JPH07119111A

JPH07119111A - ロードヒーティングの施工方法および下地材

Info

Publication number: JPH07119111A
Application number: JP29007593A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Saito; 好行斎藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1995-05-09
Also published as: CA2134143A1; DE4438151A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】敷設エリア形状に拘らず熱源を囲むコンクリ
ート層を極めて短時間で施工可能とする一方、従来のコ
ンクリート層以上に融雪効率を高める。【構成】掘込み底面に砕石を敷設し、この砕石上面に
肉薄のアルミ箔を敷設して断熱下側層２０を形成する一
方、アルミ箔の上面にメッシュ材を介してヒーティング
手段を配設し、ヒーティング手段の上に透水性のある薄
膜材を配して、その上に約３：１の割合で混合した乾燥
状態の砂とセメントを配して断熱上側層１９とし、この
断熱上側層の上に表面仕上材を施す。アルミ材は、肉厚
０．５〜１．５ｍｍ、上下幅３〜７ｍｍのテープ状アル
ミ箔を螺旋状に成形したものである。融雪効率を高める
ため、アルミ材は、遷移金属およびシリカのうち少なく
とも一方を混合する場合がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロードヒーティングの施
工に係り、特にヒーティング管まわりの施工性を向上さ
せる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロードヒーティングの施工は、第一に良
好な熱効率を実現し、第二に施工を簡易化することが重
要となる。

【０００３】第３図は、従来の施工法の他の例を示すも
のであり、所定寸法のブロック体１に温水管２を通し、
該ブロックを多数敷き詰めることによって効率的に施工
を行うというものである（実公昭５１−５３０９４号公
報）。

【０００４】また第４図は、従来の施工法の他の例を示
すもので、発熱源３の両側に上部層Ａと下部層Ｂを形成
し、上部層Ａに高い熱伝導性をもたせる一方、下部層Ｂ
は放熱を防止する機能をもたせる（実公昭４８−１２５
３８号公報）。上部層Ａは粗骨材４とセメント、合成樹
脂、石膏を混練する一方、粗骨材４としては熱伝導性の
高い土類、石類、金属等を用いる。一方の下部層Ｂは、
粗骨材５として断熱性の高い火山レキ砂、パーミライ
ト、パーキュライト、膨張ケツ岩等を用い、発熱源３の
熱が土中に逃げてゆくことを防止する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
のロードヒーティングの施工法は、それぞれ以下のよう
な問題がある。

【０００６】まずブロックに温水管を配し、該ブロック
を敷設する方式であるが、これは敷設現場の形状に対応
できないことが多く、また隣接するブロック同士で温水
管を接続させる必要があるため、作業性が悪い等の問題
がある。敷設現場は、その面積や形状がさまざまであ
り、予めブロック形状を想定することはできない。この
ためブロックを敷設できるエリアは、方形ブロックを当
てはめることのできる所定範囲に限られ、その外周部は
ブロック体を敷設できない。仮にオーダーメードで敷設
を行おうとすると、コストが嵩む。また、温水管の継手
を要するから、この部分の接続作業が煩雑で、作業性は
必ずしも良好とはいえない。また施工後、路面に大きな
荷重がかかったり、地震等によって地盤変化が生じた場
合、継手部分が緩み漏水を起こす等の可能性が高い。

【０００７】他方、熱源の上下に伝熱層と断熱層を形成
する方式であるが、これは熱効率の面では一般のコンク
リート施工を上回る特性を発揮できる。しかしながら、
上下層はいずれも基本材料がセメントであって、水を加
えて混練したのち打設を行うものであるから、コンクリ
ート養生に時間がかかるほか、冬季工事が出来ないなど
の問題がある。冬季工事に支障があるのは、打設コンク
リートの水分が凍結するのを防ぐため加熱養生を行うと
コストがかかり養生管理も煩雑となる一方で、このよう
な手間をかけないときにはコンクリート水分が凍結して
微小クラックを多数発生させ、その後路面にかかる荷重
によって破壊が進行し、熱源を変形破壊させる等の問題
が生ずるからである。このため、実公昭４８−１２５８
３の実施例説明では、型枠を用いて上下層をブロックと
して成形する旨の説明がなされている。ところがブロッ
ク材の問題はさきに説明した通りであって、継手の作業
性が悪い。電気抵抗線を配する場合は接続部の絶縁等、
温水管とは別の意味で作業コストが嵩み、また断線等の
可能性をもつ。

【０００８】このようにコスト高や敷設エリアの限定が
あり、また熱源の接続が煩雑になるとしてもブロック施
工が提案される理由は、打設現場におけるコンクリート
養生が長時間を要してその間通行を妨げる等の問題があ
り、また十分な養生を行わないときには打設コンクリー
ト層が破壊され表面路盤に亀裂を生じさせる等の問題が
あるからである。また熱源の下に発泡スチロール等の断
熱材を配する施工方式が採られないのは、断熱樹脂層が
水分をせき止めるため熱源（抵抗線、温水管）のまわり
に水分が溜まってゆき、それが凍結すると熱源が破損さ
せることが知られるようになったからである。

【０００９】そこで本発明の目的は、敷設エリア形状に
拘らず、熱源を囲むコンクリート層を極めて短時間で施
工可能とする一方、従来のコンクリート層以上に融雪効
率を高める点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明に係るロードヒーティングの施工方法は、掘込み
底面に砕石を敷設し、この砕石上面に肉薄のアルミ箔を
敷設して断熱下側層を形成する一方、該アルミ箔の上面
にメッシュ材を介してヒーティング手段を配設し、該ヒ
ーティング手段の上に透水性のある薄膜材を配して、そ
の上に約３：１の割合で混合した乾燥状態の砂とセメン
トを配して断熱上側層とし、この断熱上側層の上に表面
仕上材を施す。また地盤上に配する前記アルミ材は、肉
厚０．５〜１．５ｍｍ、上下幅３〜７ｍｍのテープ状ア
ルミ箔を螺旋状に成形したものであって、当該螺旋の横
寸は５〜１５ｍｍとする場合がある。また融雪効率を高
めるため、アルミ材は、遷移金属およびシリカのうち少
なくとも一方を混合する場合がある。

【００１１】

【作用】地盤上に配して断熱下側層を形成する肉薄のア
ルミ材は、施工当初はクッション材として機能するほ
か、ヒーティング手段から吸収する熱を輻射発散して熱
効率を高める機能を営む。一方、温水管等のヒーティン
グ手段の上側に成形される断熱上側層は、施工当初、粒
子間の多数空隙によって高い断熱性を示し、また多数空
隙によってヒーティング手段の熱を表面路上まで効率的
に到達させる。また断熱上側層はセメントを使用してい
るとはいっても水分を含まないので、冬季施工によって
も凍結することはなく、また養生の必要もない。

【００１２】一方、このように上下層を成形すると、土
中水分の気化により断熱上側層のセメントに徐々に水分
が浸透し、上側セメント層は長時間をかけて固化作用を
開始する。このとき、水分を吸ったセメントは、重力作
用で下方に浸透してゆきアルミ層に達して当該下層部を
も固化させ始める。

【００１３】同時に、土中に存在するある種のバクテリ
ア（微生物）が、地盤に配設されたアルミ箔を食べ始め
る。アルミ箔は、時間の経過とともにセメント層によっ
て徐々に固化を進行させるが、そのアルミ自体は微生物
の侵食を受けているため、３〜６年の期間でみると、下
層部で固まってゆくセメントは、微生物の侵食による無
数の侵食道をもつことになる。この侵食道は、上下左右
あらゆる方向に無限長で延びる。断熱上側層は微生物に
よる侵食を受けない。しかし、もともとの素材が乾燥セ
メント材であることから目が粗くなり、固化進行中にも
多数の微小空隙部を形成しながら固まってゆく。

【００１４】上下層が完全に固化し、アルミ材が完全に
侵食され無くなるまでには３〜６年程度の年月を要す
る。この期間中、コンクリート層は徐々に微小空洞を増
加させてゆく。コンクリート層内に形成される微小空洞
は、クラックとは異なりコンクリート層の破壊にはつな
がらない。また微小空洞内に貯える空気により、コンク
リート層はそれ自体として断熱材として機能し熱源の不
必要な放熱を防止する一方、微小空洞からの熱放出が可
能となるため、表面路盤への熱伝達が効率よく行い融雪
効率を高めてゆく。

【００１５】尚、下地層となるアルミ材は、当初はクッ
ション材となり、爾後、微生物の侵食を行わせるもので
ある。このアルミ材は単純なきりくず材であっても良い
が、より機能的に作用させるには三次元的な広がりをも
つ形状、例えば螺旋形状に成形し、より多くの空隙をも
たせておくことが望ましい。また微生物の侵食（または
腐食作用）は長時間を要するから、その間にセメント材
は空洞内に侵入する。その結果、最終的に出来上がる空
洞形状は必ずしもアルミ材の形状とは一致しない。クッ
ション材として機能させ、また微生物による侵食空洞径
を適当に調整するには、アルミ材の肉厚、縦幅、横寸法
を、それぞれ単寸所定長に設定する必要があるが、前記
の寸法値において最も好ましい結果を得ることが出来
る。

【００１６】アルミ材にニッケル、マンガン、銅などの
遷移金属あるいはシリカなどの遠赤外線放出材を混合さ
せると、融雪効率は一層高まる。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。第１図は本発明に係るロードヒーティングの
施工例を示すもので、砂と砂利からなる下地材１０の上
に、アルミのきりくずをのせて断熱下側層２０を作り、
この断熱下側層２０の上に金属メッシュシート１４をか
ぶせてから温水管１６を配する。そして温水管１６の動
きを抑えるために通気性のあるネット１７を配し、その
上に砂とセメントを混合した乾燥粉粒を堆積させ、断熱
上側層１９を形成する。この後、ローラ等で地均しを行
い表面にアスファルトＲをかぶせる。

【００１８】この工事施工は極めて短時間で終了する。
断熱上側層１９は従来のコンクリート打設ではなく、乾
燥したセメントと砂を散布するだけで良く、そのまま地
均しし、すぐにアスファルトＲをかぶせることが出来る
からである。ここで、断熱下側層２０を形成するアルミ
のきりくずは、出来るだけ内部に空間をもつような形状
であることが望ましい。

【００１９】このため断熱下側層２０を構成するアルミ
くずは、例えば第２図に示すように、一定長にきりそろ
えた螺旋形状のものを使用する。このアルミくず２１
は、例えば肉厚を０．５ｍｍ程度とし、上下幅（Ｗ）を
５ｍｍ程度に設定したテープ状アルミ箔であって、３回
ひねりくらいの回転をなす螺旋形に成形させてなる。螺
旋の横寸（Ｌ）は、例えば１０ｍｍ程度に設定する。こ
れらの寸法値は、使用環境等に応じて適宜設定変更する
ことが出来る。

【００２０】本発明に係る施工法は、工事手順が簡単で
あるほか、施工後、徐々に融雪効率が向上してゆく点に
特徴がある。この作用は、次の通りである。

【００２１】まず施工当初の状態において、断熱下側層
２０のアルミ材２１は、温水管１６から吸収した熱を輻
射発散する。これにより温水管１６を循環する温水の熱
損失が最小限に抑えられる。またアルミ材２１自体の輻
射熱によって断熱上側層１９およびアスファルトＲが暖
められ、融雪効率が一段と高まる。一方、断熱上側層１
９は施工当初、粒子間の多数空隙によって高い断熱性を
発揮する。また多数空隙によって温水管１６およびアル
ミ材２１の熱をアスファルトＲまで効率的に到達させ
る。

【００２２】このように上下層１９，２０を成形する
と、施工直後から土中水分の気化により断熱上側層１９
のセメントに徐々に水分が浸透し、上側セメント層（１
９）は固化作用を開始する。このとき水分を吸ったセメ
ントは、重力作用で下方に浸透してゆき、アルミ層に達
して当該下層部２０をも固化させ始める。下側のアルミ
層が完全にコンクリートで固められるまでの時間は、お
よそ１〜６年であり、ゆっくりとした固化作用が進行し
てゆく。この間も、上記のような熱作用は継続する。

【００２３】また、この固化作用と同時進行的に、土中
に存在するある種のバクテリア（微生物）がアルミ材２
１を食べ始める（または腐食する；以下同じ）。この微
生物によるアルミ侵食（または腐食）により、断熱下側
層２０の固化セメント部分は無数の侵食道を形成され
る。侵食道は上下左右あらゆる方向に無限長で延びる。
微生物がアルミ材２１を食べ終える時間は、およそ３〜
６年である。侵食され尽くした断熱下側層２０にはアル
ミ材２１は残らない。侵食道が残るのみである。尚、断
熱上側層１９は微生物による侵食を受けない。しかし、
もともとの素材が乾燥セメント材であることから目が粗
く、固化進行中にも多数の微小空隙部を形成しながら固
まってゆく。

【００２４】微生物によるアルミ材の侵食が進行する期
間中、上下コンクリート層（１９，２０）は徐々に微小
空洞を増加させてゆく。コンクリート層内に形成された
微小空洞には、空気が貯えられる。この空気層によっ
て、上下コンクリート層（１９，２０）は断熱材として
機能し、熱源の不必要な放熱を防止する一方、微小空洞
からの熱放出が可能となってアスファルトＲへの熱伝達
効率を向上させる。

【００２５】従って、この施工法によれば、微生物によ
るアルミ材２１の侵食が進行し、コンクリート層内に多
数の微小空洞が増えるにつれ、ますます融雪効率が高ま
ってゆく。つまり施工初期段階においても従来の施工コ
ンクリート以上の空隙をもって高い熱効率性を発揮する
のであるが、年月の経過とともに、さらに熱効率が向上
し続ける。上下コンクリート層（１９，２０）が完全に
固化し、アルミ材２１が完全に侵食され尽くしたとき、
熱効率は最大の特性を示すことになる。

【００２６】北海道の厳冬期において、一般の融雪ボイ
ラーを作動させた場合、温水水温は通常の場合、最高で
も約７０℃程度にしか上昇せず、その最高温に達するま
でにはボイラ始動後４０分くらいを要する。ところが本
施工を施した地区では、同型ボイラを用いて約１７分程
度で７０℃以上の高温に達し、急速に融雪できることが
確認されている。ボイラの燃費効率が格段に向上するこ
とはいうまでもない。

【００２７】また、この施工法によれば、施工エリアの
形状が限定されず、また温水管の継手数は最小限に抑え
ることが出来る。尚、ヒーティング手段は温水管に限ら
ず電熱線を使用しても良い。本施工では、コンクリート
養生を要しない。このため厳冬期など、従来、施工工事
が困難とされた時期でも工事を行うことが出来る。コン
クリート水分の凍結の虞れがないからである。またコン
クリート養生が要らないから、工事時間は飛躍的に短縮
できる。また水を加えてコンクリートを練る必要がない
ので、コンクリート打設に要する煩わしさもなく、作業
コストも低減する。

【００２８】工事終了後の初期段階における融雪効率を
高めるには、アルミ材の放熱効果を高めることが望まし
い。このため、アルミくず２１には、遠赤外線の放出効
果をもったある種の素材、例えば遷移金属、シリカを混
合させることがある。遷移金属としては、例えばニッケ
ル、コバルト、鉄、マグネシウム、亜鉛、マンガン、チ
タン、鉛などがあり、これらの金属を微量混合すること
によって、アルミくず２１は、吸収した熱をより多く外
部に向けて放出する。

【００２９】また同様の機能を営む物質としてシリカ
（珪素）、二価三価鉄塩、プラチナがある。シリカに、
遷移金属やプラチナあるいは二価三価鉄塩を混合し、そ
の混合物質をアルミに添加させたときには、遠赤外線の
放出作用は一段と高まる。この場合、アルミの成分比は
５５％〜９９％であり、使用環境に応じて適宜アルミの
比率を増減できる。アルミの混合比が低いほど遠赤外線
効果は高まる。

【００３０】この遠赤外線効果は、工事終了後から３年
程度を経過するまでの比較的初期の効果であるから、そ
れ以後の断熱効果を高めるにはアルミ成分を増加させて
侵食道を延長させることが望ましく、従ってアルミの配
分比は、使用環境や仕様条件で変更せざるを得ない。

【００３１】またアルミ材の上に配するメッシュ材は、
温水パイプ（または電熱線）の沈降を防ぐものである。
この素材は、土中水分を透過でき、セメントの自然沈下
や微生物の活動を妨げない限り金属メッシュ、麻布、樹
脂の細糸メッシュなど、その種類を限定されない。ヒー
ティング手段（パイプまたは電熱線）の上に配する薄膜
材は、乾燥セメント粉粒の急速な落下脱落を防止するも
のであるから、透水性のある麻布、紙、金属叉は樹脂メ
ッシュを使用することが出来る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るロード
ヒーティングの施工法によれば、敷設エリアの形状に拘
らず、熱源を囲むコンクリート層を極めて短時間で施工
することが可能となり、融雪効率も格段に高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロードヒーティングの施工例を示
す断面図である。

【図２】本発明に係るアルミ材の一例を示す斜視図であ
る。

【図３】従来のロードヒーティングの施工技術を示す図
である。

【図４】従来のロードヒーティングの施工技術を示す図
である。

【符号の説明】１０下地材１４シート１６温水管１７ネット１９断熱上側層２０断熱下側層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘込み底面に砕石を敷設し、この砕石上面
に肉薄のアルミ箔を敷設して断熱下側層を形成する一
方、該アルミ箔の上面にメッシュ材を介してヒーティン
グ手段を配設し、該ヒーティング手段の上に透水性のあ
る薄膜材を配して、その上に約３：１の割合で混合した
乾燥状態の砂とセメントを配して断熱上側層とし、この
断熱上側層の上に表面仕上材を施すことを特徴とするロ
ードヒーティングの施工方法。
【請求項２】地盤上に配する前記アルミ材は、肉厚０．
５〜１．５ｍｍ、上下幅３〜７ｍｍのテープ状アルミ箔
を螺旋状に成形したものであって、当該螺旋の横寸は５
〜１５ｍｍであることを特徴とするロードヒーティング
の下地材。
【請求項３】アルミ材は、遷移金属およびシリカのうち
少なくとも一方を混合してなることを特徴とする前記請
求項２記載のロードヒティーングの下地材。