【研究分野】土木材料・施工・建設マネジメント

【研究領域課題番号】16206044 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

凍結防止剤 / 道路ネットワーク / 地理情報システム / 表面改質剤 / 付着モデル / 移動要素法 / フラクタル次元解析 / 損傷同定 / 不陸 / 表面改質材 / ユーザーコスト / GIS / 画像処理

【研究成果の概要】

本研究で得られた主な成果を以下に示す.
(1)積雪寒冷地における冬期の交通状況を考慮した道路舗装のLCC評価モデルを提案した.また,PSUEの感度分析を適用した解法も示した.モデルでは,夏期においては路面劣化状態,修繕作業に伴う交通容量の減少,冬期においては凍結防止剤散布により変化する交通容量を考慮した道路利用者の経路選択を内生化し,その結果,こうした交通状況を反映した上で,LCCを最小化する修繕作業計画と凍結防止剤散布量計画が得られることを計算例により示した.
(2)路面情報,運転情報,気象情報など多種類のデータベースを組み合わせた統合データベースを構築した.このデータベースを用いた分析事例として,冬季における路面状況と走行状況の関係の解明を行い,交通管理者や道路利用者への有益な情報を生み出せることを示した.すなわち,多くの場合における凍結防止剤の有効性を示すとともに,その効果が薄れる条件を明らかにした.
(3)車両モデルへの二次元MEMの適用を示し,車両-床版連成解析を可能とした.MEMは,従来のFEMでは荷重の領域通過や載荷位置の更新等の課題のあった連続構造物の時系列解析において,載荷位置が不変で時間方向に無限に解析が可能という特徴と,解析領域は荷重前後の有限領域となることから,連続構造物を少ない自由度で解析できるという特徴を有する.
(4)フラクタル次元解析を適用した社会基盤鋼構造物に対する損傷度・健全度の評価手法を提案した.
(5)連続繊維シートの弾性係数と樹脂の弾性係数の影響を考慮できる新しい付着モデルを構築した.
(6)表層から40mm程度までの浸透が可能な,新しい浸透性表面改質剤を開発した.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)

【研究分野】社会システム工学

【研究領域課題番号】14208038 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

凍結防止剤 / 構造物のモニタリング / コンクリート構造物 / 鋼構造物 / 路面管理 / 利用者コスト / GIS / セメント / 凍害 / 応力-ひずみ特性 / コンクリート / 無機イオン / 社会資本ストック / 音響モニタリング / 循環型社会 / 道路維持管理 / 冬期路面 / 空間情報 / 劣化度 / コンクリート構造 / 塩化物イオン / モニタリング / 鋼橋 / 交通シミュレーション / 非常時の交通維持 / 交通事故 / 路面のすべり / 路面のわだち

【研究成果の概要】

本研究では、凍結防止剤が交通機能に与える影響と凍結防止剤が構造物の劣化に与える影響について分析を行った。両者の維持管理システムの高度化を目指した。最初に、道路交通システムを支えている道路維持管理について検討した。冬期における道路状況を時空間的に把握できるWebデータベースを開発した。さらに、利用者の交通機関分担を考慮した凍結防止剤の最適散布量について検討した。効率的な路面管理や冬期における交通行動の変容が実現されることによって、凍結防止剤利用の抑止が可能となる。
一方、凍結防止剤によって劣化が促進するコンクリート構造物の劣化把握を詳細に行った。コンクリートの主材料であるセメントの塩分浸透抵抗性の強化を検討し、具体的な方法を開発した。また、構造物の修繕・修理をマネジメントする必要があるが、鋼構造物を例にその修繕順位の決定方法について検討した。さらに、災害を例に土木構造物の破壊に備えたリスク分散システムの構築を試みた。これらによって、凍結防止剤に強い構造物の実現、緻密な構造物マネジメントが可能となる。
凍結防止剤の利用場面を前提とした道路維持管理システムの構築に資する要素技術の開発には成果を残せた。個々の要素を組み合わせた総合マネジメントシステムの構築を目指していたが、残念ながら方向性のみを示すにとどまった。今後、これらの要素技術とその連携が冬期における道路維持管理システムにおいてどのような効果を与えるかについて検討していきたい。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2004

【配分額】19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)