コンコム第9回
建設技術者のための技術力向上セミナー
令和2年10月7日

第一部

新設構造物と既設構造物の性能確保のために－良いものを造り，みんなで守る－
2020年10月7日
日本大学工学部
岩城一郎
1

自己紹介（1963.6.1東京生）
経歴• 東北大学→首都高速道路公団→（コロラド大学）→東北大学→日本大学• 実務，海外，国立大学，私立大学を経験
研究内容• コンクリート構造物の耐久性，インフラの長寿命化• 復興インフラの長寿命化• 住民との協働による道づくり＆橋守
詳しくは「岩城一郎」で検索
2

講演内容
１．コンクリート構造物の品質確保、性能確保とは何か？
キーワード：多重防護や三位一体の考えを取り入れた設計，品質確保を目指した施工，性能確保を念頭に置いた維持管理
２．コンクリート劣化の原因とメカニズム
キーワード：凍結防止剤，複合劣化，ひびわれ※特に水の影響
３．地域のインフラはみんなで守る～産官学民の協働によるインフラメンテナンス～3

コンクリート（構造物）の品質確保，性能確保とは何だろうか？
（私見）• 品質（Quality）≠性能（Performance）• 品質確保：設計によりコンクリートの材料・配合，構造（鉄筋量や細目等）を決定した後に，製造や施工を通して，そのコンクリートのもつポテンシャル（潜在能力）を引き出す行為→「良いものを造ろう」とする技術者の（自覚や誇りを含む）力量に依存するもの• 性能確保：構造物のライフサイクルにわたる要求性能を満たす行為→技術者としての責任が問われるもの• 施工においていかに品質確保がなされても，出来上がった構造物の性能確保がなされるとは限らない！普通のコンクリートを用いて100点満点の品質確保ができたとしても，厳しい塩分環境などにおいてはライフサイクルにわたる構造物の性能確保を果たせないことがある．
• 設計において性能確保に資する諸元が決定され，施工において十分な品質確保がなされれば，適切な維持管理を行うことにより，供用中の構造物の性能確保を少ない予算で容易に実現することが可能となる．

凍結防止剤散布下における道路橋コンクリート床版を例に• 凍結防止剤として塩化ナトリウムが散布され，それが床版内部に浸透すると，塩害，凍害（スケーリング），アルカリシリカ反応（ASR）が促進される可能性がある．さらに，床版上を走行する自動車交通に伴う移動荷重の繰返しによる疲労により，床版内に水平ひび割れや砂利化を誘発し，早期劣化を引き起こす恐れがある．
• 凍結防止剤散布下における道路橋コンクリート床版では，塩害，凍害，ASRと疲労の複合劣化が発生することを想定する必要がある（2018年制定コンクリート標準示方書【維持管理編】に初めて明記）
が，複合劣化に対する劣化予測手法は確立されていない．
• 道路橋コンクリート床版のような活荷重を直接支持する重要部材においては，設計耐用年数（例えば100年）において材料劣化させないように設計・施工・維持管理することが肝要• 「多重防護」や「三位一体」の考えを取り入れた設計（材料・配合・構造）と，品質確保を目指した施工を行い，供用中は性能確保を念頭に置いた維持管理を行うことを提案

多重防護の考え方• 多重防護とは，塩害，凍害，ASR，および疲労という4つの劣化に対し，以下の6つの対策を網目状に張り巡らし，一対一から多対多で対応

対策
水結合材比の低減●
フライアッシュの使用●＋長期封かん養生
膨 張 材 の 使 用 ●（ひび割れ抑制）
防 錆 鋼 材 の 使 用 ●十分なｴﾝﾄﾚｲﾝﾄﾞｴｱ●（空気量6%）

劣化
●凍 害
●塩 害
●ASR
●疲 労

• ①セメント質量の20%程度を外割でフライアッシュに置換，あるいは高炉セメントを使用し，②水結合材比を45%程度に抑え，③空気量を6%程度とした上で，必要に応じて④エポキシ樹脂塗装鉄筋等防錆鋼材を使用し，⑤膨張材を用いてひび割れの抑制を行うとともに，⑥1か月程度湿潤または封かん養生を行うこと．

三位一体の考え方• 道路橋コンクリート床版は砂利化という現象が生じると急激にその耐疲労性が低下する．
アスファルト舗装（表層）• 砂利化は水－ひび割れ－繰返し 40mm
アスファルト舗装（基層）作用の3条件が共存する場合に生 35mm
砂利化
水平ひび割れじ，逆にこれらの3条件のうち一つでも取り除くことができれば砂利化は生じないと考えられる．

防水工（塗膜系，シート系）
塩分浸透
深さ• 舗装－表面防水層－床版を三位一体（システム）としてとらえ，個々に要求される性能を明確にしたうえで，総合的な対策を講じる必要がある．
• 舗装には積極的に排水機能を持たせ，表面防水層には性能の高い防水機能を付与するとともに，床版上面の施工精度を許容値以下に抑えることにより，床版内部への水の浸入をトータルで防ぐ対策が必要．
• 「水を制する者は床版を制す！」

施工（品質確保）の重要性• 多重防護の概念を取り入れ，三位一体の思想でどんなに立派な性能確保のシナリオを立て，周到な設計を行っても，施工が失敗すれば，そのシナリオは全く成立しなくなる．実際，設計思想までは良いのに，施工の問題で早期劣化に至った塩害橋を数多く見てきている．
• 道路橋コンクリート床版は部材厚が薄く，面的に広く，勾配を有しているため，施工を誤ると締固めや仕上げに失敗し，劣悪な表層品質を生むことになる．それだけに，事前に現地の状況を想定した試験施工を繰り返し，試験結果に基づく周到な施工計画を立て，一発勝負の場所打ち施工に臨む必要がある．

ロハスの橋プロジェクト• 性能確保のシナリオがいかに合理的であっても，初めて使用する材料や工法を発注者に説得することは容易ではな
い．→「ロハスの橋プロジェクト」の発想につながる．
• 床版を含む実物大の橋梁上部工の一部を再現し，そこに種々のコンクリート床版を施工することで，その後の各種性能を評価し，新材料，新工法の有意性や妥当性を示すもの．

• 本プロジェクトは2014年より日本大学工学部で始まり，Ⅰ期は6種類の床版による性能比較，Ⅱ期は主としてASR床版の現象把握，現在はⅢ期として，場所打ちPC床版を想定したフライアッシュコンクリートの施工性およびその後の硬化性状の評価を行っている，また今後，中空微小球をアジテータ車に添加したフライアッシュコンクリートの実証試験も行う予定である．

高耐久床版の実績• 向定内橋（フライアッシュ使用）や新気仙大橋（高炉セメント使用）をはじめとする東北地方三陸沿岸地域
における復興道路や復興支援道路• 福島県においても子田康弘教授らにより，相馬福島道路の桑折高架橋（高炉セメント使用）などにおいて高耐久床版が施工• 2020年6月には浜通りの常磐道付加車線（4車線化）工事の一環として，大日川橋においても，フライアッシュ（Ⅳ種管理）を用いた場所打ちPC床版が施工• JR東日本では，新潟駅付近連続立体交差化工事において，ASR対策として全面的にフライアッシュコンク
リートによる施工• 近い将来，各地で当たり前のように高耐久コンクリー
ト構造物が施工さることは，上述した品質確保と性能確保の関係に立ち返れば至極当然コンクリート劣化の原因とメカニズム11我が国のインフラの現状

KEN-Platz HPより・高度経済成長期に整備された橋の老朽化
・海外における相次ぐ落橋事故→インフラの老朽化が社会問題
12

笹子トンネル天井板落下事故
資料：中日本高速道路会社

資料：中日本高速道路会社

13東北地方の現状• 豊かな自然，急峻な地形，積雪寒冷地，太平洋＆日本海• 日本海沿岸の塩害• 凍害によるスケーリング• 凍結防止剤の作用による劣化• 東北地方におけるコンクリート構造物の耐久性向上検討委員会（委員長：三浦尚東北大学名誉教授）→東北地方におけるコンクリート構造物設計・施工ガイドライン(案)の策定（2009）http://www.thr.mlit.go.jp/tougi/choshi/con_guide.html

14

日本海沿岸の塩害橋
仙台（3.4m/s）
山形（1.6m/s）
酒田（4.4m/s）
青森（3.7m/s）
東京（3.3m/s）

6

平均風速（m/s）

5
4
3
2
10
1

2

3

4

5

67月
9 10 11 12

8

酒田

北北西
北西0.4

冬期（12-3月）
夏期（6-9月）
年間

北
北北東

0.3

北東

0.2

西北西

東北東

0.1
西

0

東

西南西

東南東
南西

南東

南南西

南南東
南

15

凍害

長谷川・藤原著：コンクリート構造物の耐久性シリーズ
凍害 より抜粋

16

庄谷，月永：コンクリート工学，Vol.42，No.12，pp.3-8，2004．

凍結防止剤散布による劣化• 1991年スパイクタイヤの規制：凍結防止剤（主にNaCl）の散布量急増（規制前の約10倍）• JCI「融雪剤によるコンクリート構造物の劣化研究委員会（1999年）」 （三浦尚委員長）• 劣化の特徴- コンクリート表面の激しいスケーリングとして現れる凍害- アルカリシリカ反応の促進- コンクリート中の鋼材の急速な腐食（塩害）- 交通荷重による疲労

三浦尚：コンクリート工学，Vol.38，No.6，pp.3-8，2000．

本格散布から20年しか経っておらず多くが潜伏期にある！！
17

凍結防止剤による劣化事例

18

凍結防止剤によるRC床版の劣化機構

どうしたら長持ちさせることができるか？
• 2019年の日本人の平均寿命：男子81.41歳，女子87.45歳（1947年には50歳代）→世界有数の長寿国• 理由：食生活？保険制度の充実，医療の高度化（病理の解明，医療機器の発達，新薬の開発，ドクターの知識・経験・技能の向上等）
社会インフラを長寿命化させるには？
• インフラの劣化（病気・怪我）の原因と程度を探り（診断），適切な処置を施す（治療） ，インフラの医療，ドクターの養成が不可欠
20

コンクリート・ドクター21
東京大学出版会：社会基盤
メインテナンス工学

自治体で管理している橋の現状• 膨大な橋梁数• 技術力・財政力不足• 橋梁のデータ不明

国道

都道府県道

市町村道

福島県の道路延長
5%

11%

84%

• 膨大な患者数• 医師・医療費不足• カルテ不明
高度な医療を受けられない
自治体の橋梁にとって，予防医療こそが最善策

22

水の作用に着目した予防医療

412

橋の多くは水の作用により劣化する．
金をかけずに劣化を防ぐには，橋に直接水を作用させない工夫が必要である．
そのためには，日々の歯磨きに相当する予防が重要である．

23

できる予防保全を確実に予防保全：構造物の劣化が顕在化しないうちに予防的な処置を施すこと• レベル3：ひび割れ注入工法，表面保護工法，電気化学的工法等• レベル2：水切りの設置・改良，ジョイントの簡易非排水化等• レベル1：排水枡の清掃，堆積土砂の撤去，排水管の長さ・向きの見直し等• レベル3→レベル2→レベル1の思考を
レベル1→レベル2→レベル3へ

24

住民との協働による橋の維持管理
地域住民の輪番制による• 排水溝の清掃• 堆積土砂の撤去• 防護柵の塗装• 美化（植栽）→橋の歯磨きプロジェクト
その他にも• 橋の異常を感じた際の役場への通報システム（橋の119番）• 橋の名付け親プロジェクト

無関心から関心，そして愛着へ！！

25

地域のインフラはみんなで守る～産官学民の協働によるインフラメンテナンス～

26

“平田村発”官学産民の協働によるみちづくり官
財政とインフラの健全化

WIN-WINWIN-WINの4者関係
事業構想

資材提供
協定

生活道路
整備

産
コンクリート
舗装の普及

マスコミを利活
用した情報発信学
学生のOJT（現場実習）
学生と住民との交流

他地域へのダイ
ナミックな水平展開

民技術支援

住民（高齢者）の活力向上“みちづくり”から“橋守”へ
27

住民説明会（2012年6月8日）28

現場研修会（2012年6月9日）

29

NHKくらし☆解説（後藤解説委員）で放映

30

第2回みちづくり事業（2012年9月15日）

31

防災のためのコンクリート舗装

32

出来上がり33

昼食の様子34

橋の名付け親プロジェクト（平田村）• 管理橋数の約半分（28橋）が名無し橋• 2橋を選定し，2013年5月に学区内の小学校に橋の名前を公募• 2013年6月7日－8日にイベント開催：
橋守講習会，銘板の設置
35

市町村の橋の現状36

市町村の橋の維持管理

37

橋の歯みがき38

橋の名付け親プロジェクト

39

道づくり第3弾＆橋守講習会 in 平田村

6月7日夕方：研修会
6月8日A.M.:橋守講習会
6月8日P.M.：住民との協働による道づくり事業
40

橋守ワークショップ in 南会津(技術者編)

41

橋守ワークショップ in 南会津（住民編Part1）42

橋守ワークショップ in 南会津（住民編Part2）43

橋守ワークショップ in 南会津（住民編Part3）

44

橋守ワークショップ in 南会津（住民編Part4）

橋守ワークショップ in 南会津（住民編Part5）

橋守ワークショップ in 南会津（住民編Part6）

笹子トンネル事故以降の対応
年月2012．12

内容
笹子トンネル天井板落下事故

2013．2道路に関する総点検実施

2013．11

インフラ長寿命化計画の策定

2014．6

道路橋定期点検要領

・５年に１回の頻度で近接目視点検を義務化。
・定期点検に加え、日常的な施設の状態の把握をする。

出典：大月市消防本部

高度経済成長期に建てられた社会インフラの老朽化が浮彫りに！

さらに道路橋管理者の約７割は各市町村。社会インフラの維持管理に投資できる予算の確保が課題

住民のための橋梁点検チェックシート

チェックシートの配布・回収
平田村文化祭におけるチェックシートの配布

チェックシートの回収状況とコメント

その後の活動
チェックシートの電子化
スマートフォンで簡易橋梁点検が実施できる。
緊急通報が簡単に行える。
スマホさえあれば簡単にできる。
位置情報や写真も同時に送れる。
みんなで守る。橋のメンテナンスネット HP開設
http://bridge-maintenance.net/
2012年から今までの一連の取り組みをまとめた。
点検結果をまとめた橋マップの公開・橋梁点検
チェックシートのダウンロード等。
宮城県黒川高校環境技術科
課題研究地域貢献パート

宮城県大和町が管理する46橋をシートver.3を用いて点検。
「橋マップ・大和」を作成

橋マップの作成
Google mapを活用・橋マップ・大和黒川高校の生徒による点検結果「高欄の錆」
1
3「排水桝の土泥のつまり」
1
3「排水桝のコケ・草」
1
3
1「地覆と舗装面の間の土泥のつまり」3
1 「地覆と舗装面の間のコケ草」 3を数値化
5 橋梁ごとに各項目の平均値を足す 15

0 10点満点で換算するため5を引く 10表に従い5段階評価し「橋長」「竣工年」「点検日」「点検結果」と共に地図上にプロットする

歯磨き指数＝X0≦X≦22＜X≦44＜X≦66＜X≦88＜X≦10

橋の清掃の必要性
低中高プロット色青色緑色黄色橙色
赤色

橋梁の日常点検に関する構想
目的

予算
不足

定期点検に加え、日常点検もしっかり行うこと
人材不足「地域住民」が「日常点検」を行うツールとして簡易橋梁点検チェックシートを考案

住民主導型

高校生
主導型

インハウスエンジニア主導型

様々な日常点検のやり方
若い世代は使いやすい。
整理しやすい。

黒川高校の生徒が宮城県大和町の全橋梁を点検。Google
mapにまとめた橋守ワークショップ in 南三陸 2019/10/5

福島県平田村福島県郡山市地域住民
インハウス
宮城県黒川高校 エンジニア セルフ（大和町・富谷市）
メンテナンスモデル
予防保全の必要性を見える化

高校生

地域での予防保全活動

橋のセルフメンテナンスモデルの展開
宮城県大衡村宮城県大和町
宮城県大郷町
宮城県富谷市

宮城県南三陸町

山形県寒河江市

福島県葛尾村福島県郡山市日本大学工学部

福島県南会津町

福島県平田村石川県津幡町東京都世田谷区

山口県周南市

2020年1月現在：全国13市町村へセルフメンテナンスモデルを展開

産官学民の連携による地域づくり
技術の高度化・体系化

専門家：大学，学会

地域の連携・融合

信頼関係

責任

情報発信
（説明技法）

自治体（県，市町村）

責任

地元の建設業
信頼関係

インフラへの要望

マスコミ

関心

マスコミの利活用

市民関心
愛着

自立した地域づくりを目指して• 脱原発，2040年再生可能エネルギー100%• 過疎化・高齢化の進む
中での地域づくり

水エネルギー• 豊かな自然と天然資源（水，木材），地域力

住環境
インフラの自立から，エネ
ルギー・水の自立，そして医療・介護・防災の自立へ“ふくしま発”自立共生型
地域モデルの構築と発信

社会インフラ

医療
介護
防災等

インフラメンテナンス総合委員会HP
https://inframaintenance.jsce.or.jp/

59

地方インフラを対象とメンテナンス講座

2020年度，全4回のシリーズ• 第1回（11月16日）：導入編（3時間程度） HPに相談窓• 第2回（12月）：インフラメンテナンス（橋 口を設け，，トンネル，上下水道等）の現状（健康地域の困り診断小委員会とのコラボ）（2時間程度）
ごと相談を• 第3回（1月）：インフラメンテナンスのた受け付けるめの技術や制度（仕組み）（新技術適用ことで，一方推進委員会とのコラボ）（2時間程度）• 第4回（2月）：インフラメンテナンスのた 通行ではなく，めの市民協働や人材育成（アクティビテ 毎回双方向
ィ部会主体，インフラメンテナンス国民 で実施予定
会議等とのコラボ）（2時間程度）
60

おわりに
• 新設コンクリート革命（日経BP社）はじめにの一節より引用「良いコンクリート構造物を実現する方法は，コンクリートという素材の持ち味を最大限に生かし（品質確保）、構造物のライフサイクルにわたり想定される環境作用や地震作用といったあらゆる作用に対し、要求性能を満足する構造物を設計・施工・維持管理すること（性能確保）である。－中略－ 群れをなすペンギンの中で、餌を求め、最初に海に飛び込むペンギンのことをファースト・ペンギンと呼ぶ。リスクを恐れずに勇気を持って新しいことにチャレンジする人の例えであるが、少なくとも人間社会では、単に勇気だけではなく、理知的で冷静なファースト・ペンギンであることが求められる。あとから飛び込む者を巻き添えにするわけにはいかない。そして、飛び込むからには決して元の状態に戻ってはならない。」• 山形県の建設業に携わる皆様がファースト・ペンギンとなり，「品質確保」と「性能確保」を両輪として，より良いコンクリート構造物の実現に貢献することを期待します．

ご清聴ありがとうございました．

いいものを造りみんなで守る