2010 Fiscal Year Annual Research Report
路面滑り摩擦係数の推定による凍結防止剤の最適化に関する研究
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21710169
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
藤本 明宏 福井大学, 大学院・工学研究科, 研究員 (90456434)
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| Keywords | 冬期道路 / 路面雪氷状態 / 熱・水分移動 / 車両の熱的影響 / 凍結防止剤 / 数値解析 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、冬期道路における凍結防止剤散布および機械除雪の最適化にあり、そのために熱・水分移動の連成解析による路面雪氷状態予測モデルの構築、さらには路面雪氷物性と路面滑り摩擦係数μの関係を組み込んだμ予測モデルの開発を行う。既往モデルの多くは、自然要因(気象や地形)に重点を置いており、人為要因の通過車両や凍結防止剤散布の熱的影響を考慮できていない。昨年度は、車両および凍結防止剤の影響を組み込んだ路面雪氷状態モデル(車両熱モデルおよび凍結防止剤モデル)を構築し、乾燥路面における車両熱モデルと凍結過程における凍結防止剤モデルの妥当性を得ることができた。
当該年度は
1.圧雪路面に及ぼす車両の熱的影響を調べるために、福井大学構内で車両輻射熱による圧雪融解実験を実施するとともに、車両熱モデルを改良し、圧雪路面における車両熱モデルの妥当性検証を行った。
2.福井大学積雪研究室で凍結防止剤散布路面の融解実験を実施するとともに、凍結防止剤モデルを改良し、融解過程における凍結防止剤モデルの妥当性検証を行った。
本課題で得られた知見および成果を以下に列挙する。
1.サーモグラフィーを用いて車両底面温度分布を測定した。
2.車両底面と路面との間の形態係数を算出し、車両下の路面に入射する長波放射フラックスの空間分布を求めた。
3.車両輻射熱による融解過程における車両前部、中部および後部の路面雪氷層の密度および厚さについて、計算値は実測値と良好に一致し、圧雪路面における車両熱モデルの妥当性を得ることができた。
4.凍結防止剤散布路面の融解過程における舗装温度および塩分濃度について、計算値は実験値と概ね一致し、融解過程における凍結防止剤モデルの妥当性を得ることができた。
5.本研究により、車両熱と凍結防止剤を考慮して路面雪氷状態を計算することが可能になった。
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