JP4496694B2

JP4496694B2 - 融雪道路の構築方法

Info

Publication number: JP4496694B2
Application number: JP2001291221A
Authority: JP
Inventors: 勝哉戸田; 眞也池谷
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2021-09-25
Also published as: JP2003096740A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積もった雪を溶かす融雪道路の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
降雪地域において、雪が積もった道路（コンクリート舗装等）を凍結から守る手段としては、塩化ナトリウム等の融雪剤を道路表面に散布することが行われている。しかし、融雪剤をコンクリート表面に散布すると、融雪剤に含まれている塩化物イオンが外部から内部に浸透して鉄筋を腐食させ、コンクリートが劣化する可能性がある。また、道路を走行する自動車にも腐食が生じる。
【０００３】
かかる塩害を避けるため、発熱線が蛇行して取り付けられたネットを道路に敷設し、その上に舗装を施すようにした融雪システムが提案されている（特開平９−７８５１７号公報）。この融雪システムによれば、カーボンの発熱線に電流を流すことで発熱させ、道路上に積もった雪を塩害なく溶かすことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる融雪システムにおいては、発熱線付きのネットを道路に敷設した上に舗装を施す必要があるため、通常の舗装施工の他に、ネットに発熱線を蛇行して取り付ける工程、およびその発熱体付きのネットを道路に敷設する工程が必要となり、工事期間の長期化およびコストアップの原因となる。
【０００５】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、工事期間の短縮化およびコストダウンを図ることができる融雪道路の構築方法を提供することにある。
【０００６】
【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、コンクリート基盤上を舗装して形成され積雪を溶かす融雪道路の構築方法において、セメント又はモルタル或いはコンクリートに、粉末カーボンを混合して導電性混合体を形成し、該導電性混合体を上記コンクリート基盤上の融雪すべき部分に吹き付け又は打設して発熱体を形成すると共に、これを上記コンクリート基盤の長手方向に複数所定間隔を隔てて上記コンクリート基盤上を舗装し、各発熱体の間に、上記発熱体と高さが面一となるように不導体を介設し、各発熱体の幅方向の両端部にそれぞれ電極線を接続し、各電極線を上記コンクリート基盤の長手方向に沿って幅方向左右に敷設した集合線に接続し、該集合線に、各発熱体をジュール熱により発熱させるべく各発熱体に電流を流す電源装置を接続する融雪道路の構築方法である。
【０００７】
本発明によれば、道路上に敷設される、セメントに粉末カーボンを混合した導電性混合体が、発熱体と舗装とを兼用するので、工事期間の短縮化およびコストダウンを図ることができる。すなわち、上記導電性混合体を道路に敷設することで、発熱体の設置と道路の舗装とが同時に完了する。また、粉末カーボンの混入率を調節することにより、発熱するジュール熱と電流量とを自在に調節できる。
【０００９】
また、本発明によって構築される融雪道路では、各発熱体の電気抵抗が略一定となるため、略一定の電流が流れることになり、各発熱温度がそれぞれ略一定となる。よって、積もった雪を斑なく略均一に融雪できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１１】
図１は本発明により構築された融雪道路の断面図であり、図２はその道路の透視平面図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の融雪道路の構築方法では、先ず融雪・融氷すべき道路のコンクリート基盤１の上に、セメントに粉末カーボンを混合した導電性混合体２を、吹き付け・打設などにより敷設して発熱体を形成する。
【００１３】
導電性混合体２は、セメントと粉末カーボンとを水で練ったペーストのみならず、それに砂を混ぜたモルタルや、それに更に砂利を混ぜたコンクリート等が、必要強度に応じて適宜使い分けられる。本実施形態ではセメント平均粒径が１３μｍでカーボン平均粒径が４μｍのものが用いられているが、これらの粒径に限定されるものではない。
【００１４】
このとき、導電性混合体２を、図２に示すように、道路３となるコンクリート基盤１の長手方向に所定の絶縁間隔（数センチ）を隔てて矩形状に複数敷設してコンクリート基盤１上を舗装する。各導電性混合体２は、本実施形態では道路長手方向の長さが数メートル程度であり、厚さが磨り減り減量を考慮して４０ｍｍ程度に設定されているが、これらの数値に限定されるものではない。
【００１５】
敷設された導電性混合体２からなる各発熱体の間には、短絡（ショート）を防止するため、不導体４を介設する。不導体４は、粉末カーボンが混ざっていないペースト・モルタル・コンクリートやゴム等が、必要強度に応じて適宜使い分けられる。不導体４と導電性混合体２とは、高さが面一になっている。
【００１６】
敷設された導電性混合体２からなる各発熱体には、当該混合体２をジュール熱により発熱させるべく、各発熱体に電流を流す電源装置５を接続する。電源装置５は、各発熱体の道路幅方向の両端部にそれぞれ接続された電極線６と、各電極線６に接続され道路３の幅方向左右に道路３の長手方向に沿ってそれぞれ敷設された集合線７と、集合線７にスイッチ８を介して接続された直流電源９とを有し、各発熱体に対して並列回路を形成する。
【００１７】
以上により融雪道路が構築される。融雪道路上の雪１１や氷などを融雪・融氷するときには、電源装置５のスイッチ８をオンする。すると、各発熱体に電流が流れ、発熱体（セメントと粉末カーボンと含有する）の電気抵抗によってジュール熱が発生し、融雪道路上の雪や氷が融雪・融氷される。
【００１８】
本発明の作用を説明する。
【００１９】
本発明の融雪道路の構築方法では、コンクリート基盤１上に敷設される、セメントに粉末カーボンを混合した導電性混合体２が、発熱体と舗装とを兼用するので、工事期間の短縮化およびコストダウンを図ることができる。すなわち、上記導電性混合体２をコンクリート基盤１に敷設することで、発熱体の設置と道路３の舗装とが同時に完了するため、工事期間の短縮化およびコストダウンを図ることができる。
【００２０】
また、導電性混合体２は、セメント系硬化体であるため、コンクリート基盤１との密着性がよい。また、導電性混合体２は、一般的なセメントに粉末カーボンを混合すればよいので材料費が安く済むのみならず、通常のモルタル等と同様に施工（吹き付け等）できるので施工コストも抑えられる。また、導電性混合体２は、電源装置５のスイッチ８をオンしなくとも、混合された粉末カーボンが黒色であるため太陽熱を吸収し易く、融雪効果が高い。
【００２１】
また、図２に示すように、導電性混合体２を道路の長手方向に所定間隔を隔てて複数敷設し、それら各導電性混合体２からなる発熱体の間に不導体４を介設し、各発熱体の幅方向の両端部に上記電源装置５の電極線６を接続し、各発熱体に対して電源９を並列接続したので、各発熱体には同一電圧が供給されるのみならず、各発熱体の電気抵抗が略一定となる。
【００２２】
すなわち、各発熱体は、道路３の幅が一定であるため幅方向の長さが等しく、図例のように道路３の長手方向の長さを等しくしておけば、体積が等しくなって電気抵抗が略一定となる。よって、各発熱体に略一定の電流が流れ、ジュール熱による発熱温度がそれぞれ略一定となる。よって、積もった雪や氷を斑なく略均一に融雪できる。
【００２３】
また、発熱量は、電源電圧を調整することによっても調節でき、導電性混合体２の粉末カーボンの混入率を調節することによっても調節できる。図３に、カーボンとセメントとの重量割合を異ならせたときの、電源９の電圧と導電性混合体２を流れる電流値（図１に示す電流計１０の電流値）との関係（実験値）を示す。
【００２４】
図示するように、「カーボン０Wt％、セメント１００Wt％」、「カーボン１０Wt％、セメント９０Wt％」のときは、電圧を高めても殆ど電流が流れず、「カーボン３０Wt％、セメント７０Wt％」以上の混合比では電流が流れている。図４は、各混合比における導電性混合体２の抵抗率を表す図である。
【００２５】
ここで、電圧を加えても電流が殆ど流れないほど導電性混合体２の抵抗が大きいとジュール熱が発生することはなく、逆に抵抗が余りに小さいとジュール熱の発熱量が小さいため、共に融雪・融氷システムには不適当である。また、余りカーボンの割合が大きいと、走行する自動車のタイヤに対する剛性（強度・耐久性）が低下するため、好ましくない。
【００２６】
よって、図３および図４によれば、導電性混合体２の混合比は、「カーボン２５〜５０Wｔ％、セメント７５〜５０Wt％」が適当と考えられる。
【００２７】
なお、図１および図２における電源９は、直流に限らず交流でもよい。交流電源であっても発熱体にジュール熱を発生させることができるからである。また、発熱体および不導体４の上に更に絶縁・防護用の舗装を施すようにしてもよい。
【００２８】
また、本発明の融雪道路の構築方法は、降雪地・寒冷地におけるコンクリート道路の全般に適用される他、特に凍結の虞のある橋梁上の道路への適用が効果的である。また、バス等の停留所、駐車場および有料道路の料金所等にも適用される。また、道路に限らず、貯水タンク等の建家の屋根部分に適用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る融雪道路の構築方法によれば、工事期間の短縮化およびコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構築された融雪道路の断面図である。
【図２】上記道路の透視平面図である。
【図３】導電性混合体の各混合比における電源電圧と電流値とを示す説明図である。
【図４】導電性混合体の各混合比における抵抗率を示す説明図である。
【符号の説明】
２導電性混合体
３道路
４不導体
５電源装置
６電極線

Claims

コンクリート基盤上を舗装して形成され積雪を溶かす融雪道路の構築方法において、
セメント又はモルタル或いはコンクリートに、粉末カーボンを混合して導電性混合体を形成し、該導電性混合体を上記コンクリート基盤上の融雪すべき部分に吹き付け又は打設して発熱体を形成すると共に、これを上記コンクリート基盤の長手方向に複数所定間隔を隔てて上記コンクリート基盤上を舗装し、各発熱体の間に、上記発熱体と高さが面一となるように不導体を介設し、各発熱体の幅方向の両端部にそれぞれ電極線を接続し、各電極線を上記コンクリート基盤の長手方向に沿って幅方向左右に敷設した集合線に接続し、該集合線に、各発熱体をジュール熱により発熱させるべく各発熱体に電流を流す電源装置を接続することを特徴とする融雪道路の構築方法。