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
撤去された鉄筋コンクリート床版の水張り試験
田中良樹*，村越潤**，吉田英二**** (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）*** 修士 (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）
橋面アスファルト舗装の防水性と，漏水があった場合の床版コンクリー
ト中の含水状態の変化を確認するため，撤去された打継目を有する鉄筋コ
ンクリート床版 1 体を 2 分割し，一方は舗装を残し，他方は舗装を除去して，それぞれ屋外で上面に水を張り，床版下面の漏水状況と水分計による含水状態の経時変化を調査するとともに，試験前後におけるコンクリート中の含水率の測定を行った．その結果，舗装の有無によって，床版下面の漏水状況やコンクリートの含水分布が明らかに異なることを確認した．
キーワード：橋面舗装，含水率，(コンクリートの)打継目，水張り

1．はじめに路面からの水が道路橋の鉄筋コンクリート(RC)床版に浸入すると，疲労を著しく促進する 1)だけでなく，凍害，アルカリ骨材反応(ASR)などのコンクリートの劣化を誘発する可能性が高くなる 2)．また，凍結防止剤が散布される路線では，それに由来する塩化物が路面の水に混入して RC の塩害を誘発するとともに，コンクリートの凍害を著しく促進させる 2)．2002 年改訂の道路橋示方書では，路面からの水の浸入を防ぐため，橋面舗装とコンクリート床版の間に防水層を敷設することとされている．既設橋の橋面アスファルト(As)舗装は，敷設当初は透水性があるが，時間とともに不透水となる期間があることから，防水層の設置の有無にかかわらず，橋面 As舗装の適切な維持管理が必要である 3),4)．橋面の防水は容易でないことから，橋面舗装の適切な維持管理は防水層を設置した後も必要であると考えられる．
橋面 As 舗装の防水性と，漏水があった場合の床版コンクリート中の含水状態の変化を確認するため，撤去された，打継目を有する RC 床版 1 体を 2 分割し，一方は舗装を残し，他方は舗装を除去して，それぞれ屋外で上面に水を張り 5)，床版下面の漏水状況と水分計による含水状態の経時変化を調査するとともに，試験前後におけるコンクリート中の含水率の測定を行った．
2．水張り試験
2.1 供試体
供試体に用いた RC 床版は，支間 51.6m の単純鋼合成箱桁橋(1964 年竣工，2009 年撤去，交通量17458 台／12h，大型車混入率 17.0%，1997 年調査)から切り出された．写真－1 に撤去前の RC 床版下面の状況を示す．供試体は新設時のコンクリートの打継目(打継いだ面が橋軸直角方向)を有しており，床版下面に打継目の部分的な割れが見られた(写真－2)．打継目の割れと乾燥収縮ひび割れを除いて，供試体の下面に疲労などの劣化によるひび割れや漏水は見られず，水張り試験前の床版コンクリートは外見上，比較的健全な状態であり，補修，補強の跡も見られなかった(他の部位では一部に鋼板接着補強が見られた)．
コンクリートコアの圧縮強度と弾性係数は，それぞれ37.0 N/mm2，19100 N/mm2 であった．切断前の供試体の30mm

写真－1 撤去前の RC 床版下面の状況

写真－2 床版
下面の打継目- 145 -

写真－3 水張り試験（左：As 舗装あり，右：As 舗装なし(除去) ）200600
2006060

225 601002680

60 275100

水張り範囲(a) As 舗装なし (K-5-1)

202 448 200
6060335 602665

打継目
60 380

水張り範囲

打継目(b) As 舗装あり (K-5-2)
図－1 供試体の大きさと水張りの範囲(a) As 舗装なし
(b) As 舗装あり
写真－4 水張り開始直後の状況

注) 赤丸中抜きは水張り前，中塗りは水張り後のコア採取位置を示す．

大きさは 3.5m×2.1m，床版厚 195mm で，撤去まで供用されていた As 舗装(厚さ 50～55mm)が残されたままであった．防水層の設置は不明であり，少なくとも不織布等のシート系材料は見られなかった．図－1 に切断後の供試体の形状寸法と水張りの範囲を示す．
水張りに先立ち，1 枚の床版を写真－3 のとおり 2 分割して，一方(同写真左)は As 舗装を残したままとし，もう一方(同写真右)は As 舗装をブレーカにより除去した．

（左上：打継目からの漏水，右上：打継目側面からの漏水，左下：打継目直下の水たまり，右下：下面の打継目付近）

り直後から，水たまりが見られるほどの漏水が見られた．
その時点で，打継目以外の床版下面に濡れた様子は見られなかった(後述)．一方，舗装を残した側の打継目(同写真(b)) は，床版上の止水が悪かった箇所から若干の漏水があったものの，水張り範囲の直下での漏水は見られなかった．
水張りから 1 箇月後の状況を写真－5 に示す．As 舗装のない床版の打継目で見られた漏水の量は，その後徐々に自然に減少して，その直下の水たまりは解消された．

2.2 試験方法
写真－3，
図－1 に示すように，各供試体の上面に 60mm
3.2 打継目以外の一般部の漏水
角の断面の木枠とシリコンシーリング材で堤を設けて図－2 に，両供試体下面の水張り後の外観観察の結果水(水道水)を張り，調査期間中は水が無くならないようを示す．As 舗装なし(同図(a))では，打継目以外の一般部に水を随時補充した．2011 年 10 月末から約 3 箇月間，においても浸透した水分によると考えられる黒ずんだ水張りを行い，その期間中，外観観察及び市販の水分計部分(図中の網掛け部分)が水張り後徐々に拡がった．水(K 社 HI-520，20MHz 高周波容量式)による床版下面の含張り後 12 日目には，黒ずんだ部分が水張り範囲のほぼ水率の測定を行った．水分計の温度設定は AUTO とした． 全域にわたって拡がった．その後，写真－5 に示した水
また，コンクリート中の含水率を測定するため，両供試張り後 1 箇月目の例のように，一般部では一旦黒ずんで体から水張り前，水張り終了後に 2 本ずつφ45mm のコいた部分が，気候に応じて部分的に乾燥する場合もあっ
アを乾式削孔で抜いた．削孔位置を図－1 に示す．そのた．写真－6 に水張り後 3 箇月目の状況を示す．As 舗装
コアを割裂でスライス状にして，割裂直後及び 105℃でのない床版下面(同写真(a))は， コンクリートが全体に黒の 24 時間絶乾後，それぞれの時点で各スライスの質量を測定することにより，自然状態での含水率を算定した
1)．なお，As 舗装からコア 3 個を採取して，空隙率の測定及び 0.15 N/mm2 での 24 時間の加圧透水試験を行った
結果，いずれも不透水であり，空隙率は 0.3～3.1%とばらついていた．
3．床版下面の観察
3.1 打継目の漏水
写真－4 に，水張り開始直後の床版下面の状況を示す．
As 舗装を除去した側(同写真(a))の打継目の直下に，水張

打継目
写真－5 As 舗装なし，水張り後 1 箇月目の床版下面- 146 -

2日目

D値

ひび割れ

含水率大ずんでいて，打継目とそれ以外の部分の差がわかりにくい状況になっていた．また，その表面には白色物質が広範囲に発生していた．
一方，
As 舗装のある床版(図－2(b)，写真－6(b))は，3 箇月の後も黒ずんだ部分は見られず，写真－4(b)とほとんど同様の状況であり，同じ 1 枚の床版であった As舗装のない側と比べて，明確な差が見られた．
床版下面に見られた白色物質はコンク
打継目
打継目
リート中の溶液から析出したエフロレッ
センス(以下，エフロ)の一種と考えられる．
エフロ自体は，コンクリートの耐久性に影響を及ぼすものではないと考えられるが，(a) As 舗装なし
(b) As 舗装あり
その形成には，水の移動が必要であり，実
写真－6 水張り後 3 箇月目の床版下面際，写真－6 はそれを明確に示している．に，同機器に設定されている D モードでの測定値(以下 D
なお，床版下面のひび割れに，漏水に起因して見られる白値)を示す．D 値が大きいほど高周波容量が高い傾向を示
色のこぶやつららは，その主成分が炭酸カルシウムであり，し，水分が多い傾向を示す．As 舗装がある場合の D 値
写真－6(a)に示すエフロと生成過程が異なると考えられる．には，打継目，一般部ともに，水張り前後の差や水張り後の顕著な変動が見られなかった．一方，As 舗装がない
4．含水状態の測定結果
場合の D 値は，打継目付近において，水張り前後の差が著しかったが，水張り後は徐々に D 値が低下する傾向が4.1 床版下面の含水状態見られ，1 箇月目以降は一般部と同等かむしろそれより図－3 に，床版下面の含水状態として，水分計による小さい値となる傾向が見られた．2，3 箇月後の測定日は測定結果の経時変化を示す．両供試体ともに，打継目付
いずれも，測定の時間帯の気温が 5℃を超えていたが，近と一般部でそれぞれ平均した値を記号を変えて示す．
夜半から朝 7 時頃まで－4℃であったことから，打継目
コンクリートの電気的性質を利用した水分計による含付近の水分の多い箇所ではコンクリート中の水分が凍
水率は，コンクリートの緻密度や材齢にも依存すると考えられることから 6)，ここでは相対的な比較となるよう
800
As舗装なし

600
400200

D値

打継目

含水率大110
水張り期間(日)(a) As 舗装なし (K-5-1)

12日目(a) As 舗装なし (K-5-1)

一般部

00.1
水張り前日

7日目ハンチ打継目

97日目

800

100

As舗装あり

600
400
2000
水張り0.1前日

打継目
一般部

110100
水張り期間(日)(b) As 舗装あり (K-5-2)
図－3 水分計による床版下面の含水状態の推移(b) As 舗装あり (K-5-2)
図－2 目視による床版下面の漏水範囲(路面からの透視図，網掛けは黒ずんだ部分を示す)- 147 -

結することによって，みかけ上 D 値が小さく出る傾向があった可能性があると考えられる．水に比べて氷の誘電率は高周波領域において著しく低い傾向にある 7)．
なお，コア採取による打継目内部の観察では，打継目の付着がなかった．また，As 舗装がある打継面には舗装等の微粒分が詰まっていたのに対して，As 舗装がない場合は微粒分が見られなかった．打継目からの漏水が時間とともに減少したのは，漏水とともにこれらの微粒分が徐々になくなり，水が表面張力により安定する傾向に移行したことによる可能性があると推察される．

5．まとめ含水率 (%)(1) 床版上面に水を張ると，As 舗装がない場合は，打継目からの漏水が直ちに見られたのに対して，As 舗装がある場合は打継目からの漏水が見られなかった．As 舗装がない場合に見られた打継目からの漏水は，時間の経過とともに減少した．
(2) As 舗装がない場合，打継目のない一般部の床版下面に，水分の増加によると考えられる黒ずんだ箇所が約2 週間で水張りの範囲全体に拡がった．しかし，As 舗装がある場合は，3 箇月後もほとんど黒ずんだ箇所は見られなかった．
4.2 床版コンクリート中の含水状態(3) 市販の水分計を用いて，水張り後の床版下面の含水図－4 に，水張り試験前後における各コンクリートコ状態を測定した結果，As 舗装がない場合の打継目，一般ア中の含水分布を示す．As 舗装がない場合の水張り前後部それぞれにおける水分の変化が，外観観察の結果と概における含水率の差は，As 舗装がある場合に比べて，大ね符合することがわかった．この調査では，下面の汚れきい傾向が見られた．なお，図中には，コア近傍の床版下面のD値を示す．
水張り試験終了後のコア削孔位置は， が少なく，かつ経時的に観察したことから，含水状態が比較的分かり易かったが，汚れなどがあると，外観だけ水分計による D 値測定位置とできるだけ一致させた．前では含水状態が判別できない場合があることから，床版
述のとおり，D 値と含水率の関係はコンクリートの緻密の含水状態の把握に水分計が役立つ可能性があると考度や材齢によって異なると考えられるが，この床版コンえられる．
クリートの D 値と含水率の関係は，表層から 2～3 スライス分の平均含水率で比較すると，傾向が概ね一致する． (4) 床版内部のコンクリートの含水率分布の測定結果
でも，As 舗装がない場合，水張り試験前後のコンクリー
このことは，この試験で用いた水分計で測定対象とするト中の含水率の差が，As 舗装がある場合に比べて大きく，深さが概ね 40～50mm の範囲であることを示唆するもの
外観観察で見られた漏水の状況と概ね傾向が一致した．と考えられる．
(5) 以上の結果より，1 体の試験結果ではあるが，不透水8となった As 舗装が，床版コンクリートへの路面からの水水張り試験終了後の浸入をある程度抑制する場合があることが確認できた。
629
65084

謝辞
部材提供にご協力いただいた関係各位に感謝いたします．

水張り前

2

As舗装なし，切断直後

0050100150200

床版下面からの距離 (mm)(a) As 舗装なし (K-5-1)

含水率 (%)

8
水張り試験終了後

64464
水張り前

204020

As舗装あり，切断直後

50100150200

床版下面からの距離 (mm)(b) As 舗装あり (K-5-2)
図－4 水張り試験前後のコンクリートコア中の含水分布
注) 図中の数値はコア近傍の床版下面の D 値を示す．

参考文献
1) 阪神高速道路公団，阪神高速道路技術センター：道路
橋 RC 床版のひび割れ損傷と耐久性，1991.12.
2) 融雪剤によるコンクリート構造物の劣化研究委員会
報告書・論文集，日本コンクリート工学協会，1999.11.
3) 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.
4) 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，土木研究所資料第4160 号，2010.1.
5) 田中良樹，村越潤，吉田英二：撤去床版を用いた調査
事例―コンクリート床版の水張り試験―，土木技術資料，54-7，pp.52～53，2012.7.
6) 田中良樹，河野広隆，丁海文，鹿島孝之：硬化コンク
リートの比抵抗と含水率の関係，第 55 回土木学会年次学術講演会講演概要集 V，pp.532-533，2000.9.
7) 前野紀一：氷の科学，北海道大学図書刊行会，1981.2.

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