(57)【要約】【課題】各種の道路等の傾斜路面上に積雪し又は凍結された雪を融雪し、該傾斜路面を緩勾配にすることなく適正な勾配を確保すると共に路面のアプローチ部分の長さを短く設定し、工事納期の短縮化及び工事費の削減を図るべくした傾斜路システム技術を提供する。【解決手段】路盤１３は上面１３Ａの左・右に傾斜路面１３ａ、１３ｂを形成している。この左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂは例えばそれぞれ合成勾配を１０（％）に設定し、該左側傾斜路面１３ａ及び右側傾斜路面１３ｂに於けるそれぞれの道路構造の内部には左側舗装体１４ａ及び右側舗装体１４ｂを埋設し又は敷設している。左側、右側地熱採取杭１５ａ、１５ｂはそれぞれ路盤１３内の所定深さまで埋込まれ、地盤１３内の地中熱を採取し、熱供給管１６、１６を介して上記左、右側舗装体１４ａ、１４ｂに接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木・建築構造物に備えた路盤（大地）上面に所定の合成勾配を形成した傾斜路面と、該傾斜路面に埋設又は敷設しかつ該傾斜路面の上面に積雪した雪を融雪する舗装体と、上記路盤（大地）の所定深さに埋設して地中熱を採取しかつ上記舗装体に地中熱エネルギーを伝導する地熱採取杭とで構成されたことを特徴とする傾斜路システム。
【請求項２】
土木・建築構造物に備えた路盤（大地）上面に所定の合成勾配であって相反する傾斜角を形成した一方、他方の傾斜路面と、該一方、他方の傾斜路面に埋設又は敷設しかつ該一方、他方の傾斜路面の上面に積雪した雪を融雪する一方、他方の舗装体と、上記路盤（大地）の所定深さに埋設して地中熱を採取しかつ上記一方、他方の舗装体に地中熱エネルギーを伝導する一方、他方の地熱採取杭とで構成されたことを特徴とする傾斜路システム。
【請求項３】
前記傾斜路面の合成勾配が８（％）ないし１２．５（％）の範囲に設定されたことを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜路システム。
【請求項４】
前記舗装体は循環パイプで構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜路システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の道路等の傾斜路面上に積雪し又は凍結された雪を融雪し、該傾斜路面を緩勾配にすることなく適正な勾配を確保すると共に路面のアプローチ部分の長さを短く設定し、工事納期の短縮化及び工事費の削減を図るべくした傾斜路システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種、従来の技術に於ける第１の例として風力利用融雪システムであって、図２に示すような特開２００３−３５２５０号公開特許公報に開示された技術がある。これについて説明すれば、このシステムにおいて、風力発電装置Ａは、ダリウス型の風車１と同期発電機（交流発電機）２とによって構成されている。風車１が風Ｗによって回転すると、同期発電機２の回転軸が回転され、この回転によって同期発電機２において交流電力が発生する。この交流電力は電力供給路３によって電気ヒーターに供給される。電力供給路３には、変圧器（電圧調整器）３ａが設けられており、供給電圧の調節が行える。電気ヒーター４は電力を得て発熱するものであり、例えば、カーボン（炭素）を含有する面状発熱体を利用して構成する。また、面状発熱体を屋外に設置するので、樹脂等から成る被覆材にて覆い、防水加工を施しておく。この電気ヒーター４上には、これに接するようにして潜熱蓄熱材５が設けられている。潜熱蓄熱材５は、雪Ｓが融ける温度において潜熱温度が設定されており、図３に示すものは約５℃としている。すなわち、約５℃の温度において与えられた熱を状態変化に費やすことで蓄熱する性質を有する潜熱蓄熱材５を用いている。この潜熱蓄熱材５としては、無機水和塩を樹脂袋（容器）内に封止して成るものを用いる。そして、潜熱蓄熱材５上には、これを覆うための覆い部材６が設けられる構成である。
【０００３】
また、この種、従来の技術に於ける第２の例として蓄熱材を格納した舗装道路であって、図３に示すような特開平７−２４３２０２号公開特許公報に開示された技術がある。これについて説明すれば、図３は、蓄熱材Ｂを格納した舗装道路の断面図を示している。図３に於いて、表層７、基層８、路盤９、路床１０をそれぞれ示しており、上記蓄熱材Ｂを格納した格納容器１１は基層８に埋設されている。図３はアスファルト舗装道路の場合であるが、コンクリート舗装道路の場合には上記表層７と基層８は同一層を形成することに成る。そして、例えば表層７の厚さは５cm、基層８の厚さも５cmと成っている。勿論、これら各層７、８の厚さを限定することはないが、傷んだり、老化したりした路面を補修する際に削り取られる表層７は充分な厚さが必要とされ、上記格納容器１１、１１…は補修の際に障害にならない深さに設けられた基層８内に埋設されている。したがって、コンクリート舗装道路の場合には表層７の上面から数cmないし７cm〜８cmの深さに設けられる。そして、上記構成の作用としては格納容器１１に格納されている蓄熱材Ｂが液体の状態にある場合、該蓄熱材Ｂが冷却されるならば凝固点以下になり、その後蓄熱材Ｂは液体から固体へ相変化する。該蓄熱材Ｂによっては過冷却する場合もあるが、液体から固体に相変化する場合には凝固点温度を維持しながら凝固を続ける。したがって、この際に蓄熱材Ｂは潜熱を放出し、路面Ｃに熱エネルギーを与え、その結果、路面Ｃの凍結を防止する。この第２の例では、路面Ｃが凍結する温度よりも僅かに高い温度で相変化する蓄熱材Ｂを使用する。場合によっては１℃〜８℃で相変化する蓄熱材Ｂを使用してもある程度の効果は得られる。上記蓄熱材Ｂが全て固体に相変化するまでは熱エネルギーを放出し、路面へ熱を与えることになる訳で、一旦固体に相変化した蓄熱材Ｂは逆に路面から熱エネルギーを与えられて再び液体に戻る。これは、日中気温が上昇して路面温度が高くなり、該路面Ｃから蓄熱材Ｂへ熱が伝わって、固体から液体へ相変化する。液体となって潜熱を得た蓄熱材Ｂは、明け方の気温低下時に再び液体から固体へ相変化して路面Ｃに熱を与える。この第２の例では蓄熱材Ｂの相変化を利用して路面の凍結を防止する技術である。
【特許文献１】特開２００３−３５２５０号公開特許公報
【特許文献２】特開平７−２４３２０２号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術は、前述した構成、作用であるので次の課題が存在した。すなわち、従来の技術に於ける第１の例としての風力利用融雪システムによれば、採取したエネルギーを直接的に融雪に利用する技術であって、風Ｗのエネルギーが風車１を回転し、この回転力を同期発電機２で電気信号に変換し、この電気信号を直接に電気ヒータ４に導入し路面下の該電気ヒータ４を発熱させ、潜熱蓄熱材５を介して、路面上の雪Ｓを融雪する技術であり、傾斜路面上に積雪された雪を融雪する技術ではない。そして、融雪機能を路面の部位毎に上記電気ヒータ４や潜熱蓄熱材５を備える必要があり、融雪装置や融雪システムが複雑かつ大規模化して高価となり、また融雪効果は直接生み出されるエネルギーの大、小によって大きく影響を受け、融雪効率が悪く、実用に適さないという問題点があった。
また、従来の技術に於ける第２例としての蓄熱材を格納した舗装道路によれば、蓄熱材Ｂが数℃前・後にて液体から個体に相変化する性質を有し、この相変化する際に生じる凝固熱を利用した凍結防止技術であって、傾斜路面上に積雪された雪による路面の凍結現象を防止する技術ではないと共に積極的に傾斜路面上に於ける融雪技術に適しないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る傾斜路システムは、風力、太陽熱、地熱、微生物による有機物の分解熱、振動力等の運動エネルギー等の自然エネルギーを、熱もしくは電気エネルギーに変換し、この熱又は電気エネルギーを傾斜路面の内部に設けられた舗装体に供給する融雪システムであって、例えば、大地又は路盤に蓄えられた地中熱を融雪システムに利用し、傾斜路面上の積雪防止や凍結の防止に利用し、傾斜路面を必要以上に緩やかに設計することなく、傾斜路面のアプローチ部分の長さを短く設定し、施工納期の短縮化と施工費用の低減を可能とした技術であって、次の構成・手段から成立する。
すなわち、請求項１記載の発明によれば、土木・建築構造物に備えた路盤（大地）上面に所定の合成勾配を形成した傾斜路面と、該傾斜路面に埋設又は敷設しかつ該傾斜路面の上面に積雪した雪を融雪する舗装体と、上記路盤（大地）の所定深さに埋設して地中熱を採取しかつ上記舗装体に地中熱エネルギーを伝導する地熱採取杭とで構成されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明によれば、土木・建築構造物に備えた路盤（大地）上面に所定の合成勾配であって相反する傾斜角を形成した一方、他方の傾斜路面と、該一方、他方の傾斜路面に埋設又は敷設しかつ該一方、他方の傾斜路面の上面に積雪した雪を融雪する一方、他方の舗装体と、上記路盤（大地）の所定深さに埋設して地中熱を採取しかつ上記一方、他方の舗装体に地中熱エネルギーを伝導する一方、他方の地熱採取杭とで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記傾斜路面の合成勾配が８（％）ないし１２．５（％）の範囲に設定されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明に於いて、前記舗装体は循環パイプで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る傾斜路システムは、上述した構成、作用を有するので次の効果がある。
すなわち、請求項１ないし４記載の本発明によれば、車両走行の安全性及び登坂能力を確保し道路線形を緩和させ、傾斜路面のアプローチ部の長さを施工延長の短縮が図れ、都市部や土地収用に課題のある箇所などへの適用拡大が可能となると共に施工費の縮減が可能となるという効果がある。また、積雪寒冷の度合が頻繁な地域に存する道路で、合成勾配が８％とされている箇所に適用し、道路線形が道路構造令による一般的な合成勾配１０％に緩和された場合においては、高低差に対して２％分程度ののアプローチ部の長さの短縮が可能となるという効果がある。さらに、例えば、地中熱を採取する地熱採取杭を介してクリーンエネルギーである地中熱を熱もしくは電気エネルギーとして傾斜道路構造の内部に設けられた舗装体に供給する融雪システムが可能となり舗装体に供給された熱又は電気エネルギーを主に凍結防止や融雪機能へ利用できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る傾斜路システムの実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明に係る傾斜路システムの実施の形態の一例を示す垂直断面図である。
【００１１】
１２はアンダーパスや跨道橋等の土木・建築構造物である。１３は該土木・建築構造物１２に隣接し又は下方に存在する大地又は路盤である。該路盤１３は上面１３Ａの左・右に傾斜路面１３ａ、１３ｂを形成している。この左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂは例えばそれぞれ合成勾配を１０（％）に設定しており、互に反対方向に傾斜している。該左側傾斜路面１３ａ及び右側傾斜路面１３ｂに於けるそれぞれの道路構造の内部には左側舗装体１４ａ及び右側舗装体１４ｂを埋設し又は敷設している。該左側、右側舗装体１４ａ、１４ｂは例えば熱供給管１６と同一材料のものを循環パイプの構造として構成する。
ここで、上記合成勾配とは縦断勾配と片勾配又は横断勾配とを合成した勾配であって、道路の設計速度に応じてその値が決定される。
【００１２】
１５ａは左側地熱採取杭であって、熱供給管１６を介して上記左側舗装体１４ａに接続されている。１５ｂは右側地熱採取杭であって、熱供給管１６を介して上記右側舗装体１４ｂに接続されている。上記左側、右側地熱採取杭１５ａ、１５ｂはそれぞれ路盤１３内の所定深さまで埋込まれ、地盤１３内の地中熱を採取する。ここで、上記左側、右側地熱採取杭１５ａ、１５ｂは、例えば、内管と外管から成るポリエチレン袋の二重同軸管であって、その杭長さは約７０ないし２００（ｍ）に設定され採取したい地中熱エネルギー量や路盤１３の構成条件から決定される。採取された地中熱エネルギーは上記左側、右側地熱採取杭１５ａ、１５ｂから熱供給管１６、１６を経てそれぞれ左側舗装体１４ａ及び右側舗装体１４ｂに伝導される。そして、該左側、右側舗装体１４ａ、１４ｂの上面部又は左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂに凍結し又は積雪された雪Ｓが存在すれば、これを融雪する。左側、右側地熱採取杭１５ａ、１５ｂは、１２の一部である基礎杭を併用したものでもよい。
【００１３】
次に、本発明に係る傾斜路システムの実施の形態に基づく動作等を説明する。
上記路盤（大地）１３は地中熱エネルギーを保有しており、この地中熱エネルギーを左側、右側地熱採取杭１５ａ、１５ｂが採取する。そして、該左側、右側地熱採取杭１５ａ、１５ｂは熱供給管１６、１６により上記左側、右側舗装体１４ａ、１４ｂと水理的に閉ループで連結され、例えば、別置するポンプにより熱媒体としての循環水を圧送・循環させる。上記左側、右側舗装体１４ａ、１４ｂの内部構造を構成する循環構成された熱供給パイプから上記熱供給管１６、１６を介してリターンした循環水は該左側、右側地熱採取杭１５ａ、１５ｂの内管を杭先に向って下降した後にその外管を上昇し再び上記左側、右側舗装体１４ａ、１４ｂに流送する。この繰返し動作により地中熱エネルギーを伝導し該左側、右側舗装体１４ａ、１４ｂ又は左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂに積雪された雪Ｓを融雪する。
【００１４】
一般的に積雪寒冷地に於いては、左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂは凍結・積雪の際に車両の安全性や登坂能力の観点からそれ以外の地域に於ける道路勾配に関する基準により緩勾配にしなければならなく、例えば合成勾配８（％）程度以下に厳しく要求されている。すなわち本発明システムを適用する前では、左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂの合成勾配を８（％）に設定する。そして、左側、右側の傾斜路面１３ａ、１３ｂの構造形態等に適合するようにその合成勾配を好ましくは８（％）ないし１２．５（％）に設定するとよい。その勾配角θ０１、θ０２とし左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂの基端Ｐ１から上端Ｐ２までの水平距離、すなわち左・右側傾斜路面のアプローチ部の長さＬ０１、Ｌ０２である。そして、図１に示す本発明を適用すれば車両の走行の安全性等を確保したうえで傾斜路面の勾配をやや急峻にでき、左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂの合成勾配を１０（％）程度に設定できる。図１に示すように勾配θ１、θ２とし、左側、右側傾斜路面のアプローチ部の長さＬ１、Ｌ２とすれば、θ１＞θ０１、θ２＞θ０２、Ｌ１＜Ｌ０１、Ｌ２＜Ｌ０２の関係となり、当該アプローチ部Ｌ１、Ｌ２を従前のアプローチ部の長さＬ０１、Ｌ０２より、短く設定できる。従って、車両の安全性及び登坂能力を確保し、道路線形を緩和させ、左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂのアプローチ部Ｌ１、Ｌ２の長さに関し、上記例では合成勾配２（％）分の短縮化が図られ、都市部や土地収用に課題のある箇所等への適用拡大が可能となり、施工延長を行なうことなく施工費の削減が実現できた。
【実施例】
【００１５】
本発明に係る傾斜路システムの実施例について説明する。
上述した本発明に係る傾斜路システムの実施の形態の構成例は、路盤（大地）１３の上面１３Ａに２つの傾斜路面、すなわち左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂを形成した場合であって、左・右２つの舗装体１４ａ、１４ｂ及び左・右２つの地熱採取杭１５ａ、１５ｂを配備した融雪システムを提供する。
当該実施例による融雪システムは小規模な融雪システムであって路盤（大地）１３の上面１３Ａに単一の傾斜面を形成し、これにより単一の地熱採取杭及び単一の舗装体を配備して構成する。このような融雪システムであっても本発明の目的を達成できる。
【００１６】
また、本発明は地中熱エネルギー以外の風力、太陽熱、微生物による有機物の分解熱、摩擦・振動等の運動エネルギーを熱又は電気エネルギーに変換し、当該融雪システムに適用できる。
さらに、本発明は路盤（大地）１３からの地中熱エネルギーを不凍液又は空気等の媒体を循環させ、採取し、熱媒体や電気媒体として上記左側、右側舗装体１４ａ、１４ｂへ供給し、その熱又は電気エネルギーを熱源とし左側、右側傾斜路面１３ａ、１３ｂの積雪を防止し、また凍結を防止し、路面状況の改良を図り、車両走行の安全性や登坂能力を確保する。一方、熱源の媒体すなわち、循環素材としては、上述した循環水のほか循環空気、ヒートパイプ等であり、これを通じて左側、右側舗装体１４ａ、１４ｂ等の需要箇所に供給される。電気エネルギーの場合は電線を通じて供給する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る傾斜路システムの実施の形態を示す垂直断面図である。
【図２】従来の技術に於ける第１の例として風力利用融雪システムを示す構成図である。
【図３】従来の技術に於ける第２の例として蓄熱材を格納した舗装道路を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１２    土木・建築構造物
１３    路盤（大地）
１３Ａ  路盤（大地）の上面
１３ａ  左側傾斜路面
１３ｂ  右側傾斜路面
１４ａ  左側舗装体
１４ｂ  右側舗装体
１５ａ  左側地熱採取杭
１５ｂ  右側地熱採取杭
１６    熱供給管
θ１    左側傾斜路面の勾配角
θ２    右側傾斜路面の勾配角
Ｌ１    左側傾斜路面のアプローチ部の長さ
Ｌ２    右側傾斜路面のアプローチ部の長さ
【図１】
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【図２】
2007321380.tif 000004
【図３】
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