JP2002266308A - 電波吸収道路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】道路表面での電波反射を小さくすると共に反射
波を散乱させて反射の影響を抑制した電波吸収道路を提
供する。 【解決手段】路盤３、基層２及び表層１を有する道路に
おいて、基層２上に誘電率が小さく且つ耐荷重・耐磨耗
性が高い素材で表層１を設ける。更に、表層１の表面に
代表長さが被反射電波の波長の1/10以上であり且つ誘電
率が小さい粒状材料４の締固め等により凹凸を形成し、
表層１の表面からの反射電波をその凹凸により散乱させ
る。好ましくは、表層１を排水性とすることにより、降
雨時等の水溜り発生と水溜り表面からの電波反射とを防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電波吸収道路に関
し、とくに道路・車両間又は車両・車両間の通信で使う
電波の道路表面での反射に起因する伝送エラーを防ぐこ
とができる電波吸収道路に関する。

【０００２】

【従来の技術】最先端の情報通信技術等を用いて、人と
道路と車両とを一体のシステムに含める高度道路交通シ
ステム（ITS、Intelligent Transport Systems）が構築
されている。このITSは、移動体を含むので通信を無線
によって行い、GHz帯から数十GHz帯の信号を使う。即
ち、道路交通情報通信システムVICSで2.5GHz帯、自動料
金収納システムETCで5.8GHz帯、路車間通信システムで3
6〜38GHz帯、車車間通信システムで60GHz帯、自動車用
レーダシステムで76GHz帯等である。

【０００３】このような１GHz帯以上の周波数では、電
波が道路面（路面）で反射してマルチパス障害を起こし
易いため、この路面反射を少なくする必要がある。

【０００４】路面反射を防ぐ従来方法の一例が特公昭60
-003106号公報に提案されている。この方法は、一方
で、道路に必要な耐荷重性及び耐磨耗性をアスファルト
舗装により確保し、他方で、電波反射を抑制するため、
その舗装に使うアスファルト組成物をフェライト等の無
機誘電体フィラー混入のものとしている。さらに表面よ
り見たアスファルト舗装の妨害電波に対する規格化入力
インピーダンスＺがほぼ１になるように調整している。
この場合、空気の規格化入力インピーダンスが１に選ば
れているので、空気からＺがほぼ１に調整されたアスフ
ァルト舗装ヘ入射する電波の反射率を、低く抑えること
ができる。

【０００５】アスファルト舗装の入力インピーダンスＺ
を上記のように調整できるのは、次の理由による。すな
わち、アスファルト舗装の規格化入力インピーダンスＺ
は下記式(1)で与えられるが、その複素比透磁率μ_rは１
であるので、成分組成によって複素比誘電率ε_rを調整
し且つその厚さｔを調節することにより特定波長の周波
数に対するＺの値を１に近いものとすることができる。
式(1)において、μ_rはアスファルト舗装の複素比透磁
率、ε_rはその複素比誘電率、λは反射すべき電波の自
由空間中での波長、ｔはアスファルト舗装の厚さであ
る。

【０００６】

【数１】 Ｚ＝（μ_r/ε_r）tanh j{（2π/λ）ｔ（μ_r/ε_r）^1/2} ……………………(1)

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来方法
には、電波の反射抑制に比較的高い限界があり、反射波
を十分に弱くできないという問題点がある。

【０００８】以上のアスファルト舗装の場合から予想さ
れるように、道路表面での電波反射を小さくするには、
道路表面の材質を、空気との界面での電波屈折率が１に
近いものとする必要がある。この電波屈折率の面から望
ましい材質は、空気を多く含む発泡体等であり、耐荷重
性及び耐磨耗性が必要な道路には適用できない。耐荷重
性及び耐磨耗性を有する高密度の無機質材料には、電波
屈折率を１に近付ける上で限界があり、従って電波反射
抑制効果について限界がある。

【０００９】また、降雨や散水等により道路表面が水で
被われると、電波を反射し易くなる。降雨時等の排水を
良くし、路面が水で被われるのを防ぐことを、電波反射
の抑制と同時に実現することが求められている。

【００１０】そこで本発明の目的は、道路表面での電波
反射を小さくすると共に反射波を散乱させて反射の影響
を抑制した電波吸収道路を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために道路表面に凹凸を設ければ、反射電波を
散乱させて反射の影響を小さくし、同時に排水性を良く
して降雨時や散水時等における電波反射を少なくできる
ことに注目した。

【００１２】図１を参照するに、本発明の電波吸収道路
は、路盤３、基層２及び表層１を有する道路において、
基層２に比し誘電率が小さく且つ耐荷重・耐磨耗性が高
い素材で基層２上に表層１を設け、その表層１の表面に
代表長さが被反射電波の波長の1/10以上であり且つ誘電
率が小さい粒状材料４の締固め、接着、埋込み等により
凹凸を形成し、表層１の表面からの反射電波をその凹凸
により散乱させる。ここに粒状材料４の代表長さとは、
球体相当径であり、例えば体積がＶである粒の球体相当
径ｄはｄ＝（６Ｖ／π）^1/3であり、球状の粒状材料４
の場合にはその直径ｄである。

【００１３】凹凸形成用の粒状材料４の代表長さを被反
射電波の波長の1/10以上とするのは、材料粒子がそれよ
り小さい場合には、前記凹凸からの電波反射を抑制でき
ないためである。（佐藤勝善、梁起碩、藤瀬雅行、「ミ
リ波帯における各種アスファルト路面の反射特性」、電
子情報通信学会大会講演論文集、ソサイエティB1、10
頁、1998年）。好ましくは、表層を排水性とすることに
より、降雨時や散水時等に水溜り発生と水溜り水面から
の電波反射とを防止する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の電波吸収道路の
一実施例を示す。この実施例では、路盤３上に好ましく
はアスファルト又はコンクリート舗装からなる基層２を
設けている。更に、表層１の表面での電波反射を小さく
するため、耐荷重性及び耐磨耗性が高く誘電率が小さい
材質を敷き締固めて表層１を形成する。

【００１５】また、表層１の表面に、代表長さが被反射
電波の波長の1/10以上であり且つ誘電率が小さい粒状材
料４を締固め、その締固め圧力を適宜に調整することに
より表層１の表面に凹凸を形成する。また、粒状材料４
による凹凸は接着、埋込み等で形成してもよいし、締固
め、接着、埋込み等の方法を適切に組合せて形成しても
よい。表層１の表面からの反射電波をこの凹凸によって
散乱させ、反射の影響を小さくする。この粒状材料４と
しては、砕石や玉砂利等の骨材、人工又は天然の樹脂、
ゴム等を用いることができる。

【００１６】更に、降雨時や散水時等における表層１上
での水溜り発生と水溜り水面からの電波反射を防止する
ため、表層１を排水性とすることができる。

【００１７】こうして、本発明の目的、すなわち「道路
表面での電波反射を小さくすると共に反射波を散乱させ
て反射の影響を抑制した電波吸収道路」の提供を達成す
ることができる。

【００１８】

【実施例】路盤３に鋼床板や鋼材の使用により意図的に
又は偶発的に電波反射体が形成されている場合に、基層
２をアスファルト又はコンクリート舗装とするときは、
基層２のアスファルト又はコンクリートに、電波吸収性
能を持たせるため、図２に示すように誘電率を高める材
料（高誘電率材料）５を混入することができる。高誘電
率材料５を使用する理由は、ITSで使用される電波が１G
Hz帯以上の高い周波数のものであり、道路表面からの電
波反射防止がとくに必要であり、しかも基層２における
高誘電率材料５による電波吸収効果が期待できるからで
ある。

【００１９】このための高誘電率材料５としては、金属
又はその酸化物、酸化鉄又はそのダスト、カーボン、ア
ルミナ焼結体等の無機物の粉末や粒子、及び炭素繊維若
しくはカーボンを含む素材、例えばゴム等のカーボン含
有物の粉末や粒子を挙げることができる。更に、カーボ
ンを含むゴムである例えばタイヤは25％程度のカーボン
を含んでいるので、これをチップ又は粉末にしてアスフ
ァルトに混入してもよい。廃タイヤを用いると省資源の
点で好ましい。また、前記反射体での反射電波と表層１
での反射電波との位相反転による相殺を利用して、道路
表面での反射を小さくすることも期待できる。

【００２０】図３は、電波吸収アスファルトからなる厚
さ50mmの基層２の上に排水性アスファルトによって厚さ
50mmの表層１を形成し、その表層１の表面に粒径20mmの
砕石４により凹凸を設けた本発明の電波吸収道路構造の
試験体を示す。表層１の排水性アスファルトには、粒径
10〜15mmの骨材を使用した。また、基層２の電波吸収ア
スファルトとして、粒径10mm以下の骨材と共に、アスフ
ァルト舗装全量に対し重量比10％の酸化鉄ダストを高誘
電率材料として混入したものを使用した。

【００２１】図３の試験体を用いて，自動料金収納シス
テムETCで使われる周波数5.8GHzの電波に対する反射減
衰量を測定した。一般に、反射減衰量は、電波をほぼ完
全に反射するアルミ板をレファレンスとし、このアルミ
板の完全反射と比較して反射率がどの程度減衰したかに
よって表される。この測定では、測定対象体の表面に対
して入射角及び反射角がともに５度である位置に、送受
信ダブルリジットガイドアンテナを配置し、ネットワー
クアナライザにより入射波及び反射波の電界強度を測定
して反射率を求めた。測定対象体を厚さ３mmのレファレ
ンス・アルミ板とした時の反射率と、測定対象体を前記
試験体とした時の反射率とを比較して反射減衰量を算出
した。測定結果の一例を図４に示す。同図において、ア
ルミ板の反射減衰量を０dB（基準値）としている。

【００２２】同図に示すように、この試験体の周波数5.
8GHzの電波に対する反射減衰量は約20dBであった。従来
の一般のアスファルト舗装道路の周波数5.8GHzにおける
反射減衰量は３〜４dBである。また、テレビ電波吸収壁
の反射減衰量の一般的目標値は14dBとされている。アス
ファルト等の構造物に関するこれら従来の電波反射減衰
量に較べると、図３の本発明の道路構造試験体がもつ周
波数5.8GHzで約20dBの反射減衰量は、かなり大きく、反
射電波によるマルチパス障害等に対する障害抑制に貢献
するものと期待できる。なお、道路表面に水溜り水面が
できると、上記の電波反射減衰量は０dBとなるので、降
雨時等にも電波反射減衰を維持して反射電波障害を抑制
するには、表層１を排水性とする必要がある。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電波吸収
道路は、道路構造の表層を誘電率が小さく且つ耐荷重・
耐磨耗性が高い素材で舗装等とし、その表層の表面に誘
電率が小さい粒状材料の締固め等により凹凸を形成し、
その凹凸により反射電波を散乱させて反射電波の影響を
抑制するので、次の顕著な効果を奏する。

【００２４】（イ）道路表面での電波反射を小さくする
こと、及び道路表面の凹凸により反射波を散乱させるこ
との組合せにより反射の影響を効果的に抑制できる。 （ロ）道路表層を排水性とすることにより降雨時や散水
時等に道路表面の排水を図り、水が溜るのを防ぎ、水溜
り水面からの電波反射を防止することができる。 （ハ）道路表層での反射防止とその下の基層での電波吸
収性能との組合せにより道路表面からの電波反射の影響
を総合的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例の図式的断面図である。

【図２】は、本発明の他の実施例を示す図式的断面図で
ある。

【図３】は、本発明による電波吸収道路構造の試験体の
説明図である。

【図４】は、図３に示す試験体の反射減衰量の測定結果
のグラフである。

【符号の説明】

１…表層 ２…基層 ３…路盤 ４…粒状材料 ５…高誘電率材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山木 克則 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 吉田 正 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 海老 剛行 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D051 AA02 AD05 AE05 AF01 AF02 AF10 AF11 AF13 AG01 AG03 AG11 AH01 DC09 5E321 AA41 BB25 BB31 GG11

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】路盤、基層及び表層を有する道路におい
   て、基層に比し誘電率が小さく且つ耐荷重・耐磨耗性が
   高い素材で基層上に表層を設けることにより表層からの
   電波反射を抑制し、該表層の表面に代表長さが被反射電
   波の波長の1/10以上であり且つ誘電率が小さい粒状材料
   により凹凸を形成してなる電波吸収道路。
2. 【請求項２】請求項１の道路において、表層を排水性と
   してなる電波吸収道路。
3. 【請求項３】請求項１又は２の道路において、前記基層
   が電波吸収性能を有するアスファルト又はコンクリート
   からなる電波吸収道路。
4. 【請求項４】請求項１から３の何れかの道路において、
   前記凹凸形成用の粒状材料を、骨材、樹脂、及びゴムか
   らなる群から選んだ一以上のものとしてなる電波吸収道
   路。
5. 【請求項５】請求項３の道路において、基層のアスファ
   ルト又はコンクリートに無機物及び／又はカーボン含有
   物からなる粉末又は粒子を混入してなる電波吸収道路。
6. 【請求項６】請求項３又は５の道路において、カーボン
   を含むゴムのチップ又は粉末を基層のアスファルト又は
   コンクリートに混入してなる電波吸収道路。
7. 【請求項７】請求項１から６の何れかの道路において、
   前記路盤と基層との間に電波の反射体を設けてなる電波
   吸収道路。