JPH02210102A - 路面の消雪および凍結防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は路面上の雪を溶かし、また路面上での水の凍
結を防止するための装置に関するものである。

従来の技術 寒冷地方において冬期における道路交通を確保すること
は重要な課題であり、そのために従来、各種の方策が採
られてきた。例えば、降雪に対して比較的効果のある手
段として、地下水を汲み上げて路面に散布することによ
り、地下水の有する熱で雪を溶かすとともに、雪を排水
溝などに流し去る散水消雪システムが知られている。ま
た路面の温度を上げて雪を溶かす手段としては、例えば
、地下水等の有する所謂地熱をヒートパイプによりて路
面直下に運び、その熱によって雪を溶かす方法が知られ
ている。

発明が解決しようとする課題 しかるに従来の散水消雪システムでは、地下水をそのま
ま路面に散布する方法であって、地下水の温度が例えば
８℃程度であるから、降雪量が極端に多くない限り路面
上の雪を除去することができるが、たとえ降雪時のみに
散水を行なうとしても地下水の汲み上げ量は相当多量に
なり、地盤の沈下や地下水の涸渇などの問題を招来する
。また地下水の温度が８℃程度でその保有熱量が多くて
も、路面に散布した後は雪や大気に熱を急速に奪われる
ために、散布した水の温度が低下し、路側帯付近で水温
が０℃程度まで下がって凍結したり、夜間等の大気温度
が大きく低下する場合には、散布した水が路面中央部で
凍結してしまうおそれがあった。さらに水は比熱が大き
いから融雪のための熱源として地下水を用いることは有
効であるが、その反面、高密度であるために道路の浸蝕
を助長し、道路のいたみが激しくなるおそれがあった。

他方、ヒートパイプによって地熱を路面近くまで運んで
融雪を行なう方法では、ヒートパイプの下端部を地中深
部の温度の高い箇所に差し込んだ状態に埋設する必要が
あるため、埋設工事が大掛りになる不都合があった。ま
た路面を加熱する熱源として温水を用いる場合には、ヒ
ートパイプの埋設深さを浅くすることができるが、地中
の配管によって温水を広い範囲に運ぶ４ｓ造とすれば、
漏水があった場合に路盤が大きく浸蝕されて損傷を受け
る危険がある。なお、ヒートパイプを使用した場合には
、凍結防止剤などの散布による公害問題を回避すること
ができる。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、道
路を損傷することなく融雪を行ない、かつ凍結を防止す
ることができ、またランニングコストの低い装置を提供
することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、道路の表面
層を蓄熱体によって形成するとともに、その表面層の内
部に、加熱源から送られる温風を流す導風管を、道路表
面とほぼ平行に埋設し、かつヒートパイプもしくは送風
管を導風管に接続した状態で導風管と交差する方向に前
記表面層内に埋設したことを特徴とするものである。

またこの発明では、前記導風管およびヒートパイプもし
くは送風管の下側に断熱層を設けることができる。

さらにこの発明では、複数本の前記導風管を互いに平行
となるよう前記表面層に埋設するとともに、前記ヒート
パイプもしくは送風管は、互いに隣接する導風管に接続
させて配置することができる。

そしてまたこの発明では、前記道路の表面に水を散布す
る散水手段を設けることができる。

作　　　　用 この発明の装置では、導風管の中を流れる温風の熱が、
道路の表面層に与えられ、その表面層が蓄熱体で形成さ
れているので、ここに熱が蓄えられる。その場合、′＃
導風管埋設間隔が広くても、導風管から離れた箇所には
ヒートパイプもしくは送風管が熱を運ぶので、表面層の
全体がほぼ均等に加熱され、かつ熱を蓄え、その結果、
蓄熱効率が良くなる。そして降雪があった場合には、表
面層の有する熱によってその雪を溶かし、また大気温度
が低下して路面の水が冷されても、その水に表面層の有
する熱が与えられるので、その凍結が防止される。この
ような融雪および凍結防止の際にもヒートパイプもしく
は送風管によって表面層の全体が均温化されるために、
路面全体で等しく融氷雪が行なわれる。また導風管に洩
れ箇所があっても、温風の密度が低いためにＮ盤が浸蝕
されるおそれはない。

他方、表面層の下側に断熱層を設けることにより、温風
によって表面層に与えられた熱が、融氷雪のために有効
に使用される。

さらに融雪のために散水を併用するとした場合、表面層
自体が熱を保有しているために、散水する水は下水処理
水等の温度の低いものでよく、また大気温度が低くても
散布した水が路面で凍結することが防止される。

実施例 つぎにこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明を適用した道路の一部を破断して示す
概略的な斜視図であり、また第２図はその断面図であっ
て、車道１および歩道２の部分の表面層３は、蓄熱体４
の表面にアスファルト５を敷設した構造であり、この表
面層３の下側に基礎部分を兼ねて採石や火山灰などを主
体とする断熱層６が設けられている。前記蓄熱体４は比
熱および熱伝導率が大きい材料からなるものであり、具
体的には例えばコンクリートからなり、その内部には導
風管７およびヒートバイブ８が埋設されている。これら
導風管７およびヒートバイブ８は表面層３を加熱し、ま
たここに蓄熱するためのものであり、その導風管７は、
第３図に模式的に示すように、ヘッダ９となる二本のバ
イブの間に複数本のバイブ１０を相互に平行に配列して
全体として格子状としたものを１ブロツクとし、各ブロ
ックの一方のヘッダ９を主送風管１１に接続するととも
に、他方のヘッダ９を主排風管１２に接続して構成され
、かつ各ブロックは路面とほぼ平行となるよう埋設され
ている。またヒートバイブ８は、密閉したバイブの内部
から真空脱気した後にそのバイブの内部に水やフロンな
どの目的温度範囲で凝縮および蒸発する作動流体を封入
し、また毛細管圧力を生じさせるウィックを必要に応じ
てそのバイブの内部に配置したものでありて、このヒー
トバイブ８は、上記の導風管７のうち、ヘッダ９の間に
互いに平行に配列した前記バイブ１０の間にこれらのバ
イブ１０に直交する方向（すなわちヘッダ９と平行とな
る方向）に向けて配置され、かつその両端部は、第４図
に示すように各バイブ１０に挿入されて接続されている
。なお、ヒートバイブ８は、導風管７の存在しない箇所
に熱を輸送するためのものであるから、その両端部は前
記バイブ１０に接続することが好ましいが、単にバイブ
１０の近傍に配置した構成であっても特に支障はない。

ここで前記導風管７に対して温風を給排するためのシス
テムを示すと第３図の通りであって、熱源はボイラなど
の特別に設置した主熱源１３と工場や病院、ホテルなど
の余剰熱もしくは廃熱を生じる余剰熱源１４との二種類
であり、これらの主熱源１３と余剰熱源１とのそれぞれ
は、降雪・気温センサ１５からの出力信号に基づいてマ
イコン制卸される作動制御１ｌｌＩ盤１６．１７および
菜風機１８．１９を介して送風機２０に接続されている
。

そして前記主送風管１１がこの送風機２０に接続され、
ここから温風を各ブロックの導風管７に供給するように
なっている。なお、主排ＷＡ管１２は前記主熱源１３に
接続して温風を循環させて流すよう構成してもよく、あ
るいは公害の問題を生じなければ、適宜の排出管（図示
せず〉から大気放出してもよい。

前記車道１の幅方向での中央部および車道１の路側帯の
部分には、第１図および第２図に示すように、消雪バイ
ブ２１が埋設されており、この消雪パイプ２１には、路
面に向けて水を噴出させる散水栓２２が一定間隔ごとに
設けられている。そしてこの消雪バイブ２１は、特には
図示しないが、送水ポンプを介して下水処理水などの適
宜の給水源に接続されている。

さらに歩道２の側縁部には、融雪水を流し、また必要に
応じて雪を投下する消流雪溝２３が設けられている。

つぎに上述した装置の作用について説明すると、冬期に
おいて前記余剰熱源１４で廃熱が生じている場合や降雪
もしくは気温低下によって前記降雪・気温センサ１５か
らの出力信号があった場合、主熱源１３や余剰熱源１４
から送風機２０および主送風管１１を介して各導風管７
に温風が送られる。温風は、主送風管１１から各ブロッ
クの導風管７におけるヘッダ９に送られ、ここから各バ
イブ１０に分流するが、その間の配管経路中に洩れ箇所
が存在していても、配管の外部の圧力損失が大きいから
、温風が洩れ出すことがなく、また当然、表面層３の浸
蝕が生じることがない。このようにして温風を流すこと
により、前記表面層３は導風管７からの放熱やヒートバ
イブ８を介した放熱によって加熱され、また表面層３に
蓄熱される。

その場合、表面層３の下側が断熱層６であるから、熱が
他の部分に逃げることがない。また導風管７を構成する
パイプ９，１０の本数やその設ば間隔は、施工性および
道路の強度維持の点で制約を受け、その埋設密度が低く
なる場合があるが、上記の構成では、ヒートパイプ８を
設けであることにより、導風管７の存在しない部分はヒ
ートバイブ８によって熱が与えられて加熱かつ蓄熱され
る。

より具体的に説明すると、第５図は導ｍ＠７を構成する
バイブ１０の中間部における路面の熱流束の推移を加熱
の際に測定した結果を示すもので、バイブ１０の間にヒ
ートバイブ８を設けである場合（第５図のＯ印）には熱
流束の増大が顕著であり、パイプ１０が存在しないこと
をヒートバイブ８によって補い、その結果、表面層３の
全体がほぼ均等に加熱・蓄熱されて効率のよい加熱およ
び蓄熱が行なわれる。また放熱によって表面層３が冷却
される場合も同様であって、高温部分と低温部分との偏
在を是正するようヒートバイブ８が全体を均温化する。

そして外気温が低下した場合には、表面層３の有する熱
によって路面が加熱もしくは保温されるので、路面での
水の凍結が防止される。また降雪があっても、路面に接
触した雪は表面層３の有する熱によって加熱されて融解
し、その結果、積雪が防止される。

他方、降雪量が一時的に多くなって積雪が生じた場合に
は、散水栓２２から水を噴出させて散水によって雪を除
去する。その場合、路面に散布した水は、自らの有する
熱によって雪を溶かす場合もあるが、それ以外に主に、
路面と雪の間の空洞を埋めて路面から雪に対する熱伝達
を促す。また路面上を消流言溝２３に向けて流れる間に
水の温度が低下するが、その間でも表面層３から熱を受
けるから、その水が凍結することはない。したがって上
記の装置では、消雪のために散布する水は、地下水など
の温度の高いものである必要は特にはなく、下水処理水
などの排水を利用できるため、地盤沈下などの問題を生
じず、かつランニングコストの低廉化を図ることができ
る。

さらに上記の＠置では、夜間などの各熱源１３゜１４で
の熱発生量が低下し、同時に外気温が低下する場合であ
っても、表面層３が熱を蓄えているから、路面に残存す
る水の凍結を防止することができる。

なお、蓄熱体４をコンクリートとした場合、導風管７お
よびヒートバイブ８を金属製とすることにより、これら
をコンクリートの補強鉄筋として作用させ、従来一般に
使用している鉄筋を廃止することもできる。またこの発
明で蓄熱体としては上記のコンクリート以外にレンガ、
タイル、大谷石、アスファルト、加熱アスファルトコン
クリート舗装、常温アスファルトコンクリート＠装、コ
ンクリートブロック平板＠装、インターロッキングブロ
ック舗装などを使用することができる。

上述した実施例では、導風管７を格子状に構成したが、
この発明は上記の実施例に限定されるものではなく、導
風管７は施工性および圧力損失などの実用上の要請を満
すよう配置すればよい。また断熱層６は表面層３の下部
の基礎部分で兼用せずに、他の特殊材料によって特別に
形成してもよい。

なおまた、上記の実施例では、導風管の間での熱の輸送
をヒートバイブによって行なう構成としたが、この発明
では、そのヒートバイブに替えて送風管を使用し、導風
管と交差する方向に送風に伴って熱を運ぶように構成し
てもよい。

発明の詳細 な説明したようにこの発明によれば、表面層を蓄熱体に
よって形成したことにより、熱源での発熱量が低下し、
同時に外気温が低下する場合であっても凍結を確実に防
止することができ、また消雪水の散布を併用する場合に
は、散布した水の凍結を防止できるうえに、下水処理水
などの低温かつ安価な水を利用できることになり、その
ため従来使用していた地下水の汲み上げを抑制して地盤
沈下などの問題を解消することができる。またこの発明
では、熱の輸送手段として温風を使用するので、配管途
中に洩れ箇所があっても路盤の浸蝕のおそれがなく、し
たがって温風のための配管を簡単なものとすることがで
き、同時に余剰熱源を利用できるためにランニングコス
トの低廉化を図ることができる。さらにこの発明では、
導風管と併せてヒートパイプを使用する構造であるから
、導風管の設置密度を低くしても導風管の存在しない部
分に対してはビートパイプが良好に熱を輸送し、加熱か
つ蓄熱するので、導ｍ’！！や表面層の施工が容易にな
るうえに、表面層の全体がほぼ均等に蓄熱するので蓄熱
効率を高くすることができる。

他方、表面層の下側に断熱層を設ければ、温風によって
与えた熱が深部に逃げないので、融雪および凍結防止を
、より効果的に行なうことができる。

またさらに、消雪水を併用する場合には、表面層から積
雪に対する熱伝達が促進され、またその散布水の凍結が
表面層からの熱で防止され、したがって散布水としては
特に温度の高いものである必要はなく、その結果、下水
処理水などの低温かつ安価な水を使用できるので、この
点でもランニングコストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した道路の一部を概略的に示す
一部破断した斜視図、第２図はその道路の断面図、第３
図は温風を供給するためのシステムの模式図、第４図は
ヒートパイプの設置例を示す部分断面図、第５図は導風
管の間の部分における路面の熱流束を測定した結果を示
すグラフである。 ３・・・表面層、　４・・・蓄熱体、　６・・・断熱層
、７・・・導風管、　　８・・・ヒートパイプ、　　９
・・・ヘッダ、１０・・・パイプ、　１３・・・主熱源
、　１４・・・余剰熱源、　２２・・・散水栓。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）道路の表面層が蓄熱体によつて形成されるととも
   に、その表面層の内部に、加熱源から送られる温風を流
   す導風管が、道路表面とほぼ平行に埋設され、かつヒー
   トパイプもしくは送風管が導風管に接続された状態で導
   風管と交差する方向に前記表面層内に埋設されているこ
   とを特徴とする路面の消雪および凍結防止装置。
2. （２）前記導風管およびヒートパイプもしくは送風管の
   下側に断熱層が設けられていることを特徴とする請求項
   １記載の路面の消雪および凍結防止装置。
3. （３）複数本の前記導風管が互いに平行となるよう前記
   表面層に埋設されるとともに、前記ヒートパイプもしく
   は送風管は、互いに隣接する導風管に接続されて配置さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の路面の消雪お
   よび凍結防止装置。
4. （４）前記道路の表面に水を散布する散水手段が設けら
   れていることを特徴とする請求項１記載の路面の消雪お
   よび凍結防止装置。