寒冷地向けライニング工法の開発防災・減災対策への活用大塚成太郎＊1 １．はじめに中川京子＊2 ④流雪溝内面の磨耗対策。近年、大雨による土砂災害、大雪による災害が多く発 ⑤コンクリートの保護（凍害、塩害から遮断）。生している。その度に交通への影響がよく聞かれるよう ⑥少水量、低勾配でも流雪溝の設置が検討可能。になった。特に平成 26 年豪雪は、豪雪地帯のみならずまた、今は可変勾配型側溝が主流であるので、塗装を関東地方にも大雪をもたらし、物流が滞る事態となった。することで勾配を緩く出来れば、掘削量が抑えられて、これまで積み重ね研究されてきた雪害対策、除雪技術が環境負荷軽減に繋がることも考えられる。豪雪地帯以外の地域にも活用され、防災・減災に役立つことを望みたい。塗装流雪溝は昭和 56 年豪雪を機に、新潟大学工学部により研究され実用化成功に至った除雪技術である。コンクリート流雪溝内面に画期的な樹脂ライニング材を塗布した塗装流雪溝は、25 年経過した現在も滑性作用による流雪能力向上、着雪着氷の軽減により閉塞緩和等の効果を維持している。また、コンクリートを被覆することで、摩耗対策、凍害対策、塩害予防対策、ひび割れ、漏水対策効果もあって、コンクリート水路自体の延命化も図ることが出来る。水路目地部の漏水対策を目的にした、帯状で塗装する工法は、コンクリートのり面のひび割れ対策にも効果的であった。 (a)コンクリート本文で紹介する樹脂ライニング工法の種々な機能性 (b)コンクリート浸透性防水材付加価値や長期耐用性が、事前防災・事前減災対策とし (c)不飽和ポリエステル系ガラスフレーク塗料て活用されることにより、安全な雪国生活の一助になる (d)アクリル系樹脂液ことを望むものである。 (e)エポキシ樹脂＋ウレタン樹脂＋ガラスクロス (f)塩化ビニールパイプ２．流雪溝の機能性向上 (g)超厚膜型ポリウレタン樹脂塗料昭和の 56 豪雪被害により、旧文部省が豪雪地域におけ図1 る交通及び生活環境保護のための流雪・融雪技術の開発室内における塗料・被覆水路とコンクリート製水路の流雪能力比較研究を、新潟大学に委託。昭和 58 年から平成 3 年にかけて行われた研究成果のひとつが「塗装による流雪能力の表1 改善」である。摩擦係数と流雪能力比摩擦係数摩擦係数比流雪能力比いかに少量の水で沢山の雪を処理するか。無塗装のコａ 1.061 1 1 ンクリート水路と各種塗装材の流雪能力試験を行った結ｂ 0.425 0.4 1.1 果、「無溶剤型ポリウレタン樹脂塗料が最も流雪能力が高ｃ 0.200 0.19 1.36 く、かつ現場施工性、耐久性も良いようである。」との評ｄ 0.166 0.16 1.55 価を得た。（図 1、表 1 参照）ｅ 0.035 0.03 1.64 塗装流雪溝の利点を挙げると、ｆ 0.013 0.012 2.30 ① 雪の処理能力が高くなる。ｇ 0.014 0.013 2.64 ② 屈曲部、分岐部、合流部の閉塞解消。 ③ 投雪口付近の着氷、着雪の緩和。＊1 ＊2 株式会社大塚工業勾配別の流雪能力比較は、以下のとおり。（図 2）写真１写真２塗装流雪溝塗装流雪溝施工直後 22 年経過状況流雪溝には摩耗に強い耐久性が求められる。平成 20 年度に近畿農政局と神戸大学が実施した表面被覆工法の摩耗試験において、超厚膜型特殊ポリウレタン樹脂を被覆した供試体とコンクリート板の耐摩耗量は以下のとおりとなっている。（図３）水色が側壁図２青色が底版室内実験における塗料・被覆水路との摩耗量。コンクリート製水路の流雪能力比較新潟大学の研究成果を取り入れて区画整理事業で採用された、新潟県旧小出町の塗装流雪溝経過 22 年時の状態を観察。異常は生じていない。（写真 1、写真 2）図３耐摩耗性試験摩耗量の結果（参考文献４から一部抜粋し作成）イニング面はコンクリート面より着氷率が少なく、着氷軽減の効果が認められた。右側のグラフが超厚膜型特殊ポリウレタン樹脂、左側また、氷の付着強さ試験で、ライニング面への氷の付のグラフがコンクリート板である。試験前後の供試体の着強さは、温度の低下とともに増大しているが、ライニ体積計測による摩耗量（cm3）の比較では、コンクリートング面はコンクリート面に比べて、1/5～1/10 の数値と板に比べ、側壁で約 1/18、底版で約 1/6 の摩耗量であり、なり、氷が取れ易いことがわかった。（図４）耐摩耗性に優れているという結果を得ている。また、付着力試験も行っており、一般的な建研式による鉛直方向の接着力ではなく、表面被覆材の剥離はコンクリートの膨張収縮によるせん断剥離であるとして試験を行い変位を確認し、超厚膜型特殊ポリウレタン樹脂を被覆した供試体においては、平均付着強度約 1.8N/mm2 という十分な付着強度を確認している。３．着雪、着氷対策への取り組み流雪溝塗装工事を通し、流雪溝の壁面、投雪口への着氷が緩和され、閉塞解消に繋がることが分かった。コンクリートは吸水性があるため、水が浸み込み易く、雪の付着や水のとばしりが凍ると、取れにくくなる。反面、ライニングしたコンクリートは、被膜により水の浸み込みを防ぎ、摩擦係数値が小さいため雪の滑りを良くし、雪氷が付着しても剥がれ易い。そこで、コンクリートとライニング被膜の着氷状況を比較し数値化する試験を、平成 20 年度、富山大学との共図４超厚膜型ポリウレタン樹脂ライニングおよびコンクリートと氷の付着強さの結果同研究で実施した。コンクリート壁面に対する飛沫着氷の軽減、着氷初期段階での剥離などを目標に、零下環境に風速を加えた着氷率を確認した。（写真３）４．事前災害対策の施工事例滑性を利用し、自然落雪を期待して施工した事前災害対策の事例を紹介する。橋桁構造物（写真４、写真５）、コンクリート吹付けのり面（写真６）など、雪がまとまって落ちると事故や車体損傷が発生するために、自然落雪を期待してライニングの採用がなされている。写真３超厚膜型ポリウレタン樹脂ライニングの着氷試験（写真左がコンクリート面写真右がライニング面）結果、着氷率は温度が低いほど多く、風速が高いほど増大する傾向にあった。垂直と 60°傾斜を比べると、垂直面の着氷率が少なくなる場合が多かった。そして、ラ写真４高さ制限構造物の落雪対策５．まとめこれからの時代は、環境、エネルギーを土壌とした産業の育成、技術革新と意識改革が必要であると考える。本文は滑性機能を重点に紹介したが、工法の目標は、保護技術による構造物長寿命対策実現への挑戦である。長期維持するには基礎理論も大切で、それが長寿命化となり、環境負荷軽減と省エネルギーに結び付くものである。科学技術の進歩により開発されたこの土木用塗料は、塗料＋技術で長期耐用を可能にし、加えて様々な機能性は新分野においても期待されている。災害予防対策技術写真５橋梁トラスの落雪対策もそのひとつであり、今後も雪国地方で生活する住民各位の安全性と利便性に役立つよう望むものである。参考文献１）大熊孝他：流雪溝と消流雪溝の標準的計画・設計法に関する基礎的考察，日本雪氷学会誌雪氷 51 巻 4 号，PP.239-251，1989 年２）富山大学理学部、㈱大塚工業：ミゼロン塗装面の着氷試験，寒地技術シンポジウム論文・報告集 Vol.24， 2008 年３）福井県雪対策・建設技術研究所：橋梁トラスの着雪防止技術の研究，地域技術第 10 号報告，1995 年写真６モルタルのり面の落雪対策（グレーの部分が塗装面周りのモルタル吹付面の雪は落ちていない。）４）島田和久他：老朽 RC 開水路改修における表面被覆工法の力学特性について，農業農村工学会大会講演会要旨集，PP.580- 581，2009 年５）大塚成太郎他：OM 水路ライニング工法によるコンクまた、コンクリート吹付けのり面等に発生したひび割リートの凍結融解抵抗性について，（社）農業農村れに対し、地山内部への雨水浸入防止を目的に、施工し整備情報総合センターARIC 情報第 95 号，PP.61-65，た事例もある。（写真７） 2009 年積雪地では雨水浸入以外にも、融雪水の浸入や雪の重６）大塚成太郎他：有機ライニング工法による災害予防みが加わることが想定されるため、簡易的でもひび割れ対策事例補修による事前防災が必要である。活用，ゆきみらい 2013in 秋田無溶剤型特殊ポリウレタン樹脂塗料の研究発表論文集， 2013 年７）政策総合研究所：コンクリート水路の保護・補修・長寿命化！！事前防災・事前災害に貢献する OM ライニング工法，特別企画「国土強靭化推進への技術開発」Vol.Ⅱ，2014 年写真７コンクリートのり面ひび割れ補修