技術資料

気象条件に着目した道東地方の凍上および凍結融解による法面変状の分析結果
深田愛理

御厩敷公平

林宏親

法面の変状は、高盛土等の法面形状や急勾配等の素１．はじめに因条件に加えて凍上や融雪等の外的誘因が引き金とな北海道のような寒冷地では、秋期～冬期にかけて発って発生する。凍上の3要素の中で「土質」は素因条生する凍上現象と春期に発生する融解や融雪水によっ件、「水分」は素因条件と外的誘因の両方、「温度」て道路法面等が変状する場合があることが知られていは外的誘因に該当する。凍上の3要素の中では外的誘る。凍結とは土の中の間隙水が氷結することであり、因である「温度」が最も対策しやすいことから、今回凍上とは地盤が凍結する過程で地盤中に発生した氷晶は「温度」に着目した。

（アイスレンズ）の成長によって地盤が体積膨張する
1）

現状の凍上の発生を判断する温度指標としては凍結こと を指す（図－1）。凍結の発生のみでは体積膨を示す指標として使用されている凍結指数、凍結期間張は起こらないが、凍上の発生により法面の地盤が体等がある。凍結指数、凍結期間は永久凍土域のように積膨張する。そのため、凍上が法面の変状に影響を及

夏期に気温が上昇するまで融解が発生しない地域6）でぼすとされている。これまでの先行研究では、融雪水寒さの指標として用いることに適している。一方、北の影響を受けた自然斜面や盛土法面では崩壊や地すべ

海道の道東地方のような季節凍土域7）は1日周期またり等大規模な変状が起こりやすく2）3）、通行止め等多は数日周期の短期間で凍上・融解または凍結融解を繰くの人々の生活に関わる被災となりかねないことかり返す地域6）であることが知られている。そのため、ら、被害分析がおこなわれてきた。しかしながら、凍凍上に加えて融解したことを加味した温度指標が必要

上と融解に着目した法面の変状に関する研究は未だ進であると考えられる。本研究では凍上による法面変状

んでいない。中でも、切土法面や片切片盛土（盛土法と凍上と融解を繰り返すことで発生する法面変状を分1）面の中でも切土法面と隣接している盛土 ）で発生す析することを目的としており、新たな試みとして法面る凍上と融解による法面変状の研究事例が少ない。

が融解したことも加味する温度指標に着目した。

また、法面の変状機構としては凍上と融解を繰り返

本稿では、北海道内でも特に凍上が起こりやすい環

すことで変状が起こることが知られており、複数の文

境下の低温・少雪地域4）である北海道開発局釧路開発

献で提示されている 4）5）。凍上の3要素は「温度」、建設部管内の国道沿いの法面を対象に、防災カルテを「水分」、「土質」であり、3要素が揃った時に凍上用いて凍上による法面変状事例の分析をおこない、そが発生し、いずれか1要素でも対策できれば凍上は発の特徴をまとめた。また、道東地方の14地点における生しない。

平成28年～令和3年の6年間の気象庁のアメダスデータ（降雪量、気温）を用いて凍上・融解の起こりやすさを比較した。
２．災害事例の収集・整理分析方法
本研究では、平成28年～令和3年におこなわれた釧路開発建設部管内の防災カルテを用いて初回点検時の専門技術者のコメント、継続点検時の特記事項（点検時の対応）、防災対策の現状調査資料に関する報告、点検時の健全性診断の所見の中で「凍上」の記載があ
図－1

凍結と凍上の違いった法面の被災事例と特徴をまとめた。北海道の道東地方は季節凍土域であり、本研究では、凍上を起こし28

寒地土木研究所月報№858

2024年６月また、道東地方の14地点における降雪量と気温のアメダスデータを用いて気象条件を比較した（図－2）。
本研究で用いた防災カルテからは「凍上」と「凍結」を区別することができなかったため、凍上・融解または凍結融解が起こりやすい気象条件下であったか否かをアメダスデータから検証した。本研究では平成28年～令和3年の6年間のデータの防災カルテを用いたた
め、降雪量データとしては平成27年10月～令和4年9月までの7シーズンの月別の降雪量の合計値を使用し図－2使用した道東地方のアメダス観測地点（地理院地図に加筆）た法面は必然的に春期には融解も起こしたものとし、た。気温データとしては平成27年10月～令和4年9月までの7シーズンの1時間毎の気温観測値を用いた。
３．法面の変状状況

凍上と記載している事例についても凍上と融解の両方
今回、事例分析の対象とした防災カルテ中で変状がが起こったことを含んでいるものとする。
道路防災点検は、「道路土工構造物の安全性の向上確認された総数は、盛土法面で439件、切土法面で386及び効率的な維持修繕を図るため、道路土工構造物の件、複合法面で180件であった。変状が確認された法変状を把握するとともに、措置の必要性の判断を行う

面で法面形態毎に発生誘因別に整理したところ、発生8）こと」 を目的におこなわれており、防災カルテはこ誘因として凍上の記載があった事例は盛土法面で2の基礎資料である。対象となる土工構造物は多種多様件、切土法面で8件、複合法面で8件であった。また、であり、かつ、その安定状態及び対策の必要性・緊急凍上に加えて融雪や降雨等の別要因が重なり、複数の性を的確に判断するためには、高度な技術的能力と時発生誘因によって変状がみられた事例もあり、盛土法間を必要とすることから、道路管理者が防災管理を実面で2件、切土法面で2件、複合法面で1件であった。

施する上で必要とされる業務が適切に実施されること

これらのうち、盛土法面では凍上に加えて融雪・降雨を目指して「防災カルテ」が平成8年から導入されたが発生誘因となった事例が1件、豪雨が発生誘因とな

9）。防災カルテの最大の目的は、道路防災点検においった事例が1件であった。切土法面では凍上に加えてて抽出された管理上注意を要する災害の可能性のある融雪・豪雨が発生誘因となった事例が1件、表層クリ箇所について、道路管理の現場において、通常どのよープが発生誘因となった事例が1件であった。複合法

うな防災のための管理をおこなう必要性があるのかを面では凍上に加えて地すべり変動が発生誘因となったできるだけ具体的に示すことにある10）。通常、点検は事例が1件であった。

全ての土工構造物を対象に近接目視で巡視をおこない、変状を把握している。点検対象項目は①落石・崩４．凍上被害地域と無被害地域の気象条件の違い

壊②岩盤崩壊③地すべり④雪崩⑤土石流⑥盛土⑦擁壁⑧橋梁基礎の洗掘⑨地吹雪⑩その他であり 11）、法面
では盛土法面は点検対象に含まれているが、盛土以外

４．１

凍上被害地域と無被害地域

凍上・融解または凍結融解の起こりやすさは降雪量
や気温条件によって異なるため、道東地方のアメダスの法面は点検対象に含まれていない。
や片切片盛土 においてデータの中で降雪量、気温の観測がある14地点で気象凍上による変状が報告されている。本研究では盛土法条件を比較した。防災カルテ上で比較的凍上被害がみ面の中でも切土法面と隣接している片切片盛土、またられた地域（以下、凍上被害地域）にある気象観測地

は、記載がなかった法面を複合法面とし、盛土法面、点は白糠、釧路、別海、標茶、中徹別、根室中標津の切土法面、複合法面の3つの形態の法面を対象とした。

6地点であった。一方、凍上被害があまりみられなか法面の変状は、素因条件に加えて外的誘因が引き金った地域（以下、無被害地域）の気象観測地点は鶴となって発生する。法面の素因条件については先行研

居、鶴丘、太田、阿寒湖畔、川湯、中標津、厚床、根しかしながら、切土法面

12）究と概ね同じ結果になったことから

3）

13）

、今回の報告では気象条件についてまとめた結果を整理した。
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2024年６月 室の8地点であった。アメダスデータから凍上被害地
域が凍上・融解または凍結融解を繰り返しやすい気候
29気温が0℃をまたいで上下した回数の算出方法

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図－4

凍結融解が発生している可能性が高い気温条件

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図－5

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図－3

気温が0℃をまたいで上下した回数の算出結果

条件下にあるか否かを判断した。

図－6

日最高気温が0℃未満の日数と日最低気温が0℃未満の日数の差分の算出結果

日周期で凍上・融解または凍結融解を繰り返す日周期性の凍結融解サイクルは地温が0℃をまたいで上下し４．２

凍上・融解または凍結融解が起こりやすい気

た回数を算出することでその合計回数から繰り返し凍象条件

上・融解または凍結融解が発生したと判断されている

４．２．１

凍上・融解または凍結融解が起こりやす14）

い気温条件

ータの1時間毎の気温観測データから気温が0℃をまた。今回は地温観測よりも入手が簡易なアメダスデ

凍上による法面変状の起こしやすさを判断するにいで上下した回数の算出をおこない、変状発生箇所のは、凍上または凍結したことに加え、融解したことを気象条件について分析した（図－3、4）。その結果、加味する必要があると考えられる。1日周期または数凍上被害地域では釧路以外での5地点（白糠、別海、30

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2024年６月

図－7

凍結指数と凍結期間

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図－8

凍結指数の算出結果

図－9

凍結期間の算出結果

標茶、中徹別、根室中標津）で気温が0℃をまたいで（白糠、別海、標茶、中徹別、根室中標津）では差分上下した回数が多かった。また、年別に地域差があるが大きかった（図－5、6）。のか否かを確認したところ、毎年同じ傾向がみられた。

凍結が入っているかどうかを確認する手法として従来から凍結指数、凍結期間が使用されている。そこ

凍上・融解または凍結融解は積雪量が小さく、地温で、凍結指数と凍結期間の比較をおこない、凍上被害が0℃をまたいで上下する気候条件下で繰り返し起こ地域と無被害地域とで違いがみられるのか否かを確認る現象であり、寒すぎる地域でも繰り返し発生しなした。凍結指数、凍結期間を求めた結果、両指標で阿い。そこで、日最高気温が0℃未満の日数と日最低気寒湖畔と川湯で値が大きく、釧路と根室で値が小さか温が0℃未満の日数の差分を求めた。差分が小さい地った。また、凍上被害地域と無被害地域とで有意な差域は、日最高気温が0℃未満の日数と日最低気温が0℃はみられなかった。年別に凍結指数、凍結期間に地域未満の日数がともに多い寒冷な地域、または、ともに差があるのか否かを確認したところ、若干の年々変動少ない温暖な地域であるといえるためである。差分をがみられたものの、大差はなかった（図－7、8、9）。

求めたところ、凍上被害地域の中で釧路以外の5地点
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2024年６月 31

では回数が多い結果となった。そこで、釧路とほかの෾ୖ⿕ᐖᆅᇦ

凍上被害地域の違いを明らかにするために、凍結が入↓⿕ᐖᆅᇦっていることを示す温度指数である凍結指数、凍結期間と降雪量を比較したところ、釧路では降雪量が道東地方で最も少なく、凍結指数、凍結期間の値も小さい✚⟬㝆㞷㔞 FP

結果となった（図－8、9）。
釧路の特徴としては降雪量が道東地方で最も少な
く、凍結指数、凍結期間の値も小さかったことから、

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道東地方の中では温暖で雪もつかないため冬期間でも凍結融解が発生している可能性があると考えられる。
これらのことから、凍上・融解、凍結融解が起こりやすい地域特性として以下のことが挙げられる。

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凍上・融解、凍結融解が起こりやすい気温条件（0℃をまたいで上下してアイスレンズが発生する気温環境下）にある地域（白糠、別海、標茶、

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図－10

アメダス観測地点の積算降雪量（平成28年～令和3年）

中徹別、根室中標津）
・

降雪量が少なく、冬期でも凍上・融解、凍結融解が起こっている可能性がある地域（釧路）
本研究の結果から凍上・融解、凍結融解を繰り返すことで発生する法面変状について、凍上を起こすことや凍結が入ることに加え、融解すること、また短期間に繰り返し作用することが重要であることがわかっ降雪量の違いが及ぼす影響た。また、凍上・融解または凍結融解が繰り返し起こ

４．２．１の結果より、気温が0℃をまたいで上下っていることを評価する温度指標として先行研究で使した回数と日最低気温が0℃未満の日数と日最高気温用されていた地温が0℃をまたいで上下した回数に加が0℃未満の日数の差分から凍上被害地域と無被害地

え、気温が0℃をまたいで上下した回数や日最高気温域とで違いがみられたが、凍上地域の中でも釧路とそが0℃未満の日数と日最低気温が0℃未満の日数の差分れ以外の5地点とでも違いがみられた。そこで、なぜも適用が可能ではないかと考えられる。

４．２．２

違いがみられたのかを明らかにするために道東地方の降雪量の比較をおこなった。

今後は、道内全域で比較する等、調査範囲を広げ、凍上・融解または凍結融解の起こりやすい気象条件を

図－10はアメダスデータの降雪量をまとめた図であ広域で比較していきたい。また、温度の計測に加え凍る。凍上被害地域と無被害地域とで有意な差はみられ上量の測定をおこなうことで、凍上・融解と凍結融解なかった。年別に降雪量に地域差があるのか否かを確のそれぞれが法面の変状に及ぼす影響を検討していき認したところ毎年同じ傾向がみられたため、総降雪量たい。

で比較をおこなった。釧路は比較をおこなった14地点の中で最も降雪量が少ない結果となった。

謝辞：本研究をおこなうにあたり、国土交通省北海道開発局釧路開発建設部管内の平成28年～令和3年の防５．考察・まとめ災カルテを使用させていただきました。ここに厚くお礼を申し上げます。

４．２．１より、アメダスデータの気温が0℃をまたいで上下した回数と日最高気温が0℃未満の日数と参考文献

日最低気温が0℃未満の日数の差分を比較したところ、凍上被害地域と無被害地域とで差がみられ（図－1） 社団法人地盤工学会：地盤工学用語辞典、2006．

4、図－6）、どちらも凍上被害地域の中でも釧路以外

2） 吉野恒平、日外勝仁、浅井健一：斜面災害におけの5地点（白糠、別海、標茶、中徹別、根室中標津）

る地質課題、寒地土木研究所月報、No.785、

32

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2024年６月

pp．44-55、2018．

課題（一般部門）、I-10、2011．

3） 青木卓也、畠山乃、橋本聖：融雪水が道路盛土に及ぼす変状の分析と融雪期の道路盛土点検、寒地土木研究所月報、No.792、pp.11-16、2015．

10）財団法人道路保全技術センター：防災カルテ作成・運用要領、pp.1-3、1996．
11）平成18年9月29日付け事務連絡（国土交通省道路4） 社団法人地盤工学会北海道支部 斜面の凍上被害

局国道・防災課課長補佐、道路防災対策室課長補と対策に関する研究委員会：斜面の凍上被害と対佐、地方道・環境課課長補佐、有料道路課課長補

策のガイドライン、pp.14-24、2010．

佐連名）、「道路における災害危険箇所の再確認

5） 社団法人日本道路協会 道路土工 切土工・斜面安定工指針、p.184、2009．

について」の実施要領、第4条（2）に該当する参考資料、2006．

6） 松岡憲和：凍結融解の機構からみた周氷河地形、地理学評論、65A-2、pp.56-74、1992．

12）堀江征信、熊谷浩二、名久井保：寒冷地における切土斜面の凍害対策に関する一考察、雪氷研究大

7） 原田裕介、土谷富士夫、武田一夫、辻修：寒冷地域の農地における凍土融解前の消雪日の決定、日本雪工学会誌、Vol.27、No.3、pp.3-11、2011．
8） 国土交通省道路局国道・技術課：道路土工構造物
点検要領、p.2、2023．

会（2019・山形）発表要旨、p.11、2019．
13）深田愛理、御厩敷公平、林宏親：凍上による法面変状事例の分析結果、地盤工学会北海道支部技術報告集 第64号、pp.9-18、2024．
14）今泉文寿、RoyC.SIDLE、外狩麻子、島村誠：崩9） 石田高嗣：道路防災カルテの評価の妥当性について、平成23年度国土交通省国土技術研究会、自由壊地周辺におけるソイルクリープの長期観測、地形、第34巻、第2号、pp.129-146、2013．

深田 愛理
FUKADA Eri

御厩敷 公平ONMAYASHIKI Kohei

林 宏親
HAYASHI Hirochika

寒地土木研究所
寒地基礎技術研究グループ
寒地地盤チーム
研究員

寒地土木研究所
寒地基礎技術研究グループ
寒地地盤チーム
研究員

寒地土木研究所
寒地基礎技術研究グループ
寒地地盤チーム
主任研究員
博士
（工学）
技術士
（建設・総合技術監理）
APEC エンジニア（Civil）

寒地土木研究所月報№858

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