Cement Science and Concrete Technology, No.60, 2006

コンクリート舗装のヒートアイランド緩和効果

㪁君島健之 1

㪁

大石英夫 1

㪁

西岡真稔 2

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森山正和 3

㪁1 住友大阪セメント株式会社 セメント・コンクリート研究所（〒551-0021 大阪府大阪市大正区南恩加島 7-1-55）
㪁2 大阪市立大学 大学院工学研究科都市系専攻（〒558-8585 大阪府大阪市住吉区杉本 3-3-138）
㪁3 神戸大学 工学部建設学科（〒657-8501 兵庫県神戸市灘区六甲台 1-1）

要旨：夏季においてヒートアイランド現象による日中の暑熱化や熱帯夜日数の増加が問題となっている。
原因として都市部における自然被覆物の減少による潜熱流の低下、都市構造物および舗装からの大気を温める顕熱流の増大、建築物の過密化による顕熱流により温められた大気の滞留などが挙げられる。本研究では、構内試験舗装を施工し熱収支測定および解析による評価を行った。その結果、白色系舗装であるコンクリート舗装は、黒色系舗装であるアスファルト系舗装に対し昼間の路面表面温度が低く、大気を温める顕熱流が小さかった。このことから、コンクリート舗装はヒートアイランド緩和にも効果的であることが推測される。

キーワード：ヒートアイランド、顕熱流、路面表面温度、コンクリート舗装、ポーラスコンクリート舗装、アスファルト舗装

1.て実測・検討を行っている。舗装の熱性能を論じるには、はじめに近年、大都市部においてヒートアイランド現象が顕著である。ヒートアイランド現象とは都市部の気温が郊外

このような熱収支の視点にたった研究成果を蓄積する必要がある。の気温に対し島状に高くなる現象であり、これは夏季にそこで、本研究ではヒートアイランドの緩和効果は建おける日中の暑熱化や熱帯夜日数の増加といった影響を物の屋上や道路舗装面等の熱収支において大気への顕熱もたらす。原因として、①都市部の自然被覆物（池等の流が小さいものほど効果が大きいとの立場から、道路舗水面や緑地）からの水の蒸発や、葉面の蒸散による潜熱装面における反射特性および熱収支に着目し、アスファ流の減少②自動車や空調からの排熱、都市構造物や道路

ルト系舗装およびコンクリート系舗装の中から一般的に舗装面の増加に伴う大気を直接加熱する顕熱流の増大③施工されている舗装で構内試験施工を実施し、昼間かつ高層建築物の過密化に伴う顕熱流によって温められた大自然状態（降雨がない、すなわち乾燥状態）における舗気の滞留（風向や気流の変化）などが挙げられる。ヒー装の熱特性を考察した。夏季における舗装体表面の放射トアイランド緩和に対しては様々な取り組みが行われて収支および熱収支を測定・解析し、舗装種別によるヒーいるが、都市面積の約 20% を占める道路舗装もその対トアイランド緩和効果について検討したので、その結果象の一つである。

について報告する。

その場合、ヒートアイランド緩和効果に対する検討手法は舗装の路面表面温度の比較で評価することが多いが、その中で福田 1）らは舗装表面の熱収支全般についTable 1

Outline of pavements

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Cement Science and Concrete Technology, No.60, 2006

Fig. 1

2.

実験の概要

2. 1

構内試験施工の概要

Sectional view of pavement

一方、舗装体内部の温度を測定するため、Fig. 1 に示す舗装構成断面の各層および表面より 1cm 下に T 型熱試験施工は大阪市大正区内において実施した。各舗装電対を埋設した。また、地中からの伝導熱流を測定するの概要を Table 1 に、舗装断面図を Fig. 1 に示す。舗ため、舗装体表面中央部から 1cm 下に熱流計を埋設し装種類として、普通コンクリート舗装（以下、普通コンた。と称す）、ポーラスコンクリート舗装（以下、ポラコンと称す）、密粒度アスファルト舗装（以下、密粒度アス3.

試験結果コンと称す）、排水性アスファルト舗装（以下、排水性3. 1

舗装体路面表面温度の測定結果アスコンと称す）の 4 種類を施工した。なお、施工面積2004 年および 2005 年の自然状態（乾燥状態）かつ晴は 2. 0m × 2. 0m/ 工区とし、舗装断面構成は軽交通対天日における各舗装体の T 型熱電対による路面表面最応とした。

高温度測定結果の平均値を Fig. 2 に、その時の標準偏2. 2差を Fig. 3 に示す。普通コンは 2 種類のアスコンに対熱収支測定の概要

測定は 2004 年 8 月および 2005 年 7 月から 9 月に実して約 10 ℃、ポラコンも同様に約 4 ℃低い路面表面温施した。本測定の主な測定項目および測定方法を Table度を示した。一方、密粒度アスコンと排水性アスコンの2 に示す。舗装体の路面表面温度測定には、T 型熱電

路面表面最高温度を比較した場合、路面表面温度はほぼ対および赤外線温度センサーを用いた。T 型熱電対は、同程度であった。

舗装体表面の中央部に熱電対の先端部を樹脂で貼り付け次に、2004 年の路面表面最高温度は、2005 年の路面た。なお、熱電対先端部の固定方法については、2005

表面最高温度に対し普通コンで約 3 ℃、ポラコン、密粒年の測定で変更を加え、直接日射があたるのを防ぐた

度アスコンおよび排水性アスコンで約 4 ℃高くなった。

めアルミテープで固定する方法とした。また、赤外線

また、2005 年の路面表面最高温度および最高気温の平温度センサーは温度センサー部を舗装体表面から高さ均値を算出した際の標準偏差は、普通コンを除き 200415cm、水平角度 30°に設置した。赤外線温度センサーは、年の標準偏差に対し小さくなった。この理由として、物体の放射エネルギーを電圧出力に変換しロガーによっ①年毎の測定日、路面表面最高温度および最高気温にて温度として読みとる測定機器であり、舗装体の放射率達する測定時刻の日射量の違いが大きく影響しておを 1 として測定した。

り、特に 2004 年に測定した路面表面温度は、日射Table 2636

Measurement items and measurement instrument㶎㪫㪿㪼㩷㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㫀㫊㩷㪸㫍㪼㫉㪸㪾㪼㪻㩷㫀㫅㩷㪻㫉㫐㩷㪺㫆㫅㪻㫀㫋㫀㫆㫅㩷㪸㫅㪻㩷㪽㫀㫅㪼㩷㩷㩷㩷㫎㪼㪸㫋㪿㪼㫉㩷㪻㪸㫐㫊㩷㫀㫅㩷㪘㫌㪾㫌㫊㫋㩷㪸㫋㩷㪇㪋㩾㪸㫅㪻㩷㪇㪌㩾㪅㪉㪇㪇㪋㫐㪼㪸㫉
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Cement Science and Concrete Technology, No.60, 2006㶎㪫㪿㪼㩷㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㫀㫊㩷㪸㫍㪼㫉㪸㪾㪼㪻㩷㫀㫅㩷㪻㫉㫐㩷㪺㫆㫅㪻㫀㫋㫀㫆㫅㩷㪸㫅㪻㩷㪽㫀㫅㪼㩷㩷㩷㩷㫎㪼㪸㫋㪿㪼㫉㩷㪻㪸㫐㫊㩷㫀㫅㩷㪘㫌㪾㫌㫊㫋㩷㪸㫋㩷㪇㪋㩾㪸㫅㪻㩷㪇㪌㩾㪅㪋㪉㪇㪇㪋㫐㪼㪸㫉㩿㫅㪔㪈㪌㪀㪊㪉㪇㪇㪌㫐㪼㪸㫉㩿㫅㪔㪈㪊㪀㪉㪈㪇㪥㫆㫉㫄㪸㫃㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪧㫆㫉㫆㫌㫊㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪛㪼㫅㫊㪼㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻 㪦㫇㪼㫅㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻 㪤㪸㫏㫀㫄㫌㫄㩷㪸㫀㫉㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅 㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㫋㪼㫄㫇

Fig. 3Standard deviation of maximum temperature
at the pavement surface㪎㪇㶎㪫㪿㪼㩷㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㫀㫊㩷㪸㫍㪼㫉㪸㪾㪼㪻㩷㫀㫅㩷㪻㫉㫐㩷㪺㫆㫅㪻㫀㫋㫀㫆㫅㩷㪸㫅㪻㩷㪽㫀㫅㪼㩷㩷㩷㫎㪼㪸㫋㪿㪼㫉㩷㪻㪸㫐㫊㩷㪸㫅㪻㩷㫊㪸㫄㪼㩷㫄㪼㪸㫊㫌㫉㪼㫄㪼㫅㫋㩷㪻㪸㫐㫊㩷㫀㫅㩷㪘㫌㪾㫌㫊㫋㩷㪸㫋㩷㪇㪌㩾㪅㪫㪿㪼㫉㫄㫆䇭㪺㫆㫌㫇㫃㪼㩷㩿㫅㪔㪈㪊㪀㪠㫅㪽㫉㪸㫉㪼㪻䇭㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㫊㪼㫅㫊㫆㫉㩷㩿㫅㪔㪈㪈㪀㪌㶎㪫㪿㪼㩷㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㫀㫊㩷㪸㫍㪼㫉㪸㪾㪼㪻㩷㫀㫅㩷㪻㫉㫐㩷㪺㫆㫅㪻㫀㫋㫀㫆㫅㩷㪸㫅㪻㩷㪽㫀㫅㪼㩷㩷㩷㫎㪼㪸㫋㪿㪼㫉㩷㪻㪸㫐㫊㩷㪸㫅㪻㩷㫊㪸㫄㪼㩷㫄㪼㪸㫊㫌㫉㪼㫄㪼㫅㫋㩷㪻㪸㫐㫊㩷㫀㫅㩷㪘㫌㪾㫌㫊㫋㩷㪸㫋㩷㪇㪌㩾㪅㪫㪿㪼㫉㫄㫆䇭㪺㫆㫌㫇㫃㪼㩷㩿㫅㪔㪈㪊㪀㪠㫅㪽㫉㪸㫉㪼㪻䇭㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㫊㪼㫅㫊㫆㫉㩷㩿㫅㪔㪈㪈㪀㪍㪇㪌㪇㪋㪇㪊㪇㪉㪇㪥㫆㫉㫄㪸㫃㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼Fig. 4㪧㫆㫉㫆㫌㫊㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪛㪼㫅㫊㪼㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪦㫇㪼㫅㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪪㫋㪸㫅㪻㪸㫉㪻 㪻㪼㫍㫀㪸㫋㫀㫆㫅 㫆㪽 㫄㪸㫏 㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼 㪸㫋㫇㪸㫍㪼㫄㪼㫅㫋 㫊㫌㫉㪽㪸㪺㪼㩿㷄䋩Maximum temperature at the pavement surface㪤㪸㫏㫀㫄㫌㫄㩷㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㪸㫋㩷㫋㪿㪼㩷㫇㪸㫍㪼㫄㪼㫅㫋㫊㫌㫉㪽㪸㪺㪼㩿㷄䋩

Fig. 2㪋㪊㪉㪈㪇㪥㫆㫉㫄㪸㫃
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Difference in the measuring method ofmaximum temperature at the pavementsurface

Fig. 5㪧㫆㫉㫆㫌㫊
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により貼り付けた T 型熱電対自体の温度上昇分が②測定値に影響していた。

00 〜 7：00 頃まで、2 種類のアスコンは普通コンとほぼ2005 年測定時は、日射による T 型熱電対先端部自同様の温度推移を示すが、8：00 〜 10：00 頃にかけて 2体の温度上昇によるバラツキが生じる可能性がある

種類のアスコンは、日射量の増加に伴い路面表面温度がと考えられたため、T 型熱電対の先端部をアルミ急激に上昇した。一方、普通コンは 8：00 頃から路面表テープで覆った。

面温度が上昇し始めるが、緩やかな上昇傾向を示した。

その結果、普通コンを除いた路面表面温度測定値のバラツキが小さくなったものと考えられる。
次に、2005 年の自然状態（乾燥状態）かつ晴天日であまた、翌日 0：00 〜 5：00 頃といった夜間では、各舗装体の路面表面温度は気温とほぼ同程度まで低下した。
3. 2

舗装体のアルベド（日射反射率）

り、同じ測定日における各舗装体の赤外線温度センサー自然状態（乾燥状態）での各舗装体におけるアルベドおよび T 型熱電対による路面表面最高温度測定結果の測定結果を Fig. 7 に示す。
「アルベド」とは長短波放射平均値を Fig. 4 に、その時の標準偏差を Fig. 5 に示す。

計により天空からの日射量（下向き短波）および舗装面その結果、T 型熱電対測定温度は赤外線温度センサーによる反射日射量（上向き短波）を測定し、反射日射量測定温度に対し、舗装種別に関係なく約 2 〜 3 ℃高い値となった。また、路面表面温度の標準偏差は、ほぼ同程度か T 型熱電対が大きかった。この理由として、Tたと考えられる。しかしながら、2 種類のアスコンに対する路面表面温度差は T 型熱電対で測定した場合とほ㪏㪇㪇
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次に、2005 年 8 月に測定した各舗装体の赤外線温度センサーによる路面表面温度の推移を Fig. 6 に示す。0：㪈㪇㪇㪘㫌㪾㫌㫊㫋 㪃㪈㪈 㪃㪉㪇㪇㪌

ぼ同様の傾向が認められ、普通コンで約 10 ℃、ポラコンで約 4 〜 5 ℃低い温度を示した。

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Fig. 6㪍㪑㪇㪇㪈㪉㪑㪇㪇㪈㪏㪑㪇㪇㪇㪑㪇㪇㪇㪍㪑㪇㪇Temperature at the pavement surface（2005year）
637

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部の平均温度を捕らえているために、両者に違いが生じ㪍㪇㪫㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼 䋨㷄䋩

凸を含む長軸半径 23. 5cm、短軸半径 8. 7cm のだ円内㪧㫆㫌㫉㫌㫊㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪦㫇㪼㫅㪾㫉㪸㪻㪼㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪭㫆㫃㫌㪼㫄㩷㫆㪽㩷㫊㫆㫃㪸㫉㩷㫉㪸㪻㫀㪸㫋㫀㫆㫅㩷㪐㪇㪇

型熱電対は舗装体表面の接触部の一点のみで温度を計測しているのに対し、赤外線温度センサーは路面表面の凹㪥㫆㫉㫄㪸㫃㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪛㪼㫅㫊㪼㪾㫉㪸㪻㪼㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪘㫀㫉㩷㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㪎㪇

Cement Science and Concrete Technology, No.60, 2006㪉㪇㪇㪋㫐㪼㪸㫉㪇㪅㪊㪊㪎㪇㪅㪊㪌㪘㫃㪹㪼㪻㫆㪘㩷䌭㪼㪸㫊㫌㫉㪼㪻㩷㫍㪸㫃㫌㪼㩷㫀㫅㩷㪉㪇㪇㪋㩷㫀㫊㩷㪘㫌㪾㫌㫊㫋㪃㪉㪍㪅

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㪇㪅㪉㪌㪘㩷䌭㪼㪸㫊㫌㫉㪼㪻㩷㫍㪸㫃㫌㪼㩷㫀㫅㩷㪉㪇㪇㪌㩷㫀㫊㩷㪸㫍㪸㫉㪸㪾㪼㪻㩷㫀㫅㩷㪡㫌㫃㫐㩷㫋㫆㪪㪼㫇㫋㪼㫄㪹㪼㫉㪅䋨㪤㪼㪸㫊㫌㫉㪼㫄㪼㫅㫋㩷㪻㪸㫐㩷㫀㫅㩷㪉㪇㪇㪌䋺㪡㫌㫃㫐㪃㪉㪎㩷㩷㪘㫌㪾㫌㫊㫋㪃㪉㪐㩷㪸㫅㪻㪪㪼㫇㫋㪼㫄㪹㪼㫉㪃㪉㪎㩷㪀㪫㪿㪼㩷㫍㪸㫃㫌㪼㩷㫆㫅㩷㫋㪿㪼㩷㪾㫉㪸㫇㪿㩷㫀㫊㩷㪪㪫㪛㪭㩷㪅㪇㪅㪉㪇㪇㪅㪈㪋㪐 㪇㪅㪈㪋㪈㪇㪅㪈㪌㪇㪅㪇㪎㪏 㪇㪅㪇㪏㪉㪇㪅㪈㪇㪇㪅㪇㪇㪏㪇㪅㪇㪇㪊㪇㪅㪇㪎㪋㪇㪅㪇㪌㪊㪇㪅㪇㪌㪇㪅㪇㪇㪍㪇㪅㪇㪇㪉㶎㪫㪿㪼㩷㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㫀㫊㩷㫋㪿㪼㩷㪸㫍㪸㫉㪸㪾㪼㪻㩷㫍㪸㫃㫌㪼㩷㫆㪽㩷㪻㫉㫐㩷㪺㫆㫅㪻㫀㫋㫀㫆㫅㩷㩷㩷㪹㫆㫋㪿㩷㩷㪘㫌㪾㫌㫊㫋㩷㪇㪋㩾㩷㪸㫅㪻㩷㪘㫌㪾㫌㫊㫋㩷㪇㪌㩾㩷㪸㫅㪻㩷㪸㩷㪽㫀㫅㪼㩷㫎㪼㪸㫋㪿㪼㫉㩷㪻㪸㫐㪅㪎㪇㪤㪸㫏㫀㫄㫌㫄 㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼 㪸㫋 㫋㪿㪼 㫇㪸㫍㪼㫄㪼㫅㫋㫊㫌㫉㪽㪸㪺㪼䋨㷄䋩㪇㪅㪋㪇㪉㪇㪇㪋㫐 㪼㪸 㫉䋺㪫㫊 㫄㪸 㫏 㪔 㪄㪊㪍㪅㪊㪸 㪂 㪍㪉㪅䋱㪉㩿 㪩 㪔 㪇㪅㪐㪐㪀㪍㪇㪌㪇㪋㪇䂥 㪥㫆㫉㫄㪸㫃㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㩷㩷䃂䇭㪧㫆㫉㫆㫌㫊㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼䇭䂓 㪛㪼㫅㫊㪼㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅䇭䂹 㪦㫇㪼㫅㩷㪾㫉㪸㪻㪼㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪊㪇㪉㪇㪇㪅㪇㪇㪇㪅㪈㪇㪇㪅㪉㪇㪘㫃㪹㪼㪻㫆㪇㪅㪇㪇㪥㫆㫉㫄㪸㫃㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼 㪧㫆㫉㫆㫌㫊㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼

Fig. 7

㪛㪼㫅㫊㪼㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪦㫇㪼㫅㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅

Fig. 8

Albedo at the pavement surface㪉㪇㪇㪌㫐 㪼㪸 㫉䋺㪫㫊 㫄㪸 㫏 㪔 㪄㪋㪈㪅㪋㪸 㪂 㪌㪐㪅㪉㪉㩿 㪩 㪔 㪇㪅㪐㪎㪀㪇㪅㪊㪇㪇㪅㪋㪇

Relation between the albedo and maximum
temperature at the pavement surface

を日射量で除した値である。白色系であるコンクリー

ポラコン：15cm、密粒度アスコンおよび排水性アスコン：

ト系舗装のうち、普通コンのアルベドは黒色系である 25cm）で除したものを横軸にとり、その回帰曲線の傾き種類のアスコンのアルベドに対して約 4 〜 7 倍、ポラを求め、これを舗装体表層の熱伝導率とした。

コンは約 2 〜 3 倍の値を示した。

（2）表層部分の材料の熱容量

また、アルベドの経年変化は普通コンが 0. 05 程度小さくなり、排水性アスコンでは 0. 03 程度大きくなった。

一次元非定常熱伝導方程式（式［4］）は差分化すると式［5］のようになる。

この理由として、普通コンは路面表面に付着した汚れに∂∂2λ―＝―∂∂2よるもの、排水性アスコンは路面表面のアスファルトが紫外線劣化により路面表面が白っぽくなったためと考え− +1-1−
1λ― ―−―Δ 1
Δ 1 Δ 2
Δ 2―＋―22（ − *）
＝ ―Δ

（られる。
次に、2004 年と 2005 年における各舗装体の自然状態（乾燥状態）のアルベドと、T 型熱電対による路面表面最高温度（平均値）との関係について Fig. 8 に示す。アルベドが大きくなるに従い、路面最高温度は低くなる傾［4］*て 2004 年を式［1］に、2005 年を式［2］に示す。

［5］： 熱容量（J/m3・K）

ここに向が認められた。本測定で得られた両者の関係式につい）：よりΔ（＝ 600（S））前の温度

Δ 1、Δ 2 ： そ れ ぞ れ-1 と、と+1の距離
max ＝−36. 3 × a ＋ 62. 1［1］
本研究では式［5］の左辺において路面表面温度を T0、max ＝−41. 4 × a ＋ 59. 2［2］

表面より深さ 1cm 下の温度を

舗装体表層下部Δ（普1、通コンおよびポラコン：15cm、密粒度アスコンおよびここにmax ： 路面表面最高温度（℃）

排水性アスコン：5cm）の温度を

a ： アルベド（−）

2 とし、時間間隔Δ（＝ 600（S））毎の各温度を式［5］に代入し算出したものに 3. 3（1）で求めたλを乗じたものを縦軸とした。また、

3. 3

舗装体表層部の熱特性同様に時間間隔Δ （＝ 600（S））経過時より以前の温度*（1）表層部分の材料の熱伝導率
舗装体表面あるいは地表面における地中伝導熱流量 Gは、式［3］のように示される。と現在の温度との差を時間間隔Δ（＝ 600（S））

で除したもの（C 以外の項）を横軸にとり、その回帰曲線の傾きとして求め、これを舗装体表層の熱容量とした。

−∂
G＝−λ―｜z=0＝λ―Δ∂

普通コンの熱伝導率の推定図を Fig. 9 に、熱容量の推［3］定図を Fig. 10 に示す。求められた普通コンの熱伝導率は 2. 4（W/m・K）、熱容量は 5. 8（MJ/m3・K）であった。

ここに λ ：熱伝導率（W/m・K）：深さΔZ（m）の地中温度（K）：路面表面温度（K）
本研究では、式［3］による左辺（熱流計の測定値）を縦軸に、右辺を路面表面温度度と舗装体表層の下部温の温度差を舗装体表層深さΔZ（普通コンおよび638

Table 3

Thermal conductivity and heat capacity ofpavements（presumed value）

Cement Science and Concrete Technology, No.60, 2006

㪥㫆㫉㫄㪸㫃㩷㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪥㫆㫉㫄㪸㫃䇭㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼
㪉㪇㪇㪇㪇

㪊㪇㪇

㫐㩷㪔㩷㪉㪅㪋㩷㪂㩷㪇㪅㪎㪩㪉㩷㪔㩷㪇㪅㪐㪌

㪉㪌㪇

㪈㪌㪇㪇㪇

㪉㪇㪇

G㫐㩷㪔㩷㪌㪅㪏㪜㪂㪇㪍㫏㩷㪄㩷㪊㪋㪇㪅㪌㪌㪩㪉㩷㪔㩷㪇㪅㪎㪇λ㪈㪌㪇

1 Tm−1 − Tm Tm − Tm+1 㪈㪇㪇㪇㪇−∆z1 ∆z 2 ∆z1∆z 2+2 2㪌㪇㪇㪇㪈㪇㪇㪇㪄㪇㪅㪇㪇㪉㪌㪇㪄㪇㪅㪇㪇㪈㪇㪇㪅㪇㪇㪈㪇㪅㪇㪇㪉㪄㪌㪇㪇㪇㪇㪄㪈㪇㪇㪄㪌㪇㪇㪌㪇

Ts − Tz∆z㪄㪌㪇㪈㪇㪇㪈㪌㪇㪉㪇㪇㪄㪈㪇㪇㪇㪇㪇㪅㪇㪇㪋㪄㪈㪌㪇㪇㪇㪄㪈㪇㪇

Fig. 9㪇㪅㪇㪇㪊(Tm − Tm* )∆tFig. 10 Presumption of heat capacity（ Normalconcrete）

Presumption of thermal conductivity（Normal concrete）

その他の舗装体の同じ計算方法で求めた熱特性を Table
3 に示す。

4.

舗装体表面の熱収支解析

4. 1

舗装体表面の放射収支・熱収支

舗装体表面あるいは地表面における放射収支は式［6］のように示される。2, 3）＝（1 − ）↓＋ ↓−εσ
ここに

4

［6］

： 正味放射量（W/m2）↓ ： 日射量（W/m2）↓： 下向き赤外放射量（W/m2）

Fig. 11

Heat balance at the pavement surface

ε ： 放射率（−）σ ： ステファン・ボルツマン定数（5. 67 ×-82410 W/m ・K ）で求める方法、対流熱伝達率を未知とする方法、路面表面温度を未知とする方法を提案している。本解析では、： 舗装体の路面表面温度（K）

路面表面温度を未知とした方法で行った。

なお、測定は舗装体表面の熱収支を自然状態（乾燥状
舗装体表面の熱収支について Fig. 11 に示す。このよ態）において比較しているため、水の蒸発潜熱はないもうに、舗装体表面あるいは地表面における熱収支は式［7］の（のように示される。

①＝ 0）とし解析を行った。
路面表面温度

このとき＝＋＋［7］を求めるため式［9］を用いた。

およびは 実 測 値、 λ お よ び

はTable 3 に示した値、α は風速の実測値よりユルゲスの式（式［10］および式［11］）より求めたものを用いた。

ここに： 顕熱流量（W/m2）

λ− ＋α ・ ＋―・Δ＝―
λ
α ＋―
Δ

： 潜熱流量（W/m2）： 地中伝導熱流量（W/m2）
また、顕熱流量は式［8］のように示される。

ここに

［9］

Δ ： 舗装体表面からの距離（m）： 表面から Zm の地中温度（K）

＝α（−）

［8］
α ＝ 6. 1 ＋ 4. 2

ここに

： 気温（K）
4. 2

（

҅ 5）

［10］

α ： 対流熱伝達率（W/m2・K）

熱収支解析の概要

α ＝ 7. 5
ここに0.78

（҆ 5）

［11］

U ： 風速（m/s）

熱収支解析の方法として、佐野ら 4）は顕熱流を残差639

Cement Science and Concrete Technology, No.60, 2006

㪥㫆㫉㫄㪸㫃㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪛㪼㫅㫊㪼㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㩷㪪㫆㫃㪸㫉㩷㫉㪸㪻㫀㪸㫋㫀㫆㫅㪈㪇㪇㪇㪧㫆㫉㫆㫌㫊㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪦㫇㪼㫅㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪏㪇㪇㪧㫆㫉㫆㫌㫊㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪦㫇㪼㫅㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪋㪇㪇㪟㪼㪸㫋 㪽㫃㫌㫏 㩿㪮㪆㫄㪉㪀㪩㪸㪻㫀㪸㫋㫀㫆㫅 㩿㪮㪆㫄㪉㪀㪥㫆㫉㫄㪸㫃㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪛㪼㫅㫊㪼㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪍㪇㪇㪍㪇㪇㪋㪇㪇㪉㪇㪇㪉㪇㪇㪇㪄㪉㪇㪇㪇㪘㫌㪾㫌㫊㫋㪃㪈㪈㪃㪉㪇㪇㪌㪘㫌㪾㫌㫊㫋㪃㪈㪈㪃㪉㪇㪇㪌㪄㪉㪇㪇㪇㪑㪇㪇㪍㪑㪇㪇㪈㪉㪑㪇㪇㪈㪏㪑㪇㪇㪇㪑㪇㪇㪄㪋㪇㪇㪇㪑㪇㪇

Fig. 12 Net radiation at the pavement surface㪥㫆㫉㫄㪸㫃㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪛㪼㫅㫊㪼㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅

㪋㪌㪇

㪈㪉㪑㪇㪇

㪈㪏㪑㪇㪇

㪇㪑㪇㪇

Fig. 13 Conduction heat flux from the pavement
surface to ground㪧㫆㫉㫆㫌㫊㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪦㫇㪼㫅㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㩷㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅㪊㪇㪇㪋㪇㪇㪘㫌㪾㫌㫊㫋㪃㪈㪈㪃㪉㪇㪇㪌㪪㪼㫅㫊㫀㪹㫃㪼㩷㪿㪼㪸㫋㩷㪽㫃㫌㫏㩿㪘㫍㪼㫉㪸㪾㪼㩷㪸㫋㩷㪈㪇㪑㪇㪇䌾㪈㪋䋺㪇㪇䋩㪉㪊㪊㪅㪌㪉㪟㪼㪸㫋㩷㪽㫃㫌㫏㩷㩿㪮㪆㫄 㪀㪊㪌㪇㪍㪑㪇㪇㪉㪟㪼㪸㫋 㪽㫃㫌㫏 㩿㪮㪆㫄 㪀㪊㪇㪇㪉㪌㪇㪉㪇㪇
㪈㪌㪇㪉㪇㪇㪈㪋㪐㪅㪐㪈㪇㪇㪎㪈㪅㪋㪈㪇㪇㪇㪌㪇㪇㪇㪑㪇㪇㪥㫆㫉㫄㪸㫃㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼㪍㪑㪇㪇㪈㪉㪑㪇㪇㪈㪏㪑㪇㪇㪇㪑㪇㪇

式［5］と式［9］を連立させてを求めた。

㪛㪼㫅㫊㪼㩷㪾㫉㪸㪻㪼㪻㪸㫊㫇㪿㪸㫃㫋㩷㪺㫆㫅

Fig. 15 Average of sensible heat flux at thepavement surface

Fig. 14 Sensible heat flux at the pavement surface②㪧㫆㫉㫆㫌㫊㩷㪺㫆㫅㪺㫉㪼㫋㪼

きいためであると考えられる。

式［5］の下層境界条件には、普通コンおよびポラコンには地中 15cm、密粒度アスコンおよび排水性アスコン③

式［3］、式［6］、式［8］に、伝導熱流量

4. 3

5.

まとめ
以上の測定結果および熱収支計算結果から、次のようには 5cm の測定結果を与えた。
を代入し、正味放射量、顕熱流量を求めた。

熱収支解析結果（1）正味放射量な知見が得られた。
（1）自然状態（乾燥状態）における各舗装の路面表面最高温度を比較すると、2 種類のアスコンよりポラコンの最高温度は約 4 ℃、普通コンの最高温度は約舗装体表面における正味放射量の推移を Fig. 12 に示す。舗装種別に関わらず、正味放射量は日射量に追従し10 ℃低くなった。
（2）舗装体のアルベドが大きくなるに従い、路面表面最て変動していた。

高温度は低くなる傾向を示した。また、1 年経過後

（2）地中伝導熱流量のアルベドにおいて、コンクリート系舗装は低下傾

舗装体表面における地中伝導熱流量の推移を Fig. 13

向、アスファルト系舗装は増加傾向にあった。に示す。舗装種類に関係なく、ほぼ同様の推移を示した。

（3）顕熱流量の推移において、2 種類のアスコンに対し、（3）顕熱流量普通コンはほぼ日中を通じて下回っていた。また、

舗 装 体 表 面 に お け る 顕 熱 流 量 の 推 移 を Fig. 14 に、各舗装体の顕熱流量の 10：00 〜 14：00 における10：00 〜 14：00 における密粒度アスコンに対する普密粒度アスコンに対する普通コン、ポラコンの平均通コン、ポラコンの平均値の比較を Fig. 15 に示す。4. 2値の比較において、密粒度アスコンの平均値に対し、で述べたが、本実験は自然状態で行っているため、蒸発普通コンで 160W/m2 程度、ポラコンで 80W/m2潜熱はないもの（＝ 0）とした。

程度小さくなった。この理由として、コンクリート2 種類のアスコンの推移に対し、普通コンの推移はほ系舗装はアスファルト系舗装に対し、アルベドが大ぼ日中を通じて下回っていた。また、密粒度アスコンと普通コンおよびポラコンの平均値の差は、普通コンで160W/m2 程度、ポラコンで 80W/m2 程度小さくなった。
この理由として、白色系舗装であるコンクリート系舗装のアルベドが、アスファルト系舗装のそれに比較して大640きかったことによるものと考えられる。
よって、コンクリート系舗装はヒートアイランドの緩和に対して効果的であると推測される。

Cement Science and Concrete Technology, No.60, 2006

2） 森山正和ほか：ヒートアイランドの対策と技術、学謝辞：
本研究に際し、神戸大学竹林英樹助手、当時同大学佐芸出版社、pp. 88-111（2004）野公俊院生、大阪市立大学大学院鍋島美奈子講師に御指3） 佐野公俊ほか：環境配慮型道路舗装面の熱収支に導ならびに御協力頂きましたことに対し、ここに謝意を関する研究（その 2）熱収支の考察、2005 年度建築表します。

学会大会（近畿）学術講演梗概集 D-1、pp. 643-644

参考文献：4） 佐野公俊ほか：環境配慮型舗装の熱収支解析とそれ（2005）
1） 福田萬大ほか：夏季自然状態での各種舗装の熱環によるヒートアイランド緩和効果に関する研究、空境緩和特性に関する実験的研究、土木学会論文集、気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会論文集、No. 571/V-36、pp. 149-158（1997）

pp. 199-202（2006）

THE HEAT ISLAND RELIEF EFFECT OF CONCRETE
PAVEMENT㪁㪁㪁㪁

Takeyuki KIMIJIMA 1, Hideo OOISHI 1, Masatoshi NISHIOKA 2 and Masakazu MORIYAMA 3

㪁1SUMITOMO OSAKA CEMENT Co., Ltd. Cement/Concrete Research Laboratory（7-1-55, Minamiokajima, Taisyo-ku, Osaka-shi, Osaka 551-0021, Japan）
㪁2 OSAKA CITY UNIVERCITY, Graduate School of Engineering, Department of environmental
urban engineering（3-3-138, Sugimoto, Sumiyoshi-ku, Osaka-shi, Osaka 558-8585, Japan）
㪁3 KOBE UNIVERCITY, Department of Architecture and Civil Engineering, Faculty ofEngineering（1-1, Rokkoudai, Nada-ku, Kobe-shi, Hyougo 657-8501, Japan）

ABSTRACT：The increase of air temperature rise in the daytime and the tropical night number ofdays by the heat island phenomenon are a problem in summer season. The causes that a heat island
phenomenon is caused are a decline of a latent heat ﬂux by the decrease of a natural covering thingin an urban region, a sensible heat ﬂux increase that warms the atmosphere from a city structure
and a pavement surface in the urban region, and stopping of the atmosphere that was warmed by
the sensible heat ﬂux by the concentration of the structures and the buildings in the urban region.
We executed the testing pavement of various kinds in a yard and we carried out estimating byheat balance of the measurement and the analysis at the testing pavements, in this research. As theresult, the temperature at the pavement surface of the concrete that is white color in the daytime
was low to the temperature at the pavement surface of the asphalt system pavement that is blackcolor, and the sensible heat flux of the concrete pavement was small. From these results, it isconjectured that the concrete pavement is eﬀective in mitigating of the heat island phenomenon.

KEY WORDS：Heat island, Sensible heat flux, Road surface temperature, Pavement of concrete,Pavement of Porous concrete, Pavement of asphalt

641