JP2000265412A

JP2000265412A - 道路融雪システム

Info

Publication number: JP2000265412A
Application number: JP11075825A
Authority: JP
Inventors: Minoru Koga; 実古賀; Nobuto Takeuchi; 暢人竹内; Takao Ishii; 孝男石井
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】設置・補修が容易な道路融雪システムを提供
する。【解決手段】温水を道路の路面下で移送して道路の融
雪に用いる道路融雪システムにおいて、予め温水移送用
の配管１１を取り付けた加熱床板３を作成しておき、こ
の加熱床板３を敷き詰めて路面を形成し、前記配管１１
に温水源を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路上の雪を融雪
して取り除く道路融雪システムに係り、特に、設置・補
修が容易な道路融雪システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】道路上の雪を融雪して取り除く道路融雪
システムは、機械的に雪を取り除く除雪作業のように交
通障害が生じることがない。道路融雪システムには、従
来、道路上に水を散布するもの、路面下に電熱式の発熱
体や温水循環パイプを埋設したものなどが知られてい
る。

【０００３】従来の融雪システムの利点は、以下のとお
りである。

【０００４】散水によるものは、水に触れることによっ
て雪がとけると共に、その融雪により生じた融雪水や散
水によって雪が流されるという利点がある。なお、水源
には、地下水が利用されることが多い。

【０００５】発熱体によるものは、電気を使用している
ので自動制御も可能であり、例えば、温度センサと連動
させることができる。また、路面に水が流されないの
で、歩行者の通行を妨げない。なお、電源には、電力会
社からの送電による電力が利用される。

【０００６】温水パイプによるものは、流量や熱量の調
整が容易である。また、路面に融雪水以外の水が流され
ないので、歩行者の通行を妨げない。なお、熱源には、
ボイラが使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の融雪システムの
欠点は、以下のとおりである。

【０００８】散水によるものは、散水量が積雪量とは無
関係であるため、大雪のときに効果が得られなかった
り、無雪のときに無駄撒きになったりする。また、地下
水の取り過ぎによる地盤沈下のおそれがある。

【０００９】発熱体によるものは、発熱体等の設備費や
電力料金等の維持費が高い。

【００１０】温水パイプによるものは、パイプ埋設設備
費や燃料等の維持費が高い。

【００１１】これらの問題点のうち、エネルギ源に関し
ては、自然エネルギを利用することが提案されている。
例えば、特願平２−３２１５０４号に開示されたもの
は、風力エネルギ及び地下蓄熱を利用するもので、風力
発電装置の電力でヒートポンプを作動させ、無積雪期に
はその熱を地下蓄熱部に蓄え、積雪期には地下蓄熱部で
熱交換た温水を道路下で往復に循環させ、温水循環路よ
りヒートパイプを介して路面を温めるようになってい
る。

【００１２】しかしながら、地下蓄熱のためには地下蓄
熱設備を建設する大規模な工事が必要になる。また、エ
ネルギを電力の形態で蓄えるにも大規模設備が必要にな
る。さらに、ヒートパイプを埋設する設備費が高い。

【００１３】また、従来の融雪システムは、道路の長手
方向に積雪のある箇所と積雪のない箇所とがあっても一
律に動作するのでエネルギが無駄に消費される。

【００１４】また、温水パイプ方式の問題点を詳しく述
べると、パイプ埋設工法は、道路を掘り起こしてパイプ
を敷設し、埋め戻したのち、アスファルト等で表層を覆
うという手順になるため、工事費が高くなり、パイプの
補修を行うときにも道路を掘り起こすことになるので、
補修費も高くなる。或いは、補修が困難な場合も生じ
る。

【００１５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、設置・補修が容易な道路融雪システムを提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、温水を道路の路面下で移送して道路の融雪
に用いる道路融雪システムにおいて、予め温水移送用の
配管を取り付けた加熱床板を作成しておき、この加熱床
板を敷き詰めて路面を形成し、前記配管に温水源を接続
したものである。

【００１７】前記温水源は、道路近傍に設けた風力発電
装置の電力でヒートポンプを作動させて温水を製造して
もよい。

【００１８】前記加熱床板は、骨格部材の上に板部材を
設け、この板部材の下の空間に前記配管を収容すると共
に、前記板部材に充填材注入用の穴を形成したものであ
ってもよい。

【００１９】前記加熱床板は、骨格部材の上に板部材を
設け、この板部材の下の空間に前記配管を収容した後、
この空間に充填材を充填したものであってもよい。

【００２０】前記加熱床板は、前記配管を鉄筋コンクリ
ート床板の厚みの中に予め埋め込んだものであってもよ
い。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００２２】本発明の道路融雪システムは、配管付きの
加熱床板を敷き詰めて路面を形成し、加熱床板内の配管
に温水源を接続したものである。まず、その道路及び温
水源を図１により説明する。

【００２３】図１に示されるように、高速道路１の基礎
２の上に所定サイズの加熱床板３を密に敷き詰める。こ
れらの加熱床板３により、車両が通行する路面を形成す
る。或いは、敷き詰めた加熱床板３の上にコーティング
舗装を施して路面を形成してもよい。また、通常の高速
道路舗装の上に加熱床板３を敷き詰めてもよい。なお、
路面は、地形、カーブの方向等を考慮して傾斜を持た
せ、融雪水の排水を図るとよい。

【００２４】この高速道路の両脇のフェンス４上等に風
車式の風力発電装置５を設置する。風力発電装置５は、
高速道路の長手方向に適宜間隔で設ける。風車の向き
は、任意に設定してよく、風向に追従して向きが変わる
ようにしてもよい。

【００２５】高速道路１の長手方向に適宜間隔で設けら
れるヒートポンプ６は、１ないし複数の風力発電装置５
からの電力で運転される。このヒートポンプ６は、一次
冷媒による圧縮器、凝縮器、膨張弁、蒸発器からなる冷
凍サイクルを有し、凝縮器には、二次冷媒用の配管が熱
交換可能に併設されている。これにより、大気よりの入
熱量Ｑ１を凝縮器からの出熱量Ｑ２として取り出すこと
ができ、消費電力に比して高効率の熱量を得ることがで
きる。二次冷媒は水であり、ポンプ７で循環される。８
は二次冷媒を一時的に保持するタンクである。

【００２６】温水循環用の配管９ａ，９ｂは、例えば、
往路（９ａ）が高速道路１の両脇のフェンス４に沿わせ
て布設され、復路（９ｂ）が高速道路１の中央分離帯に
沿わせて布設されている。温水循環用配管９ａ，９ｂに
は、温水を分配・回収するための分岐が長手方向に適宜
間隔で設けられている。各分岐には、電磁開閉弁１０が
設けられている。これらの分岐を加熱床板３内の配管１
１に接続することで温水循環のループが完成する。な
お、加熱床板３の１つ毎の配管１１に分岐を接続する必
要はなく、隣接する加熱床板３の配管１１同士を継ぎ合
わせて複数の加熱床板３にわたる一路の配管を形成し、
この配管に分岐を接続してもよい。

【００２７】フェンス４上部には、積雪監視カメラ１２
を設ける。積雪監視カメラ１２は、道路上の所定範囲を
撮像し、その画像に占める明部の大きさ等により積雪状
況を監視するものである。この道路融雪システムの図示
されない制御装置は、監視により得られた積雪状況から
融雪が必要な箇所を判定し、この箇所に該当する分岐の
電磁開閉弁１０のみを操作するようになっている。

【００２８】図１の道路融雪システムの動作を説明す
る。

【００２９】まず、風力発電装置５は、風速５〜２５ｍ
／ｓｅｃの範囲であれば発電を行うことができ、冬季の
高速道路においては、ほぼ常時、発電を行うことにな
る。発電電力は、風速の３乗に比例する。

【００３０】この風力発電電力によりヒートポンプ６が
運転される。即ち、冷凍サイクルにおいて大気よりの入
熱量Ｑ１が凝縮器からの出熱量Ｑ２として取り出され
る。その出熱量Ｑ２は、二次冷媒である水を温水にす
る。この温水が循環用配管９ａにより移送される。

【００３１】一方、積雪監視カメラ１２は、各設置箇所
において撮像された画像により積雪状況を監視してい
る。この積雪状況から融雪が必要な箇所が判定される。
なお、積雪監視カメラ１２は、既に道路上にある積雪の
状況だけでなく、空中の降雪の状況も監視するようにし
てもよい。また、積雪状況の監視は、カメラ画像だけで
行うのでなく、道路上に設けた温度センサからの温度も
併せて判断するようにしてもよい。

【００３２】融雪が必要な箇所では、電磁開閉弁１０が
開放され、加熱床板３内の配管１１に温水が移送され
る。これにより加熱床板３上の融雪及び融氷が促進され
る。熱を奪われた水は、温水循環用配管９ｂにより移送
されて、再びヒートポンプ６に戻る。

【００３３】以上のように、図１の道路融雪システム
は、風力発電による電力でヒートポンプ６を運転するの
で、特別なエネルギ供給を必要とせず、維持費がかから
ない。また、ヒートポンプ６で発生された熱量は、蓄積
をしないで直ちに融雪に使用されるので、特別な蓄熱設
備を必要とせず、設備が簡単である。また、積雪監視カ
メラ１２で監視して融雪が必要と判定された箇所のみ電
磁開閉弁１０によって温水を流すようにしたので、熱資
源が必要箇所のみで消費されることになり、消費エネル
ギに対する融雪効率が向上する。

【００３４】そして、図１の道路融雪システムは、加熱
床板３を敷き詰めて路面を形成しているので、従来の温
水パイプ方式に比べて設置が容易になり、工事費が安く
なる。さらに、この道路融雪システムは、配管１１の補
修を行うときには、補修が必要な箇所の加熱床板３のみ
を取り外し、健全な加熱床板３を嵌め込めばよいので、
補修が容易になり、補修費が安くなる。また、通常の道
路舗装の上に加熱床板３を敷き詰める形態では、降雪季
のみ加熱床板３を使用し、降雪のない季節には加熱床板
３を取り外しておくことにより、加熱床板３の老朽化を
防止することができる。

【００３５】次に、加熱床板の種々の形態を説明する。

【００３６】図２に示した加熱床板は、例えば、長方形
に形成され、長辺が道路を横断し、短辺が道路に沿うよ
う設置される。加熱床板は、鋼材からなるＨ形、Ｌ形等
の主骨格２１の上に鋼板からなる上板２２を設けてな
る。上板２２の下には平板の副骨格２３が設けられてい
る。この上板２２の下には主骨格２１、副骨格２３間の
空間２４が形成される。この空間内に配管２５が収容さ
れている。配管２５は、加熱床板の片側短辺の外側から
挿入され、反対側短辺に向けて延ばされ、適宜間隔で折
り返して片側短辺より外側に引き出されている。配管２
５は、溶接等により上板２２に接合されている。

【００３７】配管２５は、上板２２上の雪を効果的に融
雪する目的から、上板を直接加熱できるような材質、形
状及び配置とするのがよい。例えば、配管２５を鋼パイ
プとし、その断面形状は角形か偏平とし、上板２２に接
するよう配置する。上板２２は、アスファルトやコンク
リート舗装材料よりも熱伝導率が良いため、配管２５の
ピッチを大きくして総配管長を短くすることができると
共に、融雪効率を向上させることができる。

【００３８】配管２５からの熱を効果的に融雪に活用す
るためには、底面方向に逃げる熱を極力少なくするとよ
い。このために、空間２４には熱伝導の小さいコンクリ
ート、モルタルが充填できるようになっている。即ち、
上板２２には、適宜間隔で穴２６が形成されている。こ
の穴２６は、空間２４内に充填材を注入するため、及び
空気抜きのために設けるものである。なお、充填材に
は、断熱だけでなく、加熱床板と道路基礎との間の隙間
をなくし、加熱床板に曲げモーメントを発生させない機
能も持たせる。

【００３９】この加熱床板を予め工場で製造し、設置現
場まで運搬する。その際、加熱床板には吊り金具を取り
付けておく。設置現場では、道路基礎の上に加熱床板を
吊り下ろして据え付ける。このようにして加熱床板を、
密に、かつ段差なく敷き詰めた後、空間２４内に充填材
を注入する。高速道路１では僅かの段差もないのがよい
ので、加熱床板の上にコーティング舗装を施す。コーテ
ィング舗装は、上板２２に比べてタイヤとの摩擦係数を
高める効果も持たせる。

【００４０】図３に示した加熱床板は、図２に示した加
熱床板の空間２４に充填材２７を充填したものである。
また、コーティング舗装を予め施してもよい。このよう
な加熱床板を予め工場で製造しておけば、設置現場では
充填材注入の工程を省略することができる。

【００４１】図４に示した加熱床板は、鉄筋４１と配管
４２とをコンクリート４３で埋め込んだコンクリート床
板である。このような加熱床板を予め工場で製造してお
けば、設置現場では敷き詰めを行うのみでよい。

【００４２】なお、加熱床板の骨格・上板・パイプは、
鋼製に限らず、アルミ製又はアルミ合金製としてもよ
い。アルミは、熱伝導率に優れ、かつ軽量であるという
利点がある。

【００４３】また、上板２２の表面には、スリップ防止
用の突起を多数形成してもよく、また骨材と樹脂とを混
合した物質を塗布してもよい。

【００４４】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００４５】（１）予め配管を取り付けた加熱床板を作
成し、この加熱床板を敷き詰めて路面を形成するように
したので、設置・補修が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の道路融雪システムを備えた高速道路の
断面図である。

【図２】本発明に用いる加熱床板の一形態を示す図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図３】本発明に用いる加熱床板の他の形態を示す断面
図である。

【図４】本発明に用いる加熱床板の他の形態を示す断面
図である。

【符号の説明】

３加熱床板５風力発電装置６ヒートポンプ９ａ，９ｂ温水循環用配管１１、２５配管２１主骨格２２上板２７充填材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石井孝男東京都江東区毛利一丁目19番10号石川島播磨重工業株式会社江東事務所内Ｆターム(参考） 2D026 CL01 CL02 2D051 GA01 GB03 GB04 GB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温水を道路の路面下で移送して道路の融
雪に用いる道路融雪システムにおいて、予め温水移送用
の配管を取り付けた加熱床板を作成しておき、この加熱
床板を敷き詰めて路面を形成し、前記配管に温水源を接
続したことを特徴とする道路融雪システム。
【請求項２】前記温水源は、道路近傍に設けた風力発
電装置の電力でヒートポンプを作動させて温水を製造す
ることを特徴とする請求項１記載の道路融雪システム。
【請求項３】前記加熱床板は、骨格部材の上に板部材
を設け、この板部材の下の空間に前記配管を収容すると
共に、前記板部材に充填材注入用の穴を形成したもので
あることを特徴とする請求項１又は２記載の道路融雪シ
ステム。
【請求項４】前記加熱床板は、骨格部材の上に板部材
を設け、この板部材の下の空間に前記配管を収容した
後、この空間に充填材を充填したものであることを特徴
とする請求項１又は２記載の道路融雪システム。
【請求項５】前記加熱床板は、前記配管を鉄筋コンク
リート床板の厚みの中に予め埋め込んだものであること
を特徴とする請求項１又は２記載の道路融雪システム。