技術資料

積雪寒冷地の冬期歩道における雪氷路面処理技術の開発
三浦豪

高本敏志

幸田勝

しかし、防滑材散布による滑り止め効果は一時的で１．はじめにあり、防滑材の散布量が多くなれば比例して効果も増
積雪寒冷地の冬期歩道では、昼夜の温度変化による積雪の融解と凍結の繰り返しや歩行者の通行による踏大する可能性が高いが、それに伴い、春先の堆積土処理量も増大する（写真－2）。

み固めなどにより、硬く滑りやすい雪氷路面が形成される（写真－1）。
さらに、不陸が多く発生するため、特に高齢者や移動制約者等が足を取られやすくなり、歩行者の転倒事故が多発する要因となっている。
また、場所によっては、雪氷路面が形成された歩道よりも、車道の方が平坦性が高く通行しやすい状況となる場合があり、歩行者が通行しにく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が高まっている。

写真－2

春先の堆積土処理状況

そこで、防滑材の散布によらない冬期歩道の雪氷路面処理技術の開発に取り組んだ。
２．冬期歩道の雪氷路面処理技術の開発
構造が単純で特別な動力を必要とせず、防滑材によらずに雪氷路面の滑りに対する改善効果が期待でき
写真－1

歩道に形成された滑りやすい雪氷路面る、海外における雪氷路面破砕処理技術を活用し、歩道部の雪氷路面処理装置（以降、処理装置という）の開発を行った。

バリアフリーの観点から、冬期歩道においても安心・安全に通行できる快適な歩行空間の確保が求められて２．１

処理装置の概要

おり、道路管理者は雪氷路面対策として主に防滑材の処理装置は破砕部と排雪部で構成され、歩道除雪で散布を行っている。また、病院や学校、駅等の公共施使用される小形除雪車に装着することで、歩道での施設近傍や歩行者の通行が多い交差点などには砂箱を設工を可能とした（図－1）。

置し、一般市民や各管理者が必要に応じて防滑材を撒けるようにしている。

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寒地土木研究所月報№765

2017年２月

破砕部の施工により最大で約20mm 程度の深さを破砕できることを実験で確認している。しかし、降雪の少ない地域などに発生する雪氷厚20mm 以下の雪氷路面では、雪氷部分を突き抜けて舗装路面に影響を与える可能性があるため（詳細については３に記載）、薄い雪氷路面に対応する、破砕深さ制御機能を装備している。
図－1

処理装置の全体図（小形除雪車装着）

これは、破砕部のフレーム左右側面に設置したソリの高さをネジにより調整し、破砕刃の突出し量を固定２．１．１することで、破砕深さを制御するものである（写真－5）。

破砕部

破砕部は雪氷路面を破砕するための機構であり、活用した破砕機構は、北欧等で主に車道の雪氷路面の破砕処理に使用されている。それを国内で使用している小形除雪車の除雪装置（ロータリ装置）の全幅1,500mmに合わせて、破砕部を1,520mm の幅で製作した（写真－3）。
主な特徴は、丸鋼の先端を斜めに切断した破砕刃（写真－4）を装着している回転体を装置の自重により路面へ押付けて、特別な動力を用いずに車両の推進力で自然回転させることで、雪氷路面の連続的な破砕を行うことである。

写真－5

破砕深さ制御機能の調整ネジ部

また、前方に巻き込み防止ガードを装着することで施工時の安全性の向上を図った（写真－6）。

写真－3

処理装置の破砕部

写真－6
写真－4

巻き込み防止ガード

破砕部に装着した破砕刃

過年度の試験施工により、破砕刃が雪氷路面に刺さりこみ穴をあけるだけでなく、その形状により掘り起こす動作が加わることで、破砕刃間の雪氷にクラック
寒地土木研究所月報№765

2017年２月 11が発生（写真－7）し、雪氷路面が破砕されることを確部に取り付け、雪氷路面に均一に接地させることで、認した。

不陸追従性を確保した（写真－10）。

また、破砕部の施工により5cm ×5cm 程度に破砕された雪氷片が歩行路面に発生することを確認した（写真－8）。
破砕深さ制御機能については、破砕深さを5mm に設定した場合の実測の平均値が5.7mm、10mm の場合が9.7mm と、ほぼ設定どおりの破砕深さとなった。

写真－9

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写真－7

排雪部

破砕された雪氷路面のクラック発生状況

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写真－10

排雪部の推進角

また、油圧シリンダにより、キャビン内から作業及び回送状態への遠隔による切換操作を可能とした（写真－11）。
写真－8

２．１．２

破砕部施工後に発生する雪氷片

排雪部

破砕部の施工により発生する雪氷片が、歩行路面に残留することで足を取られて歩きにくくなるため、雪氷片を歩行路面から排除する排雪部を製作した（写真－9）。
主な特徴は、破砕部のフレーム下部後方に装着した排雪部がリンク機構により破砕部と独立して上下可動し、自重で路面に押し付けて前進することで雪氷片の排除を行うことである。
排雪部に抱え込んだ雪氷片を左右に流すため、ブレ

写真－11

排雪部の遠隔操作用油圧シリンダードには進行方向に対して中心から左右に各74°の推進角を付けた。さらに、推進角90°のエッジ板を最下12

寒地土木研究所月報№765

2017年２月

２．２

処理装置の性能検証

製作した処理装置の性能を検証するため、現道を使用した現道歩道適応性試験及び作製した雪氷路面での雪氷路面処理能力確認試験を行った。
２．２．１

現道歩道適応性試験

現道施工における車両の取り回しや作業性などの問題点の有無等について確認するため、札幌市所管の道道89号線地下鉄美園駅周辺の歩道で適応性試験を行った（写真－12）。
なお、対象路面の雪氷は平均雪密度739kg/m3・平均雪硬度145kg/cm2で氷板に近い厚雪1）であった。

写真－13

２．２．２
写真－12

現道試験状況

施工前後の路面状況

雪氷路面処理能力確認試験

処理装置の施工による路面状況や静摩擦係数値の変化を確認するため、寒地土木研究所構内に雪氷路面（幅2m ×延長35m ×厚さ10cm）を作製し、処理能力確認試

試験の結果、車両の取り回しや作業性については既験を行った。なお、静摩擦係数値の計測には、簡易に存の除雪装置と同等であり、破砕部による雪氷路面の短時間で計測可能なアメリカンスリップメータ（ASM）破砕及び排雪部による雪氷片の排除も確実に行われ、（写真－14）を使用した。

処理装置として問題なく施工できることを確認した。
施工により滑りやすい雪氷路面を破砕処理し、大きな不陸路面も解消されるため、平坦で通行しやすい路面になることを確認した（図－2、写真－13）。

図－2

寒地土木研究所月報

雪氷路面の横断面形状№765

2017年２月 写真－14

静摩擦係数値の計測（ASM）

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試験の結果、氷板の雪氷路面（平均雪密度777kg/m3・平均雪硬度264kg/cm2）1）の施工でも、現道歩道適応性試験と同様に雪氷路面の破砕及び雪氷片の排除が問題なく行えることを確認した。また、施工前後の静摩擦係数値の計測では、施工前に比べて施工後の数値が増加することを確認した（写真－15、図－3）
。

図－4

写真－15

舗装供試体に付く傷の計測箇所

雪氷路面の施工前（左）と施工後（右）写真－16

舗装供試体による試験状況

この設定荷重1,960N まで段階的に荷重を増加させ試験を行った結果、破砕刃による傷の深さが最大で2.4mm となった（表－1）。
この結果から、装置の自重により施工時に破砕刃が直接、舗装に接触した場合には、破砕刃1個当たり深さ約2mm 程度の傷が付くことがわかった。
図－3

雪氷路面での静摩擦係数値

雪氷路面上で部分的に発生する20mm 以下の薄い雪氷部において、舗装への影響を抑制するには２．１．

３．舗装に与える影響

１に記載した破砕深さ制御機能が有効であると考えられる。

破砕刃の接触による舗装への影響を把握するため、歩道舗装供試体（300mm ×150mm ×30mm）、及び原寸大の破砕刃の模型を4本装着した破砕部回転体を模した形状のアダプタを用いて、舗装への影響調査試験を行った。破砕刃を4本としたのは、本装置の7個のリングで構成される破砕部回転体の1リング当りの接地刃数が4本であったためである。
試験ではアダプタを油圧プレス機により設定荷重で舗装供試体に押し付け、舗装供試体に付いた傷の大きさと実荷重を計測した（図－4、写真－16）。
設定荷重は、装置自重を1リング当りに換算し、1,960N とした。実荷重は1,936.8N であった。

14

表－1

破砕荷重による舗装に対する影響タᐃⲴ㔜 1ᐇⲴ㔜 1㛗ࡉ/ PP

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寒地土木研究所月報№765

2017年２月

４．まとめ参考文献

冬期歩道の雪氷路面処理技術として開発した処理装
置は、歩道に形成される滑りやすい雪氷路面を破砕す

1） 社団法人日本建設機械化協会：2005除雪・防雪ハンドブック（除雪編）、pp.41、2004.

ることで防滑性と平坦性を高め、歩行者が通行しやすい冬期歩行空間の確保に寄与できることを確認した。
処理装置による施工効果について道路管理者へ情報提供するなど、成果の普及に努めていきたい。

三浦 豪
MIURA Go
寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
研究員

寒地土木研究所月報

№765

高本 敏志
TAKAMOTO Satoshi

幸田 勝
KOUDA Masaru

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
主任研究員

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
研究員

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