技術資料

川砂利を用いた凍結路面対策に関する防滑効果について
奥村航太

齊田光

松島哲郎

中村浩

１．はじめに
冬期の積雪寒冷地域における道路への積雪や路面の凍結はスリップ事故や交通渋滞を引き起こす要因となり、これに対処するため、除排雪や防滑材の散布など様々な道路の維持管理が行われている。その維持管理作業の1つである防滑材の散布には、粒径が5mm程度

写真－1 散布試験に使用した防滑材（左：川砂利、右：砕石）までの砂や砕石を使用することとされており1）、塩化カルシウムや塩化ナトリウムなどの凍結防止剤と混合して散布することもある。

そこで本研究では防滑材として川砂利を散布した凍一方、採掘された川砂利を骨材用にふるい分けした

結路面において防滑効果と飛散状況を確認するため、後に残る粒径2.5から5mmのビリ川砂利（写真－1、以砕石と川砂利、凍結防止剤（塩化カルシウム水溶液）下、川砂利とする。）は活用先が少なく、この川砂利を用意し、防滑材の種類や凍結防止剤の混合する散布を砕石と同等の防滑材として利用できれば、冬期の道量を変えて散布実験を行った。実験方法として、凍結路維持管理費を軽減できる可能性がある。川砂利の特路面に防滑材を散布し、車両が路面に与える影響を実徴として、砕石より角張がなだらかな傾向があるた

際の交通状況に模擬させるために車両（以下、交通模

め、防滑効果や車両の走行による防滑材の飛散しやす擬車両）を走行させた。そこで一定の通過台数毎に路いことが懸念され、既存の防滑材よりも性能が劣る可面のすべり摩擦係数の計測と防滑材の残存個数を集計能性がある。防滑材の飛散状況についての既往研究し、路面のすべり摩擦係数の推移と防滑材の残存率の2）は、散布する路面の舗装種別による比較実験 や加熱推移を把握した。なお、本実験で活用する川砂利およ3）

び砕石は骨材試験の結果、同程度の密度であることを水を混合した散布による防滑材の残留量の調査結果などがある。しかしながら、川砂利を雪氷路面へ散布確認している。

した際の飛散状況については定量的な検証結果がなく、防滑効果は明らかになっていない。

図－116

試験区間の設定

寒地土木研究所月報№859

2024年７月

２．散布実験の方法
２．１

試験区間と散布量の設定

実験日程は2024年1月16日から18日の3日間である。
実験場所は寒地土木研究所が所有する苫小牧寒地試験道路4）とした。散布する区間は図－1に示すように同一車線上に50m間隔で延長50mの区間1から区間5を設定

写真－2

散水状況

写真－3 作製した凍結路面（1月17日散布作業前）した。その各区間に凍結路面を作製するため、散水車で路面に散水を行った（写真－2）。作製した凍結路面（写真－3）の図－1に示す各区間に防滑材と凍結防止剤を散布した。ただし、１月17日の区間4において塩化カルシウム水溶液を作製する際に、固形剤の融け残りが発生したため、凍結防止剤の散布量は13.4g/m2となった。砕石および川砂利の散布量を90g/m2とした理由は、北海道上川地方の道路維持業者へのヒアリングを基に実道での運用実態に合わせて設定したため

a）防滑材の散布である。

b）凍結防止剤の散布

写真－4

散布作業の状況

散布するための器具として、塩化カルシウム水溶液の散布にはジョーロを、砕石および川砂利の散布には農薬等の散布に用いられる手押し式散布機を用いた

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ᩓỈ༊㛫 Pș（写真－4）。
２．２

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路面状態の計測方法

試験区間を通過する交通模擬車両の走行速度は50km/hを目安とし、通過台数は250台または300台とし㊰㠃ࡢᦶ᧿ಀᩘィ ఩⨨ ⟠ᡤ
図－2

各試験区間の計測位置た。なお50台通過毎に、路面状態の計測として防滑材の残存個数を数え上げるための写真の撮影と路面のすべり摩擦係数の測定を行った。路面状態の計測位置は
図－2に示す。
防滑材の残存個数の集計のため、交通模擬車両の左輪が走行する位置にマーキングスプレーを施した一辺40cmのエリア（図－2αおよび写真－3下部）を設定した。防滑材残存個数の数え上げには50台通過毎の路面状態計測時にエリア全体（図－2α）を接写した画像を用いた。
路面のすべり摩擦係数の測定には路面すべり計測車5）（写真－5）を用いた。この車両には走行用の車輪とは別に、左方中央部に試験輪が取り付けられている。

写真－5

路面すべり計測車

走行中、試験輪のみにフルロックの制動を行い、制動力と試験輪荷重の比によって路面のすべり摩擦係数を－2）においてβ1からβ3である。1月16日は地点β2の取得した。また試験輪の制動を開始後、試験輪の速度みの1箇所の計測であり、1月17日および1月18日は取が0km/hとなるまでに見られる特異な数値を除く必要

得データに発生するばらつきを抑えるため、地点β1か6）があるため 、制動開始後0.25秒間のデータを棄却しらβ3の3箇所ずつ計測を行ったが、次章に述べる理由た。

により地点β1とβ3を除外し、地点β2のみの測定値を路面のすべり摩擦係数の取得位置は各試験区間（図寒地土木研究所月報№859

2024年７月 実験結果とした。
17３．実験結果
３．１

評価対象データについて

各実験日の各散布区間における路面のすべり摩擦係数の推移を図－3に、路面のすべり摩擦係数の取得時点における区間1の気温と路面温度を表－1に示す。
1月17日は、区間1での路面凍結を確認した後、散布前の路面すべり摩擦係数の計測を行ったが、区間3の地点β3および区間4の地点β3、区間5の地点β1については路面凍結の発生が遅れていたため、上記の3つの地点では路面のすべり摩擦係数は0.5以上の湿潤路面での計測となった。このように1月17日の実験開始時は路面状態が統一されていなかったため、この3つの地点は計測結果を棄却する必要がある。また地点β1と地点β3は、防滑材の引きずりにより防滑材の残存率が異なる懸念があるため、湿潤路面の出現地点のみの棄却では、同一条件で路面のすべり摩擦係数の評価が困難であった。そのため、本稿では1月17日および1月18

図－3 路面のすべり摩擦係数の推移（上：1月16日、中：1月17日、下：1月18日）

日の計測条件を統一させるため、路面のすべり摩擦係数の計測地点はβ 2のみを活用し揃えることとした。
つまり本研究では1月16日から18日において地点β2のデータを解析対象とする。
３．２

路面のすべり摩擦係数の推移について

図－3の上段に示す1月16日の結果は、実験中に累計

表－1
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気温と路面温度（区間1）ങഘ৐ ങഘ৏ ઎ ઎ ઎ ઎ ઎ ઎া঩ ਞആ 

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া঩ ਞആ5cm程度の降雪が見られ、降雪直後の雪質の変化によ

౐ਜ਼>٦@る影響を排除できないことから考察の対象外とする。
図－3の中段に示す1月17日には、無散布区間である区間1で、散水した路面の凍結を確認した後、散布作までは同水準の防滑効果があることがわかった。

業を開始した。塩化カルシウム水溶液の散布量が同等

1月17日および1月18日の結果により、ともに砕石よであり砕石と川砂利の防滑材のみが異なる区間3と区り川砂利を散布した方が路面のすべり摩擦係数がやや間5では凍結路面が一部、融け出す程度で路面のすべ低く、同等な路面もしくは僅かにすべりやすい路面とり摩擦係数は0.4を超えることはなかった。区間3と区なった。一方、砕石のみ散布した区間2と比較すると、間5の計測結果として、路面のすべり摩擦係数の区間どの時点においても凍結防止剤と川砂利を混合して散間の差異が、50台通過後を除いて概ね0.1の範囲に収布した方が路面のすべり摩擦係数は高く、砕石のみのまった。さらに川砂利を散布した区間5は、区間1や区散布と比較して防滑効果が高いことが確認できた。

間2に対して高いすべり摩擦係数であり、川砂利と塩化カルシウム水溶液の防滑効果は砕石のみの散布と比較し、同等以上であることがわかった。

３．３

防滑材残存率の推移について

砕石より川砂利の方が僅かにすべりやすい路面であ

図－3の下段に示す1月18日には、散布作業時は路面った結果には防滑材の飛散の違いによる影響が考えらの摩擦係数が0.7以上の湿潤路面であったが、交通模れる。そのため、図－2αのエリア上にある防滑材の擬車両が50台通過までに路面の凍結が始まった。50台残存個数を写真－6のように接写した画像から数え上通過後には区間1の無散布区間で路面のすべり摩擦係げた。なお実験中に降雪があった1月16日について数が0.2程度の凍結路面になった。また、区間3と区間は、残存個数の集計が困難であったため、1月17日お5について、散布後から、おおよそ2時間後の150台通過

よび1月18日について、各区間の通過台数毎の防滑材18

寒地土木研究所月報№859

2024年７月

残存個数を求めた（図－4）。なお、防滑材の粒度および密度が同程度のことから、各区間に散布した個数に偏りがないと仮定する。
図－4の1月17日の区間5について、50台通過後では、他の区間と比べ多くの川砂利が残存しているが、1月18日の区間3の50台通過後の砕石と比較すると同程度の残存個数であることがわかる。これにより川砂利が他と比べ特別に飛散しやすいとはいえないことが示唆される。
各区間の散布直後の防滑材の個数を100％として、交通模擬車両が50台通過毎の防滑材残存率を求める。
その防滑材残存率について1月17日および1月18日の平均値を図－5で示す。この結果から両日の川砂利と砕石の違い、および凍結防止剤の有無もしくは濃度によらず、防滑材は同程度に飛散していることがわかる。
また、本実験で作製した凍結路面では、散布直後の防滑材の個数に対して、50台通過後には20％から50％程度、100台以降は20％以下まで減少していた。
これらにより砕石および川砂利の飛散に大きな差異は見られなかった。つまり、路面のすべり摩擦係数にみられる差は防滑材の飛散のしやすさの違いではない可能性がわかった。

写真－6

防滑材残存個数の接写画像の例
1月18日 区間5（上：散布後159個、下：50台通過後44個）

４．まとめ
本研究では凍結路面に川砂利を防滑材として散布した場合の防滑効果と骨材の飛散状況を確認した。得られた知見を以下に示す。
・川砂利と塩化カルシウム水溶液を散布した路面のすべり摩擦係数は砕石と塩化カルシウム水溶液を散布した路面より僅かに低いが、砕石のみを散布した路面より高く、川砂利と塩化カルシウム水溶液を混合した散布には防滑効果を期待できることがわかった。
・1月17日および18日について防滑材を散布したタイミングの違いから、路面凍結の前後に関わらず、防滑効果が期待できることがわかった。
・防滑材残存率により川砂利が砕石より多く飛散して図－4 通過台数毎の防滑材残存個数（上：1月17日、下：1月18日）

いる状況は確認されず、川砂利と砕石を散布した区間の路面のすべり摩擦係数にみられた若干の違いは防滑材の飛散のしやすさではなく、他の影響である可能性が示された。
今回の実験対象である凍結路面は散水車による散水を行い作製したものであったため表面の凹凸が少なく、防滑材が飛散しやすい環境であったと考えられ

図－5

通過台数毎の防滑材残存率る。そのため供用道路でみられるような凹凸がある凍寒地土木研究所月報№859

2024年７月 19結路面や圧雪路面では、防滑材の残存率や路面のすべ

住田則行、高橋尚人、石田樹：加熱水混合散布にり摩擦係数が異なる可能性がある。今後は、路面の雪よる防滑材残留量とすべり抵抗値の関係、雪研究

氷状態の違いによる川砂利の防滑効果について検証を

大会講演要旨集 雪氷研究大会、p.103、2015.

行いたい。

4） 寒地土木研究所寒地道路研究グループ：苫小牧寒地試験道路
https://www2.ceri.go.jp/jpn/tomakomai.htm（閲参考文献

覧：2024年5月13日）
1） 北海道開発局、冬期路面管理マニュアル（案）、
1997.

5） 寒地土木研究所寒地道路研究グループ：路面のすべり抵抗値計測機器

2） 田中俊輔、丸山記美雄、武市靖：機能性SMAに

https://www2.ceri.go.jp/jpn/koutsu/flyer/flyer_

おける凍結防止剤および防滑材による路面管理に

friction_tester-221115.pdf（閲覧：2024年5月13

関する研究、寒地土木研究所月報、第787号、日）

pp.12-19、2018.

6） 公益社団法人

3） 中島知幸、藤本明宏、佐藤賢治、徳永ロベルト、

20

奥村 航太
OKUMURA Kota

齊田 光
SAIDA Akira

寒地土木研究所
寒地道路研究グループ
寒地交通チーム
研究員

寒地土木研究所
寒地道路研究グループ
寒地交通チーム
研究員
博士（工学）

日本道路協会：舗装調査・試験法

便覧（平成31年版）〔第1分冊〕

松島 哲郎
MATSUSHIMA Tetsurou

中村 浩
NAKAMURA Hiroshi

寒地土木研究所
寒地道路研究グループ
寒地交通チーム
主任研究員

寒地土木研究所
寒地道路研究グループ
寒地交通チーム
上席研究員
技術士
（建設）

寒地土木研究所月報№859

2024年７月