社会基盤を支えるコンクリート構造物の安全性と耐久性
横浜国立大学大学院 都市イノベーション研究院 准教授

細田

1. 社会基盤を支えるコンクリート構造物の安全性

暁 Akira Hosoda

は、 当然に地震に十分な抵抗性を与える必要がある。1923 年の関東大震災以降、明確に設計で地震による水平力を考慮するようになった。土木分野のコンクリート構造物では、わが国の地形による特徴、すなわち、急峻1978 年の宮城県沖地震を契機に許容せん断な山岳地帯が多く、大小の河川が無数にあり、応力度が池田尚治横浜国立大学名誉教授らの周囲を海に囲まれていることにより、道路や英断により大きく低減され、鉄道構造物等設鉄道などの社会基盤構造物には橋梁、トンネ計標準・同解説（1983 年版）
では陰な形で、土ルの割合が多くなる。これらの構造物なしに、

木学会コンクリート標準示方書（ 1986 年版）

人と物を大量に運ぶための道路ネットワーク

では陽な形で、主鉄筋が降伏した後の変形にや、特に人を大量に高速に運ぶことのできるよるエネルギー吸収を考慮した耐震設計法へ

鉄道ネットワークは成り立たない。そして、と進化してきた。

これらのネットワークは平時の国家の活力を1995 年の阪神大震災で多くのコンクリー担保するだけでなく、2011 年 3 月の東日本大ト構造物が被害を受けた（写真 1）が、上記の震災における救出活動や応急復旧、そして復耐震設計法の改善は有効であったことも証明

興にも不可欠であることが明らかとなった。

され、さらに耐震性能の要求水準が高まった。

古代ローマ帝国が帝国の防衛のためにロー

いわゆる既存不適格の構造物は、最新の設計マ街道網を整備し、それが経済の発展にも大規準を参照して耐震補強が鋭意進められていきく寄与したことは広く知られている。

る。1995 年、2004 年、2011 年などの大地震にわが国にコンクリート構造物を建設する際おいて、これらの耐震補強の効果が確認され

写真1 阪神大震災における鉄道構造物の壊滅的な被害の例

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写真 2 東日本大震災の津波で流失した長さ40m のプレストレストコンクリート橋梁（人物は筆者）

ゆっくりと進行するありがたい反応である。
この反応のおかげで、我々はコンクリートを生コンクリート工場で練り混ぜ、アジテータ車で現場に運搬し、構造物を造るための型枠の中に打込むことで造ることができる。型枠さえあれば、任意の形状を作製可能と言ってよい。非常に便利な材料である。
物事には必ず両面がある。便利であり、誰でも造ることができるため、施工の影響を受けるのである。生コンクリートの性能は JISている。2004 年の新潟県中越地震では、上越で保証されているものの、計量誤差やミス、新幹線の「とき」が脱線したが、実はこの新幹材料の誤使用なども無いとは言えない。生コ線が走行していたコンクリート構造物は耐震ンクリートの段階で硬化後の種々の長期間に補強が行なわれており、もし行なわれていな渡る性能を適切に評価することは非常に困難

かった場合にどのような事態になっていたかであり、今でも研究が重ねられている。さらを指摘する専門家は多くはない。土木技術者に、施工が不適切な場合は、構造物が初期段のまさに縁の下の力持ち的な日夜の努力を国階で持つ性能は大きく損ねられてしまう。

民は知るべきであるし、忘れてはならない。

コンクリートと人のアナロジーを用いるな

2011 年の東日本大震災では、多くの橋梁ら、所定の性能を持つように工場で練り混ぜが津波により流失するという大被害を受けた

られた段階が「誕生」、現場に運搬されて型枠（写真 2）。津波の浸水域に存在した 252 ものに打込まれて落ち着くまでの段階が「幼少期

橋梁で橋げたの流失などの甚大な被害が生じ～小学校」、現場で養生される段階が「中学校た。耐震補強により津波による被害を免れた～大学」、供用される段階が「社会人」と思ってものも認められたが、津波による被害の機構いる。厳しい荒波の社会でも大活躍できる社

解明と耐津波設計や補強方法の検討が、土木会人のように、厳しい環境作用の下でも簡単学会でも進められている。に劣化せずに社会基盤としての性能をしっか

わが国において、地震、津波は大きな脅威りと発揮できる構造物を造らねばならない。

であるが、そのために設計思想や技術が進歩そうでない場合は、逆に国民に負担を強いるしてきたとも言える。

ことになる。

2. 施工の影響を大きく受けるコンクリート構造物の品質

3. コンクリート構造物の完成後の表層品質の評価手法

国民の安全と国土・経済の発展に不可欠な

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コンクリート構造物であるが、コンクリートコンクリート構造物の耐久性を確保するたは難しい材料である。コンクリートはセメンめには、構造物の骨である鉄筋をまもるためトと水を練り混ぜたセメントペーストに、砂、の皮膚と言える、かぶりコンクリートの厚さ砂利が加わったものであるが、セメントと水がしっかりと確保されることと、かぶりが十の化学反応である水和反応は、常温・常圧で分に緻密であり、劣化因子が容易に侵入できないことが必要である。さらに、砂や砂利なに発生する温度ひび割れ※ 1 を抑制するシス

どの骨材に起因する劣化や、セメント中のアテムを構築した 3）。山口県がシステムの構築

ルカリ分などに起因するアルカリ骨材反応なに着手した最大の要因は、県内建設業界からどもあり、様々な環境において長期間におけの発注者への強い要請であった。発注者は、る耐久性を確保するのは容易ではない。

工事の発注にあたって仕様を示し、施工中にかぶり厚さを測定する様々な非破壊試験の監督し、引き取る前に検査するという役割を開発、実務への適用が鋭意進められている。

持ち、それぞれを適正かつ迅速に遂行する能コンクリート構造物の劣化のほとんどには、力を求められている。しかしながら、ひび割液体の水が関与するため、私の研究グループ

れに関わる問題は、建設業者にとってコスト

では、コンクリート構造物の表面から完全非管理や工程管理に大きな負荷を生じさせるた破壊で容易に測定のできる、表面吸水試験装め、発注者に対する不満と不信が顕在化した置を開発し、表面吸水試験によるかぶりの緻と考えられる。

密さ（表層品質）の評価方法の研究を日夜行っ山口県は、この問題に対して真正面から取ている 。また、究極の非破壊試験と言えるり組み、実構造物のデータを積み重ねたデー

目視評価法も開発し、実構造物での品質評価タベースを活用し、産官学の「協働」により解に活用している 2）。

決への道を歩むことになる。

1）

人間は誰かから見られていたり、「適切に」平成 17 年度に、実構造物で種々のひび割れ評価される仕組みでは全力で仕事をするもの抑制対策の効果を調べる「試験施工」が始まっである。コンクリート構造物の品質、性能をた。この試験施工では、「施工の基本事項を遵評価する手法の開発、実務への適用が、適切守すること」の重要性が浮き彫りになったこな材料が用いられ、適切な施工がなされることが大きな成果の一つであった。多くの関係とにつながるよう、全体のシステムを構築す者が注目する実構造物での試験施工が始まっる必要がある。

た途端に、不適切な施工に起因すると思われ高等な診断技術も重要であるが、とにかくる、ある種のひび割れが激減し、また同時にコンクリート構造物の数は膨大である。目視かぶりコンクリートの品質が大幅に向上した等による日常点検は今後ますます重要になるのである。構造物の耐久性は大幅に向上するであろうし、劣化しないための予防保全が最ものと期待される。

重要である。人間の歯の機能を保つために、一方で、「施工由来のひび割れ」がほぼ根絶

毎日の適切な歯磨きが最重要であるのと同じされたとしても、多くの温度ひび割れが構造である。また、そもそも劣化が生じにくいよ物に発生する事実が浮き彫りになり、このように設計・施工に適切にフィードバックするうなひび割れを防止したり、無害なひび割れことが非常に重要である。に抑制するためには、設計段階で十分に検討することが必要なことを関係者が認識した。

4. 山口県のひび割れ
抑制システムによるコンクリート構造物の品質向上
山口県では、コンクリート構造物の施工中山口県のひび割れ抑制システムは、施工者の努力で根絶すべきひび割れと、 発注者も積極的に関与して設計段階から抑制を検討すべきひび割れとを仕分けをすべきであることを、実構造物から得られたデータにより明示した点が特筆すべき特徴である。

※1
温度ひび割れセメントの水和反応で発生する水和熱により施工中に発生するひび割れで、構造物の耐久性を損ねる。

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図1 山口県のひび割れ抑制システムのフロー

図 2 山口県のひび割れ抑制システムで用いられている施工状況把握チェックシート

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ひび割れ抑制システム（図 1）では、施工者認識している。

は、 構造諸元や、 ひび割れ幅を抑制するた

私たちは、 4 章で詳述した山口県のひび割めの補強鉄筋の追加や膨張材の使用等の採用れ抑制システムの中の、特に「施工の基本事項されたひび割れ抑制対策、コンクリート材料の遵守」を達成している仕掛けを、東北の構の情報、 打込み時の諸条件、 打込み後に部造物の品質確保に応用すべきと考えており、材中に埋め込まれたセンサーで計測されたコ関係者と連携して実践段階に入ろうとしていンクリートの温度履歴、発生したひび割れのる。環境条件や使用材料、対象の構造物の構諸情報等を含むコンクリートの施工記録を提造形式も異なるので、柔軟に対応しながら応出する。施工記録はデータベースとして山口用を実践する必要がある。

県の HP で公開されている。このデータベー

また、基本事項を遵守した施工がなされたスを分析した結果に基づいて、ひび割れ抑制としても、材料に何らかの問題が仮にある場対策が対策資料としてまとめられている。ひ

合には、緻密な表層品質を達成できない場合び割れ抑制対策に基づいて、新たな構造物をが生じると思われる。その際には、施工後に設計する際にひび割れ抑制の検討がなされる表層品質を向上させる補修技術を試したり、PDCA システムである。

次の構造物の設計、施工で工夫を行い、その施工の基本事項の遵守を達成するために、様々な工夫がなされているが、その一つが結果得られる表層品質を評価して、PDCA システムを構築すべきであると考える。

「施工状況把握チェックシート」という 27 項

これまでの膨大な研究で蓄積されてきた目からなる打込み時の監督員が用いるチェッ種々の知見や、要素技術を結集し、まさにオクシート（図 2）である。学会の規準類等に記ープンイノベーションで、実構造物群の品質載されていてる膨大な施工の基本事項群から確保を達成し、そこで鍛えられた人財や技術A4 一枚に収まるように 27 項目を抽出し、監が、わが国のコンクリート工学や建設マネジ督員がこのチェックシートを持って打込みにメントをリードすることになるであろう。そ立ち会う仕掛けを開発した。言わば、規準類うなるように、この機会を活かすべきである。と現場をつなぐシートである。山口県のシステムは、今後、わが国の建設マネジメントを考える上で大いにヒントとなるであろう。

5. 東北の復興道路の品質確保
東北の太平洋沿岸および内陸に復興道路と復興支援道路の建設が行なわれている。 平成 25 年度から「建設ラッシュ」が始まり、多くの橋梁やトンネルなどの構造物が構築され

参考文献
1）林 和彦，細田 暁：表面吸水試験によるコンクリート構造物の表層品質の評価方法に関する基礎的研究，土木学会論文
集 E2，Vol.26，No.1，pp.82-97，20132）細田 暁，坂田 昇，田村隆弘，二宮 純：目視評価を活用した山口県のひび割れ抑制システムによる表層品質向上の分析，コンクリート工学年次論文集，Vol.35，2013（掲載決定3）細田 暁，田村隆弘，二宮 純：山口県のひび割れ抑制シス
テムによる各プレーヤーの技術力の向上，土木技術，第 67
巻第 10 号，pp.33-38，2012.10

る。良質な材料の確保（特に砂）が容易でないこと、生コンクリートの安定的な供給が容易でないことや、発注者、施工者に余裕が無い状態で建設が短期間で行われる状況にあると

ほそ●あきら

2001年東京大学大学院博士課程修了。JR 東日本構造技術セン
ターで実務に従事した後、2003 年10月横浜国立大学助教授。
コンクリート構造物の耐久性や維持管理に関する研究を基軸に、建設マネジメントや地域の防災力向上のための研究を展開。

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