JP5579208B2

JP5579208B2 - 防風雪柵

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Publication number: JP5579208B2
Application number: JP2012039492A
Authority: JP
Inventors: 隆弘千葉; 智和今野; 勝二郎平田; 広明田中; 晴彦上野
Original assignee: 株式会社ホクエイ; 株式会社ノースプラン; 北海道ガソン株式会社
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: JP2013174093A

Description

本発明は、降雪地において道路に吹雪による吹きだまりが形成されるのを防止し、視程を確保するために道路に沿って設置する防風雪柵に関する。

降雪地において、冬季間は主に北から西にかけての季節風が吹くため、道路の路面に吹雪による吹きだまりが形成されるのを防止し、視程を確保して交通の安全を確保するために道路に沿って防風雪柵を設置することが行われている。

防風雪柵には種々の型式が提案されているが、主に道路の風上側に設置して道路面に風を吹き付けて吹き払う吹払式と、風上側に雪を停留堆積させて道路への吹き付けを軽減させようという吹止式とがある。

前者の吹払式では、道路の路肩に間隔をあけて立設した柱間に上下複数の整流板を風下となる道路に向かって下傾斜に設け、風上からの風を下方向に向きを変えて道路面に吹き付け、路面上に堆積しようとする雪を吹き払うものである。また、後者の吹止式は、整流板ではなく道路に吹き付ける吹雪を阻止、減速させることで道路を守るもので、多数の小さな孔を設けた防風雪板等を柱間に設けることが一般的である。

しかし、天候によって発生する吹雪や風の強さはいつも同じではないため、上記のような狙った効果を得られないときもあり、逆に吹きだまりを生じさせてしまう不具合もある。また、道路沿いに設置される防風雪柵は、運転者の見通しを妨げて威圧感を与えるなどの問題点も従来から指摘されている。

一例として、特開平２−２１３５０６号公報には、道路の積雪を防止すべき区間の風上側道路端近傍に多数の風孔を形成した柵部材から成る連続柵を植立設置し、該柵部材の風上側地面と該柵部材の風上に対向する面とを堆積面として上記柵部材の風上側に風により運搬された雪を堆積せしめると共に、堆積した雪層の斜面を導風面として利用し、風上より風によって運搬される雪を上記道路の風下端以遠に飛散させる方式とし、上記道路積雪防止柵は、到来した雪を実質的に通過させないために雪粒以下の孔径を有する多数の風孔を形成した視界透過性柵部材から構成した道路積雪防止方式および道路積雪防止柵が示されている。

この発明によれば、風により運ばれてきた雪を道路積雪防止柵の風上側道路外地面に堆積させて道路面への積雪を阻止すると共に、上記風上側道路外地面と道路積雪防止柵の柵面を堆積面として堆積した積雪層が風上方向に漸減する斜面を形成する性質を利用し、この斜面を導風面として道路上空方向に吹き上げ、該道路上空を通過する風との相互作用で道路面を越えて風下側に飛散させるので、道路面上に積雪が発生することを防止できるとしている。

また、この道路積雪防止柵は透光性を有し、視界を妨げることが少ないので、道路端近傍に設置しても車両の運転者に威圧感を与えることがないといった従来技術の欠点を解消できるとしている。

一方、防風雪板を工夫して防風、防雪効果を高める方法もあるが、柵高さを高くすることは性能を高める大きな要因となる。吹払式では、高さによって多く風を道路へ向けることができるし、吹止式ではより多くの雪を風上に停留堆積できるからである。しかし、柵高さを高くするということは、柱や基礎に大きな風による負荷がかかることになるから、強度を高める必要があるため高コストとなってしまう。

一例として特許４０９６０７７号公報には、道路に沿って所定の間隔毎に地盤に埋設する柱脚体と、該各柱脚体に立設する支柱と、該支柱間に架設することにより高さ方向に配設した複数枚の防雪板とからなる防雪柵において、前記支柱間の下部側に設ける下部防雪板群は複数枚の無孔板により構成し、中間に設ける中間部防雪板群は空隙率が約３０〜４０％の複数枚の有孔板により構成し、上側に設ける上部防雪板群は空隙率が約７０〜９０％の１枚乃至複数枚の網状パネルにより構成したものが示されている。

この発明によれば、支柱の中間部に配設する中間部防雪板群は透過率が約３０〜４０％の多数枚の有孔板で構成し、上部側に配設する上部防雪板群は透過率が約７０〜９０％の１枚乃至複数枚の網状パネルで構成することにより、防雪柵に掛る風荷重を可及的に小さくすると共に重心を低くしたから、柱脚体を大型にすることなく柵高を防風・防雪効果の高い約７ｍの高さにまで高くすることができるとしている。また、支柱の上部側に配設する防雪板は、透過率が約７０〜９０％の網状パネルで構成してあり、網状パネルを通して景観を目視できるから運転者に与える圧迫感を最小限にすることができるし、景観阻害の問題も解決できるとしている。

特開平２−２１３５０６号公報特許４０９６０７７号公報

上記の特許文献１の技術では、雪を道路積雪防止柵の風上側道路外地面に堆積させて道路面への積雪を阻止するとしているが、本発明者らが実験したところ、風上側道路外地面の堆積する積雪が少ないときは、柵を通過した飛雪は風速を弱められて重力により落下し、柵の風下側に吹きだまりを発生させてしまう。

また、同様に実験の結果、上下に渡って有孔板とした防風雪柵においては、風速を弱める効果が低いことがわかった。特許文献１のような雪粒以下の孔径を有する多数の風孔を形成した視界透過性柵部材から構成している場合、風速を弱める効果が低いということは、吹雪時の視程を確保する効果も弱いことになる。

また特許文献２の技術のように、支柱間の下部側に設ける下部防風雪板群は複数枚の無孔板により構成し、中間と上方の防風雪板群を有孔板で構成した場合も、風下側は無孔板の部分で吹雪の通過は無いものの、有孔板の部分で吹雪が風下側へ通過し、風が弱められているため吹きだまりを生じさせてしまう。

防風雪柵の設置には、一般にその設置長さが長いため多額のコストがかかる。コストを安くするためには、柱や基礎に負荷をかけないよう防風雪板は風をある程度通過させる構造が望ましい。また同様に、車両の運転者の見通しの確保や威圧感の改善にも防風雪板に開孔が必要である。しかし、上記のような吹きだまりの問題や視程の確保は、風を通過させることで発生する場合が多く、従来の技術では両立させることが難しい。

そこで本発明では、風下側に生じる吹きだまりを緩和し、風速を弱める効果が高くて視程を確保でき、車両の運転者に与える威圧感を軽減し、コストも安い防風雪柵を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明の防風雪柵は、間隔をあけて立設した支柱５間に、水平方向に長い短冊状の防風雪板を冬季の風上に対して柵を構成するように上下に複数段並べて設けた防風雪柵において、ほぼ中間の高さから下段を無孔、または風を通しにくい微細孔を設けた防風雪板とし、ほぼ中間の高さから上段の防風雪板は、垂直断面の形状が線対称な膨出部21と、膨出部21の両端の直線取付部22とからなり、直線取付部22で支柱５に固定し、線対称な膨出部21の一方は風上に向かって上方が傾斜した直線又は曲線の傾斜面を有するとともに、前記傾斜面には防風雪板の長手方向に渡って多数の透孔を設け、膨出部21の反対側は無孔とする又は風を通しにくい微細孔を設け、ほぼ中間の高さから上段に向けて風上から吹き付ける風が前記防風雪板の傾斜面の透孔を通過するとともに上方へと気流の向きが変化するようにしたものである。

請求項１に係る発明によれば、上下に複数段並べて配置した防風雪板のほぼ中間から下段を無孔、または風を通しにくい微細孔を設けた防風雪板としたから、風や飛雪を通過させず、上段の防風雪板を通過する気流は上方へと変化し、上段を通過した気流は防風雪柵上層の気流と合流して遠方へ吹き抜けるので、風下側に落下する雪が減少して吹きだまりが発生するのを緩和することができる。

また同様に、ほぼ中間より下段の風を遮り、上段を通過した気流は上へと向きを変化させるので、防風雪柵風下の風速は確実に弱められ視程を確保できる。

また、防風雪板の線対称な膨出部21の一方には多数の透孔を設けているから、車両の運転者の与える威圧感を軽減し、その通風性によって風による負荷をやわらげることができるので、防風雪柵のコストを安くできる。

図１は実施例１に係る防風雪柵の正面図である。図２は図１の右側面図である。図３は図１の平面図である。図４は図１の背面図である。図５は図１の一部を切り欠いた部分拡大図である。図６は図５のＡ−Ａ端面図である。図７は一部写真を用いた実施例２に係る実験時の試験体の配置図である。図８は実施例２の観測項目１に係る定点観測装置の設置状況を示す写真である。図９は実施例２の観測項目２に係る吹雪量の測定方法を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。図10は実施例２の観測項目２に係る吹雪量計の設置状況を示す（Ａ）は風上側、（Ｂ）は風下側の写真である。図11は実施例２の観測項目３に係る吹きだまりの測定方法を示す平面図である。図1２は実施例２の観測項目４に係る風速分布の測定方法を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。図13は実施例２の観測項目４に係る風速分布の測定状況を示す写真である。図14は実施例２の観測項目１に係る各地点における風配図と風向別平均風速の測定結果を示す図である。図15は実施例２の観測項目２に係る吹雪量の測定結果を示す図で、（Ａ）は平成23年１月11日（以下同年）、（Ｂ）は１月14日、（Ｃ）は２月４日、（Ｄ）は２月28日、（Ｅ）は３月４日、（Ｆ）は３月11日の図である。図16は実施例２の観測項目２に係る（Ａ）は1月11日、（Ｂ）は１月14日の観測日以前の気象条件の測定結果を示す図である。図17は実施例２の観測項目２に係る（Ａ）は２月４日、（Ｂ）は２月28日の観測日以前の気象条件の測定結果を示す図である。図18は実施例２の観測項目２に係る３月４日の観測日以前の気象条件の測定結果を示す図である。図19は実施例２の観測項目２の測定結果に係る（Ａ）は測定した総吹雪量と（Ｂ）は高さ別の視程比を示す図である。図20は実施例２の観測項目２の測定結果に係る視程比を用いて算定した風上側の視程と風下側の視程との関係を示す図である。図21は実施例２の観測項目３の測定結果に係る（Ａ）は２月９日、（Ｂ）は３月11日の吹きだまりの測定結果を示す図である。図22は実施例２の観測項目３に係る積雪断面観測の状況を示す写真である。図23は実施例２の観測項目３の測定結果に係る（Ａ）はType1、（Ｂ）はType2、（Ｃ）はType3、（Ｄ）はType4の風上側の積雪断面観測の結果を示す写真である。図24は実施例２の観測項目３の測定結果に係る（Ａ）はType1、（Ｂ）はType2、（Ｃ）はType3、（Ｄ）はType4の風下側の積雪断面観測の結果を示す写真である。図25は実施例２の観測項目４に測定結果に係る（Ａ）はType1、（Ｂ）はType2、（Ｃ）はType3、（Ｄ）はType4の風下側風速分布の測定結果を示す図である。図26は実施例２の観測項目５の測定結果に係るType2における風下側の風の流れを示す写真である。図27は実施例２の観測項目５の測定結果に係る（Ａ）はType3、（Ｂ）はType4の風下側の風の流れを示す写真である。図28は実施例２の実験結果を基に各防風雪柵の防風雪機構を整理した結果を示す図である。

風下側に生じる吹きだまりを緩和し、風速を弱める効果が高くて視程を確保でき、車両の運転者に与える威圧感を軽減し、コストも安い防風雪柵を提供するという目的を、防風雪柵のほぼ中間より下段の風を遮り、上段に通過した気流を上へと向きを変化させる透孔を具備した防風雪板を配置することで実現した。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施例１について説明する。図１は、本発明の実施例１に係る防風雪柵である。

この防風雪柵１は、冬季の風上に対して柵となるよう道路に沿って設置し、吹雪や吹きだまりが形成されるのを防止して交通の安全を確保するために設置するものである。

地面Ｇ下には支柱５の基礎となるコンクリート基礎Ｆを等間隔に埋設し、コンクリート基礎Ｆ上に支柱５を垂直に固定する。所要の複数の支柱５が列設され、一対の支柱５の間に水平方向に長い短冊状の防風雪板を上下に並べて柵を構成する。本実施例で示す地面Ｇから支柱５の上端までの高さは約３ｍ、支柱５の間隔は約３ｍである。

防風雪柵1の中間の高さから下段には防風雪板としての無孔板10を地面Ｇまで並べて設ける。無孔板10は水平方向に長い長方形の短冊状鋼板で、その垂直断面の中間付近を線対称な台形状に凸に折り曲げ成形させ、その上下両端には垂直な直線取付部を設け、無孔板10の四隅となる位置には長孔13を設けて支柱５にボルトナットで固定する。本実施例で示す無孔板10は板厚1.6mmの鋼板で、縦（短手）約250mm、横（長手）約3000mm、直線取付部から台形状の凸端までを約70mmとし、地面Ｇから柵高の中間となる1.5ｍの高さから下方へ６段隙間なく並べて設けた。また、無孔板10の台形状の凸部分を防風雪柵１の風下側に凸となるよう配置した。

無孔板10の折り曲げ成形させた部分には孔等は設けないでおく。また、その垂直断面を凸に折り曲げ成形することで断面性能が向上し、無孔板10を薄鋼板で構成しても風で曲げられない強度を得ることができる。

一方、防風雪柵1の中間の高さから上段には防風雪板としての半有孔板20を支柱５の上端まで並べて設ける。半有孔板20は無孔板10と同様な材質と大きさで、垂直断面の形状が線対称な膨出部21と、膨出部21の上下両端の直線取付部22とからなる。本実施例では半有孔板20は地面Ｇから柵高の中間となる1.5ｍの高さから上方へ６段隙間なく並べて設けた。

膨出部21は無孔板10と同様に垂直断面の中間付近を線対称な台形状に凸に折り曲げ成形したもので、そのほぼ中央から上方には透孔としての多数の円形孔23を半有孔板20の長手方向に渡って密に設け、下方は無孔としておく。半有孔板20の膨出部21の凸の向きは無孔板10と同じで風下に凸とし、膨出部21は台形状に折り曲げられているから、円形孔23は風上に向けて上方が傾斜した傾斜面に多数設けられることになる。また、直線取付部22には半有孔板20の四隅となる位置に長孔24を設けて支柱５にボルトナットで固定する。

本実施例で示す半有孔板20は、上記のように無孔板10と同じ大きさと断面形状とし、膨出部21の上方に多数設けた円形孔23は直径18mm、１枚あたりの空隙率は約13％とした。

上記のように膨出部21を構成することで、半有孔板20の凹側から吹き付ける風は膨出部21の上方の傾斜面に設けた円形孔23を通って上方へと向きを変えて通過することになる。また、空隙率が少なくても円形孔23を密に設けているから、透光性を有するとともに円形孔23を通して柵の反対側を見通すことができるので、車両の運転者に与える威圧感を軽減できる。

また、半有孔板20に吹き付ける風を円形孔23を通して逃がすことができるから、孔の無い防風雪板と比べて風で受ける荷重が軽減され、支柱５やコンクリート基礎Ｆに対する負担を少なくすることができる。

次に実施例２として本発明に係る防風雪柵の効果を検証するために平成23年に行った実験と結果について説明する。以下後述の日付は平成23年の日付である。

本発明者らは本発明に係る防風雪柵の効果を検証するために、札幌市手稲区の北海道工業大学グランドにおいて複数パターンの防風雪板を設けた防風雪柵を設置して比較と測定を行った。図７に防風雪柵の設置状況を示すように、冬期の主風向はWNW（東北東）を想定し、その風向に対して防風雪柵の延長が直交するように配置した。防風雪柵の総延長（総設置長さ）は36ｍとし、風上側の吹走距離は約80ｍを確保した。また、防風雪柵風上側では、気温、風向、風速の定点観測を行った。

防風雪柵の設置形態としてはその防風雪板を除き上記の実施例１と同様である。柵高は３ｍ、支柱を３ｍ間隔で設け、それぞれの防風雪板の大きさは縦（短手）約250mm、横（長手）約3000mm、垂直断面の形状、外形寸法は全て統一し、実施例１に示す無孔板10と半有孔板20と同じである。一対の支柱間には上下に12枚の防風雪板が並べて配置される。

本実験では防風雪板は、４種類を用いた。総延長36ｍのうち９ｍ毎に異なる種類とし、南側から北側に向かってType1を全て有孔板、Type2を全て半有孔板、Type3を下段６枚を無孔板、上段６枚を有孔板、Type4を下段６枚を無孔板、上段６枚を半有孔板として配置した。

有孔板とは本発明者らが従来より用いている直径14mmの円形孔をほぼ全面に多数設けて空隙率30％としたもので、無孔板とは取付孔以外の孔は設けないものとした。半有孔板とは実施例１に示す半有孔板20と同じである。

観測は、以下に示す５つの項目に従って実施した。観測項目１として気温、風向、風速の定点観測、観測項目２に防風雪柵風上側および風下側での吹雪量測定、観測項目３に防風雪柵周辺の吹きだまり測定、観測項目４に防風雪柵風下側の風速分布測定、観測項目５に防風雪柵風下側の気流観測とした。

観測項目１の気温、風向、風速の定点観測は、図８に示すように、地上から1.5ｍの高さにセンサーを取り付けて行った。データの収集にはパソコンを用い、10分間隔で測定した。

観測項目２の吹雪量測定は、図９、図10に示すように、ネット式吹雪量計を用いて行った。吹雪量計は、地上から1.0ｍ、1.5ｍ、2.5ｍ、および3.5ｍの位置に取り付け、変動する風向に追従するように吹雪量計が回転するようにしている。測定点は、防風雪柵から風上側に15ｍの位置にするとともに、各種防風雪柵の風下側に９ｍの位置とした。これらの吹雪量計は１月９日に設置し、吹雪が発生して吹雪量計が飛雪を捕捉した後に重量を測定した。

観測項目３の吹きだまり測定は、図11に示すように、各種防風雪柵の中心を通るように測線を設定し、風上側は15ｍ、風下側は30ｍを測定範囲とした。原則として1.0ｍ間隔で積雪の深さを測定し、防風雪柵から風上側3.0ｍ、風下側6.0ｍの範囲は0.5ｍ間隔で測定した。また、３月下旬に各種防風雪柵の測線を対象に積雪断面観測を行った。

観測項目４の風速分布の測定は、図12、図13に示すように、風上側では地上から1.5ｍの位置に、風下側では地上から1.5ｍ、2.5ｍ、および3.5ｍの位置に三杯風速計を取り付けて行った。風上側の風速を基準とし、風下側の１点と同時に風速を測定し、風下側の風速を風上側の基準で除した風速比として風速分布を捉えることとした。風下側の測定点は、18ｍの範囲で３ｍ毎とし、風上側との同時計測は５分間とし、風下側で次の測定点に順次移動して風速分布を測定した。

観測項目５の気流観測は、風上側で発煙筒を用いて煙を発生させ、その煙の流れをデジタルカメラで撮影した。カメラの撮影モードは1/300秒とした。

次に本実験の観測結果について説明する。まず、観測項目１の現地の気象特性として、現地で行った定点観測と札幌市中央区の札幌管区気象台所在の気象庁の地域気象観測システム（以下札幌アメダス）および札幌市手稲区手稲山口所在の気象庁の地域気象観測システム（以下山口アメダス）の観測値と比較した。気温の推移について、１月１日から２月28日を対象に比較した結果、現地における気温の推移は、若干の誤差がみられるものの、札幌および山口アメダスと同様の傾向が得られた。

次に、風配図および風向別平均風速を比較した結果を図14に示す。図14のように、札幌アメダスの主風向はNWであり、風向別平均風速をみてもNWの風速が最も大きい。これに対し、山口アメダスをみると、主風向はＷ、2番目に頻度が高い風向はWNWであり、札幌アメダスの主風向と異なる傾向を示す。風向別平均風速をみると、NWが最も大きく、Ｗの風速はNWに比べて小さい。このように、現地から最寄りの山口アメダスでは、主風向と強風時の風向が異なり、吹雪が発生し易い風向は、風速が強いNWであったと考えられる。一方、現地の主風向はＷ、2番目に頻度が高い風向はWNWであり、山口アメダスと同様であった。風向別平均風速をみると、センサーの設置高さがアメダスに比べて低いことから、札幌や山口に比べて風速が小さいが、ＷとWNWの風速が大きい傾向を示す。以上の結果をみると、現地では札幌や山口とは若干異なるＷからWNWの範囲からの吹雪が発生していると考えられ、本観測で用いた防風雪柵の配置については概ね適正であった。

次に観測項目２の吹雪量の測定結果を図15に示す。図15の（Ａ）から（Ｆ）に示すように、１月11日、１月14日、２月４日、２月28日、３月４日、および３月11日の合計６回測定した。風上側の吹雪量をみると、下方ほど吹雪量が多くなる傾向を示し、降雪を伴った地吹雪が発生していたことがわかる。各防風雪柵風下側の吹雪量をみると、Type1の場合は、１月11日、２月28日、および３月11日において、高さ2.5ｍの吹雪量が多くなる傾向を示し、風上側からの飛雪が防風雪板をそのまま通過しているものと考えられる。Type2からType4の場合は、吹雪量が比較的多く観測された１月11日、１月14日、３月４日、および３月11日をみると、上方ほど吹雪量が増加する傾向がみられ、風上側における下方の吹雪が防風雪板を通過する際に上方へ流れることによって防風雪柵風下側の飛雪流量を減少させているのがわかる。なお、吹雪量観測日の前日から2日前における気温、風向、風速を図16、図17、図18に示す。図のように、いずれの日においても風向がWからWNWで推移しているとともに、風速が５m/s前後で継続しており、地吹雪が連続的に発生する状況下であったことがわかる。観測された吹雪量のばらつきについては、降雪量の違いが影響していると考えられる。なお、３月11日の２日前の気象データについては、現地定点および山口アメダスのいずれにおいても欠測である。

上記の観測で得られた総吹雪量と風上側と風下側の吹雪量を用いて算定した視程比を図19に示す。図のように、風上側の総吹雪量は下方ほど多くなる傾向を示す。これに対し、風下側の吹雪量は上方ほど多くなる傾向を示し、下方の吹雪が防風雪板を通過した際に上方へ流れ、Type2からType4でその傾向が顕著となり、Type1に比べて吹雪量が少なくなっている。ここで、飛雪流量をｍ、視程をＶとすると、飛雪流量から視程を算定するための関数は以下の数式１のようになる。

数式１に示すように、飛雪流量と視程は反比例の関係を示す。従って、風上側の視程に対する風下側の視程の比率を視程比とすると、その視程比は、風上側の総吹雪量を風下側の総吹雪量で除することによって得られる。この考え方に従い、風下側の視程比を算定した結果をみると、いずれのTypeにおいても下方ほど視程比が大きく、普通自動車におけるドライバーの目線と同程度である高さ1.5ｍをみると、Type1、Type2、Type3、Type4の順に視程比が増加する。この視程比を用い、風上側の視程と風下側の視程との関係を算定した結果を図20に示す。いずれのTypeにおいても視程改善効果を確認することができ、Type3およびType4においては風上側の視程に対して約２倍改善される結果となった。

次に観測項目３の吹きだまりの測定結果について説明する。吹きだまりの測定は、２月９日、および３月11日の２回実施した。これらの測定結果を図21に示す。図のように、２月９日における風上側の吹きだまりをみると、Type1の場合は、防風雪柵に近い位置で積雪深のピークが確認でき、空隙率が大きい防風雪柵の特徴を反映している。Type2からType4の場合は、いずれもType1に比べて積雪深のピークが防風雪柵から離れた風上側に位置している。３月11日における風上側の吹きだまりをみると、２月９日と比較すると吹きだまり量は増加しているものの、形状は近似している。次に、２月９日における風下側の吹きだまりをみると、防風雪柵から３〜７ｍの範囲に形成されており、Type3の吹きだまりが最も大きく、風上側の吹きだまりと同程度になるまで発達している。Type2の吹きだまりにおいても大きい傾向を示す。

上記の結果に対し、Type4の場合をみると、吹きだまりは小さい状況であった。３月９日における風下側の吹きだまりをみると、Type1からType3の吹きだまりが大きくなり、吹きだまりのピークは防風雪柵から３ｍから５ｍの範囲に位置している。これらに対し、Type4の場合をみると、吹きだまりは形成されていない状況である。以上の結果をみると、Type1からType3では、防風雪柵の風上側と風下側に吹きだまりが形成されるが、Type4においては防風雪柵風上側のみに吹きだまりが形成されることがわかる。

３月25日に、各防風雪柵の風上側および風下側で積雪断面観測を行った。図22に示すように、積雪断面が確認できるように除雪を行い、表した断面に青インクを塗布した。風上側の観測結果を図23、風下側の観測結果を図24に示す。図のように、積雪層が急激に変化する箇所はみられず、吹雪発生の度に吹きだまりが徐々に形成されたことがわかる。さらに、Type4における風下側の吹きだまりが発生していないこともわかる。

次に観測項目４の風速分布の測定結果について説明する。４月２日に、防風雪柵風下側の風速分布を測定した。観測期間中における基準点の５分間平均風速は、2.3 m/sから6.2m/sであり、乱れ強さは40％前後であった。測定した各防風雪柵風下側の風速比を図25に示す。図のように、防風雪柵によって風速が弱められた風速比1.0以下の領域をみると、Type1では、防風雪柵から７ｍ前後風下側の範囲となっており、風速を弱める効果が低い傾向を示す。これに対し、Type2をみると、Type1に比べて風が弱められた領域が広くなっているのがわかる。Type3の場合をみると、風速比1.0の領域はType2に比べてやや狭い傾向を示す。Type4の場合をみると、風速比1.0以下の領域は他の防風雪柵に比べて最も広い傾向を示す。以上の結果をみると、Type4が風下側で風速を弱める効果が最も大きく、Type2とType3が近似しているものの、Type2の風を弱める効果が若干大きい傾向を示す。

次に観測項目５の防風雪柵風下側の気流観測の測定結果について説明する。４月３日に、発煙筒を用いた防風雪柵風下側の気流観測を行った。この気流観測で得られた写真を図26、図27に示す。なお、観測時（13時〜14時）の平均風速は、3.6m/sであった。図のように、全ての防風雪板が半有孔板であるType2をみると、半有孔板を通過する風が上方へ流され、煙が防風雪柵上方に分布しているのがわかる。これに対し、上段の防風雪板が有孔板であるType3をみると、有孔板をそのまま通過した煙が防風雪柵風下側に分布しているのがわかる。上段の防風雪板が半有孔板であるType4をみると、Type2と同様に、半有孔板を通過した煙が上方へ流れ、防風雪柵風下側には煙が分布していないのがわかる。以上の結果をみると、半有孔板には風の流れを上方に変化させる機能を有していることが明らかであり、この機能が防風雪柵風下側の風速、吹雪量、および吹きだまり性状に影響を及ぼしたものと考えられる。

以上に示した各観測結果を基に、各防風雪柵の防風雪機構を整理した結果を図28に示す。図のように、Type1は防風雪柵の空隙率が他の防風雪柵に比べて高く、風上側の吹きだまりは防風雪柵近傍に形成されるとともに、防風雪柵を通過した吹雪がそのまま風下側に到達する。風速は防風雪柵によって弱められるため、防風雪板を通過した飛雪は防風雪柵風下側６ｍ前後の位置で吹きだまりになったと考えられる。Type2は、Type1に比べて空隙率が小さいことから、防風雪柵風上側で強い逆流が発生し、風上側の吹きだまりは防風雪柵からやや離れた位置に形成される。風下側については、半有孔板によって防風雪板を通過する風が上方に変化するものの、雪面に近い下側の吹雪が上方の気流にまで合流せず、重力の影響によって防風雪柵風下側で吹きだまりになったと考えられる。

Type3は、風上側の吹きだまりについてはType2と同様であり、風下側については、無孔板の部分で吹雪の通過は無いものの、有孔板の部分で吹雪が風下側へ通過し、風が弱められているため、吹きだまりが形成されたと考えられる。Type4は、風上側では前者と同様の傾向を示し、風下側については、上段に取り付けた半有孔板によって飛雪が上方へ合流したことから、風下側の吹きだまりが確認されなかったと考えられる。

次に、上記の防風雪機構を基に検討した半有孔板の道路防風雪性能について説明する。防風雪柵に要求される機能は主として、道路で発生する視程障害の緩和と道路に形成される吹きだまりの緩和である。本実験の検討結果、これらの要求される機能に応じた各防風雪柵における防風雪性能の評価を表１に示す。

なお、比較的道路用地が狭い場合に設置される吹止式の柵として評価した。表１のように、視程障害の緩和に対しては、Type1以外をみると、いずれの防風雪柵においても視程障害を緩和させる性能を有していると考えられる。吹きだまりの緩和に対しては、Type1、Type2、およびType3をみると、防風雪柵から風下側５〜６ｍの位置に風上側と同程度の吹きだまりが形成されており、吹きだまりを緩和しているとは言えない。一方、Type4においては、風下側に吹きだまりがみられず、吹きだまりを緩和している機能を有していると言える。これらの評価をまとめると、Type4の防風雪性能が最も高く、Type2とType3の防風雪性能が同程度であり、Type1の防風雪性能が最も低い結果となり、防風雪板として半有孔板を用いた防風雪柵の防風雪性能は、従来の有孔板に比べて高いことが明らかとなった。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、実施例１において、柵高の中間から６段ずつ下方に無孔板10、上方に半有孔板20とした例を示したが、設置場所の自然条件や発生する吹きだまりを考慮して、適宜下方に無孔板10を７段、上段に半有孔板20を５段としてもよい。実施例２の吹き溜まり量の測定結果からも無孔板と半有孔板の位置配分は柵高のほぼ中間であることが効果的である。

また、実施例１において防風雪柵の中間の高さから下段には孔の無い無孔板10を設ける例を示したが、風上からの風を遮って容易に通過させなければよいから、直径３mm程度の微細孔を適宜設けて見通しを改善してもよいし、風の荷重に耐えうるフラットな防風雪板としてもよい。

また、実施例１において防風雪柵の中間の高さから上段に設けた半有孔板20において、その線対称な膨出部21の上方にのみ多数の円形孔23を設けた例を示したが、膨出部21の下方への風を遮って、気流を上方へ変化させられればよいから、膨出部21の下方に風を通しにくい直径３mm程度の微細孔を適宜設けて見通しを改善してもよい。また円形孔23は丸穴である例を示したが、長孔形状等でもよい。

また、半有孔板20の垂直断面の中間付近を線対称な台形状に凸に折り曲げ成形して膨出部21を構成したが、半円弧状に凸に成形してもよい。

また、有孔板20の膨出部の凸の方向が風下に向かって凸とした例を示したが、風上に向かって上方が傾斜した傾斜面に透孔があればよいので、風上に向かって凸に成形し、線対称な下方に多数の透孔を設けて、上下に複数段並べても効果が同様であるのは言うまでもない。

１防風雪柵
５支柱
21 膨出部
22 直線取付部

Claims

間隔をあけて立設した支柱間に、水平方向に長い短冊状の防風雪板を冬季の風上に対して柵を構成するように上下に複数段並べて設けた防風雪柵において、
ほぼ中間の高さから下段を無孔、または風を通しにくい微細孔を設けた防風雪板とし、
ほぼ中間の高さから上段の防風雪板は、
垂直断面の形状が線対称な膨出部と、膨出部の両端の直線取付部とからなり、
直線取付部で支柱に固定し、
線対称な膨出部の一方は風上に向かって上方が傾斜した直線又は曲線の傾斜面を有するとともに、前記傾斜面には防風雪板の長手方向に渡って多数の透孔を設け、
膨出部の反対側は無孔とする又は風を通しにくい微細孔を設け、
ほぼ中間の高さから上段に向けて風上から吹き付ける風が前記防風雪板の傾斜面の透孔を通過するとともに上方へと気流の向きが変化する防風雪柵。