土木技術資料 55-6(2013) 特集：道路事業における環境保全を支える環境影響評価技術 道路環境影響評価の技術手法における最新の自動車の排出係数等 を踏まえた大気質・騒音・振動の予測手法の改定 土肥 学 ＊ 吉永弘志 ＊＊ 角湯克典 ＊ ＊＊ 2車 種 別 の 排 出 係 数 の 算 出 に あ た っ て は 、 8車 種 1．はじめに 1 今回の「道路環境影響評価の技術手法」（以下、 「 技術手法」 という。）の改定 1) のうち、自 動車の 走 行 に 係 る 大 気 質 に つ い て は 、 1) 窒 素 酸 化 物 （ 以 下 、「 NOx」 と い う 。）・ 浮 遊 粒 子 状 物 質 （ 以 下、「SPM」という。）の排出係数 ※ および縦断勾 配 に よ る 補 正 係 数 の 更 新 、 2) NOx変 換 式 お よ び 年 間 98%値 換 算 式 の 更 新 、 並 び に 3) 沿 道 大 気 調 査結果等に基づく解説の追記を行った。また、建 設機械の稼働に係る騒音・振動・粉じん等につい ては、予測に使用する工種別のデータを追加した。 別および車両年式別に算定した排出係数原単位を 実道路上での車種構成比、平均半積載重量、およ び年式別車両構成比で加重平均した。将来の排ガ ス規制に適合した自動車の普及も見込んで算定し た結果を表-1に示す。小型・大型車類とも旅行速 度 60km/h前 後で NOxおよび SPMの 排出 量は最 も 小さくなる傾向がある。更新前後の排出係数の比 較図を図-1に示す。NOxは小型車類で約40%、大 型 車 類 で 約 74%、 SPM は 小 型 車 類 で 約 81%、 大 型車類で約90%減少している。 ま た 、 上 り 坂 等 で は 、 NOxお よ び SPMの 排 出 本稿では、これらの概要について述べる。 量 が 勾配 0％ 時よ り多 くな る ため 排出 係数 を補 正 2．最新の排出係数等を踏まえた自動車走行 に係る大気質の予測手法の改定 する。補正係数は、シャシダイナモ試験に基づき 2.1 NOx・SPMの排出係数および縦断勾配による と 排 出 量 が 大 き く な る 式 と し 、 60km/h未 満 ・ 以 補正係数の更新 算定した(表-2)。補正係数は、勾配iが大きくなる 上の速度で区分し、一般道路と自動車専用道路で 改 定 前 の NOx・ SPMの 排 出 係 数 は 、 2005年 の 自動車排出ガス規制・新長期規制を見越して 異なる式とした。 2.2 NOx変換式および年間98%値換算式の更新 2003年 に 算 定 し た も の で あ っ た 。 そ の 後 、 い わ NO x 変換式は、予測したNO x の濃度を二酸化窒 ゆる「ポスト新長期規制」としてディーゼル車の 素（以下、「NO 2 」という。）の濃度に変換する式 NOx を 40～ 65％ 、 PMを 53～ 64％ 低 減 し 、 ガ ソ であり、年間98%値換算式は、年平均値を環境基 リ ン 車 と 同 レ ベ ル と す る 排 出 ガ ス 規 制 が 2009年 準 の 評 価 量 と さ れ て い る 年 間 98%値 （ 又 は 年 間 か ら 適 用 さ れ 、 さ ら に 規 制 値 を 1/3に す る 「 重 量 車 の 挑 戦 目 標 値 」 が 2016年 以 降 の 可 能 な 限 り 早 2%除 外 値 ） に さ ら に 換 算 す る 式 で あ る 。 式 の パ ラメ ータは自 排局 ※ の値と一 般局 ※ (自排局と 同一 い時期に適用されることとなった。一方、近年、 市 町 村 内 )の 平 均 値 の 差 か ら 道 路 の 影 響 と 考 え ら 自動車の平均使用年数が伸びてきている。 れる濃度を計算し、最小二乗法で算定する。算定 NOx・ SPMの 排 出 係 数 は 上 記 に 対 応 し た 更 新 が必要となったため、国土技術政策総合研究所 （ 以 下 、 国 総研 と い う）で は 、 自 動車 か ら の排 出 ガス量および実道路上での車種構成比・車齢比を シャシダイナモ台上試験およびナンバープレート 調 査 で 把 握 し 、 新 た な 排 出 係 数 を 算 定 し た 2),3) 。 調査結果は今回の改定 1)にも反映させた。 排 出 ガス 規 制の 車 種は 8車 種 に区 分 され て いる が、排出係数の車種分類は、道路事業等での活用 を 考 慮し て小 型車 類・ 大型 車 類の 2車 種と した 。 ──────────────────────── Revision of Environment Impact Assessment Technique for Road Project -Air Quality, Noise and Vibration ※ 土木用語解説：排出係数、自排局、一般局 － 18 － 表-1 NOx・SPMの旅行速度別自動車排出係数(2車種別) 平均旅行速度 [km/h] 20 30 40 45 50 60 70 80 90 100 110 NOx排出係数 [g/km・台] 小型車類 0.073 0.059 0.048 0.044 0.041 0.037 0.037 0.040 0.048 0.059 0.075 大型車類 0.594 0.450 0.353 0.319 0.295 0.274 0.289 0.340 0.425 － － SPM排出係数 [mg/km・台] 小型車類 1.461 0.893 0.540 0.433 0.369 0.370 0.537 0.868 1.362 2.018 2.836 大型車類 11.240 8.435 6.663 6.037 5.557 4.995 4.925 5.321 6.167 － － ※大型車類の90km/h長は、重量貨物車(車両総重量8t以上)が速度抑制装置の装 着義務を有するため算定対象から除外。 土木技術資料 55-6(2013) 従来値 更新値 0.12 0.10 平均40%減 0.08 0.06 0.04 【大型車類】 0 20 40 60 80 100 一般的な道路構造等におけるNO X 変換式： 1.50 1.00 20 SPM排出係数 [g/km・台] 0.160 【小型車類】 0.009 従来値 0.008 SPM排出係数 [g/km・台] 0.010 更新値 0.007 0.006 平均81%減 0.005 0.004 0.003 0.002 40 60 80 100 120 【大型車類】 0.140 100 120 従来値 更新値 0.120 0.100 平均90%減 0.080 0.060 0.040 0.020 0.001 0.000 0.000 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 平均旅行速度 [km/h] 平均旅行速度 [km/h] 排出係数の縦断勾配による補正係数 速度区分 低～中速 (60km/h未満) 中～高速 (60km/h以上) 低～中速 (60km/h未満) 中～高速 (60km/h以上) 勾配iの 適用範囲[%] 0＜i≦+4 -4≦i＜0 0＜i≦+4 -4≦i＜0 0＜i≦+4 -4≦i＜0 0＜i≦+4 -4≦i＜0 パラメータ更新後の年平均値から年間 98%値・ 年間2%除外値への換算式 表-4 NOx・SPMの旅行速度別自動車排出係数の新旧比較 表-2 大型 車類 換気塔におけるNO X変換式： [NO 2 ] T = 0.318 [NO X] T 0.801 ここで、 [NO X ] R：窒素酸化物の対象道路の寄与濃度(ppm) [NO 2 ] R：二酸化窒素の対象道路の寄与濃度(ppm) [NO X ] BG ：窒素酸化物のバックグランド濃度(ppm) [NO X ] T ： 窒 素 酸 化 物 の バ ッ ク グ ラ ウ ン ド 濃 度 と 対 象 道 路 の寄与道路の合計値(ppm) [NO 2 ] T ： 二 酸 化 窒 素 の バ ッ ク グ ラ ウ ン ド 濃 度 と 対 象 道 路 の寄与道路の合計値 (ppm) 平均旅行速度 [km/h] 平均旅行速度 [km/h] 小型 車類 [NO 2 ] R = 0.0714 [NO X ] R 0.438 ( 1 - [NO X] BG / [NO X ] T ) 0.801 平均74%減 0 120 パラメータ更新後の NOx変換式 更新値 0.00 0.00 車種 従来値 2.00 0.50 0.02 図-1 表-3 2.50 【小型車類】 0.14 NOx排出係数 [g/km・台] NOx排出係数 [g/km・台] 0.16 勾配補正係数 NOx SPM 1+0.40i 1+0.50i 1+0.08i 1+0.08i 1+0.31i 1+0.76i 1+0.16i 1+0.13i 1+0.52i 1+0.25i 1+0.15i 1+0.11i 1+0.49i 1+0.39i 1+0.20i 1+0.12i に 使 用 し た デ ー タ の 測 定 時 期 は 、 改 定 前 の 1995 年 ～ 2004年 か ら 改 定 後は 2001年 ～ 2010年 に 更新 二酸化窒素： [年間98%値] = a ([NO 2] BG + [NO2] R) + b a = 1.34 + 0.11･exp( -[NO 2] R / [NO 2] BG ) b = 0.0070 + 0.0012･exp( -[NO 2] R / [NO 2] BG ) 浮遊粒子状物質： [年間2%除外値] = a([SPM] BG + [SPM] R) + b a = 1.71 + 0.37･exp( -[SPM] Ｒ / [SPM] ＢＧ) b = 0.0063 + 0.0014･exp( -[SPM] R / [SPM] BG) ここで、 [NO 2] R：二酸化窒素の道路寄与濃度の年平均値 (ppm) [NO 2] BG： 二 酸 化 窒素 の バ ッ クグ ラ ウ ン ド 濃度 の 年 平 均 値 (ppm) [SPM] R ： 浮 遊 粒 子 状 物 質 の 道 路 寄 与 濃 度 の 年 平 均 値 (ppm) [SPM] BG：浮遊 粒子状物質 のバック グラウン ド濃度の年平 均値 (ppm) した。更新にあたっては、式形の変更を含めて検 討したが、検討の結果、式形は変更しないことと 表-5 自動車走行に係る大気質予測における大気安定 静穏時の取扱い 4) し た 。 パ ラ メ ー タ 更 新 後 の NOx変 換 式 お よ び 年 間98%値換算式を表-3および表-4に示す。 なお、これらの式は全国で標準的に用いられる 前提で作成したが、当該地域の大気濃度データを 用いて固有の式を作成することもできる。 2.3 沿道大気調査結果等に基づく解説の追記 今回の改定で追記したいくつかの解説のなかか ら、 ここでは大 気安定 ※ 発生 頻度に関す るもの を 紹介する。現在の自動車走行に係る大気質予測に お け る大 気安 定静 穏時 の取 扱 いは 表 -5 4) のと おり － これ まで の沿 道拡 散実 験結果 より 、道 路近 傍に おけ る 大 気 安定 度の 拡散 幅へ の影 響は 全 体的 に小 さか った こ と か ら、 道路 寄与 濃度 の年 平均 値 を算 出す る際 に用 い る プ ルー ム式 ・パ フ式 の拡 散幅 は 大気 安定 度別 に設 定 す る 必要 はな い。 ただ し、 弱風 時 にお ける 鉛直 方向 の 拡 散 幅に つい ては 昼夜 で有 意な 差 が認 めら れる こと か ら 、 夜 間 に お い て 小 さ い (す な わ ち 、 拡 散 し に く い )値 を用いる。 － 年 間 98%値 換 算 式 及 び NOx 変 換 式 は 、 様 々 な 地 形 性 を 有 す る箇 所に おけ る大 気濃 度デ ー タか ら作 成さ れて い る こ とか ら、 大気 安定 静穏 時の 影 響も 包括 的に 含ま れ ている。 であり、基本的には必要な考慮がなされている。 と お り 、 N O 2 濃 度 の 1時 間 値 は 大 気 安 定 に よ る バックグラウンド濃度の上昇により増加するも ※ 土木用語解説：大気安定 － 19 － NO2濃度(ppm) >1.8 >1.6 >1.4 >1 >1.2 >0.8 >0.6 >0.4 >0 測 へ の 大 気 安 定 影 響 を 確 認 し た と こ ろ 、 図 -2の >0.2 0.000 >-0.2 0% >-0.4 0.010 >-0.6 0.020 10% >-1 20% >-0.8 0.030 >-1.2 30% >-1.4 ～ 2010年 度 に か け て 実 施 し た 4 ) 。 沿 道 大 気 質 予 0.040 年平均濃度への寄与率 >-1.6 し た 通 年 気 象 観 測 お よ び そ の 関 連 性 分 析 を 2007 気温差別平均NO2濃度 >-2 ら、国総研では高度別気温差を大気安定の指標と 0.050 出現頻度 40% >-1.8 の関連性は十分に確認されてはいなかったことか 50% 出現頻度 or 寄与率 しかし、大気安定の発生頻度と沿道大気質濃度と 気温差(℃) 図-2 大気安定状況別NO2 濃度と年平均濃度への寄与率 (寄与率は出現頻度×濃度／年平均濃度) 土木技術資料 55-6(2013) のの、大気安定の出現頻度は年間では中立状態 示す。調査対象工事の施工場所は、関東管内とし に 比 べ 圧 倒 的 に 少 な い こ と か ら 、 NO 2 濃 度 の 年 た 。 基 礎 ･裏込 め 砕 石工お よ び 路 盤工 の 基 本的 な 平均値への影響はほとんど見られなかった。解 施工手順は、 材料投入 → 敷均し（不陸整正） → 説では 、「沿道およ び道路から 約 200～ 300m離 れ 締固め（転圧） であり、この一連の作業が繰り た背後地における大気安定の発生頻度やその状況 返される。使用された主たる建設機械の施工状況 を、鉛直方向の気温差を指標として通年の現地観 を図-3 および図-4に示す。 測により確認したところ、強安定の発生頻度は、 ②測定方法 騒音および振動は計量法に基づく検定に合格し 背後地に比べて、沿道周辺では少ない状況であっ た精密騒音計および振動計で測定した。降下ばい た。」と追記した。 3．建設機械稼働に係る騒音・振動・粉じん 等の予測に用いる工種別データの追加 環境影響評価において予測・評価する環境要素 のなかで、建設機械の稼働に係る騒音・振動・粉 じんは、ホーローバットに降下した量を測定した。 測定では微風向風速計および温湿度計を併用した。 測定点の数は、騒音、振動、および降下ばいじん で 5～7 点、8 点、および 11 点を基本とした。 3.2 騒音の測定値 じ ん等 *1 につ いて は、 設定 した 工事 の種別 (以下 、 騒 音 の 予 測 式 を 表 -8 の 上 段 と し 、 現 場 で 測 定 「工種」という)に応じて予測することが必要であ した変数から予測用のパラメータを解析した。 る。このため、技術手法においては、予測に必要 今回の改定では現場ごとの解析値を平均した値 となるパラメータを現場での測定値に基づいて掲 (表-9 のゴシック)を追記した。 載している。今回の改定では施工実績が多い表-6 表-7 の工種・環境要素を追記した。以下、現地調査か 工種 ら記載値の設定までの概要を述べる。 3.1 工事の現地調査 ユニット 基 礎 ・ 裏 込 裏込め砕石 め砕石工 基礎砕石 ①工種・環境要素および数量 現地調査の工種、環境要素および数量を表-7に 路盤工 表-6 追記する工種・環境要素 路盤工 予測式 環境要素 騒音、振動、降下ばいじ ん *1 降下ばいじん *1 パラメータ ランマで締固め 基礎･裏込め砕石工（裏込め砕石） 基 礎 ・ 裏 込 め 砕石工 *2 路盤工（上層･下層路盤） ３ 騒音の測定値 L WAeff 現場１ 現場 2 平均 *3 105.9 100.3 103 ΔL ( L A5 -L WAeff ) 5.9 3.0 4 振動の予測式とパラメータ Lv = L0 − 15 log10 r / r0 − 8.68α (r − r0 ) 変数、定数 図-4 ４ L : 騒音レベルの計算値(dB) r : 距離(m) L WAeff : 工種別の実効騒音レベル(dB) ΔL : 実効騒音レベルを時間率騒音レ ベルに換算する補正量(dB) ユ ニ ッ ト 基 礎 ・ 裏 込 め 砕石工 表-10 タイヤローラで締固め ２ *3: dB 値相加平均 予測式 モータグレーダで敷均し ２ 騒音の予測式とパラメータ 表-9 図-3 降下ば いじん *2: 技術手法では、ユニット別の値を掲載している。 種別 バックホウで材料投入 振動 L = LWAeff − 20 log10 r − 8 + ∆L 変数 *1: 技 術 手法 にお いて 粉じん 等と して いる 項目 で予 測評 価し ているのは、降下ばいじん。 騒音 上層･下層路盤 表-8 工種 基礎・裏込め砕石工 現地調査の工種・環境要素 パラメータ *2 L v : 振動レベルの計算値(dB) r : 距離(m), 基準距離 r 0 =5m α: 内部減衰係数，α=0.01 dB/m L 0 : 工種別の基準点振動レベル(dB) *2: 技術手法では、ユニット別の値を掲載している。 － 20 － 土木技術資料 55-6(2013) 表-11 振動の測定値 種別 ユニット 基礎・裏込 基礎・裏込 め砕石工 め砕石工 た値(表-13 のゴシック)を追記した。 L r0 4．おわりに 64 61 63 現場１ 現場 2 平均 *3 技術手法における自動車の排出係数および建設 機械稼働に係る騒音・振動・粉じん等の予測に用 *3: dB 値相加平均 表-12 予測式 い る 工種 別デ ー タを 改定し た 。 NOx の排 出 係数 C = ∑ ∫∫ a ⋅ (u / u0 ) d −1 し、SPM の排出係数は小型車類で約 81%、大型 −2 ⋅ (r / r1 ) dS 車 類 で 約 90%減 少 し た 。 建 設 機 械 の 工 種 別 デ ー R C: 降下ばいじん量(t/km2 ・8h) u : 風速(m/s), 基準風速 u 0 =1 m/s r : 距離(m), 基準距離 r 1 =1m d: 風向 R: 発生源領域 dS: 発生源の微小領域 a: 工種別の降下ばいじん量発生に関 するパラメータ(t/ km2 ・8h) 変数、定数 パラメータ は、小型車類で約 40%、大型車類で約 74%減少 降下ばいじんの予測式とパラメータ *2 タは、騒音で 1 工種、振動で 1 工種、および降 下 ば いじ んで 2 工 種 追加 し た。 今 後も 知 見の 進 展をふまえて技術手法を改定する。 謝 *2: 技術手法では、ユニット別の値を掲載している。 表-13 今回の道路環境影響評価の技術手法の改定にあ た っ て は 、東 京 情 報大 学総 合 情 報 学部 岡 本 眞一 降下ばいじんの測定値 種別 ユニット 基準降下ばいじん量a 基礎・裏込 め砕石工 基礎・裏込 め砕石工 現場１ 現場 2 現場 3 平均 現場１ 現場 2 現場 3 平均 アスファル ト舗装工・ コンクリー ト舗装工 路盤工(上 層・下層路 盤) 教 授 、 (独 )交 通 安 全 環 境 研 究 所 環 境 研 究 領 域 後 951 8,213 6,927 5,400 27,877 1,230 10,123 13,000 藤 雄 一 領 域長 、 東 京大 学生 産 技 術 研究 所 坂 本慎 一准教授、各々から貴重なご意見をいただいた。 ここに記して謝意を表す。 参考文献 3.3 振動の測定値 振 動 の 予 測 式 を 表 -10の 上 段 と し 、 現 場 で 測 定 した変数から予測用のパラメータを解析した。今 回の改定では現場ごとの解析値を平均した値(表11 のゴシック)を追記した。 3.4 降下ばいじんの測定値 降下ばいじんの予測式を表-12 の上段とし、現 場で測定した変数から予測用のパラメータを解析 した。今回の改定では現場ごとの解析値を平均し 土肥 学* 国土交通省総合政策局公共事 業企画調整課環境・リサイク ル企画室 調整官（前 国土交 通省国土技術政策総合研究所 環境研究部道路環境研究室主 任研究官） Manabu DOHI 辞 1） 国土技術政策総合研究所資料：道路環境影響評価の 技術手法（平成24年度版）、No.714、2013.3. http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0714.htm 2） 国土技術政策総合研究所資料：道路環境影響評価等 に用いる自 動 車 排出 係 数 の算 定 根 拠 （ 平 成 22年 度 版）、No.671、2012.2. http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0671.htm 3）土肥学、曽根真理、瀧本真理：沿道大気質予測に用 いるNOx・PM等自動車排出係数の更新について、 土 木 技 術 資 料 、 第 54 巻 、 第 4 号 、 pp.34 ～ 39 、 2012. 4）国土技術政策総合研究所資料：大気安定静穏発生に よる沿道大気質濃度および沿道大気質予測への影響 に関する検証、No.672、2012.3. http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0672.htm 吉永弘志 ** 国土交通省国土技術政策総合 研究所道路研究部道路環境研 究室主任研究官、博士(工学) Dr. Hiroshi YOSHINAGA － 21 － 角湯克典 *** 国土交通省国土技術政策総合 研究所道路研究部道路環境研 究室長 Katsunori KADOYU
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