別紙－２
平成25年度

歩道部における氷板・圧雪路面処理技術の開発について―機械施工による雪氷路面処理能力確認試験―(独)土木研究所

寒地土木研究所

寒地機械技術チーム

○三浦 豪
牧野 正敏
中村 隆一

冬期の歩道管理として除雪やすべり止め材の散布が行われているが、環境や気象条件によっては凍結した不陸路面が形成され、歩行者の転倒事故が発生する要因となっている。
本稿では、すべり止め材のみによらない雪氷路面処理方法として、当所で取り組んでいる機械施工による雪氷路面処理技術の検討状況について報告する。

キーワード：ふゆ、安心・安全、歩道、冬期路面、雪氷処理、氷板・圧雪

1. はじめに

2. 冬期歩道路面処理技術の検討

冬期歩道の路面管理は、主に道路管理者が機械及び人力で除雪を実施し、坂道や歩行者の通行が多い交差点などには砂箱を設置して、道路管理者や一般市民が必要に応じてすべり止め用の砂を撒けるようにしている。しかし、冬期歩道は、積雪と融解を繰り返すことによって雪氷路面が形成され、その上を歩く歩行者により踏み固められることで滑りやすい路面（写真-1）となり、歩行者の転倒事故が多発する要因となっている。

道路利用者が安全に歩ける快適な歩行空間を確保する
ため、冬期の雪氷路面対策については様々な取り組みが行われている。
佐藤、工藤 1)は小形除雪車に粗面形成装置（レーキタイプ）を取り付け、歩道の雪氷路面に対するすべり止め効果について調査を実施した。その結果、雪氷路面に溝を付けて、滑り抵抗を増加させることで、雪氷路面のすべり止め効果における装置の有効性を明らかにした。
この粗面形成装置は、雪氷路面の表面に粗面を形成することが可能であるが、形成された粗面は降雪や融解等により長時間のすべり止め効果の持続が困難である。
そこで、当チームでは、すべり止め材のみによらない冬期歩道の雪氷路面処理方法として、構造が単純で特別な動力を必要とせず、施工速度が速く、雪氷路面の破砕効果が期待できる技術を活用して装置を試作し、冬期歩道部における当該技術の有用性について試験を行った。

3. 装置の概要

写真-1 歩道に形成された滑りやすい雪氷路面

また、場所によっては歩道よりも除雪・排雪された車道の方が歩きやすい場合があり、歩行者が滑りやすい歩道を避けて車道を歩くことで、通行車両との接触事故の危険性を高める状況も発生している。
Miura Gou, Makino Masatoshi, Nakamura Ryuichi

歩道除雪で使用している小形除雪車に、雪氷路面を破砕処理する氷板・圧雪路面処理装置及び排雪装置を試作し、装着した。
この装置は車体前部に装着した氷板・圧雪路面処理装置（以下、「処理装置」という）と、後部に装着した排雪装置から構成される（写真-2）。

写真-2 装置全景
写真-3 処理装置(1) 処理装置
処理装置は、先端を斜めに切断した丸鋼をドラム状の回転体に装着し、これを装置の自重（1,230kg）により路面に押し付け、走行の推進力により回転させて雪氷路面を破砕処理するものである（写真-3）。
この装置は、装置の押付圧と小形除雪車の推進力のみで施工が可能であることが特徴である。
処理装置の全幅は小形除雪車の全幅に近い 1.52m とした。
また、過年度の試験において処理装置及び排雪装置を装着した車両の全長が長く、取り回しに問題があったた
め、簡易な排雪機能として処理後の路面に接触させる排雪板を処理装置のフレーム下部に装着し、施工によって発生する破砕雪氷塊を処理装置と一体で排雪する機能を付加し、処理装置単体による施工の検証を行った（写真-4）。

写真-4 処理装置に装着した排雪板(2) 排雪装置
車両後部に装着した排雪装置は、処理装置により発生した破砕雪氷塊を歩行路面から排雪するものである。
過年度の試験では、高さ調整は手動で行い、進行方向に対し角度を付けていたが、不陸追従性が低く、破砕雪氷塊を取りこぼすことがあった。このため、油圧シリンダーによってエッジ高さの調整を行い、進行方向と直角に、かつ、アキュームレータによる簡易なサスペンション機能を装備することによって路面の不陸に自動で追従できるように改良を行った（写真-5）。
路面処理イメージを図-1に示す。
氷板・圧雪路面処理装置

排雪装置

写真-5 排雪装置

図-1 路面処理イメージ
Miura Gou, Makino Masatoshi, Nakamura Ryuichi4. 試験施工
各装置の能力及び特性を把握するために、寒地土木研究所構内に作製した雪氷路面及び北海道開発局札幌開発建設部札幌道路事務所管轄の札幌市厚別区の国道 274 号の歩道（以下、「現道」という）で試験を行った。
(1) 構内路面施工試験
寒地土木研究所構内に雪氷路面及び不陸路面（図-2）を作製し、それぞれ５ｍスパンで区切り、外気温、路面温度、雪硬度及び雪密度の計測を行って、処理装置（排雪板有）の単独施工、及び処理装置（排雪板無）と排雪装置の併用施工による、施工後の路面状況を確認した。
なお、不陸路面についてはセンター部を横断方向に盛り上げたカマボコ形状（図-3）とした。
雪硬度の計測は木下式雪硬度計を使用し、雪密度の計測は 100×100×100mm の鉄枠を用いて雪氷を採取し計測を行った。
雪氷路面データを表-1 に示す。

パターン１

パターン２

図-2 作製した雪氷路面
表-1 雪氷路面データ
天候

図-3 カマボコ形状の不陸路面

2月5日 曇り
2月8日 雪2月13日 雪/曇り
2月19日 晴2月26日 曇り

気温 路温 雪硬度 雪密度
不陸(℃) (℃) (kg/cm2) (kg/m3)-4.3 -4.2
129593 無-3.5 -3.0
108
700 無-3.6 -3.4
102663 無-6.2 -6.0
84
無-3.7 -2.9118625 有※「－」は欠測

過年度の試験により、処理装置施工後の歩行路面部に破砕雪氷塊（５×５cm 程度）（写真-6）が形成され、そのままの状態では歩行面が不安定となり歩きにくくなるため、破砕雪氷塊を歩行面から排雪する必要があることを確認している。
今回の試験の結果、処理装置（排雪板無）と排雪装置の併用施工により、歩道に形成される滑りやすい雪氷路面を破砕処理し、歩行部の破砕雪氷塊を排雪することが可能であった（写真-7,8）。
一方、改良した排雪装置は改良前より不陸追従能力はMiura Gou, Makino Masatoshi, Nakamura Ryuichi

向上したが、不陸が大きい箇所では破砕雪氷塊の取りこぼしが発生した。しかし、処理装置（排雪板有）の単独施工では、高さの調整は必要であるが、路面破砕部と排雪板の距離が短いため、排雪板が不陸に追従しやすく、破砕雪氷塊の取りこぼしが少ないことを確認した。
また、不陸路面でも同様の施工を行うことで、カマボコ形状の不陸が全体的に破砕され、平坦な路面にすることが可能であることを確認した。

(2) 現道路面施工試験
現道の歩道上に自然形成された雪氷路面を構内路面施工試験と同様に 5ｍスパンで区切って、各計測を行い、現道施工の適応性、各装置の施工状況等を確認した。
現道路面のデータを表-2 に示す。
表-2 現道路面データ
天候
2月22日 曇り
2月25日 雪2月27日 晴2月28日 曇り

気温 路温 雪硬度 雪密度 延長(℃)(℃) (kg/cm2) (kg/m3) (m)-10.3 -10.5
129593 160-5.3 -4.9
10870080-0.8 -0.6
102663 115-2.0 -1.48487※「－」は欠測

写真-6 形成された破砕雪氷塊試験の結果、施工路面の状況は構内路面施工試験と同様に歩道に形成された雪氷路面の表面を破砕できることを確認した。
発生した破砕雪氷塊についても、排雪装置の併用施工
では不陸が大きい箇所で取りこぼしが発生したが、処理装置（排雪板有）の単独施工によって歩行路面の端部におおむね排雪できることを確認した。また、両装置を装着した小形除雪車の現道歩道における機械適応性（前後進、旋回等）に問題は生じなかった。

5. まとめ写真-7 装置施工状況

構内及び現道歩道とも、処理装置（排雪板無）と排雪装置の併用施工によって、滑りやすい雪氷路面を破砕処理し、破砕雪氷塊を排雪できることを確認した。
また、処理装置（排雪板有）の単独施工では、排雪板の不陸追従性が高く、排雪装置併用施工に比べ破砕雪氷塊の取りこぼしが少ないことを確認した。
雪氷厚が薄い箇所や舗装の露出部などへの対応として、舗装路面に対する影響を調査し、改良を加える検討が必要であるが、歩道の雪氷路面処理における本装置の有用性は高いと考える。
最後に、本試験の実施にあたり御協力頂いた国土交通省北海道開発局札幌開発建設部札幌道路事務所をはじめ、関係各位に深く感謝致します。
参考文献
1)佐藤健一、工藤秀一：凍結路面対策用粗面形成装置の開発、
北海道開発局建設機械工作所機械技術管理業務報告書、pp182-

写真-8 施工後の雪氷路面計測

Miura Gou, Makino Masatoshi, Nakamura Ryuichi184-1997