凍結路面のスリップ防止に散布されたビリ砂利の噴流を用いた高性能回収システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550137
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 宮越 勝美 北見工業大学, 工学部, 助手 (00142795)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 聡一郎 北見工業大学, 工学部, 助教授 (30250541) ; 羽二生 博之 北見工業大学, 工学部, 教授 (70172955)
• Keywords: 吹払い噴流 / ビリ砂利 / 凍結路面 / スリップ防止 / 噴流速度 / 吹払い距離 / 回収システム

Research Abstract

北海道などの積雪寒冷地では、タイヤのスタッドレス化に伴う凍結路面の鏡面化対策として、交差点付近や勾配のある路面などに、粒径2〜10mm程度の砂利いわゆる"ビリ砂利"が散布され、スリップによる車両事故や歩行者の転倒事故の減少に大きな成果を上げてきている。しかし、雪解け後には冬期間大量に散布されたビリ砂利を回収する必要があり、既存の大型路面清掃車による回収では、露出した回転ブラシや車外に放出されるブロワー排気などによる挨の巻き上げと大きな騒音が発生し、さらに、ビリ砂利をその他の塵芥と一緒に回収するためビリ砂利の再利用が困難となるなどの問題がある。このため本研究は、路面と平行または適当な角度で噴きつけた空気噴流によって、ビリ砂利や土・塵芥を寄せ集め吸引ノズルで吸い込む排気循環型ビリ砂利回収システムの開発を目的とする。
平成14年度は、想定される実機寸法の2分の1の吹き払い用二次元ノズルを試作し、ビリ砂利の掃き寄せに必要な噴流速度ならびに噴き出し角度・噴き出し高さなど吹き払いノズルの最適な設置条件を明らかにした。
1.乾燥したビリ砂利の吹払いに必要な空気噴流の最小流速は、ビリ砂利の粒径が大きくなるにつれて増加し、粒径が5.5mmの最小吹払い流速は約12m/s、10mmの場合は約15m/sであることが分わかった。
2.アスファルト路面とコンクリート路面における最小吹払い流速の相違は殆ど見られなかった。
3.ノズル設置高さy_0をノズル出口高さhの2〜6倍の範囲で変化させ、路面から1mmの高さにおける噴流速度分布を比較した結果、y_0/h=2の場合に高速領域が最も下流まで形成されることが分かった。
4.路面に対する噴流の吹き付け角度θを10°〜25°の範囲で変化させた結果、θ=15°において最も広い範囲に高速領域が形成されることが分かった。
5.上記のノズル最適設置条件におけるビリ砂利の吹払い距離は、ノズル出口の噴流速度U_0にほぼ比例して増加し、U_0=50m/sの場合の吹払い距離は約100h(=0.5m)であることが分かった。