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ゆきひらまつかた
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1 道路構造物メンテナンスのセカンドステージへ平成 29 年度国総研講演会 2017 年 12 月 6 日国土技術政策総合研究所道路構造物研究部長木村嘉富

2 道路橋

3 トンネル土工附属物道路構造物の点検要領策定状況平成 25 年 6 月道路法の改正橋梁舗装道路橋定期点検要領 [ 平成 26 年 6 月 ] 道路トンネル定期点検要領 [ 平成 26 年 6 月 ] 舗装点検要領 [ 平成 28 年 10 月 ] シェッド大型カルバート等定期点検要領 [ 平成 26 年 6 月 ] 道路土工構造物点検要領 [ 平成 29 年 8 月 ] 横断歩道橋定期点検要領 [ 平成 26 年 6 月 ] 門型標識定期点検要領 [ 平成 26 年 6 月 ] 等3 小規模附属物点検要領 [ 平成 29 年 3 月 ]

4 点検の実施状況 : 道路メンテナンス年報出典 : 道路メンテナンス年報 ( 平成 28 年度 ) 4

5 点検の結果 ( 橋梁 ) 国交省高速道路会社都道府県政令市等市町村出典 : 道路メンテナンス年報 ( 平成 28 年度 ) 5

6 点検の結果 ( トンネル道路附属物等 ) 国交省高速道路会社都道府県政令市等市町村出典 : 道路メンテナンス年報 ( 平成 28 年度 ) 6

7 地方公共団体の点検結果 ( 平成 26~28 年度橋梁 ) 出典 : 道路メンテナンス年報 ( 平成 28 年度 ) 7

8 設情報システム予算マネジメントメンテナンスサイクルと道路構造物に関する国総研での取り組み組織の目標, 方針維持管理水準の設定組織体制レベル計画レベル点検修繕更新計画 ( 長寿命化計画 ) の策定 / 見直し ( 事業の平準化など ) 施実施レベル各要素技術の開発活用点検システム等の改善不具合発生時の支援技術基準等への反映実効性の評価人材マネジメント研修の企画実施点検等の結果の分析公表長寿命化計画の策定支援 ( 予算状況等を踏まえた ) 優先順位評価修繕更新費用の把握 ( 劣化予測,LCC 評価 ) 点検結果の分析に基づく劣化予測 LCC 評価手法診断措置 ( 補修補強等 ) 記録定期点検要領素案技術資料の策定 8

道路構造物点検に関する国総研の取組例点検要領検討研修支援初級研修企画支援 (H26-28 3,400 名 )

9 道路構造物点検に関する国総研の取組例点検要領検討研修支援初級研修企画支援 (H ,400 名 ) 研修資料公開テキスト : 国総研資料 No.829 道路構造物管理実務者研修 ( 橋梁初級 Ⅰ) 道路橋の定期点検に関するテキスト No.748 道路橋の定期点検に関する参考資料 (2013 年版 )- 橋梁損傷事例写真集 - 実技のポイント :ttp:// 不具合等への技術相談直轄診断 H26 以降 10 施設技術者集団を派遣技術相談知見の共有土木技術資料現場に学ぶメンテナンス技術相談事例よりナレッジをまとめる H21 より 20 編超点検必携点検時に参考となる情報を整理し日本道路協会よりハンドブックとして出版道路橋舗装附属物 ( 標識照明 ) 9

10 修繕措置の状況出典 : 道路メンテナンス年報 ( 平成 28 年度 ) 10

11 メンテナンスのセカンドステージへ [ 背景 ] 平成 26~28 年度に点検した約 40 万橋のうち緊急または早期に補修が必要な橋梁が約 11%( 約 4.2 万橋 ) 地方公共団体管理橋梁での通行止めや車両重量等通行規制が約 2,600 箇所に増加中市町村は技術者の削減により土木技術者が不足 1 予防保全を前提としたメンテナンスの計画的な実施予防保全を前提に最小のライフサイクルコストでサービス水準を確保点検診断等のデータ蓄積や共有を進め個別施設計画へ反映 2 新技術の導入等による長寿命化コスト縮減技術基準類の検討充実や ICT モニタリンク非破壊検査等の新技術の現場導入を推進民間技術の開発導入を促すための評価システム等の環境整備 3 過積載撲滅に向けた取組の強化 4 集約化撤去による管理施設数の削減 5 適切な予算等の確保 6 地方への国による技術支援の充実出典 : 社整審道路分科会建議 ( 平成 29 年 8 月 ) 11

12 橋梁 12

14 道路橋の耐荷力照査補修補強設計の流れ研究 3) 14

15 15

16 交通実態等に応じた照査法の検討 ~ 部分係数設計法の導入 ~ 新設構造物の設計許容応力度設計法 (H24) 標準的な構造材料を前提に荷重や調査施工管理によらず一律の安全余裕度を設定 ( 荷重 1)+( 荷重 2)+ ( 荷重組合せによる割増係数 ) 部分係数設計法 (H29) ( 係数 1) ( 荷重 1) + ( 係数 2) ( 荷重 2) + < ( 降伏応力度 ) ( 安全率 ) 多様な構造材料を活用できるよう荷重特性や構造材料の信頼性解析精度等に応じて複数の安全係数を導入 100 年に一度の断面力を与える荷重交通状況は 2,3 種類 ( 限界状態 ) < ( 係数 1) ( 係数 2) 標準的な施工法による強度のばらつき解析調査精度に応じた係数既設設構造物への適用 ( 部分係数設計法 ) 供用年数交通実態に応じた照査用荷重の設定実構造物で確認した材料強度の活用 16

17 鋼橋のあて板補強 17

18 限界状態を考慮した鋼橋の補修補強設計法 H24 道示許容応力度設計法 ( 材料を降伏させない設計 ) 鋼 I 桁 σ 降伏点被補修補強材 ( 既設部材 ) B( 死荷重 + 活荷重 ) 死荷重分を除く曲げモーメント A( 死荷重のみ ) あて板 ε ムダ σ 降伏点補修補強材活荷重載荷時 A B ムダ B( 死荷重 + 活荷重 ) Φ A( 死荷重のみ ) ε 被補修補強材補修補強材ともに降伏しないように設計補修補強材には余裕があり非合理的な設計となる可能性 18

19 限界状態を考慮した鋼橋の補修補強設計法 H29 道示限界状態設計法 ( 部材を降伏させない設計 ) σ 被補修補強材 ( 既設部材 ) 鋼 I 桁降伏点 A( 死荷重のみ ) B( 死荷重 + 活荷重 ) 死荷重分を除く曲げモーメントあて板 ε σ 降伏点補修補強材活荷重載荷時 B 合理的な設計となる可能性 A( 死荷重のみ ) B( 死荷重 + 活荷重 ) ε A Φ 19

道路橋の耐久性向上のための構造細目や仕様新たに求められる構造細目や仕様の例桁下面の狭隘部点検性

20 道路橋の耐久性向上のための構造細目や仕様新たに求められる構造細目や仕様の例桁下面の狭隘部点検性道路橋の耐久性向上のための構造細目や仕様に関する共同研究 ( 建コン協橋建協 PC 建協 ) サイドブロックの亀裂維持管理性付属物の設置位置 1. 道路橋定期点検データに基づく構造細目や仕様へのフィードバック事項に関する検討鋼箱桁内部の滞水および腐食更新可能な構造 2. 道路橋 ( 鋼コンクリート ) の新たに望まれる構造細目や仕様に関する検討耐久性水抜き孔の大きさ数箇所構造細目や仕様の確立構造細目や仕様を整理標準化することで耐久性の向上をはかることができる道路橋の設計基準へ反映 20

21 個別施設毎の長寿命化計画 ( 個別施設計画 ) の策定予防保全を前提に最小のライフサイクルコストでサービス水準を確保点検診断等のデータ蓄積や共有を進め個別施設計画へ反映 21

22 道路橋の定期点検 : 法に基づく点検と直轄点検道路橋定期点検要領 ( 全道路橋 ) 五年に一回の頻度近接目視を基本部材単位の健全性診断 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 道路橋毎の健全性診断 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 橋梁定期点検要領 ( 直轄管理橋 ) 五年に一回の頻度近接目視を基本部材単位の健全性診断 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 道路橋毎の健全性診断 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 対策区分の判定部材単位 26 種類の損傷種類毎 A,B,C1,C2,E1,E2,M,S1,S2 基礎データの取得損傷程度の評価要素単位 26 種類の損傷種類毎 a,b,c,d,e 診断結果の記録と保存診断結果の記録と保存その他点検結果の記録と保存 22

23 道路橋の定期点検の分析例定期点検結果から得られる状態遷移確率の例 ( 塗装劣化 ) 国総研資料第 985 号定期点検データを用いた道路橋の劣化特性に関する分析個別施設計画検討時に参考 23

24 トンネル 24

25 トンネルの変状 1 外力トンネルに作用する外力によるもの圧ざひび割れ変形等 ( 原因 : 緩み土圧偏土圧等 ) 2 材質劣化トンネル覆工のコンクリート等の材質劣化によるものひび割れうきはく離等 ( 原因 : 中性化 ASR 等 ) 3 漏水漏水自体が問題になるもの漏水土砂流入等 ( 原因 : ひび割れ等 + 地下水 ) 25

26 トンネルの変状例 : 付属物変状写真概要取付金具照明取付金具の腐食欠損落下の危険性があるボルトナットボルトナットの腐食落下の危険性がある照明本体取付部照明取付金具の腐食遊離石灰の付着落下の危険性がある 26

27 トンネルの点検近接目視吊り金具打音検査吊り金具アンカーボルト打音検査触診 27

28 トンネルの定期点検結果の分析トンネルの変状発生に影響を及ぼす要因施工方法 ( 矢板工法か NATM か ) トンネル周辺地山の地質 ( 地山等級 ) 建設後の経過年数変状が発生し易いトンネル条件を明らかにすることにより点検の合理化を図る 28

29 道路トンネル NATM 工法矢板工法 29

30 トンネル変状の発生状況経過年数スパン数割合 ( 経過年数別 ) ~5 年 20% NATM 6 年 ~10 年 11 年 ~20 年 33% 48% 21 年 ~30 年 (NATM) 75% 21 年 ~30 年 72% 矢板 31 年 ~40 年 41 年 ~50 年 51 年 ~ 84% 82% 78% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Ⅳ Ⅲ Ⅱa Ⅱb Ⅰ 30

31 トンネルの変状の進行性 31

) であるが, どの対策工を選定するかは個別に判断はく落防止対策の中には, 対策実施後, 比較的短い期間で対策工に変状が現れるものが見られる

32 トンネルのはく落防止対策工の選定変状トンネルの対策は, 外力対策, はく落防止対策, 漏水対策に分類されるが, はく落防止対策の採用頻度が高いはく落防止対策の主なものは, 金網ネット工, ひび割れ注入工, あて板工 ( シ-ト系, パネル系, 形鋼系 ) であるが, どの対策工を選定するかは個別に判断はく落防止対策の中には, 対策実施後, 比較的短い期間で対策工に変状が現れるものが見られるはく落防止対策工の耐久性を評価するとともに, 変状の状態 ( ひび割れ, 漏水等 ) に応じた選定方法の確立が必要はく落防止対策工の採用内訳繊維シート系当て板工 32

33 土工構造物 33

34 道路土工構造物切土斜面安定施設切土斜面安定施設切土 ( 法面保護 ) 擁壁法枠ロックシェッド盛土カルバート盛土盛土 ( 補強土壁 ) ボックスカルバート大型アーチカルバート H26 定期点検要領で対象 34

35 カルバートの主要損傷の割合カルバートの主要損傷の割合 8% 5% 7% 8% 8% 15% 14% 35% ひび割れクラック亀裂漏水滴水湧水等遊離石灰浮き剥離剥落錆腐食露出欠損破損欠落衝突痕 35

36 シェッドの損傷状況 36

37 シェッド鋼部材の腐食谷側柱基部においては雨水や土砂堆積による湿潤状態となりやすい特に山間部においては凍結防止剤の散布により腐食する傾向にあるまた海岸部では谷側柱だけでなく全体的に腐食が進行する傾向にある谷側柱基部頂版 37

38 シェッドコンクリート部材の損傷剥離鉄筋露出うき谷側柱下部 38

39 熊本地震による道路構造物の被害事象緊急輸送道路緊急輸送道路以外計道路土工構造物の損傷 46 (50%) 47 (50%) 93 斜面崩壊 40 (51%) 38 (49%) 78 切土のり面崩壊 4 (44%) 5 (56%) 9 盛土崩壊 2 (33%) 4 (67%) 6 第 8 回道路技術小委員会 (2017 年 6 月 30 日 ) 資 39

40 土工構造物点検の基本的な考え方点検要領 ( 平成 29 年 8 月 ) 第 8 回道路技術小委員会 (2017 年 6 月 30 日 ) 資 40

41 第 8 回道路技術小委員会 (2017 年 6 月 30 日 ) 資 41

42 1: ライフサイクルコスト舗装 42

舗装へのダメージ割合 ( ほぼ 100%) 1,000 台方向以上は早期に損傷 1,000 台方向以下は損傷進行が緩やか出典 : 国土交通省データ ( 参考 ) 生活道路等は大型車交通量が少ないため

43 舗装の損傷要因舗装へのダメージは軸重の 4 乗で影響 20 トン車の場合その軸重は乗用車の 20 倍であるが舗装へのダメージは 16 万倍アスファルト舗装では大型車交通量が多いほど損傷が早く進行大型車交通量と舗装損傷の関係 ( 図 -2) 交通量ベース ( 普通車 :9 割 ) ( 大型車 :1 割 ) 3,000 台方向以上 250 台方向以上 100 台方向以上 1,000 台方向以上 100 台方向未満舗装へのダメージ割合 ( ほぼ 100%) 1,000 台方向以上は早期に損傷 1,000 台方向以下は損傷進行が緩やか出典 : 国土交通省データ ( 参考 ) 生活道路等は大型車交通量が少ないため占用工事の掘り返し等が無ければ長期間経過しても健全多摩ニュータウン ( 東京都 ) 米子ニュータウン ( 鳥取県 ) 30 年以上修繕未実施 ( 一部ひび割れは見られるものの健全 ) ( 写真 -1) ( 写真 -2) 40 年以上修繕未実施 ( ひび割れもなく健全 ) 43

44 速道路直轄国道補助国道県道政令市一般市道市町村道これからの舗装のマネジメントの方針特性分類主な道路 ( イメージ ) マネジメントのあり方高規格幹線道路等 ( 高速走行など求められるサービス水準が高い道路 ) 損傷の進行が早い道路等 ( 例えば大型車交通量が多い道路 ) 損傷の進行が緩やかな道路等 ( 例えば大型車交通量が少ない道路 ) 生活道路等 ( 損傷の進行が極めて遅く占用工事等の影響が無ければ長寿命 ) A B C D 巡視の機会を通じた路面管理高表層等の適時修繕による路盤以下の層の保護を目的に点検を実施走行性快適性を重視した路面管理の実施表層等の適時修繕による路盤以下の層の保護を目的に点検を実施修繕サイクルを長くしていくため早期劣化箇所の原因把握と適切な措置 3 や使用目標年数を意識した管理の実施走行性快適性を考慮した路面管理の実施基本的に長寿命であることから各道路管理者が点検サイクルを定めて適切に管理 2: 分類毎の道路選定は各道路管理者が決定 3: 路盤の打ち換え路盤の強化など舗装点検要領 ( 平成 28 年 10 月 ) 44

45 舗装点検技術の開発 [ 路面性状 ] 路面性状を簡易に安価で計測分析記録する技術一般車両にレーザスキャナカメラ等を取り付け路面性状 ( ひび割れわだち掘れ IRI) を計測スマートフォンにより路面性状を簡易に計測分析記録する技術加速度 GPS 情報動画などを計測することでIRIを把握 [ 路盤等の健全性 ] 路上規制を伴わずに路盤等の健全性を把握する技術走行しながら規制無しで舗装のたわみ量を計測する技術 (MWD ) 35

予防保全型管理へ表層が損傷している状況表面のひび割れから雨水が進入表層基層路盤路床タイヤ

路盤の細粒分がポンピングにより流出し砕石が集まっている状況コア抜きを見ると路盤の細粒分が流出し表層

日費用 : 約 5 千円 / m2 路盤も含め修繕した場合打ち換え工法施工量 : 約 150 m2 /

46 予防保全型管理へ表層が損傷している状況表面のひび割れから雨水が進入表層基層路盤路床タイヤ路盤への雨水進入による支持力低下ポンピングによりひび割れから路盤の細粒分が流出路盤が損傷している状況路盤の細粒分がポンピングにより流出し砕石が集まっている状況コア抜きを見ると路盤の細粒分が流出し表層基層と路盤との間に隙間が生じている表層だけの修繕の場合切削オーバーレイ施工量 : 約 600m2 / 日費用 : 約 5 千円 / m2 路盤も含め修繕した場合打ち換え工法施工量 : 約 150 m2 / 日費用 : 約 18 千円 / m2 費用は 3 倍以上工事期間は 4 倍路盤の損傷を防ぐ予防保全型管理 46

47 早期劣化の解消ひび割れ率 (%) 早期劣化区間非健全部健全部 40 ひび割れ率 40% を超過する平均年数経年数密粒度舗装路面状態コア採取の様子個々の個所における劣化速度にばらつきがあり補修を頻繁に行う早期劣化区間が存在現地調査により早期劣化区間の実態を把握し当該区間における構造診断と修繕設計の必要性を確認 47

48 コンクリート舗装の適用性, 維持管理手法の検討〇コンクリート舗装の適用性コンクリート舗装の破損箇所の破損状態破損原因交通条件道路構造条件等に基づくコンクリート舗装の適用性の整理〇コンクリート舗装の維持管理手法コンクリート舗装の点検診断手法及び損傷に対する補修工法の適用性の整理コンクリート舗装の点検項目と損傷程度の評価区分の提案 48

49 附属物等 49

50 横断歩道橋の状況架設経過年毎のストック数 26 年度 27 年度に点検が実施された国管理横断歩道橋約 1000 橋その他階段部下部工上部工主桁横桁床版柱部壁部梁部隅角部接合部基礎根巻きコンクリート主桁上部工との接合部踏み板蹴上げ地覆橋台支承本体排水受け配水管排水樋高欄照明施設舗装 0% 20% 40% 60% 80% 100% A B M S1 S2 C1 C2 E1 E2 部材別の対策区分の割合 50

51 小規模附属物点検要領 ( 平成 29 年 3 月 ) 51

52 出典 : 第 3 回道路技術小委員会資料 52

53 新技術の開発活用 53

54 技術開発ステージと深い溝研究開発事業化産業化死の谷ダーウィンの海魔の川 54

55 第 4 期国土交通省技術基本計画 55

56 出典 : 第 19 回技術部会資料 56

57 維持管理の高度化効率化のために新技術の活用促進技術開発促進新技術評価方法確立発注者支援 NETIS 改革現場の技術力向上研修資格取得 OJT 直営業務 ( 点検等 ) OB 活用国総研土研との連携メンテナンス技術集団よそ者わか者ばか者管理の高度化老朽化対策維持の効率化新技術活用 57

58 幼少期 ( 世の中の悪いことを ) 見ざる言わざる聞かざる? 新技術 58

59 ご清聴ありがとうございましたご意見をお聞かせ下さい木村嘉富 59

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<4D F736F F F696E74202D B182EA82A982E782CC95DC D836C A195E28DB2816A2E > 機密性 2 これからの舗装マネジメント Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism 1 これからの舗装マネジメントの方針 ( 案 ) 橋梁やトンネルと同様にメンテナンスサイクルを確立し長寿命化 LCC 1 縮減を目指す 1: ライフサイクルコスト舗装の耐久性は大型車の影響が支配的大型車が多いほど舗装の損傷進行が早い LCC