JP5877975B2 - コンクリート構造物の補修方法及びコンクリート構造物の補修構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば橋梁（橋桁、橋脚、橋台）、トンネル、ボックスカルバート、建築建物などのコンクリート構造物において、その表面に発生するひび割れの進展やそれによる剥落を防止するために用いられるコンクリート構造物の補修方法、及び、コンクリート構造物の補修構造に関する。

従来、この種のコンクリート構造物の補修方法として、コンクリート構造物の表面の汚れを除去し、コンクリート構造物表面に透明ポリウレタン樹脂溶液を塗り付けたのちに、縦横斜め状に編み込まれた構造のガラス連続繊維シートを貼着し、前記ガラス連続繊維シートの上から、前記透明ポリウレタン樹脂溶液と同じ性質の樹脂溶液を塗り付けることで前記ガラス連続繊維シートに含浸させ、これを乾燥させることで固化させて透明又は半透明のコーティング層を形成することにより、コンクリート構造物の表面が補強されてその剥落事故発生を防止するともに、補強されたコンクリート構造物の素地の状態が外部から目視によって観察可能にしたコンクリート構造物表面の強化コーティング方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、コンクリート塊の落下による第三者災害を防止するための恒久的な剥落防止対策として、コンクリート構造物の表面にひび割れなどが発生すると、その箇所におけるコンクリートの劣化部分を除去し、その除去部分に対して断面修復材が充填され元の形状となるように埋め戻して復元する断面修復工法がある。

特開２０１０−１７０７号公報

そこで、前述したコンクリート構造物表面の強化コーティング方法と断面修復工を組み合わせて、断面修復工法による補修が施工された後に、その上にガラス連続繊維シートを介して透明又は半透明のコーティング層を積層することが考えられる。
このような場合には、コンクリート構造物の表面において、断面修復工法による補修部位と、断面修復工法や透明又は半透明のコーティングが実施されていない健全部位とでは、断面修復材やコーティング溶液の含侵状況が異なるため、色調に差異が生じることがある。
しかし乍ら、補修部位と健全部位における色調に差異は、明確なものではなく、特にコンクリート構造物が橋梁やトンネルなどのように大型であると、過去全ての補修箇所及び補修内容を記録した補修履歴が整理されていれば、観察人が前述した色調の差異に基づいて補修部位と新たな変状の発生を区別することは可能であるが、補修履歴を知らない第三者による点検では、新たな変状が発生したか否かについては、その判別が容易ではなく、点検の精度や信頼性が劣るという問題があった。
さらに、このような判別作業は、コンクリート構造物の表面から観察人までの距離に関しても影響を受け易いものであった。
つまり、観察者が補修箇所に接近する近接目視では、前述した色調の差異に基づいて補修部位と新たな変状の発生を区別することは可能であるが、観察者が補修箇所から離れた遠望目視では、新たな変状が発生したか否かについては、その判別が容易ではなく、点検の精度や信頼性が劣るという問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、補修時点での変状箇所と経年による変状を補修経緯の知見や補修箇所までの距離と関係なく誰でも容易に判別可能なコンクリート構造物の補修方法、及び、コンクリート構造物の補修構造を提供すること、などを目的とするものである。

このような目的を達成するために本発明によるコンクリート構造物の補修方法は、コンクリート構造物の表面に断面修復工法により断面修復材を充填する工程と、前記断面修復材が充填される補修部位又は前記コンクリート構造物の前記表面において前記断面修復工法による断面修復が実施されていない健全部位のいずれか一方に、前記コンクリート構造物の前記表面が変状の進行によって表れる色と異なる色の色差識別部を設ける工程と、前記色差識別部を含め前記補修部位及び前記健全部位に亘って、網目状の補強シートと透明又は半透明の被覆用合成樹脂を有するコーティング層を積層する工程と、を含み、前記コーティング層を積層する工程では、前記コーティング層の表面側から前記補強シートの網目部及び前記被覆用合成樹脂を透過して、前記色差識別部を含め前記補修部位及び前記健全部位が透視可能になるように積層することを特徴とする。
また本発明によるコンクリート構造物の補修構造は、コンクリート構造物の表面において断面修復工法により断面修復材が充填される補修部位と、前記コンクリート構造物の前記表面において前記断面修復工法による断面修復が実施されていない健全部位と、前記断面修復材又は前記健全部位のいずれか一方に、前記コンクリート構造物の前記表面が変状の進行によって表れる色と異なる色に形成される色差識別部と、前記色差識別部を含め前記補修部位及び前記健全部位に亘って積層されるコーティング層とを有し、前記コーティング層は、網目状の補強シートと透明又は半透明の被覆用合成樹脂を有し、前記コーティング層の表面側から前記補強シートの網目部及び前記被覆用合成樹脂を透過して、前記色差識別部を含め前記補修部位及び前記健全部位が透視可能になるように積層されることを特徴とする。

前述した特徴を有する本発明によるコンクリート構造物の補修方法及びコンクリート構造物の補修構造は、コンクリート構造物の表面において補修部位又は健全部位のいずれか一方に色差識別部が設けられ、色差識別部を含め補修部位及び健全部位に亘って、網目状の補強シートと被覆用合成樹脂からなる透明又は半透明のコーティング層が積層され、その後、経過観察することにより、コーティング層を透過して、補修部位と健全部位の色差と、補修後に進行した変状による変色が見え、変状の進行の有無が容易に判別可能となるので、補修時点での変状箇所と経年による変状を補修経緯の知見や補修箇所までの距離と関係なく誰でも容易に判別することができる。
その結果、補修の経緯を知らない第三者であっても経年後の劣化の進展が容易に判別可能となるため、点検における精度や信頼性の向上が期待できる。
さらに、観察者が補修箇所に接近する近接目視が因難な場合であっても、観察者が補修箇所から離れた遠望目視による経年観察で変状進展の経過観察が可能となるため、維持管理コストの低減や交通制限の最小化などが期待できる。
したがって、効率的で効果的な維持管理を僅かなコストで達成することができる。

本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補修方法を示す説明図（部分的な縦断正面図）であり、その工程順に（ａ）（ｂ）に示している。（ｂ）が本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補修構造である。 本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補修構造の変形例を示す説明図（部分的な縦断正面図）である。 本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補修構造の他の変形例を示す説明図（部分的な縦断正面図）である。 本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補修構造の他の変形例を示す説明図（部分的な縦断正面図）である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補修構造Ａは、図１〜図４に示すように、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１において断面修復工法により断面修復材１ａが充填される補修部位１、及び断面修復工法による断面修復が実施されていない健全部位２と、補修部位１又は健全部位２のいずれか一方に設けられる色差識別部３と、色差識別部３を含め補修部位１及び健全部位２に亘って積層される透明又は半透明のコーティング層４を、主要な構成要素として備えている。

コンクリート構造物Ｂは、例えば橋桁、橋脚、橋台などからなる橋梁、トンネル、ボックスカルバート、建築物など、主に鉄筋コンクリートで形成される構造物である。また、コンクリート構造物Ｂは、鉄筋が無いコンクリートで形成される構造物も含まれる。
コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１には、年月の経過に伴って、部分的にひび割れ、浮き、剥離、剥落などの劣化が発生することがある。このようなコンクリートの劣化部をそのまま放置しておくと、劣化部から水分がコンクリート構造物Ｂの内部に浸透して鉄筋を腐食させてしまい、それにより浮きや剥離などの損傷が更に進展して剥落事故を引き起こすおそれがあった。
特に、例えば橋梁などのコンクリート構造物Ｂにおいて底面や側面などに、ひび割れ、浮きなどの劣化部が発生して、その損傷が更に進展した場合には、そのまま地上へ向けて剥落するため、非常に危険である。

そこで、劣化部の進展やそれによる剥落を防止するため、断面修復工法により、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１における劣化部の不良コンクリートをハツリ除去し、その後、ハツリ除去された凹部Ｂ２に断面修復材１ａを流し込んだり、材料を吹き付けたりするなどして充填し、断面修復材１ａで元の形状に埋め戻して補修される。
断面修復工法で用いられる断面修復材１ａは、セメント系とポリマーセメント系など、コンクリートに対する抵抗性と付着性に優れたものが用いられ、現場状況や用途に合わせて選択使用されることが多い。

色差識別部３は、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１において断面修復工法により断面修復材１ａが充填される補修部位１、又は断面修復工法による断面修復が実施されていない健全部位２のいずれか一方を着色することで設けられる。
色差識別部３の具体例としては、図１〜図４に示すように、断面修復材１ａを着色したり、健全部位２の表面を例えば塗装などで着色したり、断面修復材１ａ又は健全部位２の表面に対して例えばマーカーなどにより部分的にマーキングすることで着色するなど、補修部位１と健全部位２を、後述するコーティング層４の施工後に判別できるようにしている。
色差識別部３の色としては、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が変状の進行によって表れる色と異なり容易に区分できるような人為的な色にすることが好ましい。
さらに、マーカーなどによる部分的なマーキングの具体例としては、補修部位１の形状に沿った着色に限らず、例えばマークや記号や文字などを、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が変状の進行によって表れる色と異なる色で記入することにより、色差識別部３とすることも可能である。

コーティング層４は、補修部位１を中心として、その周囲に配置された健全部位２にまで至るように形成される。
詳しく説明すると、コーティング層４は、網目状の補強シート４ａと透明又は半透明の被覆用合成樹脂４ｂを有し、色差識別部３を含んで補修部位１及び健全部位２の表面全体に亘ってそれらを覆うように透視可能に形成されるか、又は色差識別部３を含んで補修部位１の表面全体及びそれらを囲む健全部位２の一部に亘ってそれらを覆うように透視可能に形成される。
コーティング層４の具体例としては、特開２０１０−１７０７号に記載されるように、網目状の補強シート４ａとして、縦横斜め状に編み込まれた構造のガラス連続繊維シートを用い、被覆用合成樹脂４ｂとして、透明ポリウレタン樹脂溶液や透明ポリウレタン樹脂溶液と同じ性質の樹脂溶液を用いることが好ましい。
またその他の例として図示しないが、網目状の補強シート４ａとして、例えば炭素繊維やアラミド繊維などの高強度繊維により形成したネット状やメッシュ状などの補強材を用いたり、被覆用合成樹脂４ｂとして、透明ポリウレタン樹脂溶液又はそれと同じ性質の樹脂溶液以外に、例えばウレタン樹脂などの透明又は半透明な樹脂溶液やプライマーなどを用いたり、するなどの変更も可能である。

そして、本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補修構造Ａを作製するための補修方法は、図１（ａ）に示されるように、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１に発生したひび割れなどの劣化部に対して、断面修復工法により劣化部の不良コンクリートがハツリ除去され、このハツリ除去された凹部Ｂ２に断面修復材１ａを充填する工程と、断面修復工法により断面修復材１ａが充填される補修部位１又はコンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１において断面修復工法による断面修復が実施されていない健全部位２のいずれか一方に色差識別部３を設ける工程と、図１（ｂ）に示されるように、補修部位１及び健全部位２に亘って網目状の補強シート４ａと被覆用合成樹脂４ｂからなる透明又は半透明のコーティング層４を積層する工程とを含んでいる。

コンクリート構造物の補修方法の具体例としては、特開２０１０−１７０７号に記載されるように、先ずコンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１を高圧洗浄又はワイヤブラシによるケレンなどで汚れを除去した後に、被覆用合成樹脂４ｂとして透明ポリウレタン樹脂溶液が下塗りされ、その後、網目状の補強シート４ａとして縦横斜め状に編み込まれた構造のガラス連続繊維シートを貼着し、その上から被覆用合成樹脂４ｂとして透明ポリウレタン樹脂溶液又はそれと同じ性質の樹脂溶液が上塗りされることで網目状の補強シート４ａに含侵させ、これを乾燥させることで固化させて、透明又は半透明のコーティング層４を形成することが好ましい。
さらに必要に応じ、ファイナルコーティングとして、その上に被覆用合成樹脂４ｂとなる透明ポリウレタン樹脂溶液又はそれと同じ性質の樹脂溶液を更に上塗りして、これが乾燥・固化されることで、コーティング層４の施工を終了させたり、透明又は半透明のコーティング層４を二層それぞれ重ね合うように形成したり、二層の透明又は半透明のコーティング層４の上に前記ファイナルコーティングを上塗りしたりすることも可能である。
またその他の例として図示しないが、透明ポリウレタン樹脂溶液の下塗りに代えて、透明又は半透明なプライマーを下塗りすることなどの変更も可能である。

このような本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の補修構造Ａ及びコンクリート構造物の補修方法によると、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１において補修部位１又は健全部位２のいずれか一方に色差識別部３が設けられ、色差識別部３を含め補修部位１及び健全部位２に亘って、網目状の補強シート４ａと被覆用合成樹脂４ｂからなる透明又は半透明のコーティング層４が積層されるため、その後、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１を観察者が経過観察することにより、コーティング層４を透過して、補修部位１と健全部位２の色差と、補修後に進行した変状による変色が見え、変状の進行の有無が容易に判別可能となる。
したがって、補修時点での変状箇所と経年による変状を補修箇所までの距離や補修経緯の知見と関係なく誰でも容易に判断することができる。
それにより、経年後の劣化の進展を容易に判別でき、コンクリート塊の落下による第三者災害を防止することができる。

特に、被覆用合成樹脂４ｂが紫外線に耐性のある合成樹脂である場合には、透明又は半透明のコーティング層４の被覆用合成樹脂４ｂが紫外線の照射によって変化し難くなる。
それにより、コーティング層４の劣化及び透明性の低下を防止することができる。
その結果、長期に亘ってコーティング層４を維持できるとともに、経年後の劣化の進展が容易に判別できる。
したがって、維持コストを大幅に低減できる。
次に、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、色差識別部３として断面修復材１ａに着色材を混入したものである。
色差識別部３の色としては、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が変状の進行によって表れる色、例えば錆色や白色などと異なり容易に区分できるような人為的な色、例えば青色、緑色、黒色などにしている。

図１（ａ）（ｂ）に示される例では、断面修復材１ａの材料に予め例えば青色、緑色、黒色などの染料が混入され、断面修復工法により劣化部の不良コンクリートがハツリ除去された凹部Ｂ２に対して、着色された断面修復材１ａを充填した後、断面修復材１ａの表面を平滑にしてコンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１と面一状に補修し、その後、この補修部位１の表面全体と全面と、補修部位１の表面を囲む健全部位２の一部又は健全部位２の表面全体とに亘って、網目状の補強シート４ａを被覆用合成樹脂４ｂにより接着して透明又は半透明のコーティング層４が積層されるようにしている。

さらに、図１（ａ）（ｂ）に示される例では、断面修復工法により劣化部の不良コンクリートをハツリ除去した凹部Ｂ２が、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１に発生したひび割れ、又はひび割れに沿って生じた不良コンクリートのみを撤去した断面略Ｖ字形の凹部Ｂ２であり、この断面略Ｖ字形の凹部Ｂ２に断面修復材１ａを充填している。
コンクリート構造物Ｂの内部には、図示しないが、例えば鉄筋や骨材なども埋め込まれている。
また、図１（ａ）（ｂ）に示される例では、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が上向きとなるように記載している。したがって、ひび割れや浮きなどの劣化部が、例えば橋梁などのコンクリート構造物Ｂの底面に発生した場合には、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が下向きとなるように置き換えられる。ひび割れや浮きなどの劣化部が、コンクリート構造物Ｂの側面に発生した場合には、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が垂直となるように置き換えられる。

このような本発明の実施例１に係るコンクリート構造物の補修構造Ａ及びコンクリート構造物の補修方法によると、断面修復材１ａの着色によって健全部位２との判別が容易になると同時に、補修後に進行した変状との判別が容易になる。
それにより、断面修復材１ａの充填だけで補修時点での変状箇所と経年による変状を容易に判別することができる。
その結果、色差識別部３を設けるための手間や作業を大幅に簡素化できるという利点がある。

さらに、色差識別部３の色を、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が変状の進行によって表れる色（錆色や白色など）と異なる色（青色、緑色、黒色など）にした場合には、色差識別部３の色と健全部位２及び補修後に進行した変状との色差が明確となって更に判別し易くなる。
それにより、経年観察時における判別を更に容易で且つ合理的に行うことができるという利点がある。
その結果、観察者が補修箇所から離れた遠望目視による経年観察でも、変状進展の経過観察が容易に行えるという利点がある。

この実施例２は、図２に示すように、断面修復工法により劣化部の不良コンクリートがハツリ除去された凹部Ｂ２として、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１に発生したひび割れや浮きなどの劣化部を囲むように、カッターなどで切り込みＢ３を入れ、断面欠損部や浮き部や脆弱部などの不良コンクリートを撤去することでハツリ面Ｂ４が露出し、これら切り込みＢ３及びハツリ面Ｂ４からなる凹部Ｂ２に断面修復材１ａを充填した構成が、図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１と同じものである。

図２に示される例では、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が下向きとなるように記載している。したがって、ひび割れや浮きなどの劣化部が、コンクリート構造物Ｂの側面に発生した場合には、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１が垂直となるように置き換えられる。
このような本発明の実施例２に係るコンクリート構造物の補修構造Ａ及びコンクリート構造物の補修方法も、前述した実施例１と同様な作用効果が得られる。

この実施例３は、図３に示すように、色差識別部３として断面修復材１ａに着色材を混入せず、コンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１において健全部位２の全部又は一部を着色した構成が、図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１又は図２に示した実施例２とは異なり、それ以外の構成は図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１又は図２に示した実施例２と同じものである。

図３に示される例では、断面修復工法によりハツリ除去された凹部Ｂ２に対して、未着色の断面修復材１ａを充填した後、断面修復材１ａの表面を平滑にしてコンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１と面一状に補修し、この補修部位１の表面を囲む健全部位２の一部又は健全部位２の表面全体に対して、例えば塗装などで着色を行い、その後、補修部位１の表面全体と、着色された健全部位２の一部又は健全部位２の表面全体とに亘って、網目状の補強シート４ａを着色された被覆用合成樹脂４ｂにより接着して透明又は半透明のコーティング層４が積層されるようにしている。

このような本発明の実施例３に係るコンクリート構造物の補修構造Ａ及びコンクリート構造物の補修方法によると、健全部位２の着色によって断面修復材１ａとの判別が容易になると同時に、補修後に進行した変状との判別が容易になる。
それにより、補修時点での変状箇所と経年による変状を容易に判別することができるという利点がある。

この実施例４は、図４に示すように、色差識別部３として断面修復材１ａに着色材を混入せず、断面修復材１ａ又は健全部位２の一部にマーキングすることで着色した構成が、図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１又は図２に示した実施例２とは異なり、それ以外の構成は図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１又は図２に示した実施例２と同じものである。

図４に示される例では、断面修復工法によりハツリ除去された凹部Ｂ２に対して、未着色の断面修復材１ａを充填した後、断面修復材１ａの表面を平滑にしてコンクリート構造物Ｂの表面Ｂ１と面一状に補修し、この補修部位１の表面の外周部など又は補修部位１を囲む健全部位２の一部に対して、例えばマーカーなどにより部分的にマーキングすることで着色を行い、その後、補修部位１の表面全体と、健全部位２の一部又は健全部位２の表面全体とに亘って、網目状の補強シート４ａを着色された被覆用合成樹脂４ｂにより接着して透明又は半透明のコーティング層４が積層されるようにしている。

このような本発明の実施例４に係るコンクリート構造物の補修構造Ａ及びコンクリート構造物の補修方法によると、断面修復材１ａ又は健全部位２の一部にマーキングされた部分的な着色によって、断面修復材１ａと健全部位２の判別が容易になると同時に、補修後に進行した変状との判別が容易になる。
それにより、補修時点での変状箇所と経年による変状を容易に判別することができるという利点がある。

なお、断面修復工法により劣化部の不良コンクリートがハツリ除去された凹部Ｂ２の断面形状は、図示された形状に限定されず、ひび割れや浮きなどからなるコンクリートの劣化部の形状に伴って変化する。
さらに図示例では、断面修復工法により劣化部の不良コンクリートをハツリ除去した凹部Ｂ２が一つである場合を示したが、これに限定されず、凹部Ｂ２が複数ある場合も、これらに対して同様の施工が行われる。

Ａ コンクリート構造物の補修構造 １ 補修部位
１ａ 断面修復材 ２ 健全部位
３ 色差識別部 ４ コーティング層
４ａ 補強シート ４ｂ 被覆用合成樹脂
Ｂ コンクリート構造物 Ｂ１ 表面

Claims (4)

1. コンクリート構造物の表面に断面修復工法により断面修復材を充填する工程と、
   前記断面修復材が充填される補修部位又は前記コンクリート構造物の前記表面において前記断面修復工法による断面修復が実施されていない健全部位のいずれか一方に、前記コンクリート構造物の前記表面が変状の進行によって表れる色と異なる色の色差識別部を設ける工程と、
   前記色差識別部を含め前記補修部位及び前記健全部位に亘って、網目状の補強シートと透明又は半透明の被覆用合成樹脂を有するコーティング層を積層する工程と、を含み、
   前記コーティング層を積層する工程では、前記コーティング層の表面側から前記補強シートの網目部及び前記被覆用合成樹脂を透過して、前記色差識別部を含め前記補修部位及び前記健全部位が透視可能になるように積層することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
2. 前記被覆用合成樹脂が紫外線に耐性のある合成樹脂であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の補修方法。
3. 前記色差識別部として前記断面修復材に着色材を混入したことを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート構造物の補修方法。
4. コンクリート構造物の表面において断面修復工法により断面修復材が充填される補修部位と、
   前記コンクリート構造物の前記表面において前記断面修復工法による断面修復が実施されていない健全部位と、
   前記断面修復材又は前記健全部位のいずれか一方に、前記コンクリート構造物の前記表面が変状の進行によって表れる色と異なる色に形成される色差識別部と、
   前記色差識別部を含め前記補修部位及び前記健全部位に亘って積層されるコーティング層とを有し、
   前記コーティング層は、網目状の補強シートと透明又は半透明の被覆用合成樹脂を有し、前記コーティング層の表面側から前記補強シートの網目部及び前記被覆用合成樹脂を透過して、前記色差識別部を含め前記補修部位及び前記健全部位が透視可能になるように積層されることを特徴とするコンクリート構造物の補修構造。

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