技術資料 鋼道路トラス橋の塗膜に対する凍結防止剤の影響 林田 宏＊ 田口 史雄＊＊ 下谷 裕司＊＊＊ 守屋 進＊＊＊＊ ˍȅ͉̲͛ͅ! の道路橋であり、1954年（昭和29年）に架設された単純 トラス橋 （曲弦ワーレントラス橋）５連橋梁である （ 塗膜劣化は、水分、酸素、塩分、NOX、気温など Ƚˍおよびৢ૯Ƚˍ参照）。新設時の塗装仕様は「鉛 多様な因子の影響を受ける。この中でも、劣化を支配 丹さび止めペイント∼油性ペイント」で、1999年∼ する大きな因子としては塩分と水分が考えられてい 2000年（平成11 ∼ 12年）の塗替塗装時にはｂ−１塗装 る。道路橋の場合、塩分は海からの飛来塩分と塩化ナ 系 （鉛系さび止めペイント∼フェノール樹脂ＭＩＯ∼ トリウムや塩化カルシウムなどの凍結防止剤がある。 塩化ゴム系中・上塗塗料）の塗装仕様が適用され、調 積雪寒冷地である北海道では平成３年のスパイクタ 査時は最終塗替塗装後８∼９年経過していた。 イヤ規制以降、冬季間の路面凍結を防止するため、凍 結防止剤の散布が行われている。このため、海岸線か ら離れた山間部や都市部など飛来塩分の影響を受けに くく、従来の腐食環境分類ではマイルドな環境とされ ていた箇所の橋梁においても、冬期路面管理のための 凍結防止剤の散布により塩分が供給されることとな り、鋼橋塗装の塗替え費用の増加が懸念されている。 䇭䇭䋺⺞ᩏᯅ また、劣化程度等によっては、断面欠損などによる橋 梁の安全性低下が懸念されている。 Ƚˍȁպ౾ 当研究所で行ったコンクリート部材を対象とした凍 結防止剤の影響に関する調査の結果、海岸部の全体的・ 恒常的塩分供給環境に比べ、凍結防止剤の影響は部分 的ではあるが、凍結防止剤を含む漏水等がかかる部位 は劣化が速いことが分かっている１）。このため、鋼道 路トラス橋のように凍結防止剤を含む漏水等が直接か かる部材を有している橋梁の塗膜についても同様のこ とが懸念される。 以上のような背景から、当研究所ではライフサイク ৢ૯Ƚˍȁऔచયޘၴ ルコスト縮減を目的として、凍結防止剤の塗膜劣化へ の影響を明らかにし、積雪寒冷地における部位ごとの 劣化速度差を考慮した適切な塗替手法等の検討を行っ ˎȅˎȁऔ໐պ͂ํս ており、本報ではその検討の一環として、鋼道路トラ 調査部位は、端部の始点側（池田町側）、終点側（幕 ス橋の塗膜劣化や付着塩分量等について調査を行った 別町側）および中央径間のトラス橋を選定した。表− 結果について報告する。 ２に調査部位とその範囲を示す。路面付近については 上流側と下流側の位置№①∼⑤、上部、下部 （路下）に ˎȅऔٽါ! ついては足場の関係で任意とした。 ˎȅ ˍȁऔచયޘၴ ˎȅˏȁऔࣜ࿒༹༷͂ 調査対象橋梁は、十勝川を渡る内陸部の橋長706m 塗膜劣化や付着塩分量に関する調査は鋼道路橋塗 34 寒地土木研究所月報 №667 2008年12月 装・防食便覧２）および鋼構造物塗膜調査マニュアル３） 法で、白亜化現象についてはテープ貼付法にて評 に準拠して行った。以下に調査項目と方法を示す。 価を行った（ນȽˏ参照）。 ①塗膜外観 ③付着塩分量 さび・はがれ・われ・膨れの劣化状態について、 付着塩分量については電導度法およびガーゼ拭 JSS Ⅳ 03-2006「鋼構造物塗膜調査マニュアル」 取り塩素イオン検知管法で測定した。 に準拠した目視評価を行った （ນȽˏ参照） 。 ④塗膜厚 ②付着性および白亜化 （チョーキング） 現象 塗膜厚については電磁式膜厚計およびペイント 付着性については碁盤目カットテープ付着試験 ボアラー（円錐式カット・スコープ式）で確認した。 ນȽˎȁऔ໐պ̷͈͂ํս ⺞ᩏ࠻ࠬᯅ 㧔ᓘ㑆㧕 ᵹ ਅᵹ ㇱ 〝㕙 ઃㄭ ਅㇱ ᳰ↰↸ ਛᄩ⚻㑆 ⥋ ᐀ ↸ ᐀↸ ਅᵹ ⥋ ᳰ ↰ ↸ 㧔ᣇะ㧕 ⟎ͳ ⥋ ᳰ ↰ ↸ ⥋ ᐀ ↸ ᵹ 㽲 ᐀↸න⚐䊃䊤䉴ㇱ┵ᩇ䋨㕙䋩㩷 㽳 ᐀↸න⚐䊃䊤䉴ㇱ┵ᩇ䋨〝㕙䋩㩷 㽴 ᐀↸න⚐䊃䊤䉴ㇱ┵ᩇ䋨ਅ㕙䋩㩷 㽵 න⚐䊃䊤䉴ਛ㑆ု⋥᧚䊶ᢳ᧚䋨〝㕙䋩㩷 㽶 ᳰ↰↸න⚐䊃䊤䉴┵ᩇ䋨㕙䋩㩷 㽶 㽲 㽵 䌁 ㇱ㩷 㩷 䌂 〝㕙ઃㄭ㩷 㩷 㽴 㽳 䌁 〝㕙䈎䉌㜞䈘䋲䌭એ䈱ㇱ 䌂 〝㕙䈎䉌㜞䈘䋲㫄䉁䈪㩷 䌃 䌃 ਅㇱ䋨〝ਅ䋩㩷 㩷 〝㕙䈎䉌ਅㇱ㩷 ౝᩴ ❑ߍߚ ਅᒏ᧚ ㇱಽࠍ⺞ᩏ 䊥 ਅ㩷 ㇱ㩷 㩿〝ਅ㪀 䉟 〝 䊖 䉼 䊓 䊨 䊆 䊊 寒地土木研究所月報 №667 2008年12月 ਅ ᵹ ᵹ 䊃 35 ນȽˏȁഭ྄ٸ۷̤͍͢ັບܖث ߐ߮ ࠊࠇ ߪ߇ࠇ ⊕ൻ ⤘ࠇ ઃ⌕ᕈ 㧔⎴⋚⋡⹜㛎㧕 ˏȅऔࠫ!ض ˏȅ ˍȁഭ྄ٸ۷̤͍͢ັদࡑࠫض 幕別町側径間の塗膜外観および付着性試験結果をນ Ƚːに示す。塗膜欠陥として各部位に、さび、はがれ、 われ、白亜化 （チョーキング） の発生が認められた。 さびの発生箇所はわれ発生部および端部に集中して ৢ૯Ƚˎȁષ໐ おり、また、劣化程度は、上部（ৢ૯Ƚˎ） 、下部（ৢ ૯Ƚˏ）と比較して路面付近（ৢ૯Ƚː）の状態が劣る 傾向にあった ｡ また、付着性については塗膜外観上健全面を選択し て試験を行った結果、上部および下部（内桁） の一部で 付着性が低下している部分が認められたが ､ 全般的に 付着性は良好だった。 36 ৢ૯Ƚˏȁئ໐Ȫඤࠥȫ 寒地土木研究所月報 №667 2008年12月 ৢ૯ȽːȁႹ࿂ັ߃ ນȽːȁഭ྄ٸ۷Ȃັদࡑ̤͍͢ັၾ௶ࠫضȪྃ༆௰ࠂۼȫ ㇱ 㗄⋡ 䈘䈶 ᵹ Ⴃ ⤑ ᄖ ⷰ ਅ ᵹ Ⴃ ⤑ ᄖ ⷰ ਅㇱ䋨ਅᒏ᧚䋩 ਅㇱ䋨ౝᩴ䋩 ᄖ ౝ 㽲 㽳 㽴 㽵 㽶 䊓 䊃 䉼 䊥 䉟 䊨 䊊 㪇 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 㪇 㪈 㪈 㪈 䋭 䋭 䋭 㪇 㪇 㪈 㪈 㪈 㪇 㪈 㪇 㪇 㪇 㪇 䋭 䋭 䋭 䉒䉏 㪈 㪈 㪉 㪉 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 䋭 䋭 䋭 ⤘䉏 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 䋭 䋭 䋭 ⊕ൻ 㪊 㪊 㪊 㪊 䋭 㪊 㪊 㪉 㪉 㪉 㪉 䋭 䋭 䋭 㪇 㪊 㪇 㪇 䋭 㪇 㪇 㪉 㪇 㪇 㪇 䋭 䋭 䋭 㔚ዉᐲ 䋭 㪈㪌 㪈㪉 㪈㪈 䋭 㪌 㪏 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䉧䊷䉷 䋭 㪊 㪌 䋭 䋭 㪊 䋭 㪌 䋭 㪉㪌 䋭 䋭 䋭 䋭 䈘䈶 㪇 㪇 㪉 㪉 㪊 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 㪇 㪇 㪇 䈲䈏䉏 㪇 㪇 㪈 㪈 㪊 㪈 㪈 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 䉒䉏 㪈 㪈 㪉 㪊 㪊 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 㪈 㪇 㪇 㪇 ⤘䉏 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 ⊕ൻ 㪊 㪊 㪉 㪉 䋭 㪉 㪉 㪉 㪉 㪉 㪉 㪇 㪇 㪇 㪉 㪉 㪇 㪈 䋭 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪇 㪊 㪈 㪇 㔚ዉᐲ 䋭 㪈㪌 㪈㪊 䋭 㪎㪊 㪈㪈 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 㪈㪇 䋭 㪎㪉 䉧䊷䉷 䋭 㪌 㪌 䋭 䋭 㪌 䋭 㪌 䋭 㪊 䋭 㪈㪇 㪌㪌㪇 㪌㪇 ઃ⌕ᕈ Ⴎ ಽ 〝㕙ઃㄭ 䈲䈏䉏 ઃ⌕ᕈ Ⴎ ಽ ㇱ 㶎ઃ⌕Ⴎಽ㊂䈱න䈲䋖㪆䋛 ˏȅ ˎȁັၾ௶ࠫض れていることが確認された。なお、第２回目の塗替え 付着塩分量測定の結果 （ນȽː） 、構造上、塩分が蓄 は「中塗り＋上塗り２工程」で実施、第３回目からｂ 積 し や す い 下 部（ 内 桁 ）の 下 フ ラ ン ジ 上 面 で 最 大 −１塗装系 （油性さび止めペイント∼フェノール樹脂 550mg/ ㎡（ガーゼ法） 、下フランジ下面で最大72mg/ ＭＩＯ∼塩化ゴム系中・上塗塗料）が採用されている ㎡ （電導度法）および路面付近の斜材下面で最大73mg/ ことも確認された。 ㎡ （ガーゼ法） と比較的多い付着塩分量が認められた以 幕別町側径間の塗膜厚測定結果をນȽˑに示す。電 外は、ほとんどの部位で付着塩分量は少なかった。こ 磁式膜厚計とペイントボアラーによる塗膜厚測定結果 れは降雨や結露等により洗い流されたためと思われ には一部で違いはあるが、ほとんど大きな差は認めら る。 れなかった。 測定値は薄い箇所で289μ m、厚い箇所で1061μ m ˏȅ ˏȁഭ྄࢚௶ࠫض と大きくバラツキが見られた。これは過去に行われた 過去の塗装履歴を確認するために、トラス橋の部材 塗替え時の旧塗膜（実在塗膜）の除去程度が大きく影響 で素地から浮き上がっていた塗膜の断面を顕微鏡観察 していると考えられる。 した。観察結果をৢ૯Ƚˑに示す。この観察結果から 上記のことから、箇所により塗膜厚にバラツキがあ 新設時塗装、塗替え塗装４回の合計５回塗装が実施さ ると考えられるが、厚い箇所にわれが多いなどという 寒地土木研究所月報 №667 2008年12月 37 水等が直接かかる路面付近の部位は、塩分を含む融雪 水等が「われ」から鋼材面へと達し、さびの進行を早 Ⴃ⤑㧝 めたと想定される。 一方、上部等の部位については、 「わ れ」は生じているものの直接融雪水等がかからないた ╙྾࿁Ⴃᦧ߃ᤨႣ⤑ め、劣化の進行が比較的遅いものと思われる。 ╙ਃ࿁Ⴃᦧ߃ᤨႣ⤑ また、下部（内桁）の付着塩分量が多いにもかかわら ╙ੑ࿁Ⴃᦧ߃ᤨႣ⤑ ╙৻࿁Ⴃᦧ߃ᤨႣ⤑ ᣂ⸳ᤨႣ⤑ ず、塗膜劣化がほとんど進んでいなかったのは、内桁 は床版下面にあるため、紫外線等による塗膜劣化が生 700Ǵm じにくく、われや白亜化が生じにくいことにあると考 えられる。そして、凍結防止剤が風等により飛来して Ⴃ⤑㧞 付着する場合でも、塩分を含む融雪水が直接当たる場 合に比べ濡れ時間も短く、凍結防止剤の与える影響が ╙྾࿁Ⴃᦧ߃ᤨႣ⤑ ╙ਃ࿁Ⴃᦧ߃ᤨႣ⤑ 小さかったためと考えられる。これについては、濡れ ╙ੑ࿁Ⴃᦧ߃ᤨႣ⤑ 時間等の測定も含めて今後、検討していく。 ╙৻࿁Ⴃᦧ߃ᤨႣ⤑ いずれにしても、一般環境にある塗装橋梁では、凍 結防止剤やそれを含む融雪水と接する部位に劣化が集 ᣂ⸳ᤨႣ⤑ 中する傾向にあると考えられる。 したがって、今回調査を行った一般環境にあるトラ 900Ǵm ス橋（下路橋） のような場合には、ライフサイクルコス ৢ૯Ƚˑȁࡐͥ͢ͅޢഭ྄౯࿂۷ख़ࠫض トを抑え、橋梁を良好な状態に保つために、凍結防止 剤の影響を大きく受ける路面付近の部材においては、 ような明確な傾向は見られなかった。さび、はがれ、 防食性の高い材料を用いたり、こまめに部分塗装を施 われ等の塗膜劣化は素地調整の影響も受けることか すなどの対策を講じることが望ましいと考えられる。 ら、今後はその影響についても調査していく。 ৫ৃ ːȅ͂͛͘ 最後に、本塗膜調査の実施にあたり、調査にご協力 今回の調査結果から、塗膜劣化の状態は上部、下部 いただいた国土交通省北海道開発局帯広開発建設部の （路下） と比較して路面付近の状態が明らかに劣る傾向 関係各位、および調査計画の作成等についてご協力い にあった ｡ これについては、以下のようなメカニズム ただいた国土交通省国土技術政策総合研究所道路構造 が想定される。 物管理研究室関係各位、ならびに塗膜調査にご協力い 上部、路面付近、下部 （下弦材） については程度に差 ただいた特定非営利活動法人鋼構造物塗膜処理等研究 はあるものの、いずれも「われ」が生じていたが、通 会、関西ペイント販売（株）、日本ペイント（株） 、中国 行する車両等が凍結防止剤や融雪水を巻き上げ、融雪 塗料（株）、大日本塗料（株）、神東塗料（株）の関係各位 ນȽˑȁഭ྄࢚௶ࠫضȪྃ༆௰ࠂۼȫ න䋺㱘㫄 㗄⋡ 38 ᵹ ⤑ ෘ ਅ ᵹ ⤑ ෘ 㔚⏛ᑼ ⤑ෘ⸘ 䊕䉟䊮䊃 䊗䉝䊤䊷 㔚⏛ᑼ ⤑ෘ⸘ 䊕䉟䊮䊃 䊗䉝䊤䊷 ㇱ 〝㕙ઃㄭ ਅㇱ䋨ਅᒏ᧚䋩 ਅㇱ䋨ౝᩴ䋩 ᄖ ౝ 㽲 㽳 㽵 㽶 䊓 䊃 䉼 䉟 䊨 䊊 䊆 䊖 㪍㪏㪈 㪊㪈㪈 㪉㪏㪐 㪍㪏㪐 㪋㪊㪍 㪏㪊㪉 䋭 㪌㪉㪈 㪌㪏㪈 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 㪌㪋㪇 䋭 㪊㪋㪇 㪋㪇㪇 㪍㪐㪇 㪎㪌㪇 䋭 㪌㪍㪇 㪌㪍㪇 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 㪈㪇㪍㪈 㪍㪋㪈 㪌㪇㪇 㪊㪊㪎 㪋㪍㪎 㪏㪌㪉 㪊㪌㪎 㪋㪈㪐 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 䋭 㪍㪊㪇 㪊㪌㪇 㪊㪋㪇 㪋㪋㪇 㪋㪊㪇 㪊㪍㪇 㪋㪇㪇 㪌㪍㪇 寒地土木研究所月報 №667 2008年12月 に深甚なる謝意を表する。 The 5th International Conference on Concrete under Severe Conditions, Environment & ४ࣉࡃ Loading（CONSEC'07）, Vol.1, pp.681-688, 2007.6 ２）（社）日本道路協会：鋼道路橋塗装・防食便覧、 １）F.TAGUCHI, H.ENDOH: STUDY ON CONCRETE DETERIORATION DUE TO COMBINED FREEZING AND DEICING-SALT DAMAGE , 平成17年12月 ３）（社）日本鋼構造協会：鋼構造物塗膜調査マニュア ル（JSS Ⅳ 03-2006） 、平成18年10月 林田 宏＊ 田口 史雄＊＊ 下谷 裕司＊＊＊ 守屋 進＊＊＊＊ 寒地土木研究所 寒地基礎技術研究グループ 耐寒材料チーム 主任研究員 寒地土木研究所 寒地基礎技術研究グループ 耐寒材料チーム 上席研究員 博士（工学） 寒地土木研究所 寒地基礎技術研究グループ 耐寒材料チーム 研究員 つくば中央研究所 材料地盤研究グループ 新材料チーム 総括主任研究員 寒地土木研究所月報 №667 2008年12月 39
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