第27回 寒地技術シンポジウム（2011年11月30日・12月1日・2日）

CTC11-II-002

DC 有孔板を用いた道路防雪柵における防雪性能の観測
Observation of Snow Control Performance on Snow Fence for Roads using DC Punching Steel Panel

千葉隆弘 1，苫米地司 1，平田勝二郎 2，上野晴彦 2，今野智和 3，大槻政哉 4，齋藤佳彦 4Takahiro CHIBA1, Tsukasa TOMABECHI1, Katsujiro HIRATA2, Haruhiko UENO2
Tomokazu KONNO3, Masaya OTSUKI4, Yoshihiko SAITO4
1 北海道工業大学，2㈱ノースプラン，3 北海道ガソン㈱，4㈱雪研スノーイーターズ

1Hokkaido Institute of Technology, 2Northplan Co., Ltd., 3Hokkaido Gazon Co., Ltd., 4Yukiken Snow Eaters Co., Ltd.

を上方へ変化させようとするものである。

1．はじめに道路で発生する吹雪による視程障害および吹きだまりの屋外観測は，札幌市手稲区の北海道工業大学グラウンド

ハード対策には，防雪切土のような道路構造による対策やで行った。なお，観測期間は，2010 年 12 月下旬から 20111)や道路防雪林および道路防雪柵を設置する対策がある 。

年 4 月上旬である。試験体は，写真 1 に示すように，高さ道路用地の確保が可能な場合は，防雪切土や道路防雪林が3.0m，延長 36m の直型吹き止め柵であり，Type1～Type4有効であるが，既存路線で道路用地を十分に確保することの延長 9m ずつ 4 種類を観測の対象とした。表 1 に，各が困難な場合は，道路防雪柵のみで対策を行う場合が多く， Type の概要を示す。表のように，Type1 は全てを既存のニーズも依然として高い状況である。その道路防雪柵には， 有孔板，Type2 は全てを DC 有孔板，Type3 は下側 1/2 を主に，吹き止め柵，吹きだめ柵，および吹き払い柵があり， 無孔板，上側 1/2 を既存の有孔板，Type4 は下側 1/2 を無防雪柵を設置するための用地が少なく，多車線道路の吹雪孔板，上側 1/2 を DC 有孔板としたものである。図 2 に，対策を行う場合は，吹き止め柵が選定される。この吹き止吹き止め柵の配置状況および観測箇所を示す。図のように，め柵は，下部間隙をゼロとし，防雪柵の風上側に吹きだまりを形成させることによって，視程障害や吹きだまりの対上側が孔有り策を行うものであり，その防雪機能は柵高と防雪板の空隙率などに依存することが知られている。一方，吹き止め柵の断面形状で気流を制御し，低い柵高においても道路に達する飛雪を上方へ流すことで対応するものが増えている。
しかし，技術的データの蓄積が不十分であり，設計手法の確立には至っていない。
本研究では，吹き止め柵の設計手法確立のための基礎的下側が孔無し

データ蓄積を目的に，防雪柵の断面形状は直型とし，防雪

【折板型】

【円弧型】

図 1 DC 板の概要

板を通過する気流を制御する有孔板（以下，DC 有孔板という。）を用いた吹き止め柵を対象に屋外観測を行い，防雪性能の把握・検討を行った。

【Type4】 【Type3】
9.0m【Type2】9.0m【Type1】3.5m

2．観測方法9.0m

図 1 に，本研究で対象とした DC 有孔板の概要を示す。

36.0m

図のように，断面形状は折板型および円弧型の 2 種類があり，中心より上側のみに孔を開け，有孔板を通過する気流

写真 1 試験体の設置状況

千葉隆弘（北海道工業大学空間創造学部建築学科）〒006-8585 札幌市手稲区前田 7 条 15 丁目 4-1 tel 011-688-2345 fax 011-688-2345 e-mail: chiba@hit.ac.jp
1819.0m

第27回 寒地技術シンポジウム（2011年11月30日・12月1日・2日）

CTC11-II-002

吹き止め柵の風上側には，吹走距離を 80m 程度確保し，た吹雪量は，吹雪計を設置してから重量を測定するまでの西北西の風に対して直交するように配置した。観測項目に累積吹雪量となる。吹きだまり測定の測線は，各 Type のついては，地上から高さ 1.5m の位置において気温と風向中心とし，測線の長さは，風上側 15m，風下側 30m とし風速を測定するとともに，ネット式吹雪系を用いた吹雪量た。風速分布測定は，風上側 15m，地上 1.5m の位置で測測定，防雪柵風上側と風下側を対象とした吹きだまり測定， 定した風速を基準とし，風下側で測定した風速を基準風速
吹き止め柵風下側の風速分布測定および気流の可視化をで除した値で風速分布を検討した。風下側の測定高さは，行った。吹雪量の測定箇所は，吹き止め柵から風上側 15m

地上 1.5m，2.5m，3.5m の 3 箇所であり，風下側の測定箇の位置で 1 箇所，各 Type の風下側 9m の位置で 1 箇所ず所は，3m ピッチで 18m までとした。気流の可視化についつ，合計 5 箇所とし，測定高さは地上 1.0m，1.5m，2.5m， ては，吹き止め柵の風上側約 2.0m の位置において発煙筒3.5m の 4 箇所とした。本観測で用いたネット式吹雪計は， を設置して行い，発生させた煙の分布はデジタルカメラを直径 100mm の塩ビ管にネットを取り付けたものであり，用いて撮影した。

風向に追従するように回転する構造となっている。吹雪量は，ネットが捕捉した飛雪の重量とし，その重量の測定は， 3．観測結果ある程度飛雪を捕捉した段階で行った。重量測定後にネッ

3.1 吹雪量の測定結果

トの雪を取り除いて再設置したことから，本観測で測定し吹雪量は，観測期間中に 6 回（1/11，1/14，2/8，2/28，3/4，3/11）測定した。これら測定した吹雪量を高さごとに累積した吹雪量を図 3 に示す。図のように，風上側の吹雪

表 1 各 Type の概要
Type1Type2Type3Type4

上部有孔板
空隙率30%

上部DC板
空隙率約20%量は，地上面に近い箇所の吹雪量が最も多く，降雪時においても地吹雪が卓越していたと考えられる。これに対し，
各 Type における風下側の吹雪量をみると，Type1 においては，高さ方向における吹雪量の分布が一様になる傾向を示すものの，Type2～Type4 においては，高さの上昇に伴い吹雪量が増加する関係を示す。このように，Type2～
Type4 は，地上面付近の吹雪量を緩和する機能を有している。ここで，松澤ら 2）の研究によると，吹雪時の飛雪流

全有孔板
空隙率30%

全DC板
空隙率約20%

下部無孔板
空隙率0%

量 mf（g/m2･sec）と視程 V（m）との関係は，以下の式 1)

下部無孔板
空隙率0%

で表すことができる。

log(V )  0.773log( mf )  2.845 ············ 1)

主風向【Type2】【Type3】

風上側の吹雪量で除することによって算定される視程比で，風下側における視程の改善状況を把握することができる。

【Type4】9m【Type1】とがわかる。従って，本観測で得られた風下側の吹雪量を高さ（m）

15m

吹走距離：80m

上式をみると，視程は飛雪流量と反比例の関係にあるこ

4.0
Type13.5

Type23.0Type3Type42.5

風上30m

2.0
1.5

1.0
0.50.0
吹きだまり測定の測線

0：吹雪量の測定箇所：風速分布の測定箇所

100200300

400

500

600

700800総吹雪量（g）

図 2 試験体の設置状況と観測箇所

図 3 測定した総吹雪量と高さとの関係
182

4.0

高さ（m）高さ（m）

第27回 寒地技術シンポジウム（2011年11月30日・12月1日・2日）

Type1Type2Type3Type4

3.5
3.0
2.5

CTC11-II-002

3.5

3.5

3.0

3.0
1.5
1.0

2.5

2.02.0【Type1】

1.5【Type2】
1.5

1.5

1.0

3691215

18

36912

距離（m）

高さ（m）

0.5
0.0
0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0
視程比

図 4 視程比と高さとの関係

3.5

3.0

3.0

2.5

0.5

1.0

風

2.5

1.00.5【Type3】

Type1（全有孔）Type2（全DC）
Type3（無孔+有孔）
Type4（無孔+DC）
平地積雪

吹き止め柵

181.5

2.02001801601401201008015距離（m）

3.52.0積雪深（cm）

1.5

1.00.52.01.5【Type4】
1.536912151836距離（m）

9121518距離（m）

図 6 風速分布の測定結果
2011 年 2 月 9 日および 3 月 11 日である。図のように，

60

風上側の吹きだまりをみると，Type2～Type4 はいずれも40200

同様の傾向を示し，Type1 においては，他の Type に比べてやや吹きだまり量が少ない傾向を示す。Type2 は，全測定日：2月9日-15積雪深さ（cm）

0.5

2.52.0-10-505101520

面にわたって DC 板を用いているが，Type1 で用いた有25 30距離（m）

孔板に比べて空隙率が小さいため，Type2 における風上側の吹きだまり量が Type1 に比べて多くなったと考えら

200180160140120100806040200

風Type1（全有孔）Type2（全DC）
Type3（無孔+有孔）
Type4（無孔+DC）
平地積雪吹き止め柵れる。次に，風下側の吹きだまり状況をみると，Type1～
Type3 では，いずれの測定日においても吹き止め柵から5m の位置に吹きだまりが確認できる。Type4 においては，他の Type で確認された吹きだまりが極めて小さい状況である。Type1 および Type3 は，空隙率 30%の既存の有孔板を用いており，その有孔板を通過した飛雪が吹きだまりType4の積雪深さが少ないになったと考えられる。Type2 においては全面にわたって DC 板を用いており，DC 板によって上方への気流に制

測定日：3月11日-15-10-505101520

御されているものの，吹き止め柵下側を通過した飛雪が重25 30
距離（m）

力によって落下し，吹きだまりになったと考えられる。
Type4 については，上部のみ DC 板を用いており，DC 板

図 5 吹きだまりの測定結果を通過した飛雪が上方へ制御されたため，吹きだまりの形
図 4 に視程比と高さとの関係を示す。図のように，吹き成には至らなかったと考えられる。このような結果をみる

止め柵風下側の視程比は，地上面に近いほど大きく，普通と，Type4 における風下側の吹きだまり防止効果が高い

乗用車における運転席の目線近傍である高さ 1.5m の視程と言える。

比をみると，Type1 が風上側の視程に対して約 1.5 倍改善され，Type2 が約 1.6 倍，Type3 および Type4 が約 2.0

3.3 風速分布および気流分布の測定結果
図 6 に，風速分布の測定結果を示す。なお，測定日は倍改善されている。このように，下部に無孔板を用いた

Type3 および Type4 の視程改善効果が高いことがわかる。 2011 年 4 月 2 日であり，北西から西北西の風が安定していた。また，風下側で測定した風速は，風上側で測定した
3.2 吹きだまりの測定結果基準点の風速で除した風速比で表している。図のように，吹きだまりの測定結果を図 5 に示す。なお，測定日は， 風速比 1.0 を下回る減風領域をみると，Type1 では，風下183

第27回 寒地技術シンポジウム（2011年11月30日・12月1日・2日）【Type3】

CTC11-II-002【Type3】
煙の分布あり【Type4】【Type4】煙の分布は上側

図 7 吹雪濃度のシミュレーション結果
では吹雪濃度が小さい結果が得られた。特に，Type4 では，DC 板によって気流が上方へ制御されている様子も反映されている。しかし，Type4 における風下側約 15m の位置において，やや強い逆流が発生することによって吹雪濃度が高くなっており，このような現象は屋外観測で測定することができていない。
このように，屋外観測と数値シミュレーションが概ね対

写真 2 気流分布の測定結果応するものの，結果の詳細については，大きく異なる場合
側 8m までとなっており，減風領域が狭い状況である。

もあるのが現状である。これは，数値シミュレーションでType3 をみると，Type1 に比べて減風領域が広くなって吹雪現象を適正にモデル化するための基礎資料が不足しているものの，Type2 および Type4 では，減風領域が風下いることが要因と考えられる。視程の評価方法についても，

側 13～15m となっており，DC 板を用いた吹き止め柵の吹雪量の測定に依存しているのが現状で，適正に評価する減風領域が広くなっていることがわかる。これは，有孔板ための観測・解析技術の確立が必要である。

における空隙率の違いと気流を上方へ制御した効果によって，減風領域が拡大したものと考えられる。

5．まとめ

次に，発煙筒を用いた気流分布の測定結果を写真 2 に本研究では，DC 板を用いた吹き止め柵の防雪性能を評示す。なお，測定日は 2011 年 4 月 3 日であり，北西から価することを目的に，屋外観測を行った。その結果，下部西北西の風が安定していた。写真のように，Type3 の場に無孔板，上部に DC 板を配置した吹き止め柵の防雪性能合をみると，煙が上部の有孔板を通過する状況が確認でき， が高いことが明らかとなった。また，屋外観測で得られた風下側に煙が広く分布していた。これに対し，Type4 を結果を数値シミュレーションで再現した結果，詳細な部分みると，DC 板によって煙が上方へ制御されている状況がで屋外観測と異なる傾向を示した。防雪柵の性能評価手法

確認でき，Type3 に比べて風下側における煙の分布が少は，その知見の蓄積が進められていないこともあり，防雪ない。このように，DC 板における気流の制御が設計通り性能を適正に評価するための観測・解析技術の確立が今後に機能していることを確認した。の課題である。

【参考文献】
1) (独)土木研究所寒地土木研究所編：道路吹雪対策マニュアル
本研究では，道路防雪柵における防雪性能の評価手法を（ 平 成 23 年 改 訂 版 ） ， 入 手 先 ＜確立するための知見を蓄積することを目的に，数値シミュ
http://www2.ceri.go.jp/fubuki_manual/＞，2011.11.3
レーションにより本観測結果の再現を試みた。シミュレー
2) 松澤勝，竹内政夫：気象条件から視程を推定する手法の研究，雪氷，第 64 巻，1 号，pp.77-85，2002.1
ションのモデルは，Uematsu ら 3）の手法に基づいている。
3) Uematsu, T., Nakata, T., Takeuchi, K., Arisawa, Y., and
数値シミュレーションで得られた Type3 および Type4 のKaneda, Y.: Three-dimensional numerical simulation of
吹雪濃度を図 7 に示す。図のように，吹雪濃度の場合をsnowdrift, Cold Regions Science and Technology, 20, pp.65みると，風上側では，いずれも吹雪濃度が大きく，風下側
73, 1991

4．数値シミュレーションによる観測結果の再現

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