第八回道路橋床版シンポジウム論文報告集

土木学会

報告
橋面アスファルト舗装の変状とＲＣ床版の疲労
田中良樹*，村越潤*** （独）土木研究所，構造物メンテナンス研究センター（〒305-8516 つくば市南原 1-6）**博士（工学）（独）土木研究所，構造物メンテナンス研究センター（〒305-8516 つくば市南原 1-6）
本文では，舗装損傷先行型の RC 床版の疲労について概要を述べるとともに，橋面舗装の劣化や部分打換えによる床版内部への水の浸入について実橋の事例を紹介する．これらを踏まえて，橋面舗装の影響を考慮した，RC 床版の抜け落ちの防止策について述べる．

キーワード：橋面舗装，透水性，含水率1．はじめに防水層が設置される事例が多い．しかし，基層打換えが鉄筋コンクリート（RC）床版の疲労による抜け落ち事実施されず，防水層が設置されていない橋も多く見られる．
本文では，舗装損傷先行型の RC 床版の疲労について

例は，道路橋 RC 床版の損傷対策が始められて以降，約約 600 mm半世紀を経た今日も依然として報告されている（写真－1）．RC 床版に抜け落ちが生じると，走行の危険やコンクリート塊の落下による第三者被害が懸念されること

100 mm程度の陥没(段差)から，抜け落ち防止は喫緊に解決すべき課題である．また，通行規制や工事に伴う渋滞，補修費の増大，主構造本体への悪影響（断面欠損，漏水）の面からもその解決の効果は大きい．
現在の道路橋ストックの半数近くは，高度経済成長期に建設されたが，その間に建設された RC 床版の多くは，現行の基準により設計されたものに比べて疲労耐久性が低いことが知られている．特に昭和 39 年もしくはそれ以前に制定された基準による RC 床版（以下，39 床版）
では，配力鉄筋と床版厚が不足しており，1960 年代中頃，供用後早期に疲労損傷が見られた 1）．一方，大型車交通量の違い等，さまざまな要因によって，39 床版であっても疲労による損傷が見られないものも多く現存している 2）．
その後の調査研究から，床版内への水の浸入が床版の疲労耐久性を著しく低下させることが明らかにされた 3）．
著者らが実施した調査では，アスファルト舗装が不完全ながらも不透水となって防水の役割を果たすことがあること，39 床版で舗装自体に劣化が生じると水が浸入して，その浸入部周辺で局所的に，かつ急速に床版の疲労劣化が進行する可能性があることを報告した 4），5）．
現在，新設橋では，舗装と床版の間に防水層を設置することが義務付けられている．既設橋では，なおのこと防水層の設置が必要であり，舗装の基層打換えの際に，

写真－1 RC 床版の抜け落ち （上:抜け落ち5 日前，中:抜
け落ち直後の路面，下:鋼板による応急処置後の床版下面）- 139 -

概要を述べるとともに，橋面舗装の劣化や部分打換えによる床版内部への水の浸入について実橋の事例を紹介する．これらを踏まえて，橋面舗装の影響を考慮した，RC 床版の抜け落ちの防止策について述べる．
2．舗装損傷先行型の RC 床版の疲労 4），5）
これまでの抜け落ち事例では，鉄筋の疲労破断が見られることはほとんどなく，コンクリートの砂利化といった，コンクリートの圧縮疲労と類似した現象が見られる．
輪荷重走行試験下では，繰返し走行回数の増加に伴い，床版コンクリート中で圧縮ひずみが徐々に高くなり，設計では想定されないレベルに達してコンクリートの圧図－1 舗装損傷先行型の RC 床版の疲労イメージ縮疲労が生じ得る状態になることが確認された 6）．水中におけるコンクリートの圧縮疲労耐久性は，気中に比べ1.E-0310-3て著しく低く 7），このことが RC 床版の疲労耐久性の水に

1.E-0410-4

RC 床版の劣化の過程は，床版下面の広範囲に拡がった格子状のひび割れの進展によって説明されることが多い．しかし，実橋では，格子状のひび割れが床版下面全体に見られるとは必ずしも言えず，ごく限られた範囲に局透水係数 (cm/s)

よる急激な低下をもたらす大きな要因であると推察される．

1.E-0610-6

1.E-0810-8のひび割れが抜け落ち周囲の数mの範囲に限定されていた．

10-91.E-09

因が考えられる．これらの橋において，劣化が局所的に進行する事例は，アスファルト舗装の防水性と関係があ24時間、不透水のデータは透水係数を 1×10-9 cm/sとして示した。

0由は，荷重（過積載の程度，頻度），構造（強度，版厚，配筋），舗装（防水層を含めて）の状態など，多岐の要加圧力150 kPa

1.E-0710-7

所的に生じている事例もある．写真－1 の例では，床版下面39 床版であっても疲労損傷が軽微な橋が現存する理

供試体
一般部
端部

1.E-0510-5246
空隙率 (%)

8

供用中または供用後の橋面舗装から採取されたコア
注) 「端部」は橋面舗装の打継目付近や地覆付近をいう。

10

図－2 アスファルト混合物供試体及び実橋の橋面アスファルト舗装から採取されたコアの空隙率と透水係数（データは文献 5），8）による）るものと推察される（図－1）．
全国に現存する39床版群

アスファルト舗装は一般に透水性があり，防水材とは初期の舗装の状態が厳しい荷重条件の場合
良い場合
or初期の舗装の状態が悪い場合
舗装の劣化に床版の伴い床版が劣化早期劣化見なされていない．図－2 に，室内で作成した密粒度アスファルト混合物の供試体と，実橋で供用された橋面舗装から採取されたコアの加圧透水試験（150kPa 加圧）の結果を，空隙率との関係で示す．一般的な配合では，空隙率は 4.5%前後であり，確実に透水することがわかる．

舗装の状態に応じて劣化進行時期に差がある(水の浸入により局所的に、かつ急速に劣化進行)

しかし，既設橋や撤去された橋の橋面舗装を調査すると舗装の打継目付近や地覆付近の締め固めが困難な部位を除いて，不透水の事例が多かった．アスファルト混合物は，供用とともに空隙率が低下する傾向にあることか

図－3 39 床版の現況の概念図

ら，これとともに透水係数も低下すると考えられる．このことは，文献 4），5）で紹介したとおり，沿岸部の橋や凍結防止剤が散布される橋で，アスファルト舗装下のコンクリートへの塩分浸透が，舗装されていない地覆コンクリートに比べて著しく少ないことと符合する．

床版の補強、部分打換え、床版取り換え
されている

橋面舗装の状態が良い場合の 39 床版では，床版の劣化が比較的長期にわたって抑制されている可能性が高い．その反面，舗装自体の劣化によってひび割れなどが路面に生じると，そこから水が浸透して，その直下付近- 140 -

の床版コンクリートの疲労耐久性を著しく低下させることになると考えられる（図－3）．なお，橋面舗装の劣化は，RC 床版の劣化によって促進される場合もあり，橋面舗装を打換えても防水効果が持続せず，ある段階から舗装，床版双方の劣化が加速される時期（加速期）があると推察される．
3．RC 床版の抜け落ちの兆候
3.1 対象橋の概要と抜け落ち前の路面状況調査の対象とした S 橋は，1956 年竣工，支間 31.5m，有効幅員 9.5m の 5 径間単純鋼合成プレートガーダー橋であった．東北地方の内陸部で，凍結防止剤が散布される路線の橋であった（写真－2）．設計活荷重は TL－20である．平成 15 年道路交通センサス調査では，大型車交通量は 5600（台／日）であった．5 径間のうち，第 1径間はグレーチング床版に取り換えられていたが，他の径間は RC 床版のままで，一部は部分打換えが行われていた．床版支間 2700mm，床版厚 170mm で，防水層は抜け落ちた時点で設置されていなかった．
2004 年に RC 床版の抜け落ちが生じたことから（写真－1），抜け落ちた部分と劣化が著しい箇所を対象に RC床版の補修が行われた．数年後に橋の架け換えが予定されていたことから，補修の範囲は最小限とされた．その他の部位は，足場を常時設置して，毎年 RC 床版の近接目視点検を行うこととなった．著者らは，床版下面のひび割れや漏水状況を観察するとともに，補修工事に際して，アスファルト舗装下の RC 床版上面の状況を調査する機会を得た．また，足場を利用して，床版下面の含水分布の測定を行った．
写真－1 の事例では，路面の陥没（へこみ）が確認されたので，走行の安全確保のため，応急的にアスファルト混合物でパッチングされたが，わずか 5 日後に RC 床版の抜け落ちが生じた．RC 床版の抜け落ちの兆候は路面に現れるが 9），陥没のように明確な変状が現れた時点
では即日に対応が必要となる場合が多いと考えられる．
3.2 S 橋の床版及び舗装の補修前後における床版コンク
リート下面の含水分布S 橋では，上記のとおり，抜け落ちた箇所や，床版の写真－2 対象橋梁（抜け落ち後の仮舗装，補修前の路面状況）

写真－3 RC 床版下面の含水率測定状況－3）4）．水分計の温度設定は AUTO とした．同図は，その結果を等高線図（上からの透視図）で表したものであり，青の濃度が濃いほど（白黒では色が濃いほど）水分が多かった箇所を示す．舗装の打換えに先立ち，コンクリートの部分打換えが行われた箇所は，図中に赤枠で示す．同図に示す a 点での水分は，舗装打換え後約 2 箇月で顕著に減少していた．このときの舗装打換えには，密粒度改質アスファルト（最大粒径 13mm），塗膜系防水層が用いられた．舗装を全面的に打換え，防水層を設置することによって，路面からの水の供給が絶たれるとともに，床版下面から乾燥することによって，床版コンクリートの含水状態が改善されたものと考えられる．
3.3 S 橋の補修後の経過観察

劣化が著しく抜け落ちが生じる可能性が高いと考えら

その後，a 点に舗装の変状が見られた．
写真－4～5 に，れた箇所について，床版コンクリートの部分打換えと橋橋面舗装の打換えを全面的に行った後，舗装に劣化が生面舗装の全面打換えが行われた．その補修の前後に測定じるまでの a 点の外観変状の経過を示す．舗装打換え後した床版コンクリートの含水分布を，抜け落ちが生じた4年目に，舗装に長さ数100mmのひび割れが見られたが，第 3 径間を例に図－4 に示す．含水分布は，床版下面に床版の下面に水が浸透している兆候は見られなかった．

300mm 間隔で市販のコンクリート水分計（K 社 HI－500，それから 1 年後（打換え後 5 年目の 6 月）においても舗

HI－520，高周波容量式）を押し当てて測定した（写真

装のひび割れ，床版下面の外観ともに大きな変化は見ら- 141 -橋軸方向

▲
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未測定範囲

未測定範囲

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△△

△

△△△

△

a(a) 補修前 （7月）
▲
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未測定範囲

未測定範囲

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△

△

(b) 補修後 （11月）：床版部分打換え範囲，：床版上面パッチング範囲▲：主桁位置(3@2.7m)，△：対傾構位置(6@5.25m)
注1) 含水分布は上からの透視図で示す．青が濃いほど(橙，黄，緑，青の順に，白黒では色が濃いほど)，水分が多いことを示す．
2) 8月に，床版部分打換え，床版上面の剥離箇所パッチング，防水層設置，全面舗装打換えが行われた．

図－4 S 橋，第 3 径間の床版及び舗装の補修前後における床版コンクリート下面の含水分布れなかった．さらに半年後の 12 月，舗装のひび割れがと，対象となる橋（39 床版で，劣化の兆候のあるものは広範囲に見られ，床版の下面に水が浸透している兆候が優先するなど）を明確にして，舗装の全面打換えと防水見られた（12 月に著者らが撮影した当時，床版下面の状層設置の時期を早める必要がある．

況だけでは漏水に気付かず，後日，前後の写真の変化か

なお，わずか 4 年で a 点のみに舗装のひび割れが見らら水の浸透の兆候であったことがわかった）．翌年 1 月れたのは，この付近の床版コンクリートの劣化が内部でには，さらに広範囲に水の浸透が確認されたため，舗装進行していた（前述の加速期に入っていた）可能性があのひび割れを瀝青材料で覆う作業が試みられたがあまると考えられる．

り効果がなかった．約 2 箇月後には写真－6 に示すように，さらに水の浸透が進行しており，抜け落ちの可能性

4．橋面舗装の部分打換えと水の浸入が高まったため，床版コンクリートの部分打換えが行わ
4.1 橋面舗装の部分打換えの留意点れた．

路面にひび割れや陥没が現れたときに舗装の部分打換えが行われることがある．しかし，打換え直後は舗装

3.4 兆候に応じた早期対応

上記の事例では，橋面アスファルト舗装のひび割れ後， の透水性が高いこと，旧舗装との境界目地付近は締め固めの効率が悪いこと，小型の締め固め機（プレートなど）
わずか 1～2 年の間に舗装の劣化範囲が拡大して，床版下面に漏水の兆候が見られた．写真－4（上 2 枚）のよ

ではロードローラに比べて締め固め効率が悪いことなうに，初期のひび割れの段階で，対策を実施することはどの理由から，舗装を全面的に打ち換える場合に比べて，一般的な舗装の維持管理の程度からすれば判断が難し

RC 床版に必要な防水効果が発揮されにくいと推察されいと考えられるが，RC 床版の耐久性への影響を考えるる．

- 142 -

化が促進される場合（加速期）があり得るが，いずれにしても床版の劣化が懸念される状況にある．写真－
8 は，床版下面に顕著な劣化は見られな
舗装打換え後 4 年目

舗装打換え後 4 年目

かったが，舗装がパッチワーク状態で，舗装の部分打換えの角部（赤い破線部）では車が乗ると内部の水が吹き出る状態であった．この段階では，早期に舗装の全面打換えを実施する方が，そ同 5 年目（6 月）

同 5 年目（6 月）のままにして床版の補修に至るよりも維持管理の負担が軽減される可能性が高いと考えられる．またそうすることで，走行の安全性が持続的に確保される．
図－4 に示した S 橋の含水分布のうち，床同 5 年目（12 月）

同 5 年目（12 月）

版の部分打換えが行われた箇所（同図実線赤枠）の多くは，補修工事までの数箇月の間，抜け落ち防止として舗装と床版の間に鋼板（22mm 厚）を敷設していたため，その部分は暫定的に舗装

同 6 年目（1 月）

写真－4 S橋a点の橋面舗装の変化

同 6 年目（1 月）

写真－5 S橋a点の床版下面の変化も部分補修された状態であった．そのため，
図－4（a）に示したとおり，床版の含水分布で水分の多い箇所，すなわち水が4.2 橋面舗装の部分打換えの事例
写真－7 に示すように，これまでの抜け落ち事例では，同じ橋の至るところで舗装の部分補修が行われ，舗装がパッチワーク状態になっている事例を多く見かける．前
述のとおり，舗装の劣化から床版の劣化が誘引される場浸入している箇所が多かった．鋼板設置は，抜け落ち防止に対する応急処置として適切であったと考えられるが，その間の水の浸入は想定しておく必要があり，長期にそのままにすることは望ましくない．

合と，床版もある程度劣化してきているために舗装の劣- 143 -

写真－7 床版抜け落ち部周囲の路面状態 8）

写真－6 S 橋 a 点における床版打換え前の床版下面（舗装打換え後 6 年目，2 月末）
5．まとめ
本文で紹介した内容を踏まえて，なぜ，RC 床版の抜け落ちがなくならないかを考える上で，次の点を考慮に入れる必要があると考える．a）39 床版の橋が多く現存する．b）既設橋では防水層が設置されていない橋が存在する．
c）
アスファルト舗装はある程度の防水性がある．
しかし舗装自体の劣化によってひび割れやポットホー

写真-8 パッチワーク状態の橋面舗装

ルが生じると，局所的にその防水性を失う．d）舗装ひび割れは漏水の予兆であるが認識されにくい．e）舗装陥

参考文献

没から床版抜け落ちまで急激に進展する．

1) 国広哲男：道路橋床版の問題点，橋梁と基礎，2-7，pp.
1～5，1968.7.
2) 西川和廣，村越潤，山本悟司，杉山純：活荷重による橋
梁上部構造の損傷と対策，土木技術資料，34-8，pp.58～65，1992.
3) 松井繁之：移動荷重を受ける道路橋RC床版の疲労強度と水の影響について，コンクリート工学年次論文報告集，9-2，pp.627～632，1987.
4) 田中良樹，村越潤，長屋優子：橋面アスファルト舗装の透水性が鉄筋コンクリート床版の耐久性に及ぼす影響，
橋梁と基礎，2008.11～12.
5) 村越潤，田中良樹：既設道路橋コンクリート床版の耐久性向上に関する研究－既設床版の塩分浸透状況に関する実態調査－，土木研究所資料第4160号，2010.1.
6) 田中良樹、村越潤、長屋優子：道路橋RC床版の疲労損
傷過程における上面かぶりの剥離の影響、コンクリート
工学年次論文集、pp.913-918、2008.7.
7) 松下博通：水中におけるコンクリートの圧縮疲労強度に関する研究，土木学会論文集，296号，pp.87～95，
1980.4.
8) 西川和廣，河野広隆ら：コンクリート橋のライフサイク
ルコストに関する調査研究―コンクリート橋の損傷状
況と維持管理費の実態調査―，土木研究所資料第3811号，2001.3.
9) 岡田昌澄，深山大介：舗装点検写真を利用した床版健全度の推定，第25回日本道路会議論文集，2003.11.
10) 田中良樹，村越潤：橋面アスファルト舗装の変状と RC 床版の疲労，土木技術資料，53-2，pp.22～27，2011.2.

橋面アスファルト舗装の防水性によって健全に保たれている 39 床版の場合，橋面舗装の維持管理の程度によっては RC 床版を著しく脆弱なものにする危険性がある．予算や人などの制約がある中での道路マネジメントにおいて，RC 床版の抜け落ちを防止するためには，上記 a）～ e）や本文で示した事象について共通認識を持っておくことが大切である．道路橋の防水層については便覧が既に整備されているが，橋面舗装についても RC 床版の耐久性に配慮が必要であり，マニュアル類整備の必要性も含めて検討する必要がある．橋面舗装の維持管理における技術課題としては，即効性の高い防水性能が得られる橋面アスファルト舗装の部分補修技術の開発が強く望まれる．
謝辞等
調査や写真提供にご協力いただいた関係各位に深く感謝いたします．
本文は既発表 10）の内容に一部加筆修正して再掲したものであることをお断りします．

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