リン酸マグネシウムセメントが高速道路の車線閉鎖危機を解決し、3時間以内に完全な交通強度を回復させた方法

交通量の多い高速道路のインターチェンジを担当する道路維持管理業者は、標準的な資材では間に合わない修繕期限に直面していた。合流車線のコンクリート舗装路面の一部（大型車両の頻繁な通行にさらされる箇所）では、約40メートルにわたって継ぎ目の剥離や表面の剥離が深刻化していた。損傷は進行性で、車両の安全を脅かすレベルに達しており、早急な対応が必要だった。

制約は技術的なものではなく、運用上のものだった。このインターチェンジは、午前6時から9時の間が朝のピーク交通量、午後5時から8時の間が夕方のピーク交通量となる。高速道路管理局のメンテナンス期間は、夜間の閉鎖1回のみで、車線は午後10時から使用可能となり、午前5時30分に必ず再開通しなければならない。準備、設置、仕上げ、養生を含めて合計7時間半かかる。しかも、修復箇所は再開通直後から満載の大型トラックの荷重に耐えなければならない。

速硬性であれ標準型であれ、ポルトランドセメント系のどのシステムもこの要件を満たすことはできません。夜間の気温が10℃の場合、最も速硬性のポルトランド系補修モルタルでさえ、打設後5時間の養生期間内に、大型車両の荷重に耐えるために必要な最低圧縮強度25MPaを達成することはできません。

標準的な高速設置システムが除外された理由

請負業者は以前のプロジェクトでカルシウムスルホアルミネート系速硬性補修モルタルを使用しており、その限界を熟知していた。10℃ではCSA系システムは著しく硬化が遅くなり、5時間後の強度は最低25MPaではなく15～18MPaにとどまり、低温下での収縮ひび割れが増加し、同じインターチェンジで行われた過去2回の冬季補修工事で端部剥離事故を引き起こしていた。

塩化カルシウムを添加したポルトランドセメントは、耐久性の問題から却下された。インターチェンジの鉄筋コンクリートスラブには、冬季の除氷作業による塩化物汚染が既に存在しており、構造技術者は補修モルタルへの塩化物の追加導入を否定した。

プロジェクト仕様書は、請負業者の資材供給業者が特定した後に当社に送付されました。リン酸マグネシウムセメント低温環境、厳しい強度納期、および塩化物フリー要件の組み合わせに対する技術的に適切な解決策として。

解決策

当社では、寒冷地での使用を想定して配合されたMPCバインダーをお勧めしています。このバインダーには、周囲温度10℃で25分間の作業時間を確保できるよう、ホウ砂遅延剤が配合されています。これは、標準的な作業員の作業工程内で補修箇所の設置と仕上げを行うのに十分な時間です。

下地処理は、標準的なコンクリート補修手順に従って行いました。健全なコンクリート面まで鋸で切断し、機械で表面を削り取り、圧縮空気で清掃しまし​​た。プライマーは使用しませんでした。MPCの速硬性コンクリート補修モルタルは、リン酸塩の化学組成により、プライマーを必要とせずに、清潔で健全なコンクリート下地に直接接着するため、下地処理工程が1つ削減され、作業時間を約45分短縮することができました。

混合水は、低い外気温下での反応速度を安定させるため、18℃に予熱した。施工は、40メートルの補修区間を3つのセクションに分けて行い、各セクションは作業時間内に設置、均し、パワーフロート仕上げを行った。

ミックスデザイン使用

結果

圧縮強度試験用の立方体は、設置時に成形され、3時間後と24時間後に試験された。

当該車線は午前5時15分に再開通した。これは義務付けられた期限の15分前であり、再開通前に現場技術者によって3時間立方体強度が32MPaであることが確認された。24時間後に実施された引張接着試験では、6箇所の試験箇所で平均2.8MPaという結果が得られ、これは補修に規定された最低値2.5MPaを上回った。

6か月後の追跡調査では、端部の剥離、表面のひび割れ、補修箇所と周囲の車道との間の測定可能な不同沈下が全くないことが確認された。この補修箇所は、同じ場所で行われた過去2回のCSAベースの補修よりも、大型トラックの継続的な荷重に対して優れた性能を発揮した。過去2回の補修はいずれも4か月以内に再補修が必要となっていた。

顧客からのフィードバック

夜間の工期が制約となり、これまで使用してきた他の工法はすべて選択肢から外れました。MPCは、予定通りに再開するために必要な3時間後の強度を実現し、速硬性ポートランドセメント系で見られたような端部のひび割れもなく、冬の間も持ちこたえました。現在では、夜間の車道補修工事における標準材料として指定しています。

— 高速道路維持管理請負業者契約管理者（氏名非公開）

この事例が示すこと

このプロジェクトから際立って得られる3つの点は、同様の条件下で行われるあらゆる道路補修仕様に関連性がある。

まず、周囲温度は、ポルトランドセメントをベースとしたシステムにとって、速硬性セメントであるMPCよりも重要です。10℃では、MPCと速硬性ポルトランドセメントの強度発現の差が著しく拡大します。MPCのリン酸塩化学は温度の影響を受けにくいため、ポルトランドセメントシステムが予測不能になる冬季の夜間補修において、信頼できる選択肢となります。

第二に、下塗り工程を省くことは、実に運用上の利点となる。時間的制約のある夜間修理においては、準備時間を45分短縮できることが、作業完了と時間切れの分かれ目となる場合もある。

第三に、収縮率が低いことは単なる利点ではなく、ポートランドセメントの補修が失敗する継ぎ目端部でMPC補修が成功する理由です。リン酸マグネシウムセメント高速道路補修システムは、繰り返しの車輪荷重によって端部剥離を引き起こす補修周辺部の体積変化の差を解消します。

当社は、MPC社製の速硬性コンクリート補修モルタルの専門サプライヤーとして、補修仕様に関する技術サポート、現場特有の温度や荷重条件に合わせた配合設計の最適化、そして各バッチごとの完全な分析証明書（COA）を提供しています。

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