JP7770935B2 - Deck replacement structure and deck replacement method - Google Patents
Deck replacement structure and deck replacement methodInfo
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Description
本発明は、床版打替構造および床版打替方法に関する。 The present invention relates to a deck replacement structure and a deck replacement method.
鉄筋コンクリート床版を使用した道路橋においては、交通荷重等による疲労劣化が既設床版に生じる場合がある。また、既設床版は、施工当時の設計基準に基づいて施工されているため、現行の設計基準と比較して、鉄筋量が不足している場合や、床版の厚さが不足している場合がある。
そのため、既設床版に対して補修を行うことで、現行の設計基準に沿った構造を確保する場合がある。
既設床版の補修方法として、既設床版コンクリート上面に新たに鋼繊維補強コンクリートを打設し、増厚一体化することにより、床版の耐荷性能を回復若しくは向上させる床版打替工法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、特許文献２には、既設床版の上面をなすコンクリート（上面コンクリート）を取り除き、コンクリートを取り除いた部分と同じ厚み寸法で、緻密なマトリックスを有する繊維補強コンクリートを打設する床版打替工法が開示されている。
床版打替工法において、既設床版上に連続的に繊維補強コンクリートを打設する際には、一定の間隔毎に施工目地を設ける必要があるが、施工目地では、鋼繊維補強コンクリートに含有される鋼繊維による架橋効果を期待することができず、目開きが生じるおそれがある。そのため、施工目地においては、先行して形成された打替層（増厚コンクリート層または打替コンクリート層）の端面（垂直面）に塗布した接着剤により、後行の打替層と一体化を図ることが標準とされている（非特許文献１参照）。
ところが、接着剤のみでは、施工目地に作用する引張力により目開きが生じる場合がある。施工目地で目開きが生じると、水や塩分が浸入することによって床版の劣化が進行するおそれがある。
In road bridges that use reinforced concrete decks, fatigue deterioration due to traffic loads, etc. can occur in the existing decks. Furthermore, because the existing decks were constructed based on the design standards at the time of construction, there are cases where the amount of rebar is insufficient or the deck thickness is insufficient compared to current design standards.
Therefore, repairs to the existing deck may be required to ensure that the structure complies with current design standards.
One method of repairing existing decks is a deck replacement method in which new steel fiber reinforced concrete is poured on top of the existing concrete deck to increase its thickness and integrate it, thereby restoring or improving the deck's load-bearing capacity (see, for example, Patent Document 1).
Furthermore, Patent Document 2 discloses a deck replacement method in which the concrete forming the top surface of an existing deck (top surface concrete) is removed and fiber-reinforced concrete with a dense matrix is poured to the same thickness as the area from which the concrete was removed.
In the deck replacement method, when continuously pouring fiber-reinforced concrete on an existing deck, construction joints must be created at regular intervals. However, the bridging effect of the steel fibers contained in the steel fiber-reinforced concrete cannot be expected at the construction joints, and there is a risk of gaps occurring. Therefore, the standard practice for construction joints is to use an adhesive applied to the edge (vertical surface) of the previously formed replacement layer (thickened concrete layer or replacement concrete layer) to integrate it with the subsequent replacement layer (see Non-Patent Document 1).
However, adhesive alone can cause gaps in the construction joints due to the tensile force acting on them, which can allow water and salt to seep in, accelerating the deterioration of the deck.
本発明は、既設床版上に施工した打替部の施工目地部における目開きを抑制し、構造上の弱点となることを防ぐことを可能とした、床版打替構造および床版上打替工法を提案することを課題とする。 The objective of this invention is to propose a deck replacement structure and a deck replacement construction method that suppresses gaps in the construction joints of replacement sections constructed on an existing deck, preventing these from becoming structural weaknesses.
前記課題を解決するための本発明の床版打替構造は、既設床版の上面に形成された先行打替層と、前記先行打替層の端面と突き合せた状態で前記既設床版の上面に形成された後行打替層と、前記先行打替層と前記後行打替層とに跨がって設けられた補強材とを備えている。前記先行打替層の端面には、下側が前記後行打替層側に突出する段差が形成されていて、前記後行打替層の端面は、前記先行打替層の端面に形成された段差と係合するように上側が前記先行打替層側に突出している。また、前記補強材は、前記既設床版の上面と平行な格子状の面材である。
なお、前記先行打替層および前記後行打替層は、繊維補強コンクリート製または繊維補強モルタル製であるのが望ましい。また、前記補強材は、炭素繊維強化プラスチック材またはアラミド繊維強化プラスチック材であるのが望ましい。
The deck replacement structure of the present invention for solving the above problem comprises a leading replacement layer formed on the top surface of the existing deck, a following replacement layer formed on the top surface of the existing deck in a state where it is butted against the end face of the leading replacement layer, and a reinforcing material provided across the leading replacement layer and the following replacement layer. The end face of the leading replacement layer has a step formed on its lower side protruding toward the following replacement layer, and the end face of the following replacement layer has an upper side protruding toward the leading replacement layer so as to engage with the step formed on the end face of the leading replacement layer. The reinforcing material is a lattice-shaped surface material parallel to the top surface of the existing deck.
The preceding and succeeding replacement layers are preferably made of fiber-reinforced concrete or fiber-reinforced mortar, and the reinforcing material is preferably carbon fiber-reinforced plastic or aramid fiber-reinforced plastic.
また、本発明の床版打替方法は、既設床版の上面コンクリートを除去する除去工程と、除去工程後の前記既設床版の上に型枠を設置する型枠設置工程と、前記型枠の一方側に打替コンクリートを打設して先行打替層を形成する第一打設工程と、前記型枠を撤去する型枠撤去工程と、前記先行打替層の他方側に打替コンクリートを打設して後行打替層を形成する第二打設工程とを備えている。前記型枠は、前記既設床版の上面に載置される第一型枠と、前記第一型枠の上方に載置される第二型枠とを有している。また、前記第二型枠の他方側の端面は、前記第一型枠の他方側の端面よりも他方側に突出している。そして、前記型枠設置工程では、第一型枠と前記第二型枠との間に、前記型枠の一方側と他方側に張り出す格子状の面材からなる補強材を介設する。 The deck replacement method of the present invention also includes a removal process for removing the concrete on the top surface of the existing deck; a formwork installation process for installing a formwork on top of the existing deck after the removal process; a first pouring process for pouring replacement concrete on one side of the formwork to form a preceding replacement layer; a formwork removal process for removing the formwork; and a second pouring process for pouring replacement concrete on the other side of the preceding replacement layer to form a succeeding replacement layer. The formwork includes a first formwork placed on the top surface of the existing deck and a second formwork placed above the first formwork. The other end face of the second formwork protrudes further to the other side than the other end face of the first formwork. In the formwork installation process, a reinforcing member made of a lattice-shaped surface material protruding to one and the other sides of the formwork is interposed between the first formwork and the second formwork.
かかる床版打替構造および床版打替方法によれば、先行打替層と後行打替層との施工目地部に横架された補強材により、施工目地部に作用する引張力に対する耐力が確保される。そのため、施工目地部の目開きが抑制されて、ひいては、施工目地部から水や塩分が浸透することを抑制できる。
また、先行打替層と後行打替層との施工目地部に既設床版の上面と平行な面または水平面を含む段差が形成されているため、垂直面同士を突き合わせる従来の目地部に比べて水や塩分が浸透し難い。
According to this deck replacement structure and deck replacement method, the reinforcing material installed horizontally in the construction joint between the preceding and succeeding replacement layers ensures the strength against the tensile force acting on the construction joint, thereby suppressing the opening of the construction joint and ultimately preventing water and salt from penetrating through the construction joint.
In addition, since a step including a surface parallel to the top surface of the existing deck or a horizontal plane is formed in the construction joint between the preceding replacement layer and the succeeding replacement layer, water and salt are less likely to penetrate than in conventional joints where vertical surfaces are butted together.
前記第二打設工程の前に、前記第二型枠を撤去することにより形成された前記先行打替層の端部の突出部分の上面（既設床版の上面と平行な面または水平面）に接着剤を付着する接着剤付着工程を備えていれば、防水性がより高まる。
また、前記第一型枠の下面と前記既設床版の上面との間に緩衝材を介設すれば、不陸がある既設床版と第一型枠との間に隙間が形成されることを抑制し、打設時に打替コンクリート（フレッシュコンクリート）が型枠の外側に流出することを防止できる。
また、前記第一打設工程の前に、前記第二型枠の一方側の端面および底面に、複数の凹部または複数の凸部が形成された面材を固定すれば、先行打替層の端面（後行打替層との当接面）に複数の凹凸が形成され、先行打替層と後行打替層との接合性がより高まる。
なお、前記先行打替層および前記後行打替層の上面に基層を直接形成し、前記基層の上面に表層を形成する舗装工程を備えていてもよい。先行打替層と後行打替層との施工目地部は、防水性に優れているため、施工目地部の上面に防水層を設けることなく、基層を直接形成することで、防水層の施工に伴う手間や費用を省略できる。
Waterproofing can be further improved by providing an adhesive application process in which adhesive is applied to the upper surface (a surface parallel to the upper surface of the existing deck slab or a horizontal surface) of the protruding portion of the end of the preceding replacement layer formed by removing the second formwork before the second pouring process.
In addition, by placing a cushioning material between the underside of the first formwork and the top surface of the existing deck slab, it is possible to prevent gaps from forming between the uneven existing deck slab and the first formwork, and to prevent replacement concrete (fresh concrete) from leaking outside the formwork when pouring.
Furthermore, if a surface material having multiple recesses or multiple protrusions is fixed to the end face and bottom face of one side of the second formwork before the first pouring step, multiple protrusions and recesses will be formed on the end face of the preceding replacement layer (the contact surface with the succeeding replacement layer), further improving the bonding between the preceding replacement layer and the succeeding replacement layer.
In addition, a paving process may be provided in which a base layer is formed directly on the upper surfaces of the preceding replacement layer and the following replacement layer, and a surface layer is formed on the upper surface of the base layer. Since the construction joint between the preceding replacement layer and the following replacement layer has excellent waterproofing properties, by forming the base layer directly without providing a waterproof layer on the upper surface of the construction joint, the effort and cost associated with constructing a waterproof layer can be eliminated.
本発明の床版打替構造および床版打替工法によれば、既設床版上に施工した打替部の施工目地部における目開きを抑制し、構造上の弱点となることを防ぐことが可能となる。 The deck replacement structure and deck replacement method of the present invention make it possible to suppress gaps in the construction joints of replacement sections constructed on existing decks, preventing these from becoming structural weaknesses.
本実施形態では、既存の道路橋について、既設床版２の上部の劣化した部分（上面コンクリート）を除去して、この除去した部分に繊維補強コンクリートを打設することにより既設床版２の改修を行う床版打替構造１について説明する。図１に本実施形態の床版打替構造１を示す。
本実施形態の床版打替構造１は、図１（ａ）に示すように、既設床版２の上面に形成された先行打替層３と、先行打替層３の端面３１と突き合せた状態で既設床版２の上面に形成された後行打替層４と、先行打替層３と後行打替層４とに跨って設けられた補強材５とを備えている。
In this embodiment, a slab replacement structure 1 for an existing road bridge is described, in which a deteriorated portion (top surface concrete) on the top of an existing slab 2 is removed and fiber-reinforced concrete is poured into this removed portion to repair the existing slab 2. Figure 1 shows the slab replacement structure 1 of this embodiment.
As shown in Figure 1(a), the deck replacement structure 1 of this embodiment comprises a preceding replacement layer 3 formed on the upper surface of the existing deck slab 2, a succeeding replacement layer 4 formed on the upper surface of the existing deck slab 2 in a state of abutting against the end face 31 of the preceding replacement layer 3, and a reinforcing material 5 provided across the preceding replacement layer 3 and the succeeding replacement layer 4.
先行打替層３は、既設床版２の上面（コンクリートを除去した部分）に打設された繊維補強コンクリートからなる。先行打替層３の端面（端部）３１には、下側部分３２（補強材５の下の部分）が上側部分３３よりも後行打替層４側に突出する段差が形成されている。
後行打替層４は、既設床版２の上面（コンクリートを除去した部分）に打設された、先行打替層３と同じ配合の繊維補強コンクリートからなる。後行打替層４の端面（端部）４１には、上側部分４３（補強材５の上の部分）が下側部分３２よりも先行打替層３側に突出する段差が形成されている。後行打替層４の上側部分４３の突出長は、先行打替層３の下側部分３２の突出長と同等である。すなわち、後行打替層４の端面４１の段差は、先行打替層３の端面３１の段差と係合するように形成されている。
補強材５は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、既設床版２の上面と平行な格子状の面材である。補強材５は、炭素繊維強化プラスチック材（ＣＦＲＰ）からなる。補強材５の一端は先行打替層３に埋め込まれており、補強材５の残りの部分は後行打替層４に埋め込まれている。補強材５は、先行打替層３の下側部分３２の上面に配置されている。
The preceding replacement layer 3 is made of fiber-reinforced concrete poured on the top surface (the area where concrete has been removed) of the existing deck slab 2. A step is formed on the end surface (end) 31 of the preceding replacement layer 3, with the lower portion 32 (the portion below the reinforcing material 5) protruding further toward the succeeding replacement layer 4 than the upper portion 33.
The succeeding replacement layer 4 is made of fiber-reinforced concrete of the same composition as the preceding replacement layer 3, and is poured onto the top surface (the area where concrete has been removed) of the existing deck slab 2. A step is formed on the end surface (end) 41 of the succeeding replacement layer 4, with the upper portion 43 (the portion above the reinforcement material 5) protruding further toward the preceding replacement layer 3 than the lower portion 32. The protruding length of the upper portion 43 of the succeeding replacement layer 4 is equal to the protruding length of the lower portion 32 of the preceding replacement layer 3. In other words, the step on the end surface 41 of the succeeding replacement layer 4 is formed to engage with the step on the end surface 31 of the preceding replacement layer 3.
As shown in Figures 1(a) and (b), the reinforcing material 5 is a lattice-shaped surface material parallel to the top surface of the existing deck slab 2. The reinforcing material 5 is made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP). One end of the reinforcing material 5 is embedded in the preceding replacement layer 3, and the remaining portion of the reinforcing material 5 is embedded in the succeeding replacement layer 4. The reinforcing material 5 is placed on the top surface of the lower portion 32 of the preceding replacement layer 3.
以下、床版打替構造１の施工方法（床版打替工法）について説明する。図２に床版打替工法の手順を示す。図２に示すように、床版打替工法は、除去工程Ｓ１、型枠設置工程Ｓ２、第一打設工程Ｓ３、型枠撤去工程Ｓ４、接着剤付着工程Ｓ５、第二打設工程Ｓ６および舗装工程Ｓ７を備えている。図３および図４に床版打替工法の各工程を示す。
除去工程Ｓ１は、図３（ａ）に示すように、既設床版２の上面側の劣化した部分２１を取り除く工程である。具体的には、既設床版２の上面を数センチ程度切削した後、切削面をウォータージェット等ではつる。なお、既設床版２の切削に先立ち、既設床版２上に敷設された舗装８を切削しておく。
The construction method (slab replacement method) for the slab replacement structure 1 will be described below. Figure 2 shows the steps of the slab replacement method. As shown in Figure 2, the slab replacement method includes a removal process S1, a formwork installation process S2, a first pouring process S3, a formwork removal process S4, an adhesive application process S5, a second pouring process S6, and a paving process S7. Figures 3 and 4 show each process of the slab replacement method.
As shown in Figure 3(a), the removal process S1 is a process of removing the deteriorated portion 21 on the upper surface of the existing deck slab 2. Specifically, after cutting off about several centimeters of the upper surface of the existing deck slab 2, the cut surface is cut off using a water jet or the like. Prior to cutting off the existing deck slab 2, the pavement 8 laid on top of the existing deck slab 2 is cut off.
型枠設置工程Ｓ２は、既設床版２の上に型枠６を設置する工程である。
図３（ｂ）に示すように、型枠６は、劣化した部分２１を取り除かれた既設床版２の上面に載置される第一型枠６１と、第一型枠６１の上方に載置される第二型枠６２とを有している。第二型枠６２の一方側（図３（ｂ）において右側）の端面は、第一型枠６１の一方側の端面よりも一方側に突出している。
型枠６を設置する際には、第一型枠６１と第二型枠６２との間に、補強材５を介設する。補強材５は、型枠６よりも大きな幅（施工目地と直交する方向の長さ）を有していて、補強材５の両端は、それぞれ型枠６の一方側と他方側（図３（ｂ）において左側）に張り出している。
また、型枠６を設置する際には、第一型枠６１の下面と既設床版２の上面との間に緩衝材７を介設する。緩衝材７には、既設床版２上面の不陸を吸収し、打設コンクリートの流出を防止可能な材料であれば限定されるものではなく、例えば、独立気泡のスポンジ材や樹脂系の弾性板材（例えばゴム板）等が使用可能である。
第二型枠６２の一方側の端面および底面には、複数の凹部または複数の凸部が形成された凹凸面材６３を固定しておく。凹凸面材６３には、例えば、ポリプロピレン製のメッシュ材や網状に編み込まれた布等を使用すればよい。
The formwork installation process S2 is a process of installing a formwork 6 on the existing deck 2.
As shown in Figure 3(b), the formwork 6 has a first formwork 61 placed on the top surface of the existing deck 2 from which the deteriorated portion 21 has been removed, and a second formwork 62 placed above the first formwork 61. One end face of the second formwork 62 (the right side in Figure 3(b)) protrudes to one side beyond one end face of the first formwork 61.
When installing the formwork 6, the reinforcing material 5 is interposed between the first formwork 61 and the second formwork 62. The reinforcing material 5 has a width (length in the direction perpendicular to the construction joint) greater than that of the formwork 6, and both ends of the reinforcing material 5 protrude to one side and the other side of the formwork 6 (left side in FIG. 3(b)).
Furthermore, when installing the formwork 6, a buffer material 7 is interposed between the underside of the first formwork 61 and the top surface of the existing deck slab 2. The buffer material 7 is not limited to any material as long as it can absorb unevenness on the top surface of the existing deck slab 2 and prevent poured concrete from flowing out, and examples that can be used include closed-cell sponge material and resin-based elastic board material (e.g., rubber board).
A textured surface material 63 having a plurality of recesses or protrusions formed thereon is fixed to one end face and bottom face of the second formwork 62. The textured surface material 63 may be, for example, a polypropylene mesh material or a net-woven cloth.
第一打設工程Ｓ３は、図３（ｃ）に示すように、型枠６の一方側に打替コンクリートＣを打設して先行打替層３を形成する工程である。打替コンクリートＣには、鋼繊維補強コンクリートを使用する。第一打設工程Ｓ３では、補強材５の一方側の端部（型枠６の一方側に突出した部分）を巻き込んだ状態で打替コンクリートＣを流し込む。
型枠撤去工程Ｓ４は、図４（ａ）に示すように、型枠６（緩衝材７も含む）を撤去する工程である。型枠撤去工程Ｓ４は、打替コンクリートＣが硬化して、先行打替層３に必要な強度（型枠６を撤去することが可能な強度）が発現してから行う。型枠６を撤去すると、図４（ａ）に示すように、下側部分３２が上側部分３３よりも突出した先行打替層３が形成される。先行打替層３の下側部分３２の上面３２ａおよび上側部分３３の先端面３３ａには、凹凸面材６３を撤去することにより形成された凹凸が形成されている。
3(c), the first pouring step S3 is a step of pouring replacement concrete C on one side of the formwork 6 to form the preceding replacement layer 3. Steel fiber reinforced concrete is used for the replacement concrete C. In the first pouring step S3, the replacement concrete C is poured while wrapping around one end of the reinforcing material 5 (the portion protruding on one side of the formwork 6).
As shown in Figure 4(a), the formwork removal step S4 is a step of removing the formwork 6 (including the buffer material 7). The formwork removal step S4 is performed after the replacement concrete C has hardened and developed the strength required for the preceding replacement layer 3 (strength that allows the formwork 6 to be removed). When the formwork 6 is removed, the preceding replacement layer 3 is formed in which the lower portion 32 protrudes more than the upper portion 33, as shown in Figure 4(a). The upper surface 32a of the lower portion 32 and the tip surface 33a of the upper portion 33 of the preceding replacement layer 3 have unevenness formed by removing the uneven surface material 63.
接着剤付着工程Ｓ５は、先行打替層３の端面に接着剤を塗着する工程である。接着剤は、接着範囲３１ａに塗布される（図４（ａ）参照）。具体的には、接着剤は、第二型枠６２を撤去することにより形成された先行打替層３の端部の突出部分（下側部分３２）の上面（水平面）３２ａと、上側部分３３の先端面（鉛直部分）３３ａに塗着する。接着剤には、エポキシ樹脂接着剤を使用する。本実施形態では、先行打替層３の端面３１（接着範囲３１ａ）に接着剤を塗布するが、接着剤を付着させる方法は限定されるものではなく、例えば、吹付けてもよい。なお、接着剤を塗着する前に、接着範囲３１ａにプライマーを付着させてから、接着剤を塗着させても良い。
第二打設工程Ｓ６は、図４（ｂ）に示すように、先行打替層３の他方側に打替コンクリートＣを打設して後行打替層４を形成する工程である。第二打設工程Ｓ６では、補強材５の他方側端部（先行打替層３から突出した部分）を巻き込んだ状態で、打替コンクリートＣを流し込む。打替コンクリートＣには、先行打替層３を形成する際に使用した鋼繊維補強コンクリートとの同じ配合の鋼繊維補強コンクリートを使用する。
舗装工程Ｓ７は、図４（ｃ）に示すように、先行打替層３および後行打替層４の上に舗装８を形成する工程である。舗装８は、先行打替層３および後行打替層４の上面に基層８１を直接形成し、この基層８１の上面に表層８２を形成することにより形成する。舗装８の施工は、先行打替層３および後行打替層４の養生後に行う。
The adhesive application step S5 is a step of applying adhesive to the end surface of the preceding replacement layer 3. The adhesive is applied to the adhesive area 31a (see FIG. 4(a)). Specifically, the adhesive is applied to the upper surface (horizontal surface) 32a of the protruding portion (lower portion 32) at the end of the preceding replacement layer 3 formed by removing the second formwork 62, and to the tip surface (vertical portion) 33a of the upper portion 33. An epoxy resin adhesive is used as the adhesive. In this embodiment, the adhesive is applied to the end surface 31 (adhesive area 31a) of the preceding replacement layer 3, but the method of applying the adhesive is not limited thereto; for example, spraying may be used. Note that before applying the adhesive, a primer may be applied to the adhesive area 31a and then the adhesive may be applied.
4(b), the second pouring step S6 is a step of pouring replacement concrete C on the other side of the preceding replacement layer 3 to form the subsequent replacement layer 4. In the second pouring step S6, the replacement concrete C is poured while wrapping around the other end of the reinforcing material 5 (the portion protruding from the preceding replacement layer 3). For the replacement concrete C, steel fiber reinforced concrete of the same composition as the steel fiber reinforced concrete used to form the preceding replacement layer 3 is used.
As shown in Figure 4(c), the paving step S7 is a step of forming a pavement 8 on the preceding replacement layer 3 and the following replacement layer 4. The pavement 8 is formed by forming a base layer 81 directly on the top surfaces of the preceding replacement layer 3 and the following replacement layer 4, and then forming a surface layer 82 on top of this base layer 81. The construction of the pavement 8 is carried out after the preceding replacement layer 3 and the following replacement layer 4 have been cured.
本実施形態の床版打替構造１および床版打替方法によれば、先行打替層３と後行打替層４との施工目地部に横架された補強材５により、施工目地部に作用する引張力に対する耐力が確保される。そのため、施工目地部の目開きが抑制されて、ひいては、施工目地部から水や塩分が浸透することを抑制できる。
また、先行打替層３と後行打替層４との施工目地部に水平面を含む段差が形成されているため、垂直面同士を突き合わせる従来の施工目地部に比べて水や塩分が浸透し難い。
先行打替層３の下側部分３２の上面（水平面）３２ａに接着剤を塗着しているため、施工目地部からの水の浸透を防止し、防水性がより高まる。
先行打替層３の下側部分３２の上面３２ａおよび上側部分３３の先端面３３ａが、凹凸面材６３により形成された凹凸面であるため、後行打替層４の端面４１との付着面積が大きくなり、接合性がより高められている。また、当接面に凹凸が形成されていることにより、水分が浸透し難い。
このように、本実施形態の床版打替構造１および床版打替方法によれば、施工目地部の防水性が優れているため、施工目地部の上面に防水層を設けることなく、基層８１を直接形成することができる。そのため、防水層の施工に伴う手間や費用を省略できる。
さらに、本実施形態では、補強材５として、軽量で腐食しない材料（炭素繊維強化プラスチック材）を使用しているため、水分や塩分が浸透した場合であっても、腐食することがない。
第一型枠６１の下面と既設床版２の上面との間に緩衝材７を介設しているため、不陸がある既設床版２と第一型枠６１との間に隙間が形成されることを抑制し、打替コンクリートＣ（フレッシュコンクリート）が型枠６の外側に流出することを防止できる。
According to the deck replacement structure 1 and deck replacement method of this embodiment, the reinforcing material 5 laid horizontally across the construction joint between the preceding replacement layer 3 and the succeeding replacement layer 4 ensures the strength against the tensile force acting on the construction joint. This prevents the construction joint from opening, and ultimately prevents water and salt from penetrating through the construction joint.
In addition, since a step including a horizontal plane is formed in the construction joint between the preceding replacement layer 3 and the succeeding replacement layer 4, water and salt are less likely to penetrate than in conventional construction joints where vertical surfaces are butted together.
Since adhesive is applied to the upper surface (horizontal surface) 32a of the lower portion 32 of the preceding replacement layer 3, water penetration through the construction joints is prevented, further improving waterproofing.
The upper surface 32a of the lower portion 32 of the preceding replacement layer 3 and the tip surface 33a of the upper portion 33 are uneven surfaces formed by the uneven surface material 63, so the contact area with the end surface 41 of the following replacement layer 4 is increased, further improving bonding. In addition, the unevenness formed on the contact surfaces makes it difficult for moisture to penetrate.
As described above, according to the deck replacement structure 1 and deck replacement method of this embodiment, the waterproofing of the construction joints is excellent, so the base layer 81 can be formed directly without providing a waterproof layer on the top surface of the construction joints. Therefore, the effort and cost associated with constructing a waterproof layer can be eliminated.
Furthermore, in this embodiment, a lightweight, corrosion-resistant material (carbon fiber reinforced plastic material) is used as the reinforcing material 5, so it will not corrode even if moisture or salt penetrates.
Since a buffer material 7 is interposed between the underside of the first formwork 61 and the top surface of the existing deck slab 2, it is possible to prevent gaps from forming between the uneven existing deck slab 2 and the first formwork 61, and to prevent replacement concrete C (fresh concrete) from leaking outside the formwork 6.
以下、本実施形態の床版打替構造１について実施した実験結果を示す。本実験では、本実施形態の床版打替構造１の施工目地部における目開きの抑制効果を確認するため、基盤２０（既設床版２）と打替層１１とが一体となった供試体１０を作成し、打替層１１が引張側となるように、供試体１０を設置して、ＪＩＳＡ１１０６に準拠した曲げ強度試験を実施した。図５に供試体１０を示す。
表１に実験で使用した材料を示し、表２に基盤２０を構成する基盤コンクリートの配合、表３に打替層１１を構成する打替コンクリートの配合を示す。
The following shows the results of an experiment conducted on the deck replacement structure 1 of this embodiment. In this experiment, in order to confirm the effect of suppressing openings in the construction joints of the deck replacement structure 1 of this embodiment, a test specimen 10 was created in which the base 20 (existing deck 2) and the replacement layer 11 were integrated, and the test specimen 10 was installed so that the replacement layer 11 was on the tensile side, and a bending strength test was conducted in accordance with JIS A1106. The test specimen 10 is shown in Figure 5.
Table 1 shows the materials used in the experiment, Table 2 shows the mix proportions of the base concrete that constitutes the base 20, and Table 3 shows the mix proportions of the replacement concrete that constitutes the replacement layer 11.
まず、表２に示す配合からなる基盤コンクリートにより基盤２０を形成した。基盤２０は、幅１０ｃｍ、高さ６ｃｍ、長さ４０ｃｍとした。次に、基盤２０の上面に、表３に示す配合からなる打替コンクリートを打設することにより、打替層１１（先行打替層３０および後行打替層４０）を形成した。打替層１１は、幅１０ｃｍ、高さ４ｃｍ、長さ４０ｃｍとした。打替層１１は、先行打替層３０および後行打替層４０からなり、長さ方向中央に施工目地部（先行打替層３０と後行打替層４０との境界）を有している。施工目地部には、先行打替層３０の下側部分３２が後行打替層４０側に突出するように、段差が形成されているとともに、先行打替層３０と後行打替層４０とに跨って補強材５を配設されている。補強材５は、厚さ４ｍｍの炭素繊維強化プラスチック製の格子状面材であって、筋断面積が公称２６．４ｍｍ２、引張強度が１４００Ｎ／ｍｍ２である。また、先行打替層３０の下側部分３２の上面３２ａと上側部分３３の先端面３３ａは、凹凸面となっており、下側部分３２の上面３２ａと上側部分３３の先端面３３ａに接着剤を塗布した状態で後行打替層４０を形成した。なお、接着剤の塗布する前にプライマーを塗着した。また、先行打替層３０の下側部分３２の上面３２ａおよび上側部分３３の先端面３３ａが、凹凸面材６３により複数の凹凸面が形成されている。 First, the base 20 was formed using base concrete with the composition shown in Table 2. The base 20 was 10 cm wide, 6 cm high, and 40 cm long. Next, replacement concrete with the composition shown in Table 3 was poured onto the top surface of the base 20 to form the replacement layer 11 (the preceding replacement layer 30 and the following replacement layer 40). The replacement layer 11 was 10 cm wide, 4 cm high, and 40 cm long. The replacement layer 11 consisted of the preceding replacement layer 30 and the following replacement layer 40, and had a construction joint (the boundary between the preceding replacement layer 30 and the following replacement layer 40) in the center of its length. A step was formed in the construction joint so that the lower portion 32 of the preceding replacement layer 30 protruded toward the following replacement layer 40, and a reinforcing material 5 was arranged across the preceding replacement layer 30 and the following replacement layer 40. The reinforcing material 5 is a 4 mm thick grid-like surface material made of carbon fiber reinforced plastic, with a nominal cross-sectional area of 26.4 mm2 and a tensile strength of 1400 N/ mm2 . The upper surface 32a of the lower portion 32 and the tip surface 33a of the upper portion 33 of the preceding replacement layer 30 are textured, and the following replacement layer 40 was formed with adhesive applied to the upper surface 32a of the lower portion 32 and the tip surface 33a of the upper portion 33. A primer was applied before the adhesive was applied. The upper surface 32a of the lower portion 32 and the tip surface 33a of the upper portion 33 of the preceding replacement layer 30 also have multiple textured surfaces formed by the textured surface material 63.
曲げ試験は、供試体１０に対して、ＪＩＳＡ１１０６「コンクリートの曲げ強度試験方法」に準拠して実施した。実験は、打替層１１側に引張力が作用するように荷重Ｐを加えた。図６に試験結果（写真）を示す。図６の写真では、基盤２０が上、打替層１１が下になっている。
試験の結果、供試体１０（打替層１１）は、図６に示すように、施工目地部（供試体１０の中央部：２０ｃｍ付近）から離れた位置（供試体１０の３等分点外）において破断した。すなわち、供試体１０においては、施工目地部が弱部になっていない。
以上の実験から、本実施形態の床版打替構造１によれば、引張力が作用した場合であっても、施工目地部における目開きを抑制できることが確認できた。
The bending test was carried out on the specimen 10 in accordance with JIS A1106 "Test method for bending strength of concrete." In the experiment, a load P was applied so that a tensile force was applied to the replacement layer 11 side. The test results (photograph) are shown in Figure 6. In the photograph of Figure 6, the base 20 is on top and the replacement layer 11 is on the bottom.
As a result of the test, the specimen 10 (replacement layer 11) fractured at a position (outside the trisection point of the specimen 10) away from the construction joint (the center of the specimen 10: around 20 cm), as shown in Figure 6. In other words, the construction joint of the specimen 10 was not a weak point.
From the above experiments, it was confirmed that the deck replacement structure 1 of this embodiment can suppress the opening of the construction joints even when a tensile force is applied.
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、先行打替層３および後行打替層４の厚さを、既設床版２の除去部分と同じ厚さとし、改修前後における床版の厚さが同じになるようにする場合について説明したが、先行打替層３および後行打替層４の厚さは、既設床版２の除去部分の厚さよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
前記実施形態では、先行打替層３および後行打替層４が、繊維補強コンクリート製である場合について説明したが、先行打替層３および後行打替層４を構成する材料はこれに限定されるものではなく、例えば、繊維補強モルタル製であってもよい。
前記実施形態では、補強材５に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を使用する場合について説明したが、補強材５を構成する材料はこれに限定されるものではなく、例えば、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）を使用してもよい。
凹凸面材６３は、必要に応じて使用すればよい。
既設床版２の上面側の劣化した部分２１を取り除いた後（除去工程Ｓ１後）、鋼繊維コンクリート（打替コンクリートＣ）の打設前（第一打設工程Ｓ３および第二打設工程Ｓ６の前）に、除去後の既設床版２の上面を湿潤させるか接着剤を塗布しても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-described components can be modified as appropriate within the scope of the invention.
In the above embodiment, the thickness of the preceding replacement layer 3 and the succeeding replacement layer 4 is described as being the same as the thickness of the removed portion of the existing deck slab 2, so that the thickness of the deck is the same before and after the renovation, but the thickness of the preceding replacement layer 3 and the succeeding replacement layer 4 may be greater or less than the thickness of the removed portion of the existing deck slab 2.
In the above embodiment, the preceding replacement layer 3 and the succeeding replacement layer 4 are described as being made of fiber-reinforced concrete, but the materials constituting the preceding replacement layer 3 and the succeeding replacement layer 4 are not limited to this and may be made of, for example, fiber-reinforced mortar.
In the above embodiment, a case has been described in which carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is used as the reinforcing material 5, but the material constituting the reinforcing material 5 is not limited to this, and for example, aramid fiber reinforced plastic (AFRP) may also be used.
The uneven surface material 63 may be used as needed.
After removing the deteriorated portion 21 on the upper surface of the existing deck 2 (after the removal step S1), the upper surface of the removed existing deck 2 may be moistened or adhesive may be applied before pouring the steel fiber concrete (replacement concrete C) (before the first pouring step S3 and the second pouring step S6).
１ 床版打替構造
２ 既設床版
３ 先行打替層
３１ 端面
４ 後行打替層
４１ 端面
５ 補強材
６ 型枠
６１ 第一型枠
６２ 第二型枠
６３ 凹凸面材
７ 緩衝材
８ 舗装
８１ 基層
８２ 表層
1 Deck replacement structure 2 Existing deck 3 Preceding replacement layer 31 End face 4 Subsequent replacement layer 41 End face 5 Reinforcement material 6 Formwork 61 First formwork 62 Second formwork 63 Uneven surface material 7 Cushioning material 8 Pavement 81 Base layer 82 Surface layer
Claims (8)
端面を前記先行打替層の端面と突き合せた状態で前記既設床版の上面に形成された後行打替層と、
前記先行打替層と前記後行打替層とに跨って設けられた補強材と、を備える床版打替構造であって、
前記先行打替層の端面には、下側が前記後行打替層側に突出する段差が形成されており、
前記後行打替層の端面は、前記先行打替層の端面に形成された段差と係合するように上側が前記先行打替層側に突出していて、
前記補強材は、前記既設床版の上面と平行な格子状の面材であることを特徴とする、床版打替構造。 A preceding replacement layer formed on the top surface of the existing deck slab;
A subsequent replacement layer formed on the top surface of the existing deck slab with its end face abutting against the end face of the preceding replacement layer;
A deck replacement structure comprising a reinforcing material provided across the preceding replacement layer and the following replacement layer,
The end surface of the preceding replacement layer has a step formed on the lower side protruding toward the following replacement layer,
The end surface of the following replacement layer protrudes upward toward the preceding replacement layer so as to engage with a step formed on the end surface of the preceding replacement layer,
A deck replacement structure characterized in that the reinforcing material is a lattice-shaped surface material parallel to the upper surface of the existing deck.
前記既設床版の上に型枠を設置する型枠設置工程と、
前記型枠の一方側に打替コンクリートを打設して先行打替層を形成する第一打設工程と、
前記型枠を撤去する型枠撤去工程と、
前記先行打替層の他方側に打替コンクリートを打設して後行打替層を形成する第二打設工程と、を備える床版打替方法であって、
前記型枠は、前記除去工程後の前記既設床版の上面に載置される第一型枠と、前記第一型枠の上方に載置される第二型枠とを有し、
前記第二型枠の一方側の端面は、前記第一型枠の一方側の端面よりも一方側に突出しており、
前記型枠設置工程では、前記第一型枠と前記第二型枠との間に、前記型枠の一方側と他方側に張り出す格子状の面材からなる補強材を介設することを特徴とする、床版打替方法。 a removal process of removing the top surface concrete of the existing deck slab;
a formwork installation process for installing a formwork on the existing floor slab;
A first pouring step of pouring replacement concrete on one side of the formwork to form a preceding replacement layer;
a formwork removal step of removing the formwork;
A second pouring step of pouring replacement concrete on the other side of the preceding replacement layer to form a subsequent replacement layer,
The formwork includes a first formwork placed on the upper surface of the existing floor slab after the removal process, and a second formwork placed above the first formwork,
One end surface of the second formwork protrudes to one side more than one end surface of the first formwork,
A deck replacement method characterized in that, in the formwork installation process, a reinforcing material consisting of a lattice-shaped surface material extending on one side and the other side of the formwork is interposed between the first formwork and the second formwork.
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