高耐久性を追求するために

NEXCO中日本　凍結防止剤散布に伴う塩害に対する更新床版の耐久性照査の取組み

中日本高速道路株式会社
技術・建設本部
環境・技術企画部　構造技術チーム
サブリーダー

若林　大氏

公開日：2018.01.16

５．更新床版の耐久性照査に基づく材料選定例

　鉄筋やPC鋼材の防せいの要否や種別の判定は、図-4に示す区分①～③に分類し、それぞれの区分に対して床版上面側の鋼材を対象とした照査を行うこととしている。ここで、区分①は接合部の鉄筋及びプレキャスト部材から接合部へ延長する橋軸方向の鉄筋、区分②はプレキャスト部材のみに配置される鉄筋、区分③はプレキャスト部材に配置されるPC鋼材である。こうした区分は、照査の簡便性や品質管理のしやすさを考慮して、防せい仕様の使い分けが最小限となるように設定したものである。なお、図-4ではループ継手を例示しているが、他の継手構造を用いる場合も同様の考え方で防せい区分を設定できる。

　次に、プレキャストPC床版の一般的な水セメント比（35%）を用いた場合における塩化物イオンの侵入に伴う鋼材腐食に対し、耐久性100年を確保できる表面塩化物イオン濃度の限界値について試算した結果を図-5に示す。

　さらに、図-5に示した試算結果に基づき、鋼材の防せい対策や混和材を用いた耐久性向上対策の組合せに対する表面塩化物イオン濃度C₀の限界値を整理した結果について、表-2に示す。表面塩化物イオン濃度やかぶりの設計値に応じて、表-2に示すNo.1～3の順に塩害に対する耐久性照査を行い、材料選定を行うことが基本となる。なお、表-2に示す対策で耐久性照査を満足しない場合は、ステンレス鉄筋やエポキシ樹脂被覆PC鋼材等の使用など、更なる高耐久材料の採用を検討する。

６．壁高欄の耐久性照査方法と材料選定例

　壁高欄は、冬季に散布される凍結防止剤（写真-2）が飛散する影響を直接受ける。このため、塩害による劣化事例が多く、この環境作用に対する耐久性照査が特に重要な部材である。

　NEXCO設計要領₁₎では、耐久性を確保するための方策として、壁高欄の標準かぶりは70mm、ひび割れ誘発目地（Vカット目地）にはエポキシ樹脂塗装鉄筋の使用を標準としている。この対策により一定の耐久性を確保できるものと考えられるが、床版と同様に環境作用に応じた耐久性の定量的な評価方法については、検討途上である。

　壁高欄への環境作用は、床版とは異なり凍結防止剤散布量と一定の相関関係があることが既往文献_6）により報告されている。このため、耐久性照査に用いる表面塩化物イオン濃度C₀の設計値は、この相関関係を活用して、文献_6）に基づき式(3)により算定することとした。なお、耐久性照査に用いる照査式は床版と同様であり、壁高欄の照査に用いる設計用値や各安全係数については、文献₅₎に詳述しているので参照されたい。

　ここに、W_s：年間あたりの凍結防止剤散布量（t／km）。既往の凍結防止剤散布量の実績データを用いる。ここで、式(3)は、高速道路橋の橋梁壁高欄を対象とした調査結果に基づいて求められたものであり、これによりコンクリート表面における想定塩化物イオン濃度を算定できる可能性が高いことが、文献6)において示されている。ただし、1シーズンあたりの凍結防止剤散布量が5.95～22.69（t／km）のデータに基づいているため、これを大幅に上回るような重雪氷地域においては、適用に注意が必要である。
　壁高欄の耐久性照査結果を図-6に、鋼材の防せい対策や混和材を用いた耐久性向上対策の組合せに対する表面塩化物イオン濃度C₀の限界値を試算した例を表-3に示す。この手法により、凍結防止剤散布量やかぶりの設計値に応じて、壁高欄の耐久性を確保するための対策を選定できる。