第4章 接着剤を塗布したSFRC上面増厚補強法の耐疲労性の評価
A. SFRC-W1 W2上面増厚補強した供試体の等価走行回数の平均と比較すると供試体,
で,それぞれ 2.21 倍,1.89 倍となり,本実験の範囲内での湿潤状態で接着剤を塗布 した場合の耐疲労性の低下は見られない。
以上の結果より,従来型の SFRC 上面増厚に比して,乾燥状態で接着剤の塗布し た供試体および湿潤状態で接着剤を塗布した SFRC 上面増厚工法はともに,等価走 行回数も増加しており,耐疲労性に優れた補強法であることが実証された。
4.7.2 たわみと等価走行回数の関係
床版供試体中央におけるたわみと等価走行回数の関係を図- に示す。
RC 4.6
( )1 RC床版
床版供試体 , は,ともに等価走行回数の増加に伴ってたわみもわずかに
RC RC-1 2
上昇し,たわみが 3.0mm(= L/400 L, :床版支間)を超えた付近からたわみが急激
。 ,
に増加している 供試体RC-1が3.0mmに達した時点の等価走行回数は1.81×106回 供試体 RC-2 は 2.77×106 回となる。破壊時のたわみは供試体 RC-1 2, で,それぞれ
, である。したがって 床版は,たわみが支間 の を超
7.91mm 6.86mm RC L 1/400mm
えた頃に補修・補強を施す必要があると考えられる。
( )2 SFRC上面増厚RC床版
を床版上面に直接増厚した供試体 は, 床版同様にたわみが
SFRC SFRC-1 RC
, 。
3.0mm すなわち支間Lの1/400を超えた付近からたわみの増加が著しくなっている
図-4.6 たわみと等価走行回数の関係
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08 1.E+09 1.E+10
たわみ(mm)
等価走行回数(Neq)
RC-1 RC-2
SFRC-1 SFRC-2
A.SFRC-D1 A.SFRC-D2 A.SFRC-W1 A.SFRC-W2
支間Lの1/400のたわみ
たわみが 3.0mm に達した時点の等価走行回数は 26.80×106 回である。その後,急激 にたわみが増加し,破壊時のたわみは 6.75mm である。打継ぎ目を設けた供試体 は,たわみが を超えた時の等価走行回数は 回であり,その後
SFRC-2 3mm 31.40×106
, , 。
も線形的に増加し その後の荷重増加で急激にたわみが増加し 破壊に至っている 破壊時のたわみは 6.70mm である。たわみが 3.0mm に達した時点の等価走行回数の 平均を比較すると,RC床版の12.7倍となった。
( )接着剤を塗布した3 SFRC上面増厚RC床版供試体 ) 乾燥状態
1
増厚界面を乾燥状態で接着剤を塗布後に増厚した供試体 A.SFRC-D1 は,たわみが 支間 L の 1/400 に達した時の等価走行回数は 53,200×106 回であり,その後のたわみ の増加は見られない。その後,たわみが 3.5mm を超えた付近から急激にたわみが増 加し,破壊時のたわみは 6.22mm である。打継ぎ目を設けた供試体 A.SFRC-D2 は等 価走行回数が 14.700×106 回付近までは供試体A.SFRC-D1とほぼ同様な挙動を示し,
たわみが支間 L の1/400 に達した時の等価走行回数は83.50×106 回である。また,た
, 。
わみが3.5mmを超えると急激にたわみが増加し 破壊時のたわみは5.37mmである
3.0mm RC 29.8
たわみが に達した時点の等価走行回数の平均を比較すると, 床版の 倍となった。また,従来型のSFRC上面増厚補強の2.3倍である。
) 湿潤状態 2
SFRC A.SFRC-W1 W2
増厚界面を湿潤状態で接着剤を塗布し, を増厚した供試体 ,
, 。
はともに 乾燥状態で接着剤を塗布した供試体とほぼ同様な増加傾向を示している 増厚界面を乾燥状態で接着剤を塗布後に増厚した供試体 A.SFRC-W1 W2, のたわみ が支間Lの1/400に達した時の等価走行回数は,それぞれ86.60×106回,83.10×106回 であり,その後のたわみの増加は見られない。その後,たわみが4.0mm(≒L/300) 8.0mm 7.4mm を超えた付近から急激にたわみが増加し 破壊時のたわみはそれぞれ, , である。たわみが 3.0mm に達した時点の等価走行回数の平均を比較すると,RC 床 版の37.0倍となった。また,従来型のSFRC上面増厚補強の2.9倍である。
したがって,湿潤状態で接着剤を塗布した供試体においても本実験における湿潤 状態では,急激なたわみの増加は見られない。
4.7.3 ひずみと等価走行回数の関係
床版中央における引張主鉄筋のひずみと等価走行回数の関係をそれぞれ図-4.7に 示す。なお,鉄筋の降伏ひずみは材料特性値より 1,850×10 =-6( 降伏強度(N/mm /2) ヤン グ係数(kN/mm2))である。
( )1 RC床版
軸直角方向のひずみは図- 4.7 に示すように,RC 床版供試体 RC-1 は初期荷重 で走行を開始し,初期ひずみは である。その後,荷重増加とともにひ
60kN 730×10-6
ずみの増加が見られる。供試体 RC-1 がたわみが 3.0mm に達した時点のひずみは,
それぞれ1,450×10-6,供試体RC-2は1,570×106であり,降伏ひずみ以下である。その
図-4.7 ひずみと等価走行回数の関係
後,荷重増加と等価走行回数の増加に伴い,ひずみの増加も大きくなっている。破 壊時のひずみは,それぞれ3,530×10-6,2,750×10-6である。
以上より,たわみが 3.0mmを超えた付近のひずみは 1,450×10-6~ 1,570×10-6 程度 であるので,次回の補強時期において鉄筋は降伏に至らない。
( )2 SFRC上面増厚RC床版
上面増厚した 床版供試体 の主鉄筋ひずみは,たわみが と
SFRC RC SFRC-1 3.0mm
なった時点のひずみは1,640×10-6であり,鉄筋は降伏に至らない。破壊時のひずみは 程度である。次に,打継目を設けた供試体 は,たわみが と
2,650×10-6 SFRC-2 3.0mm
なった時点のひずみは,1,349×10-6 であり,鉄筋は降伏に至らない。破壊時のひずみ は2,970×10-6である。
床版供試体のひずみの増加に対して,ひずみの増加が大幅に抑制されている。
RC
( )接着剤を塗布した3 SFRC上面増厚RC床版供試体 ) 乾燥状態
1
乾燥状態で接着剤を塗布して SFRC 上面増厚した供試体のたわみが 3.0mm を超え
, , , , 。
た時のひずみは 供試体A.SFRC-D1 D2で それぞれ1,240×10-6 1,280×10-6である これは,接着剤を塗布していないSFRC上面増厚RC床版供試体に比してひずみの増 加は抑制されている。破壊時のひずみも,それぞれ 2,470×10-6,2,940×10-6 である。
たわみが 3.0mm に達した時点でのひずみを従来型の SFRC 上面増厚と比較すると,
接着剤を塗布することで等価走行回数の増加に関わらずひずみの上昇が抑制されて いる。これは,RC 床版と上面増厚の界面に接着剤を塗布したことにより合成効果が 高まった結果である。
) 湿潤状態 2
湿潤状態で接着剤を塗布して SFRC 上面増厚した供試体のたわみが 3.0mm を超え た時のひずみは,供試体 A.SFRC-W1 W2, で,それぞれ 1,230×10-6,1,330×10-6 であ
0 1000 2000 3000 4000 5000
1.E+00 1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 1.E+08 1.E+09 1.E+10 主鉄筋ひずみ(×10-6)
等価走行回数(Neq)
RC-1 RC-2
SFRC-1 SFRC-2
A.SFRC-D1 A.SFRC-D2 A.SFRC-W1 A.SFRC-W2
降伏ひずみ(1700×10-6)
り,乾燥状態で接着剤を塗布した SFRC 上面増厚補強のひずみとほぼ同等である.
破壊時のひずみも,それぞれ3,210×10-6,3,190×10-6である。
したがって,本実験範囲内における湿潤状態で接着剤を塗布した SFRC 上面増厚 補強は,乾燥状態で接着剤を塗布した場合と比較して弱点には至らない結果となっ た。なお,SFRC打設時における水分量は5%程度である。
4.7.4 破壊状況
RC 床版および SFRC 上面増厚補強 RC 床版の破壊状況を切断面の一例を図- 4.8 に示す。
( )1 RC床版
床版供試体 の軸直角方向の破壊状況は図- ( )に示すように輪荷重走
RC RC-1 4.8 1
行位置から 45 度の傾斜で押抜きせん断破壊となり,引張鉄筋かぶりはダウエル効果 の影響によりはく離している。輪荷重下面の圧縮鉄筋かぶり内もはく離している。
また,軸方向の破壊状況は,輪荷重折り返し位置から 45 度にせん断ひび割れが発生 している。軸方向も圧縮鉄筋かぶり内には水平ひび割れが発生している。破壊は走 行中に両供試体ともに支点Bから40cmの位置で押抜きせん断破壊となった。
( )2 SFRC上面増厚RC床版
上面増厚補強した供試体 の破壊状況は図- に示すように,軸
SFRC SFRC-1 4.8(2)
直角方向は RC 床版同様に輪荷重載荷位置から 45 度の傾斜で押抜きせん断破壊とな
。 , 。
っている 軸方向は増厚界面付近で水平方向にひび割れが発生し はく離している 増厚部のひび割れは,輪荷重走行の折り返し位置端部にわずかに見られる程度 SFRC
である。これは SFRC に配合された鋼繊維により,ひび割れの伝播が抑制された結 果である。破壊は,支点Aから40cmの位置で押抜きせん断破壊となった。
( )1 RC床版供試体 ( )2 SFRC上面増厚RC床版供試体 図-4.8 断面方向の破壊状況
2)軸方向 2)軸方向
1) 軸直角方向 1) 軸直角方向
2)軸方向 2)軸方向
1) 軸直角方向 1) 軸直角方向
( )接着剤を塗布した3 SFRC上面増厚RC床版供試体 ) 乾燥状態
1
SFRC A.SFRC-D1
増厚界面を乾燥状態で接着剤を塗布し, で全面増厚した供試体
の軸直角方向の破壊状況は図-4.9 1( )に示すように,従来型のSFRC上面増厚RC床 版同様に輪荷重走行位置で水平方向にひび割れがみられる。同様に軸方向にも水平 ひび割れが発生している。これは接着層ではなく,既存コンクリートに水平方向の ひび割れである。すなわち,一面せん断試験の写真- 4.5 2 1( ), )と同様な破壊状況で
。 , ,
ある 破壊時のひび割れ状況は 接着剤の効果による水平ひび割れ抑制については 破壊状況は同様であるが等価走行回数を比較すると,接着剤塗布型 SFRC 上面増厚
床版供試体が従来型の 上面増厚 床版供試体の 倍の等価走行回数で
RC SFRC RC 2.5
ある。したがって,破壊時におけるひび割れ状況は従来型の上面増厚補強と類似し た状況であるが,走行回数は大幅に上回っている。破壊は支点 B から 40cm の位置 で押抜きせん断破壊となった。
) 湿潤状態 2
SFRC A.SFRC-W1
増厚界面を湿潤状態で接着剤を塗布し, で全面増厚した供試体
の断面方向の破壊状況は図- 4.9(2)に示すように,輪荷重載荷位置から 45 度でせん 断破壊となり,増厚界面付近で水平ひび割れが発生している。また,軸方向につい ても輪荷重走行範囲に水平ひび割れが発生している。乾燥状態で接着剤を塗布した 場合と湿潤状態で接着剤を塗布した場合の破壊状況とは大きな差異はみられない。
A.SFRC-W D.SFRC-D1
湿潤状態の供試体 の等価走行回数の平均と乾燥状態の供試体
の等価走行回数と比較すると 0.83 倍であり,乾燥状態が等価走行回数が多いが,従
( ) 接着剤を塗布した1 SFRC上面増厚 ( ) 接着剤を塗布した2 SFRC上面増厚 床版供試体(乾燥状態) 床版供試体(湿潤状態)
RC RC
図-4.9 断面方向の破壊状況
1) 軸直角方向
2)軸方向 2)軸方向
1) 軸直角方向 1) 軸直角方向
2)軸方向 2)軸方向
1) 軸直角方向