株式会社　熊谷組
有価証券報告書－第82期(平成30年4月1日－平成31年3月31日)

５【研究開発活動】当社グループの研究開発活動は、企業業績に対して即効性のある技術、商品の開発、各種技術提案に直結した技術の開発、中長期的市場の変化を先取りした将来技術の研究、開発技術の現業展開と技術部門の特性を生かした技術営業、総合的技術力向上のための各種施策からなっており、社会経済状況の変化に対し機動的に対応できる体制をとっている。当連結会計年度は、研究開発費として2,348百万円投入した。当連結会計年度における主な研究開発活動は次のとおりである。(1)土木事業①林業機械システムの自動化による省力化の研究「ＪＡＸＡ宇宙探査イノベーションハブ」の第４回研究提案募集で採択され、当社、住友林業株式会社、光洋機械産業株式会社及び株式会社加藤製作所は、国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）と２年間（2018年12月～2020年３月）にわたり共同研究を行うこととしている。この共同研究では、当社の「無人化施工技術」と住友林業株式会社の「林業技術」、光洋機械産業株式会社の「プラント・仮設のエンジニアリング」並びに株式会社加藤製作所の「ホイールクレーン国内トップシェアのウインチ技術」を融合することで、架線集材システムの無人化・自動化を図り、林業分野での事業化を目指す。一方、この技術を応用して、月面での構造物や資材の運搬、設置等に有用な運搬システムを研究・開発する。本研究は、これまでの林業現場におけるエンジン駆動のウインチを使用した架線集材機の手動運転作業を、動力の電動駆動化によって精密な遠隔制御を可能にし、さらにこれを利用して架線集材の高度な自動運転の実現を目指すものである。また、これにより、集材作業の省力化・効率化を行い、作業環境の改善と生産性の向上を図る。集材機の概念設計が完了しており、今後は詳細設計、試作機の製作、林業現場での導入試験を行い、研究・開発を進めていく予定である。②ＡＩ制御による不整地運搬車(クローラキャリア)の自動走行技術の開発一般的な土木工事において、土砂運搬作業は運搬経路の往復という単調な繰返し作業となる。そのため、運転者の疲労蓄積や集中力の低下による、走路逸脱や人・物への接触等の事故発生の危険性がある。当社では、運転者の労務負担の軽減を図るため、不整地運搬車の自動走行技術を開発した。当該技術は無人化施工をベースとしており、遠隔操作室からの遠隔操作による走行時の経路をＧＰＳや傾斜計といったセンサーにより車載コンピュータに記憶させる「教示運転」を実施した後、教示運転で記憶した走行経路（教示経路）を追従しながら不整地運搬車を自動走行させる技術である。当該技術は、自動走行車両の管理者１名を配置し、複数台の車両を自動走行させることにより生産性向上に寄与するものである。当社は、さらなる効率化と安全性の向上を目指し、ＡＩによる自動走行技術を開発した。本開発は、教示運転の実施までは先述の自動走行技術と同様であるが、その教示経路と複数車両の走行位置関係をＡＩが分析することによって運行計画パターンが生成され、操作盤のスタートスイッチを押すだけで、複数台の不整地運搬車は常時ＡＩによって進行・停止の制御が行われる。これにより自動走行管理者が存在しなくとも、車両同士が衝突することなく安全かつ効率的に自動走行が実施されるようになった。今後は、ＡＩ制御技術をさらに向上させるとともに、安全面や運用方法の検討を十分に行い、本格的な実運用に向けていく。③高速道路リニューアルプロジェクトの主力商品「コッター床版工法」ＮＥＸＣＯ各社が進める高速道路リニューアルプロジェクト（総事業費約３兆円）において、橋梁床版取替工事は、その50％強（事業費約１兆6,500億円）を占める同プロジェクトの主要工事である。工事では、高耐久性に配慮した構造へ更新することはもちろん、通行規制に伴う社会的影響を軽減し、利用者の利便性をできる限り損なわない工法が求められている。これらを踏まえ、急速施工、省人化、高品質化、取替性の改善など生産性の向上を目的に、コッター式継手を用いた橋梁用プレキャストＰＣ床版（コッター床版）を開発した。当該工法は、従来工法の約半分の工期と人員で作業が可能であるほか、現場作業が単純なため熟練工を必要とせず、さらに床版の99％をプレキャスト化することで品質向上にも寄与する、他に類を見ない床版取替工法である。また、床版の耐久性を審査する輪荷重走行疲労試験においては、100年相当の耐久性を確認済みで、当社の主力商品として今後の展開が期待されている。④ＡＩによるコンクリート骨材の粒径・岩種判別技術の研究一般的に、コンクリートは細骨材と粗骨材を用いて作られるが、土木のコンクリート構造物、特にダムコンクリートでは、粒径の大きな粗骨材を使用するため骨材は多種に及ぶ。一方、コンクリートの製造設備では、搬入した骨材を混じることなく所定の貯蔵ビンに投入する方法が大きな課題であった。そこで、搬入時にダンプトラック上の骨材を人間の眼と同じようにステレオカメラで確認し、画像処理技術によって粒径を判別する骨材粒径判別システムを新たに開発した後、切目川ダム（和歌山県）に導入して良好な結果を得た（平成29年度ダム工学会技術開発賞を受賞）。切目川ダムで撮影した数千枚の骨材の写真画像を利用し、ＡＩによる骨材判別技術について研究を行った。その結果、信頼性の高いDeepLearningによる学習モデルを構築することで、骨材の判別率をステレオカメラによる場合の98.6％から99.8％に向上することができた。また、カラー画像を用いて岩種の異なる細骨材、粗骨材の判別も試み、こちらも判別率99.6％の判別率を達成できた。今後は、当ＡＩ技術を実際のコンクリート製造プラントに設置し、実証実験を行う予定である。⑤斜面対策工事に特化したのり面ＣＩＭの開発現在、建設生産システムの業務効率化や高度化を目指してＣＩＭの導入が活発化している。その中で、斜面対策工事では他工種と比較するとＣＩＭが適用されている事例が少なく、国土交通省によるＣＩＭ導入ガイドライン（案）においても斜面対策工は示されていない。しかしながら、斜面対策工においてもＣＩＭの導入は重要であり、施工管理の情報を点検に用いるべく維持管理段階へ引き継ぐことが必要で、ＣＩＭを導入することにより、業務効率化や高度化が期待される。これまで斜面対策工でＣＩＭの事例が少ない理由の１つとして、長大のり面の場合は、対策工の実施数量が多く、原位置の地形・地質条件等により仕様変更が生じるなど、データの入力作業が膨大かつ煩雑であることが挙げられる。そこで当社は、斜面対策工事に特化した「のり面ＣＩＭ」を開発することにより、データ入力作業の効率化を図り、斜面対策工における専用システムを用いたＣＩＭを初めて実施した。このシステムは、斜面対策工事で実施するグラウンドアンカー工や鉄筋挿入工などに対し、その設置場所や諸元、地質情報、施工日などの属性情報を付与し、３次元空間に配置させるものである。なお本システムでは、入力作業の負担を軽減させるため、表計算ソフトにて整理した施工実績のデータベースを読み取る仕様となっている。(2)建築事業①木造ＣＬＴ壁でＪＩＳ最高の遮音等級を達成中大規模の木造建築を念頭に、ＣＬＴ（CrossLaminatedTimber：直交集成板）（注１）壁単体での遮音実験を行い、ＣＬＴ90㎜とＣＬＴ150㎜をそれぞれ用いた２種類の複合壁において、ともにＪＩＳ最高の遮音等級となるＲｒ（注２）-60を達成した。今後、需要が高まると考えられる中大規模の木造建築分野において、建物の主要構造部である壁に、木質系材料であるＣＬＴ壁を用いることが想定される。しかし、共同住宅などにこのＣＬＴ壁を使用する場合、遮音性能が低くなるなどの技術的に解決すべき課題があった。今回の開発では、ＣＬＴ壁近傍に遮音効果を高める構成材料（石膏ボード、断熱耐火パネル、遮音シート等）を組み合わせて用い、壁全体としての遮音性能を高めた。同時に、ふかし壁で比重の異なる材料を積層させるなどして、低音域の共鳴透過を低減させた。また、木造建築における住戸間のＣＬＴ壁など主要構造部は耐火性能を確保する必要があるが、本開発では、「燃え止まり層（ＣＬＴ90㎜）」と「燃え代層（ＣＬＴ150㎜）」の両方の耐火仕様においても、壁単体として遮音等級Ｒｒ-60を達成した。木造であるＣＬＴ壁は、壁面以外からの音の伝搬経路も想定されるため、壁・床・梁全体での遮音性能が重要となる。今後、当社で開発を進めているＣＬＴ遮音床（乾式工法による重量床衝撃音等の対策床）と、主要構造部（床・梁・壁）の耐火構造に基づき、ＣＬＴ壁をこの床と梁の上に設置し、壁の空気音遮断性能に関する大臣認定取得を目指す予定である。（注）１複数枚のラミナ（ひき板）を木材の繊維方向が直交するように積層させて作った木質構造パネル。２住宅の品質確保の促進等に関する法律で規定されている壁単体の遮音性能値でＪＩＳＡ1419-1（空気音遮断性能）の等級値。②木造ＣＬＴ床で高い床衝撃音遮断性能を達成中大規模の木造建築への採用を念頭に、ＣＬＴ床及び付加材（注１）の組み合わせによる床材を開発し、遮音実験において、重量床衝撃音（標準重量衝撃源）でＬｒ-45相当（注２）の高い遮音性能を達成した。当社では、すでにＣＬＴ壁単体でＪＩＳ最高の遮音等級Ｒｒ-60を達成し発表しているが、木造建築においては、壁面以外からの音の伝搬経路も想定されるため、壁単体だけでなく、壁・床・梁全体での遮音性能が重要であるとして、継続して開発を進めてきた。共同住宅などの床には、高い水準での重量床衝撃音の遮断性能が求められるが、比重の小さいＣＬＴ単体では十分な遮音性能が得られない。本開発では、重量床衝撃音の遮断性能の向上に重点を置きながら、施工性と軽量性にも優れた仕様にしており、1）210㎜ＣＬＴ床の上に遮音シートを組み込んだＡＬＣを設置する、2）重量床衝撃音の対策として高剛性高密度（注３）の２重床（注４）を設置する、3）防振ゴムの形状を工夫した防振ハンガーによる防振天井を設置する、などの遮音対策を行っている。遮音性能の評価は、標準重量衝撃源による重量床衝撃音の測定結果をＪＩＳＡ1419-2（等級曲線）にプロットすることで、簡易的にＬｒ相当として数値化した。今後は、ＣＬＴ床を150㎜にした場合においても様々な付加材を組み合わせ、さらに高い遮音性能となる仕様の検討を予定している。同時に、床の遮音性能は、床単体だけではなく壁や梁等の納まりを考慮する必要性があることから、先に発表したＣＬＴ壁の遮音性能（Ｒｒ-60）と、現在開発を進めている主要構造部（柱・梁・床・壁）の耐火性能を組み合わせ、実際の建物に適用可能な仕様を目指していく。（注）１ＣＬＴ床の上に遮音シート付ＡＬＣ、高剛性高密度となる２重床、ＣＬＴの下に断熱パネルと石膏ボードとの積層構造による燃え止まり層、防振天井を示す。２ＣＬＴ床単体の測定がＪＩＳで規定されていないため、残響室で床単体の重量床衝撃音（標準重量衝撃原）の測定結果をＪＩＳＡ1419-2にプロットして数値化し、相当値として表現したもの。３２重床の構成としてパーティクルボードとフローリングの間の仕様を比重の高いアスファルトシートを合板で挟み込むサンドイッチ構成にすることで、高い剛性と高い密度の両方を確保したもの。４支持脚と防振システム根太を採用し、側面壁と巾木下部は約３㎜の隙間を設けている。③床コンクリートのひび割れ自動計測ロボットを開発自動走行して建物の床面を写真撮影し、床コンクリートのひび割れ等を自動検出する「ひび割れ自動計測ロボット」を開発した。このロボットの特徴として、1）計測作業の時間短縮、2）計測員の負担軽減とコスト低減、3）広範囲を一人で計測することが可能、4）自動計測中のモニター確認が可能、5）手動（手押し）計測も可能、6）計測精度が向上、などの点がある。従来の方法では非常に多くの手間と時間を必要としていた。老朽化が進む構造物の増加に伴い、検査技術の１つとして、ひび割れ等を計測する技術の開発並びに改良は、ますます重要なものとなってきている。今回の開発も、こうした課題を踏まえて開発したものである。「ひび割れ自動計測ロボット」は、自動走行台車にカメラを搭載し、床面を連続撮影するものであり、撮影した写真は走行時に自動取得した位置データと照合し、自動で配置・結合され合成された画像データから「ひび割れ自動検出・図化システム」がひび割れ幅やひび割れ長さを自動検出し、正確な位置データを持つひび割れ図のＣＡＤデータとして出力できる。これを当該位置の構造図のＣＡＤデータと重ね合わせることにより、「ひび割れ計測図」として検査報告書へ記載することができる。当面は、当社の現場に限定して活用し、実際の現場での運用を通じてさらなる改良改造を行い、将来的には商品化の可能性も視野に入れており、床面以外への応用も検討している。④「木造ＣＬＴ壁の２時間耐火構造」の大臣認定取得中大規模の木造建築を念頭に、薄い燃え止まり層と様々な表面材が選択可能となる仕様でＣＬＴ壁の１時間及び２時間耐火構造の大臣認定を取得した。芯材（ＣＬＴ）の周囲に設置する「燃え止まり層（注）」を、石膏ボードと断熱耐火パネルを積層する当社独自の仕様で、一般工法である石膏ボードだけの仕様よりもその厚さを薄くした。またこのＣＬＴ壁は、耐火構造に加え、仕上げの表面材として様々な仕様の選択が可能である。ＣＬＴ壁を木造共同住宅の主要構造部となる壁に使用するには、４階までの建物が１時間耐火構造、５階建て以上の建物が２時間耐火構造であることが必要となる。主要構造部（柱・梁・床・壁）の耐火構造は、芯材となる木材の周囲に「燃え止まり層」を設けて耐火性能を確保する。一般的にはこの燃え止まり層は「石膏ボード」が使用されるが、石膏ボードは、一度加熱され性質が変化すると耐火性能の低下とともに崩壊しやすい状況となる。そこで、本開発では石膏ボードに加え、熱遮断性能が高く、崩壊防止に寄与する断熱耐火パネルを石膏ボードの間に組込むことにより、耐火性能の確保と同時に壁の厚さを薄くすることに成功した。さらに、燃え止まり層の外側（室内側）に設置する表面材は、様々な仕様の選択が可能であり、例えば、20㎜以下の天然木、壁紙、塩ビシート、塗装並びにふかし壁を念頭にした表面材を設置しない仕様などを選べるため、お客様及び設計者のニーズに対応することができる。表面材を天然木とした場合の燃え止まり層と表面材との合計厚さは、最も薄い場合、１時間耐火構造で41㎜、２時間耐火構造で63㎜までスリム化が可能となり、室内の利用可能な空間の拡大に寄与している。今後、他の主要構造部（柱、梁、床）の１～３時間耐火構造の大臣認定について、２年以内の取得を目指しており、2018年７月に発表したＣＬＴ遮音壁（Ｒｒ-60）及びＣＬＴ遮音床（Ｌｒ-45相当）と併せて、耐火と遮音の両方に優れた中大規模の木造建築を実現するために、さらなる研究開発を進めてゆく。（注）燃え止まり層とは、表面材と芯材（ＣＬＴ）との間にある燃焼を停止させる層。その基本性能の確認では、耐火加熱中の芯材（ＣＬＴ）の表面温度が250℃未満であることや、芯材表面が炭化しない（焦げていない）ことなどが必要とされる。(3)子会社株式会社ガイアート①縦溝粗面コンクリート舗装の開発縦溝粗面アスファルトコンクリートである同社製品のＦＦＰは、開発後、順調に施工量を増やしていることから、コンクリート舗装にも縦溝を設ける工法の開発を行ってきた。プレキャストコンクリートによる工法の研究については、縦溝の形状及び舗装厚の検討を実施した。現場打ちコンクリートによる工法の研究については、縦溝成型方法及びすべり抵抗確保の検討を実施した。②移動式たわみ測定装置の実用化に関する共同研究舗装の効率的な管理に向けて、定期的な点検・維持修繕が求められている。現在、構造的な舗装の健全度を調べるためには、ＦＷＤによるたわみ測定が一般的に用いられるが、交通規制が必要であり定期的な点検には適さない。そのため、２つの公的機関、１つの大学、５つの民間企業で、移動式たわみ測定装置の実用化に関する共同研究に取り組んでおり、現在、試作車によるデータ収集、解析を実施しているところである。③ＦＦＰの小粒径化東京都では、低騒音舗装としてマップ舗装が実施されている。しかし、施工機械が大きく信号機等のある箇所では施工が困難であることや、骨材飛散抵抗性が若干小さいことが懸念されている。そこで、これらの欠点をカバーできる低騒音舗装工法として、５mmＴＯＰＦＦＰの開発を開始した。室内試験での検討は終了し、今後は同社の子会社である株式会社白糸ハイランドウエイでの試験施工を予定している。④新ＧＲＤマットの開発ＧＲＤマットはリフレクションクラック防止に有効で、これまでの販売は堅調であったが、芯材がありリサイクルが困難との理由から販売量が減少傾向にある。これを解消するために芯材のない新しい新ＧＲＤマットの研究開発に着手した。室内での検証はほぼ終了し、今後は株式会社白糸ハイランドウエイでの試験施工を予定している。