新たな社会の期待を担う道路技術研究

土木技術資料 50-1(2008)
特集:明日の社会を切り開く土木技術研究
新たな社会の期待を担う道路技術研究
瀬尾卓也 *
るかは、利用者サービスやライフサイクルコスト
1.はじめに 1
低減の観点等から重要であり、修繕を行うタイミ
本格的な少子高齢社会を迎え、限られた財源の
ングや維持すべき舗装状態の目標を示す管理目標
中でより品質の高い道路インフラを利用者に提供
値および維持修繕工法の提案を目的として、舗装
することが求められている。そのため、道路技術
のマネジメントに関する研究を実施している。
研 究 グ ル ープ に お いて は、 舗 装 ・ト ンネ ル を 中心
このほか、長期的計画的舗装マネジメントを補
と し た 合 理的 な 設 計 ・性能 評 価 技 術の 開 発 、既 存
完するものとして、道路の対症的維持修繕
ス ト ッ ク の機 能 を 保持 ・更 新 す る ため の 技 術の 開
(Responsive Maintenance) に 関 す る 調 査 研 究 も
発、更に、地域の環境や防災に寄与するための技
行っており、その高度化のための情報収集体制の
術研究開発に取り組んでいる。
確立や対応時間の短縮等の課題に取り組んでいる。
ア ス フ ァ ル ト 舗 装 発 生 材 は 99% 以 上 が 再 利 用
2.合理的な舗装設計と維持管理・環境対策
されているが、これまで繰り返し再利用されてき
平 成 13年 に 「 舗 装 の 構 造 に 関 す る 技 術 基 準 」
た舗装発生材や、再利用の実績が少ないポーラス
が通達され、設計法や使用材料、施工法を問わな
アスファルト舗装の発生材など、既存の品質規定
い性能規定化に向けた方針が示された。それを受
では対応できない材料が今後増加するものと考え
けて、舗装構造の設計の信頼性と自由度を高め、
られる。そのため、これらの材料を有効利用でき
新 技 術 の 開発 ・活 用 を容易 に し 、 現場 に お いて 適
るよう品質規定の見直し等を目的とした検討を実
材適所で自由にかつ合理的な設計が行えるよう、
施している。
理論設計法の高度化を図っている。
また、道路利用者を念頭に置いた路面評価や、
路面の性能規定発注がし易い環境を整えるための
性能評価方法の確立を推進している。
理論設計法
理論設計法
材料の物理定数に基づいた
材料の物理定数に基づいた
自由な設計が可能
自由な設計が可能
(新技術
(新技術の導入へ柔軟に対応)
の導入へ柔軟に対応可)
荷重P
荷重P
表層・基層
表層・基層
上層路盤
上層路盤
下層路盤
下層路盤
路床
路床
ひび割れ
ひび割れ
εt:アスコン層下面に生じる
ε
εtt
水平方向の引張ひずみ
図-2
εz:路床上面に生じる
z:路床上面に生じる
舗装発生材の再生フロー
鉛直方向の圧縮ひずみ
ε
εzz
図-1
また、都市部の熱環境改善に向けた舗装技術に
わだち掘れ
ついては、路面温度の上昇抑制効果の評価方法等
について検討を行っている。
理論設計法の概要
更に、効率的な維持管理が求められている中で、
3.トンネル設計の合理化と防災・維持管理
NATMに よ り 建 設 さ れ る 山 岳 ト ン ネ ル の 支 保
どのタイミングで、どのような修繕工法を選定す
────────────────────────
Road Technology Research for the Coming Society
構 造 は 、 吹 付 け コ ン ク リ ー ト ・ロ ッ ク ボ ル ト ・鋼
ア ー チ 支 保工 ・覆 工 により 構 成 さ れて い る が、 近
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土木技術資料 50-1(2008)
年、土砂地山など、過去の実績や経験に基づいて
る 煤 煙 ・一 酸 化 炭 素 の 自 動 車 1台 あ た り の 排 出 量
設定された標準支保パタ-ンの適用外となる地山
を基に所要換気量を算定することにより実施され
条件が増加する一方、高強度の吹付けコンクリー
ているが、現在用いられている自動車からの排出
トなどトンネル構造の合理化やコスト縮減に寄与
量 は 、 平 成 2年 ~ 5年 に 実 施 さ れ た 実 態 調 査 結 果
する新材料の開発が進んでいる。このため、標準
などをもとに設定されており、その後の自動車排
支保パタ-ンで設定されていない新しい支保構造
出ガス規制による排出量の低減効果が反映されて
に関する研究を行っている。
いない。このため、供用中のトンネルでの排気ガ
一方,都市部においては周辺地盤へ与える影響
ス実態調査等を通じて、自動車排出ガスの低減を
が少ないシールド工法を用いて、土被りが大きく、
考慮した合理的で経済的なトンネル換気施設の設
地盤条件が比較的良い場所での道路トンネルの建
計法についての研究を行っている。
設が計画されており、このような条件下において
6.00
合 理 的 な トン ネ ル の構 築を 行 う た めの 土 圧 ・水圧
5.00
煤煙排出量(m2 /台・km)
技術基準(大型車)
等のトンネルに作用する荷重の設定方法や地盤特
性を考慮した経済的なセグメント構造など、シ-
ルドトンネルの設計法に関する研究を行っている。
ま た , 平 成 16年 に 発 生 し た 新 潟 県 中 越 地 震 に
おいては、地震の被害を受けにくいと言われてき
煤煙(大型車)
4.00
煤煙(小型車)
3.00
2.00
1.00
技術基準(小型車)
0.00
た山岳トンネルでも多くの被害が生じており、山
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
年度
岳トンネルの地震時における被害発生メカニズム
や被害を受けやすいトンネル条件を明らかにし、
図-4 自動車1台当たりの煤煙排出量の経年変化
(土木技術資料 Vol49,No4,pp58-63,2007.4)
合理的な山岳トンネルの耐震対策を提案すること
を目的とした研究を行っている。
既設トンネルの合理的な維持管理を行っていく
1.おわりに
た め に は 、点 検 ・調 査結果 を も と にひ び 割 れな ど
の変状が発生しているトンネルの健全度を的確に
診断し、変状の発生原因と変状状態に応じた最適
な 補 修 ・補 強な ど の 対策工 を 実 施 して い く こと が
重要である。このため、トンネルに発生したひび
割れなどの発生状況から変状の発生原因を推定す
るとともに、変状状態に応じた最適な対策工を設
定する方法についての研究を行っている。
道路を含む社会資本の整備は今後も重要であり、
長年にわたってこれらがペースダウンを続ける一
方、我が国に追従する形で少子高齢社会を迎える
欧米諸国においては、国土レベルで生産性を向上
さ せ る 交 通イ ン フ ラの 重要 性 を 冷 静 ・客 観 的 に判
断し、様々な手段を講じてその拡充に努めている。
また、既存ストックの維持管理や有効活用、延
命化、新規構造物の長寿命化設計、更に高齢者や
女性、障害者にも配慮した道路の質的向上等につ
いても特に研究分野において多くの課題を抱えて
おり、今後ともこうしたニーズに的確に対応でき
るよう、研究を推進していきたい。
瀬尾卓也 *
図-3
変状対策工の効果に関する実大実験
道路トンネルの換気設計は、換気対象物質であ
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独立行政法人土木研究所つくば中央研究所
道路技術研究グループ長
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