アルカリ骨材反応に対する点検および補修工法
設計本部

技師長

田中信治＊

架設後２５年余り経過した愛知県内の橋梁において、アルカリ骨材反応と想定されるひび割れ損傷が発見された。
そこで、ひび割れ損傷の原因追求のためコンクリートコアを採取し、コンクリート圧縮試験、中性化試験、アルカシリカ反応試験、促進膨張試験等を行い、損傷原因を追求した。さらに、本橋に適した補修工法を比較検討し、最適な補修工法を提案した。
本文は、アルカリ骨材反応の試験方法や補修工法の比較検討についてまとめたものである。

１．はじめに本橋梁は、愛知県の国定公園内に位置し、渓谷部・幅員

有効２.０ｍ（地覆 0.18＋歩道 2.0＋地覆 0.18）の湖に架かる橋長 90ｍの中路式２ヒンジアーチ橋である。渓谷部においては、急落差を背景に、春から・活 荷 重群集荷重（歩道橋）夏にかけて渓谷の緑、秋には紅葉と見事に調和し、・床木床版（桧材厚９cm）すばらしい景色が連続する環境下に置かれている。

・適用基準

本橋は、上部工が昭和 53 年に架けられており、下部工は 52 年頃と推定され、架橋後 25 年余り経過し、版歩道橋指針：昭和 40 年(横断歩道橋設計指針・解説)

図−１に現橋の側面図を示す。

現在に至っている。これまでの判明している橋歴は、
平成 13 年２月に上部工の塗装が行われ、平成４年度

３．現況調査橋面および橋台付近から、床版、主構、主桁、おに木製の床版を打ち直している。
本橋梁の下部工には、アルカリ骨材反応と想定さよび支承の目視点検を行った。

れるひび割れが存在することから、橋台部に発生し本橋は、架設後約 25 年以上経過しているが、架橋たひび割れの損傷状況および原因の追求のため、詳位置の環境の良さ、塗装の維持管理も十分行われて細調査を実施し、その調査結果に基づき補修・補強いることから、床版を除いて、主構、主桁、支承の工法の比較検討を行ったのでここに報告する。

損傷は殆どなく、健全な状態が保たれている。
一方、床版は木製であることから、経年変化に対２．対象橋梁と橋歴する損傷はやむを得ない状況であり、数年に１度は・上 部 工

中路式２ヒンジアーチ橋

・橋長９０.０ｍ

・支間アーチ支間７０.０ｍ

打換える必要がある。
なお、下部工については、ひび割れやクラックが発生していることから詳細点検を実施した結果を次節に述べる。

図−１
＊工学博士

技術士（建設部門）

側面図

４．橋台コンクリート調査（２）補修・補強対策検討（一般的な対策）（１）調査結果

アルカリ骨材反応は昭和 50 年代から各地で損傷

本橋の下部工には、幅 10mm 以上のひび割れが多が報告され、その後は全国幅広い地域に分布し、反く発生しており、ひび割れの発生状況および損傷原応性骨材も多種多様なものが存在することが判明

因を明らかにするため詳細調査を実施した。調査項した。そのため各種の公的機関により、アルカリ骨目を以下に示す。

材反応に対する対策工法が提案されている。
最近制定された指針類を以下に示す。

・コンクリートコア圧縮強度試験・コンクリートコア中性化試験

・・骨材のアルカシリカ反応性試験（化学法）
・岩種判定（肉眼による）・促進膨張量試験（ＪＩＳＡ5380

コンクリート構造物の維持管理指針(案)
平成７年 10 月ｺﾝｸﾘｰﾄﾗｲﾌﾞﾗﾘｰ'81 土木学会

・ コンクリート構造物の補強指針(案)モルタル

平成 11 年３月ｺﾝｸﾘｰﾄﾗｲﾌﾞﾗﾘｰ'95 土木学会
・ コンクリート構造物の維持管理マニュアルバー法）
・促進膨張量試験（カナダ法）

平成 12 年６月(社)日本土木工業協会

・外観変状調査・ コンクリート診断技術'01 平成 13 年１月

調査結果の一部として、図−２に変状調査図と写真１〜４に現況および調査時の写真を添付する。
なお、各調査結果としては、圧縮強度、中性化は(社)日本コンクリート工学協会
・ コンクリート標準示方書［維持管理編］
平成 13 年１月土木学会

問題がなくアルカシリカ反応および岩種判定におこれら以外にも、鉄道関係や各種公団からもアルいてはアルカリ骨材反応を起こしやすい骨材が含カリ骨材反応に対する対策指針が制定されている。

まれている事が確認された。一方、促進膨張量試験

本橋に対する対策は、上記指針の内、最新でかつ標においては両試験とも「無害」という測定結果が得準的なコンクリート標準示方書［維持管理編］に準られた。３ヶ月経過後のモルタルバー法で膨張量 0.

拠した。

05％以下（測定値 0.016％）であった。

図−２

変状調査図

写真−１

ひび割れの状況写真−２

ひび割幅実測状況
表−１

写真−３

写真−４

アルカリ骨材反応抑制材比較表

コア採取状況

アルカリシリカゲル発生状況

表−２

クラック補修工法比較表

アルカリ骨材反応は、骨材中に含まれる反応性シリットの特徴を考慮する必要がある。そこで、一般的カ鉱物とコンクリート中の水酸化アルカリを主成な橋脚とアーチアバットの違いを以下に列記する。

分とする水溶液との化学反応によって生成される①アーチ形式の橋梁は、その構造的な特徴から常アルカリシリカゲルの吸水膨張に起因するものでにアーチアバット背面に上部工からの水平力が働ある。そのため、一般的な対策として外部から構造いており、背面を取り除いたり、背面に水分を遮断物へ水分が侵入しないように対策を実施してきた。

する膜等を挿入することは事実上困難である。その具体的には、ひび割れ注入や断面修復を行った後、ため常時、土と接しているため、水分の供給を完全コンクリート表面に塗装を実施し水分の侵入を防に抑制することは不可能である。

止し、アルカリ骨材反応を抑制する工法であるが以下の問題点がある。

②アーチ形式の橋梁は、下部工の部材寸法が地震時で決定されることは希であり、基本的には風時で①新たな反応に対しては抑制することが可能で決定される。そのためアーチアバットはその重量があるが、既に構造物の中にアルカリ骨材反応を進行確保されていれば、破壊に繋がる危険性は少ない。

させるのに十分な水分が存在するケースでは、今後また、本橋は設計段階では無筋構造物であり（調査も化学反応が進行する。の結果、組立鉄筋は有り）、アルカリ骨材反応の進②耐久性が明らかになっていないことから、追跡調査や再塗装などの維持管理が必要となる。
表−１にアルカリ骨材反応抑制剤比較表、表−２

行により、鉄筋が錆びてさらにひび割れが増加する可能性は少ない。
上記の特徴を踏まえ、アルカリ骨材反応の損傷ににクラック補修工法の比較表を示めす。

よる本アーチアバットの破壊形態としては、アーチ（３）補修・補強詳細設計（本橋に適した対策）

アバットの躯体幅が狭くなっている箇所（前側・段損傷を受けている本橋の構造物は、アーチアバッ差部）でのせん断破壊が想定される。そこで、このトという一般的には数が少ない箇所であり、そのた箇所での震度法レベルの地震が発生したケースのめ前節での一般的な対策検討に加えて、アーチアバ照査を行った。

表−３

補修工法比較表

その結果、常時については、転倒、滑動、支持と６．おわりにも許容値を満足しているが、橋台前面の地盤高とＨ.

本橋の現況調査、アルカリ骨材反応に関する各種Ｗ.Ｌ.の中間高さまで水位を考慮した地震時にお調査および補修・補強方法の比較検討を行った。本

いて、滑動で許容値を満足していない結果となった。

橋の架橋位置は自然の山々に包まれた渓谷の中にそのため、アーチアバット前面を補強してせん断抵位置することから、補修・補強工法も出来るだけ、抗を増加し安全性を確保することを提案した。補強

今の状況を損なわないような工法を選択した。その部材は、ＲＣ、鋼板、炭素繊維等が考えられるが地結果、維持管理が少なく、既設構造物と同一の外観盤面より下も補強することから、ＲＣと鋼板で必要を保つことが出来るＲＣ巻立による補強（表−３に厚を検討した。不足する断面力は少ないため、必要おける第３案）を提案した。また、本橋の側面およ部材厚も僅かであるが、最小部材厚や施工性を考慮び上面にもひび割れが発生していることから注入して、ＲＣは 25cm、鋼板は６mm で比較検討した。

工を行い、今後の水分の補給を防ぐため、塗布・塗表−３に補修工法比較一覧表を示する。

膜工（表−３における第１案）を併用することを提案し、採用された。