2015 Fiscal Year Research-status Report
路面すべり摩擦予測による防滑材湿式散布の適正化手法の構築
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26350492
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| Research Institution | Public Works Research Institute |
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Principal Investigator |
藤本 明宏 国立研究開発法人土木研究所, 寒地土木研究所, 研究員 (90456434)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 冬期道路管理 / 路面すべり摩擦係数 / 凍結路面 / すべり止め材 / 防滑材 / スリップ事故 / 冬期交通 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、防滑材(路面凍結に起因したスリップ事故防止のために路面に撒かれる砂・砕石)と加熱水（湿式剤）の混合散布(防滑材湿式散布)を考慮した路面滑り摩擦係数(μ)予測モデルの構築を目的とする。
本研究は、研究1「防滑材湿式散布の路面定着性を明らかにする室内実験」、研究2「防滑材湿式散布のμ改善効果を評価するための野外実験」、研究3「これらの実験成果を反映させた防滑材湿式散布を考慮したμ予測モデルの構築と検証」、で構成される。以下に平成27年度の実施内容とその成果を記述する。
1．研究1では、低温恒温室にてタイヤ走行模擬試験器を用いた室内実験を実施した。実験目的は、湿式剤の温度、混入率、塩濃度、軸荷重が防滑材の路面定着性に及ぼす影響を明らかにすることにある。今年度は塩濃度と軸荷重に着目した。軸荷重について、軸荷重を2000Nから4000Nに2倍にすると、防滑材の路面残留率が約1/2に低下することが分かった。塩濃度に関しては、僅か（本実験では塩濃度2％）でも塩分を湿式剤に混入すると防滑材の路面定着性が著しく低下することが分かった。
2．研究2について、科研費の予算は投入していないが、別予算で野外実験を実施した。しかし、残念ながら天候に恵まれず、期待したデータは得られなかった。
3．研究3では、昨年度に研究2で得られたデータを用いて、HFNと防滑材の路面残留量の関係および車両通過に伴う防滑材の飛散特性を明らかにし、これらを組み込んだ防滑材湿式散布後のμ予測モデルを構築した。また、研究2で得られたμおよび防滑材の路面残留量の変化についてモデルによる計算結果を比較し、モデルの妥当性を検証した。その結果、計算結果はμおよび防滑材の路面残留量の変化を概ね再現し、モデルの妥当性が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究1に関して、昨年度に立てた研究推進方策のとおり実験を実施し、湿式剤の塩濃度が防滑材の路面定着性に与える影響を明らかにできた。今回の実験での最も低い塩濃度は2%、室内温度は‐8℃であり、さらに低濃度かつ低温下での検討は残されている。しかしながら、低濃度かつ低温度の条件は湿式剤が散布車のタンク内で凍結・膨張し、水循環器を破損する危険性を高めるため、低濃度かつ低温下での検討は本研究で実施しないことにする。
研究2に関して、天候に恵まれず結果として野外のデータ数が乏しいが、悪天延期ができない実験のためやむを得ない。ただし、モデルを構築・検証するための最低限のデータは得ることができている。
研究3に関して、予定のとおりモデル構築に必要な知見を数式化することができ、モデルに組み込むことで防滑材湿式散布後のμを計算することが可能になった。また、計算結果は実測結果と概ね一致しており、モデルの妥当性を証明できた。
以上より、本研究は「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究1に関して、3年目は室内実験を実施しないこととする。その理由は、今後室内実験で得られる知見の重要度、必要な予算、残りの研究費を照らし合わせ、データの乏しい野外実験の優先度が高いと判断した。ただし、研究2、3に進捗によって予算に余裕ができた場合は追加の室内実験を検討する。
研究2に関して、試験道路において防滑材湿式散布を行う野外実験を実施し、モデルの検証データを蓄積する。実験は他の実験（試験道路での凍結防止剤散布・走行試験）に併せて行い、本研究費は当研究に拘わる項目に対して支払う。実験日数は2～4日を予定している。
研究3については、上記の研究2で得られたデータを用いてモデルの妥当性検証と改善を行う。
その他、本研究によって得られた研究成果をとりまとめ、査読論文としてJournal（例えば、Cold Region Technology and Science）への投稿を目指す。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は室内実験の予算と実費の差額である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度予算と合わせて野外実験の内容を充実させる。また、Journalへ本課題の成果を投稿する際の翻訳代および投稿代に使用する。
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