ミクロな凹凸の再帰反射率に対する影響評価

佐藤ら野研究^７）で、

2.5.4

に記述した図－

2.21

より、すべての舗装ブロックで

Dense

のブロックよりも

Porous

のブロックの方が、再帰反射率が高くなること

がわかった。これは、

Dense

と

Porous

のブロックを比較すると、細骨材の粒径 が違うため、図－

2.24

に示すとおり、表面形状に表層モルタルの細骨材粒子間 の空隙が存在し、これらが影響しているためと考えられる。このため、既往の 検討^７）では、

2.5

の表面形状であるマクロな凹部に対して、このような凹凸をミ クロな凹部と呼び、ミクロな凹部が再帰反射率に及ぼす影響を検討している。

材質の差による再帰反射率への影響の違いを明らかにするため、表面形状の うちミクロな凹部として積算することが妥当な凹部の大きさについての検討を 行った。図－

2.21

ではマクロな平面率が同一であれば、

Dense

よりも

Porous

の ブロックの方が再帰反射率は高くなるが、本検討により、マクロな平面率にミ クロな凹部を考慮し凹部面積として加算することにより、新たに平面率が算出 され、ミクロな凹部による

Dense

と

Porous

の再帰反射率の差を明らかにするこ とが可能となると考えられる。ミクロな凹凸の測定には、画像処理ソフトウェ アによる凹部の解析を行った。

Dense

のブロック表面

Porous

のブロック表面

図－2.24 ブロックの表面図

第

2

章 舗装の温度低減に関する既往の研究

37

図－2.25 ブロック表面撮影画像

Porous

ブロック

Dense

ブロック

2.6.2

Image J による画像解析について

（

1

）凹部の解析方法

画像解析は、画像処理ソフトウェア

Image J

を用い、明度の違いにより表面の 凹部について検討した。試験体は、セメントコンクリート製の平面率が

100%

で

ある

Porous

と

Dense

のブロックとした。解析の測定対象範囲は、ブロックの中

心付近

30mm×28mm

とした。まず、

3

次元光学式デジタイザでブロック表面の撮

影を行った（図－

2.25

）。その後

Image J

にて、撮影画像のスケールセットを行 うと

5.733pixcels/mm

となる。続いて

Image J

にて、図－

2.26

（

a

）、（

b

）に示す

ような

32bit

のグレースケールの画像に変換し、明度の濃淡をつけた。

Porous

の

ブロックでは、ミクロな凹部の中でも特に大きい凹部で明度の違いが少なかっ たため、凹部に白いペーストを埋め込み、明度の差をつけて元画像を撮影した。

そして、輝度

0

～

255

の中から、しきい値設定を行い、

Porous

では

79

～

155

、

Dense

では

79

～

132

を凹部として黒色に、それ以外を白色として、図－

2.26

（

c

）、（

d

） に示すような白黒二値化画像とした。さらに、黒色の凹部を楕円近似した画像 が図－

2.26

（

e

）、（

f

）に示すとおりである。

38

（a）32bit画像（Porous） （b）32bit画像（Dense）

（c）白黒二値化画像

（Porous）

（d）白黒二値化画像

（Dense）

（e）楕円近似画像 （Porous）

（f）楕円近似画像 （Dense）

図－2.26 画像解析図

第

2

章 舗装の温度低減に関する既往の研究

39

（

2

）画像解析結果

画像解析図から

Image J

にて、粒子解析を行った。画像解析により、白黒二値 化の画像から凹部の個数と個々の面積、楕円近似画像から凹部楕円の長軸と短 軸を算出した結果が、表－

2.4

のとおりである。表－

2.4

から、

Porous

では最小

0.029mm

²、楕円近似の長軸を凹部の開口長さとすると、

0.192mm

のミクロな凹

部が存在する。同様に、

Dense

では最小

0.030 mm

²、開口長さ

0.196mm

のミクロ な凹部が存在し、凹部の最小面積および楕円近似したときの長軸と短軸は、両 試験体で同等であるとわかる。また、

Porous

と

Dense

ともに、ミクロな凹部の 数は同程度存在しているが、図－

2.27

にも示すとおり

Porous

の凹部の大きさの 範囲が広いことがわかる。

Porous Dense 30.08 30.08 27.70 27.70 833.216 833.216

総面積

170.848 105.180

個数 （個）

412 491

最大面積 （

mm

²）

17.267 4.631

楕円近似

の長軸

5.333 3.730

短軸

4.122 1.581

最小面積 （

mm

²）

0.029 0.030

楕円近似

の長軸

0.192 0.196

短軸

0.192 0.196

平均面積 （

mm

²）

0.415 0.214

平均長軸

0.699 0.584

平均短軸

0.374 0.337

（

%

）

79.5 87.4

平面率

（

mm

）

（

mm

²）

（

mm

）

（

mm

）

（

mm

） 材質

高さ 幅 投影面積

凹部

表－

2.4

凹部の画像解析結果

40

0 20 40 60 80 100 120 140 160

個数（個）

凹部面積（mm²）

Dense

（合計

491

個）

Porous

（合計

412

個）

図－

2.27

凹部数の分布

第

2

章 舗装の温度低減に関する既往の研究

41

（

3

）ミクロな凹部による再帰反射率に対する影響の評価

これにより、図－

2.21

で示した、同一のマクロな平面率における再帰反射率 の相違は、ミクロな凹部の中でも比較的大きな凹部によって生じているものと 推察される。これらのミクロな凹部をすべて考慮し、平面率を算出すると、マ クロな平面率は

100%

であったが、

Porous

は

79.5%

、

Dense

は

87.4%

となる。

ドキュメント内 都市環境科学研究科 都市基盤環境学域 15885404 張曄 (ページ 37-42)