工事の後、3 年半に渡って経年変化を確認

参考文献

したが、製品施工後の変位は認められず、製

１)国土交通省北陸地方整備局：設計要領

品間に加えて製品と天端の現場打ちコンクリ（道路編），p.3-18，2017.

ート打継目部からの雑草の繁茂も確認されて
いない。

－22－

供用中の桟橋を効率的に補強するＲｅ－Ｐｉｅｒ(リピア)工法
あおみ建設株式会社
１

はじめに

土木本部技術開発部〇吉原

到はコスト高となる上に岸壁の長期供用停止が国土交通省は平成 18 年に「耐震強化岸壁

避けられないため、以下の３つの開発方針を

緊急整備プログラム」を策定して、限られた設定した。

社会資本整備予算の中で既設構造物の延命化①既設桟橋を活用し、部材を追加して補強することで供用制限を最小化する。

や耐震補強整備を進めている状況である。民間企業においても、高度経済成長時に建設さ②水中での作業を軽減し、現地施工期間を最れた専用岸壁が更新時期を迎えたものの代替

短とすることで、工程短縮とコストの縮減

施設がないため、岸壁を供用しながらかつ低を図る。
③シンプルで簡単に取付できる構造とする。

コストで延命したいというニーズがある。
このような社会情勢を受けて、低コストで、かつ現在の物流機能を低下させることなく、

３．Re-Pier 工法の概要

岸 壁 を 供 用 し な が ら 耐 震 補 強 で き る 「 Re-

鋼管杭を補剛部材で連結することで桟橋全

Pier 工法(図-1)」を開発し、実際の桟橋に体の剛性を増加させる工法として、「格点式適用したので、その概要について報告する。

ストラット工法」があり、主として新設構造物を対象として適用されているが、この工法

２．開発背景と開発方針

を既設構造物に適用する場合、既設上部工を桟橋式の岸壁における耐震補強・延命化工

撤去しなければ補剛部材を取り付けることが事では、「桟橋の供用は止めたくない」、できず、長期間にわたり岸壁を供用すること「工事期間は短くしてほしい」、「できるだができなくなる短所があった。そのため、既け安く対策したい」というニーズが強い。し

設上部工を撤去せずに、上部工直下で補剛部

かし既設桟橋を撤去して新設する場合や、上材を鋼管杭に追設できる工法を開発した。

部工の撤去や鋼管杭の増設を伴う補強方法で本工法は、部材長を可変式とすることで、上部工撤去不要

供用しながらの
施工を実現

図－1

補剛部材で
鋼管杭を連結部材を簡便に追設可能

桟橋全体の剛性を増加させて、耐震性能が向上

水中作業効率化
で、低コスト・
工程短縮を実現

Re-Pier 工法の完成イメージと特徴

－23－

既設鋼管杭

狭隘な杭間（水中）で簡便に追設できること

まず、部材長が最短となる格納状態にしてが特徴である。低コストで、短期間に、施設設置場所まで運搬し、既設鋼管杭間にはめ込供用にできるだけ影響を与えずに、桟橋の耐む。その後、入れ子状の鋼管を引き出して部

震性能の向上や前面水深の増深化、構造物の材を伸長し、鞘管のフランジを接合し、既設延命化を実現することができる。(図-2,3)

鋼管杭へ部材を追設する。最後に、既設杭と鞘管の遊間、および径の異なる鋼管と鋼管の

杭頭から
部材挿入

ラップ区間にモルタルを充填し既設構造物と

上部工の
撤去・復旧

剛結する。(図-5)
格納時全長格点式ストラット部材

伸長時全長
ラップ長

ラップ長

部材長固定

太い鋼管

ストラット部図－2 従来工法による施工上の課題

鞘管部

図－5

桟橋供用可能細い鋼管

鋼管杭

既設鋼管杭への補剛部材追設の仕組

従来は、上部工を撤去して杭頭から補剛部材を挿入する事で対応していたが、本工法で上部工直下で部材追設可能は上部工を撤去することなく部材の追設が可

伸縮ストラット部材能である。また部材はグラウトシールを含め
部材長可変

すべて工場で製作・組立てするプレキャスト品であり、潜水士による水中作業を大幅に軽減する工夫も盛り込んでいる。

図－3 Re-Pier 工法での施工
本工法に使用する「伸縮ストラット部材

なお、通常既設桟橋の杭間距離は施工誤差(図-4)」は､ストラット部と鞘管部の２種類によるばらつきがあるが、部材全長を容易にの部材で構成されている。ストラット部は、調整できることから、製作する補剛部材は同径の異なる２本の鋼管からなり、径の細い管一寸法とする（部材のユニット化）ことがでを太い管の中から出し入れすることで、設置きる。(図-6)時に部材長を調節できることが特徴である。

図－4 伸縮ストラット部材
鞘管部は、鋼管を半割りにした形状の部材にフランジ加工を施し、ボルトで接合する構
造とした。

－24－

図－6 杭間の変動への対応

４

施工方法

４．１

施工フロー

現地での施工は、ストラット設置準備工、
ストラット設置一連、モルタル打設工、防食工という流れで進める。(図-7)ストラット設置準備工

ストラット設置一連

図－9

桟 橋 上 の 25 ｔ 程 度 の ラ フ タ ー ク レ ー ン に

フローター艤装下地処理

防食工
シアキー水中溶接専用フローター艤装状況

モルタル打設工

ストラット部材進水

より部材を進水し、その後は、潜水士が桟橋

ストラット部材曳航
アンカー設置
ブラケット取付

部材吊り替えの下面まで曳航・移動させ、先に上部工に取部材引寄せり付けたアンカーに伸縮ストラット部材を吊鞘管固定

り替えて、所定の位置に部材を設置する。

部材伸長

なお、フローターはクレーンで回収し、次鞘管固定の部材に艤装する。(図-10)
図－7

４．２

施工フロー

ストラット設置準備

既設鋼管杭表面のカキ落とし・ケレン等の下地処理を行った後、鋼管杭とモルタルの付着力を向上させるためのシアキーを水中溶接する。次に水中作業を簡便化したバンド式ブ
ラ ケ ッ ト 材 を 鋼 管 杭 に 取 り 付 け ( 図 -8) 、 部
材を一時的に吊り下げるためのアンカーを上部工下面に設置する。

図－10
４．４
図－8

４．３

部材設置一連モルタル打設工

伸縮ストラット部材のラップ区間および既バンド式ブラケット設置

ストラット設置一連

設杭と鞘管の遊間に水中不分離性モルタルを重量物である伸縮ストラット部材を桟橋下面の設置位置まで運搬して設置するために、充填し、伸縮ストラット部材と既設構造物を剛結する。(図-11)

専用のフローターを使用する。フローターを艤装すると、部材が水中で浮きも沈みもしな
い中立の状態（中性浮力）となり、水中で潜水士が部材を簡単に移動させることができ、潮位や既設桟橋の構造に影響をうけることな
く安定して設置できる。(図-9)

図－11

－25－

モルタル打設５．２

５．施工事例の紹介
５．１

事例２（愛媛県中島港）

事例 1（宮城県仙台塩釜港）

愛媛県の松山市の離島にあるフェリー岸壁

当工事は、2014 年(平成 26 年)3 月宮城県

での事例で、平成 26 年から 29 年にかけて

発注の東日本大震災後の災害復旧工事である。 施工した。(図-14)
当 該 施 設 は 、 岸 壁 延 長 320m ， 前 面 水 深 -当 該 施 設 は 、 岸 壁 延 長 60m ， 前 面 水 深 -4.5m～-5.5m の直杭式 RC 桟橋であり、海側7.5m の直杭式 RC 桟橋であり、住民の生活のの桟橋は平成 2 年に建設されたものであるが、 足であるフェリー用として使用されている。
震災により桟橋全体が 40cm 程度沈下した。

この施設は離島で唯一の耐震岸壁であり、そ岸壁の機能を回復するため、コンクリートの岸壁を現行の基準で照査した結果、基礎杭を増し打ちして上部工を嵩上げする計画であの耐震性能が不足することが判明した。対策ったが、単純にコンクリートを増し打ちするにはフェリーの運航を止めないことを求めらと、重量の増加により耐震性能が不足するた

れ 、 桟 橋 を 供 用 し な が ら 施 工 可 能 な Re-め、図-12 に示すとおり、Re-Pier 工法によPier 工法により補強を行うこととなった。
伸縮ストラット部材は、 約 2.7t／基で、り補強することとなった。
伸縮ストラット部材(図-12)の重量は、約1.5t/ 基 で 、 64 基 を 施 工 し た 。 施 工 は 、 岸

24 基施工した。施工はフェリーの運航を止めることなく無事完了した。(図-15)

壁の供用に影響することなく完了することができた。(図-13)図－12補強断面図と部材詳細

図－14

フェリー岸壁図－15

桟橋補強断面図

６．おわりに今後は、水中作業をより軽減するために部材の構造や形状、施工方法の工夫を重ね、現場水中作業の大幅な削減と生産性向上を実現
し、供用しながら耐震・増深対策が出来るというメリットを活かし、既設桟橋の長寿命化
図－13

施工状況

に貢献していきたい。

－26－

ベル工法の技術を取り入れた改築推進（塩化ビニル推進管への置換え）の開発
真柄建設株式会社

１

ベル・ミクロ事業部

工事課長

大瀬

弘樹

し、現在、改築推進工法の開発を進めているのはじめにで報告する。

我が国において、これまで 46 万 km にのぼる
管路布設の中で 50 年以上の耐用年数が超過する
管路は 1 万 km 以上にものぼり、今後は加速度的

２ベル工法改築推進の概要に更新工事が増えるのは明らかである。また、本工法の概要を図－１に示す。

管路の老朽化にともなう陥没事故も年間 3300 箇

本工法は、改築推進工法の図－２に示す分類

所発生している。このような状況の中、各自治の中で、静的破砕推進工法（既設管ガイド式：

体では長寿命化を含めた維持管理計画において､泥水排土方式）に分類される。

開削による布設替え、管更正工（既設管路内面に管きょを構築）、改築推進工（既設管路を破砕（既設管ガイド式）

あるいは残置しつつ推進により新管への置換

泥

水

排

土 方 式

泥

水

排

土 方 式

え）などの管路改築を推し進めている。
老朽化した既設管路において、たるみやずれが生じ管更正工では対応できない管路も多く存在しているため、改築推進工の社会的要求が高まってきている。
このような社会的な要求を踏まえ、ベル工法
が有する技術（①自立管である塩ビニル管の長距離・曲線推進技術、②小口径推進における礫破砕技術、③泥水による送排泥技術）を活か

図－1

図－２ 改築推進工法の分類（推進工法用設計積算要領 改築推進工法編 2013 年度改訂版）

開発を進めている改築推進の概要図－27－

施工方法は、既設管内へ写真－１に示すパイパイロット破砕機には止水装置が設置されてロット破砕機を挿入したあとコンクリート管をおり常に既設管内に密着して泥水を漏洩しない

6 枚の羽で破砕し、地中で短冊状に押し広げる

ようにしながら到達側へ引き抜いていく。
パイロット破砕機と後方掘進機は、遠隔操作（写真－２）｡その後続は写真－３に示す後方掘進機を密着させ掘進させるとともに、こぼれたにより常に密着し方向修正を行う。

土砂や既設管の破片を泥水で流体輸送し、排出なお、本工法は、条件によって、既設管内面しながら新しい塩化ビニル推進管に置き換える｡

を削りながら新管に置き換える切削破砕推進工法（既設管ガイド式：泥水排土方式）での改築推進も可能である。写真－４にコンクリート管

止水装置の切削状況を示す。

破砕羽

写真－１

パイロット破砕機

写真－４

３

コンクリート管切削状況

適用管の管種と管径

３．１

既設管の管種と管径本工法で適用できる既設管の管種は、開削用の鉄筋コンクリート管・硬質塩化ビニル管・陶写真－２

破砕羽による破砕状況

管・ダクタイル鋳鉄管および推進用塩化ビニル
管（ステンレスカラー）であり、推進用鉄筋コ
ンクリート管（ステンレスカラー）は現段階では適用不可である。なお、適用できる既設管径
は呼び径 300 と 350 である。
３．２

新設管の管種と管径

新設管は、推進用塩化ビニル管（SUS カラー）で呼び径φ300、L=1.0m を採用し、改築推進延長は現段階では開削区間 50m を想定してい
写真－３

後方掘進機

る。

－28－

４

７

適用できる土質

編成人員
本工法の編成人員は表－１を標準とする。

既設管を破砕することが前提であるため適用
土質は、普通土（N 値 30 以下）、礫質土（最大
礫径 120mm 以下、礫率 50％、一軸圧縮強度

表－１
場所
全般

150MN/m2）であり、また、透水係数は、1×10-

発進側

3

到達側
合計

cm/sec、地下水圧の上限値は 100kN/m2 を想定し

８

オペレータ

1

特殊作業員

2

普通作業員

1
5

編成人員

作業内容
総指揮、連絡調整パイロット破砕機、後方掘進機、パイロット牽引減速機の遠隔操作
ユニックの運転、玉掛け
機器の設置、推進管のセット
牽引チェーンの取り外し

実証実験の経過
本工法の開発は、現段階までは全て地上実験

施工フロー
本工法の施工フローを下記に示す。
発進側

人員
1

※ プラントの設置、発進到達設備の設置、到達時の分割回収は全員で行う。

ている。（以上は要検討）

５

職種
土木一般世話役

到達側

調査工であり、各種既設管の破砕の確認、破砕速度、破砕羽の広げ幅および間隔、推進速度について確認し、それぞれの不具合等を検証し、改良・

既設切回し（ｻｰﾋﾞｽ管）

改造を繰り返し行っている。
立坑築造工
改築設備工

準備工

発進坑口工

牽引ﾁｪｰﾝ挿入

牽引ﾁｪｰﾝ接続

ﾊﾟｲﾛｯﾄ牽引減速機設置

改良も大詰めにさしかかり、地中での実証実験を向かえるまでに至った。今後、地中実験が可能な試験施工ヤードにおいて、各種の管種や立坑を想定し、実験を実施する予定である。

ﾊﾟｲﾛｯﾄ破砕機設置
後方掘進機設置
ﾊﾟｲﾛｯﾄで既設管破砕牽引ﾁｪｰﾝ回収掘進機による改築工

ﾊﾟｲﾛｯﾄ破砕機回収

ｲﾝﾅｰﾕﾆｯﾄ引抜

後方掘進機回収（人孔設置、管接続）

到達坑口工（仕上げ）（切回し解除、取付管）

９

題

課題としては、①水替工、②取付管の処理
題、③改築後の空洞処理などである。

１０

道路復旧

６

課

おわりに
現在、改築推進工法は管更正工法と比較して、日進量が遅く、かつ、工事費が高くなる

立坑の選定

ため工法採用にまで至らないケースが多い。

本工法において、改築するスパンの発進側にしかしながら、本工法のように信頼性の高は立坑が必要である。
発進立坑は、パイロット破砕機や工法掘進機

い自立管（硬質塩化ビニル管）による改築推を設置する際の作業空間となるほか、推進時の進を確立して普及させれば、コスト面や日進推進架台、推進管のセット等の作業空間が必要量を改善し、管更生工法とは異なり、これまとなるためケーシング立坑φ2000mm（ライナー

で以上の長期的・安定的なライフサイクルコ

プレート立坑でも同様）以上となる。

ストの改善が見込まれる。

到達立坑は、牽引チェーン、パイロット牽引

これからの開発では、下水道管渠に限るこ

減速機の設置、到達時のパイロット破砕機、工となく、水道管･電力管・ガス管の各分野で、

法掘進機の分割回収の作業空間のみとなるため

いろいろな管種･管径に挑戦し開発を行い、社既設１号人孔程度（φ900mm）となる。

会資本の長寿命化に貢献していく。

－29－

以 上

第Ⅲグループコンクリートのこわばりを低減できる混和剤「チキソリデュース」
清水建設(株) 土木技術本部(株)フローリック 技術本部

○根本
平野

浩史
修也

集体はコンクリートが流動する際に抵抗と

１．はじめに
社会基盤整備に大きな役割を果たすコン

なり、撹拌や振動よって凝集体が破壊されクリート構造物を取り巻く状況は、近年大て、コンクリートは再び流動性を得ることきく変化してきた。耐震性能の要求水準のができる。レオロジーの分野では、このよ

引き上げによる鋼材の増加や、環境問題、うな性質をチキソトロピーと呼び、時間に資源の有効利用等の時代の要請に伴う材料

よって性質の度合いが変わることから時間特性の変化は、コンクリート施工の難易度

依存流体とも呼ばれる。
コンクリートのこわばりの程度が大きくを著しく増大させ、初期欠陥が発生するリ
スクが増大する結果になっている。1)

なると、再び流動させるのにはより大きな初期欠陥の発生は、上記に示す要因によ外力が必要となる。もしくは、十分な外力るものだけではなく多岐にわたると考えらを与えられない場合は、コンクリートのこれるが、要因の一つにコンクリート特有のわばりが解消されずに流動性が不足し、充性状変化である「こわばり」があると考え填性が損なわれることを示唆している。コられる。コンクリートの施工途中にコンク

ンクリートがこわばるという現象は、実際リートがこわばると施工性能が大きく低下の工事現場において初期欠陥を招く要因とし、初期欠陥の要因となってしまう。

なる。

本稿では、このコンクリートのこわばり

コンクリートのこわばりが初期欠陥とについて、そしてこわばりがコンクリートなる事例として、場所打ちコンクリート杭の施工に与える影響、またこわばりへの対や逆打ち部分へコンクリートの充填、また策技術として新しく開発したこわばり低減

はコンクリートポンプを使用した圧送等が剤「チキソリデュース」について説明する。 あげられる。場所打杭ではコンクリートを
トレミー管により打込む場合が多いが、先に打ち込まれたコンクリートがこわばって

２．コンクリートのこわばり
コンクリートには、練り混ぜられて製流動性を失ってしまうとトレミー管が閉塞造された後、一旦静置されて時間が経過す

しコンクリートが打ち込めない状況となるることにより硬くなり、所要の流動性が損場合がある。また、オールケーシング工法

なわれて動きづらくなる若しくは動かなくの場合はケーシングチューブを引き上げたなる現象を示すことがある。この現象は、跡にコンクリートが充填される必要がある

練混ぜによって分散されたセメント粒子がが、既に打打ち込まれたコンクリートがこ

静置によって凝集し、凝集体を形成するこ

わばって流動性が不足していると、ケーシとに起因すると考えられる。セメントの凝ング跡にコンクリートが流動せずに未充填－30－

３．こわばり低減剤「チキソリデュー

箇所となり欠陥が生じる（写真－1 参照）
2)。逆打ち部でも先に打ち込まれたコンクス」の開発 3)

リートがこわばってしまうと、後から打ち

こわばりが原因で生じる初期欠陥は、フ込まれたコンクリートの充填が阻害され、レッシュコンクリートがチキソトロピー性

未充填の原因となる。圧送においてはポンを有していることに起因しており、流動しプ配管内で先行して打込まれたコンクリーている場合には問題にならないが、一旦静トがこわばると、後から圧送されたコンク

置されて、時間が経過して再び動き始める

リートの変形に追従できず管内で閉塞する

際に流動抵抗(降伏値に近似)が著しく大き恐れがある（写真－2 参照）。さらに再圧くなることが問題となる。チキソトロピー

送時の圧送負荷が著しく増加した場合、配による影響を低減することができれば、こ管の接続箇所など局所的な破裂のリスクがわばりによる初期欠陥を防止する上で有効高くなり、初期欠陥の復旧に時間と労力がであると考えられ、化学混和剤を利用して費やされることとなる。

セメントの近接や凝集を抑制することは、

また、コンクリートのこわばりが顕著な場合、打重ね部で下層のコンクリートにおコンクリートのこわばりを低減するのに有効であると考えらえる。

けるバイブレータの振動による影響範囲がそこで、コンクリートのこわばりやチキ

小さくなり、上層と下層の一体化が阻害さソトロピーによる影響を低減する新しい混れコールドジョイントの発生につながる可和剤「チキソリデュース」が開発されるこ能性もある。

ととなった。

コンクリート工事を円滑に進めるために

チキソリデュースの主成分は、オキシカ

は、コンクリートのワーカビリティーを確

ルボン酸塩およびグリコールエーテル系誘保することが重要であるため、流動性の保導体の粉体であり、液体の混和剤に比べて持性能に優れ、こわばりが小さいことは、

コンクリートへの溶解速度が遅い点が特徴

コンクリートのワーカビリティーの観点でである。

望ましいと言える。しかし、コンクリート

グリコールエーテル系誘導体は非吸着でのこわばりによる影響を定量化できる評
価方法は確立されておらず、静置したコ
ンクリートを対象としたスランプ試験の応用やレオロジー試
験の結果に基づく検証などは今後の検討課題である。

写真－1 場所打ち杭における未充填箇所発生
状況

－31－

写真－2

ポンプ施工における配管閉塞

弱い分散性とコンクリート

トのこわばりによる影響を確認するものでのフレッシュ性状に寄与す

ある保水性を有する成分からなり，分散したセメント粒
子間に入り込んで、セメントの近接や凝集を抑制する効果がある。
チキソリデュースは、写

写真－3 チキソリ
デュースの荷姿

写真－4 静置スランプ試験 試験状況

真-3 に示すように水溶性の紙袋に梱包されたパック型

表－1

コンクリートの配合および使用材料の粉末状の混和剤である。1
パック当たりの内容量は250g であり、バッチャープ
ラントのミキサーやアジテ
ート車に必要パック数を投入して使用する。必要パック数は、対象となるコンク
リートの配合や使用材料、
目標スランプ、添加時期やこわばりの程度によっ

チキソリデュース添加
静置スランプ：20.5 ㎝て異なるが、アジテート車の積載量が 4～4.25m3 の場
合、標準使用量は 4 パック
であり、添加に必要な計量設備が不要であり、製品の取扱いは比較的容易である。

図－1 チキソリデュースを添加した効果［スランプ試験および静置スランプ試験］

ベースコンクリート
静置スランプ：6.0 ㎝

トのこわばりによる影響を確認するもの
４．「チキソリデュース」のこわばり低減である。表-1 の配合 No.1 で高性能 AE 減効果

水剤を使用したベースコンクリートを対象

チキソリデュースを添加したコンクリーに、練上がりからの経過時間 30 分時点で

トのこわばりを簡易的に評価するために写

チキソリデュースを添加した効果をスラン

真 -4 に 示 す よ う な 静 置 ス ラ ン プ 試 験 を 実

プ試験と静置スランプ試験(静置時間は 30施した。この試験は、スランプ試験で使用分) によって確認した。その経時変化試験

するスランプコーンの中にコンクリートをの 結 果 を 図 -1 に 示 す 。 練 上 が り か ら の 経

詰めて、所定の時間静置させた後にスラン

過時間 60 分でベースコンクリートのスラプコーンを引上げて、静置したコンクリー

ンプが 17.0cm であったのに対して、破線－32－

で 示 し た 静 置 ス ラ ン プ は 6.0cmまで低下し、こわばりによってコンクリートの降伏値が著しく増加したことが推察される。一方、チキソリデュースを添加したコンクリートのスランプ保持性は向上し、静置スランプはコンクリートがこわばることなく
20.5cm となった。

図－2

また、コンクリートのチキソ

チキソリデュースを添加した効果［回転粘度計による測定］

トロピーを評価するために、回転翼型のブ

コンクリートのチキソトロピーが低減する

レードを装着した回転粘度計を用いてせん

効果が認められた。

断ひずみ速度制御によるせん断応力の履歴(ヒステリシスループ)を得た。表-1 の配合

５．おわりにNo.2 で高性能 AE 減水剤を使用したコンク

こわばりを低減する新しい混和剤「チキソリートを対象に、練上りから 60 分間コン

リデュース」を開発した。コンクリートのクリートを容器内に静置した場合のヒス

こわばりを低減できる本技術は，複雑化す

テリシスループを図-2 に示す。本実験では、 るコンクリート施工に対し，初期欠陥発生
せん断ひずみ速度を徐々に上げていく上昇のリスクを低減する効果があると考えられ曲線を経て、最大速度に到達後、せん断ひる。今後，本技術が広く展開されることで，ずみ速度を下げていく下降曲線を描くこと

コンクリートの初期欠陥低減に寄与できれに な る が 、 図 -2(a) で 見 受 け ら れ る よ う にば幸いである。

コンクリートのこわばりによって初期せん［参考文献］

断応力(図中の x 軸上の矢印)が著しく増加

1） 土木学会コンクリートライブラリー126，

する傾向が認められた。これに対して、チ施工性能にもとづくコンクリートの配合設

キソリデュースを添加した場合は、図-計・施工指針（案），2007.3

2(b)のように初期せん断応力が約 37%低下

2）大川了，岡本茂，野村朋宏，根本浩史／

し、こわばりの低下が示唆された。ヒステ

場所打ち杭に用いるコンクリートの施工性能

リシスループで囲まれた面積は、試料が上評価に関する実験的検討，土木学会コンクリ

昇曲線および下降曲線の応力―ひずみ履歴ートの施工性能の照査・検査システム研究小に晒されて、凝集構造が破壊され、次第委員会(341 委員会)委員会報告書，2011に凝集が回復する履歴のずれの度合いを示

3） 根本浩史，平野修也，西祐宜，伊達重之

し、言すればチキソトロピーの度合いを示／こわばり抑制剤を用いたフレッシュコンク

唆する。本実験結果では、チキソリデュー

リートの性状改善に関する実験的検証，コン

スを添加することで、ヒステリシスループ

ク リ ー ト 工 学 年 次 論 文 集 ， Vol.39 No.1

で囲まれた面積が約 29%減少し、静置した

pp.1261～1 266 2017.7－33－

複合現実（MR）技術の建設現場での活用「Genba-MR アピアコ」
株式会社

技術開発室
技術開発室長株式会社シーエスレポーターズ
１

はじめに

１．１

興和

○太刀川 翼
山本 宏幸
遠藤 翔太

問題に対する解決策の１つとしては、関係者

背景

協議や合意形成に役立つ３次元モデル可視化

近年、労働者の高齢化や労働力不足が、建設業界全体の大きな問題となっている。国土

ツールの利用や新たなツールの開発が掲げられる。

交通省は 2016 年に、今後１０年間で技能労働者約 340 万人のうち、110 万人が高齢化等により離職の可能性があると発表した

1）

１．２

新技術への期待。

近年、ゲームや撮影画像の加工などのエン

また、若年者の入職が少ないことが、さらにターテイメント分野や、商品ＰＲのようなマ

この問題に拍車をかけている。そのような現ーケティング分野では、ＶＲ（仮想現実）や状を踏まえ、国土交通省は、建設現場の生産

ＡＲ（拡張現実）、ＭＲ（複合現実）などの性 向 上 に 向 け た 施 策 の １ つ と し て 、 i-技術が盛んに活用され、話題となっている。

Construction を推進している。そして、i-

さらに最近では、PC 等の性能向上によりス

Construction におけるトップランナー施策

マートフォンやタブレットのような安価なハの１つとして「ICT の全面的な活用」が提唱ードでも、これらのコンテンツが作成・利用されており、これまでのような部分的な情報可能となっており、以前よりも身近な技術と化施工ではなく、測量から設計、施工、検査

し て 定 着 しつ つ あ る 。そ し て 、 VR な ど の 技

ま での 各段階 にお いて ICT を活 用し て生産術は建設現場においても、非日常の疑似体験

性の向上を図ることを推進している。

による安全教育や、不可視物の可視化によるさらに最近では、“BIM/CIM”の導入が進

埋設物の表示や建機の干渉確認といった活用

め ら れ て い る 。 BIM/CIM の 導 入 の 目 的 は 、方法が想定されることから、その有用性が期

計画・調査・設計段階から３次元モデルを導待される。

入し、その後の施工・維持管理分野においても情報を活用・共有することにより、建設生

２産システムの業務効率化と高度化を図ること

２．1

開発概要
開発の目的

である。これまでに行われた BIM/CIM の試

弊社は、ＶＲ、ＡＲ、ＭＲのうち、ＭＲ技行事業において、効果が認められた活用例・

術は現実空間のスケールや物体の位置関係を内容としては「可視化による関係者協議の迅扱うことができるため※1、現場で使用する３

速化、合意形成の迅速化」が挙げられている次元モデルの活用ツールとして適していると2）。

考えた。そこで、弊社はＭＲ技術の建設現場

以上の現状を踏まえ、現在建設業が抱えるでの活用を目的にスマートフォンやタブレッ－34－

ト で 使 用 可 能 な ア プ リ ケ ー シ ョ ン 「 GenbaMR ア ピ ア コ 」 （ 以 下 、 ア ピ ア コ と す る ）２．３（特願 2017-224254 号）の開発を行った。

３Ｄモデル配置方法

本技術では、３Ｄモデルを配置する方法が２通り備わっており、活用場面（現場/事務２．２「Genba-MR アピアコ」概要

所内）や用途（完成イメージ確認/建機干渉

アピアコは、建機や構造物の３Ｄモデルを確認/３Ｄ形状の把握）によって使い分けが任意の位置・姿勢で配置し、スマートフォン

可能となっている。

等の画面を通して確認することが可能なアプ
リケーションである。写真－１に、３Ｄモデ

２．３．１

ル配置時に端末に表示される画面の例を示す。

ターゲットセッティングス方式

ＴＳ（ターゲットセッティングス）方式は、この事例では、３Ｄモデルが座標情報を持つ

２点以上の測量基準点や、ＱＲコード等を現ことによって、三角コーンや点字ブロックの地に設置することで、現実の３次元空間にほようなオブジェクトは地表に、下水管のようぼ正確に３Ｄモデルを重ね合わせる方法であなオブジェクトは地下に配置されている。

る（写真－２）。長大な３Ｄモデルを表示して遠景を確認したい場合や、ある特定の位置にモデルを表示したい場合など、３Ｄモデルを配置する位置や姿勢が重要な場合は本方式の使用が適している。

写真－２

２．３．２

ＴＳ方式による配置手順

フリーセッティングス方式

ＦＳ（フリーセッティングス）方式は、表
示基準点の設置が不要で、どこでも容易に３Ｄモデルを閲覧させることが可能となっている（写真－３）。手軽に使用できる利点があ
写真－１

３Ｄモデル配置時の画面表示（下水熱ヒートパイプシステム）

るため、表示する３Ｄモデルの位置よりも、形状が重要な場合には本方式が適している。

－35－

３ 活用場面
３．１ 時間的な不可視物の可視化
本技術は以前存在した、または今後建設予定であるなど、現在では不可視となっている
構造物を表示することが可能である。そのため、建機の干渉確認や構造物完成イメージの表示、過去存在していた構造物の投影などを
写真－３

ＦＳ方式による配置手順行うことで、施工計画策定や関係者のイメー
ジ共有への活用が想定される（写真―４）。

２．４ 対応デバイスの拡張
当初、本技術の開発は、Google 社が開発

３．２ 物理的な不可視物の可視化した“Tango”というプラットフォームを利

竣工後の地下構造物や機械の内部構造など、用して行っていたため、本技術は Tango に

普段は目に触れない部分の可視化にも、本技対応可能な機器でのみ使用可能であった。し術は有効である。不可視部分の技術ＰＲや教

かし、Tango に対応するには、スマートフォ

育への活用の他、埋設物の表示によるインフンに赤外線カメラや魚眼レンズカメラ、高性ラの維持管理への活用が考えられる。写真－

能ＩＭＵなどの特殊なセンサ類が搭載されて５は、机の天板を地表に見立てて配置した、いる必要があるため、利用可能なデバイスは深さ情報を持つ３Ｄモデルの表示例である。

限られており当技術の普及の障害となってい机の下側から見ると、地下へと伸びるボーリた。そこで、アピアコは一般機種でも使用可

ング孔が確認でき、座標情報が反映されてい能な AR 技術である“ARKit”（iOS 対応）

ることがわかる。これにより、例えば建設現を利用できるように改良を行い、iPhone や場において、埋設されたインフラ設備の埋設

iPad でも使用可能となった。また、さらな深などを確認しながらの作業が可能になる。

る 対 応 デ バ イ ス の 拡 張 を 目 的 に 、 “ ARCore ”(Android 対 応 ) で の 利 用 に つ い て も 検 証 実
験を行なっている。

写真－４

写真－５

構造物完成イメージの表示例

地中埋設物の表示例（地中熱ヒートパイプ）（雪崩防止柵）－36－

４

おいて、「可視化による関係者協議の迅速化、課題本技術の３Ｄモデル配置の精度は、アプリ

合意形成の迅速化」、ひいては「生産性の向を起動する端末や、Tango などの MR 技術そ上」を実現するための有益なツールであるとのものに依存しており、現状では３Ｄモデル

考える。また、不可視部分の可視化という点の 配 置 に 数〜 数１ ０ cm 程 度 の誤 差 が 生 じるに着目した場合、本技術はインフラの維持管ことが判明している。特に、Tango 非対応機

理における３Ｄモデルの活用や技術ＰＲ、教種では、対応機種と比較して誤差が大きくな

育への活用も考えられる。

る傾向が見られている（写真－６、７）。その他にも、３Ｄモデルを表示したままの移動※1：本報文では、カメラなどを通して読や、その距離、速さ、画面内への移動体の映み取った現実世界の情報を反映させた仮想空り込みなどが誤差を増加させる原因であるこ間を作り出すこと、またはその空間そのものとが分かっており、原因を除去した精度向上

を MR と呼称している。また、ＭＲ技術は、は、今後の課題となっている。

現実空間の地表面や奥行を仮想空間へ反映させることができるため、地面の上や遠く（または近く）に 3Ｄモデルを置く、置いたモデルを現実空間で回り込む、といった動作が可能である。しかし VR や AR と明確に区別されないことが多く、混同も度々みられる。

参考文献
写真－６

(1)i-Construction 委員会 報告書

Phab2PRO 使用時の表示誤差

平成

28 年 4 月：「i-Construction ～建設現場（Google Tango 対応機種）の生産革命～」(2)国土交通省 CIM 導入推進委員会：「CIM導入ガイドライン（案）第１編

共通編」

謝辞
本研究にあたり、「平成 29 年度

建設企

業経営革新支援事業」制度の対象事業として助成を賜りました、公益財団法人にいがた産
写真－７

業創造機構様へ深く感謝申し上げます。

iPad 使用時の表示誤差（Google Tango 非対応機種）

５

まとめ
本 技 術 は 、 BIM/CIM が 導 入 さ れ ３ Ｄ モ デルの取り扱いが当然となる今後の建設業界に－37－

桟橋の調査診断システム「i-Boat」
五洋建設株
１

技術研究所

土木技術開発部主任

２．１

はじめに

水野

剣一

点検・調査システム

国内の港湾構造物は、長きにわたり国民

i-Boat は、写真-1 に示すように市販のの生活基盤として機能してきた一方で、老ラジコンボートに、撮影用と操作用のカメ

朽化が進行しており、効率的かつ効果的な

ラ、動揺抑制装置（以下、ジンバルと記維持管理・更新を実施することが急務であす。）、画像伝送無線機や LED 照明などをる。

搭 載 し た も の で あ る 。 全 長 2.2m 、 全 幅

港湾構造物、特に桟橋の劣化状態を把握

1.1m、全高 0.65m、重量 57.5kg であり、するには、専門知識を有する者が小型船に

桟橋上部工下面と水面との距離が 80cm 程

乗り込み、狭隘な空間で知識を駆使しつつ度確保できれば、桟橋下側に進入できる。

船上から観察する把握する方法が一般的で操作は、船尾に配備した 2 基のスラスタある。しかし、昨今の人手不足により、技を無線遠隔操作することで行い、前後方向

術者の確保が困難である。また、船舶の接へ、左右へは回頭させて航行することがで

岸中や潮間での点検になりやすく、点検時きる。船体前部に設置した操作用カメラの間や作業空間に制約がある。

画像を無線伝送して、桟橋上でリアルタイ

これらの背景から、専門知識を有する点

ム に 確 認 し な が ら 操 船 を 行 う （ 図 -1 参検者が構造物の下部に進入することなく、照）。動力には船体に内蔵したバッテリ

点検・調査および劣化診断が可能な、「iBoat(無線 LAN ボート)を用いた桟橋の調

撮影用カメラ
動揺抑制装置

査診断システム」を開発した。
本報では、開発したシステムの概要と、本システムを建設から 45 年経過した桟橋に適用し、その有用性について検証を行っ

LED 証明た結果を紹介する。
操作用カメラ２

システム概要

写真-1

i-Boat本システムは、遠隔操作の i-Boat よって構造物の撮影を行う「点検・調査システ
ム」と、それによって得られた構造物の画像を用いて、画像解析によって構造物の劣化診断を行う、「診断システム」の 2 つのシステムによって構成される。
図-1

－38－

桟橋下面の写真撮影のイメージ図

を使用しており、油流出の懸念はない。

２．２．１

3D モデルの作成

桟橋上部工下面を撮影するためのカメラ

3D モデルの作成には、SfM/MVS（Stric

をジンバルを介して i-Boat に搭載した。

ture from Motion/Multi View Stere

波浪によって船体が動揺してもカメラの動o）解析を採用した。SfM/MVS 解析とは、揺量を抑制でき、安定的に桟橋下面を撮影

異なる位置から撮影した大量の画像を使用できる。撮影用カメラの動画撮影時の画素

して、画像上の特徴点を抽出し、特徴点か数は最大 3,840×2,180 の約 840 万画素でら複数の画像を結びつけ、3D モデルを構ある。映像は、画像伝送によって陸上に設築する画像解析技術である。これによって、置したモニタにリアルタイムで表示される。 ボートで撮影した動画データから、構造物
桟橋下面は、日射が届かず暗い環境にあるの大量の静止画を切り出し、SfM/MVS 解場合が多いが、12 個の LED 照明により光析によって構造物全体の 3D モデルを得る

量を確保した。

ことが可能である。また、3D モデルを作成することによって、あおり補正された部

２．２

診断システム

材ごとの正対画像を得ることが可能となる。

「診断システム」 は、 i-Boat で撮影した構造物の画像から、画像解析によってデ

２．２．２

変状の抽出

ータ処理を行い、構造物の劣化診断を行う

3D モ デ ル か ら 各 部 材 の 正 対 画 像 を 抽 出（ 図 -2 参 照 ） 。 ま た 、 専 用 ソ フ ト ウ ェ ア

し、画像上のひび割れなどの変状の抽出をで得られた変状画像や、変状箇所などの関行う。変状の抽出には、ひび割れ半自動抽

連情報をデータベース化し、劣化の経時変出と、ひび割れ近傍の濃淡分布から幅を算化を 3D 管理することで、構造物のモニタ定する手法を用いている 1）。半自動抽出とリングを行うことが可能である。

は、撮影した画像上のひび割れのおおよその位置を手動で範囲指定し、範囲内の各画

無線 LAN ボートにより画像取得

素に含まれる濃淡レベルから、自動でひび
割 れ 部分 のみ を検 出し 、 それ を CAD 図と

SfM/MVS 解析で 3D モデルの作成

して描画する手法である（図-3）。
マウスで範囲指定

3D モデルから部材ごとの正対画像を取得

抽出された
ひび割れ

自動抽出

施設・点検情報と正対画像を専用ソフトに登録
探査幅

正対画像から劣化抽出（ひび割れ、錆汁、剥落など）
選択した
屈曲線

部材と施設の自動劣化度判定

劣化度などの経時変化の把握（3D モデル管理）

図-2

凡例－幅0.5mm未満 －幅0.5～1mm －幅1～2mm－幅3mm以上 ⋯探査幅

本システムの診断フロー

図-3

－39－

－幅2～3mm

ひび割れ抽出イメージ

３

現場実証試験

３．２

建設から 45 年が経過した、全 80m×全3D 作成と変状抽出結果

i-Boatで 撮 影 し た 画 像 を も と に

幅 20m の桟橋上部工下面の梁とスラブを対

SfM/MVS 解析で 3D モデルを作成した。作象に現場実証試験を行った（図 -4,写真-2

成 し た モ デ ル を 図 -5 に 示 す 。 撮 影 は 動 画

参照）。

によって行っており、モデル作成に使用した画像データは約 1 枚/秒ごとに動画からラジコンボート走行経路

抽出したものである。画像データは合計で20m

約 2000 枚の画像を使用した。
抽 出 結 果 の 一 例 を 図 -6 に 示 す 。 梁 に ついては展開図で示している。梁下面はかぶ
操船モニタや
無線の位置

図-4

りコンクリートが剥落し、鉄筋の露出が生80mじており、その劣化を抽出している。また、
スラブは、ひび割れ、鋼材露出、遊離石灰

桟橋平面図および航行ルートを抽出している。
操船モニタ

無線
ラジコンボート

写真-2

現場実証状況
図-5

３．1

点検・調査効率

調査桟橋上部工下面の 3D モデル
梁

写真

今回行った点検・調査では、2 時間で約

スラブ
抽出結果

写真

抽出結果

1,600m2 を 撮 影 す る こ と が 可 能 で あ り 、 1
日 8 時間のうち機器の準備や片付け時間の4 時間を除くと、最大 4 時間/日程度の点検・調査が可能であった。従来手法による点検・調査の標準歩掛

2）

は 、 1,240m2/日（調査時間は 6 時間）とされており、今回の結果から想定される 1 日あたりの点検・
調 査 面 積 は 約 3,200m2/ 日 で あ り 、 従 来 手

凡例
ひび割れ
幅0.5mm未満
幅0.5～1mm
幅1～2mm法に比べ効率は約 2.5 倍程度の向上であった。

幅2～3mm
幅3mm以上

図-6

－40－

鉄筋露出
骨材露出
遊離石灰
浮き
さび汁

コールドジョイント
鋼棒
剥落
漏水
その他の損傷変状抽出結果の一例

３．３

劣化度判定結果

査の 1 年前に従来手法による劣化診断が行3）

われており、その診断結果と、今回実施しの桟橋上部工の劣化度の判定基準を参考にた本システムによる診断結果との比較を行

数値設定し(表-1 参 照)、各部材の劣化度った。その結果、スラブについての結果はを 判 定 し た 。 3D モ デ ル 管 理 シ ス テ ム に よすべて一致し、梁部では約 90%(116 箇所る劣化度判定結果を図-6 に示す。

/129 箇所)の一致であった。

「港湾の施設の点検診断ガイドライン」

劣化度判定を行った部材数は、梁が 129
箇所、スラブ 54 箇所である。点検・調査

4．まとめを行った桟橋は劣化が進行しており、梁部

今回実施した現場実証試験によって、i-では約 80％が a 判定、スラブでは約 96%

Boat に よ る点 検・調 査 では 、従 来手 法にが c 判定であり、スラブに比べて梁部は劣

比べて、約 2.5 倍の効率化が図れることが化が進行していることが確認された。

確認された。また、自動劣化度判定による桟橋の診断結果は、従来手法の結果と概ね

３．４

従来手法との診断結果の比較一致することが確認された。今後はさらに試験を行った桟橋では、本試験による調調査実績を増やし、データの蓄積を行っていくことで、より効率的・効果的な桟橋の表-1

維持管理に繋げていく所存である。

設定した劣化度判定基準(a)スラブabcd

ひび割れ密度
剥落面積
錆や鉄筋露出面積
ひび割れ密度錆や鉄筋露出面積
ひび割れ
エフロ面積
錆や鉄筋露出面積
その他変状
変状

2m/m2以上あり(1％以上)
50％以上
1m/m2以上2m/m2未満
20％以上
密度1m/m2以下
5％以上
20％以下
あり
なし

b
c
d

幅3mm以上の鉄筋軸方向のひび割れ
剥落面積
錆や鉄筋露出面積
幅3mm以下の鉄筋軸方向のひび割れ
錆や鉄筋露出面積
鉄筋軸方向以外のひび割れ
錆や鉄筋露出面積
その他変状
変状

辞
本研究は内閣府総合科学技術・イノベーション会議の「SIP インフラ維持管理・更新・マネジメント技術」（管理法人：
NEDO）によって実施している。SIP の関係
各位、また、現場実証試験フィールドを提(b)はり・ハンチa

謝あり
あり(1％以上)
50％以上
あり
20％以上
あり
20％以下
あり
なし

供いただいた関係各位に、紙面を借りて謝
意を表す。
参考文献
1)

西村正三、原健司、木本啓介、松田浩：3D レーザ・デジタル画像を用いた軍艦島計
測 と 損 傷 図 作 成 、 Journal of JSPRS 、
pp.46-53、2012
2)

国土交通省：維持管理計画書策定のための現地調査積算基準、pp.6、2015
3)

国土交通省：港湾の施設の点検診断ガイ

ドライン【第２部

実施要領】（平成 26 年

7 月）、pp.3-34、 2015
図-6

3D モデル管理による劣化度判定－41－

消波工の測量点群を用いた消波ブロックのソリッドモデリング技術(株)不動テトラ 総合技術研究所 材料・構造研究グループ○橋田 雅也
総合技術研究所 材料・構造研究グループリーダー
昇 悟志
土木事業本部 営業部長
前川 裕之
土木事業本部 技術部 技術室課長
山崎 真史
土木事業本部 技術部 技術室
柴田 あずさ
土木事業本部 技術部 技術室
富永 柚香
１

２

はじめに
我が国では，生産年齢人口が減少すること

消波工の施工の効率化・高度化における現状と課題が予想されており，建設分野における生産性

消 波 工の 施工 で は ICT 据 付 によ り ブロ ッ向上は重要な課題となっている．そのため国ク据付の効率化や高度化が図られつつある．

土交通省は，建設現場における生産性を向上

消波工の嵩上げ等，維持補修事業においては

さ せ ， 魅 力 あ る 建 設 現 場 を 目 指 す i-

既設状況を 3D プリンタ模型で再現し，そこ

Construction の取組を進めている．

へブロック模型を積上げて据付方法を検討す

港湾の消波ブロック据付工においては，ソる 場 合 が あ る （ 図 -1 ） ． 例 え ば 図 -1 の 状 態

ナーや GPS 等，ICT を活用した据付システ

を 3D モデル化し，据え付けるブロック個々

ム（以降，ICT 据付と呼ぶ）が導入されつつの位置座標を事前に把握することができれば，ある．ICT 据付では，消波ブロック個々の据

ICT 据付の更なる高度化が期待できる．

付位置（重心位置，ブロックの姿勢）をシス

しかし，現状では写真測量によって点群デテム画面上に可視化させる AR 技術によってータは得られるものの，ブロックの位置座標

更なる効率化や高度化が期待できる．しかし， の取得は難しいため，点群データにソリッド
消波ブロックの据付は不規則で複雑なため，モデルを配置する必要がある．この作業は，実際にシステム化された運用事例は，ほとん

図 -2 の よ う に パ ソ コ ン 上 で 手 動 配 置 が 可 能

ど 無 い ． ブ ロ ッ ク 個 々 の 配 列 ま で 3D CAD

だが，終了までに多くの労力と時間を要するモデルにできれば AR 化も可能となり，目標ことになる．そのため，消波工の点群データ

位置へ正確に据え付けられ，それは消波工のにソリッドモデルを自動配置させる手法の開出来形精度を向上させるとともに，長期的に発が課題となっている．

消波工の機能を維持することにも繋がり，消波ブロック据付の高度化が期待できる．
そこで，消波工の施工の効率化・高度化を目的とし，ランダムに据えられた消波工の測量 点 群 を 用 い て ブ ロ ッ ク 形 状 の 3D デ ー タ（以降，ソリッドモデルと呼ぶ）を自動配置する技術を紹介する．

図-1

－42－

3D プリンタ模型(既設)への嵩上げ

３

消波ブロックのソリッドモデルの自動配

４

現地測量点群における消波ブロックのソ

リッドモデル自動配置の検証

置における基礎検証
前章で述べた課題を克服するためにソフト

前章は基礎検証としてブロック模型によるウェア開発を行っている．最初にブロック模ものであったが，現地測量データを用いた検型を用いた基礎検証を行った．

証も行っており，今回はその一部を紹介する．

まず，高さ h=18.9cm の消波ブロック模型

図 -6 は 消 波 ブ ロ ッ ク の 維 持 補 修 事 業 で 設をコンクリート壁の前面に積み上げて消波工計が行われていた消波護岸（消波ブロックを構築し，デジタルカメラにてラップ等を考慮して連続撮影した後，3D 化した（図-3）．
そして，その 3D 点群からブロックの重心
位置や姿勢が推定できる程度の点群を抽出し，形状の特徴をソフトウェアに認識させてブロック形状のソリッドモデルを自動配置した．
また，配置誤差と配置に要する時間の検証

図-2

手動配置後の消波工ソリッドモデル

図-3

ブロック模型を用いた消波工の 3Dも行った．検証では，3D 点群データから短時間で 3D モデルを作成する機能を持つソフ
トウェアに，消波ブロック形状の特徴を認識させる機能を追加して自動的に配置できるよ
うにしたものを使用した．配置の状況を図-4に示す．図中の層ごとに色分けされたソリッ
ドモデルは，ブロックの点群に重なってほぼモデリング結果（サーフェスモデル）

一致していることがわかる．この検証で点群と の 配 置 誤 差 は ± 3mm （ ブ ロ ッ ク 高 さ の 約± 2% ） 以 内 で あ っ た ． こ の 精 度 で 自 動 配 置
できれば，あとは手動による微調整でさらに精度は上げられる．また，自動配置に要した
時間はブロック 1 個あたり 1 分程度であった．
手動による微調整は必要なものの，完全手動

図-4ブロック形状ソリッドモデルの自動配置

配置するよりは圧倒的に配置に要する時間が短縮できる．
図 -5 は ， 上 記 の デ ー タ を ア ウ ト プ ッ ト して 3DCAD プログラムで読込んだものである．
このように点群データからブロックの配列がソリッドモデルとして作成できれば，容易にブロックの据付位置（重心位置，ブロックの図-5姿勢）が確認できる．

－43－

消波ブロックの 3D CAD モデル

12.5t 型）の現況をドローンにて 3 次元写真
測量し，3D 化したものである．また図-7 は，
3D プリンタを用いて消波ブロックの現況を1/90 の 縮 尺 で 再 現 し ， そ の 上 に ブ ロ ッ ク 模型を積み上げ，再度 3D 化したものである．
これらのデータに自動配置プログラムを用い

図-6てソリッドモデルを配置させた．

消波工の 3D モデリング結果（サーフェスモデル）

図-8，図-9 はそれぞれ図-6，図-7 の点群にカラーで示したソリッドモデルを配置させた結果である．ここで，図-10 の黄色部は，配置されたソリッドモデルに対して誤差がブ
ロ ッ ク高 さの ± 2%以内 の 点群 を示 し てお り，
配置に関する誤差は基礎検証と同程度である
ことが確認できた．よって，ソリッドモデル

図-7

嵩上げ後の消波工の 3D モデリング結果（3D 点群表示）

自動配置技術は，現地測量データへ適用することが可能と考えられる．ただし，水中部の測量データを用いた検証はこれからであり，検証結果によっては本技術の更なる改良が必要となるが，実用化されれば目標位置へ効率
的且つ確実・正確にブロックを据え付けることが可能となり，ICT 施工をより効率化・高図-8

既設消波工のソリッドモデリング度化できると考えられる．また，水面付近等の点群の一部欠測箇所へのデータ補完も可能
となる．

５

まとめ
本稿における主要な結論を以下に示す．

1） 消波工の点群データへのソリッドモデル

図-9

嵩上げ消波工のソリッドモデリング

自動配置技術について，基礎検証・現地検証により点群との誤差はブロック高さの±2%以内，所要時間はブロック 1 個
当り 1 分程度であることを確認した．
2） 本技術の活用により，ブロックを目標位置へ効率的且つ確実・正確に据え付けることが可能になり，ICT 施工をより効率

図-10

ソリッドモデル近傍の点群表示（黄色部：誤差±2%以内の点群）

化・高度化できると考えられる．

－44－

第Ⅳグループ

除雪機械の情報化施工技術の検討について
北陸地方整備局

1

北陸技術事務所

施工調査・技術活用課長
機械調査係長表-1

はじめに○橋本 隆志長谷川 崇

除雪機械情報化施工技術の検討

北陸地方整備局では、管内 3 県（新潟県・富山県・石川県）の直轄国道管理区間 14 路線、合計約 1,076km の冬期道路交通を確保
す る た め 、 約 500 台 の 除 雪 機 械 を 配 備 し 除雪作業を実施している。

本稿では、先行開発した散布ガイダンスロ

除雪作業において、除雪機械の運転は作業

ータリ除雪ガイダンスの運用コスト低減、現装置を路面状況、道路構造、沿道状況等の変場での操作性向上を目的とした改良及び、将化に適応させた難しい操作が必要であり、経来目標の除雪機械自動運転化に向けた一次除験と熟練した技術が必要である。昨今におい雪機械（除雪トラック）のマシンコントローては、除雪機械の熟練技能を持つオペレータ

ル化（作業装置の運転操作の自動化）の検討の高齢化に伴う引退や新規入職者の減少によについて報告するものである。

り担い手の確保が重要な課題となっている。
このような背景のもと、初心者でもベテラ2

作業ガイダンス装置の改良

ン並に安全で作業効率の良い除雪作業が可能

2.1

散布ガイダンスの概要と な る よ う 、 全 国 初 の 取 り 組 み と し て ICT

凍結防止剤散布作業は、あらかじめ散布計（情報通信技術）を活用した「除雪機械の情画区間を設定し、凍結防止剤を必要な箇所に報化施工技術」の検討に取り組んでいる。

必要量散布する。散布ガイダンスは交差点や除雪機械の情報化施工技術の検討は、平成

橋梁部等の散布計画区間の開始・終了地点と、

22 年度から「凍結防止剤散布車の作業ガイ

散布量、散布幅を警告音と画面表示にてガイ

ダ ン ス 装 置 ( 以 下 ｢ 散 布 ガ イ ダ ン ス ｣ と い う ) 、 ダンスするものである（図-1）。
「ロータリ除雪車の作業ガイダンス装置(以下｢ロータリ除雪ガイダンス｣という)、｢歩道除雪車の作業ガイダンス装置(以下｢歩道除
雪ガイダンス｣という)を開発し、現場への導図-1

入を進めてきた（表-1）。

2.1.1

現在は、先行開発した作業ガイダンス装置

散布ガイダンスの概要

背景地図表示機能搭載の改良の改良と、将来目標の除雪機械自動運転化に

降雪や積雪が多く視界不良の場合や、工区向けたマシンコントロール化の検討を進めて間応援で土地勘のない工区を除雪する場合に、いるところである。

どこを走行しているのかを把握できる「背景地図の表示機能」が備わっていなかった。今－45－

回、電子国土地図を使用した背景地図表示機

間があり事前に把握しておく必要がある。ロ能を搭載することで、現場(路線)状況の把握

ータリ除雪ガイダンスは除雪装置の路肩へのと、カーナビゲーションのように先にある散接近と、投雪を禁止している区間への接近を

布計画区間の情報を表示できるように改良し警告音と画面表示にてガイダンスするものでた（図-2）。

ある（図-4）。

図-2

2.1.2

図-4

背景地図表示機能の搭載

ｶﾞｲﾀﾞﾝｽ情報登録・編集機能の検討

2.2.1

ロータリ除雪ガイダンスの概要

背景地図表示機能の改良

散布ガイダンスでガイダンス情報(散布計散布ガイダンスと同様、ロータリ除雪ガイ画区間)を登録するためにはパソコンによりダンスにも「背景地図の表示機能」が備わっ

複雑なデータ作成、登録が必要であった。今ていなかった。今回、電子国土地図を使用し回、背景地図表示機能を搭載したことにより、 た背景地図表示機能を搭載することで、沿道ガイダンス画面で表示される背景地図上をタ(従道路や家屋など)状況を把握しやすい画面

ッチすることでガイダンス情報を簡易に登とした（図-5）。また、障害物（マンホール

録・編集できる｢地図登録機能｣を搭載したや橋梁ジョイント等）への接近警告の機能を（図-3）。

追加した。

図-3

ガイダンス情報登録・編集機能の搭載

2.2

ロータリ除雪ガイダンスの概要

図-5

2.2.2

背景地図表示機能の搭載

ｶﾞｲﾀﾞﾝｽ情報登録・編集機能の検討

拡幅除雪作業は、次の除雪に必要な堆雪帯

ロータリ除雪ガイダンスでガイダンス情報を確保するため、道路の路肩端まで装置を寄(路肩端線形)を登録するためには、仮想基準

せて作業を行う必要がある。現場ではあらか

点 測 量方 式 (VRS) で詳細 な 現地 測量 を 実施 すじめ道路に設置したスノーポールなどを目標る必要があった。今回、ロータリ除雪車自体に除雪するが、設置間隔には限りがありポーや計測車両で現地を走行することで作業軌跡

ルからポールの間は、先のポールを目的にしから路肩端を設定する｢お手本ライン登録機て感覚的に操作を行う必要があることから、能｣を搭載することにより、詳細な現地測量操作に熟練度が求めらる。また、家屋、交差がなくてもガイダンス情報の登録を可能とし道路等、除雪した雪の投雪を禁止している区

た（図-6）。

－46－

表-3

装備するガイダンス機能

装備する機能障害物への接近警告機能
路肩端・道路中心線への接近警告機能

図-6

ガイダンス情報登録・編集機能の搭載

2.3

作業ガイダンス装置改良の効果

除雪速度(30km/h)に対応したガイダンス

4

録・編集機能を改良したことで、登録にかかる労力・費用の低減に繋がった。除雪作業のオペレータからは若手や新人の教育に有効と評価され、除雪作業現場からもガイダンス装

一次除雪機械ﾏｼﾝｺﾝﾄﾛｰﾙ化への検討
除雪作業における安全性・施工性・生産性

背景地図表示機能を追加したことで路線状況の把握が容易になり、ガイダンス情報の登ガイダンス方式
画面表示，
ブザー音
画面表示，
ブザー音等
画面表示
音声・ブザー音等の向上を目的とした、一次除雪機械(除雪トラック)の作業装置の「マシンコントロール化」へ向けての検討を平成 29 年度から実施している。マシンコントロール化のイメージを下記に示す（図-7）。

置歓迎の声があがっている。今回改良に伴い改善された項目を下記に示す（表-2）。
表-2

改良に伴い改善された項目

図-7

3

一次除雪機械作業ガイダンス装置の試作

4.1

一次除雪機械ﾏｼﾝｺﾝﾄﾛｰﾙ化ｲﾒｰｼﾞ

要素技術の検討

表-1 に示したスケジュールを基に、一次作業装置のマシンコントロール化に必要と除雪機械の作業ガイダンス装置の検討を行っなる「要素技術」をについて市場を調査し、ている。平成 29 年度は、これまでに開発し結果をまとめた（表-4）。

た各ガイダンス機能を装備した作業ガイダン

表-4

要素技術のとりまとめ

ス装置を試作。平成 30 年度は、必要機能の追加・改良を行い、機能の要求仕様をとりまとめる予定である（写真-1）。装備するガイ
ダンス機能を下記に示す（表-3）。

4.2
写真-1

今後の検討スケジュール

今後のマシンコントロール化検討スケジュ

背景地図表示機能の搭載－47－

ールを下記に示す（表-5）。マシンコントロ

コーダによる撮影画像および、データロガー

ール化を各作業装置毎に進めて行くが、まずで取得した制御データを地図上にプロットし、は、現段階で実用可能な位置情報によるマシ運転技術「データの見える化」を実施した。

ンコントロール化を進めて行く。その後、技

これによりどの箇所で、どのように除雪作業術開発の状況を踏まえセンサー技術と併せた(作業装置の操作)が行われているかを分析し

マ シ ン コ ン ト ロ ー ル 化 の 検 討 、 AI 技 術 な どた(図-8)。

をどのように活用して行けるのかを検討する。
除雪区間

表-5

検討スケジュール
Ｈ２９

Ｈ３２

将来

数年後に実用化の可能性あり

自 動 運 転 化

検討年度

Ｈ３０

Ｈ３１

①位置情報と合わせたマシンコントロール化
マシンガイダンス（障害物、中央線検知等）
サイドシャッター操作
ブレード操作
プラウ操作②センサー技術と合わせたマシンコントロール化

プラウ上げ区間③ＡＩ技術等によるマシンコントロール化

市場の技術開発に応じて実用化を検討

図-8
4.3

運転技術データ収集内容

熟練オペレータの運転技術データ収集

除雪トラック(作業装置)のマシンコント

4.5

ｻｲﾄﾞｼｬｯﾀｰのﾏｼﾝｺﾝﾄﾛｰﾙ化

ロール化を検討するにあたり、実際の現場で平成 30 年度は、運転技術データの分析結の熟練オペレータの運転技術データを収集す

果を基に、交差点に除雪した雪を残さないよ

るために、ドライブレコーダで除雪作業状況

うにするために操作が頻繁な、サイドシャッと運転室内のレバー操作状況の録画を行い、ターのマシンコントロール化を検討する。

作業装置の制御データを収集するセンサーを設置し、データロガーに記録した(表-6)。
表-6

運転技術データ収集内容
写真-3

5
4.2

今後の検討スケジュール

サイドシャッターの動作状況おわりに開発した作業ガイダンス装置により、初心者でも障害物や投雪禁止箇所の見落としがな
車両前方

写真-2

くなり、安全かつ効率的な除雪作業が行える

運転室内

ドライブレコーダ撮影画面ようになった。
ICT（情報通信技術）は日進月歩であるこ

4.4

運転技術データ分析・整理とから、今後は市場の技術開発動向を踏まえ、収集した運転技術データの分析・整理を行

作業装置のマシンコントロール化の技術開発

い、結果についてとりまとめた。除雪トラッを行い、除雪作業における安全性・施工性・

クの位置情報データと合わせて、ドライブレ

生産性の向上に努めて行きたい。

－48－

ダム堤体嵩上げ工事の工程短縮対策とコンクリートの品質確保
鹿島建設

九州支店

北陸支店
北陸支店

１

小石原川ダム本体建設ＪＶ工事事務所
副所長 門脇 要
次長
萩原 康之
奥胎内ダム工事事務所次長
柴田 勝博
北陸新幹線大聖寺川橋梁ＪＶ工事事務所
工事課長代理 ○水上 裕治
年 の 非 出 水 期 （ 10/1 〜 6/14 ） 内 に 更 新 工

はじめに
新潟県発注の笠堀ダム嵩上げ工事は、平事を完成させる。

成 23 年五十嵐川災害復旧助成事業の一環③平成 29 年 10 月に試験湛水を予定しておであり既設の笠堀ダムを運用しながら堤体り、それまでに堤体嵩上げ工事・下流面増を ４ ｍ 嵩 上 す る ダ ムの 再 開 発 工 事 で あ る 。

打ち工事、ゲート更新工事等の主要工事を

ここでは、災害復旧助成事業に位置付けられたダム嵩上げ工事の厳しい工程を遵守

完成させる。
④薄層増厚コンクリートのひび割れ抑制対す る た め に 実 施 し た 工 程 短 縮 対 策 の 中 か ら 、 策 な ど 、 コ ン ク リ ート の 品 質 を 確 保 す る 。
１号ゲート更新工事で実施した工夫と薄層増厚コンクリートのひび割れ抑制対策につ

３１ 号 ゲ ー ト 更 新工 事
ゲート更新工事は、既設ゲート撤去→既いて報告する。

設コンクリートピア切削撤去→新設コンク
２

リートピア構築・埋設ゲート金物設置→新工事概要
笠堀ダムは、洪水調節、上水道、発電等

設ゲート据付けの順序で施工を進めるが、を目的として、昭和 39 年に竣工した重力従来工法で施工した場合は 14 ヶ月の工程

式コ ンクリー トダム である （表-１参 照）。 が必要であり、非出水期内に完了できない
表-1（表-2 参照）。

既 設 ダ ム と 新設 ダ ム の ダ ム 諸 元

ダ ム 形 式

既設ダム
新設ダム（再開発後）
重力式コンクリートダム

堤

74.5ｍ

高

78.5ｍ（+4.0ｍ）

堤

頂

長

225.5ｍ250.0ｍ

堤体

積230,900㎥

251,100㎥

洪水 調節 容量

870万㎥

1,050万㎥

集 水 面 積湛 水 面 積

表-2

93.5㎢

0.63㎢（常時満水時）

ダム堤体嵩上げ工事にあたっては、以下①運用中のダム機能（洪水調整・発電他）

従来工法

改善策

施工期間

施工期間

工種

数量

既設ゲート撤去

41.7ｔ

1.5ヶ月

1.0ヶ月

a

既設ピア切削撤去

493㎥

2.5ヶ月

2.0ヶ月

b

新設ピア構築1,517㎥

6.0ヶ月

3.5ヶ月

c

新設ゲート据付け

104.4ｔ

4.0ヶ月

2.0ヶ月

d

14.0ヶ月

8.5ヶ月

計の 制 約 条 件 下 で の 施工 が 要 求 さ れ た 。

１ 号 ゲ ー ト 更新 工 事 の 概 要

そのため、工程短縮を目的として、以下を確保する。

の 点 に 着 目 し た 対 策を 実 施 し た 。

②洪水調節設備（ゲート・減勢工）は、各① ピア構築とゲート据付を同時進行する。

－49－

② 各 工 種 の 施 工 速 度 を上 げ る 。

３．２③ 仮 設 備 に か け る 時 間を 削 減 す る 。

プ レ キ ャ スト 型 枠 の 採 用

笠堀ダムの新設１号ゲートはオリフィス
ゲートであり、ゲート上部にはコンクリー

ゲ ー ト 更 新工 事 仮 設 備 の 工 夫トによるカーテンウォールが配置されていゲート改修に先立って、既設堤体越流部る。このカーテンウォールは下流側にの下流側に施工用の仮設構台を設ける必要

4.5m 張 り 出し 、その 下 部に ゲー トが 配置があったが、従来工法の鋼製構台から施工される構造になっているため、従来の張出性が良いパイプ支柱式支保工を使用した構し部の施工方法では型枠支保工を撤去する台へ変更し、仮設備設置撤去にかかる工程

ま で 新 設 ゲ ー ト の 据付 け が で き な か っ た 。

３．１

を約 0.5 ヶ月短縮した（表-2 の a

そこで、張出し部も含めたカーテンウォ

写真ー ル 下 流 側 （ 図 -1 の ① ） に 鋼 材 吊 支 保 に-1 参照）。

よるプレキャスト型枠を採用し、張出し下部の支保工を無くすことで、コンクリート
打設後、直に新設ゲートの据付けを可能にした。これにより、コンクリート養生期間と支保工撤去期間を省略でき、打設リフト
高さ変更によるコンクリート工事施工速度の向上効果と合せて、従来工法と比べて2.5 ヶ 月の工 程を短 縮 した（ 表 -1 の c）。
写真-1

パ イ プ 支 柱式 支 保 工

また、既設ピア撤去時のワイヤーソー工
法用の足場には移動式昇降足場を採用し、足場組替えや資機材の移動といった段取り替えの作業を省略することにより、ワイヤーソー工法の施工速度を向上させ、既設ピ
ア 撤 去 工 事 の 工 程 を 約 0.5 ヶ 月 短 縮 し た（表-2 の b

写真-2 参照）。
図-1

１ 号 ゲ ー ト の概 要 図

また、張出し部と隣接するピア側面（図-1 の②）と上流面（図-1 の③）にもプレキャスト型枠を採用した。型枠設置に必要な足場・支保工を省略することで、設置・撤去に要する期間の短縮と、足場・支保工との干渉で同時施工できなかったゲート据付け工事の早期着手を可能とした（写真-3
写真-2

移 動 式 昇 降足 場

参照）。

－50－

写真-3

プ レ キ ャ スト 型 枠 設 置 状 況
図-3

３．３

１ 号 ゲ ー ト 工事

工期短縮結果ゲ ー ト の スラ イ ド イ ン に よ る 据 付

カーテンウォール張出し部の直下にゲー

４

増 厚 コ ン ク リ ート の ひ び 割 れ 抑 制 対 策

トが配置されているため、カーテンウォー

本工事では堤頂の嵩上げに伴い、ダム下ルの施工完了後に大型クレーンによるゲー流に幅 2ｍの増厚コンクリートを打設する。

ト扉体の据付けは不可能であった。そこで、据付け箇所の下流で扉体を仮組みしてから、所定の位置までスライドさせる方法を採用した（図-2 参照）。
図-2

ス ラ イ ド イ ンの 概 要 図

図-4

ダ ム 嵩 上 げ 概要 図

内部および外部拘束によって温度ひび割れの発生が懸念される通常の重力式ダムとは異なり、下流面を薄層で増厚するような場合では、既設堤体の拘束が大きくなり、
外部拘束によるひび割れの発生が卓越するものと考えられた。既設堤体に設けられてプレキャスト型枠採用の効果とスライド

い る 横 継 目 の 間 隔 は 概 ね 15 ｍ で あ り 、 そイン工法を合せることによって、カーテン

れに合せて増厚コンクリートを施工した場

ウォールの施工完了を待たずにゲート扉体

合、ダム軸方向の形状が長く、上下流方向の施工を始めることができることに加え、が 薄 い と い う 特 徴 も 有 し た （ 図 -5 参 照 ） 。

ピアコンクリート工事とゲート据付け工事の並行作業も可能となり、従来工法と比べて 工 程 を 約 2 ヵ 月 短縮 し た （ 表 - 1 の d ） 。
以上の種々の対策により工程を短縮した
結果、8.5 ヶ月の非出水期内に１号ゲート
改 修 工 事 を 完 了 さ せた （ 図 - 3

参照）。

－51－

図-5

下 流 面 増 厚 コン ク リ ー ト 概 要 図

横継目間隔の広い薄層増厚コンクリート

試験施工を行った結果、既設堤体に発生すひび割れ発生メカニズムを簡易モデル化しる ひ ず み が 1 50 μ 程 度 に 収 ま り 、 施 工 性 、たものを図-6 に示す。

コスト等も優位であった緩衝金物を採用することとした。

図-7
図-6

取合部概要図緩衝金物はカギ型に加工した鋼材で、こひ び 割 れ 発 生メ カ ニ ズ ム

コンクリートは打設直後、水和熱により発熱とともに膨張する。その後温度は降下

れを組み合わせることで、ダム軸方向の挙動 に も 対 応 が 可 能 であ る 。

し、増厚コンクリートは幅が 2ｍ程度と薄いことから打設後 1〜2 か月程度で最終安
定温度に収束するが、その温度降下に伴い収縮する際に既設堤体及び下層リフトの２面から拘束を受けるため、引張応力が発生し、鉛直方向のひび割れが発生することが懸念されていた。

４.１

ひ び 割 れ 対策 の 検 討

鉛直方向のひび割れを抑制するため、定写真-4

緩 衝 金 物 と継 目 の 接 続 状 況

性的には既設ダムの継目の中間に新たに継これらの対策の結果、ひび割れの発生や目を挿入することが有効な対策であること

試験湛水時の漏水は確認されず、対策が高から、過去の事例分析を行い、5ｍ間隔でい 効 果 を 持 つ こ と が確 認 さ れ た 。

中 間 継 目 を 設 け る こと と し た 。
また、中間継目と既設提体の取合部にお５まとめいて、増厚コンクリートが伸縮することで、当工事は供用中のダムにおいて災害復旧

既設提体に大きな引張応力が発生すること助成事業として行われたもので、制約や課が懸念されたことから、中間継目と既設提題が多く、現場状況が目まぐるしく変わる

体部との取合部に応力緩衝材を設け、既設中で工程の厳守に加え、コンクリートの品

堤 体 へ の 影 響 を 緩 和さ せ る こ と と し た 。

質確保のための様々な対策が必要であった。

応力緩衝材金物はカギ型に加工した鋼材

これに対し、プレキャスト型枠等を用いを組み合わせたものを使用した。カギ型加た合理化や、品質確保のために様々な対策工としたことで、ダム軸方向の挙動にも対を実施した結果、工程の確保と品質の保持応が可能である。緩衝材を選定するためにを 達 成 し 、 施 工 を 終え る こ と が 出 来 た 。

－52－

転圧ローラのブレーキアシストシステム開発
鹿島道路(株)１

機械部

開発・設計課

野田

哲也

はじめに

アシストシステムを開発して社有機械に導入し建設業においては、建設機械関連災害の防た。

止に監視装置や警報装置について多くの技術が既存の超音波センサと併用し、ステレオカメ

開発実用されている。しかしながら今なお重機

ラの出力による制動と超音波センサによる警報との接触事故は根絶されていない。要因としてという、２系統のセンサによる安全装置で運転はヒューマンエラーによるものが主であり、 特員に危険を察知させ、回避行動をとらせるととに転圧ローラにおいては後退操作時に振り返っ

もにローラ本体には自動で制動をかける。このて目視により後方を確認するため無理な姿勢とシステムは、対象物が排除されても安易に自己なり、操作の遅れや判断ミスにより事故に繋が復帰させないよう自己保持回路にて制動状態をることが懸念される。本稿では、舗装作業に用保持できるもので、例え途中でセンサの検知信いる転圧ローラの後退操作時の接触事故防止を

号が途切れたとしても確実に停止できるよう設目的として開発したブレーキアシストシステム

計されている。ステレオカメラセンサの設置場を紹介する。

所により、前後進どちらでも自動ブレーキの機能は発揮できるが、特に後進時の自動制御は有

２

概要

２．１

効であり、後方監視に特化した。
背景

ステレオカメラセンサの特性である物体を感建設現場で働く建設機械の安全装置は、音に知する場合と、人を感知する２段階のセンサ出よる警告装置が多く採用されている。しかし、

力信号により、走行用油圧ポンプのサーボソレ

音を用いる警報装置だと現場作業環境により使ノイドを中立化することにより制動を掛ける

用できない状況が発生する。また、警報音を聞HST( 油 圧 ) ブ レ ー キ と 、 ネ ガ テ ィ ブ ブ レ ー キ

いてからの行動に移るまでのタイムラグが生じ、 を作動させて制動を得る機械式ブレーキを各々
危機回避が間に合わない場合がある。運転員の作動させる。運転員が制動操作することなく確判断に代わり重機の動きを自動的に止めて、確

実かつ柔軟な制動を確保する。

実な安全を確保する装置は実用化されつつある

これによりローラ本体や運転員にブレーキシ

ものの、実際に現場へ導入するには信頼性の面

ョックなどの負荷をかけず、また舗装面にブレなどに課題を残している。

ーキ痕も残すことなくローラを確実に停止させるシステムである。

２．２

ブレーキアシストシステムとは先に挙げた課題を解消するため、人と物の形状を認識するステレオカメラを採用し、油圧駆動式ローラのブレーキ回路を利用したブレーキ

－53－

３

ブレーキアシストシステム概要

３．１

ZONE1

構成機器の特徴

ZONE2

ブレーキアシストシステムは写真－１の３つ

検知エリアの主要な構成要素からなる。

表示領域

②

③
図－１

検知エリアと検知範囲例

図－1 の ZONE 内で対象物が検出されると、ディスプレイに視覚的及び聴覚的に警報メッセ①

ージを表示させるとともにブレーキアシストシ
ステムに出力する。検知範囲内の対象物は以下

写真－１の 通 り ク ラ ス 選 別 し 、 ZONE ご と に 設 定 す る

機器構成

ことが可能である。
① センサヘッド① 対象物クラス１
40 ㎝×80 ㎝を超える壁や車、その他障害物

ステレオカメラで検知した状態の立体的なデータを取り込み、画像情報をエバリューション

等すべての対象物を検知する。

ユニットに転送する。

② 対象物クラス２
40 ㎝×160 ㎝程度の大きさのものを検知。

② エバリューションユニット
センサヘッドからのデータを３次元データに壁などの幅の広い対象物は無視される。対象物

変換し対象物を見分けたうえ、検知エリア内にを「人」とみなすのは対象物クラス２である。

存在する物体や人が予め設定された警報領域内で検出されたときブレーキシステムに出力する。 ３．３③ ディスプレイインターフェース

制御方法

ローラからの後進信号を用いて、後進走行時

ラウドスピーカーを備えた７インチディスプ

のみブレーキアシストシステムを作動させる。

レイインターフェイスである。警報メッセージ

2 系統のセンサから出力された 2 パターンの出を音と光で運転者に向けて発する。

力信号により、第一段階の警報装置の作動に続いて、第二段階に HST ブレーキとネガティブ

３．２

操作の原理

ブレーキを作動させる。自動で作動したブレー検知エリアの最大範囲は図－１に示す幅４ｍ

キの解除は、走行レバーを中立に戻すことで行×長さ６ ｍで、そ のエ リアの中で ２ つの異な る

われ、走行レバーを戻さなければブレーキ信号

検知範囲（ZONE）を設定することが可能であが解除された状態でも制動状態を維持する機構

る 。 即 ち ロ ー ラ か ら 近 距 離 の ZONE1 と 遠 距となっている。

離の ZONE2 を設定することができる。

－54－

３.４

機構は運転席横に押しボタンスイッチを設け、転圧ローラへの展開

３．４．１

ボタンを押しているときのみブレーキシステム

タイヤローラ

制 御 方 法 と し て 、 遠 距 離 の ZONE2 で 検 知を一時的に解除状態にするものである。対象物した時点で警報装置にて光と音で注意喚起し、を検知していたとしても、後方の安全が確認で同時に HST ブレーキを作動させる。近距離のきていれば当該ボタンを押すことにより、後退

ZONE1 で検知した場合、ZONE2 で作動したを継続して行うことができる。端部の転圧時にHST ブ レーキを 自己保 持した状態 で ネガ ティ

壁や構造物を検知してしまい後退できない場合

ブブレーキを作動させる。作業速度域が広いタや、ローラ駐車位置場所の後方に対象物とみなイヤローラは高速段の走行速度域が速く、検知す物があったとしてもスムーズに駐車することエリアを制動距離が上回ることも想定されるたを目的としたものである。これにより、ブレー

め、高速走行時は後進信号が出力された時点でキシステムのメイン電源を切ることなくブレー

自動的に低速走行に切替る制御回路を設けた。

キを一時的に解除できるため、システムが常にこれにより、高低速のどちらの後進時でも同じ有効な状態を保つことができる。

条件での制動を可能とした。
３．４．２

振動タイヤ・振動マカダムローラ

４.

制動試験

振動タイヤローラと振動マカダムローラにも試験エリアを設定し３種のローラを用い、そブレーキアシストシステムを搭載したが、前述

れぞれの速度域で制動距離を測定し、機能確認のタイヤローラとは作業速度域が大きく異なる試験を実施した。(写真－２)

ため、タイヤローラとは ZONE ごとの制御方

センサヘッド法を変更した。振動タイヤ・振動マカダムロー
ラ の 場 合 、 遠 距 離 の ZONE2 で 検 知 し た 時 点
では警報装置にて光と音で注意喚起する。近距離の ZONE1 で検知した場合は HST ブレーキとネガティブブレーキを作動させる。但し、２系統のブレーキを同時作動させる場合はネガティブブレー キの保 護を 考慮し、 HST ブ レーキ

人を模した対象物クラス２

作動後、若干の時間差を設けて作動させる 条件を付加した。
３．４．３

マニュアル操作

写真－２

振動タイヤローラ制動距離試験

道路舗装工事で用いるローラ等は、周りで作業する重機、ローラなどとの混在作業が発生す

次頁図―２に示すとおり、タイヤローラはどる。その重機、あるいは前後進を繰り返す他のの速度域でも概ね 3.5ｍ以内の制動距離となっローラを対象物として検知してしまう可能性もた。振動タイヤローラ、振動マカダムローラに少なからず発生する。そこで、後方の安全が確

関してもどの速度域でも 3.5ｍ以内の制動距離認されていることを前提にブレーキアシストシとなり、それぞれのローラが安全に確実に停止

ステムを一時的に解除する機構を設けた。このすることが確認できた。

－55－

また新設高速道路舗装工事における安全対策
技術としてブレーキアシストシステムを導入し、４台のローラに取り付け稼働している状況である(写真－４)。この現場においては、人と機械の安全性向上を目的とする装置として高く評価されている。

図－２５.

走行速度と制動距離の対比グラフ

施工現場の紹介
写真-４

大規模倉庫外構工事において、ブレーキアシ

高速道路舗装工事転圧作業状況

ストシステムを搭載したタイヤローラを導入した(写真－３)。施工範囲周辺には様々な資材

６.

おわりに

等が置かれた状況であった。対象物として検知

今回開発したブレーキアシストシステムは、する物体に対して誤作動なく作動するか確認しローラを安全かつ柔軟なブレーキの動作で確実たところ、限られた施工範囲の中でも周囲の人に停止できる装置としての機能の確認ができた。

と他の重機を異なる対象物として検知し、誤作

労働災害の原因には少なからずヒューマンエラ

動なく機能した。

ーの影響が存在している。人と重機の安全性向上を目的としたシステムとして、今後その活躍の場を広げていきたいと考えている。本システ
ムの構造はシンプルゆえ自社で保有するローラに限らず、現場でレンタルされている機械にも容易に取り付け可能という側面も備えている。
先ずは社有機械に標準装備し、今後もシステムの改良を進め、安全性向上、機能性を高めてい
きたいと考えている。また、ローラ以外の建設
機械への展開も検討したい。その効果として、接触事故を原因とした災害が削減できれば幸い

写真－３

外構工事転圧作業状況

である。

－56－

石川県立中央病院建替事業
石川県健康福祉部医療対策課
専門員 直江 広太郎
１

はじめに

２

施設概要

石川県立中央病院は、昭和 51 年に現在地

所在地

金沢市鞍月東 2 丁目 1 番地

へ新築移転し、その後、新館や放射線治療棟

敷地面積96，000 ㎡を増築するなど、順次施設の拡充を図ってき

延床面積62，000 ㎡

ました。

構造

鉄骨造、

医療機能の充実を図るため、度重なる増築

一部鉄骨鉄筋コンクリート造や改修を行った結果、現施設の老朽化・狭隘（免震構造）化も相まって、患者や医療従事者の移動距離

階数

地下 1 階、地上 10 階、が長くなるとともに、高度専門医療を提供す

屋上ヘリポート

るために必要な医療機器等を導入するスペー

病床数

630 床

スも不足していました。

駐車台数

来院者用 900 台

こうしたことから、将来的にも医療提供機
能に支障が生じることなく、今後とも県立中配置計画
・現病院を運営しながら建替を行うため、職央病院に求められる役割を果たして行くため、 員駐車場である敷地北側に新病院を建設する。
新たな病院施設の整備に取り組むこととし、・新病院南側に、正面入口を設け、分かりや平成 29 年 9 月に新病院が完成し、平成 30

すい来院者動線を確保し、北側道路には、救年 1 月に開院しました。

急車専用口を設けて来院者と動線を分離し、迅速な救急搬送を行う。

１． １
図－１

開発の目的

事業完了後の配置図（予定）

－57－

３

【ヘリポート】

施設の特長

【1 階】

・屋上ヘリポートと救命救急センターや手術・患者動線を考慮し、放射線部門と各外来診室をつなぐ直通エレベーターを設置すること

療科の診察室を近接して配置

で救急患者を迅速に搬送・女性特有の病気の患者が、プライバシーにその他配慮された環境で、一連の検査・診察を安心

・石川県の伝統工芸品を随所に活用して受診できるように女性専用外来エリアを・部門ごとに加賀五彩にてわかりやすくゾー

設置

ン分けを行うサイン計画を実施

・救急搬送患者の画像検査を速やかに実施す

4 階

ヘリポート

るため、救命救急センターと放射線部門を一体的に配置
・患者の移動をスムーズにするため、入口の

10 階
3 階

正面にエスカレーターとエレベーターを配置
6－9 階

【2 階】
・採血及び採尿等の検査部門をわかりやすい

2 階
5 階

位置に配置するとともに、生理検査部門、内視鏡部門と外来部門を集約
・東側のスタッフエリアに面してサービスヤ

1 階

ードを設け、薬剤・栄養・リネンなどの供給
部門を集約
【3 階】

図－２

各階平面図

・管理部門を集約し、専用入口からの動線を確保【4 階】
・集中治療部門と手術部門を同フロアに配置し、重症患者の救命体制を強化
・総合母子医療センターを小児病棟・手術部
門と同フロアに配置し、産科医師と小児科医師の連携を強化【5 階～10 階（病棟階）】
・スタッフステーションを取り囲むように病室を配置し、看護動線短縮と病棟の見通しを重視したツインクロス型の病棟計画
・病室は、全てのベッドサイドに十分な採光が取れる窓を設けた個室的４床室を基本とす
図－３

る

－58－

女性専用外来平面図

○エレベーターのガラススクリーンに天女の羽衣を挟み込み柔らかな清涼感を演出
天女の羽衣：七尾市の企業が開発した世界一
軽く薄い繊維製品

写真－１エントランスホール

アテ（輪島塗）写真－４

各階エレベーターホール○各階のエレベーターホールに、伝統工芸オ
ブジェを展示1 階：梅（山中漆器）

写真－２女性専用外来検査待合

2 階：クロユリ（金沢漆器）
3 階：トキ（加賀友禅）
4 階：松（牛首紬）九谷陶板壁

5 階：アテ（輪島塗）
6 階：桜（加賀友禅・加賀刺繍）
7 階：ルビーロマン（金沢漆器）

天女の羽衣

8 階：モミジ（牛首紬）
9 階：雪（輪島塗）10 階：白山（山中漆器）
写真－３吹抜エレベーターホール○1 階ホール吹抜に九谷焼陶板を組み合わせた伝統工芸ウォールを設置→1 辺 27 ㎝の正三角形のタイル 490 枚に、四季折々の兼六園の花木（椿、松、桔梗、萩、
カキツバタ、菊桜、ソメイヨシノ等）を九谷焼の伝統的な絵付け様式を用いて描いた

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写真－６
図－４

個室的４床室

案内サイン

４

おわりに
平成 29 年 9 月に建設工事は竣工した後、外来サインは藍色

平成 30 年 1 月に新病院を開院しました。今後、旧病院の解体工事完了後、順次外構工事を進めることとしております。
最後になりますが、本事業の推進に多大なるご尽力をいただいた関係各位にこの場をお借りして感謝申し上げます。

写真－５

図－５

外来待合

ツインクロス病棟
個室的４床室－60－