「塩害環境下における既存コンクリート構造物の地域立脚型維持管理システムの開発と実践」
丸山久一（長岡技術科学大学）

岩波

井林基（長岡工業高等専門学校）

佐伯康（長岡工業高等専門学校）
竜彦（新潟大学）

篠田佳男（日本コンクリート技術株式会社）下村

匠（長岡技術科学大学）

田中泰司（長岡技術科学大学）

宮下剛（長岡技術科学大学）

１．背景や必要性
建設後 50 年を超えるコンクリート構造物が年々増加する中で、構造物の維持管理に関わる経費の増加が大きな問題となりつつある。
その対策として、橋梁構造物の長寿命化を図ることが国土交通省で検討され、同省の主導の下、各地方整備局のみならず、県および市町村でも橋梁構造物の長寿命化計画が策定されつつある。しかし、対象となる橋梁は膨大な数にのぼる。たとえば新潟県の場合は、県の管理下にあるもので、スパン 15ｍ以上に限っても 4,000橋程度あり、15m 以下となると 10,000 橋を超える。市町村に移管されたものになると、数万橋

２．申請事業の内容とその特徴
新潟県内にあるコンクリート構造物を合理的に維持管理できるシステムを開発し，実践する【本事業のポイント】にも及ぶ。

◆市町村の実状を踏まえたシステムの構築

構造種別

管理主体

道路橋(橋長15m以上)

その他
4%

高速道路
4%

鋼橋
39%

PC橋
40%

コンクリート構造物

国
7%

82千橋
市町村
55%

RC橋
17%

新潟県内の⾃治体の橋梁数

道路橋(橋長15m以上)
全橋梁数：150千橋

1000橋以上

99橋以下

都道府県
29%

政令市
5%
出典：道路統計年報2007

近い将来，橋梁の⾼齢化が深刻化すること・⼈材不⾜（数・専⾨性）
・予算不⾜

上記の制約を踏まえたうえで，維持管理システムを考える◆最新の知⾒にもとづく，維持管理対策の合理化
・劣化予測の⾼度化
・補修補強効果の評価

・新材料による⻑寿命化・ヘルスモニタリング

24

主として、地方の自治体が管理している既存構
100～499橋

500～999橋
68（本事業で行ったアンケート結果より）造物を、効率的かつ現実的に維持管理するための診断技術とマニュアルを開発・普及することが本申請事業の最終目的である。また、劣化が市町村レベルでは、長寿命化計画の策定だけ進行した構造物に対して、現在の技術レベルででも技術者不足で困難な状況にあり、まして、最も経済的な対策が評価可能な要素技術を構築

その実施にあたっては、経費および人材が不足し、具体的なソリューションを地方自治体に提していて、ほとんど不可能な状態にある。

供することも研究目標とした。

このような厳しい制約下においても実施可能な、構造物の維持管理システムを作り上げ、実践していかなければ、社会インフラの荒廃は早晩避けられないところにまで迫っている。特に塩害環境の厳しい新潟県は、コンクリート構造物の劣化が顕在化していて、課題解決は急務である。そこで本申請事業では、県内の市町村レベルでも実施可能な新たな維持管理システムを開発することを目的とする。

現状調査◆コンクリート構造物の劣化状況の現状を調査，ヒアリングを実施

維持管理システムの開発（定期点検）
要対策（緊急点検）

タブレット端末を⽤いたWeb
データベースシステムの開発
簡単な点検マニュアルの作成・運⽤

詳細なデータ

塩害劣化の予測（評価判定）

ライフサイクルコスト（対策の実施）

ヘルスモニタリング

⾼耐久材料の評価
補修の効果

事業の進め方についてであるが、まず、新潟橋守によって変状の発生が報告された場合には、県内にある市町村の維持管理体制の実態を把握

専門コンサルタントによる外観調査(現行の定期するために、調査・ヒアリングにより、問題点点検に相当する)を行い、対策の要否を判断するや制約条件等の整理を行った(担当：下村)。そのことになる。小千谷市の協力を得て、このシス結果、新潟県内の地方自治体では構造物の維持テムを試行運用したところ、これまでの詳細点管理を専門とした職員が不足していること、担検とほぼ同様の診断結果を得ることができる上、当者がいても十分な技術を持っていないことが詳細点検の数を8割以上減らせることが示され判明した。

た。

次に、予算・人的資源などの実態に即した維持管理マニュアルの作成を行った(担当：丸山・岩波)。作成したマニュアルは、管理主体内の予算不足と技術者不足を解決するために、地元の建設業者や市民でも使いこなせるように、本質的な項目だけを抽出して簡略化した。マニュア対策の必要な変状が確認された場合には、対ルを熟読しなくても確実かつ簡単に点検ができ策方法を決定するために、無対策の場合と対策るように、タブレット端末を用いた点検システを施した場合のそれぞれで、劣化予測を行い、ムを構築し、橋梁点検専用のアプリを開発した。

対策の効果を評価する必要がある。そのためにタブレット端末に入力された点検結果は、ボタは、飛来塩分などの環境評価が不可欠であるのンひとつでネット上にあるデータベースサーバで、その評価方法の提案を行った(担当：佐伯)。

ーに収集されるような仕組みとした(担当：井林)。

我々の提案する薄板モルタルによる飛来塩分量
調査法は、既往の方法と同等の分析結果が得られるうえ、安価かつ手軽に環境分析を行えるという利点がある。また、従来では難しかった、きめ細かな飛来塩分分布測定も可能である。

薄板モルタルによる飛来塩分量分析
1.50.14

薄板塩分浸透量0.12

塩分量比

10.5

0.10.080.060.0401993年飛来塩分
2011年薄板供試体塩分浸透量
馬下大橋

乙胎内大橋 米山大橋 姫川大橋

0.02
0.20.40.60.81（飛来塩分量）^(1/2)

従来の測定方法との比較

1.2

塩害環境下にある橋梁の劣化予測を、どのよ費の2倍まで積みあがっていたものもあった。従うに行うことがよいのか検討するためには、実来の補修ではその場しのぎにしかならないが、際の橋梁がどのような劣化を呈しているのかを

電気防食工法は高価ではあるが、ある程度耐久データベース化し、検証データとして蓄積して的であり、長い目でみれば従来の補修方法よりおく必要がある。そこで、新潟県沿岸部にあるもコストが低くなることがわかった。

207橋の劣化状況を調査したところ（担当：田中）、海岸から100m以内にある橋梁の約8割で塩害のだし、海岸から500m離れると、塩害はほとんど問題にならないようである。

B橋 ・・・プレテンT
C橋 ・・・プレテンT

3.0
累積金額／新設費

劣化が生じていることがあきらかとなった。たA橋 ・・・プレテンT

3.5

D橋 ・・・ポステン

2.5

E橋 ・・・ポステン

2.0

F橋 ・・・ポステン
G橋 ・・・ポステン

1.5

H橋 ・・・ポステン

1.0

I橋 ・・・合成鈑桁
J橋 ・・・鋼鈑桁

0.5K橋 ・・・合成鈑桁

0.0

L橋 ・・・ポステン

02040

供用年数（年）

M橋 ・・・ポステン
N橋 ・・・プレテン

このように、塩害ですでに劣化した橋梁に対しては、下手に補修をせずに架け替えた方がトータルの金額を抑えることができる。架け替え
140

Ⅲ

120Ⅱ

評価レベル別橋梁数
A ：71橋
Ⅰ：88橋
Ⅱ：43橋
Ⅲ：6橋

橋梁数

100
8060

Ⅰ40
20

A

00～100101～300 301～500

海岸からの距離(m)

海岸近傍(100m以内)での劣化が顕著⇨多くの橋梁が補修されておりレベルⅠに集中

いったん、塩害劣化が生じた橋梁をどのように維持管理していくのが適当であるのかを考えるために、塩害補修が行われた橋梁のライフサイクルコストの調査を行った（担当：田中）。その結果、いったん補修を始めると定期的に補修を繰り返すことになり、補修開始から30～40年後には新設費用と同程度の補修費用がかかることが明らかとなった。また、構造形式によっては、劣化し始めてから15年程度で補修費が新設た橋梁は当然、高耐久性を求められるので、ステンレス鉄筋などの高耐久材料の活用についても本研究課題で取り組んでいる (担当：篠田)。
具体的には、ステンレス鉄筋使用による薄肉化の提案と実証試験、ステンレス鉄筋を用いた埋設型枠の開発と試験施工を実施している。

重要構造物で即時の架け替えや補修補強が困本研究で開発した診断技術・維持管理システ

難な場合には、経過観察の措置が取られること

ムは、高度な技術に裏付けられた簡易なマニュも考えられる。構造性能の劣化を確実にとらえ

アルとタブレット端末や Web データシステム、ることのできるモニタリング技術の開発も本申

音響波動測定装置など、最先端の電子機器で構請事業で実施した(担当：宮下)。PC橋梁では、成される。これは国や県のみならず、市町村にPCケーブルが少しずつ破断しながら強度低下しおいても実施可能なものとすることを前程としていくことに着目し、PCケーブルの破断音を検ているためで、その実施に際しては市民や地域知する装置を開発した。の技術者を組み込んだ産官学の協同体制で行うものである。したがって、本システムの導入効果としては、橋梁を含めたコンクリート構造物の長寿命化計画を実際に実施可能とするとともに、地域の建設産業に従事する技術者のレベルアップを図り、さらには、新たな地域産業の育成にも貢献できるものである。
笹子トンネルの天井版崩落事故を契機に、構造物の老朽化が社会問題としてクローズアップされている。本研究課題で開発したシステムは橋梁に焦点を絞ったものであるが、その仕組みは他の構造物や施設へそのまま応用することが可能である。今後は、本システムの対象を、トンネルや建物、付帯設備などへと早急に拡張し、喫緊の対応が迫られている構造物の老朽化対策に役立てる予定である。
最後に、本事業を通じて得られた成果より、このように、本研究課題では、点検・診断コ以下の提言を行う。

ストを抑えながら、変状を生じたものは漏れな

１．タブレット端末とデータベースを組み合わくフォローできる仕組みの作成と必要技術の開せた最先端の点検システムと地元の力を活発を行った。また、最新の研究成果にもとづくかすことで、従来よりも低コストで構造物対策評価手法の提案を行い、維持管理計画の合の点検を実施できることを本事業で証明し理化を図れるようにした。経過観察の措置がとた。構造物の老朽化問題に対しては、これられた場合でも、適確なモニタリング技術を提までの枠にとらわれず、地域の実情に即し供することによって、構造安全性の確保が担保た仕組みを構築すべきである。

できるようにした。

２．新潟県沿岸部の橋梁の大半が塩害劣化している。下手な補修はその場しのぎにすぎな

３．期待される具体的な成果い。現代では高耐久な構造物を作る技術が本事業の成果あるので、塩害で劣化した構造物は計画的◆点検：タブレット端末+Webデータベースの開発◆評価：ライフサイクルコストの実態把握◆対策：破断⾳モニタリングの開発に架け替えを進めるべきである。どうしても架け替えできない場合は、電気防食工法など高耐久な補修を行うべきである。

市町村が管理する膨⼤な数のコンクリート橋梁の維持管理が適切に実施される波及効果◆地域の安全・安⼼の確保◆地域の建設技術者の技術⼒向上◆地域産業の育成

３．既往のヘルスモニタリング技術はコンクリート橋の劣化を感知する能力が不足しているので、我々が開発した鋼材破断検知シス
テムのような、新たなモニタリング技術の開発を推進すべきである。