技術資料

凍結防止剤散布作業時の路面すべり抵抗値計測試験
岸寛人＊

正敏＊＊

牧野

小宮山

一重＊＊＊

なお、寒地交通チームでは乗用者牽引式の CFT を用１．はじめにいて、路面管理水準を評価・判断する技術の開発を行
積雪寒冷地では冬期の凍結路面対策として、凍結防っている。CFT-UT と CFT-UT を搭載した凍結防止止剤散布車等を用いた凍結防止剤と防滑材の散布が行剤散布車を図－１に示す。図－１中央下が CFT-UTわれている。散布の実施形態には、凍結箇所を事前に本体であり、センサが組み込まれた測定輪、鋼製フレ予測して散布する「事前散布」と、凍結が発生していーム、装置の昇降と衝撃を緩衝する油圧ユニットによる箇所に散布する「事後散布」がある。このうち、事り構成されている。凍結防止剤散布車へは図－１上の後散布の実施判断は、道路巡回や凍結防止剤散布車オように、後前軸の直前の位置に取り付けた。

ペレータの目視による路面状態判別に基づいているが、「凍結しているのか濡れているだけなのか」など判別が難しい路面状態や個人差があるため、凍結箇所の見落としや凍結していない箇所への過剰散布の可能性がある。また、道路巡回等による路面状態判別から出動、散布までに時間を要するため、すべりやすい路面状態が続くことがある。
そこで、寒地機械技術チームでは路面のすべり抵抗

114術の開発を行っている。本稿では、凍結防止剤散布車

5045

値を計測することにより凍結路面を客観的に判別し、散布が必要な箇所に的確に凍結防止剤等を散布する技

70

19●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●%(676೙ᓮ࡮⴫␜ㇱに「 連 続 路 面 す べ り 抵 抗 値 測 定 装 置（ 以 下、CFT-HTㅴⴕᣇะ௑߈㨪 㩩᷹ቯベᮮജ

UT：Continuous Friction Tester - Under Truck とい%(676᷹ቯベう）」を取り付け、試験道路にて実施した５種類の路面のすべり抵抗値計測試験の結果および実際の凍結防止剤散布作業中の路面のすべり抵抗値を計測した結果について報告する。
２．連続路面すべり抵抗値測定装置の概要

㧨⸘᷹ේℂ㧪図－１

CFT-UT と CFT-UT を搭載した凍結防止剤散布車および計測原理

CFT-UT の計測原理を図－１右下に示す。CFT-UTの測定輪は車両進行方向に対して傾きをもたせて取り路面のすべり摩擦係数の標準的な測定装置として利付けられている。そのため、走行中は常に斜めに引き用されている「すべり試験車」や「加速度計」は、測定ずられながら回転することになり、測定輪の軸方向に輪や測定装置を搭載した車両に制動をかけて計測を行は横力が発生する。この横力を測定輪内のセンサによ１）うため、断続的な地点での計測となる 。一方、凍結り 計 測 し、 す べ り 抵 抗 値（ 以 下、HFN：Halliday防止剤散布車による散布作業は、走行しながら実施すFriction Number という）に換算する。HFN は路面温るため、路面のすべり摩擦係数を測定する度に制動を度０℃の乾燥路面を90、測定輪への負荷が無い状態をかける必要がある測定装置を凍結防止剤散布車に適用０とし、その間を90等分して路面のすべりを数値化すすることは現実的ではない。そこで、制動をかけず連るもので、すべりやすい路面ほど小さい値を示す。

続的に路面のすべり抵抗値を計測できる CFT-UT のHFN は運転室内に取り付けられた CFT-UT 制御・表凍結防止剤散布車への導入について検討を行っている。

示部（図－１左）に表示される。CFT-UT はステアリ

寒地土木研究所月報№702

2011年11月 15ング角（操蛇角）の計測も行っている。これは CFT-などの比較的すべりにくい路面と、圧雪や氷膜、氷板UT の構造および計測原理上、ステアリング角の絶対などのすべりやすい路面を区別することができる可能

値が16度以上では HFN が正しい値を示さないため、性がある。

この範囲の計測値を除外する必要があるためである。
なお、ステアリング角の除外範囲は車両ごとに異なる

４．凍結防止剤散布作業時のすべり抵抗値計測試験

ため、キャリブレーション時に設定する必要がある。
４．１

試験概要

路面のすべりやすさと散布作業の関係の実態調査を

３．すべり抵抗値による路面状態分類試験行うことを目的として、北海道深川市の一般国道12号
平成22年１月、苫小牧寒地試験道路にて、乾燥、湿と233号で実際の凍結防止剤散布作業に使用される北潤、 圧 雪、 氷 膜、 氷 板 の ５ 種 類 の 路 面 を 作 成 し、海道開発局札幌開発建設部深川道路事務所保有の凍結CFT-UT を凍結防止剤散布車に取り付け HFN の計測防止剤散布車に CFT-UT を取り付け、平成23年１月を行った。図－２は乾燥－氷膜－乾燥と路面状態が変～３月にすべり抵抗値計測試験を行った。主な計測項

わる試験区間を時速20km で走行した場合の計測結果

目は表－１のとおりであり、これらを計測するセンサである。乾燥路面から氷膜路面へ入ると HFN が平均および記録装置を凍結防止剤散布車に取り付けた。

で約50程度低下していることがわかる。また同図で、また、凍結防止剤散布車のオペレータには、HFNステアリング角が大きく下がっている部分では HFNとは無関係に通常の散布作業を行ってもらい、散布スが変化していないが、これはステアリング角が－16度

イッチ ON/OFF 信号等を記録装置に記録した。このを下回り、HFN を除外したためである。

散布スイッチ ON/OFF 信号と HFN を比較すること
で、路面のすべりやすさとオペレータの目視判別によੇ῎〝㕙᳖⤑〝㕙

り散布した位置との関係について調査を行った。

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表－１*(0=ᐲ? =MOJ?

ㅦᐲ㩇㩍㨻㩢㩧㩂㩨ⷺ*(0⹜㛎㆏〝਄ߩࠠࡠࡐࠬ࠻

図－２

乾燥と氷膜路面における計測結果の一例（データ記録間隔：10Hz）ੇ῎ḨẢ 㩔㩩㨺㩈㩧㩊㨼㩣ਛᄩ୯ 㩔㩩㨺㩈㩧㩊㨼㩣⸘᷹㗄⋡૏⟎ᐳᮡ

*(0ᬌ಴ᣇᴺ㪞㪧㪪䈮䉋䉎䈜䈼䉍ᛶ᛫୯㩿㪟㪝㪥㪀 㪚㪝㪫䈮䉋䉎ᢔᏓᠲ૞䊌䊈䊦䈎䉌ᣉᎿ⸥㍳ⵝ⟎䈻ㅍ䉌䉏䉎ᢔᏓ䉴䉟䉾䉼㪦㪥㪆㪦㪝㪝ାภ䋨㔚࿶䋩ᢔᏓ䉴䉟䉾䉼䉕ಽጘ䈚⸥㍳䈜䉎䈖䈫䈪䇮ᢔᏓ䉴䉟䉾䉼䉥㪦㪥㪆㪦㪝㪝ାภ䊕䊧䊷䉺䈏ᢔᏓ䉴䉟䉾䉼䉕᛼䈚䈢䉺䉟䊚䊮䉫䉕ᬌ಴ᢔᏓ೷᡼಴ㇱ䈮ข䉍ઃ䈔䈢శ㔚䉶䊮䉰䈮ᢔᏓ᧚᡼಴ାภ 䉋䉍䇮ᢔᏓ᧚䈏䉶䊮䉰೨䉕ㅢㆊ䈚䈢䉺䉟䊚䊮䉫䉕ᬌ಴ᢔᏓゞ䊐䊨䊮䊃䊋䊮䊌ౝ䈮ข䉍ઃ䈔䈢〝㕙〝㕙᷷ᐲ᷷ᐲ⸘䋨㕖ធ⸅⿒ᄖ✢䉶䊮䉰䋩䈮䉋䉍⸘᷹４．２࿶㔐

主な計測項目

解析手法

散布作業は、担当工区である一般国道12号（往復約᳖⤑᳖᧼34km）および233号（往復約40km）の決まった範囲で行われ（図－４）、凍結防止剤散布車の走行位置を GPSにより計測しているが、GPS の誤差や凍結防止剤散図－３

路面状態別すべり抵抗値

布車走行時の道路幅員方向へのずれがあるため、走行位置は毎回少しずつ異なる。そこで、図－４の地図上の範囲を格子状に区切り、各格子内の中心座標（緯度・また、前述の５種類の路面について、すべり抵抗値経度）をその格子の位置座標として与え、同一格子内の計測試験を行い、路面別に集計した結果を図－３にに含まれるデータは同一位置のデータとして扱った。

示す。この図から、HFN ＝50付近を境に乾燥や湿潤

本解析では、地図の経度方向距離を約30km、緯度方16

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2011年11月

向距離を約20km、格子幅を40m に設定した。

により指定された区間に散布する「スポット散布」と次に、HFN と散布スイッチ ON/OFF 信号の比較いう手法で行われている。指定されている散布箇所は、手法について述べる。３章で述べた、５種類の路面状表－３のような「散布箇所名、起点（散布開始位置）と態におけるすべり抵抗値計測試験の結果から、すべり終点（散布終了位置）」などの内容が凍結防止剤・防滑やすい路面とすべりにくい路面の閾値を HFN=50と材散布記録用紙に一覧表として記載されており、実際した。しかし、既出の図－２に見られるように HFNの散布作業もこれに基づき実施されている。当該工区

は１秒に10回記録しており、小刻みに変動する。そこ

内で指定されている散布箇所数は、一般国道12号で35で、HFN データの10個毎の移動平均を取り平滑化し、箇所、233号で65箇所（両国道とも一部重複箇所あり）

また、HFN の閾値に下限値（HFN ＝45）と上限値（HFNで あ り、 １ 箇 所 当 た り の 延 長 も 最 短40m か ら 最 長＝55）を設け、その間は本比較の対象外とした。そして、2300m までとまちまちである。

これらの閾値を用いて、表－２のようにデータを５つ

この散布指定箇所を４. １節の計測試験結果に取りのパターンに分類した。表－２の１～５のパターンそ入れるためには、表－３の散布 KP（キロポスト）にれぞれの出現回数を前述の格子内毎に集計し、出現率対応する緯度・経度情報を与える必要がある。そこでとして表すことで、「すべりやすくなりやすい箇所

GPS データロガーとマーキングスイッチを用いて、（HFN ＜45の出現率が高い箇所）」や「すべりやすい乗用車で走行しながら、散布箇所の起点 / 終点に到達箇所と散布している箇所は一致しているのか」などにしたらマーキングスイッチを ON/OFF するという手ついて調査した。結果については４. ４節で述べる。

法で現地調査を実施した。結果は４. ２節の調査結果と合わせて、次節で述べる。

⚻ᐲᣇะ ⚂ MOၮὐ✲ᐲᣇะ ⚂ MO৻⥸࿖㆏ ภ⥋⇐⪚⥋ᣩᎹ৻⥸࿖㆏ ภ⥋ᧅᏻ

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表－３

凍結防止剤・防滑剤散布記録用紙記載内容㪥㫆ᢔᏓ▎ᚲฬ㪈㪉㪊㆏䈱㚞䂾䂾ᮮᢿᱠ㆏
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４．４ すべり抵抗値と目視判別による散布位置の比較
当該工区での凍結防止剤散布作業は、早朝（４時～９時頃）と夕方（16時～ 21時頃）の１日２回またはどち

図－４

表－２

対象凍結防止剤散布車の担当工区と解析に用いた地図範囲および格子化イメージ（図左上を基点とし設定し、基点からの経度・緯度方向距離（解析範囲）および格子幅を指定して格子化した）
すべり抵抗値と目視判別による散布箇所の比較のためのパターン分類

らか１回で行われている。そこで、平成23年３月４日～ 28日の期間に計測したデータを早朝と夕方のデータに分け、HFN と目視判別により凍結防止剤を散布した位置の比較を行った（図－５）。図－５は、図－４の地図を水平に寝かせ、鉛直方向にデータを表示し、これを斜め上方向から見た図とした。図中の凡例は表－２の呼称と対応しており、水平面の２つの軸は経度と緯度を表している。鉛直軸は、表－２のパターン１

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～５が各格子内で現れた出現率をパーセント表示した䍨䍽䍞䍎䍻㪉㪟㪝㪥㻢㪌㪌䇭䈎䈧䇭ᢔᏓ䈚䈩䈇䈭䈇

ものである。出現率データは、図－４の当該工区の経䍨䍽䍞䍎䍻㪊㪋㪌㻡㪟㪝㪥䋼㪌㪌

路に乗るようにした。また、出現率データの下側に断䍨䍽䍞䍎䍻㪋㪟㪝㪥䋼㪋㪌䇭䈎䈧䇭ᢔᏓ䈚䈩䈇䉎

続的に現れている線は、４. ３節で述べた散布指定箇䍨䍽䍞䍎䍻㪌㪟㪝㪥䋼㪋㪌䇭䈎䈧䇭ᢔᏓ䈚䈩䈇䈭䈇所調査で特定した箇所である。
まず、全体の HFN について早朝と夕方を比較する

４．３

散布指定箇所調査と、夕方では HFN ＞55の割合（パターン１と２）が、当該工区の凍結防止剤の散布作業は、工区全体に渡HFN ≦45の割合（パターン４と５）を大きく上回ってり、一様に連続的に散布するのではなく、道路管理者いることがわかる。このことから、夕方の出動では路寒地土木研究所月報№702

2011年11月 17

面は比較的すべりにくい状態であり、夜間の凍結対策った（パターン３に含まれる散布の有無については、としての事前散布的な作業になった割合が高いと考え図－５では判別できないため、HFN 上限＝下限＝50られる。の図を作成して別途確認した）。一方、一般国道12号

また、散布を行った位置（パターン１と４）について

では、前述の橋梁やカーブのようにほぼ毎回散布して着目すると、非常にまばらになっているが、これは４いる箇所は少なくなっている。また、一般国道233号. ３節で述べたスポット散布を行っているためであり、に見られる細かく分けて散布が行われている箇所は、散布指定箇所調査の結果と比較すると、概ね一致して主に信号がある交差点である。このように散布実態といる。

指定箇所調査の結果がほぼ一致している一方で、図中

一般国道233号の橋梁やカーブ区間などパターン１の①～⑤の箇所のように、指定されていない区間であと４（およびパターン３）のみで占められている区間るが散布している箇所もあることがわかる。これらには、HFN が高い場合でもほぼ毎回散布が行われておついて、散布作業時にデータロガーと連動させて記録り、逆に、平坦な直線路などパターン２と５（およびしたビデオ画像等を確認したところ、③については画パターン３）で占められる箇所は、HFN が低い場合で像や路面温度からは道路の特徴的な変化は見られなかあっても散布をすることがない区間であることがわかったが、①②④⑤は緩やかなカーブ区間となっているᣧᦺ㧔 ᤨ㨪 ᤨ㗃㧕৻⥸࿖㆏ ภ⥋⇐⪚[%]Ԙᜰቯߐࠇߡ޿ߥ޿▎ᚲԙࠞ࡯ࡉᯅ᪞ԛԚԜ⥋ᣩᎹᐔမߥ⋥✢〝✲ᐲ[deg]৻⥸࿖㆏ ภᷓᎹߩ㆏ߩ㚞⥋ᧅᏻᄕᣇ㧔 ᤨ㨪 ᤨ㗃㧕⚻ᐲ[deg]৻⥸࿖㆏ ภԘԙ⥋⇐⪚

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図－５18

HFN と目視判別による散布位置の比較（一般国道12号を旭川方向に、一般国道233号を留萌方向に走行した
場合．赤色の線は出現率50% ライン .）寒地土木研究所月報№702

2011年11月

ことが確認できた。

える可能性があるほか、散布作業におけるアカウンタ

このように、指定されている箇所ではないが散布のビリティの向上にも寄与できると考える。また、図－頻度が高く、また、パターン１や５が現れているよう５のように除雪期間を通して HFN を集計することで、な箇所では、CFT-UT を用いて HFN を常時オペレー

すべりやすい箇所の抽出や散布箇所の再検討にも活用タに提供し、散布実施の判断材料として活用することできると考える。

で、より適切な散布作業を行える可能性がある。

今後は個別のデータについての解析、現場条件等の実態の聞き取り、上記の活用について検討を行っていきたい。

５．まとめ
凍結防止剤散布車へ CFT-UT を取り付け、一般国

謝辞：本研究の実施に当たり、北海道開発局札幌開道で実作業中に HFN の計測を行い、オペレータの目

発建設部深川道路事務所の凍結防止剤散布車に計測装視判別に基づく散布作業との比較・集計を行い、全体置を取り付けさせていただき、計測にもご協力いただ像を把握した。その結果、基本的には指定された散布いた。ここに記して謝意を表する。

箇所にスポット散布を行っているが、オペレータの経験等に基づき散布の判断を行っていると思われる箇所

参考文献もあり、散布していても HFN が高い場合や、散布していないが HFN が低い場合があることが確認できた。

１）舟橋誠、徳永ロベルト、浅野基樹：連続路面すべ

このような箇所について CFT-UT を用いることで、り抵抗値測定装置（RT3）の導入について、寒地土オペレータの判断を支援し、より適切な散布作業を行木研究所月報、No.651、pp.40 ～ 47、2007

岸寛人＊

牧野正敏＊＊

小宮山一重＊＊＊Norihito KISHI

Masatoshi MAKINO

Kazushige KOMIYAMA

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
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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