北海道大学大学院工学研究院・工学院広報誌えんじにあRing　2017年1月号 ◆積雪路面の「不思議」を科学の力で解き明かす

積雪路面の「不思議」を科学の力で解き明かす
Scientific solution for a mystery on snowy and icy road

［PROFILE］
○研究分野／構造力学、寒冷地工学
○研究テーマ
　（蟹江）極寒冷環境を含む環境条件と構造物との相互作用問題に関する研究、材料特性を活用した高機能・高性能構造物に関する研究
　（佐藤）先端科学技術の導入による新しい構造システム・構造設計概念の研究、構造安定論に基づく物体に生じる特異な幾何形状に関する理論的研究
○研究室ホームページ／http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/ssystem/

Shunji Kanie : Professor
Motohiro Sato : Associate Professor
Laboratory of Structural Mechanics and System
Division of Engineering and Policy for Sustainable Environment
○Research field :Structural mechanics, Cold region engineering
○Research theme :
　（Kanie）Research on interactive behavior between structures and natural environment including cryosphere condition, Study on high-performance and/or high-functioning structure utilizing material properties
　（Sato）Research on new structural system design concept using advanced science and technology, Theoretical study on novel geometric shape in structural body based on structural stability theory
○Laboratory HP : http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/ssystem/

北海道の冬に現れては消える
厄介な「そろばん道路」

北海道では冬になると、交差点など道路の表面にコブ状の氷のようなものが多数発生するのを目にします。しかもそのコブ状の氷は冬の間、消えてはまた発生する、を繰り返し、しかも発生しやすい場所とそうでない場所があるようです。この凹凸ができた道路は、通称「そろばん道路」と呼ばれています（図1）。車のタイヤが通るところに轍ができるというなら、とても簡単に説明がつきますが、一体なぜ、車が通ることで多数のコブになってしまうのでしょうか？不思議に思う方も多いと思います。実際問題としても、ただでさえ滑りやすい冬の凍結路面に、このような凹凸が発生することは、利用者や道路管理者にとって非常に厄介な問題となっています。

図1 そろばん道路
Figure1:Washboard road.

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図2 砂を回転円盤に敷いてタイヤを回転させることで実際の未舗装道路を再現した模擬実験
Figure2:Indoor experimental apparatus (rotating disk) to reproduce washboard road phenomena.

「そろばん道路」の発生メカニズムはいまだほとんどわかっておらず、私たちは科学的なアプローチからその謎の解明に挑戦しています。まず昨年度の冬季路面計測で「ある程度の積雪」と「交通量」、「気象条件」がかみ合った時に発生することがわかりました。また、室内実験でこの現象をモデル化すべく、車のタイヤを振動子、路面を回転円盤とした実験装置（図2）の開発を新たに行いました。回転速度や振動子の条件によって、波状の周期的な起伏があっという間に生成され、車両走行時に未舗装路面に生じる波状起伏を再現することができました。このように日々、興味深い謎が少しずつ解明されており、今後も私たちの研究室にある大型冷蔵室の中で人工雪を使った実験や数値解析的なアプローチによる現象解明を目指しています。

こうした科学的な研究と並行して、昨年からFacebook上で「そろばん・評判・見張り番！」という公開グループを立ち上げました。そろばん道路が各地で発生した際に写真や日時、場所などの情報を皆さんにアップしていただき、共有するものです。今年の冬は本誌をご覧の皆さんにもぜひ参加していただき、一緒に発生の秘密に迫りましょう。そこからあなたもそろばん道路研究者の仲間入りです！