H28年 建設・道路 U-1-1問題 模範解答と解説

問題文

道路の線形設計において重要な要素である視距について、その定義とそれを確保する目的を説明せよ。また、視距の確保について、線形設計上の留意点を述べよ。

 


模範解答1

1.視距の定義と確保する目的

(1)定義

 運転者が車線中心線上H=1.2mの高さから、同じ中心線上の高さ10cmの物の頂点を見通すことのできる距離を、当該車線の中心線に沿って測った長さである。

(2)目的

 道路設計時に、平均的な技量の運転者が設計速度で道路を走行中に路上の障害物を発見して、制動をかけて停止するまでの制動停止視距を確保する。これは、空走距離と、ブレーキを踏み停止するまでの制動距離の合計値である。

2.線形設計上の留意点

1)沿道開発、切土を考慮した平面線形とする

@曲線部では、将来の沿道開発を考慮し、歩車道境界に植樹帯を設置する場合は、樹木の高さを反映し、必要な視距の確保ができる曲線半径とする。

A山間部の切土部で曲線半径が制約される場合は、切土部分・路肩幅員を広げ視距を確保する。

2) 縦断曲線長は視距、走行衝撃緩和から検討する

 縦断勾配の変化点の必要曲線長は、下記の計算を行い比較し、長い値を採用し車両の安全走行を確保する。

@視距確保のため必要な縦断曲線長を計算する。

A勾配変化に伴う運動量変化の衝撃緩和のため、必要な縦断曲線長を計算する。

 


解説

 U−1−1問題は見識問題の性格が強くここでは視距の「定義」求めていますそれは自動車の運転者が道路前方を見通すことのできる距離のことであり具体的に道路構造令によって定められています。詳細は答案に書かれている通りですが、具体的な寸法を添えて表現することが大切です

 一方それに続く問いかけでは「目的」と「線形設計上の留意点」が求められています。これらは視距を用いた応用力を確かめているわけです。目的については答えを簡潔に刷るため「〜のため」と言う目的を表す文章末尾の表現がふさわしいといえます。また線形設計上の留意点とは設計上どのような問題点があるかを意識した上で、そうした問題を解決して品質を確保するための方法論を述べれは正解です

 ただし、本題に関係の薄いことや、あるいは道路技術に関係のないことは望ましくありません。何故かと言うと道路の技術者としての資質を確かめるための試験ですので、それ以外のことを書いたとしても得点が望めないということです。



 

模範解答2

1-1.視距の定義

 視野が他の交通に妨げられない状態で、自動車運転者が車道上のどの地点をもみることができる車道距離。

1-2.視距を確保する目的

 運転者が道路走行時に余裕をもって平面線形や縦断線形を認知できることで快適な運転を確保することや前方の車両や障害物に衝突しないように制動をかけて停止する、あるいは避けて走ることができるなどの走行上の安全確保のため。

2.線形設計上の留意点

(1)将来の建設予定を見込んで安全側設計とする

 建設時には視距が十分に確保されていても、将来沿道に人家が建つ等の理由で視距が保たれないおそれのある場合には、曲線半径を大きくとる。曲線部においてコンクリート高欄、切土のり面、分離帯等により視距が確保されない場合は、必要な範囲の路肩や側帯を広げる。

(2)縦断曲線の凹凸に対して十分長い曲線長とする

 縦断曲線凹凸に対して各設計速度による縦断曲線長は、

@衝撃緩和に必要な縦断曲線長

A視距確保に必要な縦断曲線長

B視覚上必要な縦断曲線長

より求められる値の中で最も大きい値を縦断曲線長とし、道路の安全性を確保する。


解説

 

 まず初めに視距の定義を行います。視距を確保する目的としては究極的に安全確保のためであることを示すため文末に「安全確保のため」と添えます。

 線形設計上の留意点はその趣旨を見出しに書くのが肝要です。ここでは

(1)将来の建設予定を見込んで安全側設計とする

(2)縦断曲線の凹凸に対して十分長い曲線長とする

この2つで、それぞれ段落の中身を読まなくても意味が分かる文となっています。このように段落の内容を見出しで要約することによって、文章全体のスピーディーな理解を助けることになり、表現力の印象を与え、技術者コンピテンシーを評価してもらえることになります。

(2)の「縦断曲線の凹凸に対して十分長い曲線長とする」の意味は何か、具体的には@衝撃緩和、A視距確保、B視覚上必要な値と事例をあげて説明します。

H28年 建設・道路 U-1-2問題 模範解答と解説

問題文

道路の空間や地域の価値向上に資する道路緑化の役割について説明せよ。また、道路緑化の計画及び設計段階における留意点を述べよ。

 


模範解答

1 .道路緑化の役割

(1)良好な道路交通環境を創る

1)異種交通を分離し交通の安全快適性を向上する

自動車と歩行者等を通行分離し、また歩行者等の車道横断を防止し通行安全性を向上する。

2)植樹効果により通行環境が向上する

緑陰形成を図り、寒暖や乾湿等の気候変化を緩和し快適な通行空間を提供する。

(2)沿道生活環境を確保する

大気汚染を浄化し自動車騒音を軽減する。また、道路の粉塵を捕捉し、沿道生活環境を確保する。

(3)市街地のシンボルを形成し延焼防止を図る

沿道景観と調和し地域の美観向上により、市街地のシンボルを形成し、また火災時の延焼を防止する。

2.道路緑化の計画及び設計段階の留意点

1)樹木の配置:高木の間隔は、日照、通風、見通し等を考慮し樹冠幅に約2mを加えた7m程度とし、低木は連続植樹する。車道や歩道等の建築限界を確保する。

2)樹種は常緑樹を選定する:不良土壌・病害虫に強く維持管理に容易な常緑樹を選定する。高木は年間で緑を保持し落葉の少ないクスノキとし、低木は花が美しく強剪定に耐えるツツジを採用する。

3)交差点交通視距を確保する:交差点付近の主・従道路の右左折車線の中央分離帯、植樹帯、交通島等は、視野を妨げない地被類で緑化する。

 


解説

 道路緑化の役割とはそれほど難しいことではありません。しかしこの問題では前置きとして「道路の空間や地域の価値向上に資する道路緑化の役割」とあり、そのような方向性に配慮した上で役割を考える必要があります。見識問題に近い内容です。

 後半の問いかけである、道路緑化の計画及び設計段階における留意点とは、計画策定へにおける検討すべき事項や注意点を求めています。つまり設計者として計画作業を行う上で、品質管理ができるかどうかと言う能力が問われているということです。この答えとしては計画を行う上でどのような点が困難であり、それを解決するために何をすべきか(わかっている)ということを述べていけば正解となります。

 この問題は、前半と後半で性格異にしており、問いの主体は後半にあるといえます。留意点すなわち設計者としての応用力が答案の合否を決める決定的要因となっているということです。このような留意点をあらかじめ暗記しておく音は不可能です。このため留意点と聞かれたら、何を考えてどう答えるかという応用力の訓練をしておく必要があります。



模範解答2

 

 

1.事前に把握・調査すべき事項

(1)自転車事故の現況把握

・エリア内における自転車事故の実態調査

・各路線における自転車利用交通量調査

(2)放置自転車及び駐輪場の現況把握

・自転車放置場所の調査

・各施設の駐輪場収容台数調査

(3)観光客の自転車利用の現況把握

・観光地内のレンタル自転車貸出調査

・観光施設内の駐輪場保有調査

2.自転車ネットワーク計画を作成する手順

(1)ネットワーク路線の選定

 市街地の計画目標達成に必要となる面的な自転車ネットワーク路線の選定を行う。

@地域内における自転車利用の主要路線としての役割を担う、公共交通施設、学校、地域の核となる商業施設及びスポーツ関連施設等の大規模集客施設、主な居住地区等と結ぶ路線。

A自転車と歩行者の錯綜や自転車関連の事故が多い路線の安全性を向上させるため、自転車通行空間を確保する路線。

B観光利用等の地域の課題やニーズに応じて自転車の利用を促進する路線。

(2)ネットワーク路線内道路の整備形態の選定

 選定されたネットワーク路線については、車道や歩道幅員の見直しなどの道路空間の再配分を含めた検討を行う。次に道路の規模や交通量に応じて、自転車道、自転車専用通行帯、車道混在の3パターンの基本的な整備形態に分類を行う。

(3)駐輪場の適切な配置

 放置自転車が多い箇所や今後自転車の増加が見込まれる地域について適切に駐輪場を配置する。また、既存施設において駐輪台数が少ない箇所においては駐輪スペースの拡幅を行う。

3.整備形態を選定する際に留意する事項

@選定路線について、ネットワークとして統一感がない場合には、カラー舗装の色の統一や仕様の標準化されたピクトグラムや矢羽根型路面表示を採用する。また、自転車ネットワーク路線へ分かりやすく案内するため、適切な位置での案内看板の設置を行う。

A中心市街地や観光地内で自転車が集中する施設が点在している場合で、自転車等駐車場の用地を確保することが困難な場合は、道路上の自動車、自転車、歩行者等の通行を阻害しない場合に、既存道路空間を活用して小規模な路上自転車駐車場の整備を行う。

B公共交通の利用促進を図る観点から、公共交通機関への乗り換えをスムーズにする必要がある場合には駅前などの駐輪場に直接アクセスできる自転車道を整備する。また、バス停留所等における自転車駐車場の整備を進めていく。

H28年 建設・道路 U-2-1問題 模範解答と解説

問題文

A市では、市街地において自転車の利用ニーズが高まっていることから、安全で快適な自転車通行空間の効果的な整備を推進するため、自転車ネットワーク計画を作成することとなった。この業務を担当する責任者として、以下の内容について記述せよ。

  1. 事前に把握・調査すべき事項
  2. 自転車ネットワーク計画を作成する手順
  3. 既存道路において、自転車通行空間の整備形態を選定する際に留意する事項 

模範解答

1.事前に把握・調査すべき事項

(1)自転車事故の現況把握

  • エリア内における自転車事故の実態調査
  • 各路線における自転車利用交通量調査

 

(2)放置自転車及び駐輪場の現況把握

  • 自転車放置場所の調査・各施設の駐輪場収容台数調査

(3)観光客の自転車利用の現況把握

  • 観光地内のレンタル自転車貸出調査
  • 観光施設内の駐輪場保有調査

2.自転車ネットワーク計画を作成する手順

手順1:現状分析と評価

 事前に把握・調査した事項をもとに、国勢調査による自転車利用分担率、交通センサスによる主要路線の自転車交通量を把握、市街地の高齢化率等の既存調査データを活用し、A市が現在かかえている自転車利用のニーズや自転車通行空間の分析と評価を行う。

手順2:問題点の抽出による課題の設定

 以下の問題点が考えられ、安全性や需要に応える課題を設定する

@高齢者と観光客の自転車利用が増加している

A自転車事故は交差点内の巻き込み事故が最も多い

B交通結節点までの連続した路線が存在しない

手順3:基本目標の設定

課題をもとに、A市の上位計画や公共交通計画等の関連計画を踏まえ基本目標を設定する。

@高齢者と観光客が利用する自転車道の整備

A交差点部の事故低減の対策

B公共交通利用促進につながるネットワークの形成

を基本目標とし計画を策定する。

3.整備形態を選定する際に留意する事項

(1)安全かつ円滑な動線を確保する

 自転車通行空間内に自転車ネットワークとしての連続性を確保するため、カラー舗装の色の統一や仕様の標準化されたピクトグラムや矢羽根型路面表示を活用する。また、自転車ネットワーク路線へ分かりやすく案内するため、適切な位置での案内看板の設置を行う。

(2)交差点内の通行方向を明確化する

 交差点における通行空間の直線的な接続と自転車の通行位置及び通行方向を明確化するため、交差点内に矢羽根等の路面表示を設置する。また設置間隔は交差点流入部で疎に交差点内では密に設置することで自転車の通行位置を強調し、自転車利用者及びドライバーに注意を促す。

(3)交通結節点に駐輪場を配置する

 より一層の公共交通の利用促進を促すため、自転車が駅やバス停留所等の交通結節点に近接して駐輪場を配置する。公共交通機関に直接アクセスしやすい場所に駐輪場を設けることで、自転車を利用した公共交通機関への乗り換えの利便性をはかる。


解説

 事前に把握・調査すべき事項とは、簡単に言うと外注業者などに頼んで行う専門的な調査をさしています。簡単に自分で検討できることや手計算でチェックできる事はあまりふさわしくありません。

2の自転車ネットワーク計画を作成する手順とは、最初に何をして次にどうして最後にどうすると言うような段階的なプロセスを説明すればokです。

 ここでは手順1として現状分析、手順2として課題の設定、手順3として基本目標の設定、となっており問題解決のプロトタイプとなっています。本来ならば現状分析、課題、基本目標がそれぞれ何であるかを特定して、具体的に手順を見出しに表現するのが望ましいといえます。

 3.整備形態を選定する際に留意する事項とは、最終的にどの様な形で整理していくかという方針を示すことになります。ここでは大きな方針として

  • 安全かつ円滑な動線
  • 交差点内の通行方向の明確化
  • 交通結節点での駐輪場

が提案されており、技術士の論文の評価の尺度である

  • 広がり感
  • まとまり感
  • 論理性

といった要素を満たしているといえます。

H28年 建設・道路 V-1問題 模範解答と解説

問題文

 我が国における道路構造物の老朽化が深刻な状況となっており、道路構造物の適切な維持・修繕するための取組が進められている。道路管理に携わる技術者として、以下の問いに答えよ。

(1)道路構造物を適切に維持・修繕するためのメンテナンスサイクルの考え方を述べよ。

(2)メンテナンスサイクルによる維持・修繕を進める上で発生している課題について述べよ。

(3)(2)の課題に対し、老朽化対策の実効性を高めるための方策について述べよ。

 


模範解答1 

答案再現

1)道路構造物のメンテナンスサイクルの考え方

1)点検

 橋梁(長さ2m以上)、トンネルについては、重要構造物であるため、5年ごとに点検する。その他の土構造物、道路付属物等については、一度点検した結果に基づき老朽化の進行程度により点検時期を決める。点検結果は、健全、要望保全が必要、早期に措置が必要、緊急措置が必要の4段階で分類しまとめる。

 手順は、点検→診断→措置→記録とする。

2) 4段階の分類

@健全な施設

 点検の結果、構造物にまったく異常が見られず、健全な構造物である。

A予防保全が必要な施設

点検時に、実用上問題がない変状が発生しており長期耐久性の確保のため予防的な措置を行なった方がよい構造物である。

例として、コンクリートに0.2mm以下のクラックが発生している構造物である。また、鋼橋の塗装面に点錆が発生している橋である。 

B早期に措置が必要な施設

 点検時に直ちに補修する必要性はないが、早期に補修が必要な構造物である。

例として、コンクリートに0.2mmを超えるクラックが網目状に発生している構造物等である。また、橋台が傾斜し、伸縮装置の間が無くなっている橋である。

C緊急措置が必要な施設

 点検時に、構造物の変状が相当進行しており、ただちに措置しなければ、事故につながる恐れのある構造物である。

 例として、橋梁床版コンクr-トの亀裂が相当進行し、抜け落ちている橋である。

(2)メンテナンスサイクルを進める上での課題 

1)橋梁(長さ15m以上)

@耐荷力の照査

 老朽化の補修設計と併せて、実荷重に対する耐荷力の照査を行ない、不足する場合は補強設計を行なう。A耐震性の向上を図る

 幹線道路、緊急輸送路等の重要路線については大規模地震発生時の通行確保のため、レベル2地震動に対する耐震性能2を確保する。

2)土構造物

 大規模災害につながる恐れのある長大のり面について以下に記述する。

@長大切土で岩盤のり面の亀裂が発達している箇所

A斜面上や沢地形上に施工された盛土のり面で老朽化が進行している箇所

上記のり面を整正し、のり枠工、永久アンカー工法により補強する。

(3) 課題解決し老朽化対策の実効性を高める方策

1) 橋梁補修

@耐荷力

実荷重は、T-25を基本とするが、大型車の通行頻度により判断し、一般国道以上の規格の高い路線はB荷重とし、その他の路線はA荷重を採用する。

A耐震性の向上

 性能レベル2に対する限界状態は、下部工は橋脚柱部で塑性化によりエネルギー吸収を図る。上部工は、早期供用性を図るため、弾性限度に留める。

2) 土構造物の補修

切土・盛土のり面の補強のり枠は、地山に沿った施工が可能な吹付けのり枠を受圧版として施工する。その後、摩擦型の永久アンカー工法で緊張力を導入する。緊張力は、すべり土塊に対する抑止力を導入するが、地山の長期安定性の確保のためすべり安全率を1.2とする。なお、将来アンカー力の低下が生じる恐れもあり、再緊張型の製品を使用する。


模範解答2  過去問練習完成答案

 

1)道路構造物のメンテナンスサイクルの考え方

道路構造物の予防保全により、長期的視点で効率的な管理を行い、ライフサイクルコストを最小とする。

1)点検

道路構造物の経年劣化による健全度を点検する。点検サイクルについて重要構造物(橋梁、トンネル等)は、定期的(5年毎)に点検し、その他の構造物は、経年劣化から適切な点検サイクルを設定し点検する。

2)診断

点検結果から道路構造物の健全度を診断し、4つに分類(健全、予防保全段階、早期措置段階、緊急措置段階)する。

3)補修の実施

道路構造物の補修時には、診断結果に基づき性能向上を図り、また老朽化の初期段階で補修設計を行い補修工事を実施する。

4)記録

点検・診断・補修結果についてデータベースで管理する。管理データは、将来の健全度予測に必要な劣化曲線の作成データとして蓄積し活用する。

(2)メンテナンスサイクルによる維持・修繕の課題

1)点検作業の効率化を図る

 コンクリート構造物の性能を損なわず内部点検するため、構造物の環境、変状原因等(ASR反応、塩害、中性化等)劣化機構を考慮し、適切な非破壊検査により効率的に行う。また、舗装の大部分を占めるアスファルト舗装は、主として舗装表面から劣化が進行することから舗装路面の変状(ひび割れ、わだち掘れ等)を、自動測定車により走行中に効率的に行う。

2)構造物のランニングコストを縮減する

 構造物の補修時に新技術による質的改良を行い、補修サイクルの延長により、補修回数を少なくし維持管理費を縮減する。 

3)予防保全で補修し性能維持図る

舗装補修は舗装面の劣化初期段階で行い、表層部の更新により供用性能を維持する。これにより、基層以下の舗装構成を保護し舗装打換回数を減らしライフサイクルコストの低減化を図る。また、コンクリート構造物は、微細なひび割れの上に表面処理を行い、劣化因子を遮断して劣化進行を抑制する。 

(3)課題解決し老朽化対策の実効性を高める方策

1) 非破壊・自動測定車で点検する

構造物のコンクリートの健全度は、超音波法により内部欠陥等を非破壊で効率的に点検する。コンクリート中を縦波パルスが伝搬する時間、速度によりコンクリートの品質、内部欠陥、ひび割れ深さ等を検査する。

舗装路面は、路面性状測定車に車載されたCCDカメラおよびレーザー光線投光器で損傷認識、わだち掘れを走行中に効率的に自動計測する。

2)性能向上し耐用年数を延ばし補修費を低減する

@長大のり面を補強し安定化を図る

不安定な長大のり面を整正し、アンカー工により、補強する。アンカー工を固定する受圧版は、地山密着型の鉄筋コンクリート格子枠を吹付施工し、摩擦型永久アンカーにより地山に崩壊抑止力を導入し、のり面の安全率を1.2に向上させる。これにより、のり面の長期安定化を図る。

A構造物の補強・性能向上を図る

・アスファルト舗装は、通常混合物にポリマー改質材を添加した配合で舗装する。これにより流動抵抗性を高め耐用年数を延長し、補修サイクルを延ばし補修費を低減する。

・コンクリート橋は、上部工の大型車の走行実荷重(245KN/台)に対する耐荷力を照査する。耐荷力不足の場合は、軽量で引張強度の高い炭素繊維による断面補強を行い耐荷力向上を図る。

以上により省コストの補修で耐久性・性能を高め、補修回数を減らし補修費を低減する。

3)予防保全により補修し性能維持を図る

・アスファルト舗装の劣化が表層内に留まる段階で、老朽化部分を切削し、既設舗装と一体化して大型車交通量に耐える舗装厚さでオーバーレイし補修する。

・コンクリート構造物の劣化初期段階(クラック幅0.2mm程度以下)で樹脂系又は、ポリマーセメント系の材料で表面処理工法により補修する。


模範答案3

 

1.メンテナンスサイクルの考え方 

 メンテナンスサイクルとは、点検、診断、措置、記録の業務サイクルを繰り返し行うことで、長寿命化計画等の内容の充実を図り、予防的な保全を進めることである。これらの取り組みを通じて、安全・安心を確保しつつ、トータルコストの縮減・平準化を図り、メンテナンス産業を育成することを目的としている。

以下、業務サイクルの特徴について述べる。

(1)点検 

 橋梁、トンネル等については、国が定める統一的な基準によって、5年に1度、近接目視による全数監視を実施する。

(2)診断 

 全国の橋梁、トンネル等の健全度を把握し比較できるよう、「健全」、「予防保全段階」、「早期措置段階」、「緊急措置段階」の4つの統一的な尺度で健全度の判定区分を設定し、診断を実施する。

(3)措置 

 点検、診断の結果に基づき、損傷の原因、施設に求められる機能、ライフサイクルコスト等を考慮し、計画的に修繕を実施する。

(4)記録 

 メンテナンスサイクルが定着するよう、全道路管理者の点検・診断・措置の結果をとりまとめ、国等が評価するとともに公表し、「見える化」を図る。


2.維持・修繕を進める上で発生している課題 

(1)ロボット化、無足場で近接点検する 

@立地環境の厳しい場所 

 人による近接目視では、斜張橋のワイヤーなど点検に膨大な時間と労力を要すため点検に遅れが生じてしまうので、インフラ構造物に対して人間の立ち入りが困難な立地環境の厳しい場所へ移動し、インフラの維持管理に必要な情報を取得するロボットを利用した近接点検を行う必要がある。

A物理探査による透視 

 人による近接目視は、施設内部の劣化・損傷に対して確認できないので、施設内部から発生している物理現象の反応を種々のセンサーを用いて計測し、解析することで、路面や構造物を痛めることなく効率的に内部の状況を知ることができる物理探査による透視を行う必要がある。

(2)エキスパート診断による構造物全体の複合的診断 

 構造物が複数の部材が複合的に繋がっていて複合的な評価は難しく、多数の要因が複雑に影響しているため、エキスパート診断による構造物全体の複合的診断により、今後起こりうる構造物の劣化状態を的確に予測、診断し、措置を示すことができるマネジメントサイクルの汎用システムの開発を進めていくことでより高い精度の劣化予測を行っていく必要がある。


3.実効性を高めるための方策 

(1)近接目視を補完する点検技術の導入 

@立地環境の厳しい場所で近接目視を補完する技術 

・ドローンの無人ヘリロボットによる赤外線・高感度カメラを使った点検

・道路橋にセンサーを多数設置して橋梁の挙動から劣

化・損傷を見つける点検などを積極的に導入する。

A施設内部広範囲かつ非破壊で点検するための技術 

・床板コンクリートの滞水・砂利化・鉄筋腐食・空洞・ホットポール周辺の劣化範囲やかぶり厚不足等の検出については、「電磁波レーダを用いたスキャナー技術」などを積極的に導入する。

(2)劣化予測モデルの開発 

@パイロットインフラを活用した劣化予測の構築

社会インフラの健全性の評価、予測技術の確立および想定寿命と限界状態の明確化を目的としたパイロットインフラに対する高密度・多種類モニタリングと、劣化に関する実験的検討および解析ツールの開発を含めた体系的な研究開発を行う。

Aビッグデータを活用した劣化予測の構築

点検および計測結果に基づくインフラの健全性評価・予測結果を共通管理できるデータベースと、運用するためのプラットフォームの構築を行う。またビッグデータの健全度と経過年数との関係(劣化曲線)を回帰分析することで、劣化予測モデルの構築を図る。