R06【0902建設部門-鋼構造及びコンクリート】選択問題Ⅲ『解答論文例』- 技術士第二次試験 -

　我が国では、高度経済成長期に数多く建設されたインフラの維持管理時代に突入し、建設段階では想定していなかった不具合が点検や補修工事等の維持管理段階で多く確認されている。よって、確実かつ効率的なインフラの維持管理を行うためには、構造物の計画・設計段階から維持管理の確実性及び容易さに配慮した具体的な対応が求められている。このような状況を考慮して、以下の問いに答えよ。
（１）鋼構造物又はコンクリート構造物の計画設計段階において、維持管理上配慮しなければならない課題を、技術者としての立場で多面的な観点から３つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。(*)
（*）解答の際には必ず観点を述べてから課題を示せ。
（２）前問（１）で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、これを最も重要とした理由を述べよ。その課題に対する複数の解決策を、専門技術用語を交えて示せ。
（３）前問（２）で示した解決策に関連して新たに浮かび上がってくる将来的な懸念事項とそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

１．維持管理を考慮した設計課題
　〇観点１：耐久性の確保
　　・材料選定と防食設計の不備
　　・早期劣化による維持管理費用の増大
　〇観点２：点検の実効性
　　・点検作業の困難性
　　・非破壊診断のための設備不足
　〇観点３：補修対応性
　　・補修・補強スペースの不足
　　・補強材定着部の未考慮
２．最重要課題とその解決策
　◎最重要課題の選定
　　・構造物の供用期間への直接的影響
　　・気候変動による劣化リスクの増大
　▽解決策１：材料設計の高度化
　　・環境条件を考慮したBIMモデルの構築
　　・材料選定と防食設計の最適化
　▽解決策２：モニタリングシステムの導入
　　・センサー統合による劣化検知
　　・リアルタイムデータの活用
　▽解決策３：耐久性評価の確立
　　・加速暴露試験の実施
　　・信頼性工学的手法の導入
３．将来的な懸念事項とその対策
　◇懸念事項１：センサーの信頼性確保
　　・測定精度の経年劣化
　　・長期運用システムの構築
　◇懸念事項２：技術者の育成強化
　　・技術者不足と知識継承の課題
　　・教育システムの充実
　◇懸念事項３：設計基準の適正化
　　・環境変化への対応
　　・国際的な情報共有の推進

日本政府は2050年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにするカーボンニュートラルを目指すことを宣言している。そのため、鋼構造及びコンクリートの分野においても、カーボンニュートラルの実現に向けて、CO2削減への取り組みを推進する必要がある。このような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
（１）鋼構造物又はコンクリート構造物の設計、製作・製造、施工、維持管理、改修、解体において、CO2削減を推進するうえでの課題を、技術者として多面的な観点から３つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。（*）
（*）解答の際には必ず観点を述べてから課題を示せ。
（２）前問（１）で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、専門技術用語を交えて示せ。
（３）前問（２）で示した解決策に関連して新たに浮かび上がってくる将来的な懸念事項とそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

１．CO2削減の課題
　1)材料製造の観点
　　・高炉及び電炉における製造技術の革新と品質安定性の確保
　　・セメント代替材料の活用とCO2吸収型セメントの開発
　2)経済性の観点
　　・初期投資の増大と政府支援制度の整備
　　・ライフサイクルコストの低減
　3)社会的認識の観点
　　・持続可能な建設技術の周知と社会全体での取組み
　　・環境配慮型企業の評価制度と技術者教育の整備
２．最重要課題とその解決策
　◎最重要課題
　　・材料製造
　①水素還元製鉄技術の活用
　　・CO2排出ゼロを目指した水素還元製鉄法の実用化
　　・既存製鉄設備からの転換による解決策の実現
　②混和材活用による低炭素コンクリートの開発
　　・産業副産物の活用によるセメント使用量の削減
　　・コンクリートの品質管理と耐久性の向上
　③製造プロセスの効率化
　　・スマートファクトリー化による最適化と省エネルギー化
　　・再生可能エネルギーとカーボンキャプチャー技術の活用
３．将来的な懸念事項とその対策
　a)新技術の信頼性確保
　　・長期的な性能と耐久性に対する不確実性の評価
　　・モニタリングシステムの導入と維持管理計画の策定
　b)コスト管理の最適化
　　・ライフサイクルコスト分析による経済性評価
　　・金融メカニズムの活用と産学官連携の推進
　c)技術者育成の体系化
　　・継続的専門教育プログラムによる知識提供
　　・次世代技術者の育成とスキルアップ体制の構築