新潟県の耐候性鋼橋梁に及ぼす飛来塩分の影響に関する研究
建設構造研究室 高橋 拓也
指導教官 長井 正嗣
岩崎 英治
1. 背景となるため最近では使用されていない．

耐候性鋼材とは普通鋼材に微量の銅，クロム，さびの安定化には飛来塩分が最も関係しておニッケル，モリブデン，リン，などの添加元素をり，新潟県では離岸距離が 20km 以上であれば飛加え合金化したものであり，鋼材表面に安定化さ来塩分量の計測を省略して使用できるが，20kmび層と呼ばれる緻密なさび層が形成される．その未満では飛来塩分量を計測し，その値がさび層により水や酸素の透過を防ぎ，その後の鋼0.05mdd(mg/dm2/day)以下であることが望ましい

材の腐食作用を抑制する働きをもつ鋼材で，無塗環境となっている．しかし，飛来塩分量の計測に装で使用が可能である．そのため，塗装によるラは最低でも 1 年の期間を必要とするため，実際にイフサイクルコスト（LCC）を低減することがでは飛来塩分量を計測せずに近隣の既設耐候性鋼きる．

橋梁のパフォーマンスから使用の適否を判断す

耐候性鋼材の橋梁への使用方法には① 裸のまま使用するる場合が多い．
また，耐候性鋼橋梁については，メンテナンス② 鋼材表面に化成処理を施し使用するフリーという認識が強いことからこれまで建設③ 塗装して使用する

後のパフォーマンス調査が行われた例は少ない．の 3 種類があり，①または②の使用方法を無塗装

無塗装橋梁も塗装橋梁と同様にメンテナンスは仕様，③を塗装仕様という．①は，耐候性鋼材を必要であり，特に無塗装橋梁独特のさび状態を調素地のままで使用するもので裸仕様橋梁と呼ば査することは重要であると考える．

れ，耐候性鋼材の持つ特性を最大限に引き出した使用方法であり，最も経済的である．しかし，安2. 目的定化さび層が形成されるまでの初期段階におい本研究では新潟県内の耐候性鋼橋梁のパフォて，さび汁の流出やさびむらなどが問題となる．

ーマンス調査を行い，無塗装橋梁の設置適否参考

そこで，これらの問題点を解決するために開発さ資料および既設耐候性鋼橋梁のメンテナンス判れたのが②の方法である．②は表面処理仕様橋梁

断資料の作成を目的とし，耐候性鋼橋梁に及ぼすと呼ばれ，耐候性鋼材表面に多孔質な無機結晶質飛来塩分の影響について調べる．の複合皮膜を生成する特殊な化成処理を施したものである．通気性，通水性に優れ安定化さび層

3. 対象橋梁形成に必要な水，酸素は通し，安定化さび層の形

新潟県内の位置を確認している橋梁 210 橋のう成を阻害する腐食性マイナスイオンの地鉄へのち，裸仕様橋梁 74 橋，表面処理仕様橋梁 136 橋

到達を抑制する働きを有するものである．③は，の中から離岸距離，建設経過年数，桁への近づき普通鋼材と同様に塗装を施して使用するものでやすさ，交通アクセス等を考慮して選定した．測ある．耐候性鋼材に塗装を施すことは，耐候性鋼

定対象橋梁データを表‐1 に示す．

材の特性を引き出すことにはならず，また不経済mdd
10.90.80.70.60.50.40.30.20.102
14221H

K

S

7月

6月

5月

図‐1 飛来塩分量計測結果

1

表面処理仕様橋梁
建設年

4月

11353月

1981～1985
1986～1990
1991～1995
1996～2000
2001～
不明

2月

離岸距離(km)6～10 11～15 16～200～502'8
月

建設年

AU

12
月
03'1月

裸仕様橋梁

9月
10月
11月

表‐1 測定対象橋梁データ

0～51981～1985
1986～1990
1991～1995
1996～2000
2001～
不明

離岸距離(km)6～10 11～15 16～20
14
14
542
2
535
11②付着塩分量測定
表‐2 に橋梁全体の季節別の付着塩分量計測結果を示す．付着塩分量は 2002 年の梅雨前（5〜6月）から夏（8 月）にかけて減少する．これは梅雨時期の雨により桁に付着した塩分が洗い流されるためと考えられる．飛来塩分が増加する冬（12 月）から春（4〜5 月）にかけて付着塩分は4. 調査項目増加しており，2003 年の春（4〜5 月）には 2002

①飛来塩分量測定

年の梅雨前（5〜6 月）の値近くまで増加している．

2002 年 8 月〜2003 年 8 月にかけて新潟県内の2003 年の春から梅雨前（6 月）にかけては減少す

既設耐候性鋼橋梁 5 ヶ所にて実施．

る傾向にある．2003 年の梅雨明けには付着塩分量②付着塩分量測定が増加している橋梁が多く見られるが，冬から春飛来塩分計測を実施した 4 橋について季節ごとにくらべ増加量は小さい橋梁が多くなった．に計測．
表‐2 季節別付着塩分量の計測結果③さび厚量計測
項目②の 4 橋を含む新潟県内の耐候性鋼橋梁（裸仕様橋梁 23 橋，表面処理橋梁 56 橋）
で計測．

付着塩分量（mg/m2）
橋梁
AKSU

5～6月
50.2
180.1
407.2283.3

2002年
8月
38.4
177.3
201.2
297.0

12月
32.3
153.1
206.5
192.1

4～5月
58.1
158.0
260.5
283.3

2003年
6月
63.5
147.0
194.7
218.4

8月
103.3
193.0
215.6
210.3

5. 計測結果と考察①飛来塩分測定以上から付着塩分は春から冬にかけては増加

図‐1 に飛来塩分量の月平均値を示す．図よりと減少を繰り返し，冬季間に著しく増加する傾向

塩分量は 11 月から増え始め 5 月以降はほとんどがある．また，飛来塩分は洗い流しの作用を受け飛来していないことが分かる．また，塩分量の多るために累積して桁に付着していないと考えらい冬季間でも飛来塩分量が大きく変化しており，れる．

塩分は冬季に一様に飛来していないと考えられる．

洗い流しの影響が少ないと考えられる内桁下
フランジ下面の初冬から初春までの付着塩分の増加量とその橋梁位置での飛来塩分の関係を図‐2 に示す．飛来塩分量の多い場所ほど，桁の付着塩分も多い傾向にある．

び厚量は 400μm 以下である．さび厚量の評価基

mg/m2
1009080706050403020100

準（表‐3）から離岸距離が 20km 以内であってもSさび状態は良好であるとみられる．

UKA0.05

0.1

0.15

0.20.25普通鋼
腐食量

0y = 272.32x + 8.8697
R2 = 0.6624
0.3 mdd

耐候性鋼

図‐2 飛来塩分量との付着塩分量

安定さび（内桁下フランジ下面）
経過年③さび厚量測定

図‐3 腐食量と経過年数

経過年数とさび厚量の関係を示す．年数が経つにつれさび厚量も大きくなっている．耐候性鋼材の安定化さび層形成には裸仕様橋梁で約 5〜10 年，表面処理橋梁で約 20 年と言われている（図‐3）．

μm350300250200図‐4 から裸仕様橋梁の 5 年未満の橋梁はさび厚150

量が 200μm 程度の若いさびであることが確認で501000きる．5 年を経過した橋梁は，さび厚量が 250〜024350μm であり，さび厚量の評価基準から緻密なさび層が形成されている状態と考えられる．
表面処理仕様橋梁では 20 年経過したものでも68101214 年(a) 裸仕様橋梁
μm
350
300

100〜350μm にばらついている．調査対象となっ250ている新潟県内の表面処理仕様橋梁は安定化処

150

理皮膜が剥がれている状態であり，さび層の安定50200
1000化が終了していなかった．安定化領域には入って05101520(b) 表面処理仕様橋梁

おらず，さび層形成段階にあると考えられる．

図‐4 経過年数とさび厚量

新潟県内の耐候性鋼橋梁は全体的に見るとさ表‐3 外観評価とさび厚量の関係 3）
外観評点

さびの状態

さび粒子

さび層の厚さ5若いさび

1mm 程度

200μm 未満

4

緻密なさび1mm 程度

400μm 未満3

粗いさび

1〜5mm 程度

400μm 未満

2

うろこ状のさび5〜25mm 程度

800μm 未満1

層状に剥離するさび25mm 以上

800μm を超える

25 年

新潟県内の表面処理橋梁は安定化領域には入っておらず，さび層形成段階である．そこで，さび厚量形成速度を一定と仮定するとさび厚量の年間増分は図‐5 のようになる．離岸距離が大きいほど年間増分は減少する傾向にあり，相関が見

また，飛来塩分量が多い橋梁ほど，年間さび厚量が多くなる傾向がある（図‐7）．
μm/year25H

2015られる．

SU

10y = 89.032x - 3.6591
KR2 = 0.9226

5000.05

0.10.150.20.25

0.3 mddμm/year454035302520151050

図‐7 飛来塩分量と年間さび厚量

y = -1.4844x + 32.757
R2 = 0.7135

6. まとめ本研究で得られた知見を以下に示す．
05101520 km

図‐5 さび厚量の年間増分と離岸距離（表面処理仕様橋梁）①塩分は冬季間に多く飛来しており，累積して橋梁に付着していない．
②雨水や結露による洗い流しの少ない部位での付着塩分量と飛来塩分量には相関が見られる．

表面処理仕様橋梁の安定化に 25 年と仮定し，③新潟県内の裸仕様橋梁は離岸距離が 20km 以内

年間増分から 25 年経過後の予測値を求めると図であっても全体的なさび厚量からはさび状態は‐6 となる．離岸距離が 5km 以下の橋梁ではさび良好であると考えられる．

厚量が 600〜1000μm と大きな値となっており，④表面処理仕様橋梁はさび層形成段階であり，離さび厚量評価基準から安定化せずに層状に剥離

岸距離と年間さび厚増加量に相関が見られる．

す るさ び状 態と なる と考 えら れる ．離 岸距 離

また，年間さび厚増加量と飛来塩分量には相関10km 以上の橋梁においては予測さび厚量が 400が見られる．

μm 前後であり良好なさび状態になると考えら
参考文献

れる．

1）成田 英樹：新潟県内の耐候性鋼橋梁の腐食状
態と腐食環境の相関に関する研究，長岡科学技

μm
1200

術大学修士論文，2003.

y = -37.111x + 818.93
R2 = 0.7135

10002）（社）日本橋梁建設協会：無塗装橋梁の手引き，

800
600

1998.

400

3）日本鋼構造協会・鋼橋の性能照査型設計対応

2000051015

図‐6 さび厚量と離岸距離（25 年経過予測値）

20 km

研究委員会 鋼橋の防食・LCC 部会：鋼橋のLCC 評価と防食設計，2002.