二重壁構造を持つジオテキスタイル補強土壁「アデムウォール」の塩害対策アデムウォール協会 ○辻アデムウォール協会（一社）北陸地域づくり協会１小林喬市村浩二はじめにジオテキスタイルル」は，図-1 に示すように，コンクリートパネルに内壁安定ジオテキスタイルよる壁面材と，ジオテキスタイルによる補強領域の間に空間を設けて，施工時の盛土の変形に伴う土圧を壁面材に作用させずに，壁面近傍まで盛土材料を十分に締固めることができる構造とした二重壁構造を有する補強土壁である。また，壁面材と補強盛土締固め補強盛土体ジオテキスタイル二重壁補強土壁「アデムウォー慎一朗締固め前締固め後 (a) 二重壁構造壁面材排水層体はベルト状のジオテキスタイル（内壁安定ジオテ内壁安定ジオテキスタイルキスタイル）で連結され，その間の空間には，補強ジオテキスタイル領域の構築後に砕石が投入されて排水層としての役割を持たせた構造となっている。本補強土壁の施工事例を写真-1 に示す。本補強土壁工法について，ジ図-1 (b) 構造補強土壁の構造オテキスタイル二重壁補強土壁工法検討委員会（委員長：長岡技術科学大学教授大塚悟）では，道路土工－擁壁工指針（平成 24 年度版）に準拠させた「ジオテキスタイル二重壁補強土壁工法設計・施工マニュアル（改訂版）」（以下，本マニュアルと称す (a) 垂直補強土壁 (b) 軟弱地盤上の盛土 (c) 両面盛土 (d) 多段盛土る）を 2013 年 3 月に発刊し，本補強土壁工法の普及に努めてきた 1）。その一方で，北陸地方の沿岸部をはじめとする塩害の影響が懸念される地域や，凍結防止剤散布の影響がある箇所における補強土壁の適用にあたっては，経年劣化に対して十分な耐久性が保持できるように配慮しなければならない。そこで，無筋コンクリート製の壁面材に短繊維を混入して，ひび割れに対する抵抗性や靭性を向上させた塩害対策用壁面材を開発した。本報告では，塩害対策用壁面材の性能について報告する。 (e) 斜壁写真-1 (f) 護岸盛土補強土壁の適用例２塩害対策用壁面材の概要２．１塩害対策の必要性北陸地方をはじめとする海岸線付近など，図-2 に示すような塩害の影響が懸念される地域や，凍結防地域区分：B 止剤散布の影響がある箇所に構築される鉄筋コンクリート構造物に対しては，経年にわたり耐久性を保持するための対策が必要となる 2 ）， 3 ）。これは，塩害地域区分：A （沖縄）地域区分：C よる鉄筋の腐食によって，かぶりコンクリートの剥図-2 落等が生じ，第三者に危害が及ぶことが考えられる塩害の影響地域 1）ためである。本補強土壁の通常の壁面材は鉄筋コンクリート製であるが，塩害が懸念される地域に本補強土壁を適用する場合は，写真-2 に示すような短繊維を混入させた短繊維混入コンクリートによる塩害対策用壁面材を用いることとした。塩害対策用壁面材に使用する短繊維は，耐アルカリ性に優れているビニロン性の短繊維を選定した。塩害対策用壁面材の要求性 (a) ビニロン短繊維能と，性能の評価結果を以下に示す。２．２塩害対策用壁面材の要求性能塩害対策用壁面材には，下記の性能が要求される。 1）製造時（脱型時）に，壁面材が損傷しないこと。 2）移動・運搬時に，壁面材が損傷しないこと。 3）補強土壁構築時に，設計で想定される荷重が作用したときに，壁面材が損傷しないこと。 (b) 短繊維混入コンクリート塩害対策用壁面材の開発にあたっては，上記の要求性能を満足する短繊維の混入量を決定した。短繊写真-2 短繊維混入コンクリート維混入コンクリートの性能は，「JSCE–G 552-2007 鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフ 4）」に基づいて，次式で算出される曲荷重ネス試験方法げ靭性係数 f b で評価する。 fb= Tb δ tb ⋅ l bh 2 Tb （1）ここに， Tb ：曲げタフネス（荷重－たわみ曲線の面 δ td 積（図-3 参照）），δtb：スパン 1/50 のたわみ，b：破壊断面の幅， h：破壊断面の高さである。たわみ図-3 荷重－たわみ曲線２．３短繊維の混入量 4.0 材齢1日曲げ靱性係数（N/mm2) 塩害対策用壁面材の短繊維の混入量を求めるため，短繊維の混入量を変化させた試験体を作成し，曲げ靭性係数を求める曲げ試験を行った。曲げ試験は，材齢 1 日，3 日，14 日の試験体（寸法：100×100× 3.5 材齢3日 3.0 材齢14日材齢3日 fb=3.820k ‐ 0.176 材齢14日 f b=2.927k + 0.523 2.5 2.0 1.5 1.0 材齢1日 fb=2.147k + 0.374 0.5 400mm）に対して行った。コンクリートの圧縮強度 0.0 0 は 30N/mm2 である。曲げ試験で得られた，曲げ靭性図-4 係数と短繊維の混入率の関係を図-4 に示す。同図にある。ここで，D. J. ハナントは，繊維混入コンクリ条件ートに対する曲げ試験を行い，次式のような引張応製造時 * 力度σtb と曲げ応力度σtm の関係を求めた 5）。 (脱型時) σ tm 移動・（2）運搬時 ** 補強土壁構築時 *** 本補強土壁の壁面材に必要な靭性係数を推定し，短繊維の混入量を決定する。具体的には，壁面材の * に壁面材に作用する曲げ応力から必要曲げ靭性係数 0.3 0.4 0.5 短繊維の混入率 k（％） 0.6 0.7 短繊維の混入量の算出結果作用曲げ必要曲げ応力靭性係数 0.23N/mm2 0.56N/mm2 0.59N/mm2 1.44N/mm2 0.66N/mm2 1.61N/mm2 短繊維の混入率 fb=2.147k+0.374 →k=0.09% fb=3.820k-0.176 →k=0.42% fb=2.927k+0.523 →k=0.37% 作用荷重：P=壁面材の重量×2 個×（1+i）作用荷重：壁高 20m 相当の補強土壁で，排水層の砕石により壁面材に作用する土圧の最大値（地震時： 31.5kN/m2 ） 6）を式（2）により算出し，図-4 で示した材齢ごとの曲げ靭性係数と短繊維の混入率の関係から，短繊維の混入量を決定する。塩害対策用壁面材の短繊維の混入量の算出結果を表-1 に示す。同表より，壁面材の移動・運搬時に短繊維の混入率が最大となり，塩害対策用壁面材には，コンクリートの体積に対して 0.42%以上の比率で短繊維を混入することとした。２．４ (a) 曲げ試験の状況塩害対策用壁面材の性能評価塩害対策用壁面材の性能を確認するため，実物大の壁面材に対する曲げ試験と，壁面材と内壁安定ジオテキスタイルとの連結穴に対する引張試験を行った。壁面材の曲げ試験の状況と試験後の壁面材を写真-3 に示す。最大荷重発生時に，壁面材の中央にひび割れが発生したが，コンクリートが剥落するような現象は生じなかった。曲げ試験で得られた荷重－たわみ曲線を図-5 に示す。曲げ荷重がピークに達した後も，荷重が急激に低下することはなく，短繊維 0.8 作用荷重：P=型枠の重量×(1+i)，i：衝撃係数（=0.3） ** *** 製造時（脱型時），移動・運搬時，補強土壁の構築時 0.2 曲げ靭性係数と短繊維混入率の関係表-1 は，試験体の材齢ごとの両者の相関関係式も示して 16 = ⋅ σ tb = 0.41σ tb 39 0.1 (b) 曲げ試験後の壁面材の表面写真-3 塩害対策用壁面材の曲げ試験による補強の効果が発揮されていると考えられる。 30 本マニュアルの設計計算で，壁高が 20m に相当する 25 補強土壁の壁面材に作用する設計荷重を図-5 中に 20 荷重(kN) 示してあるように，塩害対策用壁面材のひび割れ荷設計で想定される作用荷重地震時： 17.7kN 15 重は設計荷重以上であることを確認した。内壁安定 10 ジオテキスタイルとの連結穴に対する引張試験は， 5 写真-4 に示すように，壁面材の背面にある連結穴に 0 常時： 6.7kN 0 1 2 3 たわみ(mm) 通した鉄筋を油圧ジャッキで引っ張る方法で行った。図-5 連結穴の引張荷重と変位の関係と，連結穴に作用す 4 5 曲げ試験の結果る設計荷重を図-6 に示す。壁面材の連結穴は，設計荷重に対して，十分な引張強度があることを確認した。３．おわりに本報告では，二重壁補強土壁工法における塩害対策の取り組みを示した。北陸地域では，写真-5 に示写真-4 すように，補強土壁の実現場に適用されている。今 30 さらなる検討を行う予定である。 25 参考文献 1）ジオテキスタイル二重壁補強土壁工法委員会：引張力(kN) 後も，本補強土壁の設計，施工，維持管理について，連結穴の引張試験設計で想定される作用荷重 20 15 地震時： 9.1kN 10 ジオテキスタイル二重壁補強土壁工法設計・施 5 工マニュアル（改訂版），2013． 0 常時： 3.4kN 0 1 2 3 引張変位(mm) 2）社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説図-6 Ⅳ下部構造編，2012．連結穴の引張試験の結果 3）社団法人日本道路協会：道路土工－擁壁工指針（平成 24 年度版），2012． 4）公益社団法人土木学会：コンクリート標準示方書［規準編］，2007． 5） D. J. ハナント（槇谷栄次訳）：繊維コンクリート，森北出版株式会社，1980． 6）一般財団法人土木研究センター：二重壁構造を持つジオテキスタイル補強土壁「アデムウォール」建設技術審査証明報告書，建技審証 1103 号，2012． 4 第写真-5 施工事例 5