JP2006046807A - Road surface cooling system using ground water - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、地下水を利用した路面冷却システムに関するものであり、夏期においてアスファルト舗装路面が軟化し、変形して損傷することを防止し、交通の安全性を高めるものである。 The present invention relates to a road surface cooling system using groundwater, and is intended to improve traffic safety by preventing an asphalt pavement surface from being softened, deformed and damaged in summer.
夏期の炎天下においては、アスファルト道路の表面温度は60℃以上になり、アスファルト路面が軟化するようになる。このような状況下では、車両の負荷によって路面が凹み、ブレーキを掛けるとそのブレーキ力で路面が歪められ、これが繰り返されることで、路面の凸凹が著しくなって交通の安全性が大きく損なわれるようになる。この傾向は交差点において特に著しい。また、高速道路では少しの路面の軟化、路面の荒れが交通の危険性を著しく増大させる。
他方、路面に水管を埋設し、温水を流して路面を加熱して凍結を防止することは知られており、還流式井戸ポンプを用いて地下水を汲み上げて、これを温熱源として利用することは公知である(例えば、特開平2−204511号公報、特開平3−43510号公報)。
しかし、地下水を多量に汲み上げることは、地盤沈下を招来する等の問題がある。
On the other hand, it is known to embed a water pipe on the road surface, flow warm water to heat the road surface to prevent freezing, and to pump groundwater using a reflux well pump and use it as a heat source Known (for example, JP-A-2-204511, JP-A-3-43510).
However, pumping up a large amount of groundwater has problems such as causing land subsidence.
そこで、この発明は、地下水を冷熱源として利用してアスファルト道路の軟化を防止するについて、埋設した水管による路面冷却効率を高め、地下水の実質的な汲み上げ量を低減しつつ、アスファルト路面の軟化を効果的に防止することができる路面冷却システムを工夫したものである。 In view of this, the present invention uses groundwater as a cooling heat source to prevent softening of asphalt roads. A road surface cooling system that can be effectively prevented is devised.
上記課題を解決するための手段は、道路に水管を配管して当該水管に地下水を流して路面を冷却する路面冷却システムを前提として、次の(イ)〜(ニ)によるものである。
(イ)道路のアスファルト層と路盤との間にコンクリート層を介在させて当該コンクリート層に水管を配管したこと、
(ロ)上記コンクリート層内に上下2層の鉄筋メッシュを埋設し、当該2層の鉄筋メッシュ間に上記水管を配管したこと、
(ハ)上記水管を還流型井戸に接続したこと、
(ニ)上記還流型井戸が外ケーシング管、内ケーシング管の二重管構造であり、外ケーシング管は還流水を該外ケーシング管から外へ流出することができる多孔性管であり、内ケーシング管の中に保温揚水管が挿入されており、外ケーシング管と内ケーシング管との間の流路が上記還流水の還流流路であり、内ケーシング管の下端が外ケーシング管内で解放されていること。
なお、上記鉄筋メッシュはワイヤメッシュとすることもできる。
Means for solving the above problems are based on the following (a) to (d) on the premise of a road surface cooling system in which a water pipe is provided on a road and ground water is allowed to flow through the water pipe to cool the road surface.
(B) A water pipe was piped to the concrete layer with a concrete layer interposed between the asphalt layer of the road and the roadbed.
(B) The upper and lower layers of rebar mesh are embedded in the concrete layer, and the water pipe is piped between the two layers of rebar mesh.
(C) The above water pipe was connected to a reflux well,
(D) The reflux type well has a double pipe structure of an outer casing pipe and an inner casing pipe, and the outer casing pipe is a porous pipe capable of flowing reflux water out of the outer casing pipe. A heat retaining pump is inserted in the pipe, the flow path between the outer casing pipe and the inner casing pipe is the reflux flow path of the reflux water, and the lower end of the inner casing pipe is released in the outer casing pipe. Being.
The rebar mesh can be a wire mesh.
〔作用〕
アスファルト道路の路面は、アスファルト層と路盤との間のコンクリート層で補強されている。コンクリート層には上下2層の鉄筋メッシュが埋設されているので、コンクリート層が上下2層の鉄筋メッシュで補強される。また、鉄筋はコンクリートより熱伝導性が高いので上下2層の鉄筋メッシュによりコンクリート層の熱伝導性が高められ、また、水管とコンクリート層間の熱交換効率が高いので、地下水の冷熱源として利用効率が高い。
したがって、アスファルト層に対する冷却能率が高く、かつ、アスファルト層の軟化が防止されるとともに、路面の変形が防止される。また、水管は2層の鉄筋メッシュ間に配管されているので、車両の負荷による路面の変形による水管の耐久性が高い。
還流型井戸の揚水管から汲み上げられた地下水が上記水管を流れ、路面を冷却した後、還流型井戸の外ケーシング管と内ケーシング管の間の流路に戻され、地下に押し込まれる。外ケーシング管と内ケーシング管の間の流路に戻された還流水の一部は、前記多孔性の外ケーシング管から該外ケーシング管の外へ流出して地中に戻り、一部は内ケーシング管の先端部分まで達する。内ケーシング管の先端部分に達する還流水の一部が、外ケーシング管と内ケーシング管の間の流路を流れる間に地下の冷熱源によって冷却され、内ケーシング管の先端部分から当該内ケーシング管の内側に回り込んで流れる。
外ケーシング管の下端において、還流水と地下水とが混合されて内ケーシング管に吸い上げられ、保温揚水管31から揚水される。したがって、揚水の一部は還流水であり他の一部は新たな地下水であるから、地下水の利用効率が高く、実質的な地下水の汲み上げ量は大幅に抑制される。
また、還流水はその空気を抜き空気に触れさせないで循環又は放流する(なお、地盤沈下のおそれがある所では放流しないが、地盤沈下のない所はオーバーフローとして放流することがある)。そして、上記のように還流井戸内に空気(酸素)を入れることなく循環する(即ち、水質の変化及び酸化させるのを防止しながら行なう)。
[Action]
The road surface of the asphalt road is reinforced with a concrete layer between the asphalt layer and the roadbed. Since the upper and lower two layers of reinforcing steel mesh are embedded in the concrete layer, the concrete layer is reinforced with the upper and lower two layers of reinforcing steel mesh. In addition, since the reinforcing steel has higher thermal conductivity than concrete, the thermal conductivity of the concrete layer is enhanced by two layers of upper and lower reinforcing bars, and the heat exchange efficiency between the water pipe and the concrete layer is high, so it can be used as a cooling source for groundwater Is expensive.
Therefore, the cooling efficiency with respect to the asphalt layer is high, the softening of the asphalt layer is prevented, and the deformation of the road surface is prevented. Moreover, since the water pipe is piped between the two layers of reinforcing steel meshes, the durability of the water pipe due to the deformation of the road surface due to the load of the vehicle is high.
Groundwater pumped up from the pumping pipe of the reflux type well flows through the water pipe and cools the road surface, and then is returned to the flow path between the outer casing pipe and the inner casing pipe of the reflux type well and pushed into the ground. Part of the reflux water returned to the flow path between the outer casing pipe and the inner casing pipe flows out of the outer casing pipe out of the porous outer casing pipe and returns to the ground. It reaches the tip of the casing tube. A part of the reflux water reaching the front end portion of the inner casing pipe is cooled by the underground cold heat source while flowing through the flow path between the outer casing pipe and the inner casing pipe, and the inner casing pipe starts from the front end portion of the inner casing pipe. Flows around the inside.
At the lower end of the outer casing pipe, the reflux water and the ground water are mixed and sucked into the inner casing pipe, and pumped up from the
Further, the reflux water is circulated or discharged without letting the air come into contact with the air (in addition, it is not discharged in a place where there is a possibility of ground subsidence, but a part without ground subsidence may be discharged as an overflow). And as mentioned above, it circulates without putting air (oxygen) in a reflux well (that is, it is performed while preventing a change in water quality and oxidation).
アスファルト層と路盤との間にコンクリート層を介在させたことでアスファルト層が補強されるので、その変形、破損が抑制される。
上記コンクリート層内に上下2層の鉄筋メッシュが埋設され、この鉄筋メッシュ間に水管が配管されているので、コンクリート層が上記鉄筋メッシュで補強され、その熱伝導性が高められるので、冷水の利用効率が高められる。したがって、循環させる冷水の量を可及的に抑制することができる。
井戸を還流型井戸とし、その外ケーシング管と内ケーシング管の間の流路に還流させ、その一部を地下で放熱させてそのまま再循環させるので、地下水の汲み上げ量が少なくなる。
循環水の水温を8〜20℃の間で制御することで、夏期には路面の軟化防止システムとして機能するが、冬季には路面凍結防止システムとして機能する。
Since the asphalt layer is reinforced by interposing the concrete layer between the asphalt layer and the roadbed, deformation and breakage thereof are suppressed.
Since the rebar mesh of two upper and lower layers is embedded in the concrete layer, and the water pipe is piped between the rebar meshes, the concrete layer is reinforced with the rebar mesh and its thermal conductivity is enhanced, so the use of cold water Efficiency is increased. Therefore, the amount of cold water to be circulated can be suppressed as much as possible.
Since the well is a reflux type well, it is returned to the flow path between the outer casing tube and the inner casing tube, and a part of the well is radiated underground and recirculated as it is, so that the amount of groundwater pumped is reduced.
By controlling the temperature of the circulating water between 8 to 20 ° C., it functions as a road surface softening prevention system in summer, but functions as a road surface freezing prevention system in winter.
アスファルト舗装された十字路の冷却にこの発明を適用した実施例を図面を参照しながら説明する。 An embodiment in which the present invention is applied to cooling an asphalt-paved crossroad will be described with reference to the drawings.
道幅12mmの道路に渦巻状の配管ユニットUを配置し、全ての各配管ユニットUの水管を順次接続している。
冷熱源は、還流型井戸1、濾過装置2、制御盤3、送水ヘッダー4、還水ヘッダー5等によるものであり、還流型井戸1で汲み上げられた地下水は、濾過装置2、送水ヘッダー4を経て配管ユニットUに送り出され、配管ユニットUからの還流は還水ヘッダー5を経て還流型井戸1に戻される。この冷却水の配管ユニットUへの供給、供給量は路面温度をチェックしながら制御盤3によって制御される。
配管ユニットUを付設している部分の道路の断面構造は図2のとおりであり、路盤21の上に厚さ150mm以上のコンクリート層22があり、コンクリート層22の上に厚さ50mm以上のアスファルト層23がある。コンクリート層22に上下2層の鉄筋メッシュ24,25が埋設されており、上下の鉄筋メッシュ24,25の間に合成樹脂製水管26が敷設されている。また、該水管26の両側にコンクリートブロックを設置して上記水管へ路面からの車両の負荷を軽減させることもある。
A spiral pipe unit U is arranged on a road having a road width of 12 mm, and water pipes of all the pipe units U are sequentially connected.
The cooling heat source is a reflux well 1, a
The cross-sectional structure of the road where the piping unit U is attached is as shown in FIG. 2, the
合成樹脂製水管26は内径12.8mm、外径17mmのポリエチレン管である。
還流型井戸1の構造は図3に示すとおりのものであり、この構造自体は特に新規なものではない。この実施例の還流型井戸1の深度は50〜300mであり、中心に保温性の高い揚水管31の下端に水中深井戸ポンプ32が接続されている。揚水管31の内径は41.6〜105.3mm、外径は48.6〜114.3mmであり、その外側に断面円形の内ケーシング管33、外ケーシング管34がある。内ケーシング管33は内径が200mm、外径が215mmの鋼管(含、ステンレス、FRP製)、外ケーシング34は内径が300mm、外径が320mmの鋼管(含、ステンレス、FRP製)であり、これらはその上端が密閉されており、下端が解放されている。外ケーシング管34には還流水を該管から地中に流出(還水)できる多数のスクリーン(又は横穴)が設けられている。
内ケーシング管33と外ケーシング管34との間に還流流路35が形成されており、この還流流路35に空気抜弁36が接続されている。また、揚水管31に接続されている吐水管37にも空気抜弁38が接続されている。
吐水管37に仕切弁39、逆止弁40を介して送水管41が接続されており、送水管41に配管ユニットUが接続されている。
The synthetic
The structure of the reflux well 1 is as shown in FIG. 3, and this structure itself is not particularly novel. The depth of the reflux type well 1 of this embodiment is 50 to 300 m, and a submersible
A
A
配管ユニットUからの戻り管が還水管42を介して外ケーシング管34の上端に接続されている。外ケーシング管34の上端に戻された還流水は、その一部が外ケーシング管34の上記スクリーン(又は横穴)を経てその外に流出して地下水に戻り、残りの一部は内ケーシング管33に沿って下方に流れる。この間に冷却されて温度が低下され、内ケーシング管33の下端からその内側に回り込んで、内ケーシング管33を上昇して新たに導入された地下水とともに水中深井戸ポンプ32に吸い込まれる。
したがって、冷却水の一部が新たな地下水と入れ替えられながら、地下と配管ユニットUの間を循環するので、地下水脈を流れる水量が比較的少ない地域でも、地下の冷熱を効果的に取り出して道路の冷却に有効に利用することができる。
汲み上げられる水の温度と外気温、路面温度などを勘案して、制御盤3で水中深井戸ポンプ32を制御して、必要な冷却効果を確保できるように冷却水の循環流量を制御する。
なお、還流水の一部は図3に示すように側溝等にオーバーフロー水として放流することがある。
A return pipe from the piping unit U is connected to the upper end of the
Therefore, a part of the cooling water is circulated between the underground and the piping unit U while being replaced with new underground water. Therefore, even in an area where the amount of water flowing through the underground water vein is relatively small, the underground cold is effectively taken out and the road It can be effectively used for cooling.
In consideration of the temperature of the pumped water, the outside air temperature, the road surface temperature, and the like, the submersible deep well pump 32 is controlled by the
In addition, as shown in FIG. 3, a part of reflux water may be discharged into a ditch etc. as overflow water.
1・・・還流型井戸
2・・・濾過装置
3・・・制御盤
4・・・送水ヘッダー
5・・・還水ヘッダー
21・・・路盤
22・・・コンクリート層
23・・・アスファルト層
24,25・・・鉄筋メッシュ
26・・・合成樹脂製水管
31・・・揚水管(保温)
32・・・水中深井戸ポンプ
33・・・内ケーシング管
34・・・外ケーシング管
35・・・還流流路
36・・・空気抜弁
37・・・吐水管
38・・・空気抜弁
39・・・仕切弁
40・・・逆止弁
41・・・送水管
42・・・還水管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reflux-type well 2 ...
32 ... Deep well pump 33 ...
Claims (1)
道路のアスファルト層と路盤との間にコンクリート層を介在させて当該コンクリート層に水管を配管し、
上記コンクリート層内に上下2層の鉄筋メッシュを埋設し、当該2層の鉄筋メッシュ間に上記水管を配管し、
上記水管を還流型井戸に接続し、
上記還流型井戸が外ケーシング管、内ケーシング管の二重管構造であり、外ケーシング管は還流水を該外ケーシング管から外へ流出することができる多孔性管であり、内ケーシング管の中に保温揚水管が挿入されており、外ケーシング管と内ケーシング管との間の流路が上記還流水の還流流路であり、内ケーシング管の下端が外ケーシング管内で解放されている地下水を利用した路面冷却システム。 In a road surface cooling system that pipes water pipes on the road and flows groundwater into the water pipes to cool the road surface,
A concrete layer is interposed between the asphalt layer of the road and the roadbed, and a water pipe is connected to the concrete layer.
The upper and lower layers of rebar mesh are buried in the concrete layer, and the water pipe is piped between the two layers of rebar mesh.
Connect the water pipe to the reflux well,
The reflux type well has a double tube structure of an outer casing tube and an inner casing tube, and the outer casing tube is a porous tube that can flow reflux water out of the outer casing tube. Insulating water pumping pipe is inserted, the flow path between the outer casing pipe and the inner casing pipe is the reflux flow path of the above-mentioned reflux water, and the lower end of the inner casing pipe is the groundwater released in the outer casing pipe. Used road surface cooling system.
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