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札幌市補助幹線道路舗装補修計画 平成 28 年(2016 年)2 月策定 札幌市建設局土木部道路維持課

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Page 1: 札幌市補助幹線道路舗装補修計画 - Sapporo...MCI 表-4 グループ分けの道路延長 図-5 グループ別の路面性状値比較 6 4 グループ別の管理目標

札幌市補助幹線道路舗装補修計画

平成 28年(2016 年)2月策定

札幌市建設局土木部道路維持課

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目 次

1 計画の方針 1

2 補助幹線道路の現状 3

3 路線のグループ分け 5

4 グループ別の管理目標 6

5 中長期シミュレーション 7

6 舗装補修計画の策定 11

■参考1 グループ別の管理目標 12

■参考2 アスファルト層打換えのシミュレーション 15

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1 計画の方針

1)背景・目的

札幌市では、「札幌市道路維持管理基本方針」に基づき、平成 24 年 3 月に幹線道路及

び緊急輸送道路を対象とした「札幌市幹線道路等舗装補修計画」(以下、「幹線計画」と

いう。)を策定しました。これにより、幹線道路等については、平成 25 年度から国の交

付金を活用した舗装補修を実施し、路面の維持管理に努めております。

図-1 に示すように、本市の管理道路延長が年々増加する一方で、道路維持管理費用に

は限りがあり、平成 5 年に 27 億円あった舗装補修費は、平成 20 年には 3 億円まで減少

しました。その後、舗装補修費は増加傾向にありますが、良好な舗装路面状態を確保す

るには十分ではありません。今後は幹線計画以外の道路についても、舗装の延命化やコ

スト縮減を図る路面管理が求められます。

そこで、幹線道路等に次いで重要な補助幹線道路約 840km を対象とした舗装補修計画

を策定しました。なお、この計画は、幹線計画に準じた内容で構成されております。

2)基本方針

計画の策定にあたり、以下の4つの基本方針を定め、舗装の延命化や維持補修コス

トの縮減を目指します。

① 交通量や沿道環境などの道路特性を踏まえ、安全性、快適性、経済性、そして

環境に配慮した舗装の管理目標を定めます。

② 積雪寒冷地である北国の気象特性を踏まえ、適切な舗装補修により冬期間の凍

害防止や走行安定性確保などに努めます。

③ ライフサイクルコスト縮減を目指した舗装の補修サイクル、補修工法を導入し

ます。

④ 定期的な路面性状調査と補修効果の検証を行い、より実態に即した補修計画の

見直しを継続的に行います。

図-1 舗装関係の維持補修費と道路管理延長の推移

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3)計画策定フロー

計画策定の流れは、図-2 のとおりです。

※1 路面性状調査:代表1車線の区間延長約 90m の測定値(ひび割れ、わだち掘れ、平たん性)

※2 ひび割れ率が 20%以上 40%未満の区間約 1,350 箇所(約 130km)について実施

路面性状調査※1・FWD調査※2(現状把握)

グループ別管理目標の設定

路線のグループ分け

補修工法の選定 劣化予測

中長期シミュレーション

補修費と路面性状の

推移を検証

舗装補修計画の策定

NG

…2

…3

…4

…5

…6

図-2 計画策定までのフロー図

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2 補助幹線道路の現状

1)路線の性格

補助幹線道路とは、次のような性格を有しています。

・幹線道路間を結び、円滑な交通を確保すべき道路

・住区※3内交通を集約し、幹線道路と接続する道路

・住区内の主要施設へのアクセス道路、幹線道路以外のバス路線など

2)対象路線

舗装補修計画の対象路線は、次のとおりです。

・幅員は概ね 12m 以上 20m 未満の道路

・幅員は 12m 未満だが、住区内交通を集約している道路

市内の補助幹線道路 約 840km(別紙、路線図参照)が対象となります。

補助幹線道路の区別延長は、図-3 のとおりです。

3)路面性状データ

路面性状測定車による過年度調査結果の平均(代表 1 車線の測定値)は、表-1 のとお

りです。

補助幹線道路は、幹線道路に比べると路面のひび割れが多い傾向にあります。

区別の平均 MCI は、図-4 のとおりです。

路線種別 ひび割れ率 わだち掘れ量 平たん性 IRI MCI※

補助幹線(H24,25) 13.2% 7.8mm 3.49mm 5.40mm/m 5.3

※幹線等(H21,22) 4.6% 9.8mm 2.9mm - 6.1

※MCI:維持管理指数

※3 住区:徒歩生活圏である幹線道路などで囲まれた概ね 1km 四方の範囲

図-3 区別の補助幹線道路の延長

表-1 路面性状調査結果の比較

MCI

5以上 望ましい管理水準

4以下 補修が必要である

3以下 早急な補修が必要である

維持修繕基準

表-2 維持修繕基準の定義

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4)FWD 調査

・ひび割れ率が 20%以上 40%未満となる区間(約 1,350 箇所)について調査を行い、

交通量区分 N3(40~100 台/日・方向)で舗装の健全度を評価した結果、約 9km の区

間が打換え等の検討対象と判定されました。

・補助幹線道路のうち約 780km は、構造上の問題がなく、通常の補修(切削オーバー

レイ)が可能と判断しました。

・ひび割れ率 40%以上の区間は、別途調査など構造確認が必要な検討箇所としており

ます。

ひび割れ率 補修工法例 区間延長(km)

20%未満 切削オーバーレイ等 654.4 776.2 [93%]

20%以上 40%未満

(FWD 調査≒130km)

構造的補修不要 116.3 切削オーバーレイ等 5.5 アスファルト層打換え 6.3

58.8 [7%]

全層打換え 0.0 路床改良 3.0

40%以上 (別途調査・打換え検討) 49.5 計 835.0

図-4 区別の MCI比較

表-3 FWD 調査結果

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3 路線のグループ分け

1)グループ案の検討

補助幹線道路は、過去に交通量調査を行っている路線がほとんどありません。交通量

も幹線道路に比べて少ないですが、バス路線は、比較的幅員が広く大型車交通のある道

路ネットワークとして機能しています。したがって、道路利用者が多く沿道への影響が

大きいことから、「バス路線」の有無でグループ分けを行いました。

バス路線 264km(32%)

バス路線以外 571km(68%)

計 835km

2)グループごとの路面性状データ

・バス路線の方が、比較的わだち掘れが大きい傾向があります。

・バス路線以外の方が、比較的ひび割れが多く平たん性も大きいです。

・バス路線の方が、MCI が高いことから、道路特性に応じた路面管理がなされていま

す。

ひび割れ率

平たん性

わだち掘れ量

MCI

表-4 グループ分けの道路延長

図-5 グループ別の路面性状値比較

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4 グループ別の管理目標

1)補助幹線道路の管理目標の設定

補助幹線道路の管理目標については、幹線道路における管理レベルを踏まえ、様々な

検討(参考1のとおり)を行い、管理目標を設定しました。

◆バス路線

比較的道路利用者への影響が大きいため、幹線道路並みの管理レベルが必要だと

判断しました。

◆バス路線以外

バス路線より管理レベルを低く設定しました。

◆冬期路面の走行安全性を考慮し、各グループのわだち掘れは 30mm に設定しました。

表-5 補助幹線道路の管理目標

図-6 バス路線の代表路線

図-7 バス路線以外の代表路線

白石連絡線 8線幹道線

月寒線 水車通東1号線

グループ ひび割れ わだち掘れ 平たん性

バス路線

(264km)25 % 30 mm 6 mm

バス路線以外

(571km)30 % 30 mm 6.5 mm

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5 中長期シミュレーション

1)劣化予測式

・平成 4 年度と平成 9 年度、平成 10 年度に調査した補助幹線道路のうち約 740km の

路面性状データから、平成 10 年度に劣化予測式を作成しています。

・表-6 の式により平成 24 年度と平成 26 年度の路面性状データ(北区、東区)におけ

る測定値と予測値との精度検証を行った結果、強い相関(R2=0.8561)が認められ

たため、シミュレーションに使用する劣化予測式として採用しました。

・管理目標に基づく補修は、図-8 のとおり、ひび割れを破損要因としたサイクルを繰

り返すことになります。(バス路線は 18 年、バス路線以外は 19 年)

初期値

ひび割れ 0%

補助幹線 わだち掘れ 0mm

平たん性 1mm

劣化予測式

Ci+1=1.14Ci+0.39

Wi+1=1.02Wi+0.45

σi+1=0.98σi+0.25

区 分

表-6 補助幹線の劣化予測式

図-8 路面性状値別の経年変化

Ci:ひび割れ率の値 Wi:わだち掘れの値 σi:平たん性の値

Ci+1:翌年のひび割れ率の値 Wi+1:翌年のわだち掘れの値 σi+1:翌年の平たん性の値

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2)補修工法

・修繕はオーバーレイ又は切削オーバーレイを基本とします。(構造破損の場合は打換

え等を別途検討)

・幹線計画と同様に、舗装の延命化を図るため、ひび割れ初期の表層にシール材注入

を行い、ライフサイクルコストの縮減を目指します。

3)中長期シミュレーション

劣化予測式に基づき、管理目標以上となる破損箇所について、上記 2)の工法に基づく

場合の補修費用のシミュレーションを行います。シミュレーション条件は、以下のとお

りです。

・設定期間は、幹線計画と同様に 50 年とします。

・表層材は再生加熱アスファルト混合物(13)100%を使用します。

・切削オーバーレイは、厚さ t=3cm とし、単価を 3,000 円/㎡で試算します。

・車道幅員は、平均幅員である 8.6m で試算します。

・シール材は、ひび割れ 10%で注入し、3 年間維持するものと仮定します。

「シール材注入工…切削オーバーレイ…シール材注入工…切削オーバーレイ…」の補修

パターンでシミュレーションした結果を①~④に示します。

維持工法

シール材注入 オーバーレイ又は切削オーバーレイ 打換え等

※ 構造破損の場合

バス路線(264km)

バス路線以外

(571km)

グループ

補修工法の目安

修繕工法

ひび割れ初期(予防的維持)

ひび割れ率 ≧ 25%わだち掘れ量 ≧ 30mm平たん性 ≧ 6mm

別途検討※

ひび割れ率 ≧ 30%わだち掘れ量 ≧ 30mm平たん性 ≧ 6.5mm

表-7 補修工法の目安

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① 管理目標に基づき補修した場合

必要な補修費用は、年間平均約 10 億円と試算されました。

② 補修費用を 1,041 百万円/年とした場合(平準化)

管理目標に基づき補修を行い、補修費を平準化した場合は、MCI は年々高くなる傾

向にあります。路面状態はより良好になりますが、厳しい財政状況を考慮すると、予

算規模を縮小することが可能と考えられます。

補修延長≒40km

補修延長≒40km

補修費用=年間平均 1,041 百万円

図-9 中長期シミュレーション(平準化前)

図-10 中長期シミュレーション(平準化後)

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③ 管理目標に基づき補修を行い、現在の路面状態を維持する場合(MCI=5.3)

現在の路面状態(MCI=5.3)を維持する場合、補修費用は年間平均約 9 億円と試算

されました。

④管理目標に基づき補修を行い、MCI=5.0 を維持する場合

望ましい管理水準である MCI=5.0 を維持する場合、補修費用は年間平均約 8 億円

と試算されました。

③、④のシミュレーション結果から、年間約 8~9 億円の補修費用は、現在の路面状

況を低下させないための最低限の金額と考えています。

補修延長≒31km

補修延長≒34km

補修費用=年間平均 876 百万円

補修費用=年間平均 794 百万円

図-11 中長期シミュレーション(MCI=5.3)

図-12 中長期シミュレーション(MCI=5.0)

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6 舗装補修計画の策定

道路施設の老朽化が進むなか、維持管理に係る費用は今後ますます増えていくものと考

えられることから、幹線道路に次ぐ補助幹線道路の舗装については、優先度に応じた必要

最低限の補修を行っていくことを基本とします。したがって、限られた予算ではすべての

路線が管理目標を満足する補修を行っていくことは困難であることから、各区の路線特性

を考慮し、補助幹線道路全体として現状の路面状態(MCI=5.0程度)を低下させない補修を目指します。

◆対象路線

補助幹線道路 約 840kmを対象とします。(別紙、路線図参照)

◆管理目標

修繕の目安とする路面管理の目標値は、表-8のとおりです。

ひび割れ率 わだち掘れ量 平たん性(IRI)

30% 30mm 6.5mm(10.2mm/m)

バス路線

バス路線以外

グループ

修繕の目安となる破損度合い

25% 30mm 6mm(9.4mm/m)

◆年間補修事業量

・補修延長 約 30km/年(約 265,000㎡/年)・補修費用 約 8億円/年 …a (ただし、上記 5.の試算条件による)・附帯工事費用 約 5.5億円/年 …b (過年度実績より単価 2,000円/㎡なので、265,000㎡×2,000円/㎡≒約 5.5億円)・概算事業費 約 13.5億円/年 …a+b

◆計画の推進

・3年に 1回の頻度(約 280km/年)で、路面性状調査を実施していきます。

・図-13にある PDCAサイクルによって、計画の見直しを行います。

・打換え等の検討区間とした路線における修繕

工法を検討します。

・路面性状地図システムや道路維持管理システム

を活用します。

表-8 管理目標(補修の目安となる破損度合い)

図-13 舗装補修の PDCA サイクル

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■参考1 グループ別の管理目標

1)補修箇所等の路面性状分析 ・平成 25年度に補修した 50路線(約 21km)及び平成 26・27年度に補修の要望があ

った 98路線(約 51km)の補修前の路面性状データ(予測値)から、工事区間におけるひび割れ 20%以上、わだち掘れ 20mm以上、平たん性 5mm以上となる区間データの最大値のみを抽出しました。

・バス路線とバス路線以外の補修要因の路面性状データについては、同程度の破損状

況であり、傾向は見られませんでした。

・破損要因としては、ひび割れが最も多く抽出されました。

最大値平均 37.8%

最大値平均 5.88mm

図-14 補修箇所の路面性状値

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2)管理目標の設定補助幹線道路の管理目標については、幹線道路における管理レベルを踏まえ、下記事

項を勘案して設定しました。

a 補修に至る破損傾向上記 1)グラフより、ひび割れによる補修件数が多いことから、ひび割れ率を重視

しています(劣化予測式においても、ひび割れの進行が最も早くなっています)。

b 路線の重要度に応じた管理目標バス路線は、幹線道路レベルの路面管理が必要です。よって、表-9 における「総交通量小」の管理目標を採用しています。幹線計画の管理目標設定にあたっては、

区土木センターの職員や日常の道路の維持を担っている維持業者を対象とした現地

アンケートの調査結果を参考にしました。

c 路面水準の維持現状レベル(MCI=5.3)又は望ましい管理水準とするMCI≧5を目標とし、補修が必要となるMCI≦4相当を管理目標の基準としました。

MCI算定式(C:ひび割れ率 D:わだち掘れ量 σ:平たん性)

グループ ひび割れ わだち掘れ平たん性(IRI)

総交通量大(2万台/日以上)

20 % 25 mm5 mm

(7.1 mm/m)

総交通量小(2万台/日未満)

25 % 30 mm6 mm

(8.5 mm/m)

MCI ①= 10 1 .48*C 0.3 0.29*D 0.7 0 .47*σ 0.2

MCI ②= 10 1 .51*C 0.3 0.30*D 0.7

MCI ③= 10 2 .23*C 0.3

MCI ④= 10 0 .54*D 0.7

※①~④式の最低値を MCI値として採用

表-9 幹線計画の管理目標

表-10 路面性状値による MCI 値

◆MCI(平たん性=3mmとした場合)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500 9.4 8.3 7.3 6.4 5.6 4.9 4.2 3.5 2.9 2.2 1.75 6.4 6.1 5.6 5.1 4.7 4.3 3.9 3.5 2.9 2.2 1.710 5.6 5.6 5.0 4.5 4.1 3.7 3.3 3.0 2.6 2.2 1.715 5.0 5.0 4.6 4.2 3.7 3.3 2.9 2.6 2.2 1.9 1.620 4.5 4.5 4.3 3.8 3.4 3.0 2.6 2.3 1.9 1.6 1.325 4.1 4.1 4.1 3.6 3.2 2.8 2.4 2.0 1.7 1.4 1.030 3.8 3.8 3.8 3.4 2.9 2.5 2.2 1.8 1.5 1.1 0.835 3.5 3.5 3.5 3.2 2.8 2.4 2.0 1.6 1.3 0.9 0.640 3.3 3.3 3.3 3.0 2.6 2.2 1.8 1.4 1.1 0.8 0.445 3.0 3.0 3.0 2.8 2.4 2.0 1.6 1.3 0.9 0.6 0.350 2.8 2.8 2.8 2.7 2.3 1.9 1.5 1.1 0.8 0.5 0.1

 MCI≧5.0  MCI<4.0  MCI<3.0

わだち掘れ量(mm)

ひび割れ率

(%

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d 事業費規模舗装関係費(補修費、維持費)については、年々減少傾向でしたが、平成 25年度から国の交付金を活用した幹線道路等の舗装補修に着手したことや、経済対策、ポ

ットホールなどの路面維持費として補正予算が計上されたこともあり、これまで以

上に事業費が伸びています。

過去 10年の補助幹線道路(及び幹線道路等)の事業費と補修延長の推移は、図-15のとおりです。

図-15 補修費及び補修延長の推移

252 258 238 293 161532 703 649 796

1,1381,329

231 96 83 12962

304198

542 337

1,768

936

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

H16 H17 H18 H19 H20 H21 H22 H23 H24 H25 H26

補助幹線道路(補修費)

幹線道路等(補修費)

補助幹線補修延長

幹線等補修延長

百万円 km

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■参考2 アスファルト層打換えのシミュレーション

事後保全となる「アスファルト層打換え…」を繰り返す補修パターンでシミュレーショ

ンしました。シミュレーション条件は、以下のとおりです。

・設定期間は、幹線計画と同様に 50年とします。・打換えは、厚さ t=8cmとし、単価を 5,500円/㎡で試算します。・車道幅員は、平均幅員である 8.6mで試算します。

◆アスファルト層打換えを行う場合

事後保全としてアスファルト層打換えまで修繕を行わなかった場合、必要な補修費用

は年間平均約 19億円と試算されました。管理目標に基づいた舗装補修を実施する場合は、補修費用が年間平均約 8 億円(上記5.の 3)を参照)と試算されていることから、計画的な路面補修を行うことにより、年間差額約 11億円(19億円-8億円)の費用低減効果が見込まれます。

補修延長≒41km

補修費用=年間平均 1,942 百万円

図-16 中長期シミュレーション(打換え)