令和3年8月26日 知のネットワーク〜技術実証事業成果発表会（第3回）

平成３０年度除去土壌等の減容等技術実証事業（その３）
中間貯蔵施設事業の輸送路における安全対策のための路⾯下空洞調査の実施
アジア航測株式会社
本成果は、中間貯蔵・環境安全事業株式会社が環境省より受託した平成30年度の中間貯蔵施設の管理等に関する業務成果の一部である。

１．背景と実施方針(1)

中間貯蔵施設の輸送路における道路陥没のリスクと安全対策の必要性●輸送路特有の条件
・輸送⾞両の交通量の増⼤

H31年度は1 年間の総搬⼊予定量が400 万㎥程度、輸送⾞両は年間平均して2,400 往復/日のペースで⾛⾏・脆弱な舗装構成の道路を使⽤

⾼速道路を主に使用するが、アスファルト層の厚さが5cm程度の簡易な舗装構成の県道・市町村道も使用（670km）

・震災による地山のゆるみ/
地下埋設物の⽼朽化

震災の影響があるA市では、その他の都市に⽐べ、路⾯化の空洞の発⽣率が約4倍程⾼い

・⼀般⾞両の往来

帰還困難区域の解除に伴い⼀般⾞両も往来。道路陥没が起きた際は、⼀般⾞両を巻き込んだ事故も想定される

道路陥没による事故発⽣リスクが⾼いリスクを低減するための安全対策が必要

中間貯蔵施設事業の輸送路
環境省 平成30年度「中間貯蔵施設への除染土壌等の輸送に係る実施計画」より引用

1１．背景と実施方針(2)

道路陥没のメカニズム

路⾯下の空洞だけでなく路⾯の劣化や交通荷重が道路陥没の発⽣要因となる（→本試験では路⾯および路⾯下の調査を同時に実施）

道路陥没発⽣のメカニズム
国土交通省関東地⽅整備局、平成21年、直轄国道の舗装（路⾯）に関する保全検討委員会 委員会資料より引用

2１．背景と実施方針(3)

評価手法
既往の①の評価に加え、②③を考慮することで、道路陥没のリスクを複合的に評価する手法を検証（本試験の新規性）

本試験の評価のイメージ③は「下⽔道事業におけるストックマネジメントの基本的な考え⽅（国土交通省平成19年）」等を参考としている

3

２．本試験の成果目標①路⾯計測の実施

輸送路およびその周辺道路、約35km（⾞線⻑70km）を対象として、900点以上/m2の3次元点群データ、路⾯のひび割れ率、縦断凹凸（IRI）を取得②路⾯下空洞調査の実施

輸送路およびその周辺道路、約35km（⾞線⻑70km）を対象として、⼀次調査を実施
また、5地点で二次調査を実施③調査成果の整理

下⽔道管渠の有無や周辺環境、空洞の発⽣数や路⾯性状に傾向がみられるか整理④3次元モデルの作成

空洞、路⾯の状態、地下埋設物の関係性を⽴体的に把握するため、3次元モデルを作成し、位置関係を個別帳票にとりまとめる⑤評価手法の検証

従来の路⾯下空洞の緊急度判定に加え、路⾯性状、および道路陥没のリスク評価を加えた路線の評価⼿法を検証⑥調査・運⽤マニュアルの作成
本試験の成果をマニュアルにとりまとめる

4３．調査手法(1)●調査フロー
路面計測
移動計測車両（MMS）を用いた路面計測
資料
収
集ー

計画
準
備ルト
選定

現地
踏査
地中レーダ探査車を用いた一次調査

計測データ
解析

ハンディ型地中レーダ探査機とボアホールカメラを用いた二次調査

３次
元
モデルの作
成

個
別帳
票の作
成

試
験結
果の整
理

複合的なリ
ス
ク
評
価

評
価
・とり
まとめ

調査
・
運用
マ
ニュアル
作
成報
告書
作
成

路面下空洞調査●実施場所

現地調査︓福島県内の中間貯蔵施設事業の輸送路およびその周辺道路 約35km

5３．調査手法(2)MMS⾞両を⽤いた
路⾯計測・路⾯性状調査
全天周カメラGPS

地中レーダ探査⾞を⽤いた
路⾯下空洞調査（⼀次調査）

デジタルカメラレーザースキャナ

GNSS

ラインカメラ

３次元地中レーダ【ＭＭＳ計測⾞両】
・⾞両上部のレーザースキャナにより3次元点群データ（900点以上/m2）を取得
・⾞両後⽅のラインカメラにより路⾯のひび割れ率と縦断凹凸（IRI）を取得
・法定速度（時速40km/h）で計測※MMS:Mobile Mapping Systemの略【３次元地中レーダ探査⾞（ステップ方式）】
・地下2mの深さまで探査可能。
・空洞の可能性がある異常信号の位置を取得
・法定速度（時速40km/h）で調査

6

３．調査手法(3)

ハンディ型地中レーダ探査機とボアホールカメラを⽤いた二次調査
ハンディ型地中デーダ探査機により異常信号の詳しい位置を特定。

コアドリルを用いて路⾯を掘削（直径は6cm程度）。

ボアホールカメラを内部に挿⼊し、断⾯や底⾯の画像を取得。
ゴム栓または砕石を充填し、⼈⼒で圧密したうえで、表層にアスファルトを敷いて復旧。

調査イメージ

ボアホールカメラによる断⾯画像

7４．調査結果（1）路⾯計測および路⾯下空洞調査の実施●路⾯計測

・輸送路およびその周辺道路35.18kmを計測（7/23-25）
・3次元点群データは1,500点以上/m2の密度で取得
・ひび割れ率と縦断凹凸（IRI）は10m区間毎に算出●路⾯下空洞調査（⼀次調査）・輸送路およびその周辺道路35.18kmを調査（7/23-24）
・空洞の可能性がある異常信号を35箇所確認●路⾯下空洞調査（二次調査）

・異常信号のうち、5箇所で二次調査を実施（9/19-20）
・そのうち4箇所は空洞、1箇所は粘土を含む層であった

8

４．調査結果（2）二次調査の結果
垂直断⾯

垂直断⾯
⽔平断⾯

⽔平断⾯

地点No.7のボアホールカメラ画像

地点No.25のボアホールカメラ画像（粘土を含む層を検出）←空洞☞No.25の結果は空洞以外の異物や施⼯不良箇所を探索する際の知⾒となる
9

４．調査結果（3） 3次元モデルの作成
3次元点群データによる路⾯の可視化
横断歩道

微細な点が集合し、画像として表現される(密度︓1,500点以上/m2)

マンホール

道路中⼼線

3次元点群データ（鳥瞰図）

舗装の継ぎ目

任意の位置で距離を計測

専用のビューワーで閲覧（LaserMapViewer）

マンホール

3次元点群データ（鳥瞰図・拡⼤図）

10

４．調査結果（4） 3次元モデルの作成

異常信号、路⾯性状、地下埋設物の関係性の把握

マンホール

異常信号箇所下⽔道管渠

異常信号および地下埋設物の3次元モデルと3次元点群データ（左）3次元点群データに異常信号と地下埋設物（マンホール・下⽔道管渠）を重ね合わせることで、それぞれの位置関係を⽴体的に把握

異常信号箇所

異常信号および地下埋設物の3次元モデルと標⾼段彩図（右）
道路陥没の予兆や経年的な変化を把握する際に有効（図では説1cm区分の標⾼の境界に破線を引いた）

異常信号箇所および周辺の路⾯の凹凸を確認

11

４．調査結果（5） 新たに考案した帳票
路線名、⽅向、路線の⻑さ、計測日、路線位周辺環境を掲載
異常信号の位置、規模、深さ、緊急度判定の結果（後述）を掲載
ひび割れ率の平均値と区分、最大値、最小値を掲載。位置図とグラ
フで劣化の区分と異常信号の発⽣状況を可視化。
IRIの平均値と区分、最大値、最小値を掲載。位置図とグラフで損傷度合いと、異常信号の発⽣状況を可視化
路⾯の状態と異常信号の発⽣状況をグラフで図示（後述）。緑の点は解析区間、⾚の点は異常信号が確認された区間。

路線帳票

路線単位で対策の優先度を検討する際のツールとして活⽤
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４．結果（6）異常信号の緊急度判定
異常信号の大きさ（m）

異常信号の深さ（m）

緊急度「⾼」
既往文献では緊急度「⾼」および「中」は１〜３か月、もしくは１〜６か月以内に二次調査の実施が必要

緊急度「中」●︓下⽔道管渠の敷設がある路線○︓下⽔道管渠の敷設がない路線

緊急度「低」
既往文献では緊急度「低」は経過観察が必要

異常信号の緊急度判定（⼀般的な路⾯下空洞調査と同⼀⼿法による判定）
判定⼿法︓「空洞判定実施⽅針（案）（平成24 年2 月国土交通省 北陸技術事務所）」による

13

４．結果（7）路⾯の状況と異常信号の発⽣率（区間解析）
1.000

異常信号の発⽣率（%）

異常信号の発⽣率（%）

1.000

0.800
0.678
0.600
0.428
0.400
0.296
0.200

0.000

0.800
0.623
0.600
0.489
0.400
0.220
0.2000.000

軽度
中度
重度
ひび割れ率の区分（路⾯の劣化の状況）

小中大
縦断凹凸（IRI）の区分（路⾯の損傷レベル）

区間数

異常信号が確認された
区間数

異常信号の発⽣率（%）

区分( )はIRIの値

区間数

異常信号が確認された
区間数

異常信号の発⽣率（%）

軽度(0-15％未満)

3,976

170.428小(0-3.0未満)

2,274

50.220

中度(15%以上35%未満)

2,027

60.296中（3.0以上-8.0未満）

3,477

170.489

重度(35%以上)

1,033

70.678⼤（8.0以上）

1,285

80.623

7,036

30

0.426

計

7,036300.426

区分( )はひび割れ率の値

計

路⾯の劣化および損傷の進⾏するほど異常信号の発⽣率が上昇する傾向☞路⾯計測の結果を踏まえて、路⾯下空洞調査の対象路線を絞り込み

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５．結果（8）路線単位での評価・⽐較

路⾯計測と路⾯下空洞調査を同時に実施したことで考案できた評価手法
優先順位をつけて安全対策を実施可能 →予防保全型の対策へ

15

５．結果（9） 道路陥没の発⽣可能性と陥没が起きた場合の影響度を考慮したリスク評価

2つの評価シートの情報を複合的に評価することで、検討項目やそれらの「トレードオフの関係」を明確にすることができる

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６．試験の評価（1）

技術の評価想定される対策シナリオの工程と特徴（⼀般的な対策）
項目①路面下空洞調査②空洞の対策工事

スケジュール
陥没 調査

陥没 調査

工事 工事

③路面性状調査

工事 工事
調査④路面の修繕・補修工事

調査

工事

工事

項目

数量

発注手続き

10

計画準備

10

現地踏査（調査のみ）

4

現地作業

10

工事による交通規制6協議

10

想定される対策シナリオの工程と特徴（本試験の手法）
スケジュール項目①路面下空洞調査

調査

調査②空洞の対策工事

工事

工事③路面性状調査

調査

調査④路面の修繕・補修工事

工事

工事

項目

数量

発注手続き

4

計画準備

4

現地踏査（調査のみ）

2

現地作業

4

工事による交通規制

2

協議

4

☞調査を効率的に実施できるほか、交通規制の回数が少なく地域への負担が小さい

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６．試験の評価（2）

コストの評価⾞両事故が発⽣した場合のリスク

コスト評価（予防保全による費⽤効果）

定量項目

定性項目

輸送⾞両の故障

10〜1,000万円

輸送の停止・遅延

最大350台/日・⽅向の輸送路で、輸送が10日停⽌した場合︓3.1万円×350台×10＝1億850万円

除去土壌の飛散

清掃市20万円+測定費1万円+積み直し8万円＝29万円

⼀般⾞両との事故

数十万〜数百万円、⼈身事故の場合は無制限

輸送ルートの変更

変更に係る協議の発⽣、輸送の遅延もしくは迂回によるコスト増事業に対するイメージの低下

事故の説明・協議、イメージアップ対策
イメージ回復18

7．まとめと課題＜まとめ＞
・路⾯計測および路⾯下空洞調査を実施し、空洞、路⾯性状、路線の周辺環境等を考慮した複合的なリスク評価の手法を検討
・3次元モデルを⽤いたとりまとめや調査結果を可視化した調書等、成果を視覚的に把握できるとりまとめ手法を考案
・本試験の対策シナリオは、重複作業や追加の工事の防止につながり経済的であるほか、予防保全（リスク低減）による費⽤効果もある＜今後の期待＞
・今後、中間貯蔵施設事業の輸送路やその他の事業等で、道路陥没の発⽣リスクを低減させる手法として本試験の知⾒の活⽤が期待される・経年⽐較を⾏い変化の傾向を把握することで、予防保全の効果が⼀層⾼まると期待される
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8．今後の展望-インフラ維持管理におけるDX-

効率的なインフラマネジメントの実現によるＬＣＣ低減、防犯や災害対応の迅速化
中長期的な包括民間委託など
災害対応（補修・修繕）

防犯

補修・修繕
工事

除草

設備
更新

施設
除却

各種計画策定（ストックマネジメント）

インフラマネジメントへ

現状把握
将来予測データプラットフォーム
変状抽出
画像（画質：低）（範囲：狭域）

目視

画像

画像・点群データ（画質：低）（範囲：狭域）（画質：高⇒低）（範囲：狭域⇒広域）

施設GIS
データ

用地GIS
データ

再生資材の管理・利活用

カメラ・温度センサー
スマートメータ

定点観測

3次元化

様々なセンシング技術

日常点検

定期点検・緊急点検

土壌貯蔵施設３Dデータ（BIM/CIM）

データの整地化
デジタル化

竣工データ/紙媒体資料

中間貯蔵施設ならびに関連施設等のデータのデジタル化・一元管理期待される効果：迅速性、効率性、精度、コスト、被ばく線量低減など

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8．⽤語解説
移動計測⾞両（MMS）

Mobile Mapping Systemの略。⾞両にレーザ計測機器が搭載されており、移動しながら効率的に路⾯を計測することができる。

縦断凹凸（IRI）

International Roughness Index（国際ラフネス指標）の略。路⾯プロファイルを用いて路⾯の凹凸の程度を表す統計値。MMS⾞両に備え付けのセンサーにより、路⾯の縦断⽅向のプロファイル（表⾯凹凸）を測定し、IRIを算出する。「舗装点検要領（平成29年3月, 国土交通省道路局）」の診断区分では、IRIの値が0〜3.0未満を損傷レベル小、3.0以上〜8.0未満を損傷レベル中、8.0以上を損傷レベル大として診断している。

ひび割れ率

道路の補修を⾏う際の基準のひとつで、路⾯の全体⾯積に対してひび割れがみられる⾯積の割合。本試験では、路⾯計測の際に取得したラインスキャナーの画像を解析し、路⾯の損傷の指標となるひび割れ率を10m区間毎に算出した。算出したひび割れ率は、「舗装設計施⼯指針（平成18年度版）社団法⼈日本道路協会 平成18年」の規準に従い、ひび割れ率0〜15%未満を軽度、15%以上〜35%未満を中度、35%以上を重度として、損傷度合いを区分した。

3次元点群データ

レーザ測量で得られる位置座標（x,y,z）を持った点情報。専用のビューワー（LaserMapViewer、アジア航測株式会社）を用いることで、位置精度を持った3次元の画像として表現することができる。本試験では1,500点/m2以上の点群データを取得した。

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ありがとうございました補足説明用スライド１．背景と実施方針(3)

ひび割れ率の計測

路⾯の「ひび割れ」が道路陥没の発⽣の要因となる（→路⾯の劣化の指標として「ひび割れ率」を計測）

アスファルト舗装の劣化メカニズム「A県、アスファルト舗装の劣化メカニズム」より引用

3

１．背景と実施方針(4)縦断凹凸（IRI）の計測

路⾯の「縦断凹凸（IRI）」が道路陥没の発⽣の要因となる（→路⾯の損傷の指標として縦断凹凸[IRI]を計測）

縦断凹凸（IRI）と最⼤輪荷重の関係
25tダンプが時速40kmで⾛⾏したと仮定

因泥他、平成21年、道路交通振動の発⽣要因となる衝撃的な荷重と路⾯性状の関係、土⽊学会第64回年次学術講演会より

4

１．背景と実施方針(5)3次元モデルによるとりまとめ

路⾯下の状況と路⾯の状況を3次元モデルにより「可視化」、空洞、路⾯、地下埋設物の関係性の把握（本試験の新規性）
本試験

⼀般的な路⾯下空洞調査

異常信号（空洞）
下⽔道管渠

下⽔道管渠
マンホール

空洞の位置、規模、深さを整理
地下埋設物との関係性や路⾯の変状との関係性を把握できない

異常信号および地下埋設物の3次元モデルと3次元点群データ
空洞、路⾯の変状、地下埋設物等の位置関係を⽴体的に可視化し、関係性を把握

5４．結果（8）道路陥没の発⽣可能性の評価の考え方

路⾯の劣化が進んでいる箇所に異常信号（空洞）が確認された場合、道路陥没の発⽣可能が⾼いと評価した。グラフのエリアから視覚的に対策の優先度を把握する⼿法として本試験で考案した。
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６．試験の評価（2）
項目
調査
費⽤

工事
費⽤

⼀般的な対策シナリオ【路⾯下空洞調査】
路線の⻑さ︓50km【路⾯性状調査】
報告書等作成合計費⽤
評価【空洞の対策⼯事】
・開削⼯法25箇所
・充填⼯法25箇所【路⾯の補修・修繕⼯事】
・切削オーバーレイ⼯法
表層5cm, 幅4.0m, 約1km

本試験の対策シナリオ

1,240万円
660万円
1,900万円△
5,600万円
2,000万円【路⾯・路⾯下空洞調査】
計画準備、協議等の重複作業のコスト削減

合計費⽤
評価【空洞対策】
・開削⼯法25箇所
・充填⼯法25箇所
・アスファルト舗装:25個所

1,800万円
1,800万円○
5,600万円
1,900万円【追加⼯事】25箇所

5,000万円【追加⼯事】なし

合計費⽤
評価12,600万円
△

合計費⽤
評価

7,500万円
○

160万円
96万円

【発注⼿続き】2業務分【打ち合わせ協議】2業務分

80万円
48万円

14,718万円-

9,536万円(約35%減)△重複作業の削減によりコストが低減される○

その他 【発注⼿続き】4業務分
コスト 【打ち合わせ協議】4業務分
総計

コストの評価①-

総合 重複作業や追加⼯事によりコ
評価 ストが⾼くなる-

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