平成26年度

トンネル内コンクリート舗装の補修実態と対策技術について（独）土木研究所

寒地土木研究所 寒地道路保全チーム
留萌開発建設部 留萌開発事務所
札幌開発建設部 札幌道路事務所◯井谷 雅司佐藤 秀人
東英俊

トンネル内のコンクリート舗装は，供用からの時間経過に伴い路面の摩擦抵抗値が低下する事例が多く見られる．その対策としては，近年は，すべり抵抗値の改善効果や効果の持続性の観点から，白色アスファルト混合物による切削オーバーレイなどが実施される例が多いが，コストが高いことが課題であり，より安価で効果的なすべり対策工法の検討が求められている．このような問題を解決するため，昨年度より，北海道開発局管内の国道231号線の複数のトンネルにおいて，コンクリート表面のリフレッシュ工法としてダイヤモンドグラインディング工法（以下，「DG工法」と称す．）による路面摩擦改善に関する試験施工を実施している．本報告では，北海道内におけるトンネル内コンクリート舗装の補修実態および試験施工にて実施したDG工法による路面摩擦抵抗値の改善効果及び追跡調査結果について報告するものである．
キーワード：トンネル内舗装，コンクリート舗装，すべり抵抗値，ダイヤモンドグラインディング工法

１． はじめにまた，その対策としては，近年は，すべり抵抗値の改善効果や効果の持続性等の観点から，白色アスファルト混合物による切削オーバーレイなどが実施される例が多いが，コストが高いことが課題であり，より安価で効果的なすべり対策工法の検討が求められている．
このような課題を解決するため，国道231号のいくつかのトンネルにおいて，コンクリート表面のリフレッシュ工法としてアメリカでの実績が多いDG工法によるすべり対策を試験施工として実施している．
本報告では，北海道内におけるトンネル内コンクリート舗装の補修実態および試験施工にて実施したDG工法による路面摩擦抵抗値の改善効果及び追跡調査結果について報告する．

トンネル内の舗装は，主にコンクリート舗装が多く採用されている．その主な理由は以下のとおりである．
① コンクリート舗装はアスファルト舗装に比べて耐摩耗性に優れるためチェーン装着タイヤ等による摩耗の影響を受けにくく補修頻度が減る．
② コンクリート舗装は白いため黒いアスファルト舗装より照明の反射率が高く，照明コストを減らすことができる．
③ コンクリート舗装はトンネル内にて火災が発生した際に原油由来のアスファルト舗装のように有毒ガスが発生しない．
上記の理由などから，トンネル内舗装の多くにコ２． 開発局管内のトンネル内舗装の補修実態
ンクリート舗装が採用されてきたが，近年，設計期
トンネル内コンクリート舗装の表面は粗面化によ間20年を超えるコンクリート舗装が増加し，構造的るすべり防止を主な目的としてほうき目仕上げが実課題（クラック，段差等）や性能的課題（すべり，施される（写真-1）．
平坦性等）を抱える舗装が増加している．特に，すしかしながら，ほうき目部はコンクリート表面のべり抵抗値は供用からの時間経過に伴い低下する事
モルタルの凹凸で構成されるため耐摩耗性は低く，例が多く見られる．
その原因としては，ポリッシングよる摩耗のほか， 供用に伴いタイヤによるすり磨き等により消失していく．その結果，供用に伴い光沢を帯びたすべりやコンクリート表面に結晶層（カルサイト）が生成さすい路面が形成される場合がある（写真-2）．また，れること１）や，表面付近のCaOが明かり部に比べて高２）
く（＝硬い）磨かれた場合すべりやすくなる など
特に積雪寒冷地においては，チェーン装着タイヤにの報告事例があるが，それだけでは説明がつかない
よる摩耗や除雪車の刃により表面が削られすべりや現場もあり，現在研究中である．
すい路面となる場合もみられる（写真-3）．
Masashi Itani,Hideto Satou,Hidetoshi Azuma

いる．グルービング系の対策は抗口部の対策で多く用いられており，冬期においてはアイスバーン生成抑制（破砕効果）が期待される．トン
ネル内部での対策はあまり見られない．
⑤ コンクリート舗装の粗面化工法は，グルービング系の工法以外は行われていない．

写真-1 施工直後のコンクリート舗装のほうき目仕上げ

図-1 トンネル内舗装の補修の実態

３． すべり抵抗値低下の原因と粗面処理の有効性
トンネル内舗装のすべり抵抗値が低下する原因は，明らかにされてはいないが，既往文献や実態観測結果をまとめると以下が考えられる．
① 雨水の影響を受けにくく，固く平滑なカルシウ
ムの結晶層（カルサイト）が生成され，それがタイヤで磨かれるため為② 明かり部に比べて雨水の影響を受けにくいためカルシウム分が消失しにくく表面が硬くなり，タイヤのすり磨きの影響でミクロテクスチャが平滑になる（ツルツルになる）為③ 車両の排ガス，オイル分等が，雨水で流出しに
写真-3 除雪車の刃により表面が削られた路面
くく，結露や湧水，引き込み水の影響ですべりやすくなる為．
積雪寒冷地のトンネル内舗装がどの程度の割合で， ④ 除雪車の刃の影響で，雪氷が入り込んでいる抗どのような工法で補修されているのかは，管理台帳
口部から 200m 程度の範囲は路面が磨かれる場合には記録されていない場合もあり把握されていないがある為のが実態である．そのため，トンネル内舗装がどの⑤ トンネル内は風向き，湧水（漏水）よっては結ような補修が施工されているかに着眼し，現地にお露しやすく湿潤状態になりやすい為．
ける目視調査により実態調査を行った．調査の対象⑥ その他とした地域は，札幌開発建設部管内，小樽開発建設
また，明かり部ですべり抵抗値の低下が見られな部管内，室蘭開発建設部管内，旭川開発建設部管内
い理由は以下が考えられる．の国道を対象とし63本のトンネルにおいて調査を行① 雨水の影響で，結晶層（カルサイト）が生成さった．図-1にトンネル内舗装の補修の実態調査を行れにくい為．
った結果を示す．ここから以下のことがいえる．
② 雨水の影響で，表面のカルシウム分が消失しや① トンネル内コンクリート舗装の約半数は何らかすく強度が低下し，ツルツルのテクスチャになの原因（すべりや構造的）で補修されている．
りにくいため．
② アスファルト混合物でオーバーレイされる例が③ その他
７割以上
いずれにしても，トンネル内コンクリート舗装が③ ニート工法はほぼ行われていない．（摩耗や除すべりやすくなる原因は様々考えられるが，主に表雪車の刃の影響で早期に削られる例が多いため） 面部分がすべりやすく変化することが原因であり，④ グルービング工法は，溝にウレタン樹脂を詰めそれを除去する粗面処理工法は，低コストなすべりたグルービングウレタン工法が多く採用されて対策としては有効と考えられる．
写真-2 光沢を帯びたコンクリート舗装路面

Masashi Itani,Hideto Satou,Hidetoshi Azuma

４． DG工法の試験施工および追跡調査結果
4.1 試験施工概要
国道231号の海岸線沿いの４本のトンネル（A～D）
にてDG工法による試験施工を実施した．DG工法の詳
細やDG施工後の路面状況については文献４），５）にて報告しているため参考とされたい．
DG工法は，数mmピッチで組み合わせたダイヤモン
ドブレードにより，コンクリート舗装表面を数mmの薄層で研削する工法である． DG工法は，米国においては，コンクリート舗装の表面のリフレッシュ工法として20年近い実績のある一般的な工法であるが，日本においては，比較的新しい工法であり施工事例も少ない．主な効果として，コンクリート表面のきめを増大させ路面摩擦を改善する効果があるが，それ以外に雨水の表面排水性も向上しハイドロプレー
ニング現象の抑制や平坦性の改善による走行性の向上，表面形状の修復などに使用される．
本試験施工で使用したダイヤモンドブレードは，3mm幅のブレードを2mmピッチに180枚組み合わせたもの（幅1m）で，さらにA,Cトンネルでは路面摩擦の持続性及び排水機能の強化等を目的として5cmピッチに4mm突起した大きめのブレードを配置し，縦グルービングが切れる形状とした（写真-4）．

1.0

Aトンネル

0.9OWP（DG施⼯後）

BWP（DG施⼯後）OWP（１年後）BWP（１年後）

RSN60km/h

0.80.7
0.6
0.5
0.4
0.3

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2

0.1

0.1
0.001.020406080
札幌側からの距離（留萌側DG⼯区）

100[m]

1200140

200

1.0

Bトンネル

0.9400600

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
留萌側抗⼝からの距離[m]Dトンネル

0.90.80.8

RSN60km/h

0.70.60.5

すべり抵抗値

RSN60km/h

0.70.20.0

すべり抵抗値

Cトンネル

0.9

すべり抵抗値

RSN60km/h

0.8

すべり抵抗値

4.2 すべり抵抗値の推移
DFテスタにて測定したすべり抵抗値の推移を図-2，3に示す．A，Bトンネルは昨年度施工しており，供用１年後のすべり抵抗値の推移も合わせて示す．
道路維持修繕要綱３）では“交通量の少ない一般道”
ではすべり摩擦係数の修繕の目標値は規定されておらず，試験施工を実施したトンネルはこれに該当すると考えるが，“交通量の多い一般道路” においてはすべり摩擦係数が0.25を下回ると維持修繕が必要とされる目安とされている．DG施工直後（赤線）においてはすべり抵抗値は大きく改善する．ただし，タイヤ走行部はわだ
札幌側抗⼝位置1.0

写真-4 DG工法施工後の路面

0.4
0.3

0.7
0.6
0.5
0.4
0.3

0.2

0.2

0.1

0.1
0.00.0
200

250

300

350
400450札幌側抗⼝からの距離 [m]

500

550

600050100150200250
留萌側抗⼝からの距離[m]300350400※OWP：外側車輪走行部，BWP：非車輪走行部

図-2 すべり抵抗値の分布

Masashi Itani,Hideto Satou,Hidetoshi Azuma

ち掘れの影響でブレードが届きにくいため，すべり抵抗値は低めになる傾向がある．わだち掘れを考慮し，深く切削することにより良好なすべり抵抗値を得られるといえる．
また，１年経過後（緑線）においては，初期に比べすべり抵抗値は低下する．特にタイヤ走行部は摩耗等の影響により，すべり抵抗値が低下するが，安全な走行には問題ないレベルである．
DG工法による効果は供用１年目では全く問題はないが，持続性について継続的な検証が必要であるといえる．
1.00.9

すべり抵抗値

RSN60km/h

0.8

また，走行性に関して，施工後１年後の路面のラフネス指標についてMRPで測定した結果，IRIは2～3(mm/m)程度であり施工直後から変化はなく，乗り心地はよい状態で推移している．

５．結論① 北海道開発局管内の多くのトンネル内コンクリート舗装は何らかの補修が実施されており，その工法は，アスファルトのオーバレイが多く実施されてる．
② DG 工法施工後はすべり抵抗値は大きく改善され，１年経過後においてもμ60km/h＝0.25 を上回るすべり抵抗値が確保される．
③ タイヤ走行部は，タイヤによる摩耗等の影響で，非走行部に比べすべり抵抗値が低い傾向．

0.7

６．おわりに

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
対策前

対策後
Aトンネル

1年後

対策前

対策後
Bトンネル

1年後

対策前

対策後

Cトンネル

対策前

対策後

Dトンネル

図-3 すべり抵抗値の推移
表-1 維持修繕要否判断の目標値３）

4.3 供用１年目の路面状況

トンネル内のコンクリート舗装のすべり抵抗値の低下
は，本現場だけではなく，多くの現場で課題となっており，有効な解決策を検討している．
そのような中，DG 工法はすべり抵抗値改善工法としては切削オーバーレイ工法より安価であり，有効な対策工法になり得る工法であると考える．
DG 工法は，日本での施工実績も少なく，効果の検証のための追跡調査や試験施工など継続的に行わなければならない．
特に北海道においては，除雪作業が入った場合，DG 工法の表面がどのように変化するか，すべり抵抗値が確保されるか，アイスバーンの発生抑制効果などは，北海道特有の課題であり，今後観察していかなければならない．
また，コンクリート舗装の粗面化工法は，DG 工法以外にもいくつか開発されており，他の工法も含めた効果や持続性，費用対効果は明らかではなく，今後検討していく必要があると考える．
【参考文献】
１） 森一宏，高橋守人：海岸付近のコンクリート舗装のすべり抵抗の要因とその対策について，北海道開発技術研究
DG工法特有の路面の凹凸は，タイヤ走行部においては，発表会概要集 第 43 巻，2000
施工当初に比べると，露出した骨材の角がとれ丸みを帯
２）
中村和博，松本大二郎：道路構造によるコンクリート舗
びてきており，今後の経過を観測していく必要がある装のすべり特性，第 68 回土木学会年次学術講演会，2013（写真-5）．
３） 道路維持修繕要綱，（社）日本道路協会，S53,7４） 井谷雅司，磯田卓也，丸山記美雄，熊谷政行：ダイヤモ
ンドグラインディング工法によるトンネル内コンクリー
ト舗装の路面摩擦改善に関する試験施工報告，第 69 回土木学会年次学術講演会，2014
５） 東英俊，後藤節也，井谷雅司：トンネル内コンクリート
細の摩擦係数低下回復-摩擦係数低下の現状と対策工法実施の報告-，平成 25 年度北海道開発技術研究発表会，2014
写真-5 DG工法の路面近接撮影（１年後）Masashi Itani,Hideto Satou,Hidetoshi Azuma