JP2019173473A - プレキャスト部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】供用時における上層部の緻密性を安定して得られるプレキャスト部材を提供する。【解決手段】プレキャスト部材１の製造方法は、プレキャスト部材１が、普通コンクリートからなる普通層１１と、普通コンクリートよりも緻密な材料からなる緻密層１３と、を有しており、供用時に対し上下反転した姿勢の緻密層１３を形成する緻密層形成工程と、緻密層形成工程で形成された緻密層１３を上から覆うように普通コンクリートを打設し硬化させて普通層１１を形成する普通層形成工程と、を備え、供用時に対し上下反転した姿勢でプレキャスト部材１が形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、プレキャスト部材の製造方法に関するものである。

従来のプレキャスト部材として、特許文献１には、道路橋のプレキャストコンクリート床版が開示されている。特許文献１では、道路幅に形成されたプレキャストコンクリート床版が、橋軸方向に配列されて桁上に設置されている。そして、これらのプレキャストコンクリート床版に対しポストテンション方式によるプレストレスが与えられ一体化されて、道路床版が構築されている。

特公平7-113203号公報

この種の床版にとっては塩化物イオンや水が劣化因子となる。そして、上記のような劣化因子は、供用時の床版の主に上面から浸透して床版内に侵入する。また、交通荷重に起因して特に床版の上層部は摩耗等が発生しやすい。従って、劣化因子の侵入や摩耗等を抑える観点から、床版の上層部を可能な限り緻密にすることが望まれる。道路床版に限らず、この種のプレキャスト部材は、供用時において、特に上層部の緻密性が求められる場合がある。しかしながら、この種のプレキャスト部材は、主に、型枠にコンクリートを平打ちして製造されるので、その仕上げ面が部材の上層部に該当する。そして、当該上層部は、製造時におけるブリーディング、レイタンス、及び乾燥ひび割れといったような要因によって品質が左右されやすい。したがって、プレキャスト部材の上層部については品質を安定して確保し難い傾向にある。

このような課題に鑑み、本発明は、供用時における上層部の緻密性を安定して得られるプレキャスト部材を提供することを目的とする。

本発明のプレキャスト部材の製造方法は、プレキャスト部材が、所定のコンクリート材料からなる普通層と、コンクリート材料よりも緻密な材料からなる緻密層と、を有しており、供用時に対し上下反転した姿勢の緻密層を形成する緻密層形成工程と、緻密層形成工程で形成された緻密層を上から覆うようにコンクリート材料を打設し硬化させて普通層を形成する普通層形成工程と、を備え、供用時に対し上下反転した姿勢でプレキャスト部材が形成される。

この製造方法によれば、供用時の姿勢のプレキャスト部材は、普通層の上に当該普通層よりも緻密な材料からなる緻密層が存在する構造をなす。従って、供用時においてプレキャスト部材の上層部には、緻密層の存在により比較的高い緻密性が得られる。製造時には、供用時に対し上下反転した姿勢でプレキャスト部材が形成されるので、供用時の上層部はコンクリート打設の仕上げ面ではない。従って、プレキャスト部材の供用時の上層部の緻密性が安定して確保される。

また、緻密層形成工程では、予め作製された緻密層部材を供用時に対し上下反転した姿勢でコンクリート型枠内に設置して緻密層とし、普通層形成工程では、コンクリート型枠内にコンクリート材料を打設し硬化させるようにしてもよい。

また、緻密層形成工程では、予め作製された緻密層部材を緻密層とし、普通層形成工程では、供用時に対し上下反転した姿勢の緻密層部材を埋設型枠として含むコンクリート型枠内にコンクリート材料を打設し硬化させるようにしてもよい。

また、緻密層の材料は、普通層のコンクリート材料と比較して、圧縮強度が高い、ひび割れ発生強度が高い、引張強度が高い、ヤング係数が高い、透水係数が小さい、塩化物イオン拡散係数が小さい、凍結融解抵抗性が高い、又は、すり減り係数が小さい、のうちの少なくとも１つの特性を有するようにしてもよい。

また、緻密層の材料は、超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルを含む材料であってもよい。

また、本発明のプレキャスト部材の製造方法は、緻密層形成工程と普通層形成工程との間で、緻密層のうち普通層との境界になる面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程を更に備えてもよい。この構成によれば、接着剤の存在により、緻密層と普通層との付着性が向上する。

また、本発明のプレキャスト部材の製造方法は、緻密層形成工程と普通層形成工程との間で、普通層に埋設される鉄筋を配置する鉄筋配置工程を更に備えてもよい。この構成によれば、普通層に鉄筋が埋設される。

また、プレキャスト部材は、Ｕ字の断面形状をなし、緻密層形成工程では、緻密層が、Ｕ字の内側の縁に沿ってＵ字状に形成されるようにしてもよい。

また、プレキャスト部材は、道路橋の床版を含む部材であってもよい。道路橋の床版においては、特に、雨水による上層部からの劣化因子の侵入や、交通荷重の繰返しによる疲労が懸念事項であり、上層部を緻密にすることの必要性が高く、上記のような構成が特に好適に適用され得る。

本発明によれば、供用時における上層部の緻密性を安定して得られるプレキャスト部材を提供することを目的とする。

実施形態に係るプレキャスト部材が適用される道路橋の分解斜視図である。 図１のプレキャスト部材の断面図である。 （ａ），（ｂ）は、第１実施形態に係るプレキャスト部材の製造方法を順に示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、図３に続き、プレキャスト部材の製造方法を順に示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、図４に続き、プレキャスト部材の製造方法を順に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係るプレキャスト部材の製造方法を順に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態に係るプレキャスト部材の製造方法の一部を順に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ変形例に係るプレキャスト部材の製造方法の一部を示す断面図である。 変形例に係るプレキャスト部材が適用される水路の斜視図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るプレキャスト部材の製造方法の実施形態について詳細に説明する。各図面では、説明に係る部位の特徴を適宜誇張して描写する場合があり、構成要素の寸法比は必ずしも実物とは一致せず、各図面の間でも必ずしも一致しない。図１は、本実施形態に係るプレキャスト部材１が適用される道路橋１００の分解斜視図であり、図２は、プレキャスト部材１の断面図である。

（第１実施形態）
図１に示されるように、本実施形態に係るプレキャスト部材１は、コンクリート材料からなり道路橋に用いられる。プレキャスト部材１は、道路橋の建造時に用いられてもよく、既存の道路橋の床版の取替え用として用いられてもよい。図１に示される道路橋１００は、橋軸方向に延びる複数の鋼桁１０２を備えている。この鋼桁１０２上に、複数のプレキャスト部材１が設置され、プレキャスト部材１同士が橋軸方向に配列され、例えばプレストレスの付与等によって連結されて道路構造が構築される。

図２にも示されるように、プレキャスト部材１は、道路の床版を構成する床版部３と、高欄を構成する高欄部５とが一体に形成されたものである。すなわち、プレキャスト部材１は、平面視で橋軸直角方向に長い矩形を呈する平板状の床版部３と、当該床版部３の橋軸直角方向の両端から上方に立ち上がる高欄部５とを有し、橋軸方向から見てＵ字の断面形状をなしている。また、床版部３と高欄部５との継ぎ目には、ハンチ部４が設けられている。床版部３の上面上に道路の舗装層等が設けられることで、道路橋１００の道路が形成される。

道路橋１００の床版にとっては塩化物イオンや水が劣化因子となる。そして、上記のような劣化因子は、供用時の床版の主に上面から浸透して床版内に侵入する。また、交通荷重の繰返しに起因して床版が疲労劣化しやすい。従って、劣化因子の侵入を抑えるとともに、疲労に対する補強をする観点から、床版の上層部（特に、かぶり部）を可能な限り緻密にすることが望まれる。

そこで、図２に示されるように、プレキャスト部材１では、床版部３の上層部が、他の部分に比べて緻密な緻密層１３として形成されている。具体的には、床版部３が主に２層で構成されており、床版部３は、普通コンクリートからなる普通層１１と、普通コンクリートよりも緻密な材料からなり普通層１１の上面を覆う緻密層１３とを有している。普通層１１及び緻密層１３は、床版部３のみならず高欄部５にまで一体的に延びており、高欄部５においては、外側に普通層１１が存在し、緻密層１３は普通層１１の内側面を覆っている。

緻密層１３は、一体に連なった床版部３の上層部分と左右の高欄部５の内側部分とを有している。緻密層１３の断面は、プレキャスト部材１のＵ字断面の内側の縁に沿って、やや小さいＵ字状をなしており、プレキャスト部材１の床版部３の上面及び高欄部５の内側面に露出するように位置している。また、緻密層１３にはハンチ部４も含まれる。普通層１１と緻密層１３との境界面には接着剤１５による接着層が設けられるが、この接着層は省略されてもよい。また、普通層１１に鉄筋１７が埋設されているが、この鉄筋１７は省略されてもよい。また、緻密層１３にも鉄筋が埋設されてもよい。

ここで、上記の「緻密な」とは、圧縮強度が高い、ひび割れ発生強度が高い、引張強度が高い、ヤング係数が高い、透水係数が小さい、塩化物イオン拡散係数が小さい、凍結融解抵抗性が高い、又は、すり減り係数が小さい、のうちの少なくとも１つの特性を有することを言う。すなわち、緻密層１３の材料は、普通層１１の材料（普通コンクリート）と比較して、圧縮強度が高い、ひび割れ発生強度が高い、引張強度が高い、ヤング係数が高い、透水係数が小さい、塩化物イオン拡散係数が小さい、凍結融解抵抗性が高い、又は、すり減り係数が小さい、のうちの少なくとも１つの特性を有するものである。

「圧縮強度」とは、ＪＩＳ Ａ １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」で規定された試験方法で測定される値である。「ひび割れ発生強度」とは、例えば、ＪＩＳＡ １１１３「コンクリートの割裂引張強度試験方法」で規定された試験方法で測定される値である。「引張強度」とは、例えば、ＪＳＣＥ-Ｇ５５２「鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネス試験方法」で規定された試験方法で測定された値を逆解析による引張軟化曲線から算出される値である。「ヤング係数」とは、ＪＩＳＡ １１４９「コンクリートの静弾性係数試験方法」で規定された試験方法で測定される値である。「透水係数」とは、例えば、ＲＩＬＭ ＴＣ１１６-ＰＣＤ「Permeability, of concrete as acriterion of its durability」で規定された試験方法から算出した透気係数から換算される値である。「塩化物イオン拡散係数」とは、ＪＳＣＥ-Ｇ５７２「浸せきによるコンクリート中の塩化物イオンの見掛けの拡散係数試験方法（案）で規定された試験方法で測定される値である。「凍結融解抵抗性」とは、ＪＩＳＡ １１４８（Ａ法）「コンクリートの凍結融解試験法」で規定された試験方法で測定される値（耐久性指数）である。「すり減り係数」とは、（財）電力中央研究所で考案されたＯ式（奥田式）すり減り試験で規定された試験方法で測定される値である。

本実施形態では、道路橋の床版部３の上層部に望まれる特性に鑑み、緻密層１３の材料は、普通層１１の材料（普通コンクリート）に比較して、少なくとも、圧縮強度が高い、且つ透水係数が小さい、且つ塩化物イオン拡散係数が小さい材料が採用される。このような特性をもつ緻密層１３の材料としては、例えば、超高強度繊維補強コンクリート（ＵＦＣ；Ultra high strength Fiber reinforcedConcrete）又は高強度繊維補強モルタルが採用されることが好ましい。

緻密層１３の材料として採用され得る超高強度繊維補強コンクリートの性状の一例を以下説明する。この超高強度繊維補強コンクリートは、例えば、セメントと、骨材と、練混ぜ水と、コンクリート用化学混和剤と、補強用繊維とを含む混合物が硬化してなるものである。上記のセメントは、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、又は低熱ポルトランドセメントである。

一例として、前述の骨材は、粒径２．５ｍｍ以下、絶乾密度２．５ｇ／ｃｍ^３以上、吸水率３．０％以下、粘土塊量１．０％以下、微粒分量２．０％以下、ＮａＣｌ含有量０．０２％以下、の骨材である。この骨材は、ＪＩＳＡ １１０５に規定された細骨材の有機不純物試験方法による有機不純物の試験結果が「淡い」とされたものである。また、この骨材は、ＪＩＳ Ａ １１２２に規定された硫酸ナトリウムでの骨材の安定性試験方法による安定性が１０％以下であって、更にＪＩＳＡ ５３０８付属書１に規定されたアルカリシリカ反応性による区分が区分Ａである骨材である。

前述の練混ぜ水は、例えば、ＪＳＣＥ−Ｂ １０１−２００５に規定された回収水以外の練混ぜ水である。前述のコンクリート用化学混和剤は、ＪＩＳＡ ６２０４に規定された高性能減水剤である。また、前述の補強用繊維は、直径０．１〜０．２５ｍｍ、長さ１０〜２４ｍｍ、及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の繊維である。前述の補強用繊維は、例えば、鋼繊維、高強度アラミド繊維、高密度ポリエチレン繊維、又は炭素繊維であってもよい。

緻密層１３をなす超高強度繊維補強コンクリートは、例えば、マトリクスが、ポルトランドセメント、ポゾラン材、及びエトリンガイド生成系材料から成る結合材、粒径２．５ｍｍ以下の骨材、水、並びに減水剤によって構成されている。また、補強用繊維は、直径０．２ｍｍ、長さ１５ｍｍ（製造誤差±２ｍｍ未満）、及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼繊維と、直径０．２ｍｍ、長さ２２ｍｍ（製造誤差±２ｍｍ未満）、及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼繊維とを混合したものを１．７５ｖｏｌ．％混入させたものであってもよい。また、超高強度繊維補強コンクリートの硬化後の特性値は、圧縮強度１５０Ｎ／ｍｍ^２以上、ひび割れ発生強度４Ｎ／ｍｍ^２以上、引張強度５Ｎ／ｍｍ^２以上、透水係数１×１０^-１１ｃｍ／ｓ未満、塩化物イオン拡散係数０．１４ｃｍ^２／年未満、すり減り係数２４０ｍｍ^３／ｃｍ^２未満であることが好ましい。

また、緻密層１３をなす超高強度繊維補強コンクリートの標準示方配合は、フロー値２５０±２０ｍｍ、結合材に対する練混ぜ水の比率が１５％、空気量２．０％、練混ぜ水１９５ｋｇ／ｍ^３、結合材１２８７ｋｇ／ｍ^３、骨材９０５ｋｇ／ｍ^３、高性能減水剤３２．２ｋｇ／ｍ^３、及び補強用繊維１３７．４ｋｇ／ｍ^３（１．７５ｖｏｌ．％）とすることができる。

また、緻密層１３の材料として採用され得る高強度繊維補強モルタルの性状の一例を以下説明する。この高強度繊維補強モルタルは、例えば、セメントと、骨材と、練混ぜ水と、コンクリート用化学混和剤と、補強用繊維とを含む混合物が硬化してなるものである。上記のセメントは、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、又は低熱ポルトランドセメントである。

一例として、前述の骨材は、粒径２．５ｍｍ以下、絶乾密度２．５ｇ／ｃｍ^３以上、吸水率３．０％以下、粘土塊量１．０％以下、微粒分量２．０％以下、ＮａＣｌ含有量０．０２％以下、の骨材である。この骨材は、ＪＩＳＡ １１０５に規定された細骨材の有機不純物試験方法による有機不純物の試験結果が「淡い」とされたものである。また、この骨材は、ＪＩＳ Ａ １１２２に規定された硫酸ナトリウムでの骨材の安定性試験方法による安定性が１０％以下であって、更にＪＩＳＡ ５３０８付属書１に規定されたアルカリシリカ反応性による区分が区分Ａである骨材である。

前述の練混ぜ水は、例えば、ＪＳＣＥ−Ｂ １０１−２００５に規定された回収水以外の練混ぜ水である。前述のコンクリート用化学混和剤は、ＪＩＳＡ ６２０４に規定された高性能減水剤である。また、前述の補強用繊維は、直径０．１〜０．２５ｍｍ、長さ１０〜３０ｍｍ、及び引張強度４００Ｎ／ｍｍ^２以上の繊維である。前述の補強用繊維は、例えば、鋼繊維、高強度アラミド繊維、高密度ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維又は炭素繊維であってもよい。

緻密層１３をなす高強度繊維補強モルタルは、例えば、マトリクスが、ポルトランドセメント、ポゾラン材、及びエトリンガイド生成系材料から成る結合材、粒径２．５ｍｍ以下の骨材、水、並びに減水剤によって構成されている。また、補強用繊維は、直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ（製造誤差±２ｍｍ未満）、及び引張強度４００Ｎ／ｍｍ^２以上のポリプロピレン繊維を２．０ｖｏｌ．％混入させたものであってもよい。また、高強度繊維補強モルタルの硬化後の特性値は、圧縮強度１００Ｎ／ｍｍ^２以上、ひび割れ発生強度４Ｎ／ｍｍ^２以上、引張強度５Ｎ／ｍｍ^２以上、透水係数１×１０^-１１ｃｍ／ｓ未満、塩化物イオン拡散係数０．１４ｃｍ^２／年未満、すり減り係数２４０ｍｍ^３／ｃｍ^２未満であることが好ましい。

また、緻密層１３をなす高強度繊維補強モルタルの標準示方配合は、フロー値２２０±２０ｍｍ、結合材に対する練混ぜ水の比率が１８％、空気量３．０％、練混ぜ水２００ｋｇ／ｍ^３、結合材１１１１ｋｇ／ｍ^３、骨材１０７５ｋｇ／ｍ^３、高性能減水剤２２．８ｋｇ／ｍ^３、及び補強用繊維１８．２ｋｇ／ｍ^３（２．０ｖｏｌ．％）とすることができる。

また、上記の普通層１１の材料として採用され得る「普通コンクリート」の性状の一例を以下説明する。この普通コンクリートは、例えば、セメントと、骨材と、練混ぜ水と、コンクリート用化学混和剤とを含む混合物が硬化してなるものである。上記のセメントは、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント又は低熱ポルトランドセメントである。この普通コンクリートの硬化後の特性値については、前述したような超高強度繊維補強コンクリート及び高強度繊維補強モルタルの各特性値に比較して、圧縮強度の値は小さく、且つ透水係数の値は大きく、且つ塩化物イオン拡散係数の値は大きい。一般的な普通コンクリートとは、ＪＩＳＡ ５３０８「レディーミクストコンクリート」における呼び強度１８から６０に該当するものであり、結合材に対する練混ぜ水の比率は６５％から３０％である。

なお、前述のような超高強度繊維補強コンクリート及び高強度繊維補強モルタルは、上記のような普通コンクリートに比較して、圧縮強度が高い、且つ透水係数が小さい、且つ塩化物イオン拡散係数が小さい、といった特性だけではなく、更に、ひび割れ発生強度が高い、且つ引張強度が高い、且つヤング係数が高い、且つ凍結融解抵抗性が高い、且つすり減り係数が小さい、といった特性を有している。

続いて、上述のようなプレキャスト部材１の製造方法について説明する。

ここで、道路橋１００の供用時におけるプレキャスト部材１の姿勢では、図１及び図２に示されるように、床版部３の両端から高欄部５が上方に向けて延び、床版部３においては、普通層１１の上に緻密層１３が位置するといった位置関係にある。これに対し、プレキャスト部材１の製造方法においては、上記のような供用時の姿勢に対して上下反転した姿勢でプレキャスト部材１が形成される。以下の説明では、プレキャスト部材１の供用時における姿勢を「供用時姿勢」と呼び、供用時の姿勢に対し上下反転した姿勢を「反転姿勢」と呼ぶ。本実施形態に係るプレキャスト部材１の製造方法は、次に説明する緻密層形成工程と、接着剤塗布工程と、鉄筋配置工程と、普通層形成工程と、を備えている。

（緻密層形成工程）
図３（ａ）に示されるように、プレキャスト部材１に対応する形状の型枠２５が準備される。この型枠２５の内腔部は、反転姿勢のプレキャスト部材１に対応する形状をなしている。すなわち、床版部３に対応する平板状の内腔部の両端から、高欄部５に対応する内腔部が下方に向けて延びている。

別途、緻密層１３を構成する部品として、予め作製された部材２３（以下「緻密層部材２３」と呼ぶ）が準備される。緻密層部材２３は、超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルからなるプレキャスト部材であり、緻密層１３と同一形状に成形されている。すなわち、緻密層部材２３は、床版部３の上層部に対応する平板部２３ａと、当該平板部２３ａの両端に立設され、左右の高欄部５の内側部分に対応する側壁部２３ｂとを有しており、緻密層部材２３の断面は、プレキャスト部材１全体のＵ字断面の内側の縁に沿うような小さいＵ字状をなしている。緻密層部材２３内には鉄筋が埋設されていてもよいし、埋設される鉄筋は無くてもよい。

この緻密層部材２３が、図３（ｂ）に示されるように、反転姿勢で、型枠２５内腔部の緻密層１３に対応する部分に設置される。緻密層部材２３が逆さＵ字状の姿勢をなし、当該Ｕ字の内側の面が、対応する型枠２５の壁面に接触する。このような緻密層部材２３の設置によって、型枠２５内に、まず、緻密層１３が形成される。なお、緻密層部材２３は、必ずしも一体的なものである必要はなく、複数に分割された緻密層部材２３のパーツが型枠２５内に適宜敷き詰められて緻密層１３が形成されてもよい。

（接着剤塗布工程）
次に、図４（ａ）に示されるように、上記のように形成された緻密層１３に、接着剤１５が塗布される。接着剤１５が塗布される面は、緻密層１３のうち普通層１１との境界になる面であり、具体的には、緻密層部材２３の平板部２３ａの上面と、両方の側壁部２３ｂの外側面に接着剤１５が塗布される。接着剤１５としては、例えば、エポキシ接着剤を基本とした専用接着剤が用いられる。上記のエポキシ接着剤としては、例えば、フレッシュコンクリート打継用接着剤「ＫＳボンドシリーズ」（株式会社ケイアールエル製）等が用いられる。

（鉄筋配置工程）
次に、図４（ｂ）に示されるように、緻密層１３の上に鉄筋１７が配置される。鉄筋１７は、型枠２５内で緻密層１３を除いた内腔部に配置され、プレキャスト部材１の完成後においては普通層１１に埋設されるものである。

（普通層形成工程）
次に、図５（ａ）に示されるように、型枠２５内で緻密層１３を除いた内腔部に、普通コンクリート１９が打設される。ここでは、前述の緻密層形成工程で形成された緻密層１３を上から覆うように普通コンクリート１９が打設される。なお、高欄部５に対応する部分と、床版部３に対応する部分との間で、コンクリートの打継ぎが発生してもよい。その後、普通コンクリート１９を硬化させることで、普通層１１が形成される。その後、図５（ｂ）に示されるように、型枠２５が脱型されることで、反転姿勢のプレキャスト部材１が完成する。

完成されたプレキャスト部材１は、道路橋１００の施工現場に搬送され、図１に示されるように供用時姿勢で、鋼桁１０２上に設置される。

以上のようなプレキャスト部材１の製造方法による作用効果について説明する。上記製造方法によれば、供用時姿勢のプレキャスト部材１は、普通層１１の上に当該普通層１１よりも緻密な材料からなる緻密層１３が存在する構成となる。従って、供用時においてプレキャスト部材１の上層部（特に、かぶり部）には、緻密層１３の存在により比較的高い緻密性が得られる。その結果、プレキャスト部材１の緻密層１３が存在する道路床版の上層部は、圧縮強度が比較的大きいことから、交通荷重の繰返しに起因する道路床版の疲労劣化が抑えられる。また、道路床版の上層部は、透水係数が比較的小さく、塩化物イオン拡散係数も比較的小さいので、道路床版の上面側から雨水や塩化物イオン等の劣化因子が道路床版の内部に侵入することが抑制され、道路床版の劣化が抑えられる。その結果、道路床版の耐用年数が向上し、ライフサイクルコストが低減される。

また、製造時には、プレキャスト部材１が反転姿勢で形成されるので、供用時のプレキャスト部材１の上層部はコンクリート打設の仕上げ面ではない。従って、プレキャスト部材１の供用時の上層部の緻密性が安定して確保される。また、仮に、プレキャスト部材１が供用時姿勢で形成されるとすれば、普通層形成工程では、緻密層部材２３の下方の空間に普通コンクリートを充填する必要がある。この場合、緻密層部材２３の下面には、普通コンクリート充填時の気泡が溜まり易いので、完成時には、緻密層１３と普通層１１との付着性が低下する虞がある。これに対し、緻密層部材２３の上に普通コンクリートが打設され、プレキャスト部材１が反転姿勢で形成される方法によれば、上記の問題が回避される。

他の製造方法としては、先に形成した普通層１１の上面に緻密層部材２３を接着することで、供用時姿勢でプレキャスト部材１を形成する製造方法も考えられる。しかしながら、この製造方法では、硬化したコンクリート部材同士を貼り合わせることになるので、普通層１１と緻密層１３との一体性が十分でない場合がある。これに対し、上述の実施形態の製造方法では、既に硬化している緻密層１３の上に普通コンクリートを打設する方式であるので、十分な一体性が確保される。

一般的に、道路床版を場所打ちコンクリートで構築する場合は、まず床版部を形成し、その後に床版部の両端部の上面に高欄部が打継がれて形成される場合がある。この場合の床版部の上面は、乾燥ひび割れやブリーディング水やレイタンス層の影響により、品質が十分でない場合がある。従って、この上面に対して高欄部が打ち継がれると、床版部と高欄部との打ち継ぎ目が水みちになり易い。そうすると、雨水や塩化物イオン等の劣化因子が、床版部上面から上記の水みちを経由して侵入し、床版部と高欄部との境界部を劣化させやすい。これに対し、プレキャスト部材１では、床版部３の上面と高欄部５の内側面とをシームレスに覆って一体的に連なるように緻密層１３が形成されている。従って、床版部３と高欄部５との境界部が緻密層１３によって塞がれることにより、上記の問題が回避される。

また、接着剤塗布工程によって緻密層１３と普通層１１との境界面に接着剤１５が存在するので、緻密層１３と普通層１１との付着性が向上する。従って、交通荷重の繰返し疲労により普通層１１と緻密層１３との一体性が低下する可能性が低減される。

（第２実施形態）
続いて、図６を参照しながら、プレキャスト部材１の製造方法の第２実施形態について説明する。本実施形態の製造方法で使用されるコンクリート型枠４５は、緻密層部材２３を埋設型枠として含む点において、第１実施形態の型枠２５とは異なっている。以下では、本実施形態の製造方法における第１実施形態と異なる点について主に説明し、その他の構成については第１実施形態と同様であるので、同一又は同等の構成要素に同一符号を付して重複する説明を省略する。

（緻密層形成工程）
図６（ａ）に示されるように、本実施形態の緻密層形成工程では、緻密層部材２３を反転姿勢で準備することにより、緻密層１３が形成されることになる。次に、準備された反転姿勢の緻密層部材２３の両端部に高欄部５用の型枠板２７が取付けられる。更に、妻側の型枠板２８が取付けられて、反転姿勢の緻密層部材２３を含むコンクリート型枠４５が組立てられる。この場合、緻密層部材２３は、コンクリート型枠４５の一部をなすと共に、埋設型枠として機能し、最終的にはプレキャスト部材１の一部である緻密層１３として残留する。図６の例では省略されているが、この後、第１実施形態と同様に緻密層部材２３に接着剤１５が塗布され（接着剤塗布工程）、鉄筋１７が配置され（鉄筋配置工程）てもよい。

（普通層形成工程）
その後の普通層形成工程では、図６（ｂ）に示されるように、コンクリート型枠４５内に普通コンクリート１９が打設され硬化されて普通層１１が形成される。その後、図６（ｃ）に示されるように、型枠板２７及び型枠板２８が取り外されることで、反転姿勢のプレキャスト部材１が完成する。

（第３実施形態）
続いて、図７を参照しながら、プレキャスト部材１の製造方法の第３実施形態について説明する。本実施形態の製造方法では、緻密層１３の形成方法が第１実施形態とは異なっている。以下では、本実施形態の製造方法における第１実施形態とは異なる点について主に説明し、その他の構成については第１実施形態と同様であるので、同一又は同等の構成要素に同一符号を付して重複する説明を省略する。

（緻密層形成工程）
図７（ａ）に示されるように、本実施形態の緻密層形成工程では、型枠２５の内腔部に、緻密層用の型枠２９が組立てられる。そして、図７（ｂ）に示されるように、この緻密層用の型枠２９内に超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルが打設される。このとき打設に先立って、緻密層１３に埋設される鉄筋が、型枠２９内に予め配置されてもよい。打設された超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルは型枠２９内で緻密層１３の形状をなす。この超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルが硬化した後、図７（ｃ）に示されるように、型枠２９が除去されて緻密層１３が完成する。その後、必要に応じて接着剤塗布工程と鉄筋配置工程とが行われ、更に、普通層形成工程が行われて、反転姿勢のプレキャスト部材１が完成する。

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して変形例を構成することも可能である。各実施形態及び変形例の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

例えば、各実施形態における、接着剤塗布工程や鉄筋配置工程は必須の工程ではなく、必要に応じて実行されればよい。また、実施形態では、緻密層１３の材料が超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルである場合を説明したが、これには限定されない。すなわち、緻密層１３の材料としては、普通層１１よりも緻密な他の材料が適宜選択されてもよい。

各実施形態ではＵ字断面のプレキャスト部材１を製造する例について説明したが、本発明は、図８（ａ）に示されるように、平板状のプレキャスト部材５１の製造方法にも適用可能である。図８（ａ）の例では、まず型枠２５の下層に超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルからなる緻密層１３が形成され、その緻密層１３を上から覆うように普通コンクリートが打設されて普通層１１が形成されて、プレキャスト部材５１が反転姿勢で形成される。また、本発明は、図８（ｂ）に示されるように、Ｌ字断面のプレキャスト部材５３の製造方法にも適用可能である。図８（ｂ）の例では、まず型枠２５内の逆さＬ字の内側に対応する部分に超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルからなる緻密層１３が形成され、その緻密層１３を上から覆うように普通コンクリートが打設され普通層１１が形成されて、プレキャスト部材５３が反転姿勢で形成される。図８（ｃ）に示されるように、上記のような平板状のプレキャスト部材５１やＬ字断面のプレキャスト部材５３が適宜組み合わされて、床版部３と高欄部５とを備える道路橋の部品が構成されてもよい。

また、各実施形態では道路橋に用いられるプレキャスト部材１を製造する例について説明したが、本発明は、図９に示されるように、Ｕ字断面の水路６０を構築するための水路用のプレキャスト部材５７の製造方法にも適用可能である。この種の水路６０のうち水Ｗに接触する内壁部には、水Ｗを浸透させ難いことや、水流に起因する摩耗や水Ｗと一緒に運ばれる砂礫に起因する摩耗を低減させ、水路壁面の粗度係数を長期的に担保し所定の水流を長期間確保することが特性として求められる。従って、プレキャスト部材５７の上層部及び内壁部側に亘るように緻密層１３が設けられる。緻密層１３の材料としては、普通層１１の材料である普通コンクリートと比較して、透水係数が小さい、且つすり減り係数が小さい材料が採用される。上記のような特性をもつ緻密層１３の材料として、超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルが採用されることが好ましい。このような水路用のプレキャスト部材５７も、前述の実施形態と同様の製造方法で製造される。

また、実施形態のプレキャスト部材１においては、緻密層１３の材料が普通層１１の材料に比較して、(1)圧縮強度が高い、且つ(2)ひび割れ発生強度が高い、且つ(3)引張強度が高い、且つ(4)ヤング係数が高い、且つ(5)透水係数が小さい、且つ(5)塩化物イオン拡散係数が小さい、且つ(6)凍結融解抵抗性が高い、且つ(7)すり減り係数が小さい、といった特性を有するものであったが、緻密層１３の材料と普通層１１の材料との特性の関係は上記の関係には限定されない。すなわち、緻密層１３の材料が普通層１１の材料に比較して、上記の特性(1)〜(7)のすべてを有することは必須ではなく、上記の特性(1)〜(7)のうちの少なくとも１つの特性を有する関係であればよい。

１，５１，５３，５７…プレキャスト部材、１１…普通層、１３…緻密層、１５…接着剤、１７…鉄筋、２３…緻密層部材、１００…道路橋。

Claims (9)

1. プレキャスト部材の製造方法であって、
   前記プレキャスト部材は、所定のコンクリート材料からなる普通層と、前記コンクリート材料よりも緻密な材料からなる緻密層と、を有しており、
   供用時に対し上下反転した姿勢の前記緻密層を形成する緻密層形成工程と、
   前記緻密層形成工程で形成された前記緻密層を上から覆うように前記コンクリート材料を打設し硬化させて前記普通層を形成する普通層形成工程と、を備え、
   前記供用時に対し上下反転した姿勢で前記プレキャスト部材が形成される、プレキャスト部材の製造方法。
2. 前記緻密層形成工程では、予め作製された緻密層部材を供用時に対し上下反転した姿勢でコンクリート型枠内に設置して前記緻密層とし、
   前記普通層形成工程では、前記コンクリート型枠内に前記コンクリート材料を打設し硬化させる、請求項１に記載のプレキャスト部材の製造方法。
3. 前記緻密層形成工程では、予め作製された緻密層部材を前記緻密層とし、
   前記普通層形成工程では、供用時に対し上下反転した姿勢の前記緻密層部材を埋設型枠として含むコンクリート型枠内に前記コンクリート材料を打設し硬化させる、請求項１に記載のプレキャスト部材の製造方法。
4. 前記緻密層の材料は、前記普通層の前記コンクリート材料と比較して、
   圧縮強度が高い、ひび割れ発生強度が高い、引張強度が高い、ヤング係数が高い、透水係数が小さい、塩化物イオン拡散係数が小さい、凍結融解抵抗性が高い、又は、すり減り係数が小さい、のうちの少なくとも１つの特性を有する、請求項１〜３の何れか１項に記載のプレキャスト部材の製造方法。
5. 前記緻密層の材料は、超高強度繊維補強コンクリート又は高強度繊維補強モルタルを含む材料である、請求項１〜４の何れか１項に記載のプレキャスト部材の製造方法。
6. 前記緻密層形成工程と前記普通層形成工程との間で、前記緻密層のうち前記普通層との境界になる面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程を更に備える、請求項１〜５の何れか１項に記載のプレキャスト部材の製造方法。
7. 前記緻密層形成工程と前記普通層形成工程との間で、前記普通層に埋設される鉄筋を配置する鉄筋配置工程を更に備える、請求項１〜６の何れか１項に記載のプレキャスト部材の製造方法。
8. 前記プレキャスト部材は、Ｕ字の断面形状をなし、
   前記緻密層形成工程では、前記緻密層が、前記Ｕ字の内側の縁に沿ってＵ字状に形成される、請求項１〜７の何れか１項に記載のプレキャスト部材の製造方法。
9. 前記プレキャスト部材は、道路橋の床版を含む部材である、請求項１〜８の何れか１項に記載のプレキャスト部材の製造方法。

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