(57)【要約】【課題】断線時の影響を低減し、かつ、最大電力及び消費電力量を低減できるコンクリート舗装構造を提供する。【解決手段】コンクリート舗装版４の電熱線９は並列配線されている。制御装置５０は、融雪効果に着目した第１温度制御または凍結防止効果に着目した第２温度制御を選択し、電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する。積雪時には第１温度制御を行い、融雪完了により第２温度制御をおこなう。電源装置４５は制御装置５０の指令に基づき各電熱線９それぞれに電力を供給する。コンクリート舗装版４は、電熱線９を挟んで、熱伝導率の高い上層部８ｂと熱伝導率の低い下層部８ａとからなる。上層部８ｂの粗骨材にはけい石砕石を用い、細骨材にはけい石砕砂を用いる。下層部８ａの粗骨材には製鋼スラグを用い、細骨材には製鋼スラグ（水砕）を用いる。【選択図】図４
2014202001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート中に電熱線が埋設された床版を平面状に複数枚敷き並べてなる舗装構造であって、
前記電熱線が電気的に並列に接続されてなる
ことを特徴とする舗装構造。
【請求項２】
電源装置と、
前記電源装置から前記各床板の電熱線への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御装置と
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の舗装構造。
【請求項３】
前記床版は、水分センサと温度センサとに接続され、
前記制御装置は、
前記水分センサの情報に基づいて、第１温度制御と第２温度制御とのいずれかの制御を選択し、
前記第１温度制御を選択する場合、前記温度センサの温度が、第１目標基準温度を含む第１目標温度範囲になるように、電力供給を制御し、
前記第２温度制御を選択する場合、前記温度センサの温度が、第２目標基準温度を含む第２目標温度範囲になるように、電力供給を制御し、
前記第１目標基準温度は前記第２目標基準温度より高く設定されている
ことを特徴とする請求項２記載の舗装構造。
【請求項４】
前記床版は、前記電熱線を挟んで、熱伝導率の高い上層部と熱伝導率の低い下層部とからなる
ことを特徴とする請求項２〜３記載の舗装構造。
【請求項５】
前記上層部の粗骨材には、珪石が含まれ、
前記下層部の粗骨材には、高炉スラグまたは製鋼スラグが含まれる
ことを特徴とする請求項４記載の舗装構造。
【請求項６】
前記第１目標温度範囲は、２．０〜２．５℃であり、
前記第２目標温度範囲は、０．５〜１．０℃である
ことを特徴とする請求項５の舗装構造。
【請求項７】
降雪地域におけるトンネル出口個所、トンネル入口個所、道路傾斜個所、料金所個所、交差点個所及び歩道のいずれかの個所の舗装に用いられる
ことを特徴とする請求項１〜請求項６記載の舗装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート舗装構造に関し、特に融雪効果の高いコンクリート舗装版に関する。
【背景技術】
【０００２】
降雪地域において、道路等に電熱線等の融雪装置を埋設して路面上の雪を融かし、路面の凍結を防止するようにしている（例えば特許文献１）。
【０００３】
舗装の主流であるアスファルト舗装では、アスファルトフィニッシャーによりアスファルトを敷き均し、更に、電熱線をアスファルト層の所定位置に埋設し、その後、ロードローラにより転圧する。施工現場で電熱線を埋設する際の作業性を考慮すると、構造が単純なため、電熱線を直列配線とすることが好ましい。
【０００４】
ところで、トンネル出口個所、トンネル入口個所、道路傾斜個所、料金所個所、及び交差点個所などの舗装に、耐久性や急速施工等の観点からコンクリート舗装版が用いられることもある。コンクリート舗装版を平面状に複数枚に敷き並べ、隣り合うコンクリート舗装版同士を連結することにより、剛性の高い舗装構造が形成される。融雪機能を持たせる場合は、コンクリート舗装版内に電熱線を埋設する。なお、歩道においてもコンクリート舗装版が用いられることもある。
【０００５】
このとき、アスファルト舗装と同様に、電熱線を直列配線とすることが一般的である。具体的には、コンクリート舗装版端部に結線部を設け、コンクリート舗装版同士を連結する際に、結線部同士を電気的に直列に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１５２７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術のような直列配線では以下の様な課題があった。
【０００８】
コンクリート舗装版は着脱可能であり、断線したコンクリート舗装版のみを交換すればよいため、全面補修となるアスファルト舗装に比べれば、補修時の作業性はよい。それでも、断線時の対策について、改善の余地がある。
【０００９】
すなわち、電熱線が一部断線した場合、その影響が全体に及ぶ。その結果、舗装構造の融雪機能は全て失われる。また、どのコンクリート舗装版の電熱線が断線したか不明である。すべてのコンクリート舗装版の電熱線において、断線の有無を確認しなければならない。
【００１０】
また、例えばトンネルの出入口では積雪量は均一でない。トンネルから離れるに従って積雪量は増える。また、当日の風向きや地形などによっても、積雪量の多い箇所は変化する。直列配線では、積雪量が多い箇所も少ない箇所も均一に加熱する。無用な加熱は無駄な消費電力となり、維持管理費用が嵩む。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するものであり、断線時の影響を低減し、かつ、最大電力及び消費電力量を低減できるコンクリート舗装構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明は、コンクリート中に電熱線が埋設された床版を平面状に複数枚敷き並べてなる舗装構造であって、前記電熱線が電気的に並列に接続されてなる。
【００１３】
電熱線の並列配置により、電熱線の一つが断線した場合でも、他の電熱線は融雪を継続でき、また断線を容易に検出でき、断線時の影響を低減できる。
【００１４】
電熱線の並列配置により、各床版をそれぞれ加熱することにより、積雪量に応じた加熱制御ができる。これにより最大電力及び消費電力量を低減できる。
【００１５】
上記発明において好ましくは、前記舗装構造は、電源装置と、前記電源装置から前記各床板の電熱線への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御装置とを更に備える。
【００１６】
電力供給ＯＦＦとすることにより、無用の加熱を避け、最大電力及び消費電力量を低減できる。
【００１７】
更に好ましくは、前記床版は、水分センサと温度センサとに接続され、前記制御装置は、前記水分センサの情報に基づいて、第１温度制御と第２温度制御とのいずれかの制御を選択し、前記第１温度制御を選択する場合、前記温度センサの温度が、第１目標基準温度を含む第１目標温度範囲になるように、電力供給を制御し、前記第２温度制御を選択する場合、前記温度センサの温度が、第２目標基準温度を含む第２目標温度範囲になるように、電力供給を制御し、前記第１目標基準温度は前記第２目標基準温度より高く設定されている。
【００１８】
積雪時には融雪効果を期待する第１温度制御を選択し、融雪完了により凍結防止効果を期待する第２温度制御を選択する。第２温度制御は第１温度制御に比較して消費電力量を低減できる。これにより、無用の加熱を避け、消費電力量を低減できる。
【００１９】
上記発明において好ましくは、前記床版は、前記電熱線を挟んで、熱伝導率の高い上層部と熱伝導率の低い下層部とからなる。
【００２０】
更に好ましくは、前記上層部の粗骨材には、珪石が含まれ、前記下層部の粗骨材には、高炉スラグまたは製鋼スラグが含まれる。
【００２１】
この様な構成の床板は、加熱による昇温が速く、自然降温がゆっくりである。言い換えると、温まりやすく冷めにくいという性質を持つ。これにより、電力供給ＯＮにより急昇温し、電力供給ＯＦＦとしても、融雪効果または凍結防止効果を維持できる。すなわち、ＯＮ／ＯＦＦ制御をおこなうことができる。
【００２２】
更に好ましくは、前記第１目標温度範囲は、２．０〜２．５℃であり、前記第２目標温度範囲は、０．５〜１．０℃である。
【００２３】
温まりやすく冷めにくいという性質の床板により、第１目標基準温度の下限値２．０℃でも融雪効果が得られ、第２目標基準温度の下限値０．５℃でも凍結防止効果が得られる。目標基準温度を低く設定できることで、消費電力量を低減できる。
【００２４】
上記発明において好ましくは、降雪地域におけるトンネル出口個所、トンネル入口個所、道路傾斜個所、料金所個所、及び交差点個所のいずれかの個所の舗装に用いられる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、断線時の影響を低減できる。さらに、最大電力及び消費電力量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】コンクリート舗装版の一部破断斜視図
【図２】コンクリート舗装版の断面図
【図３】電熱線配線図
【図４】加熱システム概念図
【図５】温度制御選択機能処理フロー
【図６】電源供給ON/OFF機能処理フロー
【図７】フィジビリティスタディの温度履歴
【図８】消費電力量概念図
【図９】全体動作説明図
【図１０】補修手順
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〜コンクリート舗装版構成〜
図１は本実施形態に係るコンクリート舗装版の一部破断斜視図である。図２は断面図である。コンクリート舗装版４は、路盤（地面）２上に、厚さが約３０ミリの断熱系グラウト材３を介して配置され、道路の一部として機能する。
【００２８】
断熱系グラウト材３は、コンクリート舗装版４に埋設されている電熱線９による熱が路盤２側に逃げるのを遮断する断熱材の役目をなすもので、断熱系グラウト材３に代えて発泡ウレタン系の断熱材を使用する場合等もある。
【００２９】
コンクリート舗装版４は、横幅が約１７５０ミリ、縦幅が５０００ミリ、厚さ１８０ミリを基準とした様々な形状の平板である。自動車等の通行を可能にする一般道路に適用できるように、２０〜５０Ｎ（ニュートン）／ｃｍ２の強度を有する。コンクリート舗装版４を平面状に複数枚敷き並べ、隣り合うコンクリート舗装版４間は継手装置で連結されている。継手装置としては、例えば図示したようなコッター式継手装置６を使用する。
【００３０】
コッター式継手装置６は、対向するコンクリート舗装版４にそれぞれインサートされる受け金具であるＣ型継手金具６ａと、対峙した受け金具の相互に亘って着脱可能な差し込み金具であるＨ型金具６ｂとから構成される。対向するコンクリート舗装版４はコッター式継手装置６により機械的にかつ強固に連結されて、連続した一枚の基盤として形成されている。
【００３１】
コンクリート舗装版４は、現場または工場において、成形型内に、鉄筋７を配置するとともに、所定量の生コンを流し込んで約１２０ミリの下層部８ａを形成し、さらに下層部８上にヒータとしての電熱線９を敷設した後、電熱線９の上から所定量の生コンを流し込み、約６０ミリの上層部８ｂを形成することにより、電熱線９をコンクリート内に埋設して一体化するものである。一体化により、電熱線９の敷設時における耐熱性や耐圧性が不要となり、加えて耐久性も向上してコスト削減に寄与する。
【００３２】
図３は、コンクリート舗装版４における電熱線９の配線図である。電熱線９は平面方向に蛇行状に敷設される。
【００３３】
また、コンクリート舗装版４の前後左右の各端面１０ａには、電熱線９を電気接続するための結線部（コネクタ）９ａが露出している。一方、コンクリート舗装版４の上面１０ｂにおける前後左右の各端部には、コッター式継手装置６のＣ型継手金具６ａが対向する様に設けられている。
【００３４】
コンクリート舗装版４は、熱伝導率の低い下層部８ａと熱伝導率の高い上層部８ｂとから構成される。たとえば、上層部８ｂの粗骨材には５〜２０ｍｍ程度のけい石砕石を用い、細骨材には５ｍｍ未満のけい石砕砂を用いる。下層部８ａの粗骨材には５〜２０ｍｍ程度の製鋼スラグを用い、細骨材には５ｍｍ未満の製鋼スラグ（水砕）を用いる。
【００３５】
なお、この構成により、下層部８ａの熱伝導率は１．１〜１．２ｋｃａｌ／ｍｈ℃となり、上層部８ｂの熱伝導率は３．２ｋｃａｌ／ｍｈ℃となる。これにより、電熱線９による熱を路面に効率よく供給することができる。また、熱が路盤２側に逃げるのを抑制できる。すなわち、コンクリート舗装版４は加熱による昇温が速く、自然降温がゆっくりである。言い換えると、温まりやすく冷めにくいという性質を持つ。
【００３６】
〜制御システム構成〜
図４は本実施形態に係る加熱システムの概念図である。
【００３７】
複数（図示では６枚）のコンクリート舗装版４を平面状に敷き並べて、隣り合うコンクリート舗装版４間を連結し、舗装構造を形成する。ただし、図示では、説明の便宜上、連結していない。
【００３８】
加熱システムは、複数のコンクリート舗装版４と、水分センサ４１と、温度センサ４２と、電源装置４５と、制御装置５０とを備えている。
【００３９】
水分センサ４１と温度センサ４２はコンクリート舗装版４の表面に設けられている。水分センサ４１と温度センサ４２は送信機能を有し、有線または無線を介して、情報を制御装置５０に送信する。
【００４０】
なお、水分センサ４１は、コンクリート舗装版４の外部に設けられる場合もある。これにより、融雪剤の主成分である塩化カルシウムを水分と誤認して作動することを防止できる。
【００４１】
電源装置４５は各コンクリート舗装版４（Ｎｏ．１〜６）それぞれに電力を供給する。すなわち、電熱線９が電気的に並列に接続される。
【００４２】
なお、コンクリート舗装版４同士を連結する際に、電熱線９を電気的に直列に接続する場合は、連結した舗装版を一つのコンクリート舗装版４とみなす。すなわち、直列配線された電熱線をさらに並列配線する。
【００４３】
制御装置５０は、電源装置４５から各電熱線９（Ｎｏ．１〜６）への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する。制御装置５０は、水分センサ情報取得機能５１と温度センサ情報取得機能５２と、温度制御選択機能５３と、電源供給ON/OFF機能５４とを有する。機能ブロックを図４に追記する。
【００４４】
水分センサ情報取得機能５１は、水分センサ４１からの情報（水分の有無）を受信する。温度センサ情報取得機能５２は、温度センサ４２からの情報（温度）を受信する。
【００４５】
温度制御選択機能５３は、水分センサ４１の情報に基づいて、第１温度制御と第２温度制御とのいずれかの制御を選択する。
【００４６】
図５は、温度制御選択機能５３の処理フローである。水分センサ情報取得機能５１を介して水分情報を取得し（ステップＳ１１）、水分の有無を判断する（ステップＳ１２）。
【００４７】
ステップＳ１２において、水分有と判断する場合、第１目標温度範囲を設定し（ステップＳ１３）、第１温度制御を行う（ステップＳ１４）。ここで、第１目標温度範囲は、第１目標基準温度２．０℃と変動幅＋０．５℃とにより設定される。すなわち、第１目標温度範囲は２．０〜２．５℃となる。
【００４８】
第１目標基準温度２．０℃は融雪効果が得られる温度である（後述）。許容誤差として上方に変動幅を設けている。
【００４９】
ステップＳ１２において、水分無と判断する場合、第２目標温度範囲を設定し（ステップＳ１５）、第２温度制御を行う（ステップＳ１６）。ここで、第２目標温度範囲は、第２目標基準温度０．５℃と変動幅＋０．５℃とにより設定される。すなわち、第２目標温度範囲は０．５〜１．０℃となる。
【００５０】
第２目標基準温度０．５℃は凍結防止効果が得られる温度である（後述）。許容誤差として上方に変動幅を設けている。
【００５１】
このとき、第１目標基準温度（２．０℃）は第２目標基準温度（０．５℃）より高く設定されている。
【００５２】
電源供給ON/OFF機能５４は、第１温度制御（Ｓ１４）が選択されると、温度センサ４２の温度が、第１目標温度範囲（２．０〜２．５℃）になるように、電源装置４５から電熱線９（Ｎｏ．１〜６）への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、電源供給ON/OFF機能５４は、第２温度制御（Ｓ１６）が選択されると、温度センサ４２の温度が、第２目標温度範囲（０．５〜１．０℃）になるように、電源装置４５から電熱線９（Ｎｏ．１〜６）への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００５３】
すなわち、第１温度制御（Ｓ１４）と第２温度制御（Ｓ１６）とは、目標温度範囲が異なるが、制御内容は同様である。
【００５４】
図６は、電源供給ON/OFF機能５４の処理フローである。温度センサ情報取得機能５２を介して温度情報を取得する（ステップＳ２１）。
【００５５】
同時に、現在の電源装置４５のスイッチ情報を取得し（ステップＳ２２）、スイッチのON/OFFを判断する（ステップＳ２３）。
【００５６】
ステップＳ２３において、スイッチＯＮと判断する場合、更にステップＳ２１での温度が、温度範囲上限値を超えているか否かを判断する（ステップＳ２４）。
【００５７】
ステップＳ２４において、温度範囲上限値超と判断する場合、スイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えるように、電源装置４５に指令する（ステップＳ２５）。一方、温度範囲上限値以下と判断する場合、スイッチＯＮを継続する（ステップＳ２６）。すなわち、指令を出力しない。
【００５８】
ステップＳ２３において、スイッチＯＦＦと判断する場合、更にステップＳ２１での温度が、温度範囲下限値未満か否かを判断する（ステップＳ２７）。
【００５９】
ステップＳ２７において、温度範囲下限値未満と判断する場合、スイッチをＯＦＦからＯＮに切り替えるように、電源装置４５に指令する（ステップＳ２８）。一方、温度範囲下限値未満と判断する場合、スイッチＯＦＦを継続する（ステップＳ２９）。すなわち、指令を出力しない。
【００６０】
ステップＳ２５〜２９のいずれかの処理をおこなうと、スッテプＳ２１に戻る。
【００６１】
〜システム動作〜
発明者は、本実施形態に係る加熱システムの実証実験をおこなった。当然ながら、外気温や降雪量、雪質などの条件よって、結果は異なった。そこで、複数の実験結果に基づいて、外気温０℃、降雪量３０ｍｍという仮想環境において、フィジビリティスタディを行った。なお、便宜上、コンクリート舗装版４を１枚とした。
【００６２】
発明者は、第１目標基準温度および第２目標基準温度を様々な値に変更した実証実験の結果に基づいて、上記仮想環境において、融雪効果が得られる下限値が２．０℃であり、凍結防止効果が得られる下限値が０．５℃であると判断した。なお、第１目標基準温度２．０℃および第２目標基準温度０．５℃は仮想環境における下限値であり、第１目標基準温度および第２目標基準温度は実際の環境に応じて適宜温度設定する。これに伴い、第１目標温度範囲２．０〜２．５℃および第２目標温度範囲０．５〜１．０℃も適宜温度設定する。
【００６３】
図７は、フィジビリティスタディの温度履歴を示す図である。横軸は経過時間ｔを示し、縦軸は温度センサの温度を示す。
【００６４】
積雪の温度は０℃とすると、初期状態（ｔ＝０.０ｈ）で、温度センサの温度は０℃である。この状態で加熱を開始する。コンクリート舗装版４は加熱による昇温が速い（図示、正の傾きが大きい）という特性をもつ。
【００６５】
積雪により制御装置５０は水分有と判定し第１温度制御をおこなう（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４）。一方、当然、スイッチＯＦＦであり、第１温度範囲下限２．０℃未満であるため、制御装置５０はスイッチをＯＦＦからＯＮに切り替えるように指令する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２７→Ｓ２８→Ｓ２１）。
【００６６】
スイッチＯＮにより加熱は開始する。徐々に融雪しながら、コンクリート舗装版４は急昇温する。第１目標基準温度２．０℃以上になると、充分な融雪効果を発揮する。
【００６７】
制御装置５０は、第１温度範囲上限２．５℃を超えるまで、スイッチＯＮを継続する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２６→Ｓ２１→繰り返し）。
【００６８】
そして、ｔ＝１．３ｈにて温度センサの温度は２．５℃を超える。無用の加熱を避けるため加熱を中断する。
【００６９】
融雪途中であり、制御装置５０は水分有と判定し第１温度制御をおこなう（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４）。一方、スイッチＯＮであり、第１温度範囲上限２．５℃超であるため、制御装置５０はスイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えるように指令する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２１）。
【００７０】
スイッチＯＦＦにより加熱は中断される。コンクリート舗装版４は自然降温がゆっくりである（図示、負の傾きが小さい）という特性をもつ。第１目標基準温度２．０℃以上であるため、加熱中断でも融雪効果は継続する。融雪を継続しながら、コンクリート舗装版４は緩やかに降温する。
【００７１】
制御装置５０は、第１温度範囲下限２．０℃未満になるまで、スイッチＯＦＦを継続する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２７→Ｓ２９→Ｓ２１→繰り返し）。
【００７２】
そして、ｔ＝３．０ｈにて温度センサの温度は２．０℃未満となる。融雪効果を維持するため再加熱する。
【００７３】
融雪途中であり、制御装置５０は水分有と判定し第１温度制御をおこなう（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４）。一方、スイッチＯＦＦであり、第１温度範囲下限２．０℃未満であるため、制御装置５０はスイッチをＯＦＦからＯＮに切り替えるように指令する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２７→Ｓ２８→Ｓ２１）。
【００７４】
スイッチＯＮにより加熱が再開する。融雪を継続しながら、コンクリート舗装版４は急昇温する。
【００７５】
制御装置５０は、スイッチＯＮを継続する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２６→Ｓ２１→繰り返し）。
【００７６】
急昇温の途中のｔ＝３．３ｈにて、融雪が完了する。これにより、融雪効果から凍結防止効果に着目点を移す。
【００７７】
積雪がないため制御装置５０は水分無と判定し第２温度制御をおこなう（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１５→Ｓ１６）。一方、スイッチＯＮであり、第２温度範囲上限１．０超であるため、制御装置５０はスイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えるように指令する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２１）。
【００７８】
スイッチＯＦＦにより加熱は中断される。コンクリート舗装版４は緩やかに降温する。コンクリート舗装版４は自然降温がゆっくりであるという特性をもつ。このとき、第２目標基準温度０．５℃以上であるため、加熱中断でも凍結防止効果を発揮する。
【００７９】
制御装置５０は、第２温度範囲下限０．５℃未満になるまで、スイッチＯＦＦを継続する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２７→Ｓ２９→Ｓ２１→繰り返し）。
【００８０】
そして、ｔ＝８．１ｈにて温度センサの温度は０．５℃未満となる。
【００８１】
積雪はなく、制御装置５０は水分無と判定し第２温度制御をおこなう（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１５→Ｓ１６）。一方、スイッチＯＦＦであり、第２温度範囲下限０．５℃未満であるため、制御装置５０はスイッチをＯＦＦからＯＮに切り替えるように指令する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２７→Ｓ２８→Ｓ２１）。
【００８２】
スイッチＯＮにより加熱が再開する。凍結防止効果を維持しながら、コンクリート舗装版４は急昇温する。
【００８３】
制御装置５０は、スイッチＯＮを継続する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２６→Ｓ２１→繰り返し）。
【００８４】
そして、ｔ＝８．６ｈにて温度センサの温度は第２温度範囲上限１．０℃を超える。無用の加熱を避けるため加熱を中断する。
【００８５】
積雪はなく、制御装置５０は水分無と判定し第２温度制御をおこなう（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１５→Ｓ１６）。一方、スイッチＯＮであり、第２温度範囲上限１．０℃超であるため、制御装置５０はスイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えるように指令する（Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２１）。
【００８６】
以降、スイッチＯＮ／ＯＦＦを繰り返し、温度センサの温度が第２目標温度範囲０．５〜１．０℃になるように制御し、凍結防止効果を維持する。
【００８７】
〜比較例との比較〜
比較例として、従来の一般的なコンクリート舗装版の加熱について検討する。本実施形態のコンクリート舗装版４は加熱による昇温が速く自然降温がゆっくりであるという特性を有するのに対し、比較例のコンクリート舗装版は加熱による昇温がゆっくりであり、自然降温が速いという特性を有する。言い換えると、温まりにくく冷めやすいという性質を持つ。一方、電熱線９や電源装置４５の諸元は同レベルである。また、仮想環境も同様とする。
【００８８】
比較例の温度履歴を図７に追記する。
【００８９】
加熱開始により、徐々に融雪しながら、コンクリート舗装版は緩やかに（正の傾きが小さい）昇温する。ｔ＝５．２ｈにて基準温度３．０℃以上になると、充分な融雪効果を発揮する。なお、比較例のコンクリート舗装版は熱拡散の影響が大きいため、基準温度は本実施形態に比べて高めになる。
【００９０】
温度３．０℃にて、加熱による供給エネルギーと、融雪の消費エネルギーとが均衡する。
【００９１】
なお、このとき、仮に加熱を中断すると、比較例のコンクリート舗装版は急降温（負の傾きが大きい）する(図示破線)。したがって、本実施形態の様にスイッチＯＮ／ＯＦＦ制御をおこなうと、融雪効果を維持できない。すなわち、比較例のコンクリート舗装版において、スイッチＯＮ／ＯＦＦ制御することはできない。
【００９２】
逆に言うと、本実施形態のコンクリート舗装版４を開発したことにより、スイッチＯＮ／ＯＦＦ制御をおこなうことができる。
【００９３】
比較例の温度履歴の説明に戻る。温度３．０℃にて均衡した状態が継続し、ｔ＝７．８ｈにて、融雪が完了する。
【００９４】
前述のように、比較例のコンクリート舗装版において、スイッチＯＮ／ＯＦＦ制御することはできない。実際の環境においても、スイッチＯＮ／ＯＦＦ制御では急な降雪に対応できない。したがって、加熱を継続する。コンクリート舗装版は緩やかに昇温する。
【００９５】
本実施形態と比較例とを比較する。
【００９６】
図８は、消費電力量の概念図である。
【００９７】
本実施形態は、スイッチＯＮ／ＯＦＦ制御をおこない、スイッチＯＮの間のみ電力を供給する。これに対し、比較例は、常時電力供給する。
【００９８】
本実施形態は、積雪時は第１温度制御を選択し、融雪完了により第２温度制御を選択する。第２温度制御は第１温度制御に比較して消費電力量を低減できる。これに対し、比較例はこのような制御をおこなわない。
【００９９】
これらの制御により、本実施形態に係る加熱システムは、消費電力量を低減できる。
【０１００】
また、本実施形態は、比較例に比べ早く融雪できる(図７参照)。
【０１０１】
〜システム全体の動作〜
図９は、本実施形態に係る加熱システム全体の動作を説明する図である。図示構成は、図４の構成を簡略したものであり、同じ符号を付す。第１温度制御および第２温度制御の濃淡は消費電力を示唆する。
【０１０２】
本実施形態の特徴的な構成について再度簡単に説明する。各コンクリート舗装版４の電熱線９（Ｎｏ．１〜６）は並列配線されている。制御装置５０は、第１温度制御または第２温度制御を選択し、電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する。電源装置４５は制御装置５０の指令に基づき各電熱線９（Ｎｏ．１〜６）それぞれに電力を供給する。
【０１０３】
ところで、トンネル出口個所、トンネル入口個所、道路傾斜個所、料金所個所、及び交差点個所などの積雪量は、風向き、地形、障害物、交通量など諸要因により、均一ではない。たとえば、コンクリート舗装版（Ｎｏ．１〜６）の積雪量が０〜６０ｍｍであったとする。
【０１０４】
このとき、積雪のあるコンクリート舗装版（Ｎｏ．１〜５）では、融雪効果を期待して第１温度制御を行い、積雪のないコンクリート舗装版４（Ｎｏ．６）では、凍結防止効果を期待して第２温度制御を行う。
【０１０５】
さらに、積雪の少ないコンクリート舗装版（Ｎｏ．３，５）では、融雪完了により第２温度制御をおこなう。他のコンクリート舗装版（Ｎｏ．１，２，４）でも、融雪完了により、順次、第２温度制御をおこなう。
【０１０６】
第２温度制御は第１温度制御に比較して消費電力量を低減できる。これにより、確実に融雪を行うとともに、一律に加熱するのに比べ、消費電力量を低減できる。
【０１０７】
また、第１温度制御および第２温度制御において、電力供給ＯＦＦとなるコンクリート舗装版（Ｎｏ．１〜６）がある。これにより、システム全体での最大電力も低減できる。
【０１０８】
更に、断線時の影響について説明する。
【０１０９】
電熱線の並列配置により、電熱線の一つが断線した場合でも、他の電熱線は加熱可能であり、融雪を継続できる。
【０１１０】
また、制御装置５０は、電力供給しても昇温しないことにより、容易に断線を検出できる。また、システム管理者は、断線箇所のみ融雪されないことを目視により検出できる。このように、断線の検出が容易である。
【０１１１】
さらに、コンクリート舗装版は着脱可能であり、断線したコンクリート舗装版のみを交換すればよいため、補修が容易である。下記に補修手順について説明する。
【０１１２】
この様に、本実施形態に係る加熱システムは、断線時の影響を低減できる。
【０１１３】
〜補修手順〜
図１０は、断線時の補修手順を示す図である。図示は、２つの舗装版を電気的直列に接続し、連結した舗装版を一つのコンクリート舗装版４とみなす例である。繰り返し述べているように、複数のコンクリート舗装版４が電気的並列に接続されている。
【０１１４】
コンクリート舗装版４はコッター式継手装置６により機械的にかつ強固に連結されている。まずは、電気的な接続を解除する（手順１）。目地部をカッターで切断するとともに、Ｈ型金具６ｂを除去する（手順２，３）。これにより、機械的連結を解除でき、断線したコンクリート舗装版４をラフタークレーン等により撤去できる（手順４）。
【０１１５】
既存の裏込グラウト３を撤去し、再度、路盤２を整正する（手順５，６）。さらに、新しいコンクリート舗装版４をラフタークレーン等により設置する（手順７）。
【０１１６】
Ｈ型金具６ｂをＣ型継手金具６ａに挿入しコッター式継手装置６の仮締めを行う（手順８）。新たに、裏込グラウト３を注入し、コッター式継手装置６の仮締めを行う（手順９，１０）。これにより、コンクリート舗装版４は他のコンクリート舗装版に機械的にかつ強固に連結される。
【０１１７】
最後に、コンクリート舗装版４を電気的並列に接続する（手順１１）。
【符号の説明】
【０１１８】
２  路盤
３  断熱系グラウト材
４  コンクリート舗装版
６  コッター式継手装置
７  鉄筋
８ａ  下層部
８ｂ  上層部
９  電熱線
１０ａ  端面
１０ｂ  上面
４１  水分センサ
４２  温度センサ
４５  電源装置
５０  制御装置
５１  水分センサ情報取得機能
５２  温度センサ情報取得機能
５３  温度制御選択機能
５４  電源供給ON/OFF機能
【図１】
2014202001.tif 000003
【図２】
2014202001.tif 000004
【図４】
2014202001.tif 000005
【図５】
2014202001.tif 000006
【図６】
2014202001.tif 000007
【図７】
2014202001.tif 000008
【図８】
2014202001.tif 000009
【図９】
2014202001.tif 000010
【図３】
2014202001.tif 000011
【図１０】
2014202001.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月8日(2014.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート中に電熱線が埋設された床版を平面状に複数枚敷き並べてなる舗装構造であって、
対向するコンクリート前記床版にそれぞれインサートされる受け金具と、対峙した受け金具の相互に亘って着脱可能な差し込み金具と、から構成される継手装置により、対向する前記床版は連結され、連続した一枚の基盤として形成され、
前記電熱線が電気的に並列に接続されてなる
ことを特徴とする舗装構造。
【請求項２】
前記床版は、前記電熱線を挟んで、熱伝導率の高い上層部と熱伝導率の低い下層部とか
らなる
ことを特徴とする請求項１記載の舗装構造。
【請求項３】
前記上層部の粗骨材には、珪石が含まれ、
前記下層部の粗骨材には、高炉スラグまたは製鋼スラグが含まれる
ことを特徴とする請求項２記載の舗装構造。
【請求項４】
前記上層部の粗骨材は、珪石であり、
前記下層部の粗骨材は、製鋼スラグである
ことを特徴とする請求項２記載の舗装構造。
【請求項５】
電源装置と、
前記床版に設けられた温度センサと、
前記電源装置から前記各床版の電熱線への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御装置と
を更に備え、
前記制御装置は、前記温度センサの温度が、目標温度範囲になるように、電力供給を制御する
ことを特徴とする請求項３または４記載の舗装構造。
【請求項６】
前記床版は、水分センサと温度センサとに接続され、
前記制御装置は、
前記水分センサの情報に基づいて、第１温度制御と第２温度制御とのいずれかの制御
を選択し、
前記第１温度制御を選択する場合、前記温度センサの温度が、第１目標基準温度を含
む第１目標温度範囲になるように、電力供給を制御し、
前記第２温度制御を選択する場合、前記温度センサの温度が、第２目標基準温度を含
む第２目標温度範囲になるように、電力供給を制御し、
前記第１目標基準温度は前記第２目標基準温度より高く設定されている
ことを特徴とする請求項５記載の舗装構造。
【請求項７】
前記第１目標温度範囲は、２．０〜２．５℃であり、
前記第２目標温度範囲は、０．５〜１．０℃である
ことを特徴とする請求項６記載の舗装構造。
【請求項８】
降雪地域におけるトンネル出口個所、トンネル入口個所、道路傾斜個所、料金所個所、
交差点個所及び歩道のいずれかの個所の舗装に用いられる
ことを特徴とする請求項１〜請求項７いずれか記載の舗装構造。