つるつる路面形成機構とスリップハザードマップ作成に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15651080
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 石川 信敬 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (70002277)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾関 俊浩 北海道教育大学, 岩見沢校・教育学部, 助教授 (20301947) ; 兒玉 裕二 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (70186708)
• Keywords: 路面熱収支 / 開空率 / 乱流強度 / 融解凍結 / 路面温度 / 赤外線吸収特性 / つるつる路面 / 氷膜

Research Abstract

これまでの研究では車の影響を考慮した道路雪氷面熱収支モデルが開発された。しかしこれはある特定点における熱収支を算定するものであった。そこで次に市内のどこに何時、つるつる路面が形成し危険箇所になるかを知るために、広域熱収支モデルの構築を目指すことにした。本年度はまず札幌市の中心部を通る代表的な東西道と南北道を観測対象路線として選び、路面温度の時間毎、場所毎の変化を移動観測よりもとめ、東西道と南北道では時間帯によって路面温度が大きく異なることを明らかにした。次にこの路面温度の場所による差を説明するために、熱収支構成要素の中で特に重要な日射量の面的分布を求め、さらに観測対象道路に沿った開空率分布を求めた。またこれまでは道路上の顕熱量は道路以外の観測露場の値がそのまま使用されていたが、道路上では走行車両の影響で露場とは異なることが推察される。そこで北海道開発土木研究所の試験道路において車を走らせ、複数の超音波風速計を用いて風速の水平と鉛直成分、さらには顕熱量の連続測定を試みた。その結果、車両の通過時には水平方向の風速ばかりでなく鉛直方向の風速も増加すること、その傾向は一般風が弱い時に時に顕著になることが分かった。道路雪氷表面上の氷膜形成を知るには水と氷の分離検知が不可欠である。水の赤外線放射吸収帯は何種類かあり、特に1.45μmと1.9μmの吸収帯では水と氷でわずかなズレがあることが知られている。このため新庄雪氷防災研究所の低温実験室において低温度の氷と融解途中の氷を用いて赤外吸収特性の精密測定を行った。測定装置は分光放射計(分解能は0.1μm、測定範囲0.4〜3μm)を用いた。なお観測結果の速報を11月19日-21日に防災科学技術研究所長岡雪氷防災研究所で開催された「道路雪氷研究に関する国際ワークショップ」で発表した。