構造物の劣化を決定論的に据えた積雪寒冷地における道路維持管理システムの構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14208038
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 加賀屋 誠一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70091436)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 靖彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60261327) ; 名和 豊春 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30292056) ; 小幡 卓司 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20214215) ; 萩原 亨 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60172839) ; 橋本 雄一 北海道大学, 大学院・文学研究科, 助教授 (90250399)
• Keywords: 凍害 / 応力-ひずみ特性 / コンクリート / セメント / 無機イオン / GIS / 社会資本ストック / 音響モニタリング

Research Abstract

(1)凍害・疲労・塩害作用を受けるコンクリートの力学特性のモデル化
凍結融解作用および疲労作用を受けるコンクリートの応力-ひずみ関係に代表される力学特性のモデルを構築した。凍結融解作用を起こす温度、水分供給量の履歴、および、疲労作用を起こす応力の履歴を変数としたコンクリートの応力-ひずみ関係、付着-すべり関係をモデル化した。その際、単独に作用した場合のモデルと両者が組み合わさって作用した場合のモデルの双方を対象としている。モデルは、凍害・疲労作用を受ける部材試験により検証した。
(2)凍結防止剤を考慮したコンクリート構造物の延命技術
凍結防止剤に含まれる無機電解質、特に塩化物は鉄筋コンクリート中の鉄筋を腐食させ、構造物の寿命を著しく損なう。このため、本研究では既存構造物の補修の際に、塩化物イオンのコンクリート内部への拡散・浸透を防止できるような補修材料を開発した。セメントと有機物の水和反応の際に静電作用による無機イオンの水和物への吸着、収着についての知見を利用している。
(3)GIS・リモセン・デジタル写真測量を統合した環境評価・管理・変化予測支援システムの構築
GISにリモートセンシング技術とデジタル写真測量技術を取り入れ、路線における様々な交通現象及び交通施設構造物に関する信頼性評価・管理・将来予測の支援システムを構築を試みた。システムに収納するデータベースは、地形環境、気候環境、社会資本ストック、構造物の保有性能(損傷度)及び寿命、利用属性などを有機的に組み合わせ、統合管理を前提としている。
(4)交通施設構造物の合理的な常時モニタリング・損傷度診断システムの開発
鋼橋における部材・材料レベルを対象に、マイクを用いた音響測定及びAEセンサーによるスペクトル、1/fノイズあるいはフラクタル次元の評価を目的としたミクロモニタリングシステムを開発した。

Research Products

• [Publications] Yasuhiko Sato: "Stress-Strain Model of Concrete Damaged by Freezing and Thawing Cycles"Journal of Advanced Concrete Technology. Vol.2,No.1. 89-99 (2003)
• [Publications] 名和 豊春: "セメント硬化体の塩化物イオン透過性に及ぼすセメント種類の影響"土木学会第58回学術講演会講演概要集. Vol.47,No.5. 93-94 (2003)
• [Publications] 名和 豊春: "高炉スラグ微粉末を用いた改質ビーライト系セメントコンクリートの凍結融解抵抗性"土木学会第58回学術講演会講演概要集. Vol.47,No.5. 323-324 (2003)
• [Publications] 名和 豊春: "高炉スラグ微粉末を用いた改質ビーライト系セメントコンクリートの中性化"北海道支部論文報告集. Vol.60. 766-767 (2003)
• [Publications] 橋本 雄一: "GISとアニメーションによる地理教材の開発〜社会資本の教育事例〜"地理情報システム学会講演論文集. Vol.12. 201-205 (2003)
• [Publications] 小幡 卓司: "鋼橋における音響モニタリング損傷同定システムの開発的研究"鋼構造年次論文報告集. Vol.11. 169-176 (2003)