技術情報コーナー

新技術開発探訪

軟弱地盤での道路整備におけるコスト縮減の一例

１． はじめに青森県の中核都市である青森市浪岡地区と，津軽北部の主要都市である五所川原市とを結ぶ自動車専用道路「浪岡五所川原道路」は，平成３年に事業着手して用地・工事が順調に進捗し，平成１９年１２月１４日に全線 L＝１５．
７km が，めでたく開通しました。
本報告は浪岡五所川原道路事業において，当事図―１

浪岡五所川原道路と太刀打こ道橋の位置図

務所が管内で初めて採用した新技術の活用事例と，それによって図られたコスト縮減の概要を紹厚さで介在しているのが特徴です。そのため盛土介します。の施工はすべて緩速施工で行い，盛土の影響によ

２． 浪岡五所川原道路における軟弱地盤
浪岡五所川原道路は，津軽半島の付け根あたりを東西に横断する津軽自動車道の一部であり，青森県最大の穀倉地帯である津軽平野に伸びることる変状が許されない鉄道や主要道路との交差部を除いては，プレロードやサーチャージ盛土による軟弱地盤対策を実施しました。

３． 太刀打地区におけるコスト縮減方策

から，全線のほとんどが田圃の上に造られまし

太刀打地区は，浪岡五所川原道路と一般国道３３９た。自動車専用道路の宿命から，交差する既存施号との交差部であり，橋梁形式が上部工（単純鋼設とはすべて立体交差となるため，交差部の前後桁）と下部工（逆 T 式橋台）で分離された，一は６〜１０m 程度の盛土となりました。

般的なこ道橋による立体交差が検討されていまし

当該道路周辺の地質は，岩木川水系の活動等にた。また，こ道橋前後に行う盛土の重さで，側方よって形成された段丘堆積物および沖積層であ移動や国道３３９号が変位する恐れがあるという解り，特に沖積層は地表から約３０m までは軟弱な析がなされていました。

粘性土が主体です。さらに，有機質土に代表され浪岡五所川原道路における軟弱地盤では，前述

る N 値０〜２の軟弱粘性土が，１０〜２０m 程度ののような盛土周辺で隆起を起こしたり，プレロー

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２ 建設マネジメント技術

2008 年 2 月号

技術情報コーナー

図―２

太刀打こ道橋地質状況図（A２側）

ド盛土で３m を超える沈下をしたり，杭基礎で鋼製の桁と RC 橋台を剛結化したもので，コンク信頼できる支持層が地表から約５０m も下だった

リート桁と橋台を一体化したポータルラーメン橋

りと，重い施設を載せることに苦労してきましよりも，橋長を長くできるといわれていました。
他に，適用する要因となったのは，次のようなた。
そこで，もっと施設を軽くして，地盤への負荷を軽減することに拘ろうということで，当該こ道利点が期待できるからです。
!

支承，伸縮装置および落橋防止装置が必要ない。

橋の実施設計を機に，設計担当部署では「軽量化」＝「コスト縮減」を目指して，次のような方"

ラーメン構造により，常時においては両橋台背面の土圧が釣り合う。

策を考えました。
! こ道橋自体を軽くする。

#" さらに，橋桁に載せる床版もできる限り軽く!および"により下部工の断面力を低減できする。

４． コスト縮減を目指して活用した新技術る。
$!〜#により杭基礎の負担を軽減できる。

%

維持管理面で，弱点になりやすい!がないた
め，ランニングコストの低減が期待できる。

&伸縮装置がないため，走行性が向上し，騒音・! こ道橋自体を軽くする方策

振動が低減する。

まず最初に考えたのは，橋長が５０m 程度の１以上の利点が挙げられる訳ですが，中でも杭の径間の橋ですので，橋梁形式としては比較的新し長さが４０m を超える当該地区では，$に伴うメい「鋼複合ラーメン橋」の適用でした。それは，リットが最も大きいものでした。

建設マネジメント技術

2008 年 2 月号 ７３

技術情報コーナー

図―３

図―４７
４ 建設マネジメント技術

太刀打こ道橋側面図

高強度軽量プレキャスト PC 床版イメージ図

2008 年 2 月号

技術情報コーナー! 床版も軽くする方策子）を混合して，軽量化を図った土です。土砂に新技術にも登録されている「軽量プレキャストとって発泡ビーズは異物となるため，土の粘着力PC 床版」を採用することとしました。その要因が低下しますので，それを補完するために安定材となったのは，次のような利点からです。

（高炉セメント B 種）を混入しています。こうし

１） 当該技術は，人工高強度軽量骨材を使用したてできた軽量土は，軟弱地盤をはじめとして地す

高強度軽量プレキャスト PC 床版。
２） 軽量骨材の使用により従来のプレキャストPC 床版に比べて，重量を約２０％軽減。
３） 高強度の床版であり桁間隔を大きくできるため，少数主桁を可能にする。
４） "のこ道橋自体の軽量化に加えて，２）および３）により相乗的に下部工の断面力が低減され，さらには杭基礎の負担も軽減される。
その結果，橋長 L＝５５．
５m，全幅 W ＝１１．
５m で３主桁でありながら，桁高２．
３m，床版厚２２cm を可能としました。このように，杭基礎が必要となべり地や河川堤防等の盛土材として，適用が可能とのことです。
〈特長〉

・軽量性
発泡ビーズの配合比を変えることにより，湿潤密度を０．
８〜１．
５t／m3程度に設定できます。
・強度

安定材の添加量を変えることにより，一軸圧縮強さを５０〜１，０００kN／m2程度に調整できます。
・変形追随性
安定材の添加量が抑えられると，土が本来もっるような軟弱地盤においては，「鋼複合ラーメンている変形追随性を期待できます。

橋」が有効な橋梁形式であると思われます。

・設計および施工は普通土と同様

ただし，ここで一つの問題が浮上しました。そ

設計に際しては通常の土と同様の取り扱いが可

れは前述のとおり，こ道橋背面の盛土によって国能で，施工も通常の方法で行い，特別な建設機械

道３３９号が変状する恐れがあるということです。

を必要としません。

これまで浪岡五所川原道路では，こ線橋などの背〈設計と施工〉

面には，FCB による軽量盛土を実施してきまし今回の発泡ビーズ混合軽量土の施工に当たり，た。ところが，鋼複合ラーメン橋は"の!にある軟弱な現地盤により側方移動を起こさない，あるとおり，両橋台背面双方からの受動土圧を受けていは，道路横断方向の円弧すべり破壊を起こさな安定するため，FCB や EPS のようにそれ自体がいために，下記のとおりの設計条件が付されまし

自立して，橋台背面へ作用しない盛土材は使用でた。

きません。温度変化などによって桁が伸縮し，橋・軽量土の湿潤密度：１．
０t／m3以下

台の動きに合わせて背面の盛土材は，繰り返し変・一軸圧縮強さ qu：１００kN／m2以上形できなければなりません。FCB では桁の伸縮・みかけの粘着力 C ′：３５kN／m2による橋台の動きに追随できず，橋台背面に隙間・変形係数：１０MN／m2以上ができてしまうため，鋼複合ラーメンとの併用は不適切と考えました。そこで，長期にわたって橋台の動きに追随できるような，土の性状に最も近い軽量盛土材ということで，「発泡ビーズ混合軽量土」を採用することとしました。

５．『発泡ビーズ混合軽量土』とは土砂に超軽量な発泡ビーズ（径２〜７mm の粒

図―５皿の上の発泡ビーズ軽量土

建設マネジメント技術

2008 年 2 月号 ７５技術情報コーナーした。
・配 合 比（容 積 比 で） 原 料 土：発 泡 ビ ー ズ＝
１：１．
６・１m3当たり

原料土：８６０kg，発泡ビーズ：７６０L，安定材：６２．
７kg，水：６８．
２kg
以上により現場で行った軽量土の製造は，主に簡易プラント（鋼製混合槽）混合方式で行いました。鋼製混合槽の大きさは４×５．
５×２．
１５m で４７m3の容量があり，その中に，原料土＋安定材＋発泡ビーズ＋水の順で投入し，バックホウの先端
図―６

軽量土撹拌混合槽に装着したスタビライザーを用いて一気に混合します。１回ごとに材料の計量を管理し，特に水量は原料土の含水比に合わせて加減しながら，出来上がりで２１m3となるようにしました。
１回の工程に要する時間は約４０分でしたので，１日の盛土量と作り置きが出ないことを勘案して，６基の混合槽を稼働しました。さらに，出荷能力の補完と品質の精度管理を目的として，バッチ式プラント（１m3／バッチ）も１基用意しまし図―７

軽量盛土施工状況

た。簡易プラントで製造した軽量土の品質を，バッチ式のものと比較してみた訳ですが，遜色ない品質と，ばらつきが予想外に小さい結果となっております。こうして所定の品質で造られた軽量土は，通常の盛土と同様の施工により問題なく仕上がっております。

６． 新技術活用による効果と課題!

コスト面における効果新技術である「鋼複合ラーメン橋」と「高強度図―８太刀打こ道橋の完成

軽量プレキャスト PC 床版」の採用によって，従来方式（上部工と下部工が分離構造）による場合

・仮想内部摩擦角 φ ：１８°以上との比較においては，上部工での優位性はほとん

以上の設計条件を満たす軽量土を製造するためど認められなかったものの，下部工では躯体のコに，実際の背面盛土に使う土（原料土）を使っンクリート体積や基礎杭本数が，半分近くまで縮て，室内での配合試験を繰り返し行いました。変

小できました。前述のとおり杭長が４０m 超と長形追随性を確保しながら所定の強度をクリアする

かっただけに，この効果には満足のいくものでし＝強くても固ければ駄目というように，安定材のた。

添加量には微妙なバランスが求められ，試行錯誤"の結果得られた現場配合は，次のとおりとなりま

鋼複合ラーメン橋の施工は，初めてでしたので

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６ 建設マネジメント技術

2008 年 2 月号

施工性における効果と課題

技術情報コーナー

非常に神経を使いました。特に上部工と下部工とトラックの積み込みから荷下ろしまでに５分とかの剛結部は，横桁が埋め込まれる上に，下部工かからない距離にあり，仮置きは一切行いませんでらの鉄筋や桁を縫うように配置される鉄筋などがしたので，乾燥による影響はないものと確信して入り組むため，コンクリートの廻り不良が懸念さいます。また，雨の日の施工も行わず，施工しなれました。また，コンクリート硬化時には，埋設い夜間や休日はシートで全面を被覆したため，加される鋼材の拘束応力によるひび割れも懸念され水による影響もないはずです。
ただし，ダンプトラックからの荷下ろしの際，ました。
幸いなことに，躯体内の空隙もひび割れも確認

強風の日には発泡ビーズの飛散が確認されまし

されず，良好な仕上がりとなっていますが，コンた。当該盛土材は六価クロム溶出試験でも問題がクリートの養生期間を入念に確保するのが望ましなく，発泡ビーズ自体でも塩化物を含まないためいため，余裕をもった工程が肝心だと思います。

無害なのですが，周辺に田圃がありイメージ的にまた，プレキャスト床版については言うまでも良くありませんので，課題として挙げるとすればなく，施工性が優れていました。特に冬期間の施飛散防止対策だと思います。

工であったため，２日間で据え付けを完了できた
ことは，剛結部で手間取って遅れた工程を，大き７． おわりにく挽回してくれました。
ただし，橋面排水桝の設置には配慮が必要と思

鋼複合ラーメン橋とその前後の軽量盛土は，平われます。後付けのための箱抜きでは，プレキャ成１９年７月に施工を完了し同年１１月には舗装工事

スト PC 床版のスパン割に影響が出たり，床版のも完了しました。浪岡五所川原道路は同年１２月１４

コンクリートが特殊（？）なだけに，後打ちでは日に供用開始となり，この時点までの観測結果でコンクリートの一体化が図れるのか，心配が残りは，橋桁が温度応力に伴い約１．
５cm 収縮しただます。そのため今回の工事では，別工事である上けで，国道３３９号や浪岡五所川原道路横断方向の部工製作の工場から排水桝が届きしだい材料確認

民地は勿論のこと，下部工躯体や盛土高さにも変を行い，すぐにプレキャスト PC 床版の工場へ送状は見られず，良好な状態を保っています。

り，床版製作と同時に排水桝を一体化して貰いま

新技術は，とにかく使うことが大事で，単体でした。品質面では向上したと思いますが，排水桝行うことでも結構だと思いますが，「鋼複合ラーを含むブロックの床版製作に遅れが出て，桁架設メン橋」と「高強度軽量プレキャスト PC 床版」と床版据え付けとの間に，ロスタイムが出てしまのように組み合わせて使えば，下部工を相乗的にいました。資材および施工計画の重要性を，改め低減できたように，より大きな成果が得られるこて思い知らされた訳です。とが分かりました。また，「鋼複合ラーメン橋」

最後に発泡ビーズ軽量盛土では，毎日のサンプリングに基づき密度や強度を管理しましたが，混と「発泡ビーズ混合軽量土」のように，相性の良いものがあるということも分かりました。

合が容易なため盛土材の品質が安定しておりまし今後は，新技術に対してアンテナを高くし，使た。施工も通常の盛土と変わらないので，順調にえそうなものは積極的に活用できるようにしたい

進捗しました。今回の施工で気をつけたところと思います。そして，使い放しではなく検証を行は，品質に大きく影響する盛土材の含水比です。

うことで，改善や新たな技術の開発に，少しでも軽量土の製作ヤードと盛土する現場とは，ダンプ寄与できれば幸いです。

国土交通省東北地方整備局青森河川国道事務所

建設監督官

建設マネジメント技術

梨子

敏晴

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