第 25 回 国土技術開発賞 創意開発技術賞受賞

高機能床版排水パイプ
クワトロ・ドレーン〔受賞者〕 中大実業株式会社〔本稿執筆者〕 中大実業株式会社

以下に，第 25 回 国土技術開発賞で創意開発技術賞を受賞した「高機能床版排水パイプ」を紹介します。

くわばら桑原

なお き

おかこい

直樹，御囲

さ おり

彩織

び床版の三位一体の構造をもって損傷を抑止し，さらに床版面まで浸入した水を速やかに排水する設備までを含めた高耐久の床版防水システムの構築が必要とされている。
そこで本稿では，橋梁の床版防水層と床版面ま1.

はじめにで浸入した水を排水する水抜き孔の現状に着目し，橋梁の延命化につなげるために開発を進めた

道路橋 RC 床版の劣化要因は，既知の文献や資「高機能床版排水パイプ」の概要を説明していく。

料によると，大型車の輪荷重による疲労や水の浸入など多岐にわたる。RC 床版のコンクリートに

2.

床版防水層劣化の課題浸入した水の凍結融解からスケーリング（コンクリートの表面上がフレーク状に剥離する現象）が昨今の研究では，防水層の現状把握を目的とし発生し，ポップアウト（コンクリートの表面が円て，防水層が施された既設橋梁で防水層の性能確錐状に剥離する現象），砂利化へ進展する。その認試験が実施されている。その結果，架設年次にため，床版内部へ水を浸入させないことが求めら関係なく複数の橋梁で基準値を満たしておらず，れる。このような背景から床版防水の重要性が強防水層の機能低下の可能性が示されている。

く認識されており，橋面全面への床版防水層の設置が基準化されている。

所要の引張接着強度を満たしていない箇所の中には，床版コンクリートに対する防水層の付着がしかしながら，基準化されたのは近年のことで全く確保されておらず，適切な防水効果が得られあり，多くの既設橋梁で防水層が未設置か部分的ていない事例も確認されている。地覆との接続面な設置にとどまっているのが現状である。また，や排水桝周辺における防水層の性能が低下した場

比較的新しい建設年次で防水層が設置されている

合，床版防水層の下面に水が浸入することとな

橋梁においても，床版下面に漏水や遊離石灰が確り，問題となっている。

認されており，防水層の機能低下が懸念されている。
積雪寒冷環境下や重交通量路線において，凍結

3.

新しい床版排水パイプ

融解や大型車の輪荷重の繰り返し作用などからRC 床版の劣化損傷を防ぐには，舗装，防水層及主に防水層上の排水処理は，舗装端部に導水パ建設マネジメント技術

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イプを設置して排水桝に水抜き用の孔を設け，水を誘導するよう基準付けられている。
床版防水層の上面を流れる水を排水するために近年使われるようになった床版排水パイプは，床版上の水勾配が低い位置で 5 m または 10 m の間隔で床版を貫通するように設置されている。防水層の上面から集めた水を速やかに排水するための床版排水パイプであるが，破壊された劣化部から防水層の下面に浸入し滞留してしまった水を排水

写真− 1

透水フィルター性能確認試験する機能はない。そこで，防水層の下に滞留する水も排水することができる機能が付いた新しいめ た 水 の 排 水 経 路 と し て， 管 口 径 42.7 mm と「高機能床版排水パイプ」を開発した。

48.6 mm の二重構造にすることで水の抜け道を 2経路作り，防水層の上下面に限らず入り込んだ水

4.

高機能床版排水パイプの特長を 360 度から集水し排水することができるようにした（写真− 1）。

高機能床版排水パイプは，従来の製品にはなかった次に示す新しい四つの機能が搭載されている。

⑵

桁下で接続しているフレキシブル管の脱落防止対策⑴

床版防水層下面の水も排水可能にした透水

二つ目の機能として，本体管と桁下で接続してフィルター機能いるフレキシブル管の接続部分にダブルナット構

当技術一つ目の機能として，透水フィルター構造を採用し，桁下の接続管の脱落を防止している。

造の技術開発によって，従来では不可能であった従来では，床版排水パイプ本体と桁下に設置さ防水層の下の水を集水可能としたことである。

れたフレキシブル管の接続部分が，橋梁の上を走当構造を検討する中で，前述したように骨材の行する車両による振動や風の影響等により破損ま刺さり込みで防水層に亀裂が入ってしまった箇所

たは緩み，フレキシブル管が脱落してしまう現場や，床版コンクリートからの水蒸気の発生によっがあった。脱落してしまうと，床版排水パイプ本て起きるブリスタリング現象（アスファルト舗装体から直接水が排水されることになるため，橋梁のの路面に隆起や気泡が発生する現象）による機能桁が飛沫帯となり，橋梁の劣化原因となってしまう。

低下などによって，水が入ってしまうところまでこのような問題を防ぐためにも，当技術は，一突き止めた。しかし，防水層の下で排水するとい般的なダブルナット構造の締め付け力（トルク）う難題に「排水は不可能なのでは」と構造の検討に着目し，ナットの上にソケットを採用した。そは難航した。勾配のない所でいかに水を集めるかうすることで，省スペースでのダブルナット構造を検討していたところ，毛細管現象から着想し，を実現している。また，従来技術ではフレキシブフィルターを利用するという発想に至った。

ル管のかしめと共にゴムパッキンをナットで管を防水層の下の水は滞水が予想されており，より固定していたため，ゴムパッキンの反力のみで保高い集水性が求められていたため，透水率の高い持されていた。設置後経年劣化でゴムがすり減構造が不可欠であった。そこで，透水フィルターり，反力がなくなるとフレキシブル管が脱落する。

については透水係数の違う不織布体を複数重ねた

ダブルナット構造では，従来とは違いゴムの反構造による実験を繰り返し，耐久性を持たせなが力に頼らず二つのナットの引張り力で固定されるら透水率が高い専用の構造を確立した。また，集ため締め付け力も 4 倍以上強くなり，より堅牢な78

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⑷排水パイプ内の凍結膨張対策
四つ目の機能として，冬季間に排水管内部が凍結してしまった場合，凍結時の膨張が鋼材を破壊する恐れがあるため，当製品には凍結膨張吸収材を搭載している。
従来の排水パイプの中で水が凍結し，接続部分が破損している現場があり，問題になっていることを聞いていた。また，社内実験により，凍結時
写真− 2

脱落防止性能確認試験にはパイプの中の圧力が外に逃げ出そうとするため，上部及び下部になる接続部分に膨張が発生固定ができ，フレキシブル管が脱落しにくい構造

し，排水パイプの膨張及び下部接続部分の脱落をとなっている（写真− 2）。

引き起こしていることも判明した（写真− 4）。

⑶接続部保護による飛来塩分対策
三つ目の機能として，ダブルナット構造を採用した接続部分に熱収縮系保護材を被覆し，飛来塩分にも強い構造にしている。
沿岸部や融雪剤を散布する寒冷地などでは，接続部分に付着する飛来塩分からのサビが害を生じ凍結吸収材（有）させ，フレキシブル管の脱落に影響を及ぼしてい凍結吸収材（無）ることを現場調査等により確認した。口径の違う接続部を一体化させ，飛来塩分から保護できる材

写真− 4

凍結膨張吸収性能確認試験料を探し，現在の設置が簡単かつ目的を解決できる熱収縮性のあるゴムチューブを保護材として採用した。

この膨張圧をどうにか逃がす構造はないかと検討し，凍結膨張圧を吸収できる独立気泡材を見つ

この保護材を接続部分のダブルナット構造の接け採用した。このため，積雪寒冷地でも問題なく続部分に被せて，ガスバーナーでゴムチューブを使用できる製品となっている（写真− 5，図− 1）。

炙ると，接続部分に密着し塩害から守ることができる上に，よりフレキシブル管が脱落しにくい強5.

技術の効果固な構造となった（写真− 3）。
従来技術では，床版水抜きパイプを設置する際に行う床版のコア削孔を，口径の違う 2 種類の径で 2 段削孔しなければならないものがあり，施工の労力を要する上に，2 段目を削孔する部分で床版鉄筋のコンクリートの被りを確保できない恐れがあった。当技術では，φ 60 mm 程度のコア削孔 1 回で設置することができ，工事コストの削減及び作業手間の軽減が可能である。
また，従来技術では，設置後に本体管に接続し
写真− 3

飛来塩分対策性能確認試験ているフレキシブル管が，劣化や振動により接続
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6.

技術の適用範囲

当技術は防水工事，床版取替工事，舗装打ち換え工事を行う既設・新設問わずいずれの橋梁でも（セメント系または樹脂系）使用可能である。
また，本体管に内装している凍結膨張吸収材の装填による凍結対策や，熱収縮保護材を被膜し塩害対策も施しているため，寒冷地や沿岸部などの過酷な環境下の橋梁でも適用可能となっている。
既に床版下部の排水管が脱落している強風地域の熱収縮により密着

写真− 5

高機能床版排水パイプ 概要
アスファルト舗装

改質材 細密粒度ＧアスコンⅡ型13Ｆ55等橋梁でも，当製品では脱落することがないようにダブルナット構造の採用や熱収縮保護材での堅牢な固定を標準としているため，使用することができる。

防水層

防水層の上を流れる水

防水層の下を流れる水

7.

おわりに床版に入り込んだ水が橋梁に損害等をもたらす

床版コンクリート
集水フィルター

間詰め材

スリットと判明している今，より多くの滞留水の排水が効率的にできる水抜き孔の採用を検討していく必要が考えられる。

図− 1

排水構造イメージ図

また，桁下でフレキシブル管が脱落した場合の取替作業は，高所作業車による交通規制を伴うた部ごと脱落してしまうことがあった。そこを補修め，その対策をする必要があった。従来の床版排するとなると，高所作業車や足場を組んで作業す水パイプに新たな機能を付与した高機能床版排水る必要があり，より工事費がかさんでしまう恐れパイプは，床版の延命化と脱落防止に寄与する構があった。当技術では，脱落防止のためのダブル造の床版排水パイプとして有効であるといえる。

ナット構造や飛来塩分等からも守ることができる

本技術が社会生活に必要不可欠である橋梁の延上に，フレキシブル管が脱落しにくい構造にもな命化につながることを期待している。っている。
そのため，ライフサイクルコスト面から見て長く使用でき，かつコストパフォーマンスに優れ，製品の機能維持が格段に上がったといえる。
また，四つの新しい機能を搭載しながらも，製品価格は従来製品と比べ安価であり，より現場で採用しやすい製品となっている。

写真− 680

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高機能床版排水パイプ採用例

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