技術報文−3
コンクリート片はく落防止工法

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コンクリート片はく落防止工法

開発本部 一般塗料部 構造物塗料グループ
Heavy Duty Coating Group

里隆幸

Takayuki SATO

要旨

近年、トンネル内でのコンクリート塊落下事故や高架橋からのコンクリート片はく落事故など、コンクリート構造物の早期劣化の実態が次々と明るみに出て、各構造物管理者はその対策に真剣に取り組み始めている。このようなコンクリート片はく落による第三者被害を未然に防止するために、コンクリート片はく落防止工法を開発した。
本工法は断面修復工法、ひび割れ注入工法および連続繊維を用いたＦＲＰ工法で構成され、各々に日本道路公団が制定した試験方法により規格値を充分に上回る優れた性能を示すことが確認された。また、同工法による施工実績は既に30件以上にのぼる。

宮下剛

Tsuyoshi MIYASHITA

Abstract
Recently, the early deteriorations of concrete
structures have been made public one after another,for example falling accidents of the concrete mass inthe tunnel or the exfoliation accidents of theconcrete pieces from the elevated bridge. The eachstructure administrator has begun to tackle thecountermeasure seriously.
The method for anti-spalling of concrete pieces
was developed in order to escape injury of third
person by the concrete pieces exfoliations. Our
method is composed of the following three methods:
method for section restoration, impregnation
method for concrete crack and FRP method using
continuous fiber.
We confirmed it showed the excellent
performance that sufficiently exceeded standard
values of the test method that Japan Highway PublicCorp. respectively instituted.
And, this method has been already applied to over
30 concrete structures.

11

1．はじめに鉄筋コンクリートの建造技術が我が国に導入されたのはおよそ百年前のことで、その頃に建設されたコンクリート構造物が現在も健全にその機能を維持している。こ

表1 コンクリート構造物で生じる主な劣化現象
分類 劣化の名称

主な現象

塩

コンクリート中の鋼材が過酷な海洋環境や凍結防止剤の大量散布、あるいは除塩不足の海砂を用いたことなどが原因で腐食し、鋼材に沿った軸方向ひび割れを生じるとともに、著しい場合には鋼材の孔食による伸び能力の低下あるいは鋼材断面の減少による耐荷力の低下などを引き起こす現象。

害のことは適切な設計と施工で建設されたコンクリート構造物は極めて耐久性が優れていることを実証するものである。
しかし、いくら耐久性に優れる構造物といえども、経年的にはその性能が低下し、使用条件に変化があったりすると機能に支障をきたす場合もある。実際、最近になってトンネル内でのコンクリート塊落下事故や高架セメントの水和により生成する Ｃａ（ＯＨ）2、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、エトリンガイト、モノサルフェート等のアルカリ性を呈する化合物が大気中の炭酸ガス（ＣＯ2）、酸性雨や酸性土壌との接触、火災等により消費あるいは分解され、その結果、セメント硬化体のアルカリ性が低下する現象。鉄筋腐食の原因となる。

中性化化
学的
骨材中に含まれるアルカリ反応性鉱物がコンクリートの細劣Ｎａ）と反応してゲルを生成し、化 アルカリ 孔溶液中のアルカリ金属（Ｋ、これが吸水膨張してコンクリートにひび割れを生じさせる現骨材反応 象の総称。反応形態には幾つかの種類があるが、我が国で主に問題となっているのはアルカリシリカ反応。

橋からのコンクリート片はく落事故など、コンクリート構造物の早期劣化の実態が市民生活を脅かすレベルにまできていることが明るみに出て、建設時の施工管理並び化学的侵食

酸や塩によるコンクリートの侵食現象の総称。コンクリートはpH3.0以下の強酸性環境下では著しく劣化する。また、硫酸塩環境はエトリンガイトの生成により膨張・崩壊を引き起こす。最近では下水道施設においてバクテリアの作用により硫酸が生成され、これによる劣化も問題化している。

凍

コンクリート中の水が凍結すると、そのときに生じる膨張圧が非凍結部の水圧を高める。この様な水の凍結と融解が繰り返されることによってコンクリートにスケートリングやフレーキング、ひび割れが生じる現象。主に積雪寒冷地で問題となるが、特に海水の影響を受ける箇所での劣化は著しい。に建設後の維持管理の重要性が改めて認識されている。
以上のような背景から、
日本道路公団（以下、ＪＨと略記）
ではコンクリート片はく落による第三者被害を未然に防害止するために、『コンクリート片はく落防止対策マニュアル（平成12年11月）』1）（以下、マニュアルと略記）を制定し、これを適用した対策工事が急ピッチで進められている。
本稿では先ずコンクリート片はく落防止工法を理解する上での予備知識として、コンクリート構造物の劣化要因および劣化の現状について概説し、各構造物管理者のコンクリート片はく落防止対策の取り組み状況を述べる。

物理的 すりへり
劣化
電食

コンクリートが受けるすりへり作用にはすり磨き作用と突き砕き作用の２種類がある。前者は主に車輛などによる舗装コンクリートの劣化であり、後者には水工構造物におけるキャビテーションや海洋構造物の漂砂による摩擦などがある。
何らかの原因で外部から鉄筋に流れ込んだ迷走電流がコンクリート中から流れ出る時、その箇所の鉄筋を腐食させる現象。

ひび割れは劣化現象の結果としても生じるが、構造上の問題やコンクリートの乾燥収縮等によっても生じる。ひび割れ
ひび割れ の幅がある大きさ以上になると鉄筋腐食の原因となったり、他の劣化現象を加速させたりすることになる。

そして、ＪＨマニュアルの規格に適合する当社のコンクリート片はく落防止工法の概要を報告する。

２-２ コンクリート構造物の劣化の現状
図1は旧建設省、運輸省、農水省の三省合同による「土2．コンクリート構造物の劣化要因および劣化の現状２-1 コンクリート構造物の劣化要因

木コンクリート構造物耐久性検討委員会」が行った全国のコンクリート構造物の実態調査の内、劣化要因と竣工年代の関係を示したものである（トンネルを除く橋梁や擁壁、カルバートなど2344の構造物が調査対象）。

コンクリートの品質はそれが置かれる環境や外部からこの調査結果によると、トンネルを除く鉄筋コンクリートの作用などが原因となる外的要因とコンクリート自体の構造物の劣化は「コンクリートの品質不良」や「配筋不良」

物性の変化が原因となる内的要因によって次第に低下（劣などのいわゆる 施工不良 に起因している場合が多く、化）していく。表1にはコンクリート構造物で生じる主な劣塩害やアルカリ骨材反応、凍害などによる劣化は調査対化現象を簡単に示したが、実際のコンクリートは個々に象全体に占める割合としては決して高くない。
ところが、（図独立した要因によって機能が低下することは極めて稀で、示はしていないが）劣化がかなり進行しているものに限

一般には外的および内的要因が相乗的に作用したり、ってみると、塩害やアルカリ骨材反応、凍害の割合が高複数の要因が同時に作用して劣化が進行するものである。

くなり、さらに劣化が進行して、直ぐにも補修が必要なも

技術報文−3
コンクリート片はく落防止工法

12のに限ると塩害だけになっている。
また、劣化した構造物はある特定の年代に集中することはなく、全体としては古い構造物ほど劣化したものの割合が増加すること、さらに、図2に示すように何らかの補修を行った構造物の割合は供用年数とともに増加し、50年以上供用すると約4割の構造物が補修を受けていることも判明した。2）

コンクリート低品質
配筋不良
アルカリ骨材反応
塩害
凍害
不明

120
件数（件）

100
8060

コンクリートのはく落事故が相次いだことを受けて、各構造物管理者は一斉にはく落対策に取り組み始めている。
表2にはその取り組み状況とともに構造物管理者が制定したはく落防止対策の基準（マニュアル等）も示した。表2からも明らかなように、はく落防止対策の基準には構造物管理者ごとに性能のみを規定している場合と、性能と仕様の両方を規定している場合があるが、一般的には前者する技術的な考え方の違いが現れやすいようである。

20

図1

３-１ 各構造物管理者の取り組み状況の性能規定型の方が各メーカーのはく落防止工法に対400

3．構造物管理者のコンクリート片はく落防止対策の取り組み〜196465〜7475〜84
竣工年（西暦）85〜

３-２ ＪＨはく落防止対策の工程
ここでは、はく落防止対策に比較的早期から取り組ん

竣工年代別劣化要因

でいるＪＨを例に、はく落防止対策の流れを概説する。図3
供用年数（年）

補修済〜1011〜20
21〜3031〜4041〜5051〜6061〜0

未補修

本的な流れを示したものである。本マニュアルでは連続繊維シート接着などを用いたはく落防止の施工により、
コン

20406080100割合（％）
図2

はＪＨのマニュアルに記載されているはく落防止対策の基供用年数別の補修割合

対策
対象
構
造物の選定

現地条件の確認目視点
検は ひび割れ補修が必要な場合
くひび割れ補修
落
防止の事
前
断面修復
処
理
断面修復が必要な場合

※
連
続繊
維

は
く
落防 シ
ー
止 ト
接着モニ
タ
リン
グ

図3 ＪＨコンクリート片はく落防止対策の流れ
表2

各構造物管理者のコンクリート片はく落防止の取り組み

構造物管理者
国土交通省
日本道路公団首都高速道路公団

基準名検討中
コンクリート片はく落防止対策マニュアル
コンクリート塗装及びＦＲＰ補修基準（案）

コンクリート表面
阪神高速道路公団 保護要領（案）

規定の区分

取り組みの状況

仕様

性能−−−

○

○

○

左記基準（案）に準じたＦＲＰ工法によるはく落対策のほか、点検作業の機械化や保守データの蓄積と有効利用を進める一方、古くなった構造物については予防保全の考え方を取り入れ、いまの内に対策を施す 若返り作戦 を計画○○

左記要領（案）に準じたはく落対策のほか、高架橋の点検ロボットの開発など、点検業務の効率化によって点検頻度を上げ、劣化の早期発見、早期対策に注力

ＪＲ東海東海道新幹線鉄筋コンクリート構造物維持管理標準

−

○

ＪＲ東日本

コンクリート構造物の剥離・剥落に関する維持管理マニュアル

−

○

ＪＲ西日本

コンクリート構造物
補修の手引き−○2001年度中に「第三者被害を予防するための橋梁点検要領」の原案を作成
第三者影響度の高いコンクリート片のはく落を未然に防止する対策として、左記マニュアルを策定し、全国に適用

同構造物には施工、材料、環境面の課題はないものとし、表面被覆およびＦＲＰ工法により構造物の長期耐久性の確保を目的とした 予防保全 を考慮
99〜2000年度にかけて設置したコンクリート構造物の保守管理に関する委員会にて検討を重ね、方針を決定。武蔵野線で試験施工も実施し、順次はく落危険度の高い構造物から防止対策を計画
2001年2月に山陽新幹線高架橋の補修計画を発表。全補修対策の内約３割が表面被覆工法

13

クリート片のはく落を物理的に防止することとしている。
また、はく落防止の事前処理として、ウオータージェット工法（

表3 レジガードシステム商品一覧
工程品

名

一般

名

レジガードＡＣジョイナー エポキシ樹脂鉄筋防錆・打ち継ぎ材

WJ工法）
を用いて変状部分の除去を行い、同時に健全②③部分においてははく落防止の施工に必要な表面処理（下④ レジガード軽量モルタル ポリマーセメント系断面修復剤地処理）を実施することとしている。

4．大日本塗料のコンクリート片はく落防止工法
当社においては、かねてよりコンクリート構造物の劣化防止を目的に、当社の高水準の防食技術をベースにしレジガードＡＣペースト

ポリマーセメント系鉄筋防錆・打ち継ぎ材

レジガードグラウト#100

エポキシ樹脂注入剤（低粘度型）⑤ レジガードグラウト#200

エポキシ樹脂注入剤（中粘度型）

レジガードグラウト#300

エポキシ樹脂注入剤（高粘度型）

レジガードＥＰプライマー 溶剤形エポキシ樹脂プライマー⑦ レジガードＣＦプライマー 無溶剤形エポキシ樹脂プライマー
レジガードパテＳＨグレー エポキシ樹脂パテ⑦⑧

レジガードボンドＪＨ

エポキシ樹脂パテ・含浸接着剤

レジガードボンドＪＲ

エポキシ樹脂パテ・含浸接着剤⑧ レジガードボンド

エポキシ樹脂含浸接着剤

た補修材および補修システム（工法名：レジガードシステム）

レジガードＳ-5000

ポリマーセメント系モルタルの開発研究に注力してきた。ここでは当社のコンクリート

レジガードＳ-7000

ポリマーセメント系モルタル

レジガードＣＦベース

エポキシ樹脂吹き付けタイル

レジガード#100中塗

エポキシ樹脂塗料中塗

レジガード#200中塗

柔軟形ポリウレタン樹脂塗料中塗

劣化防止材料の中から、ＪＨマニュアルの規格に適合するコンクリート片はく落防止工法を中心に概要を述べる。
４-１ レジガードシステムの工程⑨ レジガード#200ＰＢ中塗 ポリブタジエン樹脂塗料中塗3）

図4に、はく落防止工法の一般的な工程（通常、丸数

レジガード#200ＥＨ中塗 厚膜柔軟形エポキシ樹脂塗料中塗
レジガード#300Ｅ中塗厚膜形エポキシ樹脂塗料 中 塗

字が工程順となる）を、表3には各工程に対応するレジガ

レジガード#100上塗

ポリウレタン樹脂塗料上塗ードシステムの商品名を一覧で示した。以下に各工程

レジガード#200上塗

柔軟形ポリウレタン樹脂塗料上塗の内容を概説する。

レジガード#300上塗

ポリウレタン樹脂塗料上塗

レジガードＳＦクリーン上塗 汚れ防止形ふっ素樹脂塗料上塗⑤ひび割れ注入工⑥素地調整工系鉄筋防錆剤のような塗装箇所と無塗装部分とのマ①はつり工

クロセル腐食を生じにくい。

②除錆工・鉄筋防錆工
鉄筋③打ち継ぎ工④断面修復工⑦下地処理工⑧FRP工
⑨中塗、上塗工③打ち継ぎ工：次工程の断面修復材の付着を確実なものとするために打ち継ぎ材を塗布する。
レジガードシステムの場合、打ち継ぎ材は鉄筋防錆の効果も兼ね備えているので工程短縮が図れる。
④断面修復工：はつり部分を埋め戻す工程で、断面修復材には母材コンクリートと同程度の強度が求められる。

図4

一般的なはく落防止工法の工程①はつり工：浮きや剥離を生じた部分を除去する工程で、原則として次の除錆工が充分にできる程度に鉄筋の腐食部分を全面露出させる。

レジガード軽量モルタルは高強度，無収縮性かつ低比重（約1.4）のため、スラヴ等での上向き施工でも落下等の危険性がない。
⑤ひび割れ注入工：ひび割れ（幅0.2〜5㎜）からの劣化②除錆工・鉄筋防錆工：鉄筋の発錆部分をワイヤーブラ因子の侵入を防止する目的で樹脂注入を行う。ひびシやブラスト法等で除去後，鉄筋防錆剤を塗布する。

割れ幅が5㎜以上の場合は、別途、充てん工法が適

レジガードＡＣペーストは亜硝酸塩を含有するセメント用される。

ペースト形鉄筋防錆剤で、防食性および鉄筋に対す⑥素地調整工：動力工具やブラスト法により付着に有害る付着性が優れており、しかも、通常のエポキシ樹脂な物質を完全に除去する工程で、FRP工法の付着性

14

技術報文−3
コンクリート片はく落防止工法を決定付ける重要な工程である。

能を兼ね備えているレジガードボンドＪＨを用いることで工⑦下地処理工：次のFRP工との付着を確実なものとす程短縮が図れる。

るためのプライマー工と、被塗面の巣穴と不陸を無く

表6は表5の仕様に基づくＪＨの性能規格試験の結果すためのパテ工とからなり、FRP工法の仕上がり外観である。この結果から、レジガードシステムは性能規格をを左右する工程である。なお、
レジガードＣＦプライマ

充分に満足していることが確認できる。

ーは低粘度かつ低表面張力で、幅0.2㎜未満の微細表5 日本道路公団の性能規格に対する適合仕様

ひび割れへの含浸性が優れている。

工⑧FRP工：連続繊維シートを含浸接着剤で貼り付ける

程

プライマー

使用材料

施工方法

ローラー
レジガードＣＦプライマー 刷毛、標準膜厚(μｍ)−

工程で、含浸接着剤には作業に適した粘性と連続繊パテ・含浸接着 レジガードボンドＪＨ

維シートへの含浸性および高物性が要求される。なお、貼付

ビニロン三軸メッシュ コテ、ヘラ

写真1には現在実用化されている連続繊維シートの含浸接着

レジガードボンドＪＨ

一例を示したが、ＦＲＰ積層膜の物性（強度、靭性など）主材（２回塗） レジガードＣＦベース

刷毛、
ローラー

1000以上上塗（２回塗） レジガード#100上塗

刷毛、
ローラー

60

はこの連続繊維シートの性質に左右されるところが大

コテ、ヘラ
500以上

ローラー、コテ、ヘラ表6 レジガードシステムの性能（日本道路公団規格に準ずる）

きい。
⑨中塗・上塗工：FRP工の保護および美観の付与を目的とした工程で、中塗にはFRP工および上塗との付試験項目

評価基準

試験結果

試験方法

連続繊維シート接着
1.5ｋN以上の押抜き試験

2.90kN

連続繊維シート接着の押抜き試験方法

ひび割れ含浸材料の試験

着性が上塗には長期耐候性が要求される。

2.0N/ 以上 3.6N/

ひび割れ含浸材料の試験方法

４-３ レジガードＦＲＰ工法の施工実績
レジガードシステムは各構造物管理者の規格に適合しており、今日まで多数の施工実績を積み重ねてきた。
表７に一例として、ＪＨにおける施工実績表を、
写真2および写真3には実績写真を示した。
ＪＨがはく落防止対策

写真1

連続繊維シートの例（左からビニロンメッシュ、ガラスクロス平織#200、同・からみ織#100）

４-２ ＪＨマニュアル規格に適合するレジガードシス
テムの仕様および性能表4にレジガードシステムの断面修復仕様を、
表5には

写真2

WJ工法による鉄筋腐食部はつり状況

一例としてＪＨの性能規格に適合するレジガードシステ
ムのFRP工法の仕様を示した。FRP工法では通常のコンクリート塗装に比べて工程数が多くなるのが一般的であるが、レジガードシステムの場合、パテと含浸接着の性
表4 レジガード断面修復システム
工

程

商品名

施工方法

標準膜厚(μｍ)

防錆・打継レジガードＡＣペースト

刷毛

500

断面修復

レジガード軽量モルタル

コテ、ヘラ−

写真3 ビニロンメッシュシート貼付け工程

15

表7 日本道路公団におけるはく落防止対策工事実績（平成13年12月末日現在）
年度

発 注 元

工事名称

面積（㎡）

金沢管理所

金沢高架橋保全工事（神野町）

1,214

金沢管理所

金沢高架橋保全工事（千木町）

1,170

金沢管理所

金沢管内道路保全工事（小松長崎橋）

金沢管理所

金沢管内道路保全工事（美川加島橋） 1,200

金沢管理所
平
成 金沢管理所
12
年
度 金沢管理所

金沢管内道路保全工事（百坂橋）
金沢管内道路保全工事（清水谷第２トンネル）
金沢管内道路保全工事（清水谷スノーシェット）

谷和原管理事務所 谷和原管内道路保全工事
金沢管理所
金沢管理所

金沢管内道路保全工事（清水谷第１,第２トンネル）
金沢管内道路保全工事（加賀橋）

水戸管理事務所 久慈川高架橋剥落防止工事
広島管理事務所

広島呉道路横浜高架橋
コンクリート構造物補修工事

八王子管理事務所 底沢大橋剥落防止工事
金沢管理所

金沢高架橋
（コンクリート片剥落防止工事）

茨木管理事務所 山科川橋剥落防止工事
宇都宮管理事務所

宇都宮地区剥落防止工事（佐野ＩＣランプ橋他）

630

971

ンクリート構造物が一斉に壊れはじめる時期が2005〜4,500

2010年頃までにやってくる可能性が高い」と指摘している。

491

現代社会においてコンクリート構造物は私たちの生活や

576
400
6,500

900

関西支社
関西支社
関西支社

中国自動車道本位田高架橋
橋梁下面補修工事
阪和自動車道松島高架橋
橋梁下面補修工事
第２名神道路玉津IC橋
橋梁下面補修工事
京都縦貫道重利高架橋
橋梁下面補修工事

2,900

5,2008,300
1,500
1,200

近畿道一津谷高架橋補強工事

1,900

関西支社

舞鶴道伊佐津川橋梁下面補修工事

2,300

市原管理事務所 京葉道路星久喜高架橋

4,700

千葉管理事務所 東金道路コンクリート構造物補修工事

6,500

東名八木間高架橋
コンクリート構造物補修工事

八王子管理事務所 中央高速日野高架橋他２１橋
小田原管理事務所

西湘バイパス金波橋
コンクリート構造物補修工事て少なくないと考えている。

引用文献
1）
日本道路公団技術部構造技術課：コンクリート片はく
落防止対策マニュアル（2000）
2）建設省，運輸省，農林水産省：コンクリート構造物耐久性検討委員会資料（2000）
3）里隆幸：塗装技術，4，61（ 2000）

4,000

関西支社

清水管理事務所て我々塗料産業に従事する者が果たせる役割は決し

10,000

3,835

関西支社

トックである。コンクリート構造物の早期劣化問題に対し

1,727

彦根管理事務所 名神、鳥郷橋橋梁下面補修工事

橋梁下面補修工事

経済活動にとって欠くことのできない重要な社会資本ス

140

2,700

名神高速道路小曽根高架橋

5．おわりに著名なコンクリート工学の専門家がその著書4）の中で「コ袋井管理事務所 久能橋（ＰＣ上部工）補強工事

橋梁下面補修工事

り外観に関して極めて高い評価を得ている。

825

1,200

名神高速道路国道１号線

上の施工実績を数え、各ユーザーからその性能、仕上が610

福井管理事務所 杉崎玄正島橋剥落防止工事

平
関西支社
成13
年 関西支社度

マニュアルを制定してから僅か1年あまりで、既に30件以

1,700
4,000
1,870

4）小林一輔：「コンクリートが危ない」岩波新書（1999）