領域８大切な道路資産の科学的な保全

道路橋の点検体系に関する調査検討
Study on inspection system of road bridges（研究期間 平成 30～令和元年度）

道路構造物研究部 橋梁研究室
Road Structures Department
Bridges and Structure Division
室Head

長 白戸 真大SHIRATO Masahiro

主任研究官
藤田 裕士
Senior Researcher FUJITA Yuji

研 究 官 髙橋 慶
Researcher TAKAHASHI Kei

交流研究員
鍋田 仁人
Guest Research Engineer NABETA Kimihito

This study analyses nation-wide bridge inspection data to improve both the quality and the efficiency of inspection
procedure. This year, statistic characteristics were examined for three cycles of bridge inspection data to clarify
the issues to be solved in the data analysis for bridge inspection data.
i+2 回目）の損傷程度の評価が行われている道路橋約［研究目的及び経緯］
道路の老朽化や大規模な災害の発生の可能性等も踏

2 万橋を取り上げ、i 回目から i+1 回目の要素の状態

まえた道路の適正な管理を図るため、平成 25 年に道路の遷移確率行列と i+1 回目から i+2 回目の遷移確率

法の一部等が改正され、道路管理者は、平成 26 年より、をそれぞれ求めた。確率値だけではその違いの特徴をトンネル、橋などは 5 年おきに定期点検を行うことが考察しにくいことから、遷移確率行列をべき乗し、経義務付けられた。国では平成 26 年に道路橋の定期点検

年の状態の確率を計算して、結果を比較してみた。

に関する技術的助言である「道路橋定期点検要領」を

鋼主桁の腐食について、比較した結果を図-1 に示

全道路管理者に発出するとともに、平成 31 年には、そす。損傷程度 a は変状が見られないかあっても軽微、れまでの定期点検結果の分析結果など本研究課題の成e は腐食であれば腐食面積が大きく、深さも深い。な果も踏まえて、技術的助言の改定を行った。

お、i 回目から i+1 回目、又は、i+1 回目から i+2 回

最終年度である令和元年度は、国が管理する道路橋

目の間で状態が改善している要素は、遷移確率の行列の定期点検で平成 16 年～29 年度に蓄積された 3 巡分

でデータから取り除き、参照した要素数は、i 回目かの定期点検データを用い、今後の道路橋の設計・点検

ら i+1 回目が約 110,000、i+1 回目から i+2 回目が約基準の改定や充実に有用な知見を得るための統計分析

162,000 である。これを見ると、i 回目から i+1 回目の課題を整理することにした。

のデータより i+1 回目から i+2 回目のデータから得られた劣化特性のほうが経過年が増えても損傷程度 a に［ 研 究 内 容 及 び 研究 成 果］

留まる確率が高いことが分かる。たとえば、損傷程度

１. 定期点検の実施期間の違いによる統計的な劣化傾が b 又は b よりも悪い状態となる割合が計算上 50％

向の変化を超える年数を矢印で示しているが、i 回目から i+1

国が管理する道路橋約 24,000 橋については、平成回目のデータからの計算結果では 15 年、i+1 回目か

16 年から、現在の法定事項だけでなく、部材等を要

ら i+2 回目のデータからの計算結果では 20 年となっ素と呼ばれる単位で分割し、要素内の損傷の種類や外ている。

観を客観的に区分する、損傷程度の評価を記録してい一般的に、橋は損傷程度 e に至る前に修繕されるこる。これを用いると、ある橋について 2 回の定期点検とが多く、どの損傷種類についても損傷程度 e のデー

結果（i 回目とその 5 年後の i+1 回目）があれば、定タ数はそもそも少ないので、e の割合でデータ間を比期点検間隔 5 年の間の同一要素の損傷程度の変化を追較することは適当でない可能性がある。しかしなが跡できる。これまでも全国の道路橋の統計的な劣化特ら、d と e を合算して比較しても、i 回から i+1 回の性を調べてきており、その結果は、例えば国総研資料

データより i+1 回から i+2 回目のデータから計算した

第 985 号等でまとめている。

方が、経年でそれらの状態に達する確率が低い。

本年は、平成 16 年度から平成 29 年度の間で 3 回同じ主桁でも桁端と支間中央部付近の要素を区別し（i 回目  その 5 年後の i+1 回目  その 5 年後のて、遷移確率行列を求めてみると、同様の傾向がみら

53

早期に得られる可能性を見出したい。今回、過去に補れた。
以上の傾向は、状態の悪い要素を含む橋について、修された記録があるプレテンの PC 主桁について、補修修繕が進み、結果的に、状態のよい橋が増えているこ

後の 2 回分の点検結果がある橋（28 橋）及び要素（540とが原因と考えられる。i 回目から i+1 回目の定期点要素）を取り出し、その要素の i 回目から i+1 回目のより、i+1 回目から i+2 回目の定期点検では補修後の状態の推移から遷移確率を異なる統計手法で求めてみ要素が多く含まれた結果、d, e のデータ数が減ってた。1 つは国総研資料 985 号で用いているマルコフ数

いるものと考えられる。

え上げによる集計的な手法、もう 1 つは劣化過程に斉時性を仮定したハザード関数を用いた非集計的な手法である。なお、将来は、補修材料や工法毎にも分析した
いところであるが、今回は簡単のため区別していない。
マルコフ数え上げは、図-1 や図-2 の結果を得たのと同じ計算方法であり、遷移確率を用いて、これをべき乗し、経年の状態の確率を計算したものである。その結果を図-3(a)に示す。これは、データに含まれる損傷

図-1程度の種類やその比率に依存するため、たとえば永遠

鋼主桁の腐食に e には至らないという非現実的な結果であることが図-2 にプレテン PC 主桁の端部のひびわれについて分かる。一方のハザード関数は、a から e の全てが現れの分析結果を示す。これも、i+1 回目から i+2 回目の得ることを数学上の仮定としているものであり、そのほうが、劣化の進展が遅いという結果になる。これ

結果を図-3(b)に示す。これを見ると、補修後 20 年程

も、補修後の要素が多く含まれると考えられる。

度で 7 割程度が非常に悪い状態に再び達することが分以上から、統計的に橋の劣化特性を把握するにあた

かる。

っては、たとえば、分析結果の活用目的に応じて、遷移

どちらの方法でも材料や工法等の違いによる劣化速確率を計算するサンプルとする定期点検結果を変える

度の違いを相対的に比較できる可能性が見出される可などの注意が必要となること、様々な部材種別や変状能性があるが、ハザード関数を用いた方が、計算上は種類について既に遷移確率をまとめているところであ大きな差が現れやすいと考えられる。今後、比較的デるが、それで終わりということではなく、定期的に作ータ数が多い補修補強材料等を対象に、たとえば補修

り直すことが良いことが分かった。

補強材料や母材の違い、変状の種類の違いごとにハザ

100%

b

各損傷度の比率

75%

c

d

e

d

b c

ード関数の形状を決める方法について検討を進めるのe

がよいと考えられる。

50%

a

25%

a

0%
0

20

図-2

40

60
経過年
i→i+1回目

80

100

0

20

40

60
経過年
i+1→i+2回目

80

100

プレテン PC 主桁端部のひびわれ

2. データ数の少ない材料等に関わる統計分析
今後、補修補強が進むにつれ、様々な材料や工法が(a)マルコフ数え上げ

補修補強で用いられると考えられる。それらの材料や

図-3(b)ハザード関数

算出モデルの違いによる劣化傾向の違い

工法の適用にあたっての留意点等の助言を充実していくためにも点検データの分析が期待される。しかし、

3. まとめ

個々の材料や工法に着目すれば、必ずしも多くのデー

点検データを統計的に集計することにより得られるタが集まらないことも想定される。点検データ数が少

結果は物理化学的な原理を再現していないが、損傷のない場合、遷移確率の信頼性が劣ることは既に国総研

種類や発生傾向が把握できる手段として有効である。

資料第 985 号でも実例で示しており、少なくとも数百

統計分析の活用範囲の拡大に向けて、引き続き調査を橋のデータが必要と考えられる。また、そのような材行うのがよいことが分かった。

料や工法が現場で使用され始めてからの期間が短いと損傷程度が d や e に至るデータが得られにくいことも［成果の活用］

予想され、かなり長期のデータの蓄積を待たなければ本研究で得られた成果は、道路橋定期点検要領の改ならない。

定に反映される予定である。

そこで、データ処理上の工夫により、有用な知見を

54

道路橋管理におけるアセットマネジメント活用に関する調査検討
Study to utilize asset management for road bridges（研究期間 平成 29～令和元年度）

道路構造物研究部 橋梁研究室
Road Structures Department
Bridges and Structure Division
研究官
Researcher

高橋 慶
TAKAHASHI Kei

室長
Head
主任研究官
Senior Researcher
交流研究員
Guest Research Engineer

白戸 真大
SHIRATO Masahiro
藤田 裕士
FUJITA Yuji
鍋田 仁人
NABETA Kimihito

Life cycle cost (LCC) is commonly utilized as one of the indicators to make a plan of long-term bridge management.
However, many parameters are involved with various uncertainties in the estimation of LCC.

Accordingly thisresearch tackles to clarify the major sources of uncertainty in the estimation of LCC and give notices to bridge
owners on the planning for long-term bridge management.

This year, we proposed a relevant set of parameters

and assumptions to estimate LCC and ascertained the degree of unavoidable error in the calculation of LCC.
［研究目的及び経緯］

1. 推計方法の設定

道路橋維持管理に関する中長期計画を検討するにあ

図-1 に示すように、どの程度細かくパラメータをたって、将来の維持管理費用（以後、この報告では、ラ区分するか、また、それぞれのパラメータにどのよう

イフサイクルコスト又は LCC と呼ぶ）の計算値が評価な仮定を置くかには無数の選択肢がある。そこで、劣指標の一つとして用いられ、様々な比較検討がなされ化の進行のモデル化や修繕実施の判定に様々な仮定をる。しかし、計算を行う上での様々な仮定の違いよっ

組み合わせて様々な試算を行った。その結果、国総研て LCC の計算値はばらつく。図-1 に LCC を計算する

資料第 776 号の総合評価指標を算出するときの部材や際に必要となる仮定の例を示す。劣化や補修の実績を要素等の評価単位に合わせるのが、様々な橋について調べることでこれらの仮定の方法を改善する努力は必

平均的には最も実情に近い LCC 推計になりそうなこ

要だが、それでも、仮定と現実は一致しないので、計算とが分かった。表-1 に示すように、劣化過程は要素値を確定値として活用することはできない。そこで、単位でモデル化する一方で、補修補強を行うのかどう

使用目的に応じた仮定の与え方や結果を解釈する方法

かの判断と補修補強の実施の単位は、基本は部材単位論を確立する必要がある。

とすることや、その中でも主桁については桁端部とそ

令和元年度は、図-1 の計算上の劣化過程や修繕実施の他部位に分けて行うこと、さらに支承や伸縮装置の判定式の与え方についてパラメトリックスタディー

は、劣化の進行に関わらず、一定年で修繕や交換するを行った上でそれらの設定方法を提案するとともに、ことを仮定する方が現実的な計算値となった。

それでも残る推計の不確実性を明らかにした。

劣化過程
修繕の判定式等修繕の工法

選択肢の見直し

推計対象の初期状態

値の比較

部材種別：主桁/床版/橋台/･･･
部材種別：主桁/床版/橋台/…
損傷種類：腐食/ひびわれ/･･･
損傷種類：腐食/ひびわれ/…

推計対象
推計対象を
分割する細かさ2. 道路橋の状態推移や維持修繕費用の実績値と計算

選択肢の例

LCCの計算において仮定する事項

過去の修繕の時期や費用の記録が比較的残っている

径間単位/部材単位/要素単位/･･･
径間単位/部材単位/要素単位/…

道路橋 50 橋を対象に計算をする。各部材は要素に分

全て健全/既設橋の現状（点検結果）/･･･
健全/既設橋の現状(点検結果)/…

割したうえで、要素単位で複数の変状の種類と劣化の遷移確率/期待値曲線/理論式/･･･
劣化曲線/遷移確率/…

推移を仮定する。ただし、亀裂については、個々の橋損傷程度/損傷面積/総合評価指標/･･･
損傷の発生率/総合評価指標/…

の特性に大きく依存するため、劣化曲線等を当てはめ

標準歩掛を参考/
標準歩掛を参考/
個別に最適化（足場あり/なしなど）など）/…
/･･･
個別に最適化（足場あり/なして検討することは適切でないと考え、対象としていな
い。推計劣化の推移は、国総研資料第 985 号にまとめ

END

図-1

ている国管理の道路橋の定期点検結果を統計処理した劣化曲線を用いる。実際には、平成 30 年度に検討しLCC 推計のフローと選択肢の例

たように劣化に関する遷移確率を用いたモンテカルロ［ 研 究 内 容 及 び 研究 成 果 ］

55

シミュレーションによる予測の方が現実に近い LCC

8,000

1.0
計算値

7,000

の推計値を与えたが、実務での適用を考えて以下では

0.9

実績値

0.8

直 6,000
接
工 5,000
事
4,000
費
3,000
百
万 2,000（

劣化曲線によったときの結果を紹介する。

計
算
値
／
実
績
値

）

計算上の修繕の判断と実施の単位は前述のように総合評価指標の計算単位に合わせ表-1 のように仮定

これは、全国の道路橋という母集団において広く用い

床版ひびわれ

要素単位
要素単位

RC 橋
ひびわれ、剥要素単位
PC 橋
離・鉄筋露出
下部構造
ひびわれ
要素単位
支承・伸縮装置－－※総合評価指標の評価単位による

表-2
橋種

部材

主 桁
など

RC 橋
PC 橋

径間単位

要素単位

部材単位

要素単位
定期修繕交換

要素単位
径間単位

防食機能の
劣化

ｺﾝｸﾘｰ
ﾄ床版

床版ひびわ
れ

主 桁
など

ひびわれ、剥離・鉄筋露出
ひびわれ

40

50

修時期や金額の計算は、個々の橋の修繕計画を立てる
際には補修時期や金額についてはあまり参考にできな
いと考えるのがよいことが分かった。一致しない理由
は、多くの橋についての統計的な平均的性質を個別の橋に当てはめて仮定していることにあると考えられる。たとえば、劣化の仮定も多くの橋の平均的かつ統計的な性質を表すに過ぎない。修繕工法も、積算単価が定まっている工法を基本にしているが、これは、全修繕の判断指標
桁端部：損傷程度 e
中間部：損傷程度 a の残存率<10%
桁端部：損傷程度 d
中間部：損傷程度 d+e の発生率>10%修繕工法
部分塗装塗替え（Rc-Ⅲ）20%

国の道路橋という母集団において広く用いられて基本

全面塗装塗替え （ Rc- Ⅰ ）100%と考えられる単価を用いていることになる。個々の橋損傷程度 a の残存率<50%

ひびわれ注入きが非常に多い。したがって、統計的な仮定の組合せ

損傷程度 d+e の発生率>10%

炭素繊維接着下での LCC 推計の結果は、個々の橋について着目する

損傷程度 c

ひびわれ注入ひびわれ注入＋断面修復
ひびわれ注入ひびわれ注入＋断面修復
支承本体及び沓座ﾓﾙﾀﾙ補修
取替え

損傷程度 d
損傷程度 c下部構造2030
経過年（年）

全く一致せず、表-1 及び表-2 の仮定の組合せでの補計算上の修繕の判断規範と工法
損傷の種類

腐食

鋼橋

径間単位

10

このように 1 橋 1 橋で見れば、LCC 額も補修時期も止など）は試算の対象には含まない。

鋼橋

0

数量が大きく取っていたことで差がでたと考える。

ど）、橋の耐荷性能に直接は関連しない工種（剥落防修繕範囲
桁端:径間単位中間:径間単位50

いる工法に違いはないが実績値の方が対策範囲や修繕

なお、付属物（排水設備、高欄、検査路設置な

修繕判断※
桁端:径間単位中間:径間単位40

修復と表面被覆を繰り返しており、計算値も適用してると考えられるためである。

劣化予測

20
30
経過年（年）

比較結果を図-3 に示す。実橋では塩害に対して断面

平均的な費用を代表すると考えられる単価が仮定でき

損傷種類
防食機能の劣化、腐食10あるポステン T 桁橋を取り上げ、計算値と実績値のられている基本的な工種と見なせること、また、その実績の費用推移を考慮した推計単位

0.3(a)費用推移の比較(b)費用の比率
図-2
LCC 算出結果(50 橋足し合わせ)（2）橋梁個別での実績値と計算値の比較

工法は、積算単価が定まっている工法を基本にした。

部材
主 桁
など
ｺﾝｸﾘｰ
ﾄ床版
主 桁
など

0.4

0.0

0

の修繕の判断と工法は表-2 のように仮定した。修繕

表-1

0.5

0.1

0

橋種

0.6

0.2

1,000

し、5 年ごとに判定、積み上げを行う。また、計算上

0.7

損傷程度 d支承－

50 年経過伸縮装置－

30 年経過的と考えられる工種で、その平均的な費用を代表するの劣化も修繕の方法も、統計的な性質に対するばらつ

よりも、橋の集団をまとめて扱うことで意味を持つよ
うになると考えられる。
1,200
1,000

各橋の修繕費の 50 年目までの累計値を算出し、その

400

百
万
円

200

図-3

を図-2 に示す。実績値は合計費用の 25%まで積み上が

10

20
30
経過年（年）

0
0

後、50 橋分を足し合わせた計算値と実績値の比較結果

実績値

600

）

（1）橋梁群での実績値と計算値の比較

計算値

800

（

直
接
工
事
費

40

50

LCC 算出結果（ポステン T 桁橋の例）

3.まとめるのに 20～25 年を要し計算値も同じであった。比較の複数の橋の LCC の総計を行うための標準的な LCC 推

結果、50 年目の計算値と実績値の比率は 0.73 となり、最も実績値と近い 30～35 年での比率は 0.93 となった。
つまり、計算結果の活用にあたっては、大凡 30%程度の計方法を提案した。それでも、30%程度の誤差は避けられないことは、結果の活用にて反映することが必要である。

誤差があると考えられることを前提にするのがよいこ［成果の活用］とが分かった。

LCC 推計マニュアルを作成する際に活用する予定。

56

部分係数設計法の補修補強設計への適用に関する調査検討
Study on the application of partial factor design for existing bridges
（研究期間

長

平成 30～令和 2 年度）

道路構造物研究部 橋梁研究室
Road Structures Department

室
Head

白戸 真大
SHIRATO Masahiro

Bridge and Structures Division

主任研究官

藤田 裕士

Senior Researcher

FUJITA Yuji

研 究 官
Researcher

高橋 慶
TAKAHASHI Kei

The present study has been developing for the rational structural evaluation of existing road bridges. Live roadfactors may change with changing the assumed service period. This year stochastic simulations were conducted toestimate live load factors with different reference periods based on a WIM dataset.
化を調べるため、橋上に表れる車両列の期間中の平均［研究目的及び経緯］
既設橋の補修補強設計に適用基準として平成 29 年

大型車混入率が 30%、45%になるようにした。断面力最道路橋示方書を用いる場合には、そこに規定されてい大値を得るための評価期間は、3 日、6 日、1 年、5 年、る新設橋の設計に用いる設計活荷重や活荷重係数を適10 年とした。そして、各期間の最大値 1,000 個から最用して設計することとなる。一方で、規制の必要性、

大値分布を作れるように、それぞれの期間等の設定ケ

補強の必要性を検討するため、又は、対策を実施するースに対して 1,000 回のシミュレーションを行ったまでの当面の間に供用させることができるかどうかの

（表-2）
。

判断においては、新設橋の設計に用いる設計活荷重や
表-1

活荷重係数をそのまま用いるのではなく、想定する供用期間や架橋地点特有の交通特性に応じて、架橋地点

対象橋梁の概要

橋梁形式
単純鋼合成鈑桁
単純鋼非合成鈑桁
単純 PC ﾌﾟﾚﾃﾝｼｮﾝ T 桁
単純 PC ﾎﾟｽﾄﾃﾝｼｮﾝ T 桁の特性を踏まえた活荷重や活荷重係数の調整をすることで、より合理的な判断を行える可能性がある。
本年度は、想定する供用期間に応じた活荷重規模を統計的に推定するために必要となる交通流の計測方法

支間長20m,40m,60m
20m,40m,60m
20m
40mを提案するための基礎データを得るため、実在する複表-2数の橋梁に対し活荷重実態調査から得られた交通流データをもとに確率過程を考慮したモンテカルロシミュ

BWIM 計測

平均大型車
混入率

有明曙橋

30%，45%

レーション（以下、「荷重シミュレーション」という。
）
を実施し、大型車混入率や橋梁形式、支間長をパラメータとして計測期間と断面力最大値との関係を整理した。

荷重シミュレーションの条件
評価期間

繰り返
し回数

3 日、6 日、1 年、 1,000 回
5 年、10 年

2.支間長と断面力最大値分布の変動係数の関係
荷重シミュレーション 1,000 回の各ケースの曲げモ［研究内容］

ーメントとせん断力それぞれの最大値の分布（以下、

1.荷重シミュレーション「断面力最大値分布」という。）が正規分布に従うと仮荷重シミュレーションに用いる対象橋梁は、表-1 の定した場合のばらつき（以下、「変動係数」という。
）

8 橋を選定した。

について、橋梁形式・支間長をパラメータとして関係

荷重シミュレーションは、平成 29 年道路橋示方書の性を整理した。例えば、大型車混入率が 45%のとき、部分係数の設定においても参考にされた国総研資料第外桁の端支点断面におけるせん断力について、計算結

1031 号「道路橋の設計状況設定法に関する研究」によ果を表-3 に示す。いずれの橋梁形式でも支間長の増加った。車種や重量の比率は、国総研資料第 295 号「道につれて、断面力最大値分布の変動係数が減少する傾路橋の設計自動車荷重に関する試験調査報告書-全国向がみられた。これは、支間長の増加につれて、橋梁

活荷重実態調査-」に収録されている有明曙橋における上に載荷される車両台数が多くなり、個々の大型車の72 時間の WIM（Weigh-in-Motion）記録に基づくものと重量や軸配置のばらつきが桁発生断面力に与える影響した。大型車の混入状況による荷重係数の計算値の変

57

表-4

が小さくなったことによるものと考えられる。また、期間が短いほど、断面力最大値のばらつきが大きくな

断面力最大値分布の

荷重評価期間 3 日間非超過確率 50%値に対する比率る。現在、現地での WIM 計測は、72 時間（3 日間）でa)評価期間・橋梁形式・せん断・曲げによる違い

行われることが多いが、これを 6 日間にしても橋が受（支間長 40m、大型車混入率 30%、荷重非超過 95%値）

ける断面力最大値の推定に関わる信頼性水準が改善さ

外桁れる程度は限定的である。
表-3

断面力最大値分布の変動係数
橋梁形式・支間長鋼合成鈑桁

鋼非合成鈑桁

PC

20m

40m

60m

20m

40m

60m

20m

40m

参

3日

31%

23%

21%

30%

23%

20%

32%

46%

照

6日

28%

21%

18%

27%

22%

18%

27%

55%

期

1年

16%

12%

10%

15%

12%

10%

15%

47%

間

5年

13%

9%

8%

13%

9%

8%

12%

14%

10 年

11%

8%

7%

11%

8%

7%

11%

9%

鋼合成鈑桁

鋼非合成鈑桁PC ﾎﾟｽﾄﾃﾝｼｮﾝ T 桁

せん断

曲げ

せん断

曲げ

せん断

曲げ

2.59

2.72

2.58

2.74

2.72

2.88

評
価

1年
5年

2.89

2.99

2.89

3.01

3.05

3.17

期
間

10 年

2.97

3.07

2.96

3.10

3.17

3.28

内桁

評
価

1年

期
間

3.評価期間の断面力最大値分布の傾向
現在、現地での WIM 計測は、72 時間（3 日間）で行

鋼合成鈑桁

鋼非合成鈑桁PC ﾎﾟｽﾄﾃﾝｼｮﾝ T 桁

せん断

曲げ

せん断

曲げ

せん断

曲げ

2.69

2.42

2.68

2.42

2.78

2.34

5年

3.09

2.66

3.08

2.66

3.20

2.59

10 年

3.23

2.71

3.20

2.71

3.35

2.64

われることが多い。ここでは、それは、計測される応b)評価期間・支間長・大型車混入率・荷重非超過確率

力の最大値を荷重シミュレーションによる断面力最大値分布の荷重評価期間 3 日間平均値（非超過確率 50%による違い値）と一致すると仮定し、評価期間 3 日間非超過確率（鋼合成鈑桁・外桁の端支点せん断力）

50%値に対する各期間の同じ断面での断面力最大値分

荷重非超過 95%値

布における非超過確率 50%値・95%値の比率について、大型車混入率 45%

整理した。

20m

まず、全体的な傾向を把握するために、支間長 40m

評
価
期
間

の鋼合成鈑桁・鋼非合成鈑桁・PC ﾎﾟｽﾄﾃﾝｼｮﾝ T 桁に対して、大型車混入率 30%の交通流により外桁・内桁それぞれの端支点せん断力及び支間中央の曲げ応力につ

40m

60m

大型車混入率 30%
20m

40m

60m

1年

3.11

2.33

2.09

4.05

2.59

2.43

5年

3.57

2.56

2.28

4.81

2.89

2.57

10 年

3.70

2.67

2.35

5.13

2.97

2.70

いて、評価期間を変えて試算した結果を表-4a)に示す。
荷重非超過 50%値

これをみると、橋梁形式、内桁外桁、せん断力曲げ応

大型車混入率 45%

力によらず、概ね同様の傾向であった。
このことを踏まえ、評価期間・支間長・大型車混入

評
価
期
間

率を変えて試算した結果のうち、代表事例として、鋼
合成鈑桁橋の外桁の端支点せん断力に関する結果を表-4 b)に示す。これをみると、評価期間が増加するほど、大型車混入率 30%

20m

40m

60m

20m

40m

60m

1年

2.28

1.88

1.75

2.80

2.05

1.92

5年

2.78

2.20

1.98

3.49

2.43

2.22

10 年

3.00

2.30

2.07

3.78

2.55

2.35

支間長が短いほど、大型車混入率が小さいほど、荷重
評価期間 3 日間非超過確率 50%値に対する比率が大き［今後の課題］

くなる傾向があった。

今後は、様々な交通流を考慮した荷重シミュレーシ

これらの試算から、例えば 3 日程度の応力計測を現ョンを行うとともに、過年度の結果と併せて、既設橋地で行ったときに得られた最大値（非超過確率 50%値）の補修補強設計に用いる荷重組合せ係数・荷重係数のに 2～3 倍程度することで、１年から 10 年程度までの提案、及び、現地で活荷重計測を行った結果から当面最大値分布の非超過 95％～50％程度に調整できそうの供用可否に関する判定をするときの活荷重係数の設であることが分かった。したがって、地点ごとの大型定法について、提案することとしたい。

車の車種比率等、交通特性の違いについての検討を増やし、このような傾向が一般化できるか、引き続き、［成果の活用］

検討を続ける必要がある。

補修補強設計の技術資料作成の参考資料として活用する予定である。

58

道路橋の補修・補強設計法に関する調査検討
Study on Design Standards for Repair and Reinforcement Works of Highway Bridges（研究期間 平成 28～令和 2 年度）

道路構造物研究部 橋梁研究室
Road Structures Department
Bridge and Structures Division

室長
Head
主任研究官
Senior Researcher
研究官
Researcher
交流研究員
Guest Research Engineer

白戸 真大
SHIRATO Masahiro
中尾 勝
NAKAO Masaru
大西 諒
ONISHI Ryo鈴木 克弥
SUZUKI Katsuya

Bolted doubler plates are widely used to repair existing steel bridge girders and columns. This method requires toensure a degree of the friction at the junction surface between the added plate and the existing plate. Existing
corroded plates have an uneven thickness and the corroded part is usually disregarded as the junction surface,sometimes resulting in the enlargement of doubler plates. This study has conducted specimen friction tests ofbolted doubler plates between new adding plates and corroded plate specimens. Corroded plate specimens weremade by cutting out of a decommissioned bridge girder that had corrosion. The test result has shown that corroded plates may mobilize a friction coefficient around 0.40 in average but the variation in the coefficient tends toincrease with increase in the unevenness of corroded plate surface.
均標高と各測定点との差の度数分布と標準偏差を算出し、［研究目的及び経緯］
鋼桁の補修補強工法のひとつとして用いられるあて板

標準偏差が 0.3 以上のものを腐食程度「大」、標準偏差が工法は、摩擦接合によって既設部材とあて板部材を一体

0.2 以上、0.3 未満のものを腐食程度「中」、標準偏差が化し作用力を協同で分担させるものである。腐食等によ

0.2 未満のものを腐食程度「小」として整理した。

って凹凸が生じている既設部材では、その凹凸の影響で板と板との接触面で片あたりが生じ、新設部材の継手で

1.409

0.232

0.185

0.652

0.201

0.173

0.270

0.177

0.179

0.179

0.188

0.186

0.195

0.198

0.265

期待しているような摩擦力が発揮されないことが懸念される。そこで従来の設計では、腐食の程度によらず、凹凸部を避けた位置まであて板を延長して定着を行っており、補修補強範囲が大きくなることもある。一方で、腐食程度に応じて継手としての性能がある程度確保できることが確認できれば、あて板を既設部材の腐食箇所に定着することでより合理的な設計が可能となる。令和元年(a)腐食鋼材(b)標準偏差
図-1 腐食程度の評価結果(2) すべり試験片の製作

度は、撤去した鋼道路橋から切り出した腐食鋼材を用いてあて板箇所を模擬した小型試験体を製作し、その引張(1)で分類した腐食鋼材を用いて標準すべり試験 1）用試験により鋼材の腐食程度に応じた性状を把握することを試みた。

試験片を製作した。
実施工においては、母材に腐食鋼材、［研究内容及び研究成果］

あて板に新規鋼材を用いる。しかし、本試験で用いた腐(1) 鋼材の腐食程度の評価

食鋼材の板厚が 10mm 程度と薄いこと、結局は摩擦面で試験体の製作に先立って、腐食鋼材の腐食程度を定量のすべり係数が評価できればよいことから、本試験片に的に評価することを目的に、3D スキャナーを用いて鋼材

おいては、母材に新規鋼材、あて板に腐食鋼材を用いた。

表面の形状計測を行い、凹凸の標準偏差によって腐食程

各試験片の諸条件を表-1 及び図-2 に、試験片の一例を写度を分類した。分類した鋼材の一例を図-1 に示す。形状

真-1 に示す。実施工においては、ケレン後の母材の防せ

計測は縦横 0.4mm 毎に鋼材表面の標高を計測し、その平いや不陸修正の目的で、母材とあて板との間に充填材を59

塗布することがあり、充填材によるすべり係数への影響示す。
すべり係数は導入ボルト軸力から算出した。
なお、を確認するために充填材ありの試験片も製作した。
表-1 すべり試験片の諸条件

図中では新規鋼材の凹凸の標準偏差は 0 として整理
している。
新規鋼材
腐食鋼材
腐食鋼材+鋼構造物用耐熱型エポキシ樹脂系接着剤
腐食鋼材+一般金属用補修材
腐食鋼材+高摩擦有機ジンクリッチペイント

0.80
0.70

すべり係数（μ）

0.60

充填材 a：エポキシ樹脂系接着剤、b：金属用補修材、c：高摩擦有機ジンクリッチペイント

新規鋼材

腐食程度「中」

0.50
0.40
0.30

腐食程度「小」0.20

腐食程度「大」

0.10

あて板

母材

0.00

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

凹凸 の標準偏差

図-3 鋼材の凹凸の標準偏差とすべり係数

充填材

本試験から得られた知見は以下のとおりである。

図-2 すべり試験片・本試験の範囲では、腐食程度（凹凸の標準偏差）の違いによるすべり係数の明確な違いは見られない。
・2 種ケレンによる素地調整を行った腐食鋼材であて板したときのすべり係数は、新規鋼材であて板した
ときのすべり係数に比べて 25～40％程度低い値となるが、平均するとすべり係数 0.4 程度は期待できそうである。ただし、新規鋼材であて板したときに比べてばらつきの程度が大きくなる傾向が見られる。
写真-1 すべり試験片(3) 腐食鋼材を用いたすべり試験

・腐食程度「大」の試験結果と腐食程度「大」に充

1) すべり試験に影響を与えることがわかった。ただし、充填材は(2)で製作したすべり試験片を用いて標準すべり試験

付着強度を持つため、本試験結果を摩擦の効果としを実施した。試験状況を写真-2 に示す。載荷は、母材とて整理することの是非は今後の検討の課題である。

あて板の間にすべりが生じるまで行うものとし、ボルト・充填材の種類によっては、すべり係数が低下し、軸力のリラクセーションの影響を考慮して、ボルト締付継手の設計として危険側となる場合もあることがわ

け後 12 時間以上経過したのちに実施するものとした。
なかった。

填材を塗布した試験結果から、充填材がすべり係数(4) 今後の課題

お、充填材を塗布した試験片は充填材の養生期間（約 1引き続き、あて板工法の既設部材への適用性や設か月）を確保したのちに載荷を行った。

計施工時の留意点を把握するため、試験結果の分析をすすめること、またここでのような要素試験だけ
でなく、局部腐食した鋼桁を模擬した供試体にあて板を設置した曲げ・せん断載荷試験により、要素試
験の結果を実構造へ適用することが可能か検証を行う必要がある。
［成果の活用］
あて板を用いた補修補強の留意点をとりまとめ、
腐食鋼材に対する補修補強設計手法の確立に活用する。
写真-2 すべり試験の状況
2) すべり試験結果［参考文献］

図-3 に鋼材の凹凸の標準偏差とすべり係数の関係を

維持管理指針（案），平成 18 年 12 月

1）土木学会，高力ボルト摩擦接合継手の設計・施工・60

盛土・切土等の要求性能に対応した管理手法の調査検討
Study on Management method corresponding to required performance for cut slope andembankment（研究期間 平成 30～令和 2 年度）

道路構造物研究部 構造・基礎研究室
Road Structures Department
Foundation, Tunnel and Substructure Division

室長
Head
主任研究官
Senior Researcher
研究官
Researcher

七澤 利明
NANAZAWA Toshiaki
伊藤 浩和
ITO Hirokazu
佐々木 惇郎SASAKI Atsuo

It is required to efficiently maintain and manage road structures concentrated in the high economic growth
period in the future, and from July 2014, once every five years Legal inspections are conducted for roadstructures such as tunnels. This research analyzes the inspection results in order to maintain and manage theroad structure efficiently, and examines how to reflect it on asset management in the revision of inspection
request.
くを占めていること（図-3）や厳しい環境条件に多く［研究目的及び経緯］

設置されていることが影響していると考えられる。

高度経済成長期に集中的に整備された道路構造物を

健全性Ⅰ
Ⅰ
6%

将来にわたり効率的に維持管理していくことが求められており、平成 26 年度からトンネル等の道路構造物

10 0%
健全性Ⅲ
Ⅲ 25%

80 %
健全性Ⅲ
Ⅲ
44%

について 5 年に 1 回の法定点検が行われている。

健全性Ⅱ
Ⅱ
50%

本研究は道路土工構造物を効率的に維持管理してい

Ⅲ 68%
健全性Ⅲ
健全性Ⅱ
Ⅱ 68%

40 %

健全性Ⅱ
Ⅱ 54%
健全性Ⅱ
Ⅱ 28%

20 %

くために点検結果を分析し、点検の合理化及び資産管0%理への反映方法について検討するものである。

Ⅲ 38%
健全性Ⅲ

60 %

健全性Ⅰ
Ⅰ 7%

Ⅰ 8%
健全性Ⅰ

Ⅰ 4%
健全性Ⅰ

RC製

PC製

鋼製

図-1 判定区分ごとの比率 図-2 材料別の健全性の比率（シェッド）（シェッド）

点検を実施した国が管理するシェッド等約 810 施設及

33%

28%

32%

14%

14%
50%

52%
52%

75%

14%

88%
71%

42%

50%
28%

25%

13%

不明

21%

28%

28%

その他

2016～2020

国が管理している施設を対象に、平成 26 年度～30
年度の定期点検結果より変状及び健全性に関する分析

5%

51%

鋼製

2011～2015

1956～1960

1.シェッドの定期点検結果の分析

1961～1965

6%
6%

0%

24%

57%

39%

PC

7%

2006～2010

37%

20%

［ 研 究 内 容 及 び 研究 成 果 ］

71%

6%

1996～2000

も試みた。

88%

1991～1995

40%

100%

29%

1986～1990

60%

43%

11%

1981～1985との変状傾向や特性等も分析し、部材の重要度の設定

42%

22%

1976～1980

理した。あわせて、構造形式や設置環境などの条件ご

80%

RC

1971～1975100%

1966～1970

びカルバート約 2,660 施設を対象としてその結果を整

2001～2005

令和元年度は平成 26 年度～30 年度の 5 箇年で定期完成年度を実施した。
健全性の診断結果はⅠ（健全）が約 1 割、Ⅱ（予防

図-3 材料別の完成年度の比率（シェッド）
シェッドの設置環境と部材の変状程度(a:変状無保全段階）が約 5 割、Ⅲ（早期措置段階）が 4 割で、

し～e:変状程度大)及び発生位置の傾向を確認する

Ⅳ（緊急措置段階）は無かった（図-1）。これを材料ために、RC 製シェッドの谷側構造（谷側柱・谷側受別（上部構造）で整理した結果を図-2 に示す。施設

台）におけるうきについて、塩害対策区分別に整理

数では鋼製シェッドが約 7 割の施設で健全性Ⅲとなっした結果を図-4 に示す。塩害の影響が激しい S 区分ており、RC 製・PC 製に対して高い比率となっていではその他の区域に比べ変状があったとされる e のる。これは、鋼製シェッドが完成年度の古い施設で多比率が高い。これは、谷側構造が飛来塩分に曝さ

61

れ、内部鋼材の腐食等の塩害劣化が生じやすい環境

向を把握するため変状を種類ごとに集計した(図-にあったためと考えられる。その他の区域について

7）。変状は「ひびわれ」が最も多く、全変状数の約は、S 区分よりも比率は低いものの、下部で e の比

52%（33,116/62,933 箇所）を占めている。

率が高くなっている。これは、散布した凍結防止剤

カルバートの構造形式と部材の変状程度及び発生等が下部に付着し塩害劣化が生じやすいことが影響

位置の傾向を確認するために、場所打ちボックスカしていると考えられる。

ルバートにおけるひびわれについて、変状の生じている各部材ごとに変状程度の比率を整理した(図8)。頂版と側壁で変状程度の大きい d～e の比率が高くなっている。頂版については上部道路からの活荷重や鉛直土圧が常態的に作用し、曲げひびわれが発生しやすい状況が影響していると推察される。一方、側壁では鉛直方向のひびわれが多くなっている。ひびわれの発生状況から、多くは底版部の拘束
塩害対策区分：S 区分による温度ひびわれや乾燥収縮ひびわれであること

その他の区域図-4 塩害の影響とうきの程度（RC 製シェッド谷側構造）が推察される。

シェッド等の部材の重要度の評価は、以下の流れでカルバートにおいてもシェッドと同様に部材の重検討した。図-5に頂版（RC製シェッド）での設定例を示

要度の設定を行った。頂版は、変状時の部材落下にす。

よる利用者被害の懸念等から重要度の高い部材と評①部材で発生する恐れのある最も影響が大きい変状と価している。
(判定数)

それらの要因（外力作用、環境、材料劣化）及び対策

全部材を対象とした変状種類ごとの変状発生箇所数
33,11635,000

工を、「機能の確保」、「構造形式の形状保持」及び30,000「利用者被害の懸念」に着目して整理した。

25,00020,000②整理した事項に対して懸念事項の「発生頻度」、「発15,000

9,268

5,000

を設定した。なお、補修・補強工事の難易度は、国土

吸い出し

洗堀

沈下・移動・傾斜

土砂詰まり

変形・欠損

異常な音・振動

漏水・滞水

変色・劣化

定着部の変状補修・補強材の変状

その他

路面の凹凸 舗(装の異常 )前述の RC 製シェッドは谷側の擁壁基礎を重要度の高い部材と評価しており、図-4 の整理結果からも今支承部の機能障害

剥離・鉄筋露出

防食機能の劣化破断

ゆるみ・脱落亀裂

運用表を参考に「難、やや難、容易」で評価した。

うき

3,556
2,823
2,133
1,470
728 69 4751,540 8317833 16 6
0

678 3 474 29 639
腐食

0

交通省で運用されている工事難易度評価の小項目別

4,652

漏水・遊離石灰

10,000

ひびわれ

生影響度」及び「補修・補強工事（対策工）の難易度」

図-7 変状種類ごとの変状発生箇所数

後重点的に管理することも検討する必要が示唆された。

be
16% 12%

e

c
d
43%

b

10%
5%
29%

d

c

25%

60%

図-5 頂版(RC 製シェッド)の重要度の設定（一部抜粋）

図-8 ひびわれの変状程度の比率（場所打ちボックス

2.大型カルバートの定期点検結果の分析

カルバート）

大型カルバートの健全性の診断結果はⅠが約 3［まとめ］

割、Ⅱが約 6 割、Ⅲが約 1 割でⅣは無かった（図6）。

今年度の研究では 1 巡目の点検結果を整理し、構造
形式や設置環境などの条件ごとの変状傾向や特性等を

健全性Ⅲ
6%

分析した。既に 2 巡目の定期点検が開始されており、

健全性Ⅰ
36%

今後とも劣化傾向等の健全性に影響を与える変状や変

健全性Ⅱ
58%

状の進行性等を分析し、維持修繕計画や定期点検の合理化等の提案につなげていく予定である。
［成果の発表］国総研資料や各種論文で発表予定

図-6 判定区分ごとの比率（カルバート）
全施設を対象とした変状種類及び変状発生数の傾［成果の反映］定期点検要領や各種基準へ反映予定

62

盛土・切土等の要求性能に対応した管理手法の調査検討
Survey and investigation on management method corresponding to required performance of road embankment and cut（研究期間 平成 30～令和 2 年度）

道路構造物研究部 道路基盤研究室
Road Structures Department,
Pavement and Earthworks Division

室長
Head
主任研究官
Senior Researcher

渡邉 一弘
WATANABE Kazuhiro
藤原 年生
FUJIHARA Toshio

The purpose of this study is to analyze the inspection results of directly controlled national roads, to organize
trends in variation, and to propose an organized evaluation method for damage cases that are helpful in determining
soundness.
図-3 に示すが、切土（のり面：崩壊等）の変状に関し［研究目的及び経緯］て、斜面高が高くなるに伴って、変状発生の傾向が確

平成 27 年 3 月に｢道路土工構造物技術基準｣が、平認される。これは、盛土も同様の傾向である。

成 29 年 8 月には「道路土工構造物点検要領」が定められ、体系的な観点から設計・施工・点検を含む維持管理

土工構造物（切土・盛土）としてのデータ整理結果などを行うこととなった。本研究では、直轄国道の点（建設年度）として、図-4 に完成年度別における健全検結果を分析し、変状の傾向に関する整理等を行うと切土・盛土施設数

分析対象地域

ともに健全性の判定を行う上で参考となる損傷事例を

九州・沖縄
10%

施設別に整理し、今後の点検精度を向上させることを中国
12%

目的とするものである。

近畿19%［研究内容］
本研究では、平成 30 年度の道路土工構造物の点検結

盛土
42%
切土
58%

東北
24%

中部 関東
7%
1%

果を基に信頼性向上、効率化の方法及び効果的な補修・

北海道
26%

補強手法の検討に必要な基礎資料を得るため、点検結

北陸
1%

図-1

単純集計結果果を整理し、変状の傾向に関する分析を行っている。
変状有

割合（％）

［研究成果］
1. 点検データ整理
各地方整備局、北海道開発局及び沖縄総合事務局が

変状無

100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0

管理する道路土工構造物の平成 30 年度定期点検結果（有効施設数：1,926 施設）を用いて整理した。なお、変状要因との関係を明確にするため、「単純集計」手法に加えて、確率統計手法の一つである因子分析（数量図-2化理論Ⅱ類）を用いて、対象とする変状に対して各要

クロス集計結果（切土：施設－変状発生有無）

因が与える影響の有無やその程度を定量的に示した。
点検結果のうち切土及び盛土対象箇所の 1,926 施設を80

度の結果であり地域における点検結果に偏りがあるこ

60

割合（％）

対象に、単純集計した結果を図-1 に示す。なお、初年とに留意が必要である。変状有無・健全度判定区分に40関してクロス集計した結果、施設毎における変状有無

20を図-2 に示すが、コンクリート・モルタル吹付や排水

00-9m

10-19m20-29m30-39m

斜面高施設が他の施設と比較して変状が発生している傾向が
図-3確認される。また、最大斜面高毎における判定区分を63

40-49m

50-m

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

クロス集計結果（切土：最大斜面高-判定区分）

影響を与えることについては、一般的に妥当性がある

完成年度別における健全性の数と考えられる。今後、「斜面規模」の大きな盛土のり面
において、特に、一般的な長期降雨等の発生時に留意

250
200
150
100
50
0

2
11

1
6

5
34
12

1
7
52
39

14

14

9

95

85

92

70

6
46

32

5
45
18

8
32
14

7
36
28

4
29
30

8
30
22

76

63

する必要があると考えられる。

27
85

2.
95

点検留意事項の整理

点検結果の診断を行う上での留意事項と点検様式な
どの改善点を抽出した。
・写真撮影に関する留意点
定点での継続可能な撮影、変状状況が把握可能な

健全性Ⅰ

図-4

健全性Ⅱ

健全性Ⅲ

近接撮影

健全性Ⅳ

・変状把握に関する留意点
次回点検時ひび割れ幅等の継続計測が可能となるマ

完成年度（建設年度）毎における健全性の分布

ーキングや計測用ピン設置、切土法肩上部の崩壊可能性の把握性の状況を示すが、一般的に考えられる完成年度と健・点検記録様式作成に関する留意点

全性との間には、明確な関係性が示されなかった。こ

記載の脱字や矛盾、健全性の分散ばらつきがあるのことは、鋼・コンクリート構造物とは異なる土工構

・点検表の種別が「その他変状」の場合に関する留意点

造物の特性であると示唆される。

安易に「その他変状」に分類されているものがある。

各因子の違いが各変状に与える影響に関して、数量化理論Ⅱ類による分析結果を、図-5 に示す。なお、図3.

左側に示す各因子が、変状の発生有無に与える影響度

変状事例の整理に関して、棒向き（右向＋：影響有、左向－：影響無）点検データの中から変状事例を抽出してとりまとめと棒長とで表している。
「延長・最大斜面高（斜面規模、た（例：図-6）。その際、変状の規模や特徴等について、

面積）」の大きさ、「日最大降水量」の多さが「変状」に着眼して整理した。
4.まとめ
・点検は、初年度であり、次年度以降整理を継続しデー
タの蓄積を行う必要がある。
・点検の留意事項では、「写真撮影」における継続性の観点や遠近の撮影位置などに留意する必要があることが再確認できた。
・変状事例については、一定の事例収集ができたが、各構造物の事例としては不足するものがあり、継続的な事例収集・確認が必要である。
・健全性判定区分の精度向上のため、定量化指標の検図-5討が必要である。

数量化理論Ⅱ類分析結果（盛土：812 施設）

・点検結果の整理を効率化するための支援ツールの活用の検討が必要である。
［成果の活用］
道路土工構造物点検要領の改定に向けた基礎資料であり、また、点検者・道路管理者の道路土工構造物に対する技術力向上を図る技術資料として本研究は活用される。
図-6変状事例(吹付けモルタル-亀裂・空洞化)

64舗装の長期性能に関する調査検討
Research on the long-term performance of road pavement（研究期間

平成 29～令和元年度）

道路構造物研究部 道路基盤研究室
Road Structures Department

室
Head

長

渡邉 一弘
WATANABE Kazuhiro

Pavement and Earthworks Division

主任研究官
Senior Researcher

桑原 正明
KUWABARA Masaaki

研 究 官

若林 由弥

Researcher

WAKABAYASHI Yuya

Since the renewal cycle of pavements is short and the amount of stock is huge, it is an urgent issue to reduce thelife cycle cost by extending the service life under an appropriate maintenance cycle. In this background, the"pavement inspection guidelines" formulated in October 2016 requires road administrators to try to extend the life ofpavements by maintaining them with an awareness of the number of years they will be renewed.
The purpose of this research is to organize the issues for the revision of the guideline in order to further streamline
the pavement management.
［研究目的及び経緯］
道路構造物を管理する国や地方自治体等では人口減
少や少子高齢化等に伴う技術者不足や財政難が深刻化している。その中でも舗装は更新周期が短いうえスト
ック量が膨大であるため、メンテナンスサイクルを確
立し、長寿命化によるライフサイクルコスト縮減を目指すことが喫緊の課題である。こうした中、平成 28 年
10 月に「舗装点検要領」が策定され、道路管理者は舗装の更新年数を意識した維持管理を行うことで舗装の
図-1

長寿命化を図ることが示された。

各地方における点検実施延長

本研究では、舗装マネジメントのさらなる合理化の
表-1

ため、舗装点検要領の改定に向けた検討を目的とし、調査年度要領に基づき実施された過去 2 年分の直轄国道の点検

早期劣化区間の調査概要
調査対象区間

調査内容

結果について整理するとともに、実際に早期劣化した

H29

前回修繕後13年以内にひび割れ率 開削調査、コア採取、30%以上（1路線）
たわみ量調査アスファルト舗装の各種調査に基づく劣化メカニズム

H30

前回修繕後13年以内にひび割れ率
コア採取、たわみ量調査
30%以上（6路線）

R1

新設後6年でひび割れ率15%以上（1
コア採取、たわみ量調査
路線）の推定、詳細調査結果に基づいて修繕工法が決定された修繕事例の整理を実施した。

に、各種調査を実施した。表-1 に調査内容を示す。ま

［研究内容］

た、調査結果に基づき劣化メカニズムの推定を行った。

(1) 直轄国道の点検結果の整理(3) 舗装修繕工事の整理

平成 29 年度および平成 30 年度に実施した舗装点検

平成 29～30 年に実施した舗装修繕工事の工事デー

結果について、点検データの整理を実施した。図-1

タ 81 件の工事内容を整理し、その中から詳細調査結果に地方整備局等における点検実施延長を示す。これらに基づいて修繕工法が決定された事例を抽出した。

のデータについて、診断結果やデータの入力率などの整理を行った。

［研究成果］(2) アスファルト舗装の早期劣化区間の各種調査(1) 直轄国道の点検結果の整理

前回修繕時または新設施工時から間もない時期に路図-2 にアスファルト舗装およびコンクリート舗装

面のひび割れが進展したアスファルト舗装の早期劣化

それぞれの診断区分の割合を示す。アスファルト舗装区間および周辺の劣化の進展が予想される区間を対象における診断区分 III は全体の 15%であり、うち 3%が65コンクリート舗装の健全性判定区分（延べ車線延長ベース）（延べ車線延長ベース）

3%
12%（約470km）

800
700

（約51km）（約251km）（約9,140km） 健全性Ⅰ

1,000

H29～30年度
約800km健全性Ⅱ（約7,380km）

健全性Ⅲ-1（約506km）

健全性Ⅲ-2

図-2

500
400

100

63%

38%

600

弾性係数(MPa)

31%

47%

健全性Ⅰ
健全性Ⅱ

11年～12年100
05

診断区分の割合
13年

14年～19年

20年

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
延長（m)D0たわみ量21年以上

許容200 たわみ
10

健全性Ⅲ

300

図-5
10年

900

6%

（約2,370km）

9年以下

1,000

開削調査区間

10,000D0たわみ量（μm）

アスファルト舗装の健全性判定区分

As下層

As上層10cm

上層路盤

下層路盤

0

路床

早期劣化区間前後の FWD たわみ量調査結果

確認できず

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

STEP1

STEP2

滞水・はく離

STEP3

STEP4

滞水・はく離

STEP5

アスコン層

アスコン層

アスコン層

アスコン層

アスコン層

上層路盤

上層路盤

上層路盤

上層路盤

上層路盤

下層路盤

下層路盤

下層路盤

下層路盤

下層路盤

図-6 層間はく離に伴う早期劣化メカニズム図-3

使用目標年数の設定状況(mm)
アスコン層の構成
1層目 2層目 3層目 4層目 5層目 計
39
51
12
53
60
215

図-4

アスファルト混合物内の滞水・層間はく離
図-7 たわみ量調査結果に基づく修繕工法の選定例

早期劣化区間であった。コンクリート舗装における診断区分 III は全体の 6%であり、概ね健全な状態が保された。さらに、令和元年度は新設工事後 6 年で部分たれていることが分かった。

的にひび割れが進展した区間でコア採取を実施した結図-3 に各地方整備局におけるアスファルト舗装の果、層間はく離は生じていないもの、アスファルト混

使用目標年数の設定状況を示す。整備局ごとに地域特合物層内への滞水が確認され、劣化メカニズムの初期性などを考慮し多様な設定がされていることが分かっ状態に該当すると推察された。

た。一方、何らかの理由により使用目標年数が確認で以上の結果から、図-6 に示す劣化メカニズムが早期きないデータも存在し、様式への入力方法や確認方法

劣化の大きな劣化要因の 1 つであることが確認された。

など、今後対策を検討する必要がある。

引き続き、水の浸入を防ぐための予防的措置やはく離(2) アスファルト舗装の早期劣化区間の各種調査の生じにくい層間の性能照査法などの対策を検討する

平成 29 年度の調査では、修繕後早期にひび割れが発必要がある。

生した 1 路線のアスファルト舗装区間およびその付近(3) 舗装修繕工事の整理を対象に開削調査や FWD たわみ量調査を実施した。そ収集した 81 件の修繕工事データを整理し、その中かの結果、早期劣化区間では、図-4 のようにアスファルら詳細調査を実施しその結果に基づき修繕工法を選定

ト混合物層内の滞水及び層間はく離が確認されるととした事例を 11 件抽出した。図-7 に工法選定のフロー

もに、図-5 のように FWD たわみ量が大きくなっているの例を示す。抽出した事例はいずれも既存の詳細調査ことから舗装支持力の低下が確認された。これらの結（コア採取、たわみ量調査）に基づくものであり、他の果から、図-6 に示すように、アスファルト混合物層内工事で十分適用可能なものであった。

部での水の滞水や層間はく離に伴い、劣化が進行していくと推察された。

［成果の活用］

上記の劣化メカニズムについて検証するため、平成

本研究成果は、点検要領の改定において点検時の留30 年度に修繕後早期にひび割れが進展した複数の箇所

意点や措置の考え方の基礎資料として活用するとともを対象にコア採取やたわみ量調査を実施したところ、に、早期劣化の対策として技術資料に反映していく予

劣化メカニズムの各段階に対応した損傷の進展が確認

定である。

66

地震災害復旧対策技術に関する研究
Research on Recovery Technique of the Bridge damaged by Earthquake（研究期間 平成 29～令和 3 年度）

社会資本マネジメント研究センター
熊本地震復旧対策研究室
Research Center for InfrastructureManagement
Kumamoto Earthquake Recovery
Division

室長
Head
主任研究官
Senior Researcher
研究官
Researcher
交流研究員
Guest Research Engineer

西田 秀明
NISHIDA Hideaki
宮原 史
MIYAHARA Fumi
田中 謙士朗TANAKA Kenshiro
鈴木 慎也
SUZUKI Shinya

This study performs the rational diagnosis, investigation, design method and the improvement of thereliability of restoration of the road structures damaged by the earthquake so as to perform prompt recoveryof road function. In FY 2019, a pushover analysis for the steel I-girder bridge supported by rubber bearings was
carried out, and it was found that the rupture of rubber bearing was occurred before the strength of the main girder
support point was deteriorated. Additionally, a case study was given of reasonably recording/storage useful data
which should be taken in the restoration work of the bridge damaged by the earthquake through the use of
BIM/CIM.
支承及び支点部の破壊形態に及ぼす影響について検討［研究目的及び経緯］
平成 28 年熊本地震では、地震動の揺れとともに地盤するための解析を行った。
(2)震災復旧工事を行った橋の維持管理に必要な施工

変位の影響も伴って、橋梁等の構造物に被害が生じた。
このような被害を受けた橋の復旧においては、地盤変段階で取得すべき情報の記録・保存方法の検討

状等の不確実性の高いリスクが橋に及ぼす影響を軽減

震災復旧した橋では、新設の橋を設計する場合にはする観点や、損傷した橋の状態評価とその復旧設計へない特有の不確実性を考慮したうえで所要の性能を確の見立てに含まれている不確実性に配慮する観点を考保できるように補修・補強を行っている。しかし、補慮して復旧の信頼性の向上等を図る必要がある。また、

修効果の経年劣化による耐荷力低下など、補修設計や速やかな復旧が行えるようにする観点から、道路構造

施工の段階では考慮することが困難な不確実性が残る。

物の地震被災リスクを低減できる構造形式にするととこのため、残る不確実性については、補修・補強したもに、早期復旧を合理的・効果的に行うための調査・部材の状態を維持管理段階で確認できるようにするこ診断技術や対策技術が必要となっている。

とが有効である。このためには、維持管理段階で必要［研究内容］となる情報をあらかじめ整理し、復旧工事の過程で適(1)地盤変状が橋に及ぼす影響の最小化に向けた検討

切に取得する必要がある。さらに、それらの情報を維

熊本地震では、地震動だけでなく斜面崩壊等による持管理段階で有効に活用するためには、情報の相互関

地盤変状の影響も伴って、道路橋の上下部構造間に大係が分かるように記録・保存を行うことが重要であり、

きな相対変位が生じ、橋の機能回復に長期間を要した

その方法の一つとして BIM/CIM モデルの活用が考え事例があった。これを踏まえ、橋の早期機能回復に及られる。本年度は、維持管理段階で活用する観点から、ぼす影響をできるだけ小さく留めることができる橋の震災復旧した鋼橋を対象に 3 次元モデルを作成する過破壊形態として、支承部に破壊を誘導する形態を選定

程を通じて、BIM/CIM モデルを活用した合理的な情報し、この破壊形態が一定の信頼性を持って実現する設の記録・保存方法について検討した。

計の考え方について検討を行っている。本年度は、支［研究成果］

承部よりも先に上部構造支点部が破壊しない構造設計(1)鋼 I 桁橋支点部の耐荷力に関する解析の考え方の確立に向けて、ゴム支承に支持された鋼 I

橋長 128m の 3 径間連続鋼Ｉ桁橋を対象とし、支点桁橋を対象に、支点部構造や外力の入力方向の違いが部付近の変形を精度よく表現するために上部構造を図

67

図-1

対象橋梁のモデル化
表-1-1 のとおり 3 次元有限要素

支点上
補強リブ高

でモデル化した。また、支承部はバネ要素でモデル化
し、支承下端には仮想の剛部材を接続し端部を拘束す

①
②
③

図-2

解析ケース

主桁腹板高の1/2
主桁腹板高
主桁腹板高の1/2

G1 桁鉛直反力-水平変位関係

載荷水平力がA1支承線と
なす角度
0°
0°
約10°

るモデルとした。作成した解析モデルに対し、各部材に死荷重を載荷したうえで、床版の全節点に対し G5桁から G1 桁方向に水平力を漸増させる解析を実施した。解析は、表-1 に示す、支点上補強リブ高さおよび
図-3

外力の入力方向をパラメータとした 3 ケースで実施し作成した 3 次元モデル（追加桁付近）

ことに特徴がある。

た。
各ケースの G1 桁鉛直反力と水平変位の関係を図-2

本橋の維持管理段階に必要な情報を抽出したうえで、に示す。支点部構造や外力の方向によらず、支点部の既存の 2 次元の構造一般図に基づいた全体構造の 3 次

耐力喪失がゴム支承（支承ひずみ 550%）の破断に先元モデルを、外形形状を正確に表現して作成したうえ

んじて生じることはない一方で、ゴム支承の破断よりで、追加桁や追加対傾構などの追加部材のモデル化をも先に支点部主桁腹板の降伏が生じることや、支点部行った（図-3）。追加部材は既存部材との違いが分かり構造により部材の降伏順序が異なることが確認された。

やすいよう配色を工夫した。

主桁腹板など一次部材に損傷が生じると、復旧作業は一方で、残置した主桁の損傷箇所は、位置をマーキ

容易ではなく、速やかな機能回復を阻害することとなングするに留め、このマーキングの属性情報として、る。以上から、橋の機能回復に及ぼす影響をできるだ

損傷状況が分かる写真にファイルリンクするように設け小さく留めることができるように支承と支点部の関定した。これは損傷の 3 次元的な形状は目視により確係を制御する観点からは、上部構造と支承部の破壊順認することが合理的であり、モデル化までする必要は序にのみ着目して鉛直耐荷力が保持できるかどうかだ

ないと考えたためである。また、桁の連結部について

けではなく、早期復旧を合理的に行えるように、主桁も添接板の位置を示すのみで、ボルト形状といった詳

腹板など一次部材の降伏がゴム支承の破断に先んじて細については属性情報として図面にファイルリンクす

生じないことを一定の信頼性をもって実現する設計法

るように設定した。これは、部材の状態を把握するうの検討が引き続き必要であるといえる。

えでは、接合位置をモデル化することは有効であるも(2)震災復旧した橋の維持管理に必要な情報の抽出のの、ボルト形状までモデル化する必要はないと考え熊本地震で主桁の一部が座屈する等の損傷が生じたたためである。以上のように、熊本地震で被災し復旧

5 径間連続曲線鋼Ｉ桁橋を対象とした。本橋は特に P1した橋を対象に、維持管理段階で必要になる情報を抽～P2 間の曲線外側にあたる主桁 2 本に、面外変形を伴出するとともに、BIM/CIM モデルを活用して合理的にう損傷が比較的大きく生じたため、復旧に際しては、情報を保存する一例を示した。

主桁を撤去した場合に部材内に残留している応力が他［成果の活用］の部材に与える影響の程度に不確実性を伴うことなど

本研究で得られた橋の早期復旧に資する構造や、震を勘案し、大きな損傷が生じた主桁は戦略的に残置し災復旧工事を行う橋の維持管理での活用を考慮した

つつ、損傷に伴い低下した主桁の耐荷力を補えるよう

情報等に関する知見は、技術資料として取りまとめ提な断面剛性を有する主桁（以下、追加桁）を設置した示していく。

68