2022 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation on the relationship between visual inspection results and remaining performance of existing civil FRP structures
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21H01419
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北根 安雄 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10444415)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 国太郎 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40467452)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | FRP / 劣化 / 残存性能 / 外観評価 / 非破壊試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度は，約20年間暴露されたFRP歩道橋の床版および角パイプを対象部材とし，それらの外観評価，非破壊試験（打音検査，超音波探傷試験，透水試験など）を実施し，外観の劣化レベルと，非破壊検査結果との比較を行った．また，それらの部材から材料試験用のクーポンを切り出し，初期の材料物性値からの変化率を同定した．床版材料の引張試験は，0度方向（引抜方向）以外に，45度や90度方向も実施した．また，樹脂の化学変化を赤外線分光法にて調査し，SEM観察も実施した．それらの結果から，外観の変状レベルとの残存性能との対応関係を検討した．
床版材料の引張試験の結果から，床版の暴露面および下面ともに，0度方向の弾性率の変化は大きくなく，強度については，暴露面よりも下面の低下率が大きくなった．これは，紫外線の影響よりも水分の影響が大きいことを示している．また，90度方向では，弾性率の変化は大きくなかったが，暴露面・下面ともに強度の低下が大きく，特に暴露面において約40%程度の強度低下であった．45度引張によるせん断方向については，弾性率の変化はやはり大きくなかったが，強度低下が認められ，暴露面において約30%の低下であった．
角パイプの引張試験の結果から，暴露面・下面ともに弾性率の低下がみられ，暴露面では最大約20%，下面では最大15%の低下がみられた．また強度では，暴露面で最大57%，下面では最大35%の低下がみられた．
非破壊検査の打音での評価は，人間の聴覚で，暴露なしと暴露ありの違いは聞き分けられるが，データとして定量的に評価できるまでには至らなかった．樹脂の化学変化を赤外線分光法により調査した結果，樹脂の化学変化を明確にとらえることができなかった．超音波伝播速度については，0度方向の引張強度の低下傾向と関係性が見られるため，今後詳細な検討を行う予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和4年度は，FRP歩道橋床版および角パイプの外観調査・非破壊検査と残存性能評価を実施した．材料試験は完了し，非破壊検査を打音・超音波探傷などを実施した．非破壊検査については，検査結果と残存性能との対応について，さらに詳細な考察が必要であり，R5年度に実施する予定である．外観評価については，外観からある程度，FRPの劣化は評価できるものの，繊維が露出していなくても強度が低下している場合もあるため，その場合の残存性能評価について今後検討が必要である．
R5年度以降も，現在の研究体制で研究を実施していくことで，当初の研究計画を達成する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
R5年度は，約20年間暴露されたFRP角パイプを対象部材とし，それらの外観評価劣化レベルと，材料試験との比較を行う．また，暴露部材と暴露なし部材の曲げ実験を行い，暴露後の残存性能を明らかにする．その結果をもとに，暴露部材の補修を行い，補修後の性能回復を曲げ実験より明らかにする．また，これまでに実施した非破壊検査結果を詳細に考察し，非破壊検査と力学的性能との関係を検討する．最後に，これまで3年間の研究結果から，外観の変状レベルとの残存性能との対応関係を検討し，外観観察または非破壊検査結果から，残存性能レベルの推定する方法を提案する．最後に，FRP構造物の維持管理において，構造性能を評価するための基礎データとなる定期点検項目および定期点検票の提案を行う予定である．
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