蒸発効率を用いた保水性舗装の性能評価試験

1013150 　葛西清之介

保水性舗装の特徴• 幹線道路などの舗装材内に自然降雨や

人工散水による水分を保水する。• 保水された水分を蒸発し、舗装の表面

温度の上昇を抑制する。

舗装材の表面温度特性

密粒度舗装トップコート

舗装

保水性舗装75 ％

保水性舗装100 ％

遮熱性舗装

25

30

35

40

45

50

55

60

7 9 10 11 12 13 14 15J ST[h]

[℃ ]

表面

温度

舗装材の保水性能評価の手順 .1• 濾紙試験より物質伝達率（ k ）を求め、以下の式

から対流熱伝達率（ α ）を求める。• 物質伝達率と対流熱伝達率、それぞれと風速と

の関係を求める。　　　　 α ／ C ＝ 0.83k 　　　　　　　　　　　　　 α ：対流熱伝達率　　 [W/ ㎡･ K]

　　　　　 　　　 C ：湿り空気の比熱　 [J/kg ･ K]

　　　　　 　　　 k ：物質伝達率　　　　　　　　　　　　　　 [kg/ （㎡･ h ･

（ kg/kg’ ）） ]

濾紙試験の様子

舗装材の保水性能評価の手順 .2• 濾紙試験により求めた対流熱伝達率

（ α ）と風速の関係から計測期間中の対流熱伝達率（ αc ）を風速のデータを用いて求める。

• 以下の式から各舗装面の顕熱輸送量（ Hx ）を求める。

　　　　 Hx ＝ αc （ θs ー θa ）　　　　　　　　　 Hx ：顕熱輸送量　 [W/ ㎡ ]　　　　　　　　　 αc ：対流熱伝達率 [W/ ㎡･ K]　　　　　　　　　 θs ：表面温度　　　 [ ]℃　　　　　　　　　 θa ：外気温度　　　 [ ]℃

• 熱収支式より潜熱輸送量（ LE ）を求める。　　　 熱収支式　熱収支式　 RnRn ＝＝ HH ＋＋ GG ＋＋ LELE　　　　 RnRn: 正味放射量 [W/ ㎡ ]　 　　　 HH ：顕熱輸送量 [W/ ㎡ ]　　　　 LELE: 潜熱輸送量 [W/ ㎡ ]　　　　　　　 L: 気化の潜熱 [J/kg]　　　　　　　 E ：蒸発速度 [kg/ ㎡･

ｓ ]　　　　 GG ：伝導熱流量 [W/ ㎡ ]

乾燥状態である時　　　　　潜熱輸送量（ LE ）＝ 0Rn ＝ H ＋ G ＋ LERn ＝ H ＋ G ＋ 0H ＝ Rn － G Hx⇒Hx ＝ Rn － G 　　となるか検証を試みる。

ほぼ一致した。

• 以下の式から気化の潜熱を算出し、潜熱輸送量（ LE ）から蒸発速度（ E ）を求める。

　　　　　 L ＝ 2.5×106 － 2400θs　　　　　 EE ＝ LE/L• 濾紙試験で求めた物質伝達率（ k ）を用い、以下

の式から飽和を仮定した時の蒸発速度（ Ex ）を求める。

　　　　　 ExEx ＝ k （ xs － xa ）　　　　　　　　　　　　 xs ：表面の絶対湿度 [kg/k

g’]

　　　　　　　　　　　　　　　　 xa ：外気の絶対湿度 [kg/kg’]

舗装材の保水性能評価の手順 .3

• EE ／ ExEx で蒸発効率（ β ）を求める。

-100

0

100

200

300

400

500

0 4 8 12 16 20 J ST[h]

[W/

]熱

流量

㎡

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

蒸発

効率

-100

0

100

200

300

400

500

0 4 8 12 16 20 J ST[h ]

[W/

]熱

流量

㎡

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

蒸発

効率

各舗装の大気加熱量（顕熱輸送量）の比

較

0

50

100

150

200

250

300

0 2 4 7 9 12 14 16 19 21 0 J ST[h]

[/

]熱

流量

Ｗ㎡

結論

• 一般の舗装に比べ表面温度上昇の抑制効果がある。

• 大気加熱量（顕熱輸送量）が密粒度舗装に比べ約半分に抑制される。