ISSN 1346-7328
国総研資料 第933号
平 成 2 8 年 9 月

国土技術政策総合研究所資料
TECHNICAL NOTE of
National Institute for Land and Infrastructure Management

No. 933

September 2016

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料

藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万Technical Note on Strategic Maintenance of Port and Harbor Facilities～Evaluation of Inspection and Repair Techniques～

Atsushi FUJII, Toru SATO, Kenji SAKATA, Toru YAMAJI, Ema KATO

国土交通省

国土技術政策総合研究所

National Institute for Land and Infrastructure Management
Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Japan

国土技術政策総合研究所資料
No. 933

2016 年 9 月(YSK-N- 353)

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料
藤井 敦 ✻ ・佐藤 徹 ✻✻ ・坂田憲治 ✻✻✻ ・山路 徹 ✻✻✻✻ ・加藤絵万 ✻✻✻✻✻

要旨

港湾の施設では，他の社会インフラと同様，これまでに蓄積されたストックの点検診断や補修のための維持管理費用の増大が見込まれるなか，その縮減や平準化の実現が課題となっている．このためには，制度面並びに技術面の両面での総合的な対策が必要不可欠である．
本資料は，技術面の対策の参考とするために，1)港湾施設の空洞化に関する検討，2)港湾構造物の補修工法並びに防食工法の追跡調査並びに3)港湾鋼構造物の土中部における鋼材腐食の実態調査についてとりまとめたものである．
キーワード：維持管理，点検診断，空洞化，補修工法，防食工法，土中部鋼材腐食✻

元・港湾研究部港湾新技術研究官（現・管理調整部長）
元・港湾研究部港湾新技術研究官（現・大阪府政策企画部戦略事業室副理事）
港湾研究部主任研究官✻✻✻✻(国研)海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所 構造研究領域 領域長✻✻✻✻✻(国研)海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所 構造研究領域 構造研究グループ〒239-0826 横須賀市長瀬3-1-1 国土交通省国土技術政策総合研究所
電話：046-844-5019 Fax：046-842-9265
e-mail: ysk.nil-kikaku@ml.mlit.go.jp
✻✻

✻✻✻

i

グループ長

目

次

1．はじめに ........................................................................ 12．港湾施設の空洞化に関する検討 .................................................... 1
2.1

港湾施設の空洞化に関する検討の概要 ........................................... 12.2

緊急点検における空洞化調査結果の分析 ......................................... 2

2.3

空洞を有するエプロン舗装の健全性評価手法の構築に向けた検討 .................... 7

2.4

エプロンへの空洞点検孔の設置事例 ............................................ 13

3．港湾構造物の補修工法および防食工法の追跡調査 .................................... 183.1

調査の概要 ................................................................. 18

3.2

港湾コンクリート構造物の補修工法および防食工法に対する追跡調査 ............... 183.3港湾鋼構造物の補修工法および防食工法の追跡調査 .............................. 29

3.4

マルコフ連鎖モデルを活用した鋼構造物の被覆防食工法の劣化予測および劣化傾向の分析 ....................................................................... 41

4．港湾鋼構造物の土中部における鋼材腐食の実態調査 .................................. 45
4.1

調査の概要 ................................................................. 454.2

岸壁背面土中部における腐食調査結果 .......................................... 454.3

海底土中部における腐食調査結果 .............................................. 51

4.4

まとめ ..................................................................... 53

5．おわりに ....................................................................... 53
謝辞 ............................................................................. 53
参考文献 .......................................................................... 53
付録 A

点検技術等に関する検討ワーキンググループ開催実績 ............................ 55

付録 B

点検技術等に関する検討ワーキンググループ関係者一覧 .......................... 56

iii

国総研資料 No.933

1. はじめに

2) 港湾構造物の補修工法および防食工法の追跡調査（各工法の持続性（長期耐久性）評価）

港湾の施設の計画的かつ適切な維持管理を推進するた

3) 港湾鋼構造物の土中部における鋼材腐食の実態調査

め，平成 19 年 4 月に「港湾の施設の技術上の基準を定めとりまとめにあたっては，点検診断および補修等に関る省令」（以下，基準省令）が改正された．これによれする技術的課題の解決を目指して，平成 25 年 7 月から平ば，技術基準対象施設については，新設施設に対しては

成 27 年度までの 3 カ年にわたって設置された点検技術

設計時，既存施設の場合には今後最初に実施する点検時等に関するワーキンググループにより収集されたデータに維持管理計画書等を作成し，それに基づく維持管理をや調査結果を活用した．ワーキンググループのメンバー

実施することが規定された．また，維持管理の一般的なは，現場での実践，制度立案，研究の連係を図る観点か

実施手順として，当該施設を取り巻く自然状況，利用状

ら，国土交通省国土技術政策総合研究所，港湾空港技術

況，構造特性等を勘案しながら，当該施設の点検診断を研究所，国土交通省港湾局技術企画課，各地方整備局技定期的に行い，その結果に基づき総合評価を適切に行っ術調査事務所等により構成されている．ワーキンググル

た上で，必要に応じて維持補修等の対策を行うことが明ープの開催概要並びに関係者一覧を付録 A 及び B に示す.

確に規定された．また，基準省令の改正を補足する形で，本資料においては第2章で，港湾施設の空洞化に関する「技術基準対象施設の維持管理に関し必要な事項を定め検討,る告示」（以下，維持告示）が新たに制定された．

の追跡調査，そして第4章で，港湾鋼構造物の土中部におこのように，港湾の施設について維持管理計画書等に第3章で，港湾構造物の補修工法および防食工法

ける鋼材腐食の実態調査並びに検討の結果を示している．

基づいた計画的な維持管理が推進されていくなか，平成
24 年末に笹子トンネル天井板落下事故が発生した．この2. 港湾施設の空洞化に関する検討

事故をきっかけに，社会インフラ全体の維持管理に向け
2.1

た制度の整備が加速され，高齢化した社会インフラの安港湾施設の空洞化に関する検討の概要

全性確保や適切な点検の実施など，維持管理の重要性が港湾施設の点検診断は，施設の設置環境等から目視により高まることとなった．港湾の施設に関しては，まず，頼らざるを得ない部分が多く，港湾利用の制約を伴う機現状の安全性の確認のため，平成 25 年度に港湾施設の全器を使用した点検調査については，あまり実施されてこ1)

国的な点検調査（緊急点検） が実施された．そして，平なかった．しかしながら，高齢化した社会資本の安全性

成 25 年 6 月の港湾法の改正による技術基準対象施設の確保や，適切な点検の実施など維持管理の重要性の高ま点検義務化を受けて，平成 25 年 11 月に基準省令が，平りなどを背景として，平成 25 年度に緊急点検が実施され成 26 年 3 月に維持告示が改正された．ここでは，維持管た．緊急点検では,港湾の施設の維持管理技術マニュアル

理計画等に点検に関する事項を含むことや，これまで法に記載の一般点検診断に加えて，詳細点検診断として岸令等で明記されていなかった点検頻度が規定された．

壁前面の洗掘調査や鋼材腐食調査が行われたほか，地中

他の社会インフラと同様，港湾の施設においても，こ

レーダを用いた係留施設のエプロン舗装下の空洞化に関れまでに蓄積されたストックの点検診断や補修のためのする点検調査がはじめて全国規模で実施された．これに維持管理費用の増大が見込まれるなか，その平準化・縮より，各地のエプロン舗装下等で空洞化が発生している減が課題となっている．このためには，制度面ならびに事実が明らかとなった一方で，空洞探査技術の現地適用

技術面の両面での総合的な対策が必要不可欠である。制性や調査結果の解釈に曖昧さが含まれることや，空洞化度面の対応は上述のとおり、平成 19 年および平成 25 年の発生が明らかとなったものの施設の利用に及ぼす影響

以降に実施されてきた. 一方技術面での対応としては，までの評価手法がないことなど，空洞化探査技術および平成 26 年 7 月の「港湾の施設の点検診断ガイドライン」

空洞化発生後の対策に関する維持管理実務上の課題が浮や，平成 27 年 4 月の「港湾の施設の維持管理計画策定ガ

かび上がった．

イドライン」等の策定が挙げられる．

そこで，係留施設の空洞化に関連する技術的課題の解

本資料は，上述の「緊急点検」を実施した際に抽出さ決を目指して，以下の 3 項目について検討した．

れた，点検診断，補修等に関する技術的な課題のうち，(1) 緊急点検における空洞化調査結果の分析

以下の 3 課題についての調査並びに検討の結果をとりま

係留施設を対象に実施された空洞化調査の結果を整理とめたものである．

し，空洞化と目視により判定されたエプロン舗装等の劣

1) 港湾施設の空洞化の対応検討

化度の関係についてとりまとめた．また，これらの分析-1-

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万を踏まえて，係留施設の空洞化に対して今後対応すべきケーソン式係船岸，鋼矢板式係船岸の変状連鎖を図-

事項について考察した．

2.1，図-2.2に示す2)．ケーソン式係船岸の場合，ケーソ(2) 空洞を有するエプロン舗装の健全性評価手法の構築

ンの沈下等により，防砂板の損傷や裏込・裏埋材の吸いに向けた検討出し，空洞の発生，エプロンの沈下・損傷に至る．矢板

コンクリート舗装下に空洞が生じた場合，脆性的な破式係船岸の場合，基礎地盤あるいは裏込・裏埋材の沈下

壊による陥没が発生することがあるため，人命に関わるにより，エプロン目地部に段差が生じたり，エプロンに事故に繋がる可能性がある．陥没の発生を未然に防止す

ひび割れや陥没などが発生することとなる．矢板の損傷，るためには，エプロン舗装下の空洞を早期に発見すると腐食による開孔による裏込・裏埋材の流出を原因とするともに，舗装の健全性が確保されていることを確認する

変状連鎖も，エプロンの沈下・損傷へつながる．空洞はことが重要である．そこで，空洞を有するコンクリート

この過程で発生する．

舗 装 の 荷 重 作 用 に 対 す る 力 学 的 挙 動 の 変 化 を ， FWD(Falling Weight Deflectometer)を用いて実験的に把握

2.2.3

し，これをベースとして空洞を有するエプロン舗装の健

空洞探査の概要と検討対象データ

地中レーダを用いた空洞探査では，地中に向けて発信

全性評価のアウトプットイメージを提案した．

した電磁波が，コンクリートや土，空洞など誘電率が異(3) エプロンへの空洞点検孔の設置事例

なる物質の境界で反射する性質を利用して，電磁波の往

舗装下の空洞については，現状では，施設管理者自ら

復時間から空洞の位置を推定する．送信する電磁波の周が直接的にその発生・進行を調査する手法が無い．しか波数により探査領域と解像度が異なるため，あらかじめし，エプロン上に点検孔を設けることで，舗装下の空洞

適切な探査深度を設定し，その深度に対応した周波数のの発生・進行を高度な専門的知識を必要とせず日常点検

デバイスを選定する必要がある（表-2.1）．また電波はレベルで確認することができるようになると考えらえる．

探査対象に含まれる雨水や鉄塊の影響を受けやすいた

そこで，点検孔による調査の有効性を確認するため，係め，空洞化箇所と非空洞化箇所の波形の相違の判別に留施設1施設に試験的に空洞点検孔を設置した．

は，受信波のノイズ除去が必要となる．

2.2

をカラーマップ等でコンター化した形で示されることが地中レーダを用いた空洞探査データは，受信波の特性
緊急点検における空洞化調査結果の分析

2.2.1

空洞化調査の概要

多い．コンターの局部的な濃淡が空洞化箇所を示してい地中レーダを用いた空洞探査は，地中に送信された電るとは限らないため，周辺の受信波特性との相違や，削磁波により電気的特性の異なる物質の境界で生じる反射孔調査で直接的に確認された空洞位置における受信波特波を受信解析することにより，空洞の有無や広がりを推性などを総合的に勘案して，空洞の有無や位置が判定さ定する非破壊検査技術である．

れる．空洞の有無と位置は，空洞上面における反射波か

本資料では，平成25年度の緊急点検で係留施設を対象

ら判断されるが，空洞厚さを得ることは難しい．

に実施された空洞化調査の結果について整理し，空洞化と目視により判定されたエプロン舗装等の劣化度の関係

表-2.1

等についてとりまとめた．また，これらの分析を踏まえ

周波数と探査可能深度および探査の対象例

周波数

探査可能深

対象例

度

て，係留施設に発生する空洞化に対して今後対応すべき事項等について考察した．

200, 350MHｚ

2.0～2.5m

空洞・埋設管（埋設物）

400MHｚ1.5～2.0m

空洞・埋設管・コンクリー

800MHｚ0.5～1.0m

1500MHｚ0.2～0.5m

ト

2.2.2

係留施設における空洞発生の要因

コンクリート（背面・配筋）

構造物の効率的な維持管理を実現するためには，変状の発生要因，変状の結果生ずる影響，そして機能の低下
または安全性の低下へと変状が進行していく過程を整理

コンクリート（配筋）

本資料では，平成 25 年度に実施された空洞化調査結果

し，施設の性能に及ぼす影響が大きい変状を選定して点のうち，重力式係船岸および矢板式係船岸の 381 施設を検診断の対象とすることが有効である．係留施設のエプ対象として，空洞に関するデータの整理分析を行った（台ロン下に発生する空洞は，車両の通行等に伴いエプロン

帳上，一つの施設であっても複数の構造形式で構成されの脆性的な破壊を引き起こす可能性があり，施設の安全ている施設があったため，構造形式毎に別個の施設としな利用の確保のためには注意すべき事象である．

-2-

国総研資料 No.933て計上）．対象とした 381 施設のうち，74 施設で削孔調について，図-2.3 に重力式係船岸，図-2.4 に矢板式係査により空洞の存在が認められ，計 170 箇所の空洞が確

船岸について示す．

認されている．

ここで，空洞の広がりは，各施設の点検調査報告書に，

なお，平成25年度に実施された空洞化調査では，目視空洞の体積として記録されている場合にはその数値を採による点検診断の項目（例えば，鋼矢板等の鋼材の腐食・用し，記されていない場合については，空洞の幅，長さ，亀裂・損傷，エプロンの沈下・陥没など）や空洞の削孔深さの積で表した．このため，図-2.3および図-2.4では，調査など，調査項目は全国一律ではないため，以降では，実際の空洞の体積よりも大きく示されたデータもあるこ

データの整理分析の項目によって，空洞の母数が異なるとに注意を要するが，本資料では，両図から経過年数とことを付記する．

空洞の広がりの関係について概ねの傾向を捉えることと

2.2.4
(1)

係留施設の空洞化の状況した．重力式係船岸の場合，矢板式係船岸の場合とも，施設の建設年度からの経過年数と空洞の広がりの空洞は建設からの経過年数によらず発生していた．また，関係経過年数が少ない場合でも，比較的広がりの大きな空洞施設の建設年度からの経過年数と空洞の広がりの関係
地

震

圧密沈下

上部工
の移動

裏埋土の
締固め

が存在することが確認された．
潮位差

波

浪

エプロン舗装の破損・摩耗

ケーソン
の沈下

上載荷重
荷役作業

船舶・漂流物の衝突力

係船柱・車止
めの損傷

防舫材の
損傷

防砂板
の損傷
裏埋土の
沈下

裏埋土の
吸出し

路床・裏埋土の吸出し・流出エプロンの沈下・
舗装の破損

岸壁法線
の凹凸

船舶の係留
に支障

上部工天端の
沈下・傾斜

エプロン部
の破損

荷役作業
に支障

車両の走行
に支障

機能の低下

進行型
突発型

地

控え版
の移動

ケーソン式係船岸の変状連鎖 2)

図-2.1

控え矢板・
杭のたわみ

震

圧密沈下

矢板の
たわみ

裏埋土の
締固め

波

矢板の
亀裂・損傷

裏埋土
の沈下

浪

上載荷重

エプロン舗装の破損

係船柱・車止めの損傷

船舶・漂流物

材料の劣化

防舫材の
損傷

矢板の腐食

裏埋土の
吸出し

エプロンの沈下・
舗装の破損

進行型
突発型

法線の凹凸

エプロン部
の破損

船舶の接岸
に支障

荷役作業
に支障

附帯設備等
の破損

車両の走行
に支障

機能の低下

図-2.2

構成材の
耐力低下

構成材
の破壊

安定性の低下鋼矢板式係船岸の変状連鎖 2)-3-

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

0.0

30.0

空洞の深度(m)

空洞の広がり（m 3）

‐0.2

25.0
20.0
15.0
10.0

‐0.4
‐0.6
‐0.8

5.0
‐1.0
0

0.0
0

図-2.3

10

20

30

40 50
経過年数

60

70

5

80

10
15
岸壁法線からの距離（ｍ）

20

図-2.5 空洞の発生位置（重力式係船岸（本体構造がケーソンの場合））

建設年度からの経過年数と空洞の広がりの関係

0.0（重力式係船岸）
30.0

‐0.2

空洞の深度(m)

空洞の広がり（m 3）

25.0
20.0
15.0
10.0
5.0

‐0.4
‐0.6
‐0.8
‐1.0
0

0.0
0

図-2.4

10

20

30

40 50
経過年数

60

70

5

80

10
15
岸壁法線からの距離（ｍ）

20

図-2.6 空洞の発生位置（重力式係船岸（本体構造がケーソン以外の場合））

建設年度からの経過年数と空洞の広がりの関係

0.0（矢板式係船岸）(2)‐0.2

空洞の発生位置
空洞の深度(m)図-2.5に重力式係船岸（本体構造がケーソンの場合）,
図-2.6に重力式係船岸（本体構造が方塊等ケーソン以外の場合），図-2.7に矢板式係船岸の場合の空洞発生の位置を示す．発生位置は，横軸には岸壁法線からの距離を，
縦軸にはエプロンからの深度を示した．

‐0.4
‐0.6
‐0.8
‐1.0

本体構造がケーソンである重力式係船岸の場合，空洞‐1.2

箇所の多くが岸壁法線近傍で確認されている．図-2.1に0示した変状連鎖を踏まえれば，この空洞化は，上部工等
図-2.7の目地部の損傷等により裏埋材が流出したことに起因す

5

10 15 20 25
30 35
岸壁法線からの距離（ｍ）

40

空洞の発生位置（矢板式係船岸）ると考えられる．一方で，岸壁法線から離れたケーソンの変状によって裏埋材等が流出したことが考えられる．

背後に空洞が確認されている場合がある．この空洞化のまた，一方で，岸壁法線から離れた場所で空洞が確認さ原因として，防砂シートの損傷などによる裏埋材の流出れた施設も見られた．ここで，岸壁法線から控え工までが考えられる．本体構造が方塊等ケーソン以外の重力式の距離と，岸壁法線から空洞発生位置までの距離との関係船岸の場合，空洞箇所の多くが岸壁法線近傍で確認さ係を図-2.8に示す．これによれば，空洞のほとんどは控れた．この原因として，目地部の損傷等による裏埋材のえ工よりも海側に発生していたが，岸壁法線から離れた流出が考えられる．

場所の空洞は，岸壁法線から控え矢板までの距離と岸壁

矢板式係船岸の場合についても，空洞箇所の多くは岸法線から空洞発生位置までの距離がほぼ等しい位置に発壁法線近傍で確認された．空洞化の原因としては，矢板

生していたことが分かる．つまり，岸壁法線から離れた-4-

国総研資料 No.933

場所の空洞は，控え工付近で発生したものであり，このており 3)，このうち機器類を使って行う詳細な点検診断

原因として，周辺の裏埋土の圧密等による沈下が考えらについては，供用期間中の適切な時期に少なくとも 1 回れる．

（重点点検診断施設にあっては，10～15 年以内ごとに少重力式係船岸において，岸壁法線方向のどの位置に空なくとも 1 回）行うことが標準とされた．5 年ないし 3 年洞が発生していたのか，概ねの傾向を把握するため，削以内ごとに行われる定期的な点検診断では，目視を主体

孔位置から岸壁法線方向に本体工の目地までの距離を計とした調査により，部材ごとに変状の程度（劣化度 d，測し，空洞の箇所数を距離別に集計した．結果を図-2.9

c，b，a）が判定される．目視による簡易な調査や，多くに示す．なお，目地をまたがるように発生している空洞の頻度で実施される日常の点検によって空洞の存在を推は，目地までの距離を0mとして計上した．これより，例

測することができれば，エプロンの突発的な陥没を回避

えば，防砂シートの損傷により裏埋材が裏込石に落ち込できるなど，係留施設の安全な利用の確保に有効となる

むなど，空洞発生に必ずしも目地部が関係しないデータことが期待される．このため，各施設の空洞が発生したが含まれる可能性もあるものの，重力式係船岸においてブロックにおける部材ごとの劣化度について，データのは，目地部に近い位置ほど空洞が数多く確認される傾向

整理分析を行った．

にあることが分かった．

本資料では，①上部工のコンクリートの劣化，損傷，②鋼矢板等の鋼材の腐食，亀裂，損傷（矢板式係船岸の岸壁法線から空洞までの距離(m)40
控え矢板よりも陸側に空洞あり35み），③エプロンの沈下，陥没，の3項目に着目した．なお，整理対象データは，空洞発生の要因として上記の変30状に依らないデータを含むことに注意を要するが本資料

25

では空洞の存在と各点検診断項目の劣化度との関係につ20

控え矢板よりも
海側に空洞あり

15

いて概ねの傾向として捉えることとした．
(1) ｢上部工のコンクリートの劣化，損傷｣の劣化度の関

10

係

5

表-2.2 に点検診断項目｢上部工のコンクリートの劣化，0損傷｣の標準的な劣化度判定基準を示す．
0

図-2.8

5
10
15
20
25
30
35
40
岸壁法線から控え矢板までの距離（ｍ）

表-2.2 劣化度判定基準（上部工のコンクリートの岸壁法線から控え工までの距離と岸壁法線から空洞までの距離の関係（矢板式係船岸）

劣化，損傷）2)

20

a

空洞箇所数

15

空洞

b
削孔

10

判定基準

劣化度

c

削孔位置から
目地までの距離d□係船岸の性能を損なうような損傷がある．
□幅 3mm 以上のひび割れがある．
□広範囲に亘り鉄筋が露出している．
□幅 3mm 未満のひび割れがある．
□局所的に鉄筋が露出している．
変状なし

5
12
10

0
空洞の箇所数0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7
削孔位置から目地位置までの距離 (m)図-2.9 空洞の削孔位置から岸壁法線方向の本体工の目地までの距離別の空洞箇所数（重力式係船岸）
2.2.5

重力式
矢板式

8
6
4
2

空洞発生位置における部位・部材の劣化度0

技術基準対象施設の定期的な点検診断は，5 年（当該施abcd
劣化度判定（上部工のｺﾝｸﾘｰﾄの劣化,損傷）設の損壊に伴い，人命，財産又は社会経済活動に重大な
図-2.10

影響を及ぼすおそれのあるもの（以下，重点点検診断施
設と呼ぶ）にあっては 3 年）以内ごとに行うものとされ-5-

劣化度判定（上部工のコンクリートの劣化，損傷）別の空洞箇所数

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万(3)空洞が発見された箇所における点検診断項目｢上部工｢エプロンの沈下，陥没｣の劣化度の関係

表-2.4 に点検診断項目「エプロンの沈下，陥没」の標のコンクリートの劣化，損傷｣の劣化度 d，c，b，a をそ

準的な劣化度判定基準を示す．

れぞれ集計した結果を，図-2.10 に示す．重力式係船岸では，点検診断項目｢上部工のコンクリートの劣化，損傷｣

空洞が発見された箇所における点検診断項目｢エプロの劣化度 c 又は d 判定が，11 箇所中 10 箇所であり，矢ンの沈下，陥没｣の劣化度 d，c，b，a をそれぞれ集計し

板式係船岸では c 又は d 判定が，21 箇所中 17 箇所であた結果を，図-2.12 に示す．劣化度データは，重力式係船った．これより，点検診断項目｢上部工のコンクリートの岸，矢板式係船岸を合わせて集計し，複数のブロックに劣化，損傷｣のみから，空洞の発生・存在を推測すること

またがる空洞については，最も悪い劣化度を採用した．

は極めて困難であるといえる．

総データ数は少ないが，アスファルト（As）舗装，コン
クリート（Co）舗装ともに，劣化度 d の箇所でも空洞の存在が確認されていることが分かる．これより，本資料(2) ｢鋼矢板等の鋼材の腐食，亀裂，損傷｣の劣化度の関で取り扱ったデータからは，｢エプロンの沈下，陥没｣の係

劣化度から空洞の発生・存在を推測することは難しい．

表-2.3 に点検診断項目「鋼矢板等の鋼材の腐食，亀裂，

ここで，空洞が確認された箇所のアスファルト舗装，損傷」の標準的な劣化度判定基準を示す．
空洞が発見された箇所における点検診断項目｢鋼矢板コンクリート舗装の一例を写真-2.1 に示す．アスファル等の鋼材の腐食，亀裂，損傷｣の劣化度 d，c，b，a をそ

ト舗装については，空洞が発生した場合，舗装上面にひれぞれ集計した結果を，図-2.11 に示す．

び割れが発生したり，空洞に追随して舗装が沈下する場

空洞発生箇所 29 箇所中，｢鋼矢板等の鋼材の腐食，亀合があるとの調査結果がある．空洞の存在と変状の程度

裂，損傷｣の劣化度が，a 判定の箇所が 7 箇所見られたが，について，本資料では明確な関係性を示すことはできな

一方で d 判定の箇所が 15 箇所も見られた．これより，点かったが，アスファルト舗装の場合，エプロンの目視調

検診断項目｢「鋼矢板等の鋼材の腐食，亀裂，損傷」から，

査が空洞の発生の推定に役立つ場合があることが期待さ

空洞の発生・存在を推測することは難しい．これは，船れる．一方，コンクリート舗装の場合，剛性が高いこと

上からの目視調査のみでは，空洞化を引き起こす鋼矢板

からエプロン下の空洞の発生がエプロン上面の変状に現に発生した変状の全てを発見することが困難であるためれにくいことが考えられ，空洞化が発展するにつれて沈と考えられる．

下・陥没が突発的に起こりやすくなることが考えられる．

表-2.3 劣化度判定基準（鋼矢板等の鋼材の腐食，亀裂，損傷）2)表-2.4 劣化度判定基準（エプロンの沈下，陥没）2)

劣化度

判定基準

a

□腐食による開孔や変形，その他著しい損傷がある．
□開孔箇所から裏埋材が流出している兆候がある．

b□L.W.L 付近に孔食がある．
□全体的に発錆がある．

c□部分的に発錆がある．

d□付着物が見られるが，発錆，開孔，損傷は見られな
い．

劣化度

a

20

b

空洞の箇所数

15
10
5

c
0
a
b
c
d
劣化度判定（鋼矢板の腐食,亀裂,損傷）

図-2.11

劣化度判定（鋼材の腐食，亀裂，損傷）別の
空洞箇所数（矢板式係船岸）

-6-

判定基準
（重力式係船岸の場合）

判定基準（矢板式係船岸の場合）□重力式本体背後の土砂が □ 矢 板 式 本 体 背 後 の 土 砂
流出している．
が流出している．
□重力式本体背後のエプロ □ 矢 板 式 本 体 背 後 の エ プンが陥没している．
ロンが陥没している．
□車両の通行や歩行に重大 □ 車 両 の 通 行 や 歩 行 に 重な支障がある．
大な支障がある．
□重力式本体目地（上部工 □ 矢 板 式 本 体 背 後 の 土 砂含む）に顕著な開き，ずれが が 流 出 し て い る 可 能 性 がある．
ある．
□エプロンに 3cm 以上の沈 □エプロンに 3cm 以上の沈下（段差）がある．
下（段差）がある．
□エプロンと後背地の間に □ エ プ ロ ン と 後 背 地 の 間
30cm 以上の段差がある．
に 30cm 以上の段差がある．
□重力式本体目地（上部工含む）に軽微な開き，ずれが□エプロンに 3cm 未満の沈ある．
下（段差）がある．
□エプロンに 3cm 未満の沈□エプロンと後背地の間
下（段差）がある．
に 30cm 未満の段差がある．
□エプロンと後背地の間に30cm 未満の段差がある．

国総研資料 No.933

25舗装の場合，変状が舗装上面に現れる場合があるため，
Co舗装
As舗装

空洞の箇所数20

エプロンの目視調査を定期的にかつ適切に行うことが空洞の発見に役立つ可能性がある．しかし，舗装上面に変15状が現れない場合があるため，機器類を用いた詳細な点
検診断の実施が空洞の確実な発見のために重要と言える．

10

また，重力式係船岸においては，目地部に近い位置ほど
5

空洞が数多く確認される傾向が見られたことから，空洞探査を実施する際や，空洞化によるエプロン舗装の変状

0
a
b
c
d
劣化度判定（エプロンの沈下,陥没）を目視により確認する際には，目地部付近について特に重点的に点検を実施することが有効と考えられる．

図-2.12 劣化度判定（エプロンの沈下，陥没）別の
空洞箇所数（重力式係船岸，矢板式係船岸）

本資料では，実調査データに基づいて空洞の発生状況等について傾向の把握と分析を行った．しかし，空洞の発生と，それに伴って生じる係留施設の利用上の機能低下の関係については，明確な指標がないのが現状である．
空洞の発生位置および規模によって，空洞が及ぼす施設
利用への危険度は異なることが考えられる．したがって，今後，空洞に対する有効な点検項目の整理分析を引き続As 舗装

写真-2.1

Co 舗装

き実施するとともに，空洞の発生位置および規模等に応空洞発生が確認された箇所の舗装の状況

じた対処方針決定(供用の可否，補修工法の選定等)のた
2.2.6

調査結果のまとめめの評価・判定基準の構築に向けた検討が必要と考えら係留施設の空洞は，建設年からの経過年数によらず発れる．

生し，空洞の広がりと経過年数に，明瞭な関係は見られなかった．

2.3 空洞を有するエプロン舗装の健全性評価手法の構

重力式係船岸では，空洞箇所の多くが岸壁法線近くで築に向けた検討確認された．この原因として，上部工の目地部の損傷等
による土砂の流出が考えられた．一方，ケーソン背後に

2.3.1

空洞が確認された場合については，防砂シートの損傷にエプロンのうち，コンクリート舗装に空洞が生じた場

起因することが推察された．

調査の概要

合，脆性的な破壊による陥没が発生することがあるため，矢板式係船岸では，空洞箇所の多くが岸壁法線近傍で人命に関わる事故に繋がる可能性がある．陥没の発生を確認された．この原因として，矢板の腐食等による開孔未然に防止するためには，舗装の点検時に空洞を発見す

により土砂が流出したことが考えられる．一方，岸壁法

るとともに，舗装の健全性が確保されていることを確認

線から離れた場所については，控え工の沈下が要因と推することが重要である．コンクリート舗装の場合，目視察された．

調査で空洞を発見することは容易ではなく 4)，空洞の把重力式係船岸においては，目地部に近いほど空洞が数

握には地中レーダが有効である 5)．しかしながら，空洞多く確認される傾向にあった．

を把握したとしても空洞を有するコンクリート舗装の健｢上部工のコンクリートの劣化，損傷｣，｢鋼矢板等の鋼全性を評価する手法は，現状では確立されていない．

材の腐食，亀裂，損傷｣（矢板式係船岸）の劣化度と空洞

そこで，本資料では，空洞を有するコンクリート舗装の発生には，明瞭な関係は見られなかった．

の健全性評価手法を提案することを目的として，空洞がコンクリート舗装の健全性に及ぼす影響を把握すること

2.2.7

今後の展開

とした．舗装の健全性の評価にあたっては，荷重作用に本資料で取り扱った調査結果より，空洞を発生させる

対する舗装の応答（以下，舗装の力学的挙動という）を原因が生じてから，比較的短時間に空洞が広がる可能性

調査することが有効である 6)．その調査方法の 1 つであもあることが分かった．空洞を早期に発見する，あるい

る FWD（Falling Weight Deflectometer）を用いて，模は空洞を発生させる原因を把握するためには，定期的な擬空洞を有する新設コンクリート舗装の力学的挙動と，点検診断を確実に行うことが重要である．アスファルト供用を想定した繰返し走行荷重に伴うコンクリート舗装-7-

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万の力学的挙動の変化を実験的に調べた結果を報告する．

b)

舗装材料

表-2.5 にコンクリートの配合を示す．セメントには早
2.3.2
(1)

模擬空洞を有するコンクリート舗装の概要

強ポルトランドセメントを使用した．表-2.6 にコンクリ

コンクリート舗装の作製

ートの力学性状を示す．なお，圧縮強度および静弾性係a) 舗装構成数は，後述の繰返し走行載荷試験の実施と同時期に舗装

図-2.13 に，舗装の健全性の評価のために作製したコから採取したコアより得られた結果である．また，コア

ンクリート舗装（以下，舗装という）の平面図と断面図の採取位置は走行位置とは無関係の位置である．路盤にを示す．舗装は，コンクリート版（以下，Co 版という），は，最大粒径 40mm の粒度調整砕石を用いた．路盤の支持

粒状路盤および路床から構成される．Co 版の厚さは 0.3m，

力係数 K30 は，384MN/m3 であった．

粒状路盤の厚さは 0.35m である．舗装の構造は，港湾の施設の技術上の基準・同解説 7)を参考にして，トラック(2) Co 版下の模擬空洞の作製

25t 積級（設計荷重の分類 CP3）を設計対象荷重として設Co 版の中央部（以下，版中央部という）および目地縁部

計した．Co 版は，縦 4.5m，横 5.0m の Co 版 6 枚で構成さ（舗装の目地縁部に相当）の直下に各 2 箇所ずつ空洞をれる．各 Co 版の四方にダウエルバーを挿入するために，作製した．空洞の寸法は長さ 0.5m～1.5m，幅 0.5m～1.5m，すべての Co 版周囲にコンクリートを打設した．ダウエル

厚さ 0.2m である．本資料では，後述の繰返し載荷試験時

バー（長さ 600mm，直径 32mm）は深さ 0.15m に 0.4m 間隔の載荷輪の接地幅および接地長を参考に，空洞の最小寸で設置した．また，鉄網（直径 6mm，150mm×150mm の格法を 0.5m×0.5m とした．空洞の作製手順を以下に示す．
1)子状）を深さ 0.1m に設置した．Co 版直下の路盤には模

路盤施工後に路盤を深さ 0.2m 切削し，切削箇所を

厚さ 0.2m の発泡スチロールで埋め戻した．

擬空洞を設けた．次項に模擬空洞の位置や作製方法を記

2)

述する．

設置した発泡スチロール上に，側面に穴をあけた【平面図】【A-A断面図】
B

4.5

A

1.5×1.5m

1.0×1.0m

1.0×1.0m

0.5×0.5m

ダウエルバー

空洞なし【B-B断面図】

0.15 0.5

1.5

コンクリート版

1.0

2.25

4.5

11.0

路床

5.0

4.0

5.0
22.0

図-2.13

粗骨材のスランプ最大寸法（mm)
（cm）
7.5

3.0

5.0
B

0

粒状路盤
路床

コンクリートの配合3

空気量 水セメント比 細骨材率（%)
W/C（%）
s/a（%）
4.1

0

作製した舗装の平面図と断面図

表-2.5

20

粒状路盤

0.5 0.15

A

0.15

コンクリート版

1.0：FWD載荷位置

0.35 0.3：空洞（単位：m）

42.5
表-2.6

水

41.1

151

単位量（kg/m ）
セメント
山砂
355

コンクリートの力学性状
26.0

曲げ強度（N/mm ）2

圧縮強度（N/mm ）

47.2

2

33340

静弾性係数（N/mm ）

-8-

材齢13日
材齢61日

741

AE減水剤
3

砕石

（g/m ）

1095

355

国総研資料 No .933

チューブを固定し，チューブの反対側の端が舗装表面2.3 に示す車載式の FWD である．重錘の質量は 100～400kg，に出るようにコンクリートを打設した．

載荷荷重は 1～147kN の範囲で設定することができる．

3)

コンクリート硬化後に，舗装表面に露出したチューブ端から発泡スチロールの溶剤を流し込み，発泡ス(2)

チロールを溶かした．

載荷条件と載荷位置

載荷条件として，載荷板直径は 300mm とし，載荷荷重

後述の繰返し載荷試験終了後，Co 版を開削し，空洞のは 147kN に設定した．また，同一載荷点で 3 回載荷を行

生成状況を確認したところ，当初予定通りの寸法の空洞

い，変動係数が 5%を超えた場合には再測定を行った．図が作製されていることを確認した（写真-2.2）．

-2.13 に FWD の載荷位置（載荷板設置位置に相当）を示
す．載荷位置は，版中央部では空洞の有無に関わらず Co(3)

ひずみ計の設置

版の中央とし，目地縁部では目地から 0.15m 離した位置

FWD による荷重作用時に発生するコンクリートのひずとした．荷重載荷に伴い発生するたわみは，載荷板中心みを計測するために，Co 版の下面から 30mm 上方に，ひおよび中心より±200，±300，±450，±600，750，900，

ずみ計（㈱東京測器研究所製 KM-100BT）を埋設した．図1200，1500，2500mm に配置されたたわみセンサーにより-2.14 にひずみ計の設置位置を示す．

時系列（測定間隔 0.25ms）で計測した．本資料では，各2.3.3

FWD 調査方法

センサー位置について，得られた時系列のたわみの最大
値 Dx（x は中心からセンサーまでの距離）に着目した．
この Dx は，3 回の載荷で得られた平均 Dx と平均載荷荷重から求めた，標準載荷荷重 150kN における Dx に補正した値とした．FWD 荷重載荷時には，埋設したひずみ計により，Co 版下面のひずみも計測した．なお，調査は冬場に行ったため，日温度変化が小さく，FWD 調査時点の Co 版の深さ方向の温度勾配は概ね±0.1℃/cm の範囲であったので，たわみの温度補正は行っていない．

写真-2.2空洞の生成状況（目地縁部 1.0×1.0m の空洞）

ひずみ計

：空洞

載荷板の位置
目地

0.05m 0.05m

0.15m

図-2.15(a) 版中央部
図-2.14(1)

FWD の載荷機構概念図(b) 目地縁部

ひずみ計と FWD 載荷板の設置位置

FWD について

図-2.15 に，FWD の載荷機構の概念図を示す．FWD には重錘が搭載されており，所定の高さから重錘を落下させ載荷板等を介して舗装に衝撃荷重を作用させる．計測で写真-2.3は，荷重載荷により発生した舗装表面のたわみが得られる．たわみを計測するセンサーは，荷重板中心から所定間隔で配置されている．本資料で用いた FWD は，写真--9-

車載式の FWD

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万2.3.4とが報告されている．空洞があるいずれの Co 版の D0 も，模擬空洞を有する新設舗装における FWD 調査

空洞がない Co 版の D0 の±20%の範囲を超えている．1.0m

結果
図-2.16 に各載荷位置で得られた最大たわみ D0 を示す．

×1.0m の空洞がある Co 版の D0 が大きかった要因は，空洞の影響と考えられる．一方，0.5m×0.5m の空洞がある

最大引張ひずみを示す．なお，各図の棒グラフ上に示さ

Co 版の D0 が小さかった要因は，載荷板下のダウエルバー

れる数値は，空洞がない Co 版での D0 および Co 版下面のによって隣接する Co 版との荷重伝達が相対的に良好で最大引張ひずみに対する比（以下，D0 比，および，ひずあった可能性があること，また，載荷板直径と比較してみ比という）を表す．

空洞の平面寸法が小さいため空洞の影響が小さかったこ

D0（mm）

また，図-2.17 に FWD 荷重載荷時に得られた Co 版下面の

版中央部

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0

1.0
1.0

0.85

とが考えられる．

目地縁部
0.64

版中央部と目地縁部の空洞が D0 や Co 版下面のひずみ1.33に及ぼす影響を比較するために，1.0m×1.0m の空洞がある Co 版の D0 比およびひずみ比を比較すると，いずれも

1.06

目地縁部の方が版中央部よりも大きかった．よって，目地縁部の空洞は，版中央部の空洞よりも D0 や Co 版下面の最大引張ひずみに及ぼす影響が大きいと考えられる．
これに基づくと，目地縁部の空洞は，版中央部の空洞よ

空洞 1.0× 1.5× 空洞 0.5× 1.0×
なし 1.0m 1.5m なし 0.5m 1.0m
空洞の大きさ
図-2.16

りも荷重作用時に発生する Co 版下面の曲げ応力増加への影響が大きい可能性があると考えられる．

新設舗装における D0（棒グラフ上の数値は D0

2.3.5

比）

繰返し走行荷重を受けた舗装における FWD 調
査結果

Co版下面の最大引張ひずみ(μ)

舗装供用中の繰返し走行荷重の作用を走行荷重車（以

版中央部
120

60

下，荷重車という）で再現し，空洞を有する舗装の繰返

0.71

し荷重の作用に伴う力学的挙動の変化を FWD で把握した．

1.0

100
80

目地縁部
1.63

(1)

1.0

1.27

1.34

図-2.18 に荷重車の車輪配置を示す．荷重車は，トレーラ部に 1 脚 4 輪の航空機車輪を装着している．試験では，

40

この 4 輪のうちの走行方向に対し左右いずれかの載荷輪

202 輪が，空洞上を通過するように試験舗装上を往復走行0させた．1 輪の載荷荷重は，舗装の損傷を発生促進させる

空洞 1.0× 1.5× 空洞 0.5× 1.0×
なし 1.0m 1.5m なし 0.5m 1.0m

ために，舗装の設計荷重の約 2.4 倍の 240kN とした．また，走行速度は約 5km/h とし，車輪を各空洞上を通過さ

空洞の大きさ
図-2.17

繰返し走行載荷試験せながら 700 往復させた．FWD 調査は，荷重車が 50，100，

新設舗装において FWD 荷重載荷時の Co 版下面

250，500 および 700 往復した直後に 2.3.3(2)で示した

空洞がある版中央部の D0 は，空洞がない版中央部の D0

載荷位置および載荷条件で実施した．計測では，Dx およと大きな差はなかった．最大引張ひずみについては，空び Co 版下面のひずみを得た．

洞がある Co 版で若干大きい値を示した．今回作製した空洞の大きさでは，空洞が新設舗装のたわみおよびひずみ(2) FWD 調査結果に及ぼす影響は大きくないと考えられる．

a) 走行回数の増加に伴う最大たわみ Dx の変化

1.0m×1.0m の空洞がある目地縁部の D0 は，空洞がない

図-2.19 に，走行回数の増加に伴う版中央部の最大た目地縁部の D0 と比較して大きかった．一方で，0.5m×0.5m

わみ Dx の変化を示す．いずれの載荷位置でも走行回数のの空洞がある目地縁部の D0 は，空洞がない目地縁部の D0増加に伴い Dx は大きくなった．空洞がない Co 版およびと比較して小さかった．Co 版下面の最大引張ひずみも同

1.0m×1.0m の空洞がある Co 版では，Dx のうち D0（載荷様の結果であった．過去の調査によると 8)，同一舗装構

点直下のたわみ）が走行回数に関わらず最も大きい値を成の区間における D0 の変動係数は 10～20%程度であるこ示した．1.5m×1.5m の空洞がある Co 版では，走行荷重- 10 -

国総研資料 No .933が作用すると，最も大きい Dx は載荷点直下から 0.3m 離

ここで，参考文献 9)および 10)では，Co 版下に広範囲れた位置で得られた．一方，目地縁部では，最も大きいの空洞が生じた Co 版（厚さ 0.42m）の中央部において，

Dx は空洞の有無に関わらず載荷点直下で得られた．但し，過去に FWD 調査を行っており，空洞がある Co 版では最も本検討では，1.0m×1.0m を最大の空洞としたが，空洞が大きい Dx が載荷点直下から離れた位置で得られること

それよりも大きくなると，最も大きい Dx が載荷点直下よを明らかにしているが，空洞の平面寸法には言及していりも離れた位置で得られる可能性はあると考える．

なかった．本調査結果によると，載荷板直径と比較して空洞の平面寸法がある程度大きい場合に，最も大きい Dx
が載荷点直下から離れた位置で得られると考えられた．
b) 走行回数の増加に伴う D0 および Co 版下面の最大引張ひずみの変化
図-2.20 に，走行回数の増加に伴う D0 の変化を示す．
版中央部および目地縁部ともに，空洞がある Co 版の D0の変化は，空洞がない Co 版の D0 と比較して大きかった．

図-2.18

また，目地縁部に 1.0m×1.0m の空洞がある Co 版では 50荷重車の車輪配置

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-1000

700往復
100往復
50往復
0往復

0

1000

2000

3000

0

Dx（mm）

800

空洞
なし

1.0
D0（mm）

2000

200
400
600
走行回数（往復）(a) 版中央部

700往復
100往復
50往復
0往復

1000

1.5×
1.5m

0.5

(a) 空洞がない Co 版

0

1.0×
1.0m

0.0

載荷板中心からの距離（mm）

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-1000

空洞
なし

1.0

D0（mm）

Dx（mm）

往復時に急激に大きくなった．

3000

0.5×
0.5m

1.0×
1.0m

200
400
600
走行回数（往復）800

0.5

載荷板中心からの距離（mm）

0.0

Dx（mm）(b) 1.0m×1.0m の空洞がある Co 版

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-1000

0

700往復
100往復
50往復
0往復

図-2.20

図-2.21 に，FWD 荷重載荷時に計測した Co 版下面の最大引張ひずみを示す．目地縁部に 1.0m×1.0m の空洞があ

0

1000

2000

る Co 版では，最大引張ひずみが 50 往復時に急激に大き3000くなり，約 1700を示した．その他の場所では，最大で載荷板中心からの距離（mm）

も約 40であった．このことから，目地縁部に 1.0m×1.0m(c) 1.5m×1.5m の空洞がある Co 版
図-2.19(b) 目地縁部
繰返し走行回数の増加に伴う D0 の変化の空洞がある Co 版では繰返し走行荷重により Co 版下面

版中央部における走行回数の増加に伴う最にひび割れが生じたと考えられた．走行試験後，目地縁

大たわみ Dx の変化

部に 1.0m×1.0m の空洞がある Co 版の開削調査を行った- 11 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万よりも舗装の健全性に及ぼす影響が大きい可能性が示唆はダウエルバーまで達していた．このひび割れの発生にされた．Co 版の目地縁部と版中央部に同様の大きさの空よる Co 版の剛性低下が，50 往復時の D0 の急増の原因で洞があり，健全度評価の実施箇所数に制約がある場合にあると推察された．なお，目地縁部に 1.0m×1.0m の空洞

は，荷重作用に伴う曲げ応力が大きく，かつ，空洞に起がある Co 版以外で，走行回数の増加に伴い D0 がなだら因する曲げ応力増加への影響が大きい目地縁部の評価をかに増加した要因は，繰返し走行に伴う空洞周囲の粒状優先することが望ましいと考えられる．以上の考察は，路盤のゆるみの進展が考えられる．

限られた大きさの空洞に関する実験結果に基づいている．

最大引張ひずみ（μ）

ところ，Co 版下面にひび割れが確認され，そのひび割れ

1.0×
1.0m

空洞
なし

50

今後，空洞の位置，平面寸法および深さをパラメータと

1.5×
1.5m

して荷重作用に伴う Co 版下面の曲げ応力を解析的に評価することで，空洞が舗装の健全性に及ぼす影響を網羅40的に把握するとともに，目地縁部の空洞の方が舗装の健30

全性に及ぼす影響が大きい可能性について検証すること

20

としたい．

10
0

2.3.6

0

200

400

600

走行回数（往復）

800

1) 模擬空洞を有する新設のコンクリート舗装で FWD 調査を行った結果，空洞が存在することによる D0 と Co(a) 版中央部

最大引張ひずみ（μ）

空洞…
2,500

まとめ

版下面の最大引張ひずみの増加比率は，目地縁部の

0.5×
0.5m

1.0×
1.0m

方が版中央部より大きかった．これは，目地縁部の空洞の方が，荷重作用時に発生する Co 版下面の曲げ応力増加への影響が大きいためであると考えられた．

2,000

2) 目地縁部に空洞がある Co 版では繰返し走行荷重に伴1,500

い Co 版下面にひび割れが発生した．このひび割れが1,000

目地縁部の空洞上の D0 たわみの急増の原因であると500推察された．

0
0

200

400

600

走行回数（往復）

3) 版中央部の空洞の大きさが FWD 載荷板直径と比較し800てある程度大きい場合，最大のたわみが載荷点直下(b) 目地縁部
図-2.21 FWD 荷重載荷時に発生した Co 版下面の最大引張ひずみより離れた位置で得られることが示された．今回の

(3)

れた．

調査では，平面寸法が 1.5m×1.5m の空洞の場合，最大たわみが載荷点直下より 0.3m 離れた位置で確認さ考察

以上の結果に基づき，空洞が舗装の健全性に及ぼす影

4) 1)および 2)に基づくと，目地縁部の空洞は，版中央

響を考察する．繰返し走行載荷試験前の新設舗装におけ部の空洞よりも，舗装の健全性に及ぼす影響が大き

る FWD 調査によって，目地縁部の空洞の方が，荷重作用い可能性が示唆された．

時に発生する Co 版下面の曲げ応力増加への影響が大きい可能性を示した．通常，目地縁部では版中央部よりも2.3.7

荷重作用時の曲げ応力が大きいため，目地縁部の方が損以上の実験結果を踏まえ，舗装下に空洞を有するコン

傷は早い 11)．目地縁部直下に空洞が存在する場合には，クリート舗装の健全性評価のアウトプットイメージを検より早く損傷に至ると考えられる．

討した．表-2.7 に，地中レーダや削孔調査等により空洞空洞が生じたコンクリート舗装の健全性評価

目地縁部に空洞がある Co 版において，繰返し走行荷重を確認した場合における，コンクリート舗装の健全性評に伴い Co 版下面にひび割れが生じたことは，目地縁部に価(案)を示す．空洞を有するコンクリート舗装では，特に空洞が存在することで損傷の発生が早まり，舗装が早期

目地部に空洞がある場合，ダウエルバーの有無が舗装のの損傷に至った結果であると考えられる．

陥没発生に及ぼす影響が大きいことが予測される．この以上のことから，空洞の存在は舗装の健全性に影響をため，ダウエルバーの有無により，表-2.7 の空洞の大き及ぼし，特に，目地縁部の空洞の方が，版中央部の空洞さ（○m）の設定が異なるものと思われる．

- 12 -

国総研資料 No.933

また，FWD を用いて，直接的にコンクリート舗装のたわ

始的な方法ではあるが，直接的かつ定量的に空洞の発生・みを測定できる場合の健全性評価のイメージを，表-2.8

進行が把握できること，高度な専門的知識を必要としなに示す．評価では，“たわみ比（解析たわみに対する D0 た

いこと，日常点検での計測が可能であること，新設・既わみの比）”を用いることを想定している．“解析たわみ”

設を問わず適用可能であることなど，多くの現場においとは，当初設計の舗装構造において理論上得られるたわて汎用的に効果を期待できる点検手法である．そこで，みを表し，たわみ比は，FWD 調査で得られた D0 たわみが，実構造物での空洞点検孔に関する効果の検証と課題抽出

想定の解析たわみに対して何倍であるかを表す指標であを目的として，沓形港岸壁（-6.0m）に試験的に空洞点検

る．たわみ比は以下の手順により算定される．

孔を設置した．

1) エプロンにおいて FWD 調査を実施し，D0 たわみを取得する．
2) 設計条件ごとにカタログ的に用意された解析たわみ（表-2.9）から，たわみ比を求める．
3) 表-2.8 の評価基準に基づき，健全性を判定する
表-2.8 および表-2.9 については，今後，各種の舗装条件に対する解析たわみを示すとともに，実験により健全性評価の精度を検証していく必要がある．
図-2.22
表-2.7
点検項目
空洞を有
するコン
クリート
舗装

エ
プ
ロ
ン

空洞点検孔と計測方法のイメージ

コンクリート舗装の健全性評価
点検方法
詳細調査
・空洞の位
置，大きさ

ａ
ｂ
ｃ
ｄ

判定基準
大きさが○m 以上の空洞が目地部にある
大きさが○m 以下の空洞が目地部にある
版中央部に空洞がある
空洞はない

2.4.2 設置位置
空洞点検孔の設置位置を図-2.23 および図-2.24 に示す．本岸壁はエプロン舗装の打ち替え工事が計画されているため，設置した空洞点検孔のうち構造 2 および構造
3 は将来の工事実施により撤去される．エプロン舗装打
ち替え工事実施時に構造 1，比較的工事の実施時期が遅表-2.8

FWD を用いたコンクリート舗装の健全性評価

点検項目
空 洞 を
有 す る
コ ン ク
リ ー ト
舗装

エ
プ
ロ
ン

点検方法
詳細調査
・荷重作
用による
たわみ
( D0 た わ
み)

ａ
ｂ
ｃ
ｄ

い岸壁の両端に既設構造物用の空洞点検孔である構造 2

判定基準
たわみ比が△以上である．
－
たわみ比が 1 以上△未満である
たわみ比が 1 未満である．

および構造 3 を設置することとした．なお，構造 2-2 については，コンクリート舗装が硬く作業が困難であったため設置を取りやめ，構造 1-1，1-2，2-1，3-1，3-2 の計 5 箇所に点検孔を設置した．設置位置は，法線平行方
向はケーソン目地近傍，法線直角方向は上部工近傍（構造 1-1，3-1，3-2）および裏込石法肩近傍（構造 1-2，21）とした．なお，構造 2 および 3 を設置した箇所には，

表-2.9

設計条件ごとの解析たわみ（イメージ）

路盤の設計支持力係
数 K30 (N/cm3)
50 以上 70 未満
70 以上 100 未満
100 以上

20
X11
X12
X13

版厚 (cm)
25
30
X21
X31
X22
X32
X23
X33

タイバー等の埋設物が無いことを電磁波レーダで確認し
た．

35
X41
X42
X43

2.4.3 設置作業の概要
(1)

2.4

構造 1（図-2.25）

ボルトとふた固定用の金属アンカーをふたへセットしエプロンへの空洞点検孔の設置事例

た後に，高さ調整用のボルトをふた固定用の金属アンカ
2.4.1 概要

ーに取付けて設置した．あわせて，ボイド管を設置し点

エプロン下空洞について，現状では施設の管理者自ら

検孔部分にコンクリートが流入しないようにした（写真が直接的にその発生を確認する手法は無い．しかし，舗-2.4）．設置後，周囲にコンクリートを打設した（写真-

装上に点検孔（図-2.22）を設けることで，空洞化の発生・

2.5）．

進行を直接確認することができるようになる．非常に原- 13 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万図-2.23

図-2.24(2)

設置位置図（平面図）

設置位置図（断面図）（右図：構造 1，左図：構造 2，3）構造 2（図-2.26）

ふたおよび枠を埋設する必要があるため，コンクリー
トカッタで設置範囲を深さ約 30mm に切削した．コアドリ
ルを用いて，削孔径φ100mm にてコンクリート舗装を削孔した．コンクリート舗装の版厚は 270mm であった．削孔後の目視調査の結果，舗装下の空洞の発生は認められなかった．
構造 2 のふたおよび枠を埋設する範囲のコンクリート
舗装をハンドブレーカーにてはつり取った．ふたを金属アンカーで固定するため，ハンマードリルにてφ14.5mm

写真-2.4

蓋およびボイド管設置のアンカー孔を削孔した．しかし，コンクリート中の粗骨材によってドリル刃が滑り，所定の位置を削孔することができなかったこと，またふたのネジ位置に余裕がな
かったことから，アンカー孔の削孔径を大きくし，金属アンカーをコンクリート用接着剤で固定する方法とした．
結果として，予定していた 4 箇所のうち 2 箇所に金属アンカーを設置し，ふたを固定することとなった．
空洞点検孔内への雨水等の流入を防ぐため，ふたと枠を所定の位置に固定後，枠とコンクリート舗装の隙間に常温注入目地を充填した（写真-2.6）．また，ふたと枠

写真-2.5が接する面にはスポンジ製のパッキンを設置した．

構造 1 設置完了（ふた閉口状態）- 14 -

国総研資料 No.933(3)

構造 3（図-2.27）

定されており，係留施設の舗装での使用は想定されていコアドリルを用いて，削孔径φ140mm にてコンクリー

ないため，今後は腐食や変形などの発生を観察する必要

ト舗装を削孔した（写真-2.8）．コンクリート舗装の版がある．なお，構造 2 と比較して，設置が容易であった．

厚は構造 3-1 では 270mm，構造 3-2 では 250mm であった．
削孔後の目視調査の結果，いずれの箇所も舗装下の空洞の発生は認められなかった．
ふたを取り付けた塩ビ管 VP100 を孔に立て込み（写真-2.9），その周囲をモルタルにて充填した．
空洞点検孔内への雨水等の流入を防ぐため，モルタル
硬化後，常温注入目地を充填した．
2.4.4
(1)

まとめ

写真-2.6

常温注入目地・パッキン設置完了

写真-2.7構造 2 設置完了（ふた閉口状態）

空洞点検孔の設置位置

空洞点検孔は，対象とする施設の空洞の発生傾向を踏
まえて，空洞が発生しやすい箇所に設置することが効果的である．重力式係船岸，矢板式係船岸では，2.2 で述べたとおり，下記の位置に空洞が発生しやすい傾向にあった．
重力式係船岸･･･ケーソンの目地部，ケーソン背後部
矢板式係船岸･･･岸壁法線近傍，控え工付近
また，空洞点検孔は，その設置や点検の実施が施設の利用の妨げにならない箇所に設置するとよい．
(2)

空洞点検孔の構造

1)

構造 1

ふた固定用の金属アンカーがずれてしまう可能性があったため，コンクリート打設中および硬化前にふたを外すことができなかった．ふたを外さないとボイド管周り

写真-2.8

コア削孔状況（構造 3-1）の充填状況を把握できないため，ジャンカが発生する可能性がある．例えば，枠にナット等を予め溶接するなど，
枠とふた固定用の金具を一体化させる必要がある．また，コンクリートの締固めや仕上げで動いてしまう可能性があるため，十分な固定が必要となる．
2)構造 2
コンクリート舗装が硬く切削が困難な場合，本試験設

置で使用した機器よりも切削能力が高い機器が必要とな

写真-2.9

VP100 立て込み完了（構造 3-2）

写真-2.10構造 3 設置完了（ふた開放状態）

る．また，ふた固定用金属アンカーを正確に設置することは困難であった．構造 1 と同様に，枠にナット等を予め溶接するなど，枠とふた固定用の金具を一体化させる必要がある．
舗装表面に深さ 30ｍｍの切り込みを入れているため，今後，切り込み角部からのひび割れ進展の有無を観察する必要がある．
3)

構造 3
ふたは主に住宅地の道路舗装で使用される物として規- 15 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万図-2.25

図-2.26構造 1 の概要

構造 2 の概要- 16 -

国総研資料 No .933

図-2.27構造 3 の概要- 17 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

3.

港湾構造物の補修工法および防食工法の追跡

また，鋼構造物，例えば桟橋鋼管杭の被覆防食工法の調査

点検診断時において，被覆防食工法の劣化が進行しやすい場所が特定できれば，その箇所を優先的に調査対象箇3.1

所とすることが可能となる．そこで，直杭式横桟橋の鋼調査の概要

海洋・港湾構造物の各種補修工法および防食工法の効管杭における被覆防食工法の点検結果を基に被覆防食工

果について,研究レベルでの検討はなされているものの,法の劣化傾向の分析を行った．この際，同一構造物内で補修を施した実構造物の効果の持続性（長期耐久性）にのばらつきが考慮可能なマルコフ連鎖モデルを活用した．

関するデータの蓄積は十分ではないため,現状では上述の各種工法の効果を一律で評価することが極めて難しい．

3.2 港湾コンクリート構造物の補修工法および防食工法
に対する追跡調査

そこで，海洋・港湾コンクリート構造物の各種補修工

3.2.1

法および鋼構造物の防食工法の効果の持続性（長期耐久調査概要性）の評価を行うため，実構造物の調査を行った．なお，既設の港湾コンクリート構造物の主な補修工法として

この際，適用工法および適用時期の記録が残されていたは，表面被覆工法，断面修復工法，電気防食工法の 3 種

構造物に対して追跡調査を行った．また，維持管理計画類がある．これらの適用を検討する際には，各工法の防書作成時に実施した調査の報告書の一部も活用した．

食効果および期待耐用年数の評価や，性能低下を予測す

なお，本資料のアウトプットは，設計時における各工る方法が求められるが，現状では確立されているとは言法の耐用年数に関する参考情報の提示，維持管理計画作

い難い．これらについて，研究レベルでの検討はなされ成時における各工法の劣化予測手法に関する参考情報のているものの，上記の補修工法が適用された実構造物に提示である．

おける効果の持続性（長期耐久性）に関するデータの蓄積は十分ではない．上記工法の防食性能の評価手法およ

具体的には以下の3項目について検討した．

び劣化予測手法の確立のためには，更なるデータの蓄積(1) 港湾コンクリート構造物の補修工法および防食工法が望まれる．

に対する追跡調査
海洋環境下に位置する係留施設および臨港道路橋梁をまた，新設の港湾コンクリート構造物の耐久性を向上

対象に，1）エポキシ樹脂塗装鉄筋，2）表面被覆材，3）させる方法として，高耐久性鉄筋（現状ではエポキシ樹

断面修復材が適用された構造物に対して，追跡調査を行脂塗装鉄筋が主）が使用される場合がある．港湾コンクった．また，これらの調査結果を踏まえ，上記工法の適リート構造物に対するエポキシ樹脂塗装鉄筋の適用は，用時の留意点について考察した．

最近増えつつある．しかし，長期間経過後の性能を評価(2) 港湾鋼構造物の補修工法および防食工法に対する追した事例は少ない．

跡調査

そこで，港湾コンクリート構造物の補修工法および防海洋環境下に位置する係留施設を対象に，1）有機被覆

食工法の効果の持続性（長期耐久性）の評価および劣化（ウレタンエラストマー），2）有機被覆（水中硬化形），

予測手法の確立を目的として，防食仕様および適用時期

3）モルタル被覆，3）コンクリート被覆，4）ペトロラタが明確な工法に対し，平成 26 年度に実構造物に対し追跡ム被覆（APCカバー）に対して，追跡調査を行った．また，調査を実施した．今回対象とした工法は，表-3.1 に示す

これらの調査結果を踏まえ，上記工法の適用時の留意点

3 種類である．

について考察した．
表-3.1(3) マルコフ連鎖モデルを用いた鋼構造物の被覆防食工

今回対象とした工法

法の劣化予測および劣化傾向の分析

港

構造物

工法

鋼構造物の被覆防食工法に関して，性能低下を予測す那覇A

スリットケーソン
PC橋梁

エポキシ樹脂塗装鉄筋
表面被覆工法

経過
年数
23
26

横須賀

桟橋上部工

断面修復工法13

る手法は未確立である．このように，劣化機構が不明確な場合における変状の進行予測手法として，「マルコフ連鎖モデル」の適用が考えられる．しかし，鋼構造物の3.2.2

被覆防食工法に対して，本手法を適用した事例は少ない．

エポキシ樹脂塗装鉄筋に関する調査結果

エポキシ樹脂塗装鉄筋は，鉄筋の表面にエポキシ樹脂

そこで，鋼構造物の被覆防食工法に関する複数の一般定（厚さ 200μm 程度）が塗装されたものであり，高い耐食期点検診断結果（目視による劣化度判定結果）に対して，
マルコフ連鎖モデルの適用を行った．

- 18 -

国総研資料 No.933

性を有する 12）．しかし，実構造物，特に港湾構造物に長10期間適用されたものに対する調査事例は少ない．
塩化物イオン濃度(kg/m3)9そこで，長期間供用後のエポキシ樹脂塗装鉄筋の防食効果を確認するため，実港湾構造物に対して調査を実施した．また，ヒアリング，文献調査により得られた調査
結果についても報告する．
(1)実構造物追跡調査結果（H26 年度実施）

No.1（かぶり115mm)

8No.2（かぶり95mm)

7
6
5
4
3
2
1
0

1)対象構造物および調査概要

0

那覇港・浦添地区岸壁(平成 3 年建設)において，スリ

20

40

60

80

100

120

表面からの距離(mm)ット型ケーソン上部の打継部にエポキシ樹脂塗装鉄筋が図-3.2

塩化物イオン濃度測定結果適用されている．対象施設の断面を図-3.1 に，現況を写真-3.1 に示す．
2)調査項目a)目視調査外観を写真撮影した．
b)塩化物イオン濃度測定
コアを採取し，コンクリート中の塩化物イオン濃度を測定した．
c)鉄筋腐食状況(目視観察)
はつり調査により鉄筋の腐食状況を確認した．

写真-3.2

鉄筋腐食確認状況

3)調査結果表-3.2

対象施設の供用期間および調査時期

1バース
2バース
3バース

供用開始時期2004.1
1999.111999.4

調査年度
2013
2012
2014

経過年数
10
15
15

a)目視調査エポキシ樹脂塗装鉄筋施工箇所のコンクリート表面に異状は確認されなかった．
b)塩化物イオン濃度分布
塩化物イオン濃度の測定結果を図-3.2 に示す．No.2
は鉄筋位置の塩化物イオン濃度が腐食発生限界塩化物イ
図-3.1

那覇港・浦添地区-7.5m 岸壁

断面図

オン濃度(2.0 kg/m3)を上回っていた．
c)鉄筋腐食状況(目視観察)
鉄筋腐食確認状況の一例を写真-3.2 に示す．エポキシ
樹脂塗装鉄筋を 2 箇所露出させて目視にて確認した結果，塗膜の劣化や鉄筋の腐食等の劣化は確認されなかった．
4)まとめ
・鉄筋位置の塩化物イオン濃度の限界値を超えているにもかかわらず，鉄筋に腐食は確認されなかった．
・23 年間のエポキシ樹脂塗装鉄筋の有効性が確認された．

写真-3.1

岸壁の状況（2015 年 2 月）

(2)ヒアリングにより得られた調査結果- 19 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

長期間の供用の実績が報告されている東京港大井埠

表-3.3

調査結果概要頭・桟橋上部工に関し，施設管理者である東京港埠頭（株）にヒアリングを行ったところ，実態調査を実施し経過年数ていたことが判明した．以下その調査結果の概要を述べる．
1)対象構造物および調査概要

1バース

ンクリートにエポキシ樹脂塗装鉄筋が適用されている．

83
110

0
0

0.25
-

帯筋
主筋
帯筋
はり
主筋

80
103
55
100

0
0
0
0

0.15
2.81
-

帯筋
主筋
帯筋
10BL はり
主筋

130
145
125
140

0
0
0
0

0.26
0
-

帯筋
主筋

70
105

0
0

0.16
-

はり

5BL

はり

3BL

対象施設の供用期間および調査時期を表-3.2 に示す．
2)調査項目

2バース

15

3バース

15

a)目視調査外観を写真撮影した．
b)塩化物イオン濃度測定

9BL

はり

4BL

はり

エポキシ樹脂塗装鉄筋の状況- 20 -

鉄筋位置
かぶり
腐食
塩化物イオン(mm) グレード濃度(kg/m3)

帯筋
主筋

1BL
10

東京港大井埠頭第 1～3 バースにおいて，桟橋上部工コ

表-3.4

調査個所

国総研資料 No.933(4) エポキシ樹脂塗装鉄筋に関する調査結果まとめコアを採取し，塩化物イオン濃度を測定した．

港湾構造物に対する今回調査の範囲では，ケーソンのc)鉄筋腐食状況(目視観察)

打継部では 23 年程度，桟橋上部工では 15 年程度経過しはつり調査により鉄筋の腐食状況を確認した．
3)調査結果てもエポキシ樹脂塗装部には損傷は確認されなかった．

a)目視調査施工時に損傷が生じないようにすることで，高い耐久性

エポキシ樹脂塗装鉄筋施工箇所のコンクリート表面にが確保されていると考えられる．

異状は確認されなかった．
3.2.3b)塩化物イオン濃度

表面被覆工法に関する調査結果

塩化物イオン濃度の測定結果を表-3.3 に示す．一部の表面被覆工法は，コンクリートの表面に塗料などが塗箇所で鉄筋位置の塩化物イオン濃度が腐食発生限界塩化

装されたものであり，コンクリート中への塩化物イオン

3

物イオン濃度(2.0kg/m )を上回っていた．

の浸透に対し，高い抵抗性（遮塩性）を有する．しかし，

c)鉄筋腐食状況(目視観察)

実構造物，特に港湾構造物に長期間適用されたものに対する調査事例は少ない．

鉄筋腐食確認状況を表-3.4 に示す．塗膜の劣化や鉄筋

そこで，長期間供用後の表面被覆工法の防食効果を確の腐食等の劣化は確認されなかった．
4)まとめ認するため，実港湾構造物に対して調査を実施した．ま・塩化物イオン濃度の限界値を超えているにもかかわらた，比較として，筆者らが過去に実施した，実環境でのず，鉄筋に腐食は確認されなかった．

長期暴露試験結果も報告する．

・今回調査の範囲では，15 年程度経過してもエポキシ樹
脂塗装部には損傷は確認されなかった．施工時に損傷が(1) 実構造物追跡調査結果（H26 年度実施）

生じないようにすることで，高い耐久性が確保されてい1)対象構造物および調査概要
対象構造物の現況を写真-3.3 に示す．A 港にある橋梁

ると考えられる．

(昭和 63 年建設，橋長 54m，幅 14m)において，建設時に(3)既往の文献での調査結果

表面被覆材(ポリウレタン系)が適用されており，26 年間

土木学会「エポキシ樹脂塗装鉄筋を用いる鉄筋コンク
リートの設計施工指針[改訂版]にわたり，特に補修は実施されていないとの記録が残っ12）ていた．しかし，実際適用されていた材料は，上記とは」には，北海道から沖別の材料であることが確認された．

縄までの 5 ヶ所の地域で，実構造物および現地暴露試験

写真-3.3 の橋桁の端部 2 か所からコアを採取し，表面体の調査結果が掲載されている．主な結果を以下にまとめる．

被覆材の性能についての調査を実施した．

・供用期間が最も長い 19 年の構造物においても，塗膜の2)調査項目

損傷や鉄筋の腐食など，コンクリート内部のエポキシa)目視調査

樹脂塗装鉄筋に目視観察上の損傷は見られなかった．

外観を写真撮影した．
b)付着強度試験

・エポキシ樹脂塗装鉄筋の曲げ加工部でも劣化は確認さ

付着強度試験を実施した．

れなかった．

c)塩化物イオン濃度測定

・コンクリートにひび割れがあり，鉄筋位置における塩3

2 か所からコアを各１本採取し，JIS A 1154「硬化コ化物イオン濃度が 5kg/m でも，エポキシ樹脂塗装鉄筋に劣化は確認されなかった．
・調査した中には，つやがなくなるように若干変色した箇所があったが，その部分の塗膜碁盤目試験結果から，エポキシ樹脂の接着は良好であると判断された．
・鉄筋位置における塩化物イオン濃度は小さいものの，構造物から切り出したエポキシ樹脂塗装鉄筋の EPMAによる分析結果から，塩化物イオンのエポキシ樹脂内への浸入はほとんど見られなかった．
・20 年程度実構造物中にあるエポキシ樹脂塗装鉄筋は，

写真-3.3

健全であったと判断される．

- 21 -

対象構造物の現況

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

ンクリート中に含まれる塩化物イオンの試験方法」に準分の浸透を防いでいたことが分かる．

拠して，試料の質量に対する全塩化物イオンの質量割合

4)まとめ約 26 年間経過した後においても，コンクリート内部へ(％)を測定した．
3)調査結果の塩化物イオンの浸透は見られておらず，表面被覆材に

a)目視調査よる塩分浸透の抑制効果が確認された．

地覆部においては，一部ひび割れが確認された．PC 桁

塩分の供給が比較的少ない，海上の橋梁のような環境部については，全く変状が確認されなかった．30 年程度

においては，表面被覆材の適用は非常に有効である．まが経過し，塗膜に全く損傷がないということは考えにく

た，海上の橋梁の場合，塗替え作業も桟橋上部工など港

いため，最低限上塗りにおいては，塗り替えが実施され湾構造物に比べると比較的容易であるため，表面被覆材ていると推測される．

がより適用しやすいと言える．

b)付着強度(2)暴露試験体に関する調査結果

表-3.5 に付着強度の値を示す．東京港埠頭(株)における品質規格値

13）21)暴露試験開始の経緯

である 1N/mm を大きく上回る値を示し

昭和 55～58 年に那覇港の臨港道路に施工された PC 橋ている．

である B 橋は，海上に位置し，常時波しぶきや潮風の影c)塩化物イオン濃度分布
図-3.3 に塩化物イオン濃度分布を示す．表面被覆材中響を受ける厳しい塩害環境であるにもかかわらず，「道には，全く塩化物イオンが存在していない．なお，表面

路橋の塩害対策指針(案)・同解説」が改定される前であ被覆材の表面に付着している塩化物イオン濃度を測定しったため，かぶりが 3.5cm で施工されていた．この状態

22たところ，陸側部で 18.2mg/m ，海側部で 9.5mg/m の値

ではコンクリートが高品質であっても長期耐久性の確保が測定されており，表面被覆材部分への塩分の供給が確は困難であるため，塩害対策としてコンクリートに表面認されている．

被覆を実施することが決定された．しかしながら，当時

表-3.5の際の基礎資料となるデータを収集することを目的とし付着強度(N/mm2)海側

表面被覆の選定基準などは明確ではなかったため，選定

付着強度試験結果

T桁

6.0

T桁

4.7

地覆部

3.1

山側

破断位置

て，B 橋の橋桁下に 5 種類の表面被覆を施したコンクリ

治具と塗膜の界面
治具と塗膜の界面
下地コンクリート内ート試験体の暴露試験が開始された．本資料では，表面被覆工法の耐久性に関する事例紹介を目的とし，上述の表面被覆材の塩害防止効果を評価するために実施した，
暴露 15 年までの暴露試験結果 14）の概要を報告する．
2）コンクリート試験体暴露試験概要a)試験体

塩化物イオン濃度(kg/m3)

54

地覆部-陸（かぶり55mm)

試験体形状は直方体 15x15x80cm，コンクリートの W/C地覆部-海（かぶり55mm)

は B 橋のものと同じ(0.37)とした．使用したセメントは
普通ポルトランドセメント，細骨材は台湾産川砂(密度32.66g/cm3，吸水率 1.17%)，粗骨材は酒匂川産砕石(密度腐食発生限界Cl濃度(2.0)

22.76g/cm3，吸水率 1.06%)，練混ぜ水は水道水である．
また，試験体内部には鉄筋(φ13mm)がかぶり 20mm で 21本ずつ埋設されている．打設後 1 日で脱型し，材齢 3 日まで湿潤養生，材齢 28 日まで室内気中養生を行い，その

0
0

10

20

30

40

50

60

後，コンクリート表面に被覆を行った．使用した表面被表面からの距離(mm)図-3.3

覆材は表－3.6 に示す 5 種類である．比較として無塗装の試験体も作製した．試験体における表面被覆は湿度

塩化物イオン濃度分布70%以下，温度 15～25℃の状態で行っている．
b)暴露環境

1）で述べたように，この表面被覆材の適用材料や補修履歴は不明確ではあるが，今回調査対象箇所においては，

B 橋の橋脚側面に架台を作成し，その上に試験体を設

約 26 年間程度の長期間にわたり，コンクリート内への塩置した．その状況を写真-3.4 に示す．この架台は海面上- 22 -

国総研資料 No.933

約 6～7ｍの高さに位置し，飛来塩分が付着する厳しい塩が腐食する可能性の高い結果となっている．また，無塗害環境にある．しかしながら，日陰であるため直射日光装の際のコンクリート表面での塩化物イオン量は 6kg/m3

が当たらず，被覆材の耐候性にとっては必ずしも厳しい程度と推測される．
表面塩化物イオン量が 6kg/m3 程度の本暴露環境下に環境ではない．

2

3

4

5
0

使用材料

下塗 ｼﾗﾝ系浸透剤*
中塗 ｱｸﾘﾙ系ﾎﾟﾘﾏｰｾﾒﾝﾄ
上塗 塩素系ﾎﾟﾘｵﾚﾌｨﾝ系樹脂〃
ｼﾘｺﾝｴﾏﾙｼﾞｮﾝ〃
ｼﾘｺﾝ樹脂ﾌﾟﾗｲﾏｰ ｴﾎﾟｷｼ樹脂
ﾊﾟﾃ〃
中塗 柔軟型厚膜ｴﾎﾟｷｼ樹脂
上塗 柔軟型ﾎﾟﾘｳﾚﾀﾝ樹脂
下地調整 ﾎﾟﾘﾏｰｾﾒﾝﾄ
ﾌﾟﾗｲﾏｰ ｴﾎﾟｷｼ樹脂
中塗 ｱｸﾘﾙｺﾞﾑ
上塗 ｱｸﾘﾙｳﾚﾀﾝ樹脂
下地調整 ｺﾞﾑﾗﾃｯｸｽ混入ｾﾒﾝﾄﾍﾟｰｽﾄ
下塗 ｴﾎﾟｷｼ変性合成樹脂
中塗 ｸﾛﾛﾌﾟﾚﾝｺﾞﾑ
上塗 ｸﾛﾛｽﾙﾌｫﾝ化ﾎﾟﾘｴﾁﾚﾝ
ﾌﾟﾗｲﾏｰ ｴﾎﾟｷｼ樹脂*
ﾊﾟﾃ〃
中塗 ｶﾞﾗｽﾌﾚｰｸ添加ﾋﾞﾆｰﾙｴｽﾃﾙ樹脂
上塗 ｱｸﾘﾙｳﾚﾀﾝ樹脂
無塗装
*：含浸材

おいては，今回の程度の遮塩性を有していれば，15 年程

標準
使用量(kg/m2)
0.30
2.00
0.20
1.00
0.15
0.10
0.60
0.35
0.12
1.50
0.30
2.00
0.34
3.75
0.12
0.75
0.50
0.10
0.30
1.10
0.12
-

度の長期間においても塩化物イオンを浸透させないことが確認された．
b)鉄筋腐食状況表-3.7 に鉄筋腐食面積率を示す．被覆材有りの試験体に関しては鉄筋位置まで塩化物イオンが浸透していない
ため腐食が発生していない．一方，無塗装の試験体については，鉄筋位置に 2kg/m3 程度の塩化物イオンが浸透し

3

工程

試験体

1

暴露試験体における表面被覆仕様

全塩化物イオン量(kg/m )

表-3.6

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

鉄筋位置

0

1

2

1
2
3
4
5
0

3

4

5

6

表面からの距離(cm)

図-3.4

全塩化物イオン量分布

表-3.7

鉄筋腐食
面積率(%)
写真-3.4暴露状況

鉄筋腐食面積率

1

2

3

4

5

0

0

0

0

0

0

14.9

ていたため腐食が発生していた．

c)試験項目

4)まとめ被覆材の浸透性を調べるため，JCI-SC4「硬化コンク

5 種類の表面被覆を行ったコンクリート試験体を海洋リート中に含まれる塩分の分析方法」に準拠して全塩化

環境に 15 年間暴露した後，被覆材の性能およびコンクリ

物イオン量分析を行った．また，鉄筋をはつり出した後，ートの劣化状況に関する調査を行った結果，以下の知見

透明フィルムに腐食部分を写し取り，腐食面積を測定し，が得られた．

腐食面積率を求めている．

・被覆材の劣化状況はその仕様によって異なり，ほとん3）暴露試験結果

ど劣化が見られないものと，保護塗膜である上塗り部a)塩化物イオン量が劣化しているものがあった．

図-3.4 に全塩化物イオン量分布を示す．被覆材有りの・各種被覆材はコンクリート中への塩化物イオンの浸透ものに関してはコンクリート中に塩化物イオンが浸透しを防いでおり，長期間において高い遮塩性を確保してておらず，被覆材により浸透が抑制されていることが分いたことが確認された．

かる．一方，無塗装の試験体については，鉄筋位置において 2.0kg/m3 程度の塩化物イオンが浸透しており，鉄筋- 23 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万・塩化物イオンが侵入していない初期段階において，コ

なお，民間桟橋所有者からのヒアリングにより，断面修

ンクリートに適切な表面被覆を行うことは塩害対策とし復工法適用時において，鉄筋表面付近までしかコンクリて非常に有効であり，今回のような条件(被覆材仕様，施ートをはつっていないという情報が得られている．今回

工条件，暴露環境等)においては，15 年相当の長期にお調査における，鉄筋かぶりと断面修復材厚さの実測値は，いてもその効果が十分に維持されていた．

そのヒアリング内容と概ね一致していた．
2)調査項目a)目視調査(3) 表面被覆工法に関する調査結果まとめ

目視により外観観察を行った．

今回調査の範囲では，橋梁の PC 桁では 27 年程度（たb)配合推定だし使用材料，補修履歴が不明），海上での長期暴露試
験では 15 年程度経過しても，表面被覆材下のコンクリー

A で採取したコアに対し，セメント協会法 16）に準拠し，ト中への塩化物イオンの浸透は確認されなかった．この試料を希塩酸（1+100）で溶解し，溶解液中の CaO 量からように，表面被覆工法は，コンクリート内部に塩化物イ

セメント量 C を，酸不溶残分から絶乾細骨材量 S を推定

オンが少量しか浸透していない時点（新設時含む）で適した．ポリマー量 P は，示差熱天秤分析により推定した．

用するのは非常に効果的である．ただし，塗り替えが必

ポリマー中の有機炭素の定量は，地盤工学会基準要となるため，塗り替えに関する計画を維持管理計画作

JGS0231-2009「土の有機炭素含有量試験方法（直接測定

成時に立てておく必要がある．

法）」に準拠して実施した．

また，既にコンクリート中に多量の塩化物イオンが浸c)圧縮強度試験

透している状態では防食効果は得られないため，既設構

B において，圧縮強度測定用に，梁の側面から水平方

造物に対して表面被覆工法を適用する場合には事前の調査および表面被覆工法適用後の将来予測が必要である 15）．
3.2.4

断面修復工法に関する調査結果

海洋 RC 構造物の補修工法として断面修復工法が広く適用されている．主要な材料としてはポリマーセメント
系モルタルがある．この材料の特徴の１つとして，付着性に優れること．塩分浸透抵抗性が高いこと等が挙げられる．しかし，本材料による断面修復工法が適用された
海洋 RC 構造物の長期耐久性に関する検討事例は少なく，
必ずしも明確にはなっていない．
そこで，長期間供用後の断面修復工法の効果を確認するため，桟橋上部工に適用した断面修復工法（ポリマー
セメント系モルタルを使用）に対し，約 13 年が経過した
後に，各種調査を行った．
図-3.5(1) 実構造物追跡調査結果（H26 年度実施）
1)対象構造物および調査概要

対象桟橋概略図

旧ｺﾝｸﾘｰﾄ

神奈川県横須賀市のある民間桟橋(昭和 48 年建設)において，2001 年 11 月に断面修復工法(ポリマーセメント

コア
採取位置

系モルタルを使用．ただし，具体的な仕様は不明)による補修工事が実施されている．今回，約 13 年が経過した時点において，図-3.5 に示す梁 A～C の 3 か所からコアを①採取し，断面修復材の性能についての調査を実施した．

②①圧縮強度用②塩化物イオン,
EPMA, EDS分析用

断面修復材（厚さ35～85mm）*コア採取部実測値

鉄筋かぶり（80～120mm）*コア採取部実測値

図-3.6 に対象桟橋での断面修復材の適用範囲を示す．
コア採取部周辺の実測値として，鉄筋かぶりが 80～
図-3.6120mm 程度，断面修復材厚さが 35～85mm 程度であった．

- 24 -

対象桟橋での断面修復材の適用範囲

国総研資料 No.933

向に断面修復材のコア（φ45mm）を 3 本採取した．
Ad)塩化物イオン濃度測定
A～C の梁底部から上方に向けて鉛直方向に既設コン

腐食ひび割れクリートを含むコア（φ45mm）を各 1 本採取した．JIS A
1154「硬化コンクリート中に含まれる塩化物イオンの試
験方法」に準拠して，試料の質量に対する全塩化物イオ
ン濃度を測定した．
e)EPMA 分析
A～C において，(4)と同様の方法で別途採取したコアについて，EPMA（Electron Prove Micro Analyzer）分析を実施した． EPMA は電子線を固体試料の表面の微小B領域に照射した際に生ずる特性 X 線の情報から，元素の種類及び濃度を特定可能な装置である．対象範囲は幅40mm×コア長（100～115mm）とし，加速電圧は 15kV，プ
ローブ径は 50μm，ピクセルサイズは 100μm として行った．対象元素は Ca,Cl,Mg,S の 4 元素としたが，本文中では Cl の結果のみ掲載した．
A については，表層付近のみについても実施した．対象範囲は 5×5mm とし，加速電圧は 15kV，プローブ径は 3Cμm，ピクセルサイズは 5μm として行った．対象元素は
Ca,Cl,Mg,S の 4 元素である．

腐食ひび割れf) EDS 分析
EPMA 測定用試料に対して，EDS（エネルギー分散型 X
線分析装置）により組成分析を行い，M-S-H（マグネシウ
ムシリケート水和物）などの生成物の種類の推定を行った 17）．
写真-3.5

外観状況3)調査結果a)目視調査表-3.8

断面修復材中の材料の構成割合（推定）の箇所には断面修復部と旧コンクリート部の境界付近にセメント
C

細骨材 ポリマー（絶乾） SP

腐食ひび割れが発生していた． B の箇所については腐食

27.4

写真-3.5 にコア採取箇所周辺の劣化状況を示す．A，C

66.9

水W

W/C

P/C

3.7

13.5

7.0

2.0

ひび割れが生じていなかった． なお，桟橋所有者へのヒアリングでは，これらの再劣化（腐食ひび割れの発生）

表-3.9

は断面修復工法適用後 5～6 年程度で確認されていた．
b)配合推定4.1.3(2)により推定された各材料の構成割合を表-3.8に示す．W/C は 13.5％，P/C は 7.3％，ポリマー中の炭素含有率は 55％と推定された．なお，EDS 分析より高炉ス

断面修復材の物性値

A

B

C

文献 13)

圧縮強度(N/mm2)

-

80.1

-

30 以上

Dap
(cm2/y)

0.021

0.017

0.017

できるだけ
小さいこと

ラグ粒子が確認されたため（図-3.9 参照），セメントは
高炉セメントと推定された．

d)塩化物イオン濃度分布c)圧縮強度

図-3.7 に JIS A 1154 による全塩化物イオン濃度分布

表-3.9 中に圧縮強度の値を示す．80N/mm2 程度の高いを示す．なお，別のコアに対して実施した EPMA による値

値を示している．なお，表中には文献 13）における品質も併記した．断面修復材中には，表層および旧コンクリ

規格値も示した．本材料はこの値を大いに上回っていた．

- 25 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万に小さな値を示した．この断面修復材は非常に優れた遮塩性を有していたことが分かる．
なお，旧コンクリート部においては，JIS A 1154 によ3

る値が 2～8kg/m 程度の高い塩化物イオン濃度を示している．この高い濃度を示した理由は，2001 年度の断面修

6

全塩化物イオン濃度(kg/m3)ていなかったためと考えられる．その結果として，断面修復材を適用した後の比較的早い段階で，写真-3.5 のよ
うな再劣化が生じたものと考えられる．なお，比較的塩
化物イオン濃度が低い B の箇所については，断面修復材の劣化が顕在化していなかった．
このことから，一般的に指摘されているように，断面

1.2
1.0

5

0.8

4

0.6

3
2

0.4

1

0.2

0

0.0
0

復工の適用時に，高濃度の旧コンクリート部分を除去し1.4

JIS A 1154
EPMA

A

7

20
40
60
80
表面からの距離(mm)

8

1.2
1.0

5

0.8

4

0.6

3
2

0.4

1

0.2

る高濃度の塩化物イオンを含むコンクリートを除去しな

8

20
40
60
80
表面からの距離(mm)

0.0

7

C

濃度分布測定結果を示す．なお，Cl については，図-3.7に 100mm 程度の範囲までの結果を示している．主な結果
を以下，各元素ごとに示す．各元素の分布，浸透の傾向

全塩化物イオン濃度(kg/m3)0

図-3.8 に断面修復材の表層部分における，EPMA によるは，ごく表層部の Ca を除いては，普通のコンクリートの

100
1.4
1.2

6

1.0

5

0.8

4

0.6

3
2

0.4

1

0.2

0

0.0
0

20
40
60
80
表面からの距離(mm)場合と同様であった 18）．
・Cl：表層から 1mm 程度の範囲で濃度が低下していた．

1.4

6

0

e)EPMA および EDS 分析

100

B

7

修復材に高性能なものを使用しても，鉄筋周囲に存在す
ければ再劣化する可能性があることが改めて確認された．

Cl濃度(mass%)

ン拡散係数 Dap を表-3.9 に示す．0.02 cm2/y 程度の非常8Cl濃度(mass%)

い．EPMA による濃度分布より求めた見かけの塩化物イオ

Cl濃度(mass%)

全塩化物イオン濃度(kg/m3)ート部から 10mm 程度しか塩化物イオンが浸透していな

100（点線：断面修復材との境界部（黒：JIS A 1154，灰：図-3.7 より侵入深さは 10mm 程度であった．また，旧コEPMA））

図-3.7

・Mg：表層から 0.5mm 程度侵入していた．

6

・S：表層付近の Mg が侵入している範囲では濃度が低下

A
Cl, S, Mg (mass%)

していた．また，1mm 以深では明確な増加（浸透）傾向は確認されなかった．
・Ca：表層（0.1mm 以内の狭い範囲）で値が増加していた．一方，そのすぐ内側では，濃度の減少傾向が見られた．

塩化物イオン濃度分布
Cl
Mg

40

S
Ca

30

4

20
2

Ca(mass%)

ンクリート部から断面修復材への浸透も見られた．

10

次に，表層付近の反射電子像を図-3.9 に示す．EDS 組
0

成分析により，カルシウムシリケート水和物(C-S-H)の

0
0.0

0.5

Ca が Mg に置換された M-S-H の存在が確認された．M-S-H
は脆弱であるとされており，この周辺の力学的性状は低図-3.8

下している可能性がある 19）．

1.0
1.5
2.0
2.5
表面からの距離(mm)3.0

表層付近の濃度分布(EPMA)

上述のように，ポリマーセメントモルタルの劣化の進行

また，最表面には炭酸カルシウム CaCO3 の薄層（厚さメカニズムも，一般的なセメントコンクリートと同様と30-40μm）が確認された．これは，水和物中から溶出し推測された．ただし，現状において，文献 18）においてた Ca や，前述のように海水中の Mg とセメント水和物中劣化を表す指標としている Mg の侵入深さは 13 年間での Ca との置換に伴い生じた Ca が析出したものと考えら

0.4mm 程度であり，劣化の進行速度はかなり遅いと推測れる．

- 26 -

国総研資料 No.933

し，再劣化が生じていた．

炭酸カルシウム

断面修復工法については，小規模施工，大規模施工含
めて，港湾施設への適用実績も多い．ただし，今回調査
結果からも改めて確認されたように，たとえ高品質な材料を用いた場合であっても，高濃度の塩化物イオンを含む既存のコンクリートを除去しなければ再劣化する可能性があり，特にこの点に留意して，補修のための調査，設計および施工を行う必要がある 15）．
200 μm

3.2.5a) 表層から 0.5mm 程度の範囲

まとめ

今回追跡調査の対象とした工法に関する主な結果，留拡大図

意点を表-3.10 にまとめた．
港湾コンクリート構造物が新設の場合，適切な塩害劣MSH

Sl化対策を実施することで，供用期間中の補修が不要となり，ライフサイクルコストが安くなる場合がある 20）．そMSHの対策としては，高耐久性鉄筋（現状では主にエポキシ

MSH

樹脂塗装鉄筋）の使用が一般的である．ただし，積極的Sl（スラグ粒子）に使われ始めたのはごく最近であり，長期にわたる追跡

骨材
50μm

b)
図-3.9

事例はまだ少なく，今後のデータの蓄積が必要である．
なお，蓄積が望まれるデータについては，表-3.10 中にa)の点線部分の拡大図

掲載した．

表層付近の反射電子像

港湾コンクリート構造物が既設の場合，主な補修工法された．

としては，表面被覆工法，断面修復工法，電気防食工法

4)まとめ（今回は調査未実施）がある．以下に各々の留意点につ

本調査より得られた結論を以下にまとめる．

いて簡潔にまとめる．

・長期間（約 13 年）経過後においても，今回の断面修復

・表面被覆工法は，塗膜が健全であれば，コンクリート

材は非常に優れた性能を有していた．なお，配合推定の中への塩化物イオンの浸透を抑制可能である．ただし，結果，ポリマーセメント比は 7％程度と推定された．

ある一定期間での塗替えが必要となる．また，適用の際・ポリマーセメントモルタル表層部での各元素の分布のには，既設コンクリート部に残存している塩化物イオン

傾向は一般的なセメントコンクリートと同様であり，劣濃度を把握し，供用期間にわたり，鉄筋位置の塩化物イ

化進行メカニズムは同様であると推測された．

オン濃度が腐食発生限界濃度を超えないことを確認する

・断面修復材適用時において，鉄筋表面付近までしかコ必要がある．

ンクリートをはつっていなかったため，比較的早い段階

・断面修復工法は，断面修復材の性能（主に遮塩性）もで，旧コンクリート部分において腐食が進行し，再劣化必要ではあるが，表面被覆工法の場合と同様に，既設コが生じた．一般的に指摘されているように，断面修復時

ンクリート部に残存している塩化物イオン濃度を把握し，においては，鉄筋周囲に存在する，高濃度の塩化物イオ

高濃度な部分については，適用前に十分除去しておく必

ンを含むコンクリートを除去することの重要性が改めて要がある．

確認された．

・電気防食工法については，鉄筋が通電（鉄筋に電子が供給）されることで初めて，防食効果が発揮される．適(2)断面修復工法に関する調査結果まとめ

切な防食電流が供給されていることを，定期的に確認す

今回調査の範囲では，長期間（約 13 年）経過後においる必要がある 15）．また，通電に必要な配線・配管の維持ても，今回の断面修復材は非常に優れた性能を有してい管理も重要である 15）．

た．しかし，断面修復材適用時において，鉄筋表面付近
までしかコンクリートをはつっていなかったため，比較的早い段階で，旧コンクリート部分において腐食が進行- 27 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万表-3.10各工法のまとめ

期待耐用年数工法

マニュアル
類

エポキシ樹脂塗装 特に記載な
鉄筋
し

今回調査
実績

主な留意点
設計

施工

維持管理

23

・腐食の有無の・ｴﾎﾟｷｼ部の損傷
・ｴﾎﾟｷｼ部の塩分確認
防止（損傷個所
浸透予測
・鉄筋表面付近の補修）のCl濃度の確認

表面被覆工法

特に記載な
し

15

・期待耐用年数（塗替え時期）の・付着性低下の設定防止（適切な表
・被覆適用後の面処理，施工）塩分予測（主に既設の場合）

断面修復工法

特に記載なし-・既設コンクリー
ト部の塩分濃度の把握に関する知見はまだ十分ではない．今後も継続し，データを蓄積し，その情報を共有する必要があると考える．
また，上記いずれについても，将来の維持管理に向けて，施工時の情報を残しておくことが非常に重要である．

- 28 -

・腐食の有無・鉄筋表面付近のCl濃度の確認
・供用年数と劣化の関係

・塩分浸透の抑制状況（塗装内・被覆適用後のClおよびｺﾝｸﾘｰﾄ内）
濃度
・供用年数と劣化の関係

・高濃度のClを含 ・既設コンクリー
む既設コンクリー ト部での再劣化
トの除去
の確認

ここで述べた各工法について，長期にわたる防食効果

蓄積が望まれるデータ

・断面修復材中の塩分浸透・供用年数と劣化の関係（断面修復部および既設部）

国総研資料 No.933

3.3港湾鋼構造物の補修工法および防食工法の追
跡調査

3.3.1

調査の概要

港湾鋼構造物の被覆防食工法については，各被覆防食工法の性能を設計時に照査する方法，維持管理時におい表-3.12

調査対象施設

調査 対象
施設

水深

施工
年度

経過
年数

被覆 防食
種類

タン カー
バー ス桟 橋

-17m

1994

20

ウレ タン エラス トマ ーて現状の防食性能を評価する方法および将来予測を行う
方法は未だ確立されていない．これらについて，研究レ
ベルでの検討はなされているものの，防食工法が適用された実構造物における効果の持続性（長期耐久性）に関するデータの蓄積は十分ではない．被覆防食工法の防食性能の評価手法および劣化予測手法の確立のためには，
更なるデータの蓄積が望まれる．
そこで，港湾鋼構造物の各種防食工法の効果の持続性（長期耐久性）の評価および劣化予測手法の確立を目的として，防食仕様および適用時期が明確な被覆防食工法
に対し，平成 26 年度に実構造物に対し追跡調査を実施した．調査対象の防食工法一覧を表-3.11 に示す．
表-3.11
防食種類
有機被覆

防食工法

調査箇所

ウレタンエラストマー被覆 関西国際空港

無機被覆

ペトロラタム被覆

3.3.2

調査対象施設水中硬化形被覆
モルタル被覆コンクリート被覆
ペトロラタム被覆（APCカバー）

経過
年数
20

川崎港

27

清水港

28

川崎港

27

広島港

24

広島港

24

図-3.10有機被覆（ウレタンエラストマー）

調査対象杭(2)調査内容有機被覆は，塗装と比較して膜厚が厚く，耐食性に優

1）被覆工の外観観察れる．このうち，ウレタンエラストマー被覆は，ポリオ

目視により観察を行った．

ール樹脂とイソシアネートからなる 2 液を硬化させてで

2）EPMA（塩化物イオン濃度）

きる弾力性のあるウレタン樹脂を，厚さ 2-3mm 程度に被EPMA を用い，被覆材中に侵入した塩化物イオンの濃覆したものである．特殊機材によるスプレー塗装が可能

度測定を行った．1 本の杭に対し，+2.0m，+0.8m，-0.5m

であり，工場施工されている 21）．ポリエチレン被覆と合の 3 深度の海および陸側の計 6 か所から試料を採取してわせて，重防食被覆とも呼ばれる．

実施した．

港湾構造物に対する重防食被覆としての実績は，上述

3）FT-IR（フーリエ変換型赤外分光）分析のポリエチレン被覆の方が多い．しかし，最近では，被+2.0ｍ(陸側)で採取したウレタンエラストマー被覆に膜に対する補修性に優れるウレタンエラストマー被覆が対し，FT-IR 分析を行った．なお，本試料はポリブタジ主流となりつつある．しかし，ウレタンエラストマー被エンとウレタンの混合物であり，主に紫外線による劣化

覆に関して，長期経過した後の防食性能および防食効果が予想されるポリブタジエン構造（=CH-）および劣化にについて検討した事例は少ない．そこで，長期間供用後よって生じるカルボニル基（C=O）に今回は着目した．

のウレタンエラストマー被覆に対し，各種調査を行った．

4）鋼材表面観察・鋼材肉厚測定(1)調査対象施設

被覆材を除去した後，鋼材表面観察を行った。その後，調査対象施設を表-3.12，図-3.10 に示す．被覆材の適超音波厚さ計を用い，肉厚を測定した。この際，100x100mm

用範囲は+5.0～-0.9ｍである．

の範囲で 5 点計測した。測定箇所は（2）2)と同様である．

- 29 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

写真-3.6 ウレタンエラストマー被覆材の外観の一例
図-3.12

FT-IR 結果（波数 1712cm-1）
表-3.13

試料

測定 深度
+2.0m
+0.8m
-0.5m

図-3.11

肉厚測定結果

平均肉厚

腐食 肉厚

腐食速 度

(mm)

(mm)

(mm/y)

海側

15.65

0.35

0.016

空 港島側

15.65

0.35

0.016

海側

15.47

0.53

0.024

空 港島側

15.37

0.63

0.029

海側

15.37

0.63

0.029

空 港島側

15.4

0.6

0.027

測 定面

EPMA による塩化物イオンの侵入状況（-0.5m(海側)）(3)調査結果
1) 被覆工の変状(目視観察)
外観の一例を写真-3.6 に示す．若干の表面の傷以外に劣化は見られず，健全な状態であった．
2) 塩化物イオン濃度分布
代表例として，-0.5m(海側)の結果を図-3.11 に示す．
海側面から 0.1mm 程度まで塩素濃度が高い範囲が見られた．-0.5m(陸側)も同様であったが，一方，+0.8m，+2.0m
では，塩素濃度が高い範囲は見られなかった．

写真-3.7

肉厚測定面

上記のように，海中部ではごく表層のみ浸透が見られたが，常時海水が接していない干満帯，海上大気中におなお，上記の考えに基づくと，劣化が進行していると

いては，ほとんど浸透していない状況であった．

考えられる深さは， 表面から 20μm 程度であった．この

3)FT-IR 分析

深さを経過年数で割って劣化進行速度を求めると，1μm/-1表層から 30μm 付近での波数 1712cm での IR イメー

年程度の非常に小さい値となる．

ジを図-3.12 に示す．1712cm-1 はポリブタジエンの劣化

4) 鋼材表面観察．肉厚測定により生じる C=O に由来する波数であり，赤色部分で C=O

対象箇所において，被覆材採取後の鋼材面には腐食がが多く生成していること意味する．表面付近で赤色部が見られなかった．

多く，すなわち，ポリブタジエンが消失していると考え

肉厚測定結果を表-3.13 に，肉厚測定面を写真-3.7 にられる．よって，海水側（暴露面側）でポリブタジエン

示す．元厚 16mm に対し，現有肉厚は 15.37～15.65mm，の劣化が進行し，鋼板側（内側）では劣化が進行してい元厚との差は 0.35～0.63mm であった．若干初期値を下回ないことが分かる．

- 30 -

国総研資料 No.933っていたが，被覆材の付着強度は大きく，鋼管杭との接表-3.14

着力は低下していないこと，被覆材採取後の鋼材面には腐食が見られなかったこととより腐食による肉厚減少ではないものと思われる．現有肉厚が JIS 規格による鋼管
杭肉厚の許容差内(-1.0mm)であることより，当初肉厚のままであると思われる．
(4)まとめ

調査対象施設

調査対象施設

水深

施工年
度

経過年
数

被覆防食の詳細川崎港千鳥町地区-10m 岸
壁第 3 バース

-10m

1987

27

パテタイプ

H.W.L +2.00

実海洋環境において 20 年供用されたウレタンエラス

L.W.L ±0.00

-0.14
-1.00

トマー被覆工法に対する調査結果を以下にまとめる．

水中硬化型被覆

・今回調査の範囲では，20 年程度経過しても劣化が顕在化していないことが確認された．
・被覆材表面にほとんど変状は確認されず，塩化物イオンの侵入もほとんど見られなかった．
・FT-IR 分析の結果，劣化が生じている範囲は表層から-10.1420μm 程度と推測された．
これまで適用事例の多い重防食被覆に関して，補修性

図-3.13に優れるウレタンエラストマー被覆が主流となりつつあ

標準断面図

主電極

る．しかし，ウレタンエラストマー被覆に関して，長期経過した後の防食性能および防食効果について検討した事例は少ない．今後のデータ蓄積が望まれる．
3.3.3

ガード

有機被覆（水中硬化型被覆）

水中硬化型被覆は，水中施工が可能な材料を用いて鋼材を被覆する方法である．主な材料は水中硬化形エポキ
シ樹脂である．また，パテ状のものを手で圧着するパテタイプが主である 21）．
鋼板と試料が接触

この水中硬化形被覆の実績は非常に多い．しかし，長期経過した後の防食性能および防食効果について検討し

図-3.14た事例は少ない．そこで，長期間供用後の水中硬化形被鋼板

絶縁抵抗測定状況

覆に対し，各種調査を行った．

箔である．

(1)調査対象施設

4）鋼材表面観察・鋼材肉厚測定
被覆材を除去した後，鋼材表面観察を行った。その後，調査対象施設を表-3.14，図-3.13 に示す．

超音波厚さ計を用い，肉厚を測定した。この際，100 x(2)調査

100mm の範囲で 5 点計測した。測定箇所は，(2)2）と同

内容

様である．

1）防食工の外観観察(3)調査結果

目視により観察を行った．

1) 被覆工の変状(目視観察)

2）EPMA（塩化物イオン濃度）
EPMA を用い，被覆材中に侵入した塩化物イオンの濃度

外観の一例を写真-3.8 に示す．付着物を除去しない状測定を行った．3 箇所に対し，-0.6m の 1 深度，矢板の態であるが，変状は見られなかった．付着物を除去した

凸・凹面の 2 面の計 6 か所から試料を採取して実施した．

後に被覆材の表面を観察したところ，気泡のような穴が3）絶縁抵抗多少確認されたが，大きな変状は見られなかった．

現地矢板の凸・凹面の 2 面で採取した試料に対し，TOA

2) 鋼材表面観察．肉厚測定
対象箇所において，被覆材採取後の鋼材面には腐食が社製超絶縁抵抗計を用い，絶縁抵抗測定を行った．実施

見られなかった．

イメージを図-3.14 に示す．主電極は 10x10mm のアルミ

- 31 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万～2.51mm であったのに対し，矢板 No.110 のみ 5.12mm と大きく，鋼矢板表面の凹凸も大きかったことが確認されている．
当該施設は，電気防食も施されていない無防食期間が30 年ある．この期間に 5.12mm 腐食したとすると仮定した場合，腐食速度は 0.171mm/y と，標準的な腐食速度と比較して特別に大きな腐食速度ではない．しかし，一般
的には凸部の方が凹部より腐食速度は大きい傾向にある
写真-3.8水中硬化形被覆の外観の一例（矢板凹面)

こと，周辺矢板の腐食速度と比べると腐食量が非常に大きいことより何らかの原因があるものと思われる．ただ表-3.15

肉厚測定結果

平均
肉厚
(mm)

測定
水深

測定点

-0.6m

矢板
No.101(凸)矢板
No.102(凹)矢板
No.105(凸)矢板
No.106(凹)矢板
No.109(凸)矢板
No.110(凹)

腐食
肉厚
(mm)

し，目視や EPMA の結果からでは他の矢板と大きな差異はないため，被覆防食後に矢板 No.110 のみ劣化していると腐食速度1 腐食速度2(mm/y)(mm/y)

は考えにくく，無防食期間の腐食によるものと考えられ
る．

10.57

2.43

0.043

0.081

11.13

1.87

0.033

0.062

矢板凸部の結果の一例を図-3.15 に示す．海側から 1mm

10.49

2.51

0.045

0.084

程度まで塩素濃度が非常に高くなっており，鋼材側から

12.11

0.89

0.016

0.030

0.5～1mm 程度も少し高い範囲が見られた．さらに，試料

12.09

0.91

0.016

0.030

7.88

5.12

0.091

0.171

3) 塩化物イオン濃度測定(EPMA)の中央部でも全体的に塩素が検出されている．これらの傾向は 6 試料について共通であった．
4）絶縁抵抗※腐食速度1は，建設後の全期間(56年)より算出した腐食速度
腐食速度2は，被覆下の鋼材防食率を100％とし，被覆防食適用
前の無被覆期間(30年)より算出した腐食速度

表-3.16 に測定結果を示す．なお，比較として，波崎
海洋研究施設（鋼管杭式の観測桟橋）での水中硬化形被覆に関する調査結果も示した 22）．一般的に健全なレベルであるとされる 108 （Ωcm2）23）を上回っており，塩分の浸透は見られたものの，被覆材自体は健全な状態を保っていることが分かる．
図-3.16 は経過年数と絶縁抵抗の関係を示す．なお，
なお，波崎においては，絶縁抵抗は現地で測定を行った．
波崎においては，20 年頃までは 108 （Ωcm2）を上回っていたが，30 年後には 107（Ωcm2）程度まで低下していた．今回対象試料中には塩分の侵入も見られており，波崎同様，今後徐々に防食性能は低下すると推測される．
1.E+10

図-3.15

塩化物イオンの侵入状況（矢板凸部）
表-3.16絶縁抵抗(Ωcm2)

1.E+09絶縁抵抗

凸部(No.109) 凹部(No.110)

12
3

2.21E+09
5.26E+09
2.96E+09

1.74E+09
5.24E+09
9.59E+08

1.E+081.E+07

波崎No.18
凸部
凹部

1.E+062（単位：Ωcm )1.E+05

肉厚測定結果を表-3.15 に示す．元厚 13mm 対し，現有

0

肉厚は 7.88～12.11mm，腐食肉厚は 0.89～5.12mm とばらつきが大きかった．矢板 No.101～109 の腐食肉厚が 0.89

図-3.16- 32 -

510

15 20 25
経過年数(年)30

経過年数と絶縁抵抗の関係

35

国総研資料 No.933(4)まとめ側の 2 面の計 6 か所，川崎港では+1.5，+0.5，-0.5ｍの

実海洋環境において 27 年供用された水中硬化型被覆工

3 深度，海側・陸側の 2 面の計 6 か所から試料を採取し法に対する調査結果を以下にまとめる．

た．

・表面から 1ｍｍ程度の範囲に多量の塩化物イオンが侵

3)塩化物イオン濃度（モルタル部）

入していた．また，内部においても少量ではあるが侵入

モルタルあるいはコンクリート部から採取したコアが確認された．

を厚さ 10～20mm でスライスし，JCI-SC4 に準拠して塩化-82・絶縁抵抗は，健全度の指標とされる 10 （Ωcm ）を上物イオン濃度を測定した。 試料採取位置は 2）と同様で回っていた．

ある．

今回調査の範囲では，25～30 年程度経過しても劣化が

4)鋼材表面観察・鋼材肉厚測定

顕在化していない場合があることが確認された(波崎桟

被覆材を除去した後，鋼材表面観察を行った。その後，橋，実構造物)．本工法は施工（特に下地処理）の影響，

超音波厚さ計を用い，肉厚を測定した。この際，100x100mm

環境の影響を大きく受けやすいが，適切な施工を行えば，の範囲で 5 点計測した。測定深度は，清水港は+0.2m，川環境によっては 30 年程度の長期耐久性を有する可能性

崎港は+0.5m である．

がある．
モルタル＋ＦＲＰカバー

3.3.4

＋2.89
H.W.L ＋1.64

モルタル被覆L.W.L ±0.00

モルタル被覆は，鋼材表面をモルタルで被覆する方法－1.21

である．主にセメントモルタルが有する高いアルカリ性によって鋼材の腐食が抑制される．しかし，モルタルの－12.21

みの場合，厳しい波浪や漂流物の衝突により，モルタルが欠損・脱落する場合がある．そこで，一般的に保護カ
バー（FRP 製）が取り付けられている 21）．
このモルタル被覆の実績は多い．しかし，長期経過した後の防食性能および防食効果について検討した事例は少ない．そこで，長期間供用後のモルタル被覆に対し，(清水港)各種調査を行った．
(1)調査対象施設
モルタル被覆の調査対象施設詳細を表-3.17，図-3.17に示す．なお，モルタルの仕様（使用材料，配合）は不明である．
表-3.17
調査対象
施設

H.W.L＋2.00 ＋2.30

調査対象施設L.W.L＋0.00

水深

施工
年度

経過
年数

被覆防食の
詳細

清水港日の出岸壁-12m

-12m

1986

28

モルタル厚
50～60mm川崎港千鳥町地区-10m岸壁
第5バース

-10m

1987

27

モルタル厚
50mm

－1.00

計画水深 -10.00(2)調査内容
1)防食工の外観観察
目視により観察を行った。
2)FRP カバー材の強度(川崎港)

FRP カバーの一部を採取し，引張強度については JIS K

図-3.177164，曲げ強度については JIS K 7014 に準拠して行った。清水港では+1.0，+0.2，-0.8ｍの 3 深度，海側・陸- 33 -

調査対象杭港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万(3)調査結果

イオン濃度(2.0kg/m3)を示した．モルタルとコンクリー

1) 被覆工の変状(目視観察)

ト被覆について，最大値（表面付近：図中左側）で比較するとモルタル被覆の方が小さい．これは，カバーの存

外観の代表例を写真-3.9 に示す．以下港別に概要を述べる．

在により，内部への浸透が抑制されたものと考えられる．

a)清水港

また，モルタル，コンクリートいずれも鋼材表面（図中

5 号岸壁第 1～12 ブロックのうち，フェリー運航の障右側）において濃度が増加している．この濃度は被覆下害とならない第 3～5 ブロックについて，岸壁上から潜水端（海面）に近いほど増加する傾向が見られた．被覆下士が入水し，付着物を除去せずに被覆部全体の目視観察

端からモルタル，コンクリートと鋼材との界面を経由しを行った．

て多量の塩分が供給されたものと考えられる．

付着物を除去しない状態での観察であったこともある
が，目視範囲内で変状は全く見られなかった．さらに詳
細調査杭において付着物を少し除去して観察したが，特に変状は見られなかった．
b)川崎港
杭頭付近のカバー材を固定している金具に腐食が多く見られた．維持管理計画書(平成 22 年 3 月作成)によると，
平成 17 年度の調査時点で，船か漂流物の衝突により，1箇所のみカバー材の脱落および内部モルタルのクラックが確認されている．その他は，2 割程度の割合で，杭頭付近に錆びの発生が確認されている．今回の目視結果でも，杭頭からの錆汁しか確認できなかったことから，劣化のばらつきは少ないといえる．

（清水港）図-3.18

塩化物イオン濃度

3) カバー材強度
FRP カバー材（写真-3.10）の引張強度，曲げ強度，曲げ剛性率を図-3.19 に示す。文献 25）に記載されている
初期強度の下限値と比べて半分以下まで低下している。
FRP はアルカリに弱いため，時間ともに劣化が進行したことも考えられる．
4) 肉厚測定（川崎港）
写真-3.9

肉厚測定結果を表-3.18 に，肉厚測定面を写真-3.11

調査対象杭の外観に示す．肉厚測定を実施した箇所は+0.2m 海側のみであるが，減肉は確認されておらず，良好な防食状態にある

2) 塩化物イオン濃度測定といえる．また，その他のコア採取箇所を観察しても，塩化物イオン濃度の測定結果を図-3.18 に示す．なお，+1.0m 海側の鋼材面に薄い腐食生成物が見られたものの，図中には文献 24）に記載されている腐食発生限界塩化物

大きな腐食は認められず，防食性能を維持しているもの- 34 -

国総研資料 No.933

清水港

川崎港

写真-3.102.0

FRP カバー材

2
清水‐海側

1.5

2

1.5

1.5

清水‐陸側

清水‐陸側
川崎‐海側

川崎‐海側

1

0.5

深度(m)

川崎‐陸側

深度(m)

深度(m)

1.0

初期強度例14）

清水‐海側

1

川崎‐陸側

0.5

0.5
清水‐海側

0.0

0

0

‐0.5

‐0.5

‐0.5

初期強度例14）

‐1
20

川崎‐海側
川崎‐陸側

初期強度例14）

‐1.0
0

清水‐陸側

40 60 80 100 120
引張強さ(MPa)

‐1
0

20

図-3.1940 60 80 100 120
曲げ強さ(MPa)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
曲げ弾性率(MPa)FRP カバーの強度特性と考えられる．

表-3.18+0.5m 海側の測定では肉厚減少はなかったが，実際に

測定
水深

測定 面

清水

+0.2m

川崎

+0.5m

は測定面に赤錆が見られた．また，+0.5m および-0.5m
から採取したコアの鋼材側は平滑ではなく，特に-0.5mのコアの鋼材面は，鋼材腐食を起因とした赤錆色を呈し

肉厚測定結果元 肉厚平 均肉 厚 腐 食肉 厚 腐 食 速度

(mm)

(mm)

(mm)

(mm/y)

海側

12

12.05

0

0

海側

12

12.03

0

0

ていた．
5）鋼材腐食と塩化物イオン濃度の関係
鋼材位置の塩化物イオン濃度と腐食状況を比較したものを表-3.19 に示す．高濃度でも腐食していない場合が大半である．これは，鋼材表面に供給される酸素量が少ないためと考えられる．錆が確認された事例として， 川
崎港では軽微な赤錆が確認されたが，肉厚減少は無かっ

清水港

た，なお，川崎港で採取したモルタルの鋼材付着面には凹凸が多数見られ，鋼材とモルタルの密着性が良好でな
く，腐食が進行しやすかったものと考えられる．一方，川崎港以外については高濃度の塩分でも腐食が進行していなかったが，この理由としては，鋼材と被覆材との密着性が良好であったことも影響していると考えられる．
上記のように，モルタル被覆に関して，塩化物イオン
濃度による鋼材腐食の判定は難しいことが示唆された．
また，図-3.18 より，鋼材位置の塩化物イオン濃度の将

川崎港来予測の際には，鋼材界面からの浸透も考慮する必要が
写真-3.11あることが示唆された．本被覆工法の将来予測方法の確- 35 -

肉厚測定面

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万表-3.19鋼材位置の塩化物イオン濃度と腐食状況
鋼材位置
Cl濃度
(kg/m3 )+1.0(干満)

清水+0.2(干満)-0.8(海中)+1.5(干満)川崎+0.5(干満)-0.5(海中)

過した後の防食性能および防食効果について検討した事例は少ない．そこで，長期間供用後のコンクリート被覆

腐食状況
肉厚
減少

に対し，各種調査を行った．

錆(1)調査対象施設

海

3.8

無

陸

3.8
7.2

無
無

に示す．なお，コンクリートの仕様（使用材料，配合）

海

無コンクリート被覆の調査対象施設を表-3.20，図-3.20

陸

8.0

無

は不明である．

海
陸

16.2
16.8

無
無

(2)調査内容

海

1.4

軽微な赤錆

陸
海

2.3
2.9

軽微な赤錆
軽微な赤錆

陸

4.1

軽微な赤錆

海

9.2
11.7

軽微な赤錆
軽微な赤錆

陸

無

1)防食工の外観観察
目視により観察を行った。
2)圧縮強度
コアを採取し，JIS A 1149 に準拠して行った．試料
採取位置は+3.0，+2.5，+2.0ｍの 3 深度である．

立の際にはこれらに関する検討が必要である．

3)塩化物イオン濃度（コンクリート部）
コンクリート部から採取したコアを厚さ 10～20mm で(4)まとめ

スライスし，JCI-SC4 に準拠して塩化物イオン濃度を測

実海洋環境において 20 年以上供用されたモルタル被定した。対象深度は(2)2）と同様である．

覆工法に対する調査結果を以下にまとめる．

4)鋼材表面観察・モルタル被覆に適用された FRP 製カバー材の強度低下

被覆材を除去した後，鋼材表面観察を行った。対象深度は 3）と同様である．

が確認された．
・塩化物イオンに関して，モルタルと鋼材との界面を経由した供給・浸透が確認された．

表-3.20・被覆中の塩化物イオン濃度が高濃度となっても鋼材表面には顕著な腐食は確認されなかった．
今回調査の範囲では，25～30 年程度経過しても劣化が顕在化していない場合があることが確認された．FRP カ

調査対象施設

調査対象
施設

水深

施工
年度

経過
年数

被覆防食の詳細広島港宇品地区-10m岸壁

-10m

1990

24

コンクリート厚150mm

バー付のモルタル被覆は高い耐久性を有していると考え
られる．

＋4.82

ただし，一部の実構造物においては，モルタル被覆部

H.W.L＋3.80が損傷している事例が確認された．原因は漂流物の衝突などが考えられる．モルタル被覆に限った話ではないが，L.W.L＋0.10

定期的な点検により，被覆防食部の損傷程度を確認する－2.50

必要がある．
また，一般的に劣化の指標として考えられている鋼材
表面の塩化物イオン濃度と腐食と相関性は見られなかった．今後データの蓄積，メカニズムの解明が望まれる．

－10.003.3.5

コンクリート被覆

コンクリート被覆は，鋼材表面を鉄筋コンクリートで
図-3.20被覆する方法である．モルタル被覆の場合と同様に，主標準断面図にセメントモルタルが有する高いアルカリ性によって鋼材の腐食が抑制される．また，防食機能だけでなく，鋼(3)調査結果部材の補修・補強を兼ねる場合も多い 21）．

1) 被覆工の変状(目視観察)
目視調査状況を写真-3.12 に示す．なお，平成 9 年度

このコンクリート被覆の実績は多い．しかし，長期経- 36 -

国総研資料 No.933あったため，豆板や小孔が数か所で確認されたものの特に大きな変状は確認されなかった．なお，平成 9 年度の調査時は付着物を除去した上で目視調査を行っており，
コンクリート表面に小規模な剥落や小孔が確認されているが，大きな変状は確認されていなかった．
2）圧縮強度
コア圧縮強度測定結果を表-3.21 に示す．必要な強度を維持していると考えられる．
3) 塩化物イオン濃度測定
写真-3.12

目視調査状況

塩化物イオン濃度の測定結果を図-3.21 に示す．なお，
比較として，波崎海洋研究施設（鋼管杭式の観測桟橋）

表-3.21
採取水深

採取面

+3.0m
+2.5m
+2.0m

での調査結果も示した 26）．本調査結果において，水深がコア圧縮強度

深い程，多量の塩化物イオンを含んでいる傾向が見られ，

圧縮強度

特に，+2.5m 西側，+2.0m 東側，+2.0m 西側では，鋼管面(N/mm2 )東側

38.3

で塩化物イオン濃度が増加しており，外側から浸透した

西側

39.6

塩化物イオンが鋼材表面まで達していることがわかる．

東側

38.7

4) 鋼材目視西側

46.2

コンクリート被覆中に鉄筋が存在し，コンクリートを

東側

41.0

大きくはつることが困難なため，肉厚測定を実施するこ

西側

40.2

とができなかった．鋼材表面の状況を写真-3.13 に示す．
目視を行った+2.0m においては表面が真っ黒であった．

塩化物イオン濃度（ｋｇ/ｍ3）

30
25
20

+3.0m‐東+3.0m‐西コンクリート被覆施工時に多少の発錆があったと思われ+2.5m‐東+2.5m‐西+2.0m‐東+2.0m‐西るが，酸素供給が少ない環境が維持されているため，それが黒錆に変化したものと考えられる．また，鉄筋も腐

広島港 H.W.L.+3.60
24年

15

食は確認されなかった．

1050

塩化物イオン濃度（ｋｇ/ｍ3）

0
30

50
100
表面からの距離(mm)25+0.70m‐陸

150+0.70m‐海20
15
10

写真-3.13

波崎 H.W.L.+1.40
21年

5

鋼材表面状況

(赤い点は，はつり工具で傷がついた点が腐食したもの)

0
0

50
100
表面からの距離(mm)150

表-3.22広島
図-3.21

塩化物イオン量波崎に調査を行った対象杭 12 本を中心に目視観察を行った．

鋼材位置の塩化物イオン濃度と腐食状況+2.0(干満)+0.7(干満)

東

9.5

黒錆

海

24.3

無

陸

23.6

無

5) 鋼材腐食と塩化物イオン濃度の関係

今回の目視観察では付着物を除去しない状態での観察で鋼材位置の塩化物イオン濃度と腐食状況を比較したも- 37 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万のを表-3.22 に示す．広島港では黒錆が見られた．酸素(2)調査内容が欠乏し，腐食が進行していないようである．一方，波1)防食工の外観観察

崎では，高濃度の塩分でも腐食が進行していなかった．

目視により観察を行った。

これは，モルタル被覆(3.3.4)の場合と同様に，鋼材表

2)APC カバー材の強度面に供給される酸素量が少ないためと考えられる．また，APC(アクリル変性塩化ビニル)カバーの一部を採取し，鋼材と被覆材との密着性が良好であったことも影響して引張強度については JIS K 7164，曲げ強度についてはいると考えられる．

JIS K 7014 に準拠して行った。+2.5，+1.5，-1.5ｍの 3

上記のように，コンクリート被覆に関して，モルタル

深度，海側・陸側の 2 面の計 6 か所から試料を採取した．

被覆(3.3.4)と同様，塩化物イオン濃度による鋼材腐食の

3)油分残存率

判定は難しいことが示唆された．また，図-3.21 より，ペトロラタム防食材の一部を採取後，乾燥質量を測定

鋼材位置の塩化物イオン濃度の将来予測の際には，鋼材した 27）．この質量を下式に代入し，油分残存率が求め界面からの浸透も考慮する必要があることが示唆された．

られる．なお，調査位置は 2）と同様である．

本被覆工法の将来予測方法の確立の際にはこれらに関す

油分残存率る検討が必要である．

×1004)鋼材表面観察・鋼材肉厚測定
被覆材を除去した後，鋼材表面観察を行った。その後，(4)まとめ

超音波厚さ計を用い，肉厚を測定した。この際，100*100mm

実海洋環境において 24 年供用されたコンクリート被の範囲で 5 点計測した。調査位置は 2）と同様である．

覆工法に対する調査結果を以下にまとめる．
・コンクリート強度は 30N/mm2 以上の高い値を示した．
・塩化物イオンに関して，コンクリートと鋼材との界面

表-3.23を経由した供給・浸透が確認された．

調査対象
施設
広島港宇品地区-10m岸壁

・被覆中の塩化物イオン濃度が高濃度となっても鋼材表面には顕著な腐食は確認されなかった．

調査対象施設

水深

施工
年度

経過
年数

被覆防食の詳
細

-10m

1990

24

ＡＰＣカバー

今回調査の範囲では， 30 年程度経過しても劣化が顕在化していないことが確認された．適切に施工されたコ
ンクリート被覆は高い耐久性を有していると考えられる．

＋4.82
H.W.L＋3.80

しかし，一般的に劣化の指標として考えられている塩
化物イオン濃度と腐食と相関性は見られなかった．今後

L.W.L＋0.10

データの蓄積，メカニズムの解明が望まれる．
3.3.6

－2.00

ペトロラタム被覆

ペトロラタム被覆は，石油ワックスの一種であるペト
ロラタム系の防食材料により鋼材を防食する方法である．
－10.00モルタル被覆の場合と同様に，この防食材を保護するためのカバーが取り付けられている 21）．この保護カバーの種類には，樹脂製と金属製のものがある．この手法の特図-3.22

徴としては，現地での施工が可能であることが挙げられる．そのため，既設鋼構造物の防食工法として，非常に(3)調査結果

多くの実績がある．

1) 被覆工の変状(目視観察)

標準断面図

しかし，長期経過した後の防食性能および防食効果に

目視調査状況を写真-3.14 に示す．今回の目視観察でついて検討した事例は少ない．そこで，長期間供用後のは付着物を除去しない状態での観察ではあったが，変状

ペトロラタム被覆に対し，各種調査を行った．

は確認されなかった．なお，平成 9 年度に杭 6 本に対し，(1)調査対象施設

付着物を除去した上で目視調査を行っているが，その際も異状は確認されていない．

ペトロラタム被覆の調査対象施設を表-3.23，図-3.22に示す．

- 38 -

国総研資料 No.933

3

3
東側
西側

2
深度(m)

深度(m)

1
0

初期強度例14）

東側
西側

1

2
深度(m)

2

3

0

1
0
東側

‐1

‐1

‐1

初期強度例14）

‐2

‐2
0

20
40
60
引張強さ(MPa)

西側

初期強度例14）

80

‐2
0

20

図-3.2340 60 80 100 120
曲げ強さ(MPa)01000 2000 3000
曲げ弾性率(MPa)4000

APC カバー強度
アル(2009 年版) 21）」では，ペトロラタム系防食材の性

2) カバー強度
現地採取カバー材を写真-3.15 に，カバー材強度測定

能劣化の可否の目安として，油分残存率 80％以上の場合

結果を図-3.23 に示す．引張強さ，曲げ強さ(試験片が破を可としているが，+2.5m のみ 80％を下回った．+2.5m

壊しなかったため，実際には規定たわみ時曲げ応力)およは平均水面(M.S.L.：+1.85m)よりも高い水位であること

び曲げ弾性率について，特に方向，水深に対する有意差から，気中部に露出している時間が長いため，カバー材は見られなかった．文献 25）に記載されている APC 樹脂

内部の温度が上がりやすい環境にある．そのため，ペトの初期の機械的強度と比較すると，全体的に 1～2 割低下

ロラタム系防食材が軟化して移動したものと考えられる．

していた．

また，鋼材表面に錆などは確認されていないため，現時
点では防食効果は保持されていると思われる．

写真-3.14

目視調査状況

写真-3.15

+2.5m

西側

+1.5m

西側

‐1.5m

写真-3.16

西側

東側

東側

東側
0

APC カバー

現地採取ペトロラタム系防食材

20

40

60

80

100

油分残存率(%)

図-3.24

油分残存率

3) 油分残存率
採取したペトロラタム系防食材を写真-3.16，油分残存

図-3.25 に油分残存率と腐食の関係を示す．なお，比率を図-3.24 に示す．「港湾鋼構造物防食・補修マニュ

較として，波崎海洋研究施設（鋼管杭式の観測桟橋）で- 39 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万22）．腐食が見られたものは， 80％の調査結果も示した
1

腐食状況（0：無し，1：あり）

PE_16y [11]以上において 16％，80％未満（60％以上）で9％，全体
PE_27y [11]腐食した割合で 13％であった．80％以上でも腐食している場合もあれ
FRP_12y[11]80％以上：3/19＝0.16

FRP_19y[11]ば，80％未満でも腐食していない場合もある．ただし，80％未満：1/11＝0.09

TI_15y[11]全体；4/30＝0.13
全般的に腐食が生じているものは少なく，腐食が生じてAPC_24y

いても，激しく進行しているものは無かった．
0

ペトロラタム被覆の防食メカニズムについては，不明
60
70
80
90
100
110
な点が多い 10)．防食メカニズムを明らかにしつつ，劣化
油分残存率(%)
指標としての油分残存率の信頼性の向上が望まれる．
図-3.25 油分残存率と腐食の関係
4) 肉厚測定写真-3.17

肉厚測定箇所表-3.24

肉厚測定結果

平均肉厚

腐食肉厚

腐食速度1

腐食速度2

(mm)

(mm)

(mm/y)(mm/y)

東側

11.65

0.35

0.008

0.018

西側

11.76

0.24

0.005

0.012

東側

11.71

0.29

0.006

0.015

西側

11.67

0.33

0.007

0.017

東側

8.7

3.3

0.074

0.165

西側

9.19

2.81

0.063

0.141

肉厚測定箇所を写真-3.17 に，肉厚測定結果を表-3.24に示す．元厚は過去の報告書では 6～12mm と記載されて測定
水深いる．今回の肉厚測定結果から元厚が 12mm であったと推定すると，現有肉厚は 8.70～11.76mm，腐食肉厚は 0.24

測定面

+2.5m

～3.30mm であった．ただし，外観上，腐食の進行は確認+1.5m

されなかった．この腐食の進行は，無防食時に進行したものと考えられる．

-1.5m※腐食速度1は，岸壁竣工からの期間(44.7年)より算出した腐食速度．

(4)まとめ

※腐食速度2は，被覆下の鋼材防食率を100％とし，被覆防食施工前の無被覆期間(20年)より算出した腐食速度．

実海洋環境において 24 年供用されたペトロラタム被覆工法（APC 製カバー）に対する調査結果を以下にまとめる．

化していないことが確認された．ペトロラタム被覆は高・APC 製カバー材の強度低下は軽微であった．

い耐久性を有していると考えられる．

・防食性能を表す目安とされる油分残存率は 70～100％

また，一般的に劣化の指標として考えられている油分の値を示した．80％以上が可と判断されるが，80％を下残存率と腐食と相関性の間にはばらつきが見られた．今後データの蓄積，メカニズムの解明が望まれる．

回った場合でも鋼材腐食が進行していなかった．

また，外観上の変状と腐食の対応が取れていない場合

今回調査の範囲では，24 年程度経過しても劣化が顕在
表-3.25各工法のまとめおよび代表的な被覆防食の期待耐用年数（文献 21 に加筆修正）

被覆防食法
塗装
重防食被覆
工場
被覆
超厚膜形被覆耐食性金属被覆

水中硬化形被覆現地
被覆 ペトロラタム被覆
モルタル被覆

種類

今回の劣
化状況

海洋厚膜エポキシ塗装系-

海洋エポキシガラスフレーク塗装系-

ポリエチレン被覆-

ウレタンエラストマー被覆

概ね健全

超厚膜形エポキシ樹脂系被覆-

超厚膜形ポリウレタン樹脂系被覆-

耐海水性ステンレス鋼被覆-

薄板チタンクラッド鋼被覆-

ペイントタイプ

-

パテタイプ

概ね健全

期待耐用年数*マニュアル* 今回実績
20年程度
30年程度
30年程度
50年程度

20年程度

劣化予測の適用性
劣化指標

適用性

-

-

-

-

-

-

-

-

-

20年

絶縁抵抗，劣化深さ

△

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

27年

絶縁抵抗，塩化物イオン濃度△

湿潤面タイプ----樹脂性保護カバー方式

概ね健全

24年

油分残存率

？

耐食性金属保護カバー方式-

鉄筋コンクリート被覆

概ね健全

モルタル被覆 ＋ 保護カバー

概ね健全

30年程度
30年程度

*主として鋼管杭を対象- 40 -

-

-

-

24年

塩化物ｲｵﾝ濃度？

28年

塩化物ｲｵﾝ濃度？

国総研資料 No.933も予想される．このような場合，カバーを開放せずに，めには，調査時にデータを蓄積することが非常に需要で中の腐食の状態を把握する方法が求められる．この方法ある．被覆防食の点検診断，補修工事を実施する際は，については，戦略的イノベーション創造プログラム

少数の部材だけでも詳細調査を実施することが望ましい（SIP）：港湾構造物のライフサイクルマネジメントの高と考える．

度化のための点検診断および性能評価に関する技術開発の中で検討中である．

3.4 マルコフ連鎖モデルを活用した鋼構造物の被覆防食工法の劣化予測および劣化傾向の分析

3.3.7

まとめ

3.4.1

今回追跡調査の対象とした被覆防食工法に関する主なはじめに

本節では，（1）鋼構造物の被覆防食工法に対するマル

結果を表-3.25 にまとめた．以下，概要を述べる．

コフモデルの適用，（2）桟橋鋼管杭の被覆防食の劣化傾

1）劣化状況

向の分析，の 2 つの検討を行った．検討を行った経緯と，

平成 26 年度に実施した追跡調査では，いずれの被覆防主な検討内容を以下に述べる．

食工法も外観に顕著な変状は無く，被覆下の鋼材に腐食（1）鋼構造物の被覆防食工法に対するマルコフモデルのの進行は見られなかった．

適用2）期待耐用年数

鋼構造物の被覆防食工法に関して，何らかの劣化指標

表-3.25 中の期待耐用年数のうち，「マニュアル」とを用い，劣化曲線を描くのが理想的である．例えばコンは，「港湾鋼構造物防食・補修マニュアル（2009 年版）

クリート構造物の場合，鋼材位置の塩化物イオン濃度を10）に記載されている期待耐用年数の目安である．この値用いることで，鋼材の腐食発生時期の予測が可能となる．

は，波崎海洋研究施設（観測桟橋）26）や駿河湾 28）でのしかし，鋼構造物の被覆防食工法の場合，3.3でも述べた

20 年までの暴露試験結果等を基に設定されたものであように，性能低下を予測する手法は未確立である．

る．また，表-3.25 中には，今回の各工法の実績（≒経このように，劣化機構が不明確な場合における変状の過年数）を追記している．このマニュアルにおける期待

進行予測手法として，「マルコフ連鎖モデル」の適用が耐用年数と今回実績はおおむね一致しており，マニュア

考えられる29） ．3.4.2で述べるが，この手法は，同一構

ルの値が概ね妥当であることが確認された．

造物内のばらつきの考慮も可能である．しかし，鋼構造

3）劣化予測物の被覆防食工法に対して，本手法を適用した事例は少被覆防食工法の劣化予測手法の確立は，戦略的な維持ない．結果として，被覆防食工法に対してどの程度マル

管理の実施においては必要不可欠である．今回，各工法

コフ連鎖モデルが適用できるのか，また，適用した場合の劣化予測についても検討を試みた．以下，工法毎の課に「遷移率（3.4.2で述べる．劣化速度に相当）」がどの題を述べる．

程度の値を示すのか，といった情報は十分ではない．そ・有機被覆（ウレタンエラストマー，水中硬化形被覆等）

こで本節では，鋼構造物の被覆防食工法に関する複数のは，絶縁抵抗などの電気化学的指標で被覆材の性能低下

一般定期点検診断結果（目視による劣化度判定結果）にを予測できる可能性がある．この際，現地での計測精度

対して，マルコフ連鎖モデルの適用を行った．なお，この向上が課題とされる

11）．

の際，一般定期点検診断結果は，「維持管理計画書」の・モルタルおよびコンクリート被覆は，劣化および防食作成時に調査された事例を主に用いた．

メカニズムは概ね推測できるが，それを定量的に表すこ（2）桟橋鋼管杭の被覆防食の劣化傾向の分析とが困難であった．結果として，現状では性能低下の将

桟橋鋼管杭の被覆防食工法の点検診断においては，点来予測は難しい．

検費用や時間的な制約もあり，ブロックごとに調査対象

・ペトロラタム被覆は，現状で性能評価指標として用い杭を数本選定して実施されるのが一般的である．この際，られている油分残存率により，ある程度評価が可能なよ同一桟橋内において，被覆防食工法の劣化が進行しやすうである．しかし，ペトロラタム系防食材による防食メ

い場所が特定できれば，その箇所を優先的に調査対象箇

カニズムそのものが不明確な状況であり，結果として，所とすることが可能となる 30）．
そこで，直杭式横桟橋の鋼管杭における被覆防食工法

現状では性能低下の将来予測は難しい．
戦略的な維持管理の実施，ライフサイクルコストの高の点検結果を基に，被覆防食工法の劣化傾向の分析を行

精度化において，鋼材の被覆防食工法の期待耐用年数のった．この際，同一構造物内でのばらつきが考慮可能な設定，劣化予測手法の確立は非常に重要である．そのたマルコフ連鎖モデルを活用した．なお，今回対象とした- 41 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万ことが分かる．

被覆防食工法は，カバー付のモルタル被覆防食工法およびペトロラタム被覆工法の 2 種類である．

3) マルコフモデルの適用の際には，同一条件下における点検結果の総数がある程度以上必要である．

3.4.2

マルコフ連鎖モデル

px

px

px

各種構造物に対して，劣化予測を行う際に，劣化機構が不明な場合あるいは劣化機構は分かっているがモデル

d

c

b

a

1-p x

1-p x

1-p x

1

化が難しい場合もある．また，一般的な劣化予測手法（例：コンクリート中の塩化物イオン浸透予測）は，基
本的には１部材ごとに行う手法である．そのため，対象

図-3.26構造物内で劣化状況がばらついている場合は，予測に必一般定期点検診断結果（a, b, c, d）のマルコフ連鎖推移

要な数値を対象構造物内のなるべく広い範囲で取得する必要があり，また，構造物全体としての予測・評価が難

3.4.3 桟橋鋼管杭の被覆防食へのマルコフ連鎖モデルのしいという問題がある．

適用および劣化傾向の分析

マルコフ連鎖モデルとは，「状態」と「推移」という(1)概要

２つの概念を用い，物事がある「状態」から，ある「推図-3.27 に本検討の対象となる直杭式横桟橋の標準断移確率」で次の「状態」へと移行する様子を確率論的に
29)．ここで，対象構造物内での劣面図の一例を示す．被覆防食は上部工下端から化度として，定期点検診断での判定結果（a, b, c, d）

L.W.L.-1.0m まで実施することが一般的となっている．

を用い，劣化度の推移確率を遷移率 px とし，この劣化度

この被覆防食の劣化傾向を分析する際に，前述のマルの推移を図-3.26 のように表すことで劣化度の進行予測

コフ連鎖モデルにより求められる遷移率 px を用いる．法が可能となる．以下簡単に説明を加える．

線延長方向および断面方向に px を算出し，px の最大値

捉える統計手法である((px)max)が算出された箇所が，劣化が進行しやすい箇所

現在の時点からある一定期間が過ぎると，ある劣化度の部材は，遷移率 px の確率で次の劣化度に移行し，移行と考えられる．

しない残りは（1-px ）の確率で同じ劣化度に留まる．この劣化度の推移がすべての劣化度において同時に起こり，最終段階の劣化度（ここでは a）より先には進まず，最終的にはそこに留まる．本モデルでは，一定期間が経過す
るごとにこの状態の推移が繰り返され，劣化度が徐々に進行していく．この劣化過程は，初期状態としてすべての部材の劣化度が（d）であると仮定すると，式（3.1）
で表される．
t00  1  d  1  p x 0
 
  
0  0 c   px 1  px 0b   0
p x 1  p x 0   0 
 
  
a   0px
01   0   

図-3.27標準断面図の一例(3.1)
px の算出にあたっては，カバー材付被覆防食に対し全数目視調査を実施した 9 施設の劣化度判定結果を使用しここで，px は遷移率，t は経過年数である．なお，遷移た．なお，劣化度は d(変状が認められない状態)から a(部

率 px は劣化速度を表す指標と考えられ，進行予測に関す材の性能が著しく低下している状態)の 4 段階に判定さる計算を行う際は一定値とみなす．

れる 29）．

以下，マルコフ連鎖モデルの基本的な特徴を示す 29) ．

法線延長方向の検討は，施設ごとにブロック数や延長

1) 各時間の際に，劣化度のピークを有し，そのピークがが異なるため，施設を図-3.28 の桟橋平面図に示すように 5 エリアに分割し，エリアごとに px を算定することと劣化度の大きい方へと推移する．

した．断面方向の検討は，施設ごとに杭列数は異なるが，

2) 経過時間が同じ場合，遷移率が大きいほど，劣化度の岸壁前面からの杭列ごとに px を算出することとした．

ピークが劣化度の大きい方へと早く推移する．この結果から，遷移率が劣化速度に相当する指標である

写真-3.18 にモルタル被覆の劣化状況を示す．モルタ- 42 -

国総研資料 No.933

平面図

陸側

●：鋼管杭

海側

図-3.28桟橋平面図（四角囲み：今回調査において被覆防食の劣化が進行しやすかった位置）

ル被覆が欠落して鋼管杭表面が露出し，錆が発生していある施設はなく，海側から見て左端に(px)max が多くなる

る．この状態は劣化度 a と判定され，性能が低下してい結果となった．一般的に船は左舷側を接岸しなければ不る状態であるため，早急に補修が必要である．

便な場合が多いとされており，左舷側を接岸すると岸壁

1.0

写真-3.18

実測値

G ｴﾘｱ4px=0.010

・ 0.8
・
・ 0.6
ﾌ
x・
・ 0.4
ｻ
・
・ 0.2

計算値

0.0

モルタル被覆防食の劣化事例(施設 C)

d

c

1.0

(2)マルコフ連鎖モデルの適用結果

対し，マルコフ連鎖モデルが適用可能であることを示し

・ 0.8
・
・ 0.6
ﾌ
x・
・ 0.4
ｻ
・
・ 0.2

ている．この計算により，本モデル上最適な遷移率 px の0.0

図-3.29 に施設 G エリア 4 と施設 F2 列目における劣化
度分布の実測値とマルコフ連鎖モデルによる計算値を示す．両者はよく一致しており，桟橋鋼管杭の被覆防食に

F 2列目
px=0.317d

算出が可能となる．施設 G エリア 4 の劣化度の割合は
図-3.29

a
実測値
計算値

c

d:87.5％，c:10.0％，b:2.5％，a:0％であり，px は 0.010，
施設Ｆ2 列目の劣化度の割合は d:43.0％，c:57.0％，b

b
劣化度

劣化度

b

a

劣化度分布の実測値およびマルコフ連鎖モデルによる計算値と a は 0％であり，px は 0.317 と算出された．後者の方が値が大きいが，経過年数が短い割に，劣化度ｃの部材

100%
劣化度の割合が多かったため，このような結果となっている．現状でやや遷移率が大きくてもこのまま劣化の進行が進まなけ
れば，将来的には遷移率は小さく評価されることになる．
参考として px =0.01 の場合の劣化度分布の経時変化予
測例を図-3.30 に示す．50 年後（現時点から 37 年後）において，d:61.8％，c:29.9％，b:7.1％，a:1.2％となる．

80%
60%

a

40%

b
c

20%

px=0.01d0%0(3)劣化傾向の分析

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
経過年数

表-3.26 に各施設のエリア・列ごとの px 算出結果を示
図-3.30

す．図-3.31(a)にエリアごとの(px)max 割合を示す．エリマルコフ連鎖モデルによる劣化度分布の経時変化予測例

ア 1 が最も多く 63％であった．エリア 4，5 に(px)max が- 43 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

表-3.26
施設名 被覆種類

経過
年数

ブロック
杭本数
数

各施設におけるエリア・列ごとの px

ｴﾘｱ1

ｴﾘｱ2

ｴﾘｱ3

ｴﾘｱ4

ｴﾘｱ5

1列目

2列目

3列目

4列目

5列目

A

ﾓﾙﾀﾙ

14

17

136

0.002

0.125

○

0.087

0.068

×

0.095

0.003

－

－

B

ﾓﾙﾀﾙ

27

10

180

0.053

0.044

○

○

○

0.038

0.022

0.036

－

－

C
D

ﾓﾙﾀﾙ
ﾓﾙﾀﾙ

26
25

11
11

221
132

○
0.041

0
0.12

0.001
0.061

○
0.07

○
0.057

0.012
0.097

○
0.067

○
0.043

○
－

○
－

E

ﾍﾟﾄﾛﾗﾀﾑ

9

5

60

0.162

0.227

0.322

0.196

0.227

0.196

0.252

0.234

－

－

F
G

ﾍﾟﾄﾛﾗﾀﾑ
ﾓﾙﾀﾙ

9
13

13
7

206
250

0.273
0.046

0.243
0.001

0.179
○

0.171
0.01

0.241
○

0.301
0.012

0.317
○

0.14
○

0.13
○

－
○

527

0.072

0.008

0.002

0.001

0.001

0.01

0.038

○

○

－

156
0.004 0.003
0.003○
0.001 0.003
太字：1施設内での部材種類ごとの最大値p x －: 部材が存在しない箇所 ○：異常なし ×データなし

0.001

0.002

－

－

H

ﾍﾟﾄﾛﾗﾀﾑ18

14

I

ﾍﾟﾄﾛﾗﾀﾑ1613(a)エリア(b)列
図-3.31(px) max の割合
外に漂流物の衝突等が要因と考えられる．

の海側から見て左端が船スクリューの位置になる．このことから，スクリューにより何らかの影響を受けたこと

本検討結果は，対象施設が 9 施設と少ない上に，施設も考えられる．しかし，本検討では施設の港湾内の位置の港湾内の位置や利用状況を踏まえていないため，全国や利用状況は不明であるため，左側に(px)max が多くなっ的に同様の傾向を示すとは言い難い．今後は検討対象施た要因は特定できなかった．

設を増やし，施設の港湾内の位置，施設の利用状況を踏図-3.31(b)に(px)max 割合を示す．1 列目 63％，2 列目

まえた検討が必要であると考える．

57％となり，3 列目以降に(px)max がある施設はなかった．

マルコフ連鎖モデルについては，鋼構造物の被覆防食

1～2 列目に(px)max が多くなった要因は，経年劣化以外にのように，劣化機構は既知ではあるが，モデルの適用が漂流物の衝突等によりカバー材が損傷しやすかったもの

困難な場合にも適用可能な手法である．ただし，同一構と推測できる．

造物について，劣化度分布の経時変化を蓄積し，適用性の確認を行った事例はほとんどない．このような事例が

3.4.4

まとめ

蓄積されることで，マルコフ連鎖モデルに対する信頼性

本検討から得られた主な結果を以下に示す．

がより向上する．なお，各施設で実施している「一般定(1) 桟橋鋼管杭の被覆防食の劣化予測に対し，マルコフ

期点検診断結果」を活用するだけで検討が可能である．

連鎖モデルの適用可能性を示し，カバー付のモルタル被覆工法およびペトロラタム被覆工法の場合の遷移率の算
定例を示した．
(2)マルコフ連鎖モデルを用い，直杭式横桟橋の被覆防食の劣化傾向の分析を行った結果，海から見て左端のエリ
アの海側から 1 列目に px が高い傾向が示された．海から見て左端のエリアに劣化が多い要因は特定できなかったが，海側から 1 列目の px が高くなったのは，経年劣化以- 44 -

国総研資料 No.933

4. 港湾鋼構造物の土中部における鋼材腐食の実態(2)調査結果

調査

タイロッド腐食状況の一例を写真-4.1 に，腐食量の調査結果を表-4.2 に示す．「港湾の施設の技術上の基準・

4.1

同解説 31）」に示された標準値よりも大きい傾向が確認さ

調査の概要

港湾鋼構造物においては，岸壁背後部や海底部の土中れた．調査場所付近は平成 12 年度に実施された老朽化調

部にも鋼部材が使用されている．港湾鋼構造物の長期に査業務で鋼矢板の継手外れが確認されている．継手外れ

わたる供用，特に供用期間を延長する際においては，土により，地下水が潮位に連動して変位したことが，腐食中の鋼材腐食の把握および予測が必要不可欠であるが、量が大きかった原因と推察される．

その実態は十分に確認されていないのが現状である．
そこで，土中鋼構造物の維持管理および延命化する際の参考情報の提示を目的として，鋼矢板式係船岸のタイ材を主対象に土中鋼構造物の腐食実態調査を実施した．
ここでは， 岸壁背後部ならびに海底部の土中部における腐食特性について，平成 26 年度に実施した現地調査結果を整理する．
4.2

岸壁背面土中部における腐食調査結果

表-4.1 に示す 6 港で調査を実施した．なお，矢板構造に用いられるタイ材には，タイワイヤーとタイロッドの
図-4.1

2 種類がある．タイワイヤーは一般的に規模の大きい矢

苫小牧港西港地区岸壁(-9m)断面図

板式構造物に用いられている．また，構造がシンプルなため，鋼材表面にポリエチレンなどの被覆が適用されている．一方，タイロッドについては，比較的規模の小さい矢板式構造物に用いられている．この場合，防食対策
は腐食しろによる場合が一般的である．
表-4.1
No.
1
2
3
4

調査対象施設（岸壁背面土中部）

供用開始年 経過年数
調査施設
苫小牧港
1963
51年
西港地区岸壁-9m
青森港
1976
47年
本港地区岸壁(-10m)
三河港
1993
21年
神野地区岸壁(-12m)

名古屋港
金城ふ頭84号岸壁

1972

調査部材
タイロッド

写真-4.1

タイロッド
タイロッド
控え鋼矢板

42年

タイワイヤー（ゴムテープ巻）5

姫路港
浜田地区岸壁(-10m)

1971

43年

タイロッド
控え矢板
腹起し

6

東京港・中央防波堤外側埋立地護岸

1981

34年

タイロッド

表-4.2

腐食量の調査結果（苫小牧港）

4.2.1 苫小牧港での調査結果

平均腐食 最大腐食速度
速度(mm/年) (mm/年)
0.043
0.049

規格

測定
箇所

№1

Φ75

2

№6

Φ75

2

0.03

№10

Φ75

2

0.032

0.04

№15

Φ75

2

0.041

0.054

№22

Φ75

2

0.033

0.036

測定種類

タイロッド

タイロッド腐食状況の例

0.033(1)調査概要
4.2.2 青森港での腐食調査

苫小牧港西港地区岸壁(-9m)・矢板式岸壁のタイロッド(1)調査概要（φ75mm）に対して調査を行った．なお，本施設は 1963
年に供用開始されている（51 年経過）．図-4.1 に調査対

青森港本港地区岸壁(-10m)・鋼矢板式岸壁の背面土中

象岸壁の断面図を示す．5 か所の調査箇所に対し，それぞ部の掘削を行い，タイロッド（φ52mm）の腐食状況の調

れ 2 か所ずつ腐食調査を行った．

査を行った．なお，本構造物は 1967 年（47 年経過）に- 45 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万建設されている．図-4.2 に調査対象岸壁の断面図を示方向と水平方向の 2 方向に対しそれぞれノギスを用いてす．2 か所の調査箇所に対し，それぞれ 1 か所ずつ腐食

ロッドの直径を計測した．また控え鋼矢板に対しては，調査を行った．

測定箇所をケレン後に超音波厚み計を用いて鋼矢板の残(2)調査結果

存厚みを計測した．

腐食状況を写真-4.2 に，腐食量の調査結果を表-4.3に示す．隣接したタイロッドの腐食量に差があったもの(2) 鋼材腐食に関する調査結果の，技術基準の標準値よりも小さい値を示した．

目視観察の結果を写真-4.3～4.8 に示す．タイロッド
では，全体に泥の固着および海生生物の付着が観察され4.2.3 三河港神野地区での腐食調査

た．一方，控え鋼矢板では，上部から約-1ｍ程度の範囲(1)調査概要に泥の固着のほか海生生物の付着が観察され，-1ｍより

三河港神野地区の岸壁背面土中部より撤去した各鋼構

下部に関しては全体的に泥が固着していた．固着物除去

造物に対して腐食調査を実施した．調査対象は，タイロ

後の鋼材表面は全体的に均一な腐食形態が確認され，孔ッド（φ42mm×約 12ｍ）と控え鋼矢板（ⅡA 型×約 6.5

食や開孔部など異常腐食は観察されなかった．

ｍ）で，それぞれ任意に抽出した 3 本ずつに対し調査を行った．図-4.3 に調査対象岸壁の平面図および断面図を示す．
調査内容は，外観目視観察および鋼材の肉厚測定による腐食量調査を実施した．腐食量調査では，タイロッドに対しては，測定箇所をケレン後にロッド断面の鉛直

図-4.3

図-4.2

青森港本港地区岸壁(-10m)断面図

写真-4.2
表-4.3

写真-4.3

タイロッド全景

写真-4.4

タイロッド表面

タイロッド腐食状況

腐食量の調査結果（青森港本港地区）

中央

φ 52 (HT690)

測定
箇所
1

Ｃ区 側

φ 52 (HT690)

1

測定 種類
タイ ロッ ド

三河港神野地区岸壁断面図

規格

腐食 速度
(mm/年 )
0.017
0.001

- 46 -

国総研資料 No.933

ったが，さらに下部側の-2.2ｍ以下の測定点では，0～0.01mm/y 程度と腐食速度は標準値よりも非常に小さい値であった．目視観察の状況と合わせると，鋼矢板上部
端から-1ｍ程度までは水位が上下し，干満を繰り返す環
境になっていたものと推定される．

写真-4.5

腐食速度 （mm/ｙ）

0.020

控え工全景

No.1
No.2
No.3

0.015
0.010
0.005
0.000
0

2

4

6

8

10

12

海側リングジョイントからの距離 （m）
計

0.2

2.3

4.4

6.5

8.6

10.7

0
陸

海

写真-4.6上部側拡大（海生生物付着の痕跡）

図-4.4

タイロッド中の腐食速度の分布

写真-4.7

控え鋼矢板上部からの位置 （m）

3.0

計測箇所拡大（No.3：-0.2m）

2.0
1.0

鋼矢板

0.0

±0

計測
位置
‐0.2m

‐1.0

L.W.L.

‐2.0

‐2.2m

‐3.0
‐4.0

‐4.2m
No.1

‐5.0

No.2

‐6.0

‐6.2m

No.3

‐6.5m

‐7.0
0

0.02 0.04 0.06 0.08
腐食速度 （mm/ｙ）

図-4.5

0.1

控え鋼矢板中の腐食速度の分布(3)土壌に関する調査結果
1）調査概要写真-4.8

計測箇所拡大（No.3：-4.2m）

タイロッド鋼材の腐食状況と土壌成分の関係を把握するために，タイロッド周囲の土壌分析を行った．なお，

さらに，腐食量調査の結果を延長あるいは深さ方向に調査を実施した場所は(2)の鋼材腐食の調査箇所の隣接整理した腐食傾向をそれぞれ図-4.4～4.5 に示す．タイするブロックであり，実施時期は(2)の調査の翌年であロッドでは，すべての測定箇所において腐食速度の平均

る．

値は 0.01mm/y 以下となり，文献 31）に示された土中

2）土壌の鋼材腐食性評価方法（残留水位以上）腐食速度の標準値の 0.03mm/y に比べ鋼材に対する土壌の腐食性評価方法は，表-4.4 に示

非常に小さい値であった．

す土壌環境因子の中から少なくとも 10 項目以上を調査

控え鋼矢板では，設置上部側の-0.2ｍの測定点においし，その評価数の総合点から表-4.5 に基づき腐食性を評価する手法を用いた 32）．

ては腐食速度が比較的大きく 0.03～0.04mm/y 程度であ- 47 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

表-4.4 環境因子の評点による土壌腐食性の判定 2）
評点
環境因子

土質

土
の
状
態

+2

+1

石灰
石灰質泥灰
砂質泥灰
砂

0

-1

-2

ローム
ﾛｰﾑ質泥灰ﾛｰﾑ質砂
粘土質砂

埋設物の深さにおける地下水

存在しない

粘土
粘土質泥灰
腐植土

自然土壌

土壌抵抗率（Ωcm)>10000

10000
～5000

含水率(%)

<20

>20

異質土壌

pH

>6

<6

pH7酸度
(mg当量/kg)

<2.5

2.5～5

pH4.8ｱﾙｶﾘ度(mg当量/kg)
H2 Sまたは硫化物

200～400
200～1000>1000(S mg/kg)
石炭あるいはｺｰｸｽ分

5000
～2300

2300
～1000

<1000

写真-4.10

>5
0～200

<0

痕跡
<0.5

存在する
>0.5

なし

塩化物イオン(mg/kg)<100

硫酸塩(mg/kg)

<200

表-4.5

>100
200～500 500～1000>1000

評点数と腐食性との関係 2）

評点の合計
>0

腐食性
ほとんどない0～-4-5～-10

弱い
中程度

<-10

強い

写真-4.11
表-4.6

他箇所の土壌状況

土壌分析による調査項目と測定結果

項目

単位

土壌抵抗率
含水率
pH

Ω・cm
％
※

酸度（pH7）
酸化還元電位

アルカリ度（pH4.8）

全硫化物
塩化物イオン
硫酸塩（硫酸イオン）

写真-4.9

タイロッド調査箇所の土壌状況

<200
なし

2-

泥炭土
泥土
泥沼土

置換土壌

同質土壌

>400

-4

存在する
変化する

埋設物の周囲の土壌

酸化還元電位(mV)-3

mg当量/kg
mV／SHE 25℃

mg当量/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg

測定値
試料①
試料②
2620
1620
32.2
36.7
8.8
8.9
―
―
430
260
3
3.2
14
29
26.4
70.7
140
155

※ 採 取 し た 土 壌 の pHが pH＞ 7で あ っ た た め ， 酸 度 は 測 定 不 可

タイロッド周囲の土壌および試料採取箇所

採取した土壌の土壌分析結果を表-4.6 に示す．試料

3）調査結果および考察
タイロッド周囲の土壌および試料採取箇所を写真-4.9①と②を比較すると，試料②の方が土壌抵抗率が低く，に示す．掘削後の調査対象のタイロッドの周囲の土壌をまた全硫化物，塩化物イオン，硫酸イオンの各濃度が高比較すると，タイロッド近傍では，①タイロッドの近傍

いので，試料①に比べて腐食性が大きい土壌であると推部分の薄灰色と，②隣接するタイロッドとの中間部分の測された．
上記の目視結果および土壌分析結果を表-4.4 と照ら濃灰色の 2 層の土壌が確認でき，土質は「砂質土」と推し合わせて評点を算出し，さらに表-4.5 に基づき土壌定された．
さらに，調査箇所周辺の土壌状況を写真-4.10～4.11の腐食性を判定した.その結果を表-4.7 に示す．なお，に示す．調査箇所を掘削した後に直ちに水が満ちてきた

表-4.4 にある『石炭あるいはコークス分』の環境因子ことから，タイロッドの埋設深さまで水位が上下してい評価は除外した．本調査にて採取された土壌の鋼材腐食ると想定された．しかし，調査箇所とは別の場所での土性は，試料①および②ともに『中程度』と判定された．

壌を確認したところ，岩や砂利が多く混入していたり，

また，表-4.6 の土壌抵抗率の測定結果をもとに，表-赤褐色の土壌も確認できたことから，調査対象施設の岸4.833）から土壌中の平均腐食速度を推定すると，ともに

壁背面土壌は部分的に土質が異なっていると考えられ0.02 mm/y 程度の平均腐食速度になると推定できる．しる．

かし，前述の鋼材腐食調査結果よりタイロッドの腐食速- 48 -

国総研資料 No.933

表-4.7
項

土壌の腐食性判定結果
試料①

目
土質

1

地下水

試料②

測定結果

評点

測定結果

砂質

2

砂質

評点
2

2

土の状態

変化する

-1

変化する

-1

3

土の状態 周囲土壌 異質土壌

-3

異質土壌

-3

4

土壌抵抗率

2620

-2

1620

-3

5

含水率

32.2

-1

36.7

-1

6

pH

8.8

0

8.9

0

7

酸度（pH7）

－

0

－

0

8

酸化還元電位

430

2

260

0

9

アルカリ度
（pH4.8）

3

0

3.2

0

10

全硫化物

14

-4

29

-4

11

塩化物イオン

26.4

0

70.7

0

12

硫酸塩
（硫酸イオン）

140

0

155

0

表-4.8

総合評価点

-7

-10

腐食性判定

中程度

中程度

図-4.6

名古屋港金城ふ頭 84 号岸壁断面図

土壌中における平均腐食速度と最大腐食速度 3）
土壌

抵抗 〔Ω・ cm〕

種数

鋼の 平均腐 食速 最 大腐 食速
試 料数 度〔mm/y〕 度 〔mm/y〕

＜500

10

50

0.062

500～1000

6

34

0.033

0.159
0.079

1000～ 2000

11

64

0.024

0.189

2000～ 10000

18

100

0.021

0.054

＞ 10000

9

54

0.025

0.451

写真-4.12

タイワイヤー調査状況

写真-4.13

タイワイヤー調査箇所

度は 0.01mm/y 以下であったことから，表-4.8 から推定される腐食速度とは一致しない．タイロッドの腐食速度
が非常に小さかった要因の１つとしては，写真-4.4 のようにタイロッド表面には多くの付着物が存在しており，これによりタイロッド表面への酸素の拡散速度が遅くなり，腐食が進行しなかったことが考えられる．
4.2.4 名古屋港での調査結果(1)調査概要

4.2.5 姫路港浜田地区での腐食調査

名古屋港金城ふ頭 84 号岸壁・H 型鋼矢板岸壁のタイ(1)調査概要

ワイヤー（φ66mm）に対して調査を行った．なお，本施

姫路港浜田地区の既設岸壁の控え工の諸元と劣化状況

設は 1971 年に施工されている（43 年経過）．図-4.6 にを確認するため，試掘調査が実施され，その際に各鋼構調査対象岸壁の断面図を示す．3 か所の調査箇所に対造物に対して腐食調査を行った．図-4.7 に調査対象岸

し，それぞれ目視調査を行った．

壁の調査断面図を示す．調査対象は表-4.9 に示すとお(2)調査結果

りであり，調査箇所 1 か所あたり 2 箇所ずつ各部材の腐

写真-4.12 にタイワイヤー調査状況，写真-4.13 にタ

食調査を行った．

イワイヤー調査箇所を示す．タイワイヤーはナイロンゴ

調査内容は，外観目視観察および鋼材の肉厚測定によムテープで被覆されていた．テープの上からタイワイヤ

る腐食量調査を実施した．腐食量調査では，控え鋼矢板

ーの表面の状態を確認したが，3 か所ともに鋼材の錆はならびに腹起しに対しては，測定箇所をケレン後に超音確認されなかった．

波厚み計を用いて鋼矢板の残存厚みを計測した．またタ
イロッドに対しては，測定箇所をケレン後にロッド断面- 49 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万図-4.7

姫路港浜田地区岸壁の調査断面図

表-4.9

姫路港浜田地区の既設控え工の諸元

位置

1

部材
控え矢板
腹起し
タイロッド
控え矢板

2

腹起し
タイロッド
控え矢板

3

腹起し
タイロッド
控え矢板

4

腹起し
タイロッド

規格
築造年 調査時 経過年数
FSP II型(SY295)
2[-150x75x9.0x12.5
2013
42(SS400)不明
FSP II型(SY295)
2[-200x80x7.5x12.5(SS400)不明
1971
FSP II型(SY295)
2[-200x90x8.0x12.5
2014
43(SS400)不明
FSP II型(SY295)
2[-150x75x9.0x12.5(SS400)不明

写真-4.14

控え矢板の腐食状況

写真-4.15

タイロッドの腐食状況

に対し 2～4 方向のロッド直径を，それぞれノギスを用いて計測した．
(2)調査結果および考察
目視観察の結果を写真-4.14～4.17 に示す．礫が混じ

写真-4.16

腹起しの腐食状況っているが土壌が砂質土であったので，鋼材全面が均一な砂で覆われていれば全面的に均一な腐食が起こったものと考えられる．なお，調査位置 3 においては局部的な腐食箇所が一部認められた．局部腐食の要因の一つとしては，鋼材面に接している箇所の土壌に比較的硫化物が多いと仮定した場合，硫酸塩還元菌等による微生物腐食が発生した可能性が考えられるが，土壌の分析等を行っていないので断定はできなかった．
姫路港浜田地区の腐食調査結果を表-4.10 に示す．控

写真-4.17

タイロッド(局部腐食箇所)の腐食状況

表-4.10腐食量の調査結果（姫路港浜田地区）

え矢板および腹起しの腐食速度は，一般的な腐食速度標
準値の 0.03mm/y に比べ小さい値を示した．なお，タイロ
ッドについては，タイロッドの初期径が不明であったた
位置

め，算出しなかった．

控え鋼矢板

腹起し

タイロッド

平均

最大

平均

最大

平均

最大

1

0.004

0.005

0.01650.02--

4.2.6 東京港中央防波堤での腐食調査

2

0.011

0.012

0.013

0.013

-

-

(1)調査概要

3

0.005

0.006

0.005

0.006

-

-

4

0.018

0.025

0.018

0.02

-

-

東京港中央防波堤外側埋立地護岸の雨水管布設および（単位：mm/年）

吐出口設置に伴い撤去したタイロッド（φ50mm）に対し- 50 -

国総研資料 No.933て腐食調査を行った．なお，本施設は 1981 年に供用開始されている（34 年経過）．図-4.8 に調査対象施設の断面図を示す．撤去したタイロッド 3 本に対し，それぞれ約 1m 間隔にて腐食調査を行った．
（2）調査結果
腐食状況を写真-4.18～4.19 に，腐食調査の結果を延長方向に整理した腐食傾向を図-4.9 に示す．タイロッ
ドの所々に泥の固着が観察されたが，全体的には集中腐食などの異状な腐食形態は確認されなかった．また，すべての調査箇所において腐食速度の平均値は 0.01mm/y以下となり，技術基準の標準値に比べ非常に小さい腐食傾向であった．
4.3

海底土中部における腐食調査結果

図-4.8

中央防波堤外側埋立地護岸断面図

海底土中部，特に岸壁背面側の残留水位以下においては，電気防食が用いられておらず，腐食しろにより防食対策がなされる．しかし，海底土中部における腐食の実態を報告した資料は少ない．この実態把握を目的として，本調査では，表-4.11 の１か所について調査を行った．
表-4.11

調査対象施設（海底土中部）

調査施設
中城港泡瀬地区
仮設桟橋

4.3.1

経過年数
11年
(2003年)

写真-4.18

タイロッド全景

調査部材
Ｈ形鋼杭

中城湾港土砂処分場での腐食調査(1)概要
中城湾港土砂処分場での仮設桟橋の撤去に伴い，引抜いた H 形鋼杭に対して腐食調査を実施した．調査対象は
H 形鋼（H－400×400×13×21：長さ 約 20m）で，それ

写真-4.19

タイロッド腐食状況

ぞれ任意に抽出した 2 本（No.57 および 64）に対し調査を行った．図-4.10 に調査対象桟橋の断面図を示す．

図-4.10

仮設桟橋断面図-4.9- 51 -

タイロッド中の腐食速度の分布

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

調査内容は，外観目視観察および鋼材の肉厚測定による腐食量調査を実施した．腐食量調査では，H 形鋼の両側フランジ部分に対して測定箇所をケレン後，超音波厚み計を用いて残存厚みを計測した．
(2)調査結果および考察
目視調査の結果を写真-4.20～4.23 に示す．H 形鋼杭頭からの深度 0m～-5m 程度までは海洋性生物の付着が見られ，特に No.57 杭（沖側）に多く見られた．-5m 以深で

写真-4.21

土中部側拡大は泥のみが付着しており，ほとんど変状は見られなかった．ケレン後の下地面は 0m～-5m までの鋼材表面が比較的痘痕状に見られ，全体的に極端な凸凹は見られず，平滑であり深い孔食や貫通孔などの変状も見られなかった．
腐食量調査の結果を深さ方向に整理した腐食速度の分
布を図-4.11 に示す．なお，No.57 杭の土中部での残存
肉厚が初期設計値である 21mm を超えていた． 目視で腐食の進行が顕著でなかった，H 形鋼の下端部において，

写真-4.22

計測箇所拡大（土中部側）

写真-4.23

計測箇所拡大（水中部側）

フランジ部の厚さをノギスで計測したところ，No.57 杭で 21.55mm，No.64 杭で 20.60mm であった．この実測した厚さを元厚と仮定し，腐食速度を算出した．
土中部では，G.L.から-2ｍまでの範囲においては腐食
速度が 0.04～0.05mm/y 程度となり，一般的な海底土中部での腐食速度の標準値 0.03mm/y よりも大きな腐食傾向が見られた．さらに深い部分に対しては，腐食速度は0.01～0.03mm/y 程度であった．水中部（干満部含む）の腐食速度は最大でも 0.07mm/y 程度で，比較的小さい
結果が得られた．No.57 杭と No.64 杭を比較すると，沖側に設置した No.57 杭の方が比較的水中部の腐食が小さ

5い傾向にあった．要因としては，目視確認の結果から
No.57 杭は海生生物の付着が密であったので，これが酸素の拡散障壁の作用をもたらした結果，腐食速度が小さ

H.W.L.

H形鋼 計測±0 位置

L.W.L.

‐1m
‐2m
‐3m

G.L.

・
・
・
以降
約1m
間隔

0
H形鋼の杭頭からの位置 （m）

くなったものと推測する．

‐5

‐10

No.57

‐15

No.64

写真-4.20

‐20m

‐20

全景

0

0.05
0.1
0.15
腐食速度 （mm/ｙ）

図-4.11- 52 -

0.2

H 形鋼中の腐食速度の分布

国総研資料 No.933

表-4.12
No.

調査施設

経過年数

調査部材

平均腐食速度(mm/年)

1

苫小牧港・西港地区岸壁-9m

51年

タイロッド

0.030～0.043

2青森港・本港地区岸壁(-10m)

47年

タイロッド

0.001～0.017

3

三河港・神野地区岸壁(-12m)

21年

タイロッド

0.001

4

5
6

4.4

岸壁背面での土中腐食速度まとめ

名古屋港・金城ふ頭84号岸壁

姫路港・浜田地区岸壁(-10m)
東京港・中央防波堤外側埋立地護岸

42年

控え鋼矢板

0.012～0.016

タイワイヤー（ゴムテープ巻）

目視で腐食無し

タイロッド（初期径が不明確）

控え矢板

0.004～0.018

腹起し

0.005～0.018

タイロッド

0.01未満

43年
34年

まとめ

点において，今後の港湾施設の戦略的な維持管理の実現

岸壁土中背面部に関する今回の調査結果の一覧を表-に寄与するものであると考えている．

4.12 に示す．今回調査の範囲内では，腐食速度の平均

なお，検討にあたっては実構造物における試料やデー

値としては，特殊な場合（No.1）を除くと技術基準の標タが多く使用されている．このような試料等は港湾環境準値（0.03mm/年）を下回る箇所が大半であった．このにおける部材・材料等の耐久性を検討する上で重要な意

ことから，現状において，現基準の値は妥当な値である味を有するものである．今後の合理的な維持管理，維持と考えられる．

管理を考慮した設計等を進めていくためには，施設の更海底土中部も含め，土中部の鋼材腐食の実態について

新・改良時などに発生する試料等の各種データの蓄積をは，現状で情報は十分ではないため，今後も引き続き情図っていくことが必要である．このため，現場組織と研報の蓄積を図る必要がある．矢板式構造物の解体や改良究組織等が連携した体制を引き続き構築することが望ま工事を実施する際は，現状の確認が不要であったとしてれる．

も，一部の部材だけでも調査を実施することが望まし（2016 年 8 月 31 日受付）

い．
また，土中部の場合，掘削が伴い，調査が非常に大変謝である．土中の掘削を必要としない，非破壊で鋼材の腐辞
本資料をとりまとめるにあたりお世話になった点検技

食状況を推定可能な調査手法の開発も望まれる．

術等に関する検討ワーキンググループのメンバーおよび

5.

おわりに

関係各位に深く感謝の意を表すると共に，検討に際し，本資料は，点検診断，補修等に関する以下の 3 つの技

試料やデータを提供頂いた関係各位に感謝申し上げる．

術的な課題について調査並びに検討を行った結果をとりまた、2.2 をまとめるにあたって，国土交通省の各地方まとめたものである．

整備局，北海道開発局，内閣府沖縄総合事務局に調査デ

1) 港湾施設の空洞化の対応検討

ータをご提供頂き，2.4 の空洞点検孔の設置にあたって

2) 港湾構造物の補修工法および防食工法の追跡調査（各は，北海道開発局に多大なるご協力をいただいた．

工法の持続性（長期耐久性）評価）

3.2.2(2)で示した東京港・大井埠頭での調査結果は東京

3) 港湾鋼構造物の土中部における鋼材腐食の実態調査

港埠頭（株）からご提供いただいた．ここに記し，関係

今後，成果を「港湾の施設の技術上の基準・同解説」

各位に深く感謝いたします．

や「港湾の施設の維持管理技術マニュアル」等へ反映するためには検討すべき事項は多数残される．しかしなが

参考文献

ら，港湾の施設の点検診断および補修に関する技術的課

1)

港湾施設の集中点検結果について，

題の解決に向けて，一部について施設の設計および維持

http://www.mlit.go.jp/

管理段階における具体的な対応方法を示すことができた

report/press/port5_hh_000061.html,2013.12- 53 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万2)

港湾空港技術研究所編著：港湾の施設の維持管理技

洋環境におけるコンクリートの劣化性状および劣化術マニュアル，沿岸技術ライブラリーNo.26，沿岸技指標に関する検討，土木学会論文集 E，Vol.66，No.1，

術研究センター，2007.
3)

4)

5)

pp.21-37，2010.

技術基準対象施設の維持に関し必要な事項を定める

19) 例 え ば ， Santhaman,M., Cohen,M.D., Olek,J. ：告示の一部を改正する告示（国土交通省告示第三百九Mechanism of Sulfate Attack: A Fresh Look: Part十四号，平成 26 年 3 月 28 日）

1. Summary of experimental results, Cement and佐藤徹，加藤絵万，川端雄一郎，岡﨑慎一郎，港湾

Concrete Research, Vol.32, pp.915-921, 2002.

施設の空洞化調査に関する報告：土木学会論文集 B320) 野上周嗣，加藤絵万，川端雄一郎，佐藤徹：桟橋上部（海洋開発），70(2), I_552-I_557, 2014

工の維持管理シナリオに関する検討，港湾空港技術研

元野一生, 今永繁, 藤田浩一, 島野好，福岡県西方究所資料，No.1296，2014.12.
21) （財）沿岸技術研究センター：港湾鋼構造物防食・補沖地震における港湾施設の被災について，海洋開発論

修マニュアル（2009 年版），2009.

文集，Vol. 22, pp499-504, 2006

22) 山路徹他：長期海洋暴露試験に基づく鋼管杭の被覆防6)

土木学会：舗装工学，1995

7)

日本港湾協会：港湾の施設の技術上の基準・同解説

食工法の耐久性評価に関する研究（30 年経過時の報（下），1997

告），港湾空港技術研究所資料，No.1324，2016.6.

8)23) R.Charles

FWD 研究会：2000 年度報告書 FWD に関する研究，

JosephJ.Smith

and

Frank

M.Rugg：Industrial and Engineering Chemistry，

2000
9)

Bacon,

Vol.40, No.1, 1948.

坪川将丈，水上純一，版下の空洞がコンクリート舗

24) 港湾の施設の技術上の基準・同解説，(社)日本港湾協装の FWD たわみに及ぼす影響，土木学会第 67 回年次会，p.489，2007.

学術講演会，V-343，2012
10) 坪川将丈，水上純一，畑伊織，前川亮太，平成 23 年

25) 防食・補修工法研究会：港湾鋼構造物 新しい防食工（2011 年）東北地方太平洋沖地震による仙台空港の法・補修工法・維持管理 実務ハンドブック 設計・施舗装に関する被害報告，国土技術政策総合研究所資料，

工編 2013 年度版，pp.4.8-13，2013.
26) 宮田義一，阿部正美，濱田秀則，清水一夫，中野啓眞，

No.680, pp1-20, 201211) 福手勤，八谷好高，コンクリート舗装の目地部におけ芥川博昭：鋼管杭の防食工法に関する現地試験（20 年

る 荷 重 伝 達 機 能 ， 土 木 学 会 論 文 報 告 集 ， Vol.343,

目の中間報告），港湾空港技術研究所資pp239-245, 1984.

料,No.1123,2006.6.

12) 土木学会：エポキシ樹脂塗装鉄筋を用いる鉄筋コンク

27) 防食・補修工法研究会：港湾鋼構造物 新しい防食工

リートの設計施工指針[改訂版]，コンクリートライブ

法・補修工法・維持管理 実務ハンドブック 付録編

ラリー112，2003.11.

2013 年度版，pp.61-62，2013.
28) （独）土木研究所他：海洋構造物の耐久性向上技術に

13) 東京港埠頭株式会社：桟橋劣化調査・補修マニュアル，

関する共同研究報告書，2006.

2012.11.
14) 山路徹，小牟禮建一，濵田秀則：塩害環境に 15 年間

29) （財）沿岸技術研究センター，港湾の施設の維持管理暴露されたコンクリートの耐久性および表面被覆材技術マニュアル，沿岸技術ライブラリー No.26，2007.

による塩害防止効果，港湾空港技術研究所報告，第 4330) 加藤絵万，山本幸治，川端雄一郎，岩波光保：桟橋 RC
上部工の鉄筋腐食モニタリングに関する一検討，港湾巻第 2 号，2004.6.

空港技術研究所資料，No.1307，2015.6.

15) （財）沿岸技術研究センター：港湾コンクリート構造

31) 港湾の施設の技術上の基準・同解説，(社)日本港湾協

物維持管理実務ハンドブック，2009.9.

会，p.438，2007.

16) セメント協会コンクリート専門委員会報告 F-18「硬化コンクリートの配合推定に関する共同試験結果」お32) 腐食防食協会編：腐食防食ハンドブック，2000.

よび F-23「同 (その 2) 」，1971.3.

33) 電気学会・電食防止研究委員会編：電食防止・電気防食ハンドブック， p102，2011.

17) 吉田夏樹，中山健一：MgSO4 および Na2SO4 溶液に浸漬させた各種モルタルの劣化現象，コンクリート工学
年次論文集，Vol.37，No.1，pp.709-714，2015.
18) 例えば，山路徹，審良善和，濱田秀則，山田一夫：海- 54 -

国総研資料 No. 933

付録 A 点検技術等に関する検討ワーキンググループ

特定技術基準対象施設に関する報告の徴収及び開催実績

立入検査等のガイドライン(案）
荷役機械の点検診断ガイドライン（案）〇第 1 回点検技術等に関する検討ワーキンググループ：

話題 2：戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)【日時】平成 25 年 10 月 4 日(金) 13:00～15:00「インフラ維持管理・更新・マネジメント技術」【場所】国土技術政策総合研究所 横須賀庁舎 会議室「モニタリングシステムの現場実証」【主な議題】
1) ワーキングの設置について〇第 4 回点検技術等に関する検討ワーキンググループ：

2) 重点検討テーマについて【日時】平成 27 年 2 月 13 日(金) 14:30～16:00

テーマ 1：空洞化探査技術【場所】国土技術政策総合研究所 横須賀庁舎 会議室

テーマ 2：補修効果追跡調査【主な議題】

3) 話題提供

1) 重点検討テーマに係る今年度の結果および来年度の実

話題 1：点検に係る港湾法改正について

施計画案

話題 2：F 港における空洞化詳細調査について

テーマ 1：空洞評価技術

話題 3：土中鋼構造物の腐食および防食について

テーマ 2：補修工法および防食工法追跡調査

4) 情報提供依頼

2) その他テーマに関する報告等

維持管理に配慮した設計事例の収集に関する依頼

土中鋼構造物の維持管理
3) 不可視部分の部材・材料に関する情報提供および調査に〇第 2 回点検技術等に関する検討ワーキンググループ：

ついて【日時】平成 26 年 2 月 5 日(木) 16:00～18:00【場所】国土交通省 合同庁舎 会議室〇第 5 回点検技術等に関する検討ワーキンググループ：【主な議題】【日時】平成 28 年 2 月 10 日(水) 14:30～15:00

1) 重点検討テーマに係る現状報告と来年度計画【場所】国土技術政策総合研究所 横須賀庁舎 会議室

テーマ 1：空洞化探査技術【主な議題】

テーマ 2：補修工法および防食工法追跡調査

1) 重点検討テーマに係る結果報告

2) 話題提供

テーマ 1：空洞化探査技術

話題 1：点検に係る港湾法改正について

テーマ 2：補修工法および防食工法追跡調査

話題 2：特定技術基準施設対象施設に関する立入検査

2) その他テーマに関する報告等

話題 3：港湾の施設の点検診断ガイドライン（案）

土中鋼構造物の維持管理

3) 報告
維持管理に配慮した設計事例に関する報告と意見交換①高耐久対策を導入した桟橋上部工の設計・LCC 算定例②維持管理の省力化に配慮した構造上の工夫事例〇第 3 回点検技術等に関する検討ワーキンググループ：【日時】平成 26 年 6 月 30 日(月) 13:00～14:30【場所】国土交通省 合同庁舎 会議室【主な議題】
1) 重点検討テーマに係る今年度の実施計画
テーマ 1：空洞化探査技術
テーマ 2：補修工法および防食工法追跡調査
2) その他テーマに関する報告等
土中鋼構造物の維持管理
3) 話題提供
話題 1：港湾の施設の点検診断ガイドライン（案）- 55 -

港湾の施設の点検診断および補修技術等に関する技術資料／藤井敦・佐藤徹・坂田憲治・山路徹・加藤絵万

付録 B 点検技術等に関する検討ワーキンググループ

事務局：

関係者一覧
〇平成 25 年度：

港湾局技術企画課

坂井 功

港湾局技術企画課

加藤 訓生

港湾局技術企画課

向井 康哲

港湾局技術企画課

原田 卓三

座 長：

国土技術政策総合研究所

佐藤 徹

港湾局技術企画課

福尾 原悟

副座長：

港湾空港技術研究所

山路 徹

国土技術政策総合研究所

井山 繁

北海道開発局

早川 哲也

国土技術政策総合研究所

坂田 憲治

東北地方整備局

東山 和博

港湾空港技術研究所

鈴木 高二朗

関東地方整備局

鈴木 高二朗港湾空港技術研究所

森川 嘉之

北陸地方整備局

春木 芳男

港湾空港技術研究所

加藤 絵万

中部地方整備局

柴田 鋼三

港湾空港技術研究所

藤田 勇

近畿地方整備局齋藤 輝夫

港湾空港技術研究所

川端 雄一郎中国地方整備局

芳倉 勝治

港湾空港技術研究所

田中 敏成

四国地方整備局

槇山 正

港湾空港技術研究所

野上 周嗣

九州地方整備局

松本 英雄

港湾空港技術研究所

山本 幸治

沖縄総合事務局

中原 正顕

港湾空港技術研究所

河村 直哉

事務局：

港湾局技術企画課

田中 知足

港湾空港技術研究所

与那嶺 一秀港湾局技術企画課

遠藤 直樹

港湾空港技術研究所

岡﨑 慎一郎港湾局技術企画課

竹信 正寛

港湾局技術企画課

引屋敷 英人〇平成 27 年度：

国土技術政策総合研究所

堂坂 康二

座 長：

国土技術政策総合研究所

藤井 敦

港湾空港技術研究所

吉江 宗生

副座長：

港湾空港技術研究所

山路 徹

港湾空港技術研究所

森川 嘉之

北海道開発局

上田 裕章

港湾空港技術研究所

加藤 絵万

東北地方整備局

及川 隆

港湾空港技術研究所

川端 雄一郎関東地方整備局

赤倉 康寛

港湾空港技術研究所

田中 敏成

北陸地方整備局

松田 茂

港湾空港技術研究所

野上 周嗣

中部地方整備局

小椋 進

港湾空港技術研究所

河村 直哉

近畿地方整備局

松崎 忠彦

港湾空港技術研究所

与那嶺 一秀中国地方整備局

池田 高則

港湾空港技術研究所

岡﨑 慎一郎四国地方整備局

松尾 義文

九州地方整備局

寺崎 英一

港湾局技術企画課

具志 良太

港湾局技術企画課

加藤 訓生〇平成 26 年度：
事務局：

座 長：

国土技術政策総合研究所

佐藤 徹

副座長：

港湾空港技術研究所

山路 徹

港湾局技術企画課

三谷 正人

北海道開発局

早川 哲也

国土技術政策総合研究所

坪川 将丈

東北地方整備局

及川 隆

国土技術政策総合研究所

井山 繁

関東地方整備局

坪川 将丈

国土技術政策総合研究所

坂田 憲治

北陸地方整備局

春木 芳男

国土技術政策総合研究所

河村 直哉

中部地方整備局

岡崎 稔彦

港湾空港技術研究所

加藤 絵万

中部地方整備局

小椋 進

港湾空港技術研究所

山本 幸治

近畿地方整備局

野田 厳

港湾空港技術研究所野野上 周嗣

中国地方整備局

和田 誠

港湾空港技術研究所

与那嶺 一秀四国地方整備局

槇山 正

九州地方整備局

松本 英雄

沖縄総合事務局

前幸地 紀和- 56 -

国土技術政策総合研究所資料
TECHNICAL NOTE of N I L I M
No. 933
編集・発行

September 2016
©国土技術政策総合研究所

本資料の転載・複写のお問い合わせは〒239-0826 神奈川県横須賀市長瀬 3-1-1
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電話：046-844-5019

E-mail：ysk.nil-kikaku@ml.mlit.go.jp