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DAK式プレキャスト壁高欄システム

DAK式プレキャスト壁高欄とは?

  • DAK式プレキャスト壁高欄とは、急速施工、高耐久を実現する新たなプレキャスト壁高欄で、これまでにない新たな技術を取り入れたパッケージシステムとしています。
  • 床版との接合は、施工誤差(高さ調整や橋軸方向のずれ等)にも対応でき、床版を痛めること無く、床版と壁高欄をループ状の鉄筋で接合しています。
  • プレキャスト壁高欄の橋軸方向の接合は、橋軸方向に出来るだけ連続構造を保持できるように、孔明き鋼板(PBL)ジベルを用いて接合しています。
  • 両者の接合部には、高耐久間詰めモルタルを充填して一体化しています。
  • これらの新たな接合技術を有し、海岸付近での飛来塩分や積雪地域での凍結防止剤等による塩害にも強い物性が特徴の壁高欄システムを「DAK式プレキャスト壁高欄システム」といいます。
  • このDAK式プレキャスト壁高欄システムは、各種床版構造に対応できます。

構造的特徴

  • コンクリート床版とプレキャスト壁高欄の接合部は、高さ調整の必要性や急速施工を考慮して、ループ状の鉄筋配置が可能としており、床版架け替えや新設構造にも対応可能です。この鉄筋配置とすることで、壁高欄と床版との接合において、構造的に望ましい連続構造を実現しています。
  • プレキャスト壁高欄同士の接合には、RC構造でかつ、壁高欄の連続性を保持できるよう孔明き鋼板をもう一方の壁高欄に挿入する特殊な接合構造を開発し、建込みの急速性を実現するとともに、後施工範囲を小さくしています。

材料的特徴

  • プレキャスト壁高欄本体は、設計基準強度を40N/mm2以上にしており、また、高炉スラグ微粉末を混合した材料構成で遮塩性を高めています。このため、コンクリートの流動性も向上し、表面の仕上がりが非常に綺麗です。
  • 床版とプレキャスト壁高欄の接合部にも、壁高欄本体同様、高炉スラグ微粉末を混合し、遮塩性を高めた高耐久間詰めモルタル「商品名:リペアメントNS」を使用しています。この高耐久間詰めモルタルは、NEXCOの「構造物施工管理要領」にあります無収縮モルタルの基本性能を満足していますが、強度についは、材齢5日で30N/mm2以上を、また、材齢28日で40N/mm2以上の性能を持たせています。また、床版、プレキャスト壁高欄との界面の付着強度も1.5N/mm2以上を満足させ、床版とプレキャスト壁高欄との一体性を確保しています。

耐久性能

  • 耐久性能とは、遮塩性に対する耐久性の性能をいいます。評価に用いた塩分浸透履歴式は、Fickの第2法則に従っています。
  • 耐久性の評価に用いた見掛けの拡散係数は、既存の壁高欄の実測値とコンクリート標準示方書(土木学会)の規定に則り評価して、耐久性の計算をしています。この場合、コンクリート表面の全塩化物イオン濃度を13.0kg/m3の非常に厳しい環境条件としています。
  • 耐久性評価の結果を図に示しましたが、かぶり70mmで比較すると、DAK式プレキャスト壁高欄は、約80年の耐久性を示し、一方、通常の場所打ち壁高欄は約20年となり、約4倍の耐久性を有することがわかりました。その他のかぶりでも同様な傾向があり、DAK式プレキャスト壁高欄は、かぶり30mm、50mm及び70mmにおいて、場所打ち壁高欄より約3倍から4倍の耐久性を有することがわかりました。また、高耐久間詰めモルタルも同等以上の耐久性を有しています。

DAK式プレキャスト壁高欄継手部の安全性

  • DAK式プレキャスト壁高欄システムは、床版との接合および壁高欄同士の接合に継手部を有します。そのため、簡易衝突試験を実施し、それぞれの継手部の安全性を確認しています。
  • 衝突荷重は、“日本道路協会:車両用防護柵標準仕様・同解説、平成16年3月”により、剛性防護柵の設計荷重を参考にしています。
  • 検討の基本とした種別SBのフロリダ型高欄では、衝突荷重Fは58kNですが、本試験で用いた衝突荷重は、安全を考慮し、種別SAのフロリダ型高欄の荷重を用い、衝突荷重Fを88kNとしました。この荷重に対する衝突度(kJ)を用いて簡易衝突試験を行いました。
  • 簡易衝突荷重の載荷方法は、5.0tfの立方体の重錘を前方に所定の高さに引き揚げ、そのまま円弧状にぶつけました。
  • 試験の結果、床版との接合部及び壁高欄同士の接合部には、問題となる損傷も見られず、安全性が確認されました。従って、高耐久間詰めモルタル(商品名:リペアメントNS)は、簡易衝突試験により安全性の確認がとれ、プレキャスト壁高欄との一体性が確保された材料です。

施工手順例 (圏央道・桶川第5高架橋の例)