路面下空洞の実態と陥没対策

東京大学 生産技術研究所
桑野玲子

第2回路面下空洞連絡会
2020.12/3

空洞と陥没陥没の原因となる地盤内空洞
地盤陥没のプロセス
空洞の天井部分が順次崩落

陥没

降雨や地下水の上昇により進展

地表面近くまで空洞やゆるみが到達し陥没

空洞

何らかの原因により空洞生成

自然生成：
・ 鍾乳洞など自然に生成した空洞、水みち、パイピング
人工空洞：
・ 採石跡
・ 防空壕や軍用トンネル
道路・ 盛土内排水管、下水や上水などの地下埋設管
陥没・ トンネル工事起因の急速な土砂流出2

道路陥没の実態

都市の道路路面陥没
道路の陥没発生件数とその要因：道路陥没発生件数の内訳
総数約10000件

国土交通省道路局HP http://www.mlit.go.jp/road/sisaku/ijikanri/pdf/h28-30kanbotu.pdf

3

道路陥没の実態

都市の道路路面陥没
都市部における道路の陥没発生件数とその要因：道路陥没発生件数の内訳
下水道など埋設管起因が多い
原因不明が1/3程度国土交通省道路局HP http://www.mlit.go.jp/road/sisaku/ijikanri/pdf/h28-30kanbotu.pdf

4道路陥没の実態

下水管路に起因する道路陥没

約9割が50cm未満の浅い陥没で規模の小さいものがほとんど

年間約3000件！
下水道：下水道の維持管理 - 国土交通省 (mlit.go.jp)より

5道路陥没の実態

下水管の損傷による道路陥没
下水管の経過年数と道路陥没発生頻度
2006～2009年度に発生した道路陥没（17000件）の分析
30年超

下水管敷設後30年を経過すると道路陥没の発生が増加する。
出典： 横田、深谷、宮本（2012）、下水道管路施設に起因する道路陥没の現状(2006-2009年度）、国土技術総合政策研究所資料No.668

6道路陥没の実態

下水管と道路陥没••

管渠の老朽化と道路陥没には明らかな相関がある。
管渠の軽微な損傷でも道路陥没を引き起こすことがある。

•

陥没発生件数が多いのは、供用後25～30年以上経過した管
夏季
降雨時・降雨後陶管、次にコンクリート管取付管、またその接続部
塩ビ管継手部のクラックに起因する道路陥没

ただし、付近に管の損傷が確認されない陥没事例（原因不明）も少なくない。

桑野玲子, 堀井俊孝, 山内慶太, 小橋秀俊（2010）, 老朽下水管損傷部からの土砂流出に伴う地盤内空洞・ゆるみ形成過程に関する検討, 地盤工学ジャーナル, Vol.5, No.2, 349-361.
7

路面下空洞 → 道路陥没
← 知らぬが仏？？
陥没数

空洞数

陥没寸前
陥没を未然に防ぐための路面下空洞探査

何故路面下空洞ができるのか？
空洞がどのように拡大・進展し、路面陥没に至るのか？
8

本連絡会の趣旨と経緯

課題先進都市の情報共有と連携
都市の危機管理における路面下空洞対策戦略会議（2017年8月～2018年5月）
博多駅前陥没（2016年11月）を契機として、地震時などの備えとして防災の観点から路面下空洞問題を考える

福岡市（議長）札幌市、仙台市、横浜市、神戸市、広島市、熊本市

維持管理は危機管理9本連絡会の趣旨と経緯

空洞対策戦略会議における提言
維持管理は危機管理 ー防災対策との連携ー
維持管理の中で空洞対策として取り組むべきアクション• 効率的かつ質の高い調査・補修の実施• 経験の共有の促進、空洞陥没データの共有と活用

第1回路面下空洞対策連絡会
10

本連絡会の趣旨と経緯

第1回路面下空洞対策連絡会 (2019.11/13-14）
目的： 路面下空洞対策の先行都市の経験の共有の促進
合理的陥没対策に向けた課題の抽出
参加者：国・自治体等の道路管理者、下水道管理者、鉄道管理者、インフラの維持管理に関わる民間企業の技術者を含む総勢約170名(見学会は100名）
2019年11月13日 シンポジウム
於 東京大学生産技術研究所

2019年11月14日 空洞載荷試験見学会
於 埼玉大学構内実物大試験道路

話題提供：国総研、東京大学、埼玉大学
福岡市、神戸市、藤沢市、札幌市
全国の都市の成熟化が進み中小都市においても陥没対策が必要となる中で、課題先進都市の知見・データや経験を共有・集約して活用するプラットフォーム構築の実践を目指し、全国の陥没対策に関わる施設管理者間の連携を11
強化すること、またそれを継続する努力が重要であることを確認した。

本連絡会の趣旨と経緯

第1回路面下空洞対策連絡会における先進事例の紹介
福岡市：
26年間の調査実績と探査技術の発達

神戸市：
神戸減災研究会と連携し、産官学で空洞対策を実施

12

本連絡会の趣旨と経緯

第1回路面下空洞対策連絡会における先進事例の紹介
札幌市：
北海道胆振東部地震後の調査結果では空洞頻度が増加

藤沢市：
下水道の破損がなくても漏水部から土砂を引き込み空洞が発生する事例あり

13

国の動向

国の取り組み路面下空洞対策における国の動向
路面下空洞対策連絡会シンポジウム
２０１９年１１月１３日
国土技術政策総合研究所 道路構造物研究部
道路基盤研究室長 渡邉 一弘

（再掲）

従前より


道路パトロール

路面下空洞調査等を実施
14

国の動向

国の取り組み直轄国道の舗装（路面）に関する保全検討委員会（H21～）
H23.3 「路面地下の適切な管理のあり方について」とりまとめ【基本的考え方】（１）関係者の協働による路面地下管理の実施（２）空洞が発生しにくい舗装の採用等による予防策（３）地下障害（空洞）発生メカニズムの解明【具体的な方策】（１）総合的な診断（２）舗装健全性の確認（FWD試験）（３）道路パトロールの充実（４）各種データの活用（５）空洞補修工事の実施（６）技術開発、技術力の向上（７）具体の作業フローの見直し

調査データ
補修履歴の蓄積15

国の動向

国の取り組み路面陥没の防止に関する検討会（H30～）
空洞データを蓄積・分析し、陥没危険度判定指標の策定を目指す
分析例：H25～30関東地方整備局管内で発生した事象を分析（車道）
分類

内容

データ数

備考

開削調査後に埋め戻されて補修

98

空洞を発見し陥没発生前に対応維持業務や巡回にて発見され開削調査後に埋め戻されて補修

8

同上

陥没

陥没事例として報告・
記録

54

成長性の確認信号変化ありの箇所を経過観察した記録（H23～30）

13

空洞



対象データ
・空洞・・・106箇所【H25-29】
・陥没・・・54箇所【H25-30】

16

国の動向国の取り組み
路面下空洞調査における発注方式の工夫■総合評価方式＜技術評価点（６０点）＞＜価格評価点（２０点）＞

技術提案書の内容に応じて以下の①,②,③,④の評価項目毎に評価を行い、技術評価点を与える。技術評価点の最高点数は６０点とする。

価格点は２０点とし、価格評価点の最管理技術者の経験及び能力（①）
技術者 CPDの資格 取得状況

６１

技術点

実施方針・実施ﾌﾛｰ・工程計画その他（②）

評価テーマ（③）

業務
実績

業務
成績

優良表彰

業務
理解度

実施
手順

工程計画

その他

的確性

実現性
（注１）

１３

２５５

２０

１０

１０

１０

５０５０

技術提案の履行確実性度（④）＋

高点数は２０点とする。

価格評価点＝＝予定管理技術者の経験及び能力①＋（実施方針②＋評価テーマに関する技術提案③）×技術提案の履行確実性④

価格点×（１－入札価格／予定価格）

技術評価点＝６０×（技術点／技術点の満点）（注１）信号波形分析力確認（ブラインド調査）を実施。（配点５０点のうち３０点）＜評価テーマ（H29年度発注業務）＞
一次調査データから異常信号を確実かつ効率的に抽出するための留意点：主観的評価：客観的評価■総合評価方式＜技術評価点（６０点）＞
技術提案書の内容に応じて以下の①,②,③ の評価項目毎に評価を行い、技術評価点を与える。技術評価点の最高点数は６０点とする。

＜価格評価点（２０点）＞

管理技術者の経験及び能力（①）

高点数は２０点とする。

技術者 CPDの資格 取得状況

６技術点

１

評価テーマに関する技術提案（②）

業務
実績

業務
成績

優良表彰

発見技術的中率

１３

２５５

１００５０

技術提案の履行確実性度（③）＝予定管理技術者の経験及び能力①＋（評価テーマに関する技術提案）
×技術提案の履行確実性③

価格点は２０点とし、価格評価点の最＋価格評価点＝価格点×（１－入札価格／予定価格）

技術評価点＝６０×（技術点／技術点の満点）＜評価テーマ＞＊＊＊国道事務所管内において非破壊による空洞探査車両による路面下空洞調査（測線長＊＊km）の実施：客観的評価17

国の動向

国の取り組み「路面下空洞調査技術」の公募（H29.6）••

各技術の持つ特徴・性能を客観的かつ定量的に示すための試験方法及び評価指標の設定を行い、同一条件の下での技術の特徴・性能が比較可能な表にとりまとめ
車両走行型（車道部）とハンディ型（歩道部）が対象

空洞パターン等の区分毎に評価指標を算出

検出率と的中率による評価結果の取りまとめ作業中
18

路面下空洞対策に関する産官学共同研究
国土交通省道路局が設置する新道路技術会議における技術研究開発制度（国土交通省国土技術政策総合研究所委託研究）

道路構造及び空洞特性に適応した陥没危険度評価と合理的路面下空洞対策についての研究開発
2018-2020年度

東京大学生産技術研究所
桑野玲子
19

産官学共同研究

目的：道路陥没予防ソリューションの開発
道路陥没と路面下空洞
現状の技術的課題：① 地中の状態の把握が困難

空洞を見つける 発見② 空洞成長速度や陥没危険度が不明

特性を把握する 診断③ 合理的な補修方法の選択肢がない

補修する

治療

陥没させない予防

空洞を作らない
拡大させないメカニズム解明

空洞事例20

産官学共同研究

研究の概要
最終的に目指す具体的成果とインパクト、および研究手法：期待される成果
発見
•（調査）
•診断

•

道路政策への貢献

空洞探査方法の体系化・ •高度化•
空洞ポテンシャルマップ
陥没危険度チャート•

空洞探査精度の向上 •空洞探査の優先路線 •選定••
対策ﾒﾆｭｰ及び優先度の選定

治療•（補修） •予防•

空洞補修用充填材
空洞対策メニュー
空洞に強い舗装・裏込材

•

研究方法

•

合理的補修によるコスト削減
再陥没予防

•

陥没予防・空洞予防•

既存ﾃﾞｰﾀ分析
室内模型実験
数値解析
現道調査・空洞モ
ニタリング
実物大フィールド
試験21

産官学共同研究

実施体制
研究代表者：東京大学 桑野玲子
役割：研究総括、空洞探査の高度化、空洞の生成・拡大メカニズムの解明、空洞の陥度の評価、充填材の開発等

没危険

共同研究者：埼玉大学 桑野二郎役割：空洞の地震時挙動の解明、舗装の補強

共同研究者：ジオ・サーチ(株) 瀬良良子

研究協力者：福岡市、藤沢市、他協力自治体

共同研究者：(株)NIPPO 井原務

役割：道路管理における道路陥没対策の課題等の助言、現場(モニタリング路線)の提供、地下埋設情報等の提供

役割：不健全な路床・路盤での舗装構造の安定性・耐久性の検討

国土交通省に国道の空洞・陥没デ

役割：空洞探査(分析)の高度化、効果的なモニタリング手法の検討

ータ提供を依頼

共同研究者：住友大阪セメント(株) 小堺規行
役割：補修方法の検討（空洞充填剤の改良・開発）
22

空洞の調査空洞探査
一次調査（路面下空洞探査車による計測+データ解析）
空洞の可能性のある信号を抽出

空洞上面の大きさと深さ
路面下空洞探査車

最大80km/hで走査可能による計測

三次元データ化
データ解析
1.5メートル以浅、0.5メー
トル四方以上の大きさの空洞を探査

23

空洞の調査空洞探査
二次調査（手押型地中レーダ調査+スコープ調査)手押型地中レーダ調査
異常の種類や広がり等を判定

スコープ調査

スコープデータ例（小口径削孔・孔壁画像撮影）

空洞の有無と規模を確認

空洞24

空洞の調査

地中レーダ探査の精度と信頼性

さずに見つけ出す能力
的中率：一次調査で判別した
空洞信号の正答率
H27-29の3年間の空洞探査データのうちスコープ調査を実施
し空洞の有無が明確なものについて

的中率： 80～100％（平均88.7%)（徳永ら:2019より）

地中レーダ探査技術はほぼ成熟

空洞最浅部の深さ
地中レーダ探査による推定 (m)レーダ探査（一次調査）
適用深度： 1.5m以浅
測定単位： 10cm
空洞探査能力の指標
検知率：潜在する空洞を見逃

1：1

全体の9割が0.2～0.6mに集中
全件(H27-29, 4,087件)
線形(全件(4,087件))

スコープ調査による実測 (m)

空洞最浅部の深さは20cm程度深めに評価する場合あり
・ レーダ探査とスコープ調査の計測単位の違い
・ スコープ用削孔時の空洞上部土塊の崩落
・ レーダー探査とスコープ調査の実施時の差異（濱也ら:2019より） 25

路面下空洞の実態

路面下空洞の発生状況
路面下空洞の発生頻度
道路管理区分

単位道路延長あたり空洞数（個/km）

国・道・府・県
東京都・政令市
東京23区
その他自治体

0.59
2.06
2.09
1.37

2014・2015年度に調査した道路延長10,091km（空洞数9984箇所）のデータより

典型的な路面下空洞の諸元
深度： 0.3-0.6ｍ （大半が舗装直下）
厚さ： 0.6m未満が約半数
大きさ(面積）： 0.25～2m2
小池ら、路面下空洞の発生状況の分析と考察、
第72 回土木学会年次学術講演会、福岡、2017年9月

26

路面下空洞の実態

路面下空洞の発生要因
東京都の2001～2009年度までの空洞調査で確認された1018件の空洞の発生要因は、下水道および雨水取付管等の破損が要因となった空洞： 28％
埋戻し不良： 32％
内山・大石（2012）：4.路面下空洞の開削状況調査結果、東京都地下埋設物輻輳： 14％
土木技術支援・人材育成センター平成24年度年報

都市部においては地下埋設物起因の空洞が多くを占めている

主要7分類
要因の詳細
占用埋設物周辺土砂の 管破損、管接続不良、管未閉塞、人孔躯体破損、桝・流出
側溝破損、水道管漏水
占用埋設物周辺地盤の 埋戻し転圧不足、戻し材不良、近接部工事の影響、推圧密
進・シールド工事の影響
大型地下構造物関連
地中残置物、地下構造物周辺の水みち
雨水・地下水の影響
地下水の影響、雨水浸食
地震の影響
地震の影響
護岸の吸出し護岸からの土砂流出
その他・不明－小池・瀬良（2012）：路面下空洞の発生状況に関する考察（その１）
空洞発生状況の特徴、地盤工学研究発表会（八戸）27路面下空洞の実態

路面下空洞の生成
主な原因
成熟した都市における埋設インフラの老朽化

ゆるみ

ただし、顕著な空洞を伴わないまま路面陥没に至る場合もある

地下水位上昇空洞構造物躯体
地中埋設管

空隙

土砂流出

？

埋設管など、道路下の地中構造物の破損水みち埋戻し材の締固め不良？
水みち周辺の細粒分流出？
その他不明な原因？？

？

28

路面下空洞の実態

空洞の拡大要因：雨

新聞記事（1988~2006年、日本全国）にみる路面陥没事故の月別発生件数

小池ら、路面下空洞の発生状況に関する考察(その1)、第47 回地盤工学研究発表会、八戸、2012 年7 月

新聞記事にみる路面陥没事故と年間豪雨日数の年別件数（1988~2008年、関東地方）

29

路面下空洞の実態

空洞の拡大要因：地震
新潟県中越地震前後の異常信号箇所頻度と震度、および空洞規模

震度５を超えると空洞頻度が増加

小池ら、路面下空洞の発生状況に関する考察(その1)、第47 回地盤工学研究発表会、八戸、2012 年7 月

30

空洞・陥没のポテンシャル

空洞生成・拡大の要因
素因：
・ 地中埋設物の輻輳・ 流出しやすい土質（裏込材）
・ 地質・地形・地下水・ 掘削工事履歴 等

空洞が出来やすい素質・要件が備わった上に、誘因：
・ 地中埋設インフラの老朽化・破損・ 雨・ 地震等土砂の流出経路が確保されると、空洞の生成・拡大が加速化
31

空洞・陥没のポテンシャル

空洞ポテンシャルマップの試作（福岡市）
空洞ポテンシャル：空洞の出来やすさの指標（生成可能性）
今後空洞の陥没危険度評価を加味して陥没ポテンシャルマップへアップデート

土砂流出（吸出し）による空洞：流出以外による空洞：

下水管経過年数の影響が強い
市中心部で高ポテンシャル値

地形の影響が強い
沿岸埋立地で高ポテンシャル

単位：
空洞頻度(個/km)
32

空洞・陥没のポテンシャル

空洞ポテンシャルマップの試作（藤沢市）
既存の空洞・陥没データと諸条件を分析し、空洞ポテンシャル：空洞の出来やすさの指標（生成可能性）を設定
Fujisawa city

空洞形成に影響する４つの支配要因
・下水合流式・1960-1980年代
・下水管取付管多い・砂質土・地下水位（参考）GL-3m以浅
ポテンシャル

要因

頻度 ( /km）
陥没
空洞

High+

３因子以上

1.24.6

High

下水･砂質

0.7

2.4Middle

上記以外

0.4

0.4

Low

なし

0.10.3

空洞・陥没のポテンシャル

空洞ポテンシャルマップ
試作した空洞ポテンシャルマップの検討過程、及び他の道路管理者での作成にあたっての適用性
空洞ポテンシャルマップの検討過程
空洞生成／陥没の素因・誘因となりうるパラメータを抽出し、それぞれの寄与度を算定
対象地域の各要素地点の空洞ポテンシャル（生成可能性）を評価し、地図情報として表現

必要な情報

他都市への適用性◎空洞データ〇陥没データ
◎地質
〇地形
〇地下水位
〇舗装仕様
〇交通量
〇埋設物（埋設管の輻輳）◎下水本管(埋設年代、材料等）◎下水取付管
〇大型埋設構造物（地下鉄、共同溝等）〇降雨・地震履歴

福岡市、藤沢市におけるポテンシャルマ
ップの試作にあたって、多少の地域性の差異はあるものの、空洞生成の主な要因はほぼ共通している。
同様の手法を他都市に展開しそれぞれの都市でポテンシャルマップを作成することは可能。ただし、その精度は、空洞データの精度に大きく依存する。

◎必須、〇あるのが望ましい

34

空洞事例

下水管に起因する空洞の開削事例

35

空洞事例

下水管に起因する空洞の開削事例①36

空洞事例

下水管に起因する空洞の開削事例①開削断面図とポータブルコーン貫入試験結果

は試料採取箇所
試料B

試料A

試料C

参考；
近傍地下水位 GL-3.45m(ボーリング調査(冬季12/2)データより)

37

空洞事例

下水管に起因する空洞の開削事例②
周辺状況

38

空洞事例

下水管に起因する空洞の開削事例②

空洞規模（W700, L700, H180）

合流管（Φ800, GL-1.64m)

39

空洞事例

下水管に起因する空洞の開削事例②開削断面図とポータブルコーン貫入試験結果

試料D

は試料採取箇所

試料E

試料F

40

空洞生成・拡大メカニズム

下水管への漏水による空洞形成
下水管内から明確な破損が確認されない場合でも空洞形成の可能性あり
例えば、管渠継手部の止水パッキンの損傷による漏水は土砂流出の原因箇所となりうるか？
かぶり50mm
高さ5~10mm
開口幅1~3mm

継手様の開口部を設けて土砂流出模型実験を実施
41

空洞生成・拡大メカニズム

下水管への漏水による空洞形成

継手のかぶり部が水で満たされて、砂粒を水平に運ぶのに十分な流速があれば流出する

かぶり50mm
高さ７mm
開口幅2mm43

空洞生成・拡大メカニズム

空洞発生現場の再現地盤を用いた模型実験
流出口水平部高さを変化させた場合

水平部高さ3mm
水平部高さ5mm

水平部高さ1mm
地盤

3mmほどの軽微な止水不良箇所でも空洞の生成・成長は生じる：陥没発生

・土砂流出の程度：流出口水平部高さ 3mm ൐ 5mm ൐ 1mm
・土粒子と水が流動体として一体となって水平部を持続的に流出
44

空洞生成・拡大メカニズム

空洞の危険度評価
道路陥没を引き起こす危険な空洞とは？
舗装
深さ
広がり厚さ

地下水
土質

空洞の陥没危険度を考える上での２つの観点
・ 現時点における舗装路体の構造安定性に対する影響
浅くて大きい空洞が危ない？
道路構造の安定性への影響度： 空洞の深さ、広がり、舗装の厚さなど
・ 現時点では大丈夫でも将来は？
空洞の成長速度：土質や地下水などの素因、降雨や地震などの誘因
45

空洞生成・拡大メカニズム

空洞生成・拡大過程
土砂流出実験：空洞生成から表面陥没への空洞拡大過程

初期設定
水位

初期空洞（煙突状）→水位以下の空洞幅拡大→上部土塊の不安定化・崩落

46

空洞生成・拡大メカニズム

深さ

空洞生成・拡大過程
空洞幅
成長・拡大

煙突状の初期空洞

陥没直前

崩落・陥没

空洞幅 (cm)
空洞天井部の深さ (cm)

煙突状の縦長の初期空洞
陥没直前

地下水位以下の空洞幅拡大
初期空洞

空洞上の土塊が崩落し陥没
47

空洞生成・拡大メカニズム

深さ

空洞生成・拡大過程
空洞幅
成長・拡大

煙突状の初期空洞

陥没直前

崩落・陥没

空洞幅 (cm)
空洞天井部の深さ (cm)

煙突状の縦長の初期空洞
陥没直前

地下水位以下の空洞幅拡大

初期空洞

空洞上の土塊が崩落し陥没
48

空洞生成・拡大メカニズム

深さ

空洞生成・拡大過程
空洞幅
成長・拡大

煙突状の初期空洞

陥没直前

崩落・陥没

空洞天井部の深さ (cm)

空洞幅 (cm)

均等均質な砂地盤内の空洞が空洞上土塊の自重で崩落・陥没する場合、空洞幅と平均深さは傾き0.2～0.3の関係
陥没直前

49

空洞の陥没危険度評価

空洞の陥没危険度評価
国道の空洞・陥没事例
空洞幅（m）

空洞天井部の深さ（m）

舗装

傾き0.2

高0.3
陥没危険度
低
国道の空洞・陥没（2003～2007, 全703 件）■ 陥没がはっきりしている事例（39）50空洞の陥没危険度評価

空洞の陥没危険度
陥没危険度チャート
00.5

1

短辺(m)

－成長速度－

1.5

2

2.5

0A

0.2

（危険度：大）

深度(m)

0.4
0.6
0.8
1B

成長前

（危険度：中）

成長後

C

成長経路

（危険度：小）成長速度 (/year)

1.2

平成24~28年度の国道の路面下空洞調査結果のうち、比較調書にサイズの変化が与えられていた19個について整理
・空洞（深度変化有）： 平均0.108㎥/年

・空洞（深度変化無） ： 平均0.52㎡/年51空洞の陥没危険度評価

地震の空洞危険度への影響
中越沖地震、東日本大震災、熊本地震後に実施された調査報告および分析結果から、明らかになった実態
・地震後に路面下空洞数が増加する(2～8倍)
空洞の多発区間が発生する傾向があり、総数が増える
・陥没危険度の高い 広い・浅い空洞の割合が極端に高くなる
Aランク：いつ陥没してもおかしくない危険度の高い空洞
地震後の空洞危険度ランク(熊本地震)

平常時の空洞危険度ランク
Ａランクが大幅に増加
60％←18％

危険度C
23%
危険度B
17%

危険度A
60%

(岡本ら，地震災害後の早期道路復旧に向後の早期道路復旧に向けた路面下空洞調査の活用，土木学会
第72回年次学術講演会(平成29年9月)、これまで最も早く被災後に現地計測がされた調査結果から分析されたもの(熊本地震から10日後))

危険度C
17%

危険度B
65%

危険度A
18%

A：緊急補修
B：早期対応C：経過観察(小池ら，路面下に発生する空洞の発生状況の分析と考察，土木学会第72回年次学術講演会(平成29年9月))

52

空洞の陥没危険度評価

実物大試験道路の構築
試験道路の概要
空洞深さ

実物⼤陥没試験道路 延⻑30m×幅員6m

横断管・長さ30m×幅6m
・表層はストレートアスファルトと改質Ⅱ型の2種
・Φ80cmまたは80×40cmの空洞を計20個設置
・気象、路面温度、路面変位をモニタリング

試験体の構築：細礫詰め土嚢を路盤内に設置し舗装を敷設、空洞生成後のレーダデータ
表示深さ GL-0.1m～0.4m オーバーレイ水平スライス

細礫詰め袋

路盤工

W=6m

その後細礫を吸引し空洞生成

L=30m

気象センサ・赤外線カメラでの常時観測

53

空洞の陥没危険度評価

実物大試験道路における空洞載荷試験
空洞観察・載荷試験
・内空観察、３D計測
・FWD試験
・小型FWD試験・平板載荷試験

実物大試験道路の点群+空洞三次元合成画像

自然陥没 [ストAs ・As直下(Dp10cm)・ φ80cm・舗装温度約40℃]
空洞作製から1時間後
沈下7mm

23時間後
沈下52mm27時間後沈下122mm

46時間後
空洞形状で陥没 表層・基層が分離
陥没孔の大きさ：縦断長55cm 横断長 51cm
深さ 12cm 面積211cm2 体積 14cm354空洞の陥没危険度評価

実物大試験道路における空洞載荷試験
FWD+平板載荷で路盤崩落、その後陥没 [ストAs・上層路盤内(Dp20cm)・φ80cm・舗装温度約40℃]
平板載荷試験

試験前

試験後

5日後

沈下7mm･クラック発生

陥没・表層・基層が分離

表層+基層
平板載荷試験の例
（参考）
25

空洞

上層路盤が崩落

参考：載荷で陥没

20

変位(mm)

載荷試験
FWDで2ｍｍ沈下↓ 平板載荷で7mm沈下↓ 17kNで頭打ち、クラック発生
載荷中止

152-1
健全部

10

平板載荷試験

00500

1000

載荷圧力（kN/m2）

25

参考：陥没せず路盤崩落なし

変位(mm)

FWDによる繰返し載荷520
153-4健全部

10500500

載荷圧⼒(KN/ｍ2)

100055

空洞補修

空洞充填材の開発• 既存の充填材の課題を整理し、要求性能や開発目標を設定• 充填材の土中への浸透の確認実験• モニタリング路線内の空洞充填の試行
破損した下水管に漏出した事象あり近傍に破損した下水管があっても漏出しないよう開発目標を修正
目標物性：
①可塑性
②水中不分離性③分離抵抗性④単位容積質量（軽量、1.0以下）⑤一軸圧縮強さ（再掘削性を考慮）
⑥速硬性

【従来】

注入孔

表層舗装

【新規開発】

充填材

注入孔

表層舗装

充填材
破損部
空隙が残ったとしても陥没危険度は大幅低下

再掘削の効率、および路面の十分な支持力を考慮した強度設定に関する検討
可塑性充填材の充填方法の検討

下水管

一部水流に取られても上部の充填材は損傷されず荷重伝達を保持

56

空洞補修・陥没予防

予防：舗装の補強方法の開発
路盤内または路盤上に補強材を敷設

路面に補強材を塗布し強化膜で補強

空洞上に地盤（路盤）が残りアーチ効果が期待できると陥没は起こりにくい。
補強材を用いて路盤の崩落を防止する。

空洞を認知してもすぐに補修できない場合のために、路面に応急対策として補強材を塗布し、強化膜を作ることにより陥没を抑制する。
強化膜（応急対応）

ジオテキスタイルによる補強(路盤の崩落防止）

空洞

空洞

路面の掘下(広がり0.5m×0.5m、深さ0.2ｍ)

実物大試験道路における補強材（ジオテキスタイル）の敷設

厚紙設置(中空部作成)樹脂吹付57

道路陥没対策と安全・安心な都市インフラ現状
・ 道路陥没問題は都市の成熟およびインフラの老朽化と不可分
都市の急激な成長から約20年超で問題が顕在化
・ 気象の激甚化により問題は加速化
陥没対策•

探査によって路面下に空洞を見つけ、陥没を未然に防止
空洞/陥没ポテンシャルの把握による、効率的な調査

・ 空洞の成因や発生場所等の条件により、拡大・進展速度や陥没危険度が異なる → 地域特性の把握と陥没危険度の評価
・ 道路陥没防止のためには路盤の保全が重要
・ 空洞特性や危険度に応じた補修工法の開発および適切な選択
・ 空洞・陥没データの蓄積・分析および施設管理者間の情報共有・連携により、効率的・合理的な道路・インフラ管理へ
58

参考文献
• 横田敏宏, 深谷渉, 宮本豊尚（2012）、下水道管路施設に起因する道路陥没の現状 (2006-2009年度）, 国土技術総合政策研究所資料
No.668.
• 桑野玲子, 堀井俊孝, 山内慶太, 小橋秀俊（2010）, 老朽下水管損傷部からの土砂流出に伴う地盤内空洞・ゆるみ形成過程に関する検討,
地盤工学ジャーナル, Vol.5, No.2, 349-361.
• 都市の危機管理における路面下空洞対策戦略会議: 都市の危機管理における路面下空洞対策に関する提言
http://resilience-jp.biz/wp-content/uploads/2018/06/teigen0606.pdf• 徳永珠未、瀬良良子、佐藤雅規、大野敦弘、濱也幸樹、加納晋太郎、桑野玲子、道路陥没対策における空洞探査能力の指標化の意義と現状分析、第1回交通地盤工学に関する国内シンポジウム(札幌）、2019年9月• 濱也幸樹、瀬良良子、佐藤雅規、大野敦弘、徳永珠未、加納晋太郎、浅見文美恵、桑野玲子、道路陥没対策に求められる空洞情報高度化のための基礎的検討、第1回交通地盤工学に関する国内シンポジウム(札幌）、2019年9月• 小池豊, 濱也幸樹: 路面下空洞の発生状況の分析と考察, 第72 回土木学会年次学術講演会, 福岡, 2017年9月.
• 内山・大石（2012）：4.路面下空洞の開削状況調査結果、東京都土木技術支援・人材育成センター平成24年度年報• 小池豊、瀬良良子（2012）、路面下空洞の発生状況に関する考察(その1)、第47 回地盤工学研究発表会、八戸、2012 年7 月.
• 堀田真由子, 桑野玲子、福岡市の路面下空洞の生成傾向の分析及び空洞ポテンシャルマップの作成, 第52回地盤工学研究発表会, 名古屋, 2017年7月,1421-1422.
• 堀田真由子, 桑野玲子, 瀬良良子、福岡市における空洞ポテンシャルマップの作成, 第53回地盤工学研究発表会, 高松, 2018年7月, 16251626.
• 瀬良良子, 桑野玲子, 平田良祐, 張ヶ谷昌彦, 米本幸子: 藤沢市の効率的な道路陥没防止手法の実践的研究 -陥没ポテンシャルマップ開発に向けた空洞素因の地域分析-, 土木学会第73回年次学術講演会, 札幌, 2018年8月, Ⅲ-078.
• 西山博光、瀬良良子、藤井邦男、桑野玲子（2019）、官学産連携の路面下空洞対策の取り組み－路面下空洞の開削調査事例－、地盤工学会誌、Vol.67, No.8,12-15.
• 唐崎遥平（2020）、埋設管接合部の止水不良個所における路面下空洞の生成・成長過程の検討、東京大学卒業論文• 唐崎遥平、金子かのん、桑野玲子、桑野二郎（2020）、埋設管接合部の止水不良箇所における路面下空洞の生成・成長過程の検討、 第55回地盤工学研究発表会、京都、2020年7月.
• 大原勇、桑野玲子、瀬良良子、模型実験および陥没事例の分析に基づく陥没生成メカニズムの検討、第54回地盤工学研究発表会、さいたま、2019年7月、1463-1464.
• Kuwano,R., Ohara, Y. and Sera,R. (2019), A study on the potential size of subsurface cavities in sandy soil, 16th Asian Regional
Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (16ARC), Oct. 2019, SA06-005.
• 中田祐輔, 桑野玲子, 瀬良良子、国道の路面下空洞の成長傾向に関する検討, 土木学会第73回年次学術講演会, 札幌, 2018年8月, Ⅲ079.
• 岡本順平、松隈努、濱崎哲次、地震災害後の早期道路復旧に向けた路面下空洞調査の活用、土木学会第72回年次学術講演会、福岡、
2017年9月.

59