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土木構造物に加わる引張力を担う部材として、長く主役を務める鉄筋とPC鋼材。それに代わる新たな材料「繊維強化プラスチック（FRP）」の実用化が始まっている。米国で急速に普及が進みつつある背景は？ 炭素繊維の最新動向を追った。
炭素繊維と樹脂を組み合わせた炭素繊維強化プラスチック（CFRP）。それをより合わせたケーブル材が、米国では既にコンクリート桁の緊張材やスターラップなどに使われているのをご存じだろうか（写真1、2）。
写真1■ 米国ミシガン交通局が管理する州間高速道路75号線でCFRPが桁の緊張材に使われた。桁の高さは1.8m、長さは42m。10本の桁で構成され、1つの桁に60本以上の緊張材が入っている。2017年に完成（写真：Nabil Grace・ローレンス工科大学教授）
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写真2■ 炭素繊維とエポキシ樹脂を複合化し、より合わせて成形した。重量は鋼材の5分の1だ（写真：東京製綱インターナショナル）
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2018年12月には米国全州道路交通運輸行政官協会（AASHTO）が、コンクリートの橋桁にCFRPを緊張材として使う設計基準を公表した（図1）。
図1■ CFRPを緊張材に使った橋の設計基準を作る
資料：AASHTO）
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「米国の50州が集まるAASHTOの設計基準は、日本の道路橋示方書のようなもの。設計基準のない州は参考にするケースが多く、ここに規定されると非常に影響力が高まる」。東京製綱インターナショナルの山本義明CFCC土木建築事業部長は、こう話す。
同社は近年、米国で毎年のように橋でのCFRPの採用実績を伸ばしている。ミシガンをはじめ、バージニアやフロリダなど複数の州の湾岸地域や寒冷地で、さびないCFRPのケーブルが重宝されている。
特にミシガン州はAASHTOに先行して、設計基準を独自に作成するほどの熱の入れようだ。同州の基準では橋桁の緊張材の他、スターラップなどの補強材の設計にも対応している。