技術情報コーナー

新技術開発探訪

路面反射音による排水性舗装の排水機能評価手法の開発

１． はじめに
排水性舗装は，空隙率の高い多孔質な構造により水や空気といった流体を通すことから，雨水を浸透させる排水機能，交通騒音を低減させる吸音機能を兼ね備えているが，その機能も空隙の詰まりによりおおむね２〜４年後には失われてしまう
ため，機能を維持するには排水性舗装清掃車による清掃が必要となる（写真―１）。

写真―１

排水性舗装清掃作業

写真―２

現場透水量の測定

清掃時期や清掃効果の評価においては，清掃前と清掃後に現場透水量を測定し評価を行うが，清掃区間を閉鎖する交通規制が必要なことや現場透水量の測定が多いことなど，これら時間がかかる一連の作業に対する効率化が求められている（写真―２）
。

２． 概要

１清掃区間の片側車線における現場透水量の測
定 は 図―１に 示 す と お り，横 断 方 向３カ 所（OWP：外 側 車 輪 位 置，BWP：外 側 車

路 側・路 肩輪位置と内側車輪位置の中間，IWP：内側車輪位置），縦断方向３カ所の合計９カ所，１カ所当たり３回測定の平均値を採用するので，清掃前と清掃後を合わせ

車道OWPBWPIWP◎◎◎◎◎◎◎◎◎

清 掃 区 間図―１ 測定個所の例

合計５４回の測定が必要となる。

建設マネジメント技術

2007 年 4 月号 ５９技術情報コーナー

本稿では，清掃作業の効率化を目的として，非表―１

接触型で交通規制を伴わない路面反射音を利用し音源・受音装置の仕様○音源装置：ホーンスピーカ（TOA SC―７１５）・試験音：ビンクノイズ（２００Hz〜５kHz）・入力電圧：２V（RMS），入力電力：０．
５W（８Ω）○受音装置：ホーン内埋め込み型（TOA SC―７１５＋RION NL―０６マイク）○ホーンの設置高さ：２２cm○ホーンの設置間隔：５０cm○ホーンの設置角度：鉛直下向き（０°）○架台材料：鉄・アルミ

た評価手法について検討を行った。

３． 路面反射音の計測・評価システムの開発
排水性舗装の機能の一つである吸音機能に着目し装置の開発を行った。
開発コンセプトは以下のとおり。
!

必要な時にパトロールカーへ容易に取り付けが可能であること。

"

巡回等でパトロールカーに乗車する人が容易に操作できること。

#

路面反射音を自動計測し，計測・評価結果を速やかに確認できること。
受音装置

音源装置

! 音源・受音装置の選定
装置の原理は，音源装置（スピーカー）から音

写真―３

音源・受音装置を放射し，排水性舗装面に当たって反射した反射音を受音装置（マイ120ク）で拾い騒音計で測定，「測定路「基準路面」となる密粒舗装の反射音との差で排水性舗装の空隙状態を判別するものである。各装置の選定

アイドリング

100
Ａ特性音圧レベル（dB）面」となる排水性舗装の反射音とエンジン停止

110

9010km／h

8020km／h

7030km／h

605040km／h

40は，音源装置の出力，安定性，再現50km／h

30性，指向性と車への搭載性を目的に

20500

検 討 を 行 っ た（表―１，写 真―

630

800

1,000

1,250

1,600

2,000

１／３オクターブバンド中心周波数（Hz）

図―２ 音源・受音装置の反射音測定３）。
音源・受音装置は，図―２に示すとおり，エンジン停止時，アイドリング時，密粒"舗 装 走 行 時（１０km／h〜５０km／h）に お い て，中システムの機器構成は，図―３に示すとおり

計測・評価装置（ハードウエア）の開発

心 周 波 数 帯 域（５００Hz〜２kHz）での変化がほぼ一致していること
マイクから，車体本体から発生する騒音（タイヤ音，マフラー音，エンジ

騒 音 計面

ノートパソコンスピーカ
パワーアンプン音，風雑音等）の影響を受けな音源・受音装置いことを確認した。

オーディオディバイス

路計測・評価装置DC／ACインバーター

パトロールカーのシュガレットライター

図―３ システムの機器構成図

６０ 建設マネジメント技術

2007 年 4 月号

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で，各機器はジュラルミンケースに収納しておめ，本手法では，密粒舗装を「基準路面」としてき，必要な時にパトロールカーの後部および座席測定した反射音に対する排水性舗装を「測定路に設置するようにした（写真―４）。

面」として測定した反射音のエネルギーの割合を「吸音率」と定義することとした。
図―４は，空隙率の異なる排水性舗装（測定路面）の反射音エネルギーから密粒舗装（基準路パソコン面）の反射音エネルギーを差し引いた相対レベル

騒音計

パワーアンプを，１／３オクターブバンド周波数帯分析を行った結果をグラフ化したものである。そこからも分かるように中心周波数ごとに相対レベルが異なる

オーディオディバイスは内部埋め込みことが分かる。例えば，排水性舗装（５mm，２３％）で は，１，０００Hz 帯 で３dB，１，２５０Hz 帯 で４

写真―４

設置状況

dB，１，６００Hz 帯で２dB となる。そのため，吸音率の算出は，中心周波数ごとの相対レベルのエネ! 計測・評価装置プログラム（ソフトウエ!

ル ギ ー 平 均 値 に よ り 求 め る こ と と し た（式―ア）の開発１）。

ソフトウエアの概要"

操作手順と CRT 画面

計測・評価プログラムは，排水性舗装の吸音効

計測・評価装置プログラムの操作手順は図―５果を表す「吸音率」を計測・評価するものとしのとおり。計測場所情報（地先名，路線番号，距た。一般的に入射した音に対する反射しない音の離標，車線，その他）・計測条件（測定者，走行エネルギーの割合を「吸音率」とされているが，速度，実測予定時間）を入力後に「計測開始」ボ

現場における正確な入射音の測定が困難であるたタンをクリックすると計測が開始され，設定した相対レベル（dB）〔測定路面−基準路面〕

10注１）調査場所：土木研究所 舗装路面騒音研究施設
注２）路面の状況：清掃前

86

排水性舗装
(５mm23％)
排水性舗装(13mm20％)4

排水性舗装(13mm17％)20−2密粒舗装−4多孔質弾性舗装

−6

排水性舗装
(10mm20％)−8−10500

630

800

1,000

1,250

1,600

2,000

計測開始
【ソフトウエアの起動】

計測場所情報および計測条件の入力【登録データ一覧画面】

計測開始ボタンをクリック【計測指示・確認画面】

自動計測【計測指示・確認画面】

１／３オクターブバンド中心周波数（Hz）

図―４ 舗装構造別の吸音効果計測結果および評価結果の自動表示【計測指示・確認画面】

計測・評価結果の出力（印刷 ・TXTファイル出力）【計測指示・確認画面】

α ＝｛１−１０（∆L ／１０）｝×１００…式―１（−∆L f１Hz／１０）（−∆L fn Hz／１０）∆L ＝−１０log１｛０＋…＋１０〕／n }０〔１α ：吸音率（％）∆L ：計算対象周波数範囲（f１〜fn Hz）の相対レベルのエネルギー平均値（dB）※音の「エネルギー平均」の算出方法を利用

データの保存【登録データ一覧画面】

計測終了【ソフトウエアの停止】

図―５ ソフトウエアの操作手順

建設マネジメント技術

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図―６

図―７

CRT 画面（計測開始時）

CRT 画面（計測完了時）

測定時間が経過の後，自動的に計測が終了し，定できたとともに，吸音率により排水性舗装の空「吸音率測定結果」が算出，表示される。CRT 画

隙 状 態 を 評 価 で き る こ と が 確 認 で き た（図―面は図―６と図―７のとおり。１画面内で等価音８）。

圧レベル（基準路面・計測路面），相 対 レ ベ ル（計 測 路 面−基 準 路1.00面），吸音率の周波数特性，吸音率0.80

排水性舗装清掃実施の判断基準となる機能維持評価基準値を「透水相関係数の評価結果が確認できる。

４． 機能維持評価基準値の検討0.900.890.750.75

地点評価0.60
0.43
0.400.39

0.420.440.38

0.40

0.430.38

区間評価

0.20

0.00

量」から「吸音率」に変更するに当500〜2,000500〜1,600

500〜1,250630〜2,000630〜1,600630〜1,250

計算対象周波数範囲（Hz）

図―８ 計算対象周波数範囲の相関性

たり，平成１５〜１７年度の現場透水量試験と路面反射音測定のデータにより，透水量と吸音率の相関確認，機能維持評価基"

準値の算出を行った。

地点評価と区間評価で求めた１次回帰式と２次機能維持評価基準値（案）の設定回帰式を比較した結果，傾き・縦軸との接点が２! 計算対象周波数範囲の特定次回帰式の方が近似することから，吸音率による吸音率を算出する周波数範囲のパターンを変機能維持評価基準値の算出は区間評価の２次回帰え，透水量と吸音率の相関について確認した。方式から求めることとした。基準値（案）の設定に法は，現場透水量試験と路面反射音測定を同じ地当たっては，現行基準の透水量２００（ml／１５s）に点で実施した地点的評価の『地点評価』と，清掃対する吸音率は０％以下（図―９）であるため，区間内の地点データを平均した区間的評価の『区透水量６００（ml／１５s）に対する吸音率８％未満で間評価』について，それぞれ透水量と吸音率の一清掃することを提案した（表―２）。

次回帰分析による相関係数を求め比較した。その結果，相関係数が「０．
９」と一番高くなった４帯域（６３０〜１，２５０Hz）を計算対象周波数範囲に特６２ 建設マネジメント技術

2007 年 4 月号

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100

計算対象周波数範囲630〜1,250Hz【区間評価】：過年度測定データ：今年度測定データ（H17.09）：今年度測定データ（H18.03）

90

吸音率（％）

80
7060

Y＝4.69・10−4・X−1.44・10−150r＝0.90

4032％

3029％

2014％

Y＝3.83・10−7・X2−9.52・10−5・X

100200図―９表―２
現行基準（案）

400

600
800
1,000
透水量（ml／15sec)

1,200

1,400

1,600

透水量と吸音率の関係（区間評価）
排水性舗装の機能維持評価基準値（案）
改訂基準（案）措 置５s）
透水量（ml／１
２００未満

Ｒ2＝0.90８％0

吸音率（％）

速やかに清掃を行う。
空隙つぶれ等，状況を判断して清掃による機能回復 ８未満の見込みがあれば繰り返し行う。
５s 未満に該当）（透水量６００ml／１

２００以上６００未満
６００以上

速やかに清掃を行う。
目視観察等を続けるとともに，定期的に透水量試験 ８以上
５s 以上に該当）を行う。
（透水量６００ml／１

区間（測定回数５４回）における現場透水試験に要５． ま と め

する時間は現場条件により異なるものの，現場透水試験器１〜３台で測定した場合，約６．
５〜３．
５時

路面反射音の計測・評価システムにより排水性間程度かかっていたものが，路面反射音測定（清舗装の空隙状態を評価することが可能となったこ

掃区間５００m，移動速度３０km／h，横断方向３回計とから，現状の交通規制区間内における人力作業測）で約３分程度と大幅な改善となった。

での現場透水試験が，交通規制を必要としない走行 車 両 に よ る 移 動 計 測（３０km／h）が 可 能 と な

６． あとがきり，清掃作業自体の交通規制は残るものの，排水性舗装清掃作業の効率化およびコスト縮減，交通渋滞緩和が図られると期待される。
現場における聞き取り調査の結果では，１清掃今後は，「排水性舗装の機能維持評価基準値」の精度を高め，「排水性舗装清掃要領（試案）・同資料編」の改訂に反映させる必要がある。

国土交通省北陸地方整備局北陸技術事務所機械課

機械設計係長

小林弘朗

機械課長

本間政幸

機械設計係主任齋藤剛

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