除雪
カナダ、オンタリオ州オタワの歩道除雪車
ロッキーマウンテン国立公園の除雪車、1933年

除雪とは、降雪後に 雪を取り除き、通行を容易かつ安全にする作業です。これは、個人世帯だけでなく、政府機関や商業企業によっても行われています。

除氷と防氷

吹雪の前に路面凍結防止のために塩水を散布し乾燥させる

除氷とは、道路、空港の滑走路、屋根、その他の表面から既存の雪、氷、または霜を除去することと定義されます。除氷には、除雪、掃除機、削り取りなどの機械的手段と、塩やその他の融氷剤の散布などの化学的手段の両方が含まれます。防氷とは、嵐の発生前または発生中に融氷剤を用いて処理することで、氷や雪の形成と地表への付着を防止または遅らせることです。通常、塩水、または湿らせた塩は、吹雪が始まる直前に散布されます。適切に実施すれば、防氷は必要な塩の量を大幅に削減し、除雪などの機械的方法による除去を容易にします。[ 1 ]

道路の凍結防止は歴史的に、除雪車または特別に設計されたダンプ トラックによって、砂や砂利を混ぜた塩を滑りやすい道路に散布することで行われてきました。安価で大量に入手しやすいため、通常は岩塩が使用されます。しかし、塩水は-18 °C (0 °F) で凍結するため、この低温では効果がありません。また、塩水は腐食を引き起こす傾向が強く、ほとんどの車両に使用されている鋼やコンクリート製の橋の鉄筋を錆びさせます。最近の融雪剤は、塩化カルシウムや塩化マグネシウムなどの他の塩を使用しており、水の凝固点をはるかに低い温度まで下げるだけでなく[ 2 ] 、発熱反応を起こし、その放散熱によってさらに融雪が促進されます。さらに、コンクリートの歩道に対しては多少安全ですが、それでも余分な塩は除去する必要があります。

最近、塩に関連する環境への影響を軽減し、通常は塩水や固形物と組み合わせて道路に散布すると残留効果が長くなる有機化合物が開発されました。これらの化合物は、テンサイの精製やエタノール蒸留などの農業活動の副産物として生成されます。[ 3 ]これらの有機化合物のいくつかを塩と混合することで、より容易に散布でき、低温（-34℃または-30℉）でもより効果的な物質が得られます。[ 4 ]

1990年代以降、塩を散布する際に使用される回転散布機の代わりに、ノズルから道路に散布される液体化学融解剤の使用が増加しています。液体融解剤は、既存の氷を溶かすよりも、路面に氷が固着するのを防ぐ効果が高いです。

いくつかの独自製品では、舗装路面に凍結防止剤を配合しています。Verglimitは、アスファルト舗装に塩化カルシウムの顆粒を配合しています。この顆粒は、交通による摩耗によって常に露出し、路面に塩化カルシウムを放出します。これにより、雪や氷が舗装路面に付着するのを防ぎます。[ 5 ] Cargill SafeLaneは、嵐などの着氷時に放出される凍結防止剤の塩水を吸収する独自の舗装表面処理剤です。また、高摩擦表面を実現し、トラクションを向上させます。[ 6 ]

日本の道路用スプリンクラーシステム。このシステムは、水の機械的作用による除雪と、水温が氷点下を超えることで融雪する作用を組み合わせたものです。このシステムは、地表温度が定期的に氷点下にならない場所でのみ使用できます。氷点下になると、氷床が形成される可能性があります（ただし、継続的な散水は氷床形成を阻害する要因となります）。

日本の新潟県では、比較的安価な温水が舗装道路の穴から湧き出て雪を溶かしていますが、この解決策は市街地内でのみ実用的です。一部の建物では、舗装道路や屋根に埋め込まれた電熱器で雪や氷を溶かし、屋根瓦の氷のダムを防いだり、大量の雪や危険なつららが崩落して下にいる人に降りかかるのを防いだりしています。舗装道路の狭い範囲では、埋め込まれた配管システムで加熱された液体を循環させることで、凍結を防ぐことができます。

個人によるクリアリング

手作業による除雪
モントリオールで記録破りの45センチの降雪があった2日後の除雪。

個人による除雪作業は、主に私道や歩道の除雪です。大雪の後には、雪の重さによる構造物の損傷リスクを軽減するため、屋根から雪を取り除くこともあります。

雪が少し降る地域では、ほうきなどの軽い道具を使って歩道などの路面から雪を払い除けることができます。降水量の多い地域では、雪かきは一般的にスノーショベル（雪を押して持ち上げる大型で軽量なシャベル）やスノースコップ、またはソリショベル（幅広のハンドルが付いた、大きくて深いホッパーのような道具）で行われます。雪をすくい上げ、滑りやすい路面でも持ち上げずに別の場所に移動できるように設計されています。その他の道具としては、スノープッシャーや、1つ以上の車輪が付いたシャベルなどがあります。

同等の重要性を持つ他の作業と比較して、除雪は地域全体の安全性と効率的な技能連携に関して、年齢による特異な変化を示すことがあります。比較的単純な手作業による雪かきは、統計的に、成人よりも10代の若者、男性よりも少年、高齢者よりも子供の方が安全です。雪かきには相当な肉体的労力がかかり、体力に自信がない人、心臓に疾患のある人、あるいは運動不足の人にとっては、腰や心臓に負担をかける可能性があります。毎年、多くの高齢者や中高年が雪かき中に心臓発作で亡くなっています。[ 7 ]

除雪機は、除雪作業をしたくない、あるいはできない人、広い私道やその他の大きな敷地を持つ人、そして冬が長く積雪量の多い地域に住む人々によってよく使用されます。また、除雪トラックやシャベルを所有する業者に依頼する人もいます。[ 8 ]大雪の後には、除雪トラックを所有するビジネスマンが街中を走り回り、除雪作業を金で請け負うケースがよくあります。

氷の除去はより困難です。除雪機は通常、氷の除去には効果がありません。つるはしが使われることもありますが、硬いスコップを使えばほとんどの氷を砕くことができます。ただし、これらの道具を使うと、舗装路面を傷つけるリスクが常にあります。凍結した箇所には、塩などの物質 をまぶすと良いでしょう。塩などの物質は袋入りで簡単に入手できます。

最近の技術革新として、舗装面を下から加熱し、一定時間後に雪や氷を溶かす融雪システムがあります。このようなシステムは設置と運用に費用がかかり、冬の気温が非常に低く降雪量が多い地域では費用対効果が高くありません。

一部の自治体、ボーイスカウト隊、成人ボランティア団体は、高齢者やその他の困窮者のために無料の除雪サービスを提供しています。一部の都市では、高齢者や障害者の除雪作業は、軽微な違反に対する罰として課される社会奉仕活動時間としてカウントされます。[ 9 ]

多くの地域では、住宅所有者は自宅前の公共の歩道だけでなく、自宅の敷地内にある郵便受けまでの通路からも雪を取り除くことが法律で義務付けられています。伝統的に、これは近所の若者が合法的にお金を稼ぐユニークな機会を生み出しています。歩道の除雪を怠った住宅所有者は、管轄区域の法律に応じて罰金が科せられ、除雪が義務付けられている路面で他人が負傷した場合、民事責任を負う可能性があります。ニューヨークなど一部の管轄区域では、たとえ通路を除雪した個人住宅所有者であっても、除雪された場所で他人が転倒して負傷した場合、民事責任を負う可能性があります。[ 10 ]

車両の雪かきと雪かき場からの解放は別の問題です。車両を必要とする人の中には、車両を運転して駐車スペースから移動させるために必要なことだけを最低限行う人もいます。車両に積もった雪や氷を完全に除去しないと、運転者の視界が悪くなり危険が生じます。また、運転中の車両の屋根に積もった氷は衝突事故を引き起こす可能性があります。[ 11 ]管轄区域によっては、車両から雪を完全に除去しなかった運転手に罰金が科せられる場合があります。[ 12 ]場合によっては、この作業をより徹底して行う人もいます。

路肩駐車スペースのある都市部の住宅地では、住民が掘ったスペースに目印となる物を置いて、戻ってきた時に元のスペースに戻れるようにしているところもあります。

リーフブロワーは、車、私道、歩道、デッキなどについた軽い粉雪を吹き飛ばすために使用されることがあります。ただし、この方法はごく軽い粉雪にしか効果がありません。

隣接する土地または建物の所有者による伐採

オーストラリアのペリシャースキーリゾートの圧雪機

一部の国では、冬季に歩道を清掃し安全に保つことは、隣接する土地または建物の所有者の義務です。所有者は、戸建て住宅の場合は居住者個人ですが、市町村、自治体区、またはそれらの特定の組織、住宅協同組合、その他の企業（特にオフィスや工場が関係する場合）である場合もあります。大規模な建物や複合施設の所有者は一般的に機械式の除雪装置を備えていますが、個々の住宅所有者は主に手工具で歩道を清掃しています。

除雪の義務をめぐる長年の議論の一例は、チェコ共和国である。プラハでは、1838年以来、そのような義務があったことが文書化されている。[ 13 ]ボヘミア・モラビア保護領政府の法令第1/1943 Sb.では、人口5000人以上の自治体、管区都市、その他の指定された自治体の住宅地域の歩道清掃は、隣接する土地の所有者または使用者の義務であるとされている。自治体は、隣接する土地の所有者の費用でこの義務を引き受ける権限を与えられている。チェコスロバキア道路法第135/1961 Sb.（§23）は、すべての自治体にそのような法規制を採用したが、自治体事務所はそれを修正することができた。チェコ共和国の新しい道路法第13/1997 Sb. (§9条4項) この制定法はそのまま残され、道路、小道、線路等の維持管理は例外なく所有者の義務であるとした。それにもかかわらず、§27条4項は隣接地の所有者に清掃の不備によって生じた損害に対する責任を課した。チェコ権利擁護団体は2002年と2003年の年次報告書で、この法律の理論的解釈と実際的解釈に食い違いがあると主張し、明確な表現を制定するよう勧告した。この食い違いは裁判所で繰り返し扱われ、最高行政裁判所は2005年6月27日に、憲法裁判所は2007年1月3日にそれぞれ、清掃義務は定められた損害に対する責任から間接的に生じるとの判断を示した。この義務を非難する人々は、それが封建時代の賦役制や全体主義的なナチスおよび共産主義体制の名残であり、今日では法律で義務付けられた強制労働は基本的権利および基本的自由の憲章に反しており、組織的な自治体清掃の方が個人による清掃よりも効果的であると主張した。 2007年12月6日、チェコ共和国の上院は、憲法委員会の要請により、1997年道路法第27条からこの物議を醸している条項を削除するよう提案した。チェコ政府は、僅差でこれを支持した。これに先立つ投票および白熱した議論の末、チェコ共和国下院は出席議員190名のうち116対31の多数決でこの変更を承認していた。 2009年4月16日以降、法律第97/2009 Sb.による変更は、道路法第27条の削除、すなわち道路の所有者の義務の履行の促進に関する法律の一部改正として施行されている。歩道清掃は歩道や道路の所有者、つまり一般的には市町村のみの義務であると義務付けています。義務が廃止されたにもかかわらず、反対派を含む多くの人々は、市町村の歩道や小道の冬季清掃は継続するが、代わりに自主的に、そして自らの責任で行うと表明しました。

チェコ議会での議論の中でチェコ市町村協会の声明で言及されたように、隣接する土地の所有者に対する同様の義務は、オーストリア、フランス、米国、バイエルン州の一部の都市など、他の多くの近代国家にも存在します。

請負業者による清掃

ネバダ州インクラインビレッジの住宅の私道の清掃
エストニア、タルトゥのリュトリ通りの除雪ビデオ（2021年12月）

冬季作業車両またはシャベル を備えた請負業者を雇用する。

多くの高地や積雪の多い地域では、除雪機器を備えた会社が雪を除去するサービスを提供しています。請負業者は、時間ごと、フルシーズン契約、またはウィルコールで作業する場合があります。時間ごと (またはプッシュごと) のサービスは通常、月ごとに請求書が発行され、顧客はサービスが提供されるたびに料金を請求されます。会社によっては、積雪の深さも考慮され、時間ごとおよびインチごとに料金を請求する場合があります。フルシーズン契約は、シーズンの初めに見積もりと前払いが行われ、契約条件に従ってサービスが自動的に提供されます。条件は会社によって異なる場合があります。たとえば、フルシーズン契約の中には、一定回数の走行後に期限が切れるものもあれば、無制限のものもあります。最後に、ウィルコールサービスでは、顧客が除雪会社に連絡して、1回の除雪を開始します。これは自動サービスではなく、ウィルコールの仕事の方が料金が通常高くなります。

除雪サービスには、私道や駐車場の除雪、歩道やデッキの手作業、屋根の除雪が含まれます。特に屋根に雪を積もらせると、雪の重みで建物が倒壊する恐れがあり、非常に危険です。業者は、ハンドショベル、歩行型除雪機（またはスノースローワー）、トラックプラウ、スキッドステア、軽量トラクター、大型フロントエンドローダーなどを使用します。これらの機械は、作業を行う際にタイヤチェーンを装着することがよくあります。雪は、プラウで押し出されるか、除雪機で敷地内の特定の場所に吹き飛ばされることがあります。業者は、積もった氷を溶かすために、場所によっては砂や塩を散布することもあります。

多くの除雪業者は、私道沿いにスノーポールや雪止め杭の設置を要求します。これは、機械が景観に干渉するのを防ぎ、除雪エリアの境界を明確にするためです。

自治体による清掃

1908 年、ニューヨーク市で雪を運ぶ馬車の列。

都市では、個人よりもはるかに大規模に除雪が行われている。[ 14 ]定期的に降雪がある地域のほとんどの都市では、除雪車の車両群が整備されている。最初に派遣されるのは融雪車だ。彼らは除雪作業も行うが、同時に道路に塩を撒く。塩は、氷点下降によって雪や氷を溶かすのに役立ち、車両のトラクションも向上させる。その後、通常は降雪が止むと、除雪車、除雪アタッチメントを装着したフロントエンドローダー、グレーダーがすべての道路をカバーし、雪を道路脇に追いやる。その後、塩撒き車が再び戻ってきて、残っている氷や雪を処理する。除雪車は通常、除雪車よりもはるかに速く走行し、平均時速は30～40キロメートルである。そのため、ほとんどの都市では除雪車の数が除雪車の数の少なくとも2倍となっている。一部の都市では、キャタピラー製のキャタピラや巨大なスノータイヤを備えた小型のナローボディ除雪車が歩道に塩を撒き、除雪を行っていますが、降雪量や歩行者交通量が少ない多くの都市では、個人が自宅前の歩道の除雪を担っています。環境保護運動家は、塩が道路から流出して環境全体に拡散し、環境への悪影響を懸念し、この使用に反対することが多い。自治体が公共道路から雪を除去するべきだという発想は、 20世紀初頭の著名な交通思想家、エドワード・N・ハインズに帰せられることが多い。彼は自動車時代の道路に初めてセンターラインを描いた人物でもある。

冬の間雪が着実に積もる都市では、ウィンドロウまたはスノーバンクと呼ばれる道路脇に積もる雪の山を取り除くことも必要です。これを行うにはいくつかの方法があります。雪を引くことは、気温が上昇して交通で雪が溶けたときに行われます。その後、ウィンドロウは分解され、道路上に広げられます。キャスティングは、シャベルまたはプラウを使用して近くの公共の土地に雪を移動させることです。大通りや高速道路では、ウィングバックが行われ、これは雪の山を道路からさらに押し出すことです。最も高価なオプションですが、近くに雪を捨てる場所がない場合に必要なのは、雪を運び出すことです（ローディングステージと呼ばれます）。これは、道路脇の雪の山を集めてダンプトラックに積み込む、大型の自走式除雪車によって最もよく行われます。その後、雪は町の郊外、または近くの湖、川、港に捨てられます。 （一部の地域では、環境上の理由から、収集された雪が融雪塩、エンジンオイル、および除去された道路からのその他の物質で汚染されているため、地元の水域への雪の投棄を禁止しています。）燃料費と周囲温度によっては、融雪機は雪を移動するよりも安価になる可能性があります。[ 15 ]

除雪車によって住宅地に作られた雪の列は、しばしば私道を塞ぎ、駐車車両を閉じ込めてしまいます。除雪車によって押し出された雪は、通常の積雪よりも密度が高く、締まった状態です。気温が氷点下を大幅に下回ると、この締まった雪は固体の氷のような性質を帯びてきます。機械的な手段なしには、この雪を除去することはほぼ不可能です。最近では、市営の除雪車によって住宅地に作られた雪の列が原因で、怒った住民が除雪車の運転手を暴行する事件が発生しています。

カナダ、ケベック市の道路除雪車

最も大きな道路や高速道路が最初に除雪されます。急な坂道やその他の危険な道路も優先されることが多いです。バスなどの公共交通機関が利用する道路も、より高い優先順位が付けられることが多いです。都市内のすべての道路を除雪するには、多くの場合、数時間、あるいは数日かかります。地域によっては、雪による緊急事態が宣言され、自動車の所有者は道路（または道路の片側）から車両を移動するよう指示されます。除雪車が到着した際に車両が通行止めになっている場合は、レッカー車で運び出されることがあります。一部の地域では、冬季に雪による緊急事態に関する規則が制定されており、降雪の有無にかかわらず、夜間に路上に車両を駐車することはできません。小規模な暴風雪の後は、主要道路のみが除雪され、住宅街は通行車両による雪解けを待つことになります。即時除雪を行うか「自然融雪」させるかの判断は難しい場合があります。なぜなら、市民や経済全体への不便と、その時期の除雪予算への即時的な影響とを天秤にかけなければならないからです。

カナダは除雪に年間10億ドルを費やしていると推計されている。[ 16 ]モントリオールやオタワのように降雪量の多い大都市では、毎シーズンの除雪費用は季節ごとの公共事業予算の重要な部分を占め、吹雪のたびに何千人もの従業員が24時間交代制で働く大規模な物流作業が必要となる。作業量は積雪量によって大きく異なる。モントリオールでは毎冬約225cmの雪が降り、除雪に年間 1億5800万カナダドル（2013年） [ 17 ]以上を費やしている。トロントは人口が約50％多く、道路面積が28％多いが、年間の降雪量はわずか125cmで、除雪にかかる費用はその約半分である。[ 18 ]モントリオールのコストが高いのは、降雪量が多く、雪が解ける日数が少ないため、「除雪」（雪を運び出す積み込み段階）を継続的に行う必要があるためです。これは、降雪量の少ない他の都市では通常、単純な「除雪」で十分ですが、モントリオールでは降雪量が多く、雪が解ける日数が少ないため必要です。

フィンランドのヘルシンキでは、 2009年から2010年の冬に道路や住宅から雪捨て場に運ばれた雪の量は、トラック21万台分、300万立方メートル以上に相当しました。[ 19 ]

除雪は都市インフラの設計に影響を与えます。可能な限り、雪の列を収容するために街路を広くし、歩道は道路のすぐそばに 設置しないようにします。消火栓には、雪の列の下に設置されていることを示す高い旗が設置されます。路盤に反射式の車線標識を埋め込むことは、除雪車による損傷の危険性があるため不可能（あるいは非常に困難）です。また、雪捨て場（渓谷など）への重機によるアクセスも計画されています。

除雪作業に従事する従業員は、一般的に夏季の道路整備作業員と同じですが、アメリカの一部の都市では、ゴミ収集車に除雪機が装備され、除雪作業にも使用されています。アメリカの多くの小規模自治体は保険会社と契約を結んでおり、保険会社は厳冬のリスクを負います。もちろん、保険会社は平均すると利益が出るように保険料を設定しています。町は、時折訪れる厳冬で予算を大幅に超過するリスクを避けるため、穏やかな冬の除雪費用を多めに支払うことを厭わないのです。

大学や空港などの大規模な組織も、独自の機械式除雪部隊を保有していることが多いです。公共交通機関は一般的にバス停の除雪を行い、郵便局は郵便ポスト周辺の除雪を行います。鉄道会社はロータリー式除雪車などの独自の除雪装置を保有しています。

空港とその関連滑走路、誘導路、ランプエリアでは、航空機の製造に使用されている金属が腐食して安全上の問題を引き起こすため、塩の使用は例外となります。

雪捨て場

ヘルシンキの雪がトラックに積まれ、雪捨て場へ運ばれている。
タンペレの雪捨て場。すでに雪解けが始まっており、主に砂と土が見える状態です。

雪捨て場とは、除雪作業の一環として雪が投棄される場所です。道路に積もった雪には、砂、融雪剤、車両の排ガス、エンジンからの排出物、ゴミなど様々な物質が含まれているため、水質汚染や土壌汚染を防ぐために、指定された場所の設置が求められる場合があります。汚染物質の中には、融雪水によって希釈されて洗い流されるものもあれば、投棄場で濃縮されるものもあります。[ 20 ]淡水への投棄は、「融雪剤の塩が淡水生生物に深刻な影響を与える可能性があるため、ほぼ普遍的に禁止されています。」[ 20 ]アメリカ合衆国では、水域への雪の投棄は水質浄化法や海洋投棄法によって明確に禁止されていません。州および地方自治体が独自の投棄方針を定めています。

雪捨て場の選定は、適切な土地の利用可能性と、湖や小川からの距離、シルトフェンスの設置、土壌や帯水層の種類など、汚染防止要因に基づいて行われます。場所によっては、汚染の拡散を防ぐためにろ過装置や沈殿池が設置されている場合もあります。場合によっては、過剰な量の雪を投棄しなければならないこともあり、「緊急時のみ」水域への投棄が法的に許可されている場合もあります。

表面処理

路面処理は主に除雪によって行われます。また、道路表面に様々な資材を散布することでも行われます。これらの資材は一般的に化学処理と不活性処理の2種類に分類されます。化学処理（塩を含む）は凍結点降下を引き起こし、氷や雪がより低い温度で融解するようになります。化学処理は、降雪予防措置として、あるいは降雪後に施すことができます。不活性処理（砂、砕石、スラグなど）は路面を凹凸にすることで、トラクションを向上させます。これらの2種類は併用可能ですが、不活性処理は雪や氷が融解した後にトラクションを低下させる傾向があります。

化学処理材料には以下のものがあります。

欧州連合（EU）では、2000年に使用された化学処理剤の98%が様々な形態の塩化ナトリウムであった。塩化ナトリウムは-5℃まで、最高-7℃まで効果を発揮する。より低温の場合、一部の国では塩化ナトリウムに塩化カルシウム（CaCl2 ）が添加されているが、塩化ナトリウムの約6倍のコストがかかることから、導入は限られている。他の物質はほとんど実験的に使用されていない。代替物質（尿素、アルコール、グリコール）は空港でよく使用されている。[ 23 ] 近年、塩水と通常は廃棄物と見なされるビートジュースを組み合わせたジオメルトが前処理に使用されている。[ 24 ]米国ウィスコンシン州では、チーズ製造時の余剰塩水がこの目的で使用されている。[ 25 ]

不活性拡散剤には次のようなものがあります:

処理方法の選択には、植生、ペットなどの動物への影響、地域の流域への影響、そして速度と温度に対する有効性を考慮する必要があります。一部の化学物質はコンクリート、金属、その他の材料を劣化させる可能性があります。融雪水や雪解け水は再凍結すると凍上を引き起こし、舗装路面を損傷する可能性もあります。不活性物質は車両に損傷を与え、粉塵を発生させる可能性があります。

例えば、チェコ共和国では2000/2001年の冬季に、道路舗装に投入された純資材量は、塩（主に塩化ナトリウム）16万8000トン、砂と砕石34万8000トン、スラグなどのその他の資材9万1000トンであった。アイルランドでは、塩の年間支出は3万トンであった。スイスは、道路1平方メートルあたり平均600グラムの塩を年間支出していると報告している。[ 23 ]

副作用

除氷剤や不活性物質は慎重に選択し、適用する必要があります。

化学物質はインフラ、環境、そして車両と反応する可能性があります。塩化物は鉄筋コンクリート、構造物、そして車両内の鋼鉄やアルミニウムを腐食させます。酢酸塩はアスファルトの剥離を引き起こし、アスファルトバインダーと骨材の結合を弱めます。砂や砂利は舗装の目地やひび割れを詰まらせ、夏季の舗装の膨張を妨げ、舗装にかかる応力を増加させます。[ 26 ]

塩分は、道路脇の樹木を含む植物や水生生物にとって有毒となる可能性があります。砂は、道路が小川や湖の近くにある場所では水生生物の生息地を改変する可能性があります。酢酸は小さな水域の酸素濃度を低下させ、水生動物にストレスを与えます。砂はタイヤによって非常に微細な粒子状物質に粉砕され、空気中に浮遊して大気汚染の一因となる可能性があります。[ 27 ] [ 28 ]

除雪ツール

参照

参考文献

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