道路雪氷の含水率および含氷率が路面のすべり易さに及ぼす影響

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17681021
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 渡邊 洋 福井大学, 工学部, 特別研究員 (60333986)
• Keywords: 自然現象観測・予測 / 雪氷 / 路面状態予測 / 冬期道路 / すべり摩擦係数

Research Abstract

1.雪氷物性、走行速度、路面すべり摩擦係数の関係
昨年度は雪氷物性、車両走行速度、路面すべり摩擦係数(μ)の3つの関係を調べるために,μ測定車を用いた野外実験を実施した.昨年度のデータのみでは不十分であったので、本年度はデータの収集と信頼性向上を目的に、福井県運動公園でμ測定を再度行った。
2年分のデータを整理した結果、走行速度30km/hでは,(1)質量含氷率(θ_s)<0.3の雪氷におけるμは,厚さ(H_s)<15mmでは湿潤路面のμ(μ_w=0.7)と変わらない、(2)0.3≦θ_s<0.4では,H_s=10mmまでμ_wと同じであるが,砂10mmではH_sの増加に伴いμは0.4に漸近する,(3)0.4≦θ_s<0.5では,H_s=5mmまでμ_wと同じであるが,H_s>5mmでμは0.4に漸近する,(4)0.5≦θ_s<0.6では,H_s=5mmでμ=0.6であり,1や5mmでμは0.4に漸近する,(5)θ_s>0.6では,H_s≧5mmでμ=0.4である.
今回の計測では、走行速度50km/hにおけるμは,概ね30km/hの結果と概ね同じ結果であった。
(1)シャーベット路面のμは薄雪氷ではμ_wと同じであるが,Hの増加に伴い低下する,
(2)μが低下し始めるH_s(H_<sr>)はθ_sに依存し,H_<sr>はθ_sが増大するほど低くなる.
(3)H_sの増加およびθ_sの増大に伴いμは0.4に漸近する.
(4)H_sおよびθ_sとμの関係を定量的に評価できた。
2.路面雪氷性状予測モデルの改良
μ予測を行う前段として、路面雪氷性状予測モデルの妥当性を室内実験から検証した。検証では、室内実験から得られる雪氷温度,雪氷厚および質量含氷率について,計算結果と実験結果との比較を行った.
その結果,路面雪氷性状予測モデルは,融雪過程における雪氷温度,雪氷厚および質量含氷率の経時変化を概ね再現することができた.