特開 2024-112108 プレキャスト床版、防水層および床版の施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112108

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】プレキャスト床版、防水層および床版の施工方法

(51)【国際特許分類】

   E01D 19/12 20060101AFI20240813BHJP

   E01D 19/08 20060101ALI20240813BHJP

   E01C 5/06 20060101ALI20240813BHJP

   E01C 11/02 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

E01D19/12

E01D19/08

E01C5/06

E01C11/02 C

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016978

(22)【出願日】2023-02-07

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】391051256

【氏名又は名称】株式会社美和テック

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】合田 裕一

【テーマコード（参考）】

2D051

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D051AA01

2D051AF03

2D051CA02

2D051DA11

2D051DA16

2D051DA18

2D059AA14

2D059GG37

2D059GG55

(57)【要約】

【課題】弱部が形成されることなく、一定の品質を有した防水層を形成することが可能なプレキャスト床版および防水層を提案するとともに、このプレキャスト床版または防水層を利用した床版の施工方法を提案する。
【解決手段】隣り合う他のプレキャスト床版２と継手部３を介して互いに連結することにより橋梁の床版１を構成するプレキャスト床版２であって、コンクリート硬化体を主体とした本体部４と、本体部４の上面に積層された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなる防水層５とからなる。防水層５の継手部３側の先端の平面形状は、曲線状の山部分と曲線状の谷部分とを組み合わせた波型を呈している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

橋軸方向または橋軸横断方向に連設されて、継手部を介して互いに連結することにより橋梁の床版を構成するプレキャスト床版であって、
コンクリート硬化体を主体とした本体部と、
前記本体部の上面に積層された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなる防水層と、からなり、
前記防水層の前記継手部側の先端の平面形状は、曲線状の山部分と曲線状の谷部分とを組み合わせた波型を呈していることを特徴とするプレキャスト床版。

【請求項2】

前記防水層の前記継手部側の端部に、上の段よりも下の段が前記継手部側に突出する複数の段差を有していることを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト床版。

【請求項3】

各段の先端縁が平行であることを特徴とする請求項２に記載のプレキャスト床版。

【請求項4】

前記波型を構成する隣り合う前記谷部分の底部同士の間隔は、各段の先端同士の間隔よりも大きく、かつ、前記谷部分の底部から前記山部分の頂部までの高さよりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のプレキャスト床版。

【請求項5】

床版の上面に打設された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなり、
前記床版の継手部に面する端部が曲線状の山部と曲線状の谷部とを組み合わせた波型を呈していることを特徴とする防水層。

【請求項6】

請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のプレキャスト床版を敷設する工程と、
前記プレキャスト床版と隣り合う他のプレキャスト床版との隙間に間詰めコンクリートを打設する工程と、
前記間詰めコンクリートの上面と、前記防水層の端部とによって囲まれた空間に前記防水層と同等の材質を有した繊維補強セメント系材料を打設する工程と、を備えていることを特徴とする、床版の施工方法。

【請求項7】

既設のプレキャスト床版の上面に請求項５に記載の防水層を形成する工程と、
前記プレキャスト床版と隣り合う他のプレキャスト床版との隙間に間詰めコンクリートを打設する工程と、
前記間詰めコンクリートの上面と、隣り合うプレキャスト床版の防水層の端部とによって囲まれた空間に、前記防水層を構成する前記繊維補強セメント系材料と同じ配合の繊維補強セメント系材料を打設する工程と、を備えていることを特徴とする、床版の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、防水機能を有するプレキャスト床版および防水層と、このプレキャスト床版または防水層を備える床版の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

橋梁の施工では、工場生産されるプレキャスト床版を利用することで、工事の省力化やコスト低減を図る場合がある。特に、道路橋の改修工事（床版の取替工事）においては、プレキャスト床版を利用することで、工期の短縮化を図り、早期に道路を開放することが求められている。

【0003】

橋梁の床版においては、雨水などが浸透して劣化することを防止するために、床版の上面に防水層を形成するのが一般的である。例えば、特許文献１には、上面に緻密な超高強度繊維補強コンクリートの硬化体からなる防水層が形成されたプレキャスト床版が開示されている。

【0004】

特許文献１のプレキャスト床版の防水層は、プレキャスト床版同士の継手部に面する端部において、楔型形状の突出部が形成されているため、継手部において打ち継がれるセメント系材料との付着性が向上するとともに、せん断抵抗を得ることを可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１４３４８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のプレキャスト床版の防水層の端部は、先端（継手部側）に行くに従って先細りする楔型形状を呈しているため、先端部に繊維が回りにくく、防水層の性質が変化するおそれがある。すなわち、突出部の先端部分においては、繊維による架橋効果を期待することができず、耐力が低減するおそれがある。

【0007】

このような観点から、本発明は、弱部が形成されることなく、一定の品質を有した防水層を形成することが可能なプレキャスト床版および防水層を提案するとともに、このプレキャスト床版または防水層を利用した床版の施工方法を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するための本発明は、橋軸方向または橋軸横断方向に連設されて、継手部を介して互いに連結することにより橋梁の床版を構成するプレキャスト床版であって、コンクリート硬化体を主体に形成された本体部と、前記本体部の上面に積層された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなる防水層とからなる。前記防水層の前記継手部側の先端の平面形状は、曲線状の山部分と曲線状の谷部分とを組み合わせた波型を呈している。

【0009】

かかるプレキャスト床版は、防水層の端部が曲線状の波型を呈しているため、継手側の端部にも繊維が行き渡る。そのため、繊維による架橋効果を期待することができ、端部においてもその他の部分と同等の性能を確保することができる。すなわち、防水層が全体的に同等の品質を有しているため、応力が集中することで破損が生じ、防水性が低下することを抑制できる。

【0010】

なお、前記防水層の前記継手部側の端部は、上の段よりも下の段が前記継手部側に突出する複数の段差を有しているのが望ましい。このようにすれば、継手部の境界部分から雨水などの水が浸透した場合であっても、段差部の水平部分に浸透した水分が留まるため、本体部まで水が浸透することを防止できる。

【0011】

段差部分の先端は、平行であるのが望ましい。こうすることで、防水層の打ち継ぎ部分の面積を最小限に抑えることできる。そのため、打ち継ぎ部に打設するセメント系材料の量を減らすことで施工の手間の低減できる。また、防水層を形成する型枠の形状が複雑になることを抑制し、型枠制作時の手間を低減できる。

【0012】

また、前記波型を構成する隣り合う前記谷部分の底部同士の間隔は、各段の先端同士の間隔よりも大きく、かつ、前記谷部分の底部から前記山部分の頂部までの高さよりも大きいのが望ましい。こうすることで、より確実に繊維が先端部にまで回り込み、防水層端部における品質の低下を抑制できる。

【0013】

このようなプレキャスト床版を利用した床版の施工は、前記プレキャスト床版を敷設する工程と、前記プレキャスト床版と隣り合う他のプレキャスト床版との隙間に間詰めコンクリートを打設する工程と、前記間詰めコンクリートの上面と、前記防水層の端部とによって囲まれた空間に前記防水層と同等の材質を有した繊維補強セメント系材料を打設する工程により行えばよい。

【0014】

本発明の防水層は、床版の上面に打設された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなり、前記床版の継手部に面する端部が曲線状の山部と曲線状の谷部とを組み合わせた波型を呈している。

【0015】

かかる防水層は、端部が曲線状の波型を呈しているため、継手側の端部に対して繊維が行き渡った状態で形成されている。そのため、繊維による架橋効果を期待することができ、端部においてもその他の部分と同等の性能を確保することができる。すなわち、防水層が全体的に同等の品質を有しているため、応力が集中することで破損が生じ、防水性が低下することを抑制できる。

【0016】

このような防水層を有した床版の施工は、プレキャスト床版を敷設する工程と、前記防水層を形成する工程と、前記プレキャスト床版と隣り合う他のプレキャスト床版との隙間に間詰めコンクリートを打設する工程と、前記間詰めコンクリートの上面と隣り合うプレキャスト床版の防水層の端部とによって囲まれた空間に前記防水層を構成する前記繊維補強セメント系材料と同じ配合の繊維補強セメント系材料を打設する工程とにより行えばよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、床版の上面に、弱部が形成されることなく、一定の品質を有した防水層を形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第一実施形態に係る床版を示す断面図である。

【図2】第一実施形態のプレキャスト床版を示す斜視図である。

【図3】防水層の先端部の例を示す平面図である。

【図4】第一実施形態の床版の施工方法の手順を示す断面図であって、（ａ）はプレキャスト床版敷設状況、（ｂ）間詰めコンクリート打設状況、（ｃ）は繊維補強セメント系材料打設状況である。

【図5】（ａ）は本実施形態の防水層の端部の写真、（ｂ）は比較例の防水層の端部の写真である。

【図6】第二実施形態に係る床版を示す断面図である。

【図7】第二実施形態の床版の施工方法の手順を示す斜視図であって、（ａ）はプレキャスト床版敷設状況、（ｂ）は型枠組立状況である。

【図8】図７に続く床版の施工方法の手順を示す断面図であって、（ａ）は防水層施工状況、（ｂ）は型枠撤去後、（ｃ）は継手部の施工状況である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜第一実施形態＞
第一実施形態では、プレキャスト床版を利用して橋梁を施工する場合について説明する。床版は、上部構造の一部を構成するものであって、下部構造である橋台や橋脚に横架される。本実施形態では、図１に示すように、複数のプレキャスト床版２，２，…を橋軸方向または橋軸横断方向に連設することで、床版１を形成する。隣り合うプレキャスト床版２同士は、継手部３介して互いに連結する。

【0020】

プレキャスト床版２は、図２に示すように、本体部４と、本体部４の上面に積層された防水層５とからなる。本体部４は、平面視矩形状を呈したコンクリート硬化体である。本体部４は、内部に必要な鉄筋が配筋されているとともに、緊張材が配設された型枠内にコンクリートを打設し、コンクリート硬化後に緊張材を介してプレストレスを導入することにより形成された、いわゆるＰＣａプレキャスト床版である。

【0021】

防水層５は、水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなる。防水層５を構成する繊維補強セメント系材料は、本体部４を形成する際に打設されたコンクリートが硬化する前に、当該コンクリートの上面に重ねて打設されている。そのため、本体部４と防水層５とが一体に接合されており、本体部４にプレストレスを導入する際に、防水層５にもプレストレスが導入されている。

【0022】

防水層５の継手部３側の先端には、上の段よりも下の段が継手部３側に突出する上下２段の段差が形成されている。各段の高さは限定されるものではないが、本実施形態では、一例として１０ｍｍとする。すなわち、本実施形態の防水層５は、厚さが２０ｍｍである。

【0023】

防水層５の先端に形成された段差部分の上段および下段の先端縁は平行であるとともに、その平面形状は曲線状の山部分と曲線状の谷部分とを組み合わせた波型を呈している。波型を構成する隣り合う谷部分の底部同士の間隔Ｄ２（例えば３０ｃｍ）は、各段の先端同士の間隔Ｄ３（例えば３ｃｍ）よりも大きい。また、波型を構成する隣り合う谷部分の底部同士の間隔Ｄ２は、谷部分の底部から山部分の頂部までの高さＤ１（例えば３ｃｍ）よりも大きい（図３参照）。

【0024】

なお、山部分の頂部から谷部部分の底部までの距離Ｄ１と、谷部分の底部から次の谷部分の底部までの距離Ｄ２と、において、Ｄ１≦Ｄ２となるような波型であることが好ましい。つまり、距離Ｄ１及び距離Ｄ２のアスペクト比が１対１よりも距離Ｄ２が大きくなるようなアスペクト比になっていることが好ましい。このように距離Ｄ１と距離Ｄ２との関係にすることで、防水層５では、防水層５の先端に、材料として混入させる繊維が回り込みやすく、均等に分散されやすくなる。アスペクト比は、１対１.１以上、１対１．２以上、１対１．３以上、１対１．４以上、１対１．５以上、１対１．６以上、１対１．７以上、１対１.８以上、１対１．９以上となるようにすることが好ましい。さらに、１対２以上である場合にはより好ましい。

【0025】

プレキャスト床版２を利用した床版１の施工は、まず、図４（ａ）に示すように、先行して敷設されたプレキャスト床版２の隣にプレキャスト床版２を敷設する（敷設工程）。このとき、必要に応じて、隣り合うプレキャスト床版２同士の継手部３に補強筋を配筋する。

【0026】

次に、図４（ｂ）に示すように、隣り合うプレキャスト床版２同士の隙間に間詰めコンクリート６を打設する（間詰めコンクリート打設工程）。
間詰めコンクリート６を打設したら、図４（ｃ）に示すように、間詰めコンクリート６の上面と、両プレキャスト床版２の防水層５の端部とによって囲まれた空間に、防水層５と同等の材質を有した繊維補強セメント系材料７を打設する。

【0027】

プレキャスト床版２によれば、防水層５の端部が曲線状の波型を呈しているため、継手部３側の端部にも繊維が行き渡る。そのため、繊維による架橋効果を期待することができ、端部においてもその他の部分と同等の性能を確保することができる。ゆえに、防水層５が全体的に同等の品質を有しているため、応力が集中することで破損が生じ、床版１の防水性が低下することを抑制できる。なお、波型を構成する隣り合う谷部分の底部同士の間隔を、各段の先端同士の間隔よりも大きく、かつ、谷部分の底部から山部分の頂部までの高さよりも大きしているため、より確実に繊維が先端部にまで回り込み、防水層５の端部における品質の低下を抑制できる。

【0028】

ここで、図５（ａ）は、本実施形態の防水層５の先端部の断面を撮影した写真である。また、図５（ｂ）は、比較例として、防水層５の先端部を三角形状の波型にした場合について断面を撮影した写真である。図５（ａ）に示すように、防水層５の先端部を曲線状の波型にすることで、繊維が縁部分にまで行きわたっていることが確認できた。一方、三角形状（先端に行くに従って先細りする形状）の波型の場合は、図５（ｂ）に示すように、繊維が先端まで行きわたらないことが確認できた。ここで、図５（ａ）、（ｂ）において白く線状に映っているものが繊維である。

【0029】

また、防水層５の端部が曲線状の波型を呈しているため、１点に応力が集中することが防止される。すなわち、防水層５の端部の平面形状が角を有した波型（例えば、三角形が連続する形状）の場合、角の先端部分に応力が集中し、破損の原因になるおそれがあるが、曲線状の波型であれば応力が分散されて、弱点となる部分が形成されることがない。

【0030】

防水層５の端部を波型にすることで、防水層５と継手部３に打設した繊維補強セメント系材料との接合性が高い。すなわち、防水層５の端部と継手部３とがかみ合うことで、横方向の変位に対して抵抗し、止水性を保持できる。

【0031】

また、防水層５の継手部３側の端部に段差を有しているため、継手部３の境界部分（継目）から雨水などの水が浸透した場合であっても、段差部の水平部分に浸透した水分が留まるため、本体部４まで水が浸透することを防止できる。

【0032】

また、段差部分の先端を平行にすることで、防水層５の打ち継ぎ部分の面積を最小限に抑えることできる。そのため、継手部３に打設するセメント系材料の量を減らすことで施工の手間の低減できる。また、防水層５を形成する際の型枠の形状が複雑になることを抑制し、型枠制作時の手間を低減できる。

【0033】

＜第二実施形態＞
第二実施形態では、既設のプレキャスト床版８の上面に防水層５を形成する場合について説明する（図６参照）。防水層５は、前もって敷設されたプレキャスト床版８の上面に水を通さない繊維補強セメント系材料７を打設することにより形成する。防水層５は、プレキャスト床版８同士の継手部３に面する端部が曲線状の山部と曲線状の谷部とを組み合わせた波型を呈している。

【0034】

第二実施形態の床版の施工方法について説明する。まず、図７（ａ）に示すように、プレキャスト床版８を敷設する（敷設工程）。次に、図７（ｂ）に示すように、プレキャスト床版８の上に、防水層５用の型枠９を設置する（組み立てる）。継手部３に面する型枠９には、防水層５の段差に対応して、上側が下側よりも突出する段差が形成されている。

【0035】

型枠９を設置したら、図８（ａ）に示すように、型枠９内に繊維補強セメント系材料７を打設して、防水層５を形成する。繊維補強セメント系材料７に所定の強度が発現したら、図８（ｂ）に示すように、型枠９を撤去する。そして、図８（ｃ）に示すように、継手部３（隣り合うプレキャスト床版８同士の隙間および隣り合う防水層５同士の隙間）に繊維補強セメント系材料７を打設して、床版１を形成する。

【0036】

第二実施形態の床版の施工方法によれば、防水層５を有しないプレキャスト床版８を利用する場合であっても、防水性に優れた床版１を形成できる。また、第二実施形態の床版の施工方法によれば、第一実施形態の床版の施工方法と同様の性能を有した防水層５（床版１）を形成することが可能である。

【0037】

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、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。

【0038】

例えば、前記実施形態では、防水層５の端部の段差が２段の場合について説明したが、防水層５の端部に形成する段差の数は限定されるものではなく、３段以上であってもよい。また、防水層５の端部には、必ずしも段差を形成する必要はない。

【0039】

また、前記実施形態では、防水層５の端部に形成された各段の先端が平行の場合について説明したが、各段の先端縁の形状は異なっていてもよい。すなわち、下段の縁部分が波型で、上段の縁部分が直線状であってもよい。また、上段の山部分の頂部と下段の山部分の頂部が同一直線上で一致するように図示しているが、頂部同士が同一直線上で一致することなくずれて配置されていてもよい。

【0040】

防水層５の厚さは２０ｍｍに限定されるものではなく、適宜決定すればよい。また、防水層５の先端の波型部分の形状（波型を構成する曲線部分の半径、山部および谷部の幅および高さ）は限定されるものではなく適宜決定すればよい。

【0041】

前記実施形態では、プレキャスト床版２を使用する場合について説明したが、防水層５は、既設の床版の上面に繊維補強セメント系材料７を打設することにより形成してもよい。このとき、防水層５の目地（継手部３）に面する端部は波型とする。

【符号の説明】

【0042】

１ 床版
２ プレキャスト床版
３ 継手部
４ 本体部
５ 防水層
６ 間詰めコンクリート
７ 繊維補強セメント系材料
８ プレキャスト床版

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

橋軸方向または橋軸横断方向に連設されて、継手部を介して互いに連結することにより橋梁の床版を構成するプレキャスト床版であって、
コンクリート硬化体を主体とした本体部と、
前記本体部の上面に積層された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなる防水層と、からなり、
前記防水層の前記継手部側の端部に、上の段よりも下の段が前記継手部側に突出する複数の段差を有していて、
前記防水層の前記継手部側の先端の平面形状は、曲線状の山部分と曲線状の谷部分とを組み合わせた波型を呈していることを特徴とするプレキャスト床版。

【請求項2】

各段の先端縁が平行であることを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト床版。

【請求項3】

前記波型を構成する隣り合う前記谷部分の底部同士の間隔は、各段の先端同士の間隔よりも大きく、かつ、前記谷部分の底部から前記山部分の頂部までの高さよりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のプレキャスト床版。

【請求項4】

床版の上面に打設された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなり、
前記床版の継手部に面する端部に上の段よりも下の段が前記継手部側に突出する複数の段差を有しているとともに、前記床版の継手部側の先端の平面形状が曲線状の山部と曲線状の谷部とを組み合わせた波型を呈していることを特徴とする防水層。

【請求項5】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプレキャスト床版を敷設する工程と、
前記プレキャスト床版と隣り合う他のプレキャスト床版との隙間に間詰めコンクリートを打設する工程と、
前記間詰めコンクリートの上面と、前記防水層の端部とによって囲まれた空間に前記防水層と同等の材質を有した繊維補強セメント系材料を打設する工程と、を備えていることを特徴とする、床版の施工方法。

【請求項6】

既設のプレキャスト床版の上面に請求項４に記載の防水層を形成する工程と、
前記プレキャスト床版と隣り合う他のプレキャスト床版との隙間に間詰めコンクリートを打設する工程と、
前記間詰めコンクリートの上面と、隣り合うプレキャスト床版の防水層の端部とによって囲まれた空間に、前記防水層を構成する前記繊維補強セメント系材料と同じ配合の繊維補強セメント系材料を打設する工程と、を備えていることを特徴とする、床版の施工方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

前記課題を解決するための本発明は、橋軸方向または橋軸横断方向に連設されて、継手部を介して互いに連結することにより橋梁の床版を構成するプレキャスト床版であって、コンクリート硬化体を主体に形成された本体部と、前記本体部の上面に積層された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなる防水層とからなる。前記防水層の前記継手部側の端部に、上の段よりも下の段が前記継手部側に突出する複数の段差を有していて、前記防水層の前記継手部側の先端の平面形状は、曲線状の山部分と曲線状の谷部分とを組み合わせた波型を呈している。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0010】

なお、前記防水層の前記継手部側の端部に上の段よりも下の段が前記継手部側に突出する複数の段差を有しているため、継手部の境界部分から雨水などの水が浸透した場合であっても、段差部の水平部分に浸透した水分が留まるため、本体部まで水が浸透することを防止できる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0014】

本発明の防水層は、床版の上面に打設された水を通さない繊維補強セメント系材料の硬化体からなり、前記床版の継手部に面する端部に上の段よりも下の段が前記継手部側に突出する複数の段差を有しているとともに、前記床版の継手部側の先端の平面形状が曲線状の山部と曲線状の谷部とを組み合わせた波型を呈している。