別紙―２
平成22年度

ロータリ除雪車を通年活用するアタッチメント式路面清掃装置の開発―現場での適用性確認―（独）土木研究所（独）土木研究所

寒地土木研究所 寒地機械技術チーム
同上
寒地土木研究所 寒地技術推進室 道央支所

○中 村隆一佐々木 憲弘坂口勝利

道路の維持管理は、近年の厳しい財政状況を踏まえた道路予算の縮減から、より一層のコスト縮減が求められている。積雪寒冷地である北海道では、路面清掃車等の維持機械及び除雪機
械の専用車は各々半年程度しか稼働できない実態にある。
そこで、道路維持管理のコスト縮減を図ることを目的に、既存のロータリ除雪車を通年活用するため、ロータリ除雪車で路面清掃車の機能を兼用可能なアタッチメント式路面清掃装置の開発を行うものである。
キーワード：コスト縮減、路面清掃、アタッチメント、ロータリ除雪車

1. はじめに本開発にあたり、北海道開発局が保有する全道の機械配置状況、稼働実績及び維持機械・除雪機械の複合化によるコスト縮減の試算結果に基づき、導入効果について検討を行った。その結果、導入台数が多く、コストの縮減率が大きい路面清掃車とロータリ除雪車の複合化について検討を行い、以下の基本条件を設定した。１）計画
フローを図-１に示す。
１）既存の機械（ロータリ除雪車）をオールシーズン有効活用すること。
２）１台のベース車両で冬作業の拡幅除雪（ロータリ除雪装置）、夏作業の路面清掃（路面清掃装置）の機能を兼用可能とすること。
３）装置はアタッチメント式とし、ベース車両（ロータリ除雪車）の機能・性能に悪影響を及ぼさないこと。
本報文では、導入効果の試算、及びアタッチメント式路面清掃装置（写真－１参照）の現道適用確認を実施したので報告する。

図－１ 計画フロー

2. 路面清掃装置の仕様(1) 仕様検討
寒地土木研究所が開発する路面清掃装置は、コスト縮減の観点から現在運用されている路面清掃専用車（以下、専用車という。）の代用として使用することを目的としている。そのため、既存の専用車と同程度の機能及び性能を確保する必要がある。
写真－１ ロータリ除雪車に対応した路面清掃装置（試作機）

Ryuichi Nakamura, Norihiro Sasaki, Katsutoshi Sakaguchi路面清掃装置の仕様は、北海道開発局で運用されている４輪ブラシ式、３輪ブラシ式、４輪操舵ブラシ式のブラシ式路面清掃車の各専用車の主要諸元から各々最大値を採用した。その結果、今まで専用車として活躍していた路面清掃機能をアタッチメント化した場合、機能・性能にどのような利点・欠点があるか確認することが必要である。
また、ベース車両であるロータリ除雪車を北海道開発局、北海道、札幌市などが保有する一般的な規格にすることで、導入先を限定しない仕様とした。

ろん、塵埃のこぼれ防止、ダンプトラックへの積み込み作業に影響を与えない構造を検討した。
試作機の容量は、各専用車のホッパ内容量にホッパ係数４）を乗じた換算値（表-１）と最大塵埃収納容量の確認試験で得られた結果（表-２）を比較すると、試作機は専用車の収容量と同程度の能力があることが確認できた。

(2) 性能試験
苫小牧寒地試験道路にて設定したテストコースで試作した路面清掃装置（以下、試作機という。）の性能試験を実施した。試験内容は、ブラシ式および真空吸込み式
ロードスイーパ性能試験方法３）を参考に、走行試験（道路線形追従走行試験）、作業装置試験（主ブラシ・側ブラシ・補助ブラシ及びホッパ、散水機能作動試験）、作業試験（標準土砂及び異形物の清掃能力試験、最大塵埃収容容量確認、最適掃き込み構造の検討）、その他（視野試験、ダンプトラックへの積込み試験等）の基本性能の確認を行った。性能試験の状況を写真-２に示す。

図－２ 掃き込み構造
表－１ 各種ホッパ収容量諸元比較表
ブラシ式
3輪ブラシ式

4輪操舵ブラシ式

真空式
4輪ブラシ式

片・両ブラシ式

ﾌﾛﾝﾄﾘﾌﾄﾀﾞﾝﾌﾟ式 ﾌﾛﾝﾄﾘﾌﾄﾀﾞﾝﾌﾟ式 ﾘｱﾘﾌﾄﾀﾞﾝﾌﾟ式

適用

ﾘｱﾀﾞﾝﾌﾟ式

ﾎｯﾊﾟ内容積

2.2m3

2.0m3

2.5m3

6.0m3

ﾎｯﾊﾟ係数0.550.55

0.480.50

換算値

1.21m3

1.1m3

1.2m3

3.0m3仕様書（メーカー値）
土木工事標準積算基準書（国土交通省）表－２ 試作機最大塵埃収容量の試験結果
写真－２ 性能試験状況
左：道路線形追従走行試験
中：最大塵埃収納容量確認
右：ダンプトラックへの積込み試験

路面清掃装置を開発する上で最も重要な機能について記す。その他の結果については参考文献２）に記述されているため省略する。
重要な機能とは道路の塵埃を掃き込み・確保するホッパ内の実収容量（以下、容量という。）である。道路で作業する上で、ダンプトラックへの積み込み作業（写真－２右）、回送姿勢など機械の形態や集塵量、散水用水量が変化する毎に機械の重心を考慮しなければいけない
ため、ホッパの必要容量及び形状は開発する上で重要な鍵となる。
試作機の掃き込み構造は、専用車の主ブラシで掃き込んだ塵埃をベルトコンベアで持ち上げ、上から落とし入れる上開き箱形状のような機構（図-２下）と異なり、主ブラシで横から直接掃き込む横開き箱形状（図-２上）としたため、より多くの容量を確保するには掃き込み機構やホッパ構造に工夫する必要がある。
ホッパ内構造は、より多くの容量を確保するのはもち

試作機
試作機
（改良）

ホッパ内実収容容量（m3）
重量(kg)

試験No.

砂比重

11.40

1.40

1,96021.55

1.542,3873

1.56

1.08

1,68541.33

1.071,423

試験の結果、試作機の機能及び性能は、専用車と比べ遜色ない結果となったが、オペレータからのヒアリングより運転操作性について改良点が抽出されたため、仕様の見直しを行った。
試作改良機の主要諸元は、標準塵埃収納容量及び散水タンク容量等を必要最低限にすることで仕様の見直しを行い、同様に性能試験をした結果、良好となった。
試作改良機の主要諸元を以下に示す。
ロータリ除雪仕様
形式
ツーステージ 2.2m 級・2.6m 級対応
全長（作業姿勢）
7,280mm
全幅（除雪装置含む）
2,600mm（除雪装置を除く）
2,500mm
全高3,570mm
質量（車両総質量）13,350kg

Ryuichi Nakamura, Norihiro Sasaki, Katsutoshi Sakaguchi路面清掃仕様（試作機）
形式
ブラシ式、フロントリフトダンプ式、両ガッタ、散水機能付
全長（作業姿勢）8,880mm
全幅（回送時）2,600mm（作業時最大）3,000mm
全高3,570mm
質量（車両総質量：散水ﾀﾝｸ満量）5,185kg
ホッパ内標準塵埃収容容量
1.0m3
水タンク容量900L(3) 国道での路面清掃装置試行
北海道開発局札幌開発建設部札幌道路事務所が発注する道路維持工事の協力を得て国道で試作機による清掃確認を試行する機会を得た。
試行目的は、試作機の作業性能を主に、試作機と専用車の比較である。方法は、交通量、道路構造、道路上の塵埃量等の作業条件を合わせるため、同工区・同区間において、専用車と試作機で作業を実施し、道路管理者と道路維持工事請負者、オペレータから運転操作性、作業能力、導入可能性等についてヒアリングを実施した（写真－３～５参照）。
また、専用車と試作機の清掃状況、オペレータ負担及び清掃機械と一般車両の挙動を確認するため、ドライブレコーダーを取り付け、映像での比較確認を実施した（図－３～５参照）。

＜カメラの設置場所及び映像範囲＞①左前方：路面清掃前の路面状況及び前方の映像（清掃前）②左側方：側ブラシと歩道縁石及び路面の映像（追従性）③左後方：路面清掃後の路面状況及び後方の映像（清掃後）④右側方：近接車両との位置関係の映像（安全性：追い越し車両、後続車）⑤運転席：オペレータからの前方視界（視界性、運転操作性、安全性）⑥運転席：オペレータの視線及び操作状況の映像（運転操作性、安全性）

図－３ ドライブレコーダー取付位置

図－４ ドライブレコーダー映像（試作機）

写真－３ 試行した試作機と路面清掃車

図－５ ドライブレコーダー映像（４輪操舵ブラシ式）

写真－４ 試作機の清掃状況

写真－５ 積込み作業の状況（比較）試行の結果、一般車両に危険を与えるような状況、挙動は確認されず、問題なかった。
さらに並行して、専用車と試作機の作業騒音について比較計測した結果、差異がなかったとともに、札幌市の特定建設作業の騒音規制法５）を参考としても規制基準以下となった。
試行に関する主な意見は以下のとおりであった。
・機械の見た目より操作に違和感がない。実用化の可能性があると思う。

Ryuichi Nakamura, Norihiro Sasaki, Katsutoshi Sakaguchi

・どんな機械でも初めは運転修得期間が必要である。
２）路面清掃車（夏期）の運転費が上がるデメリット
・ブラシ式専用車は、定期的にホッパ内の塵埃をダンプ
ベース車両がロータリ除雪車になることで、運転トラックに空けるため、ホッパ容量は必要以上に大きく日数、供用日数の増加が、年間標準運転時間６）の増加よりも比率が大きくなり、供用日当り運転時間(ｔ)、する必要はない。また、散水車にて事前散水するため、運転日当り運転時間(Ｔ)が減少する。そのため、運転散水タンクも同様に必要以上に大きくなくても問題ない。
１時間当り労務工数及び機械損料が上がり、運転１時・専用機械と異なる兼用式の導入に対する否定的考えは間当り単価が増加する（上項１と逆転現象）。
ない。それより、道路の維持管理費の縮減により路面清掃機械を保有できなくなる状況に懸念がある。
(2) 導入効果の試算
・コスト縮減対策は急務であり導入検討したい。
ロータリ除雪車と専用車及び試作機の組合せでコスト以上より、改めて専用車の性能を確認及び比較することによって、現場視線からの細かな要望はあったものの、 縮減に関する比較を行った。
導入効果の試算を図-７、年間当たりの専用車に対す
新たな機械に対し否定的な意見や、専用車との比較に大る運転費の縮減比率を表-３に示す（平成 19 年度稼働平きな差異がないことが確認できた。
均の実績・平成 22 年 12 月燃料単価及び基準採用）。
ロータリ除雪装置として使用する場合は、既存の機械を活用するため、イニシャルコスト（購入費）及びランニングコスト（整備費、管理費）は現状のままだが、先に述べたメリットより、ランニングコスト（運転費）が大幅に減少する。
路面清掃装置として使用する場合は、現状の機械１台の購入からアタッチメント装置のみの購入となるため、イニシャルコスト（購入費）及びランニングコスト（整備費、管理費）は大幅に減少するが、先に述べたデメリットより、ランニングコスト（運転費）のみ増加する。
その結果、路面清掃装置単体の運転費を見ると、コスト高となるが、ロータリ除雪装置の運転費が大幅に減少するため、年間当たりの組合せで比較するとコスト縮減が可能である。

図－６ 騒音測定比較表

2. 導入検討(1) 複合化による運転費
ロータリ除雪装置及び路面清掃装置の兼用化によるメ
リット、デメリットを以下のとおりまとめた。
１）ロータリ除雪車（冬期）の運転費が下がるメリット
ベース車両を路面清掃作業でも使用することにより、年間標準運転時間６）の増加が、運転日数、供用日数の増加よりも比率が大きくなり、供用日当り運転時間(ｔ)、運転日当り運転時間(Ｔ)が増加する。そのため、運転１時間当り労務工数及び機械損料が下がり、運転１時間当り単価が減少する。

図－７ ライフサイクルコスト比較表（機械単位）
表－３ 運転費比較表
新夏期 路面清掃仕様

規

ブラシ式2.5m3

冬期 ロータリ除雪車 220m級（排対3次）

Ryuichi Nakamura, Norihiro Sasaki, Katsutoshi Sakaguchi

現行

運転費
現行比率（％）
単体
夏冬・組合せ路面清掃車

3輪ブラシ式

137 ％

93 ％

路面清掃車

4輪ブラシ式

133 ％

92 ％

路面清掃車

4輪操舵ブラシ式

125 ％

90 ％

ロータリ除雪車 220m級（排対3次）

76 ％－このことから、積雪寒冷地である北海道や東北地方のまた、道路管理者が工事受注者へ機械を無償貸与するような除雪機械の稼働が年間標準運転時間６）より高く、場合で１組・台当たりのライフサイクルコストを損料６）で試算した。
維持機械の稼働が低い傾向にある地域は、コスト縮減効
試算対象機種は保有台数の多い４輪ブラシ式とし、結果が高いと考えられる。
果を図-８に示す。路面清掃車（装置）とロータリ除雪車を組み合わせた年間当たり総額で積み上げ方式とした。 (4) 国土交通省の事業概要
０年目は購入費のみとし、１年目以降は整備費、管理費、路面清掃作業の目的は、道路及び沿道環境の保全と道運転費を計上した。
路の美観を保持することを含めた道路の機能維持と保安、損料表６）における過去３ヶ年の変化として、ロータ交通災害の予防、人体の保護など７）としている。
リ除雪車の標準使用年数が 13.5 年から 15.0 年、路面清
国道の維持管理は、各地域によって気象条件や沿道状掃車の標準使用年数が 8.0 年から 9.0 年または 9.5 年と況等が異なることから路面清掃などの各維持作業は地域使用年数が伸びていることから近年の背景が伺える。この状況を踏まえ、適切な道路維持管理がされてきた。
こでは比較を行うため、ベース車両であるロータリ除雪
しかし、冒頭で記した近年の道路予算縮減に加え、平車に準拠した使用年数で試算した。
成21年11月の行政刷新会議「事業仕分け」での結果から、今般、通行の安全性等に配慮しつつ、全国統一の考え方を設定し実施されることになった。
金額
ライフサイクルコスト比較表（積上式）
このことから、国土交通省北海道開発局の局長定例記
180,000,000
差分 3,173万
15,459万
4輪ブラシ式路面清掃車＋ロータリ除雪車
160,000,000
者会見配付資料８）によると、“道路の清掃などは全国
路面清掃試作機＋＠ロータリ除雪車
140,000,000
統一の管理基準により運用するとともに、北海道の特殊
ロータリ除雪車【除雪のみに使用】
120,000,000
事情や地域の特性を考慮しつつ適切な道路サービスを提＠ロータリ除雪車【除雪＋清掃に使用】
12,286万
100,000,000
供するため、地域ごとに維持管理計画を作成します。”
差分 1,230万
80,000,000とあり、表-５に示す基準が設定された。
5,240万60,000,000
また、除雪作業についても先の行政刷新会議から全国統40,000,0004,010万
差分 651万一基準が設定され、今冬の除雪の基本方針について９）20,000,000
コスト縮減が求められている。
00年目 1年目 2年目 3年目 4年目 5年目 6年目 7年目 8年目 9年目 10年目 11年目 12年目 13年目 14年目 15年目

表－５ 路面清掃管理基準
図－８ ライフサイクルコスト比較表（積上式）

項目

H21実施基準

H22実施基準

青線：従来の運用（各々専用車を使用した場合）

車道（DID区間）

1～28回/年6回/年 以内

赤線：提案の運用（ロータリ除雪車を通年利用した場合）

車道（郊外部）

1～7回/年1回/年 以内(3) 効果的な配置提案
より多くの導入効果を期待するには、専用車と試作機の運転費の差から稼働時間比が有利な配置を行う必要がある。
表-４は、専用車と置き換えた場合、従来の組合せ運転費と“同等”になる稼働時間の比率を示している。
燃料単価の変動によって、比率は若干異なるものの、どの規格も路面清掃車よりロータリ除雪車の数値が低い
ことから、ロータリ除雪車の稼働が多い地域に有利であり、燃料単価が安価なほど縮減効果は大きくなる。
表－４ 効果が得られる稼働時間比
路面清掃
３輪ブラシ式４輪ブラシ式

４輪操舵ブラシ式(5) 路面清掃車のブラシ式と真空式の比較
路面清掃車の機種を選定するにあたり、表-６７）に示す路面清掃車の作業条件と適用性を参考にした。
表－６ 路面清掃車の作業条件と適用性
走行装置による分類

2.2m級220kW級（排対3次）

0.416 ： 0.584

0.395 ： 0.605

ブラシ式

塵埃排出方式による分類 ﾌﾛﾝﾄﾘﾌﾄﾀﾞﾝﾌﾟ式 ﾌﾛﾝﾄﾘﾌﾄﾀﾞﾝﾌﾟ式

真空式
ﾘﾔﾘﾌﾄﾀﾞﾝﾌﾟ式

ﾘﾔﾘﾌﾄﾀﾞﾝﾌﾟ式（作業条件）
屈曲の多い狭い道路で使用する場合

○

△

△

△

回送距離が長い場合

△

○

○

○

土砂の堆積はが多い場合

○

○

○

△

塵埃が大きく、多量に堆積している場合

○

○

○

△

塵埃の比重が軽く、堆積量が少ない場合

△

△

△

○

枡清掃作業時を兼用したい場合

××

△

○

騒音を特に避けたい場合

○

○

○

△

塵埃を作業路上で積み替えたい場合

○

○

○

○

塵埃を直接処分場へ持ち込み場合

××△△△

△

△

○

（道路構造）
路面の不陸が多い場合
注） ○印：良ロータリ除雪車

４輪式

３輪式

塵埃回収方式による分類△印：普通

×：適さない

0.344 ： 0.656※（左）ロータリ除雪装置 ： （右）路面清掃装置※（左）ロータリ除雪装置の値が表中よりも大きいほど機械経費及び労務費が減少，小さいほど増加する。
※（右）路面清掃装置の値が表中よりも大きいほど機械経費及び労務費が増加，小さいほど減少する。

ブラシ式・真空式ともに、今後、道路清掃回数の抑制から１回当たりの作業負担が増加することを想定するとRyuichi Nakamura, Norihiro Sasaki, Katsutoshi Sakaguchi

色付きの作業条件“土砂の堆積が多い場合”、“塵埃がる寒地土木研究所式路面清掃装置の最終設計見直しを行大きく多量に堆積している場合”、“騒音を特に避けたっている。
い場合”に注目した。その結果、地域条件にも左右され今後は道路維持管理費のコスト縮減を目的に、ロータるが、少数保有になった場合、今後ブラシ式の有用性がリ除雪車を通年活用する提案、開発したアタッチメント高くなると思われる。
式路面清掃装置の仕様を国道のみならず地方自治体の道また、ブラシ式と真空式の比較をコストでも試算した。 路管理者などにも広く活用してもらうため、普及活動を各々異なる特徴を持っているが、作業形態として大きなしていきたいと考えている。
違いがある。
また、当研究所が保有する試作機を今回試行した現道
塵埃の処分について、真空式は捨て場まで自走しなけ以外にも活用してもらうことによって、普及活動、改良ればいけないのに対し、ブラシ式はダンプトラックを拘項目の抽出、並びにフォローアップをしていきたい。
束する必要がある。
道路清掃の基準４）によると、工区毎の清掃延長、清謝辞：国道での試行に当たり、関係各位への調整、現場掃速度、移動距離、移動速度、塵埃量などの実績から求の提供をして頂いた国土交通省北海道開発局の担当者様、めることになっているため、地域事情が異なる工区毎の試行を協力して頂いた札幌建設運送株式会社の担当者様比較が必要になるが、塵埃処分場までの距離が近いと真のおかげで現場試行することができました。記して謝意
空式が安価であり、遠い程ブラシ式が安価になる傾向がを表します。
ある。
これは工区毎の清掃延長や塵埃量の違いに加え、“真参考文献
1) 中村隆一、佐々木憲弘、坂瀬修：雪氷処理のコスト
空式の塵埃処分場までの移動距離、速度の加算分”と縮減に関する技術開発について－ロータリ除雪車対応型“ブラシ式のダンプトラック（＝路面清掃車）の運転時路面清掃装置の開発－、北海道開発技術研究発表会論文、間”のどちらが有利であるかが比較のキーポイントにな
第 52 回（平成 20 年度）
る。
２）中村隆一、佐々木憲弘、坂口勝利：アタッチメント
清掃延長のどの位置でホッパが満載になるか確定でき方式による路面清掃装置の開発－ロータリ除雪車を通年ないため、コストに対して単純な比較はできないが、塵３）3活用する提案－、北海道開発技術研究発表会論文、第埃量を試験方法 の散布平均である 0.4m /km と仮定した場合、移動距離が清掃延長の４～５倍以上になるとブ53 回（平成 21 年度）
ラシ式が有利になる傾向になり、１回当たりの清掃塵埃
３）（社）日本建設機械化協会・施工技術部会道路維持量が増すにつれブラシ式が有利になる。
委員会：ブラシ式および真空吸込み式ロードスイーパ性能試験方法，日本建設機械化協会規，1968.8.1
４）国土交通省・建設物価調査会：土木工事標準積算基
3. まとめ
準書、平成 22 年度
これまで実施してきた試験結果、ヒアリング、試算を
５）札幌市環境保全のページ、基に以下のとおりまとめる。
http://www.city.sapporo.jp/kankyo/souon/kensetsu.html
１）国道での試行により試作機は、機械の性能・機能、
６）北海道開発局・（社）日本建設機械会協会：建設機
ヒアリングでは良好な結果だった。
械等損料算定表北海等補正版、平成 20 年度
２）ロータリ除雪車を通年活用することで、ロータリ除
７）（社）日本建設機械化協会：道路清掃作業の手引き、
雪車自体の運転単価を縮減でき、アタッチメント式路
平成７年１１月
面清掃装置は、現行の路面清掃専用車に比べ、導入効
８）国土交通省北海道開発局 HP、局長定例記者会見、果（イニシャルコスト約 50%低減、ランニングコスト
平成２２年４月６日会見、北海道の有する食料供給や観約 10%低減）がある。更に、よりコスト縮減を期待す
光の可能性を全国・世界に向けて開く使命を果たします
るには稼働時間比が有利な配置を行う必要がある。
～平成２２年度北海道開発局関係事業概要～、配付資料
３）本開発装置は、除雪機械の稼働が年間標準運転時間ｐ９６）より高く、維持機械の稼働が低い傾向にある積雪
http://www.hkd.mlit.go.jp/kyokutyou/h22/0406/01.pdf
寒冷地域には、より一層コスト縮減に寄与できる。
９）国土交通省北海道開発局 HP、報道提供資料、平成
２２年１１月１５日、今冬の除雪の基本方針について＜資料１＞
4. 今後の展望
http://www.hkd.mlit.go.jp/topics/press/press_h2211/15_
josetsu.pdf
国道での試行で良好な結果となったことから、提案すRyuichi Nakamura, Norihiro Sasaki, Katsutoshi Sakaguchi