高力ボルトの摩擦面とは、摩擦接合において締め付けられた鋼板どうしが接し、摩擦力でせん断力を伝達する接触面を指す（板重ね面、faying surface とも呼ぶ）。ブラスト（ショット・サンド）後に設計図書で防食塗料を施した面は「被覆摩擦面」と呼ばれ、通常は無機ケイ酸ジンクリッチ塗料すなわちAnti-Slip防錆ケイ酸亜鉛系塗料が用いられる。設計の指標となるのはすべり係数 μ で、摩擦面がすべり始める外力を、その面に直角に働くボルト軸力の合計で除した値である。
要点を三つ
- 原則として塗装しない。GB 50205-2020 の 6.3.7 条は、設計要求がないかぎり摩擦面を塗らないこと、油分・浮き錆・バリ・飛沫がないことを求めている。
- 塗装してよいのは、設計が明示し、しかも規格の表または試験で μ を定めるときだけである。表にDirect値を持つのは無機ケイ酸ジンクリッチだけで（JGJ 82-2011：ブラスト後に無機ジンクリッチで Q235 は 0.35、Q355 以上は 0.40）、ポリウレタン系ジンクリッチやアルキッド鉄紅下塗りについては GB 50205-2020 の解説で実測平均が 0.2 前後、設計採用値は 0.15 にとどまる。
- 塗装したら試験をやり直す。試験体は代表する部材と同一鋼種・同一ロット・同一Surface処理・同一Surface状態（塗膜を含む）・同一ロットのボルトを用い、同一環境で保管する。先に塗装して後に試験し、処理方式ごとに 5 万本を 1 検査単位として 3 組、実測値は設計値を下回ってはならない。
1. 主要データ
- すべり係数 μ（JGJ 82-2011 表 3.2.4）：ブラスト（ショット・サンド）0.45（Q235）/0.50（Q345・Q390・Q420）；ブラスト後の赤さび共生 0.45/0.50；ブラスト後に無機ジンクリッチ塗装 0.35/0.40；ワイヤブラシで浮き錆を除去した面または未処理の圧延面 0.30/0.35。
- 被覆面の測定値（GB 50205-2020 の 6.3.2 条解説）：ポリウレタン系ジンクリッチおよびアルキッド鉄紅下塗りは平均 0.2 前後で、0.15 として信頼できる；ジンクリッチ系塗料は国内外の試験結果により 0.45 を採用可能；Anti-Slip防錆ケイ酸亜鉛塗料は鉄道橋で長期の適用実績がある。
- 摩擦接合の 1 本あたりのせん断耐力設計値：Nvb = 0.9 · nf · μ · P。nf は摩擦面の枚数（単せん断 1、両せん断 2）、P は軸力設計値。
- 10.9S 級の軸力 P：M16 = 100 kN、M20 = 155 kN、M22 = 190 kN、M24 = 225 kN。
- 下地調整：被覆摩擦面のブラスト等級は設計に従う。実務では ISO 8501-1 の Sa 2½、アンカーパターン Rz は 40～75 µm が目安である。
- Film Thickness：被覆摩擦面の最小Film Thicknessは設計で定める。主鉄骨側は、設計要求がない場合 GB 55006-2021 の 7.3.1 条により屋外 150 µm・屋内 125 µm の塗膜総厚、許容偏差 −25 µm とされる。
- 検査単位：高力ボルト 5 万本を 1 単位とする（5 万本未満も 1 単位）。Surface処理方式が 2 種類以上ある場合、被覆摩擦面を含め各方式ごとに検査し、1 単位あたり 3 組の試験体を用いる（GB 50205-2020 付録 B.0.7）。
- 載荷とPrecision：まず設計すべり荷味の 10 % を載荷して 1 分保持し、その後 3～5 kN/s で一定速度のまますべりまで載荷する。試験機の誤差は 1 % 以内、抵抗ゲージボルト・ロードセル・ひずみ計の校正誤差は 2 % 以内。
- Application環境：ブラストおよび塗装時の相対Humidityは 85 % 以下、鋼板Temperatureは露点より 3 ℃ 以上高いこと。
- Temperature低減：接合部の環境Temperatureが 100 ℃～150 ℃ のとき、高力ボルト接合の耐力は 10 % 低減する（JGJ 82-2011 の 3.1.4 条）。
2. なぜ摩擦面は塗装を嫌うのか
2.1 摩擦接合と耐圧接合
摩擦接合は締付軸力による摩擦力でせん断力を伝え、相対すべりの発生を耐力限界状態とする。耐圧接合はすべりを許容し、ボルト軸のせん断と孔壁の耐圧で支持するが、繰返し動荷重で疲労照査が必要な部材には用いない。JGJ 82-2011 の 4.2.1 条は耐圧接合について「接触面を清潔に保つか設計どおり塗装する」としか求めず、すべり係数を要求しない。摩擦接合では μ が部材の設計せん断力を左右する唯一のパラメータであり、同じフレームでも節点ごとに摩擦面の要求がまったく異なる。
2.2 塗膜が μ を下げる三つの経路
- 接触面が置き換わる：鉄対鉄の粗面接触が塗膜対塗膜に変わり、すべりは強度の低い樹脂層の内側で起こる。
- アンカーパターンが埋まる：Rz 40～75 µm の峰を、自己レベリング性の塗料が埋めると機械的噛み合いを失い、すべ面は塗膜の形を複製する。
- 塗膜が圧潰・磨耗する：軸力（M20 10.9S で 155 kN）が塗膜を谷に押し込み、荷重の繰返しで孔回りや板端の塗膜が摩耗・圧潰してすべり荷重が下がる。
摩擦面の塗装は防食の「おまけ」ではなく、摩擦力と耐久性の意図的なトレードである。規格の採用値か、実物の試験で裏づけるほかない。
3. 規格の境界：設計が示さなければ塗らない
3.1 原則
GB 50205-2020 の 6.3.7 条は、摩擦面を乾燥・清潔に保ち、バリ・鋭角エッジ・溶接飛沫・溶接ビードかす・ミルスケール・汚物を残さず、設計要求以外では塗装しないことを定める。ここでいう塗装には工場塗装（ショッププライマー）、下塗り、中塗り、上塗りすべてが含まれる。
3.2 強制要求の所在
GB 50205-2020 の 6.3.1 条は、製造業者と据付業者が摩擦面（被覆摩擦面を含む）のすべり試験と再試験を別々に行い、現場で処理した面は単独で試験することを求めていた強制条項である。2022 年 1 月 1 日から全面強制規格 GB 55006-2021 が施行され、上記の強制条項は同時に廃止、要求は GB 55006-2021 の 7.1.3 条が引き継いだ。すなわち、鋼板のSurface処理試験方法とブラスト等級は設計図書に従い、摩擦接合の摩擦面は処理後にそれぞれすべり試験と再試験を行い、結果は設計が示すすべり係数の指標に達しなければならない。JGJ 82-2011 の 3.1.7、4.3.1、6.1.2、6.2.6、6.4.5、6.4.8 条も同じ形で置き換えられている。現場では、強制規格が下限を、図面が目標を決める。
3.3 被覆試験体は「先に塗装、後に試験」
GB 50205-2020 の 6.3.2 条は、被覆摩擦面の下地処理と最小Film Thicknessが設計を満たすことを要求し、その解説は、溶射アルミ、めっき亜鉛、溶射亜鉛、有機ジンクリッチおよびその他の下塗りについて、すべり係数の信頼できる根拠を必要とし、無機ジンクリッチだけが GB 50017 にDirect従って値を採用できると述べる。運用上は三つ：試験体は部材と同時に処理・塗装・養生・保管する；試験体は実物を再現しなければならない；未塗装の試験体や小試験片での代替は認められない。
4. 被覆摩擦面のすべり係数早見表
| 摩擦面の処理状態 | μ：Q235 | μ：Q345 以上 | 出典 | 防食性と現場管理 |
|---|---|---|---|---|
| ブラスト後、未塗装 | 0.45 | 0.50 | JGJ 82-2011 表 3.2.4 | 摩擦力は最大だが防食ゼロ。約 4 時間以内に次の工事へ入り、建方後に端部をシーリングする |
| ブラスト後に赤さびを均一に発生させる | 0.45 | 0.50 | JGJ 82-2011 表 3.2.4 | 錆層が均一な場合のみ有効。まだら錆・膨れ剥がれでは採用できない |
| ブラスト後に無機ジンクリッチ塗装 | 0.35 | 0.40 | JGJ 82-2011 表 3.2.4 | 陰極防食を併用。Film Thicknessと完全硬化を管理し、刷毛塗り不可 |
| Anti-Slip防錆ケイ酸亜鉛塗料 | 信頼できるデータまたは試験値。鉄道橋での長期実績 | GB 50205-2020 6.3.2 条解説 | 摩擦面専用の製品。ストライプ塗装と端部処理を統合して決める | |
| ジンクリッチ系塗料（ZINGA 等） | 国内外の試験結果により 0.45 | GB 50205-2020 6.3.2 条解説 | 亜鉛粒子が微細。手塗りによるApplicationは避ける | |
| ポリウレタン系ジンクリッチ／アルキッド鉄紅 | 実測平均 0.2 前後、設計値 0.15 | GB 50205-2020 6.3.2 条解説 | 摩擦力の損失が大きく、摩擦接合には原則使わない | |
| 溶射アルミ・溶融亜鉛めっき | 処理試験方法と μ はいずれも試験で定める | GB 50017、JGJ 82-2011 表 3.2.4 注 | .duplex 系で頻出の落とし穴。ジンクリッチの値を流用してはならない | |
注：表中の値は設計と検査単位合否判定のための規格採用値である。異なる鋼種を接合する場合は低い側を採用し、ワイヤブラシによる錆落としは荷重伝達方向と直角に行う。表にない処理試験方法は、すべて実物の試験で値を定める。
5. μ を 0.10 失うとボルトは何本増えるか
M20・10.9S（P = 155 kN）・摩擦面 2 枚（nf = 2）・Q355 鋼の節点で試算する。
- ブラスト後未塗装、μ = 0.50：Nvb = 0.9 × 2 × 0.50 × 155 = 139.5 kN/本；
- ブラスト後に無機ジンクリッチ、μ = 0.40：Nvb = 0.9 × 2 × 0.40 × 155 = 111.6 kN/本；
- 誤って通常の有機下塗りを塗装、μ = 0.15：Nvb = 0.9 × 2 × 0.15 × 155 = 41.9 kN/本。
μ = 0.50 から 0.40 へ下がれば 1 本あたりの耐力は約 20 % 減となり、同じ設計せん断力には約 25 % 多くのボルトが必要になる（1 ÷ 0.8 − 1）。ボルト間隔、端距離、継手板の寸法、スパナ作業スペースまで変わる。μ = 0.15 では未塗装の約 3.3 倍（0.50 ÷ 0.15）となり、構造上布置できないことが多い。摩擦面にかけた一吹きは、節点の耐力から支払われる。
6. 摩擦面に使える塗料、使えない塗料
6.1 無機ケイ酸ジンクリッチ・Anti-Slipケイ酸亜鉛
ケイ酸エチル型または水ガラス型の無機ジンクリッチ塗料は、亜鉛粉を無機バインダーに保持し、塗膜は硬質・多孔質で亜鉛粒子間接触による電気連続性を持つ。アンカーパターンを埋める程度が通常の有機塗料より小さいため、規格にDirectの採用値がある。使用上の要点：Film Thicknessは設計どおりに管理する（被覆摩擦面の最小Film Thicknessは設計パラメータ）、組立・試験前に完全硬化させる、JGJ 82-2011 表 3.2.4 の注はAnti-Slipケイ酸亜鉛塗料と ZINGA 系の手塗りを認めていない、主系統の中塗り・上塗りとの層間適合を確認する、湿潤保管中の白錆を避ける。
6.2 エポキシジンクリッチ・アルキッド鉄紅・ポリウレタンジンクリッチ
重防食系の定番下塗りだが、摩擦面では摩擦力を大きく失う。GB 50205-2020 の解説が示すポリウレタン系ジンクリッチとアルキッド鉄紅の実測平均は 0.2 前後にとどまる。設計が実測値で節点を組み直さないかぎり、これらの下塗りを摩擦面に吹き付けてはならない。現場で起きる典型は「部材ごとブラスト、部材ごと塗装」で、回避区が計画外に塗られてしまうことである。
6.3 中塗り・上塗り・ショッププライマー
マイカ酸化物鉄エポキシ中塗りやポリウレタン・ポリシロキサン上塗りは、埋め上げ性の厚膜バリアであり、摩擦面には置けない。節点内に 無傷のショッププライマーを残すかは設計に従うが、残すと μ が概ね下がるため、ブラスト時の局所マスキングか二次処理での除去が通例である。
6.4 耐火被覆が絡む場合
JGJ 82-2011 の 3.1.4 条は、部材を耐火塗料で保護する場合、高力ボルト接合部の塗厚が隣接部材の塗厚以上であることを要求する。これは「摩擦面を塗らない」と矛盾しない。耐火被覆が覆うのは節点の露出形状と部材Surfaceであり、板重ね内部で力を伝える接触面は図面どおりに保つ。深化図で二つの領域を色分けしておく。
7. Applicationと保護のウィンドウ
| 工事 | 管理項目 | 一般的な做法とよくある不具合 |
|---|---|---|
| ブラスト | 等級は設計準拠、実務では Sa 2½；アンカーパターン Rz 40～75 µm | 湿った研磨材や劣化研磨材では山が立たない。海砂は使用禁止。水溶性塩は ISO 8502-9 で測定し 50 mg/m²（NaCl 換算）以下 |
| 塗装 | 相対Humidity 85 % 以下、鋼板Temperatureは露点 + 3 ℃ 以上 | 無機ジンクリッチは低温・高湿で硬化不良を起こし、付着と μ の双方に響く |
| 養生・保管 | 完全硬化と設計Film Thicknessの確認後に組立・試験 | 無機ジンクリッチは養生日数が必要。早期試験は数値を誤る |
| 端部処理 | 半径 2 mm 以上の R 加工、3 回研磨、または同等処理 | 鋭角エッジは塗膜を引き剥がし、応力集中と発錆の起点になる |
| 現場保護 | 乾燥・清潔を保ち、油・泥・雨・衝突を避ける | 回避区にマスキング、銘柄別山積み。再錆後は処理し直し、単独で試験する |
| 建方前の再試験 | 据付業者が単独で再試験。現場処理面は単独で採取 | 工場成績書を流用しない。輸送と保管でSurface状態は既に変わっている |
8. すべり試験と合否判定
試験は GB 50205-2020 付録 B.0.7 に従い、「五同・一批三組・一荷重曲線」として整理できる。
- 五同：試験体は代表部材と同一鋼種、同一ロット製作、同一摩擦面処理、同一Surface状態（塗膜含む）、同一ロット同強度区分のボルトを用い、同一環境で保管する。
- 試験体形状：摩擦面 2 枚・片側 2 本の継手引張試験体。側板厚は中央板厚の 1/2 以上。すべり前に正味断面が弾性域を保つこと、1 組は 1 回だけ試験し再使用しない。
- 締め付け：仮締めは規格軸力の約 50 %、本締め後の実測軸力は 0.95P～1.05P の範囲。
- 載荷：設計すべり荷の 10 % を載荷して 1 分保持、その後 3～5 kN/s ですべり破壊まで載荷し、すべり荷重 Nv を取る。
- 算定：μ = Nv /（nf × ΣPi）、nf = 2、ΣPi はすべり側ボルトの実測軸力合計。小数第 2 位まで丸め、実測値が設計値以上で合格。
- 不合格のとき：まず試験体と部材の一致、軸力、汚染を確認し、面を処理し直して再試験。再度不合格なら処理工事を変更するか設計変更で対応する。「ほぼ満足」での合否は成立しない。
第三者試験機関の実務からは二点、技術協定に書いておきたい。試験環境を 10 ℃～35 ℃・相対Humidity 80 % 以下に保つこと、そして塗膜が過厚または未硬化だと低い値が出やすいことである。この場合すべりは鉄対鉄の界面ではなく塗膜内部で生じる。
9. 主系統防食との接続
- 節点図で区域指定：摩擦面ごとに「塗装なし」または「被覆摩擦面」と記し、設計 μ・製品・Film Thickness・区域境界（通常は穴センター線からの距離）を示す。部材一括塗装を防ぐ。
- 回避してから本締め後にシーリング：本締め検査合格後、ボルト頭・ワッシャ・継手板周縁・隙間をストライプ塗装またはシーリングで閉じる。水と塩化物の侵入経路を止めつつ、軸力と摩擦伝達経路を乱さない。
- 現場処理面は独立した検査単位：高所研磨や現場ブラストで生じた面は試験体も合否判定も単独で行い、工場処理分と統合判定しない。
- Film Thickness記録を二種類：摩擦面塗膜は設計最小Film Thicknessに対し、主系統塗膜は GB 55006-2021 の 7.3.1 条に対して記録する。
FAQ
Q1：部材ごと一括塗装する工事で、摩擦面も一緒に塗ってよいか。
よいはずがない。GB 50205-2020 の 6.3.7 条が設計要求以外を禁じている。塗装後は μ を被覆面として定め直す必要があり、通常の有機系では 0.15～0.2 しか保証できない。節点は再照査となり、対応する試験成績は通常存在しない。
Q2：誤って摩擦面に塗装してしまった。処置は。
まず設計を確認し、次の二択である。一つは塗膜を設計等級（通常 ISO 8501-1 の Sa 2½）まで除去して面を処理し直し、再試験する試験方法。もう一つは「被覆摩擦面」として取り扱い、塗装試験体で すべり試験を行い、設計者に耐力確認を依頼する試験方法。いずれも試験成績で決着させ、目視判断では終わらせない。
Q3：無機ジンクリッチは 0.35/0.40 を採用でき、エポキシジンクリッチはできない理由は。
破壊形態と規格のデータ基盤の違いである。無機ケイ酸系は硬質・多孔質で亜鉛接触を保ち、膨大な試験が規格の表に反映されている。エポキシ系は連続した靭性ある有機皮膜となり、すべりが皮膜内部で生じるため、規格は値を定めず、実物の試験で決めるしかない。
Q4：被覆摩擦面の試験体は、塗装前と塗装後のどちらで試験するか。
塗装後である。部材と同時にブラスト・塗装・養生・保管し、設計Film Thicknessと完全硬化に達してから組立て締め、載荷する。未塗装試験体や別ロットの小片での代替は判定を無効にする。
Q5：溶融亜鉛めっきや溶射アルミの面に、ジンクリッチの値を流用してよいか。
ならない。GB 50017 と JGJ 82-2011 表 3.2.4 の注は、それ以外の処理試験方法について処理工事と μ の双方を試験で定めることを要求する。duplex 系のめっき部材では、亜鉛Surfaceの状態（白錆、亜鉛塩）と変化したアンカーパターンも併せて考慮する必要がある。
Q6：建方後の節点はどこを塗ればよいか。
本締め検査に合格した後、ボルト頭・ワッシャ・板端・隙間をシーリングする。まず適合する塗料で素地と毛細隙間を封じ、次に主系統を設計Film Thicknessまで復元する。橋梁や海岸工場で節点の耐用性を決めるのは、この細部作業である。摩擦面を素地で置くことの代償として必要な工事である。
Q7：すべり係数とネジ係数は同じものか。
異なる。六角頭の締付トルク係数 K またはつみき頭の締付軸力はボルト系統のPerformanceであり、すべり係数は板の接触面のPerformanceである。二つは独立した合格条件で、通常はボルト系統の再試験が合格してからすべり試験の結果を判定する。
根拠規格
- GB 55006-2021 鉄骨構造通用規範（2021 年 4 月 9 日公布、2022 年 1 月 1 日施行）4.4.3、7.1.2、7.1.3、7.3.1 条
- GB 50205-2020 鉄骨構造Application品質検収標準 6.3.1、6.3.2、6.3.7 条および付録 B.0.4、B.0.7
- JGJ 82-2011 鉄骨高力ボルト接合技術規程 3.1.3、3.1.4、3.2.4、4.1.1、4.2.1 条
- GB 50017-2017 鉄骨構造設計標準（すべり係数の採用値と接合照査）
- ISO 8501-1（処理等級）、ISO 8502-9（水溶性塩）、ISO 8503（Surface粗さ）
- GB/T 1228・1229・1230・1231（六角頭ボルト系統）、GB/T 3632（つみき頭ボルト系統）
最終更新：2026-10-21 ｜ 執筆者：Kexin New Materials（広東）有限公司 技術チーム（Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.）。数値は引用規格の最新版・設計図書・実物の試験成績書に準拠する。摩擦面の仕様検討では、鋼種・腐食区分・設計 μ をご連絡いただきたい。