伸縮分散型埋設ジョイントのデータベースと維持管理システムの開発

1.はじめに道路橋のジョイント部において問題となっている

交通工学研究室

菅原千春

指導教員

高橋修

② 橋梁の追跡調査データ③ 現場の写真データ

車両走行時の振動や騒音を抑制する工法として，格子橋梁の基本データは，埋設ジョイントが設置していパネルを用いた伸縮分散型埋設ジョイントが運用さる橋梁の長さや伸縮桁長，使用材料等のデータである．

れている．埋設ジョイントは，コンクリートの床版端橋梁の追跡調査データは，施工から調査まで経過した部に生じる温度変化による変位を舗装体内で分散吸年数や交通量，気温等である．また，追跡調査データ収させる構造である．

内には損傷度という項目があるが，この損傷度は施工埋設ジョイントの供用期間として，道路アスファル管理業者および研究機関によって作成されるもので，ト舗装と同様に，10 年が期待されている．しかしなが埋設ジョイントの損傷の程度を 0 から 5 までの 6 段階ら，埋設ジョイントには温度変化による桁の伸縮変位，で評価した値である．損傷度の評価方法としては，目および活荷重による主桁端部の回転変位など，一般部視および定規による簡易的な損傷幅および深さの測の舗装とは異なる外的な変形作用が働いているため，定値などによって損傷を評価し，各損傷度の条件で振供用後 10 年より以前に損傷が生じ，補修が必要となり分け，決定する．損傷度を評価するための表を表.1

る事例は少なくない．このように，埋設ジョイントのに示す．現場の写真データは，橋梁の外観や破損状況供用性については不明確な点が多い．近年の建設分野等の写真である．

に対する予算削減の影響もあり，今後はインフラスト以上のデータをすべて構築したデータベースに入ラクチャの長寿命化と合理的な維持管理技術が重要力し，条件に基づいてデータを整理して埋設ジョインである．そのためには埋設ジョイントの供用状況を調トの供用性について検討した．そして，埋設ジョイン査して，実状を把握しておく必要がある．

トの供用条件と損傷の関係について調査し，考察を加その課題を受け，実際に全国各地の埋設ジョイントえた．その結果の一例として図.1 を示す．の状況は施工管理者によって調査されており，本研究

表．1

ではそれらデータを一元化し，データベースとして埋損傷度

損傷度評価表状況

経過観察のポイント
1)路面クラックの有無の確認

1)異常なし設ジョイントの維持管理に役立てていく必要がある．

0以上のことから本研究の目的は以下の 3 点である．

11)横方向にヘアークラックが発生（幅1mm以 1)ヘアークラックの数、幅、深下もしくは深さが1mm以上）
さ

21)遊間部付近に数本の線状クラックが発生（幅1mm以上、深さ5mm以上、5本以下）

1)ヘアークラックの本数、幅、深さ

31)舗装全面に幅5mm以上、深さ15mm以上、5本以上の線状クラックが発生

1)クラックの本数
2)クラックの幅、長さ、深さ
1)基層部の状態確認（剥離現象等調査）
2)亀甲状クラックの面積測定
3)表層部の剥離・飛散面積
1)基層の剥離の有無
2)パネルの損傷程度の確認を定性的に明らかにする．

1)舗装全面に亀甲状クラックが発生
4する．
5801010～12① 橋梁の基本データ

18～つの構造に分類した．

26～

データベースでは，埋設ジョイントのデータを次の 336を採用し，埋設ジョイントのデータベースを構築した．

44～

ム（RDBMS：Relational Database Management System）

不明
52

本研究ではリレーショナル型データベースシステ

割合2.データベースの構築とデータ分析

100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%0%

0～システムの基礎を構築する．

1)ポットホールが発生
2)基層部が破損

43．以上の 2 点を合わせ，埋設ジョイントの維持管理

2)表層部の剥離・飛散の可能性がある

2～

2．埋設ジョイントの適切な補修時期を定量的に評価

12～

1．データベースより，埋設ジョイントの現状と特徴

経過年（年）

図．1 施工後経過年数に対する損傷度割合の比較

図．1 は埋設ジョイントのデータベースから施工から経過 2 年ごとにデータを分別し，それらデータに対試体よりも補修材の疲労破壊抵抗性がかなり高いことが原因であると考えられる．

する損傷度の割合を示している．なお，この元データは新設後もしくは補修後から経過した年数であり，途4.維持管理システムの構築とまとめ中で補修されているものはない．当然のことながら，これまで，埋設ジョイントの実状や特徴をデータベ

年数が経過するに従って，損傷度 0 の割合が減り，損ースから定性的に明らかにし，さらに繰返し曲げ試験

傷度 2，3 割合は増加している．しかし，損傷度 4，5

では，損傷の程度と補修効果の関係を室内試験レベルの割合は経過年数が長くなっても単純に増加していで評価した．以上の結果を合わせることで，具体的なるわけではない．経過年数が 0～2，2～4 の短い場合

実データに基づいた知見を得た．本研究で得られた知でも，損傷度 4，5 の埋設ジョイントが存在している．

見を以下に示す．

つまり，年数が経過するに従って，補修が必要となる① それぞれの損傷度と擬似ひび割れ深さをリンクしものがどんどん増えていくのではなく，簡易的に補修た．その結果，簡易的な補修による効果は，損傷できるレベルの損傷への進展に止まり，設計期間であ度 2 の段階まで期待できるが，ひび割れ深さがる 10 年を満足できている埋設ジョイントが多くを占15mm を超えてしまうと，表層部の破損を遅延するめている．また，上記の特徴から，経過年数 4 年以降効果よりも，ひび割れに雨水の浸入を防止する効は，損傷の要注意の段階である損傷度 2，3 が増加す果を目的として行うことが望ましいと言える．

るため，補修を行うこと，およびその補修を行う時期② 損傷度 3 においては，対処方法として補修材を用が埋設ジョイントとしての寿命の延長に非常に重要いても，破壊進行を遅延する効果は期待できないであると考えられる．

が，雨水の浸入を防ぎ，基層の劣化進行の遅延と以上の例等を含め，埋設ジョイントの現状と特徴が明らかとなった．特に，図．1 の結果より，破損が顕著になる状態から維持管理のためのアクションが非しての効果は得られると考えられる．しかし，長期の延命処置としては適切ではない．
③ 上記の①，②より，埋設ジョイントのデータベー常に重要であると考えられる．次なる検討課題として，スと繰返し曲げ試験で得た結果をリンクすること埋設ジョイントの損傷の程度に対する適切な補修時ができたが，実用的な維持管理システムを構築す期について評価することが挙げられる．

るには，データベースと室内試験による補修時期の評価の関係性に不十分な点が多い．しかしなが3.埋設ジョイントの適切な補修時期に関する検討
前節の検討において，埋設ジョイントのひび割れ損
傷は供用後 4～5 年で発生している場合が多く，期待ら，埋設ジョイントの維持管理システムを構築するための基礎資料を得ることができ，今後の研究につなげられる結果となった．

されている設計寿命を満たすためには適切な時期に250

し曲げ試験によって，擬似的なひび割れ損傷の程度と200

ひび割れ深さ 5mm を補修したものが，プレーン（新規状態）よりも破壊回数が多い結果となったのは，供図．2

び
ひび

割れ

割れ（15mm）
補修（15mm）（10mm）
補修（10mm））m）m
ひ段階までに行うことが望ましいことが言える．なお，（5mm（5ひ割れを補修するタイミングは，ひび割れ深さ 10mm の修と効果は期待でない．以上のことから，簡易的なひび0補できる．しかし，15mm 以上のひび割れの深さになる

50

び割れ

たが，ひび割れ深さが 10mm の状態までは効果が期待

100

ンることで，疲労破壊抵抗性が向上することは確認でき150ー行った．結果は図．2 のとおりである．補修材を用い

プレ

補修効果の関係について室内試験レベルでの評価を破壊回数（×104 回）よる補修が肝要であることを確認した．そこで，繰返繰返し曲げ試験における疲労破壊回数の比較