(57)【要約】【課題】電力消費量を少なくしながら、効率よく車輪通過面の融氷雪および凍結防止を行い、安全に走行できるようにする路面凍結防止設備を提供する。【解決手段】路面における車輪通行帯の下面にのみ発熱線３を用いた発熱部２を有する融解マット１を敷設した。発熱部２は１本の発熱線３を道路方向に延伸し、複数回折り返して得られる複数列の発熱線３からなる。発熱部２の下面に敷いた断熱マット４と、発熱部２の上面に置いた熱拡散ネット５を有する。融解マット１に通電すると車輪通行帯上の雪や氷は熱を受けて融け、非車輪通行帯は車両の排ガスやはねた水で融ける。車輪通行帯に限定した狭い面積のみで電力を消費するので、電力消費量が少ない。発熱線３が車輪通行帯を走行する車輪の移動に対し交差しない。このため、轍掘れの影響を受けにくく発熱線３の断線や破損が生じない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路の路面における車輪通行帯の下面にのみ発熱線を用いた発熱部を有する融解マットを敷設した
ことを特徴とする路面凍結防止設備。
【請求項２】
前記発熱部は、１本の発熱線を道路方向に延伸し、かつ複数回折り返して得られる複数列の発熱線からなる
ことを特徴とする請求項１記載の路面凍結防止設備。
【請求項３】
前記発熱部の下面に敷いた断熱マットと、前記発熱部の上面に置いた熱拡散ネットを有する
ことを特徴とする請求項２記載の路面凍結防止設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は路面凍結防止設備に関する。さらに詳しくは、冬期における道路上の積雪や凍結した氷をとかして交通の安全を確保するための路面凍結防止設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の従来技術は、道路上の氷雪を融かすため路面のほぼ全面に渡って断熱層と面状発熱体を埋設した構造である。
この従来技術によると、路面の表面を全面的に加熱することになるので、消費電力量が多くなることと、高圧電源を用いる場合は、設備費が高くつくという欠点があった。さらに面状発熱体が走行車両の踏圧によって損傷しやすいという問題があった。
【０００３】
とくに面状発熱体が発熱線をネット状に組んだものである場合、その損傷は、いわゆる轍掘れによるものが顕著である。走行車両の車輪が路面上の同じ所を通過すると、路面が車両重量を受けて段々と陥没していき、路面に轍ができる。轍の底部と轍の周囲とは高さが異なってくるので、面状発熱体のうち轍に交差する方向の発熱線には、車両が通過する度に引張り力を受けて、抜けや切断などの損傷が発生する。このため、面状発熱体の寿命が短く、保守費用が高くなるという欠点があった。
また、ネット状に組んだ面状発熱体の長さは発熱線の長さから制約されて短いものとなり、短い面状発熱体を路面内に多数設置すると電極との接続個所も多くなる。そのため轍での抜け切れによる漏電の悪影響が多くなっていた。
【０００４】
特許文献２の従来技術は、基本構造は特許文献１と同様に路面の下に電気発熱体を配設したものであるが、長い電気発熱体を道路方向に平行に延びるように設置したものである。そして、複数本の電気発熱体の間は車両のタイヤの幅より広くして轍掘れによる損傷を回避するようにしたものである。
【０００５】
しかるに、特許文献２の従来技術では、発熱部分が走行車両の車輪の通過面から外れているので、肝心の車輪通行帯の凍結が防止しにくいという問題があった。とくに、橋やトンネル出口での融氷雪ができていないと、車両が急に凍結面に乗り入れることとなって、非常に危険である。このため、特許文献２の従来技術では、路面凍結防止技術の本来の目的が充分に発揮することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１９５２２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１４４３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、電力消費量を少なくしながら、効率よく車輪通行帯の融氷雪および凍結防止を行い、安全に走行できるようにする路面凍結防止設備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】
【０００８】
第１発明の路面凍結防止設備は、道路の路面における車輪通行帯の下面にのみ発熱線を用いた発熱部を有する融解マットを敷設したことを特徴とする。
第２発明の路面凍結防止設備は、第１発明において、前記発熱部は、１本の発熱線を道路方向に延伸し、かつ複数回折り返して得られる複数列の発熱線からなることを特徴とする。
第３発明の路面凍結防止設備は、第２発明において、前記発熱部の下面に敷いた断熱マットと、前記発熱部の上面に置いた熱拡散ネットを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、車輪通行帯のみを融解マットで加熱すると車輪通行帯上の氷雪は熱を受けて融け、非車輪通行帯の氷雪は車両の排ガスやはねた水で融ける。このように車輪通行帯に限定した狭い面積のみで電力を消費するので、電力消費量が少なく経済的である。
第２発明によれば、発熱線が道路方向に延びているので、車輪通行帯を走行する車輪の移動に対して平行に位置するのみで交差していない。このため、車輪の重量により生ずる、轍掘れの影響を受けにくく、発熱線の断線や破損が生じない。よって、保守費用を低減できる。
第３発明によれば、断熱マットは発熱部の発熱した熱を下方に伝達しないで上方に向かわせるので路面上の熱伝導効率が高くなる。また、熱拡散ネットは発熱部で発熱した熱をより広く拡散するので、発熱線の配列数が少なくても車輪通行帯の全幅にわたって高い融氷雪効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る路面凍結防止設備の全体平面図である。
【図２】図１に示す融解マットの平面図である。
【図３】図２に示す発熱部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、Ｒは道路、Ｌｃはセンターラインを示し、矢印Ａｒは車両の走行方向を示している。図示の道路は片側一車線のものであるが、本発明は車線数や道幅等には全く制限されず適用できる。
符号Ｒｗは道路の路面幅を示し、Ｔｗは車両の車輪が通る車輪通行帯を示している。車輪通行帯Ｔｗは一車線につき左右２本の車輪に対応させて２本が対となっている。路面幅Ｒｗのうち車輪通行帯Ｔｗ以外の部分は非車輪通行帯であり、走行車両の車体のうち左右の車輪の間が通過したり、走行車両の側方であって車体が通過しない部分が対応する。
【００１２】
１は発熱部を内包する融解マットであり、長尺の部材である。
この長尺の融解マット１は道路方向に延伸しており、かつ車輪通行帯Ｔｗにのみ配設されていることが特徴である。換言すれば非車輪通行帯には配設されていない。
このような構造としたのは、車輪通行帯Ｔｗさえ融雪すれば車両の走行は安全であり、また非車輪通行帯の積雪は、車両走行時の跳ね水や排気ガスによって融氷雪されるからである。
【００１３】
そして、本発明の路面凍結防止設備では、路面全体を加熱するのでなく、限られた面積である車輪通行帯Ｔｗのみを加熱するので、消費電力が少なくて済む。たとえば、特許文献１の従来技術に比べると電力消費量は約１／３の７０〜１００ｗ／ｍ2に減るので、その利点は大きい。
【００１４】
図２は図１のII部分を拡大して示している。
各融解マット１は発熱部２を内包しているが、その発熱部２は１本の発熱線３で構成されている。すなわち、発熱部２は、１本の長い発熱線３を道路方向に延伸し、換言すれば長尺の融解マット１の長手方向に延ばし、かつ複数回折り返して複数列に発熱線３を配設している。
【００１５】
図示の例では、一端で３回折り返し、他端で２回折り返しており、計６列の発熱線３を用いている。また、発熱線同士３，３間の間隔は１０ｃｍで、長さＬは５００ｃｍである。ただし、折り返し回数や列数、間隔、長さＬは任意であり、車輪通行帯Ｔｗの幅や長さに応じて適切な値を選択すればよい。
【００１６】
また、融解マット１から道路端までの距離、同じくセンターラインＬｃまでの距離は、道路幅等や道路の利用態様から任意に定めればよい。左右一対の融解マット１，１の間隔は車両の幅から求められるが、一般的には１ｍ位である。
【００１７】
上記のように、発熱線３を道路方向、すなわち車輪の走行方向に沿わせておくと、轍掘りによる断線や損傷が生じにくいという利点がある。すなわち、轍掘りは長い間に繰り返し負荷される車両重量によって、車両の路面が陥没する現象であり、その陥没は道路の方向に延びている。いったん轍が生じ、轍と周囲との間に高低差が生ずると、車輪が通過する毎に、発熱線に過大な引張り力やせん断力が作用し、断線その他の損傷が生じやすい。
しかし、本発明のように発熱線３が車輪の走行方向に向いていると、轍ができたとしても轍内での高低差は少なく、発熱線３は轍に交差しないので引張り力もせん断力もほとんど作用しない。このため、断線や抜け等の不都合は生じない。よって、保守に要する費用も低減できる。
【００１８】
図３は図２のIII-III線部分の断面を拡大して示している。
図において、Ｒｓは路面、Ｔは車輪を示している。
発熱線３は、通電することにより発熱するものであれば、とくに制限なくどのような発熱線でも利用できる。本発明では、発熱効率が高く強度も高い炭素繊維を主材とする発熱線を用いることが好ましい。
【００１９】
発熱線３からなる発熱部２の下面には断熱マット４が敷かれ、上面には熱拡散マット５が置かれている。
路面の表面Ｒｓから熱拡散マット５までの間は、５０〜１００ｍｍ、とくに７０ｍｍ位を確保するのが好ましい。この程度の寸法があると、通過車両の重量で融解マット１が損傷することもない。また路面の補修時に表面から４０ｍｍを切削したとしても、融解マット１は露出しないので、工事中の支障も生じない。
【００２０】
６列の発熱線３からなる発熱部２の下面には断熱マット４が敷かれている。この断熱マット４は発熱線３の発生する熱を下方向には伝えないで、上方に向ける機能を果すものであるから、路面への熱伝導効率を高めることができる。
このような発熱効率向上効果を果すことができれば、材料や構造はどうのようなものでもよいが、たとえば、柔軟性のあるゴムを主材とするマットなどが利用できる。
なお、断熱マット４の幅は発熱部２の幅と同一でよい。
【００２１】
発熱部２の上面には熱拡散ネット５が置かれている。この熱拡散ネット５は、発熱線３の発生した熱を周囲、とくに道幅方向に融氷雪範囲を拡大する機能を果すものである。また、舗装体との一体化を図るものである。このように一体化しておくと舗装体の剥離を防止しやすい。
【００２２】
このような機能を果すことができれば、どのようなものを用いてもよいが、金網が強度があるので好ましい。また、金網は亀甲目であると型崩れがしにくいので好ましい。金網に亜鉛メッキをしていると熱伝導率が高くなるのでより好ましい。また、熱拡散ネット５の幅ｗは、発熱部２の幅より広く、たとえば、内側幅ｗ１が２０〜４０ｃｍ、とくに３０ｃｍ、外側幅ｗ２が５〜２０ｃｍ、とくに１０ｃｍが代表的であるが、これらの寸法に限られるものではない。このような熱拡散ネット５を用いると、発熱部２の幅よりも更に広い横幅で路面を加熱することができるので、少ない発熱線３で広い領域を加熱できるという利点がある。
【００２３】
本発明で用いる発熱線３は、炭素繊維を主材とするものであり、それ自体の発熱効果の高いものである。たとえば、電圧２００ｖ、使用電流1.3Ａの条件で発熱温度が８０℃以上が得られる。このような発熱効果の高い発熱線３を用いると、消費電力が少なくて済み、また、高圧電源を使用しなくてよいので、高圧使用の電源設備が不要となって、設備費が安価となる。
【００２４】
炭素繊維を主材とする発熱線３は長さが約３５ｍまで利用可能であるので、これを５回折り返して６列にしたとしても、長さＬが約５〜６ｍの融解マット１を構成できる。
このように長い融解マット１を用いることによって、制御器との接続個所を少なくでき、抜け切れ等に伴うトラブルを少なくすることができる。
【００２５】
図１に示すように、道路方向において直列となる２枚の融解マット１，１に対して１基の分岐端子盤１１が接続される。また、図では往復両側４列、計８枚の融解マット１に１基の分岐端子盤１１を用いているが、１基の分岐端子盤１１当りの融解マット１の接続数は道路幅に応じて任意である。
また、複数基の分岐端子盤１１に対し１基の主制御盤１０を設置している。
既述のごとく発熱線は発熱効率が高いので、２００ｖの低圧電源を利用できるので、主制御盤や分岐端子盤１１も簡易な構成のもので足りる。
【００２６】
図示してないが、主制御盤１０には温度センサーが接続される。温度センサーは、大気温度と路面温度の両方を計測するものを用い、車輪通行帯が設定温度に収まるように通電制御される。
【００２７】
本実施形態の路面凍結防止設備では、発熱線の発熱効率が高く、それによる消費電力が約１／３に減ることと、融解マット１の設置面積が約1／３になることとの相乗効果によって、使用電力量が従来技術の約１／８から１／１０程度に少なくすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    融解マット
２    発熱部
３    発熱線
４    断熱マット
５    熱拡散ネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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