DE69434631T2

DE69434631T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Verdichtungsgrads einer Bodenfläche

Info

Publication number: DE69434631T2
Application number: DE69434631T
Authority: DE
Inventors: Ake SANDSTRÖM
Original assignee: Geodynamik H Thurner AB
Current assignee: Geodynamik H Thurner AB
Priority date: 1993-04-29
Filing date: 1994-04-29
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2014-04-30
Also published as: SE9301463L; EP0698152A1; EP0698152B1; JP3657981B2; ATE317930T1; SE9301463D0; SE501234C2; DE69434631D1; JPH08510807A; ES2257736T3; WO1994025680A1; US5942679A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Messung und Dokumentierung von Ergebnissen von Verdichtungsarbeit und auf die Kontrolle einer Walzen-Verdichtungsmaschine beim Verdichten einer aufgetragenen Bodenfläche, insbesondere Asphalt, und insbesondere ist sie auf Verfahren und Vorrichtungen bezogen, die an der Verdichtungsmaschine zur Messung, Dokumentation und Kontrolle der Verdichtungsarbeit angeordnet sind, um ein gleichmäßiges Ergebnis der Verdichtungsarbeit sicherzustellen.
Hintergrund der Erfindung
Für die Verdichtung von Erde existiert seit einer Anzahl von Jahren eine Vorrichtung, die auf verschiedenen Arten von Verdichtungsanzeigeinstrumenten oder Messvorrichtungen basiert. Eine Dokumentation wird normalerweise durch Vorrichtungen durchgeführt, die ein zusammenfassendes Bild des Ergebnisses zeigen, während gleichzeitig die entsprechenden Daten auf einem geeigneten Medium gespeichert werden. Eine weitere Verarbeitung und eine Eingabe der erhaltenen Messergebnisse in eine geeignete Datenbank kann danach in einen an einer anderen Stelle angeordneten Personal Computer durchgeführt werden. In Bezug auf die Verdichtung von Asphalt können die aus der Verdichtung von Erde bekannten Methoden nicht ohne notwendige Überlegungen übertragen werden. Dies ist hauptsächlich aus zwei Gründen der Fall:

1. Es existiert noch keine funktionierende Verdichtungsmessvorrichtung, die die Ergebnisse des Verdichtens der Asphaltschicht ausgibt, so wie sie stetig direkt von der Verdichtungsmaschine gemessen werden. Die Nuklearmessvorrichtungen, welche bekannt sind und an der Verdichtungsmaschine selbst anzubringen sind, haben einen eingeschränkten Einsatzbereich, da sie eine lange Integrierzeit benötigen, um genaue Informationen zu produzieren, und da ihre Verwendung durch die von den Behörden aufgrund der Strahlung vorgeschriebenen Einschränkungen verhindert wird.
2. Beim Verdichten von Asphalt ist es nicht möglich, die Bewegung der Verdichtungsmaschine zu steuern, sodass eine große rechteckige Oberfläche in einen fertigen Zustand verdichtet werden könnte, bevor die Verdichtungsmaschine zum Verdichten einer anderen großen rechteckigen Fläche verwendet wird. Stattdessen wird die Verdichtung von Asphalt stetig durchgeführt, wobei der Auftrag des Asphalts von einem Straßenfertiger (Teermaschine) begleitet wird, welcher sich mit einer ungefähr gleichmäßigen Geschwindigkeit über eine Entfernung, die oft mehrere hundert Meter erreichen kann, stetig vorwärts bewegen kann. Ein Stop des Straßenauftrags (Teerens) tritt normalerweise nur bei Pausen ein und wenn die Zufuhr von neuer Asphaltmischung ausfällt.

Bei der Verdichtung von Asphalt folgt die Verdichtungsmaschine daher dem Straßenfertiger entsprechend einem Schema mit eingeschränkten Möglichkeiten der Änderung. Eine Nachverdichtung einiger Bereiche, an denen ein zu geringer Verdichtungsgrad entdeckt worden ist, kann im Allgemeinen nur durchgeführt werden, wenn mehr als eine Verdichtungsmaschine zur Verfügung steht.
Es ist auch vorteilhaft, Zugang zu einer Vorrichtung zu haben, welche die durchgeführte Verdichtungsarbeit dokumentieren kann und welche zusammen damit alle relevanten Betriebsparameter speichert.
Selbst wenn es begrenzte Möglichkeiten gäbe, Fehler zu korrigieren, indem man die Verdichtungsmaschine schlecht bearbeitete Asphaltabschnitt im Nachhinein verdichten lässt, kann es von großem Wert sein, wenn das System hintereinander stetige Information erzeugt, anhand derer es möglich ist, jene Betriebsparameter einzustellen, die eingestellt werden können, sodass das Ergebnis der Verdichtungsarbeit sukzessive einem optimalen Ergebnis zustreben kann. Einstellbare Parameter können die Entfernung oder die Hublänge sein, über welche die Verdichtungsmaschine verfährt, bevor sie ihre Laufrichtung umkehrt, um sich in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen, die eigenen inneren Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine und die Geschwindigkeit des Straßenfertigers.
Das US-Patent 4,103,554 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sicherstellen des Verdichtungsgrades eines Materialbetts unter Verwendung einer Verdichtungsmaschine mit einer Verdichtungsvorrichtung und einem daran angeschlossenen Vibrator. Signale von einem Umsetzer, der die Bewegung der Verdichtungsvorrichtung misst, und von einem Sensor, der die Bewegung der Vibration erfasst, können verarbeitet werden, um verschiedene Parameter zu erzeugen. Wenn z.B. Asphalt verdichtet wird, könnte so ein Parameter die relative Rate des Verdichtungsgrads während eines Überfahrens der Maschine über einen Bereich anzeigen. Mit der Kenntnis des Anstiegs des Verdichtungsgrades in Bezug auf die Anzahl der Überfahrten, kann dieser Parameter in Verbindung mit mindestens einem anderen Signal ein Maß für den absoluten Verdichtungsgrad bereitstellen, der von der Maschine während dem in Betracht gezogenen Überfahren bereitgestellt wird.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Messung des Verdichtungsgrads einer stetig aufgetragenen Schicht eines Materials bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Dokumentierung der Verdichtungsarbeit bereitzustellen, wenn eine stetig aufgetragene Schicht von Material verdichtet wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein System für die stetige Information an einen Benutzer bereitzustellen, wenn eine stetig aufgetragene Schicht von Material verdichtet wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Anzeige der Parameter bereitzustellen, die mit der Verdichtungsarbeit und dem erreichten Verdichtungseffekt zusammenhängen, wenn eine stetig aufgetragene Schicht von Material verdichtet wird, wodurch ein Benutzer die Betriebsparameter einstellen kann, um einen erwünschten Verdichtungseffekt auf jedem überfahrenen Flächensegment zu erzielen.
Entsprechend der Erfindung sind Verfahren und Vorrichtungen vorgesehen, mittels welcher die genannten Aufgaben gelöst werden können.
Bei der Messung des Verdichtungsgrades eines Abschnitts einer aufgetragenen Schicht eines heißen Materials, insbesondere Asphalt, welche sich nach deren Auftragen fortlaufend abkühlt und durch wiederholtes Überfahren mit einer Verdichtungsmaschine verdichtet wird, werden also für jeden Durchgang oder jedes Überfahren über den Abschnitt Variablen oder Parameter bestimmt, die nur in diesem Durchgang gültig sind, z.B. unter Verwendung verschiedener Messvorrichtungen und Sensoren, die auf der Verdichtungsmaschine angeordnet sind. Als eine Messung des Verdichtungsgrads des Abschnitts wird dann eine Gesamtkennziffer in Funktion dieser variablen Größen für alle durchgeführten Durchgänge bestimmt. Diese Funktion hängt geeignet von verschiedenen festen, äußeren Parametern ab, wie z.B. von der Art der Vibration der Verdichtungsmaschine, der Art des Materials/Asphaltmischung, der Dicke der aufgetragenen Schicht, der Bodentemperatur, der Temperatur der Umgebungsluft und der Windgeschwindigkeit.
Bevorzugt wird für jeden Durchgang eine teilweise Kennziffer als eine Funktion der Variablengrößen nur für diesen Durchgang bestimmt. Die Gesamtkennziffer wird dann als Funktion nur von, insbesondere der Summe von, den partiellen Kennziffern für jeden Durchgang bestimmt. Es kann beobachtet werden, dass eine Summe von Variablen einem Produkt von potentierten Variablen äquivalent ist.
Des Weiteren wird auch bevorzugt die Temperatur des Abschnitts bei jedem Durchgang über den Flächenabschnitt gemessen, so z.B. durch ein auf der Verdichtungsmaschine angeordnetes Thermometer. Die partiellen Kennziffern werden dann als Funktion der Temperatur des Abschnitts für den jeweiligen Durchgang bestimmt. Ebenso wird geeigneterweise die Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine für jeden Durchgang gemessen und dann kann die partielle Kennziffer für einen Flächenabschnitt als Funktion dieser Bewegungsgeschwindigkeit in dem jeweiligen Durchgang über den Flächenabschnitt bestimmt werden.
Für eine vibrierende Verdichtungsmaschine und für jeden überfahrenen Flächenabschnitt wird auch bevorzugt die Vibrationsfrequenz und/oder die Vibrationsamplitude der Verdichtungsmaschine mittels geeigneter Sensoren auf der Verdichtungsmaschine bestimmt. Die partielle Kennziffer eines Flächenabschnitts kann in diesem Fall als Funktion der Vibrationsfrequenz und/oder der Vibrationsamplitude beim Verfahren der Verdichtungsmaschine über den Flächenabschnitt bestimmt werden.
Die vorbestimmte Funktion ist in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Produkt von Funktionen, welche jeweils von nur einer der variablen Größen abhängt. Es sollte hier betont werden, dass für logarithmische Größen ein Produkt der Variablen äquivalent einer Summe ist.
Die Messung kann verwendet werden, um die Verdichtungsmaschine beim Verdichten der Schicht zu steuern, welche dann in einem heißen Zustand fortlaufend von einem vor der Verdichtungsmaschine befindlichen Straßenfertiger aufgetragen wird. Die Verdichtungsmaschine fährt über die Fläche hinter des Straßenfertigers, um die gerade aufgetragene Schicht zu verdichten. Für jede Einheitsfläche der von dem Straßenfertiger aufgetragenen Schicht, welche von der Verdichtungsmaschine überfahren wird, wird die Gesamtkennziffer als Funktion der Variablen für diese Einheitsfläche gemessen und auch von geeigneten Betriebsparametern der Verdichtungsmaschine und festen Werten für die Materialschicht bestimmt. Das Verfahren der Verdichtungsmaschine über die individuellen Flächen und die Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine können mithilfe der gemessenen Gesamtkennziffer gesteuert werden, sodass die Gesamtkennziffer zumindest einen vorbestimmten Wert für jede Einheitsfläche erreicht.
Bei der praktischen Arbeit fährt die Verdichtungsmaschine wiederholt über die Fläche hinter dem Straßenfertiger, und dann wird eine partielle Kennziffer für jede Einheitsfläche und für jeden Durchgang der Verdichtungsmaschine über diese Einheitsfläche als Funktion der für diese Einheitsfläche gemessenen variablen Größen und der Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine und möglicher anderer fester Parameter bestimmt. Die Gesamtkennziffer für jede Einheitsfläche wird als die Summe der partiellen Kennziffern, die für jeden Durchgang über die Einheitsfläche bestimmt werden, berechnet.
Die Gesamtkennziffer wird vorteilhafterweise durchgehend für jede Einheitsfläche berechnet und wird des Weiteren einem Benutzer der Verdichtungsmaschine angezeigt, sodass er in der Lage sein wird, die Verdichtungsmaschine so effizient wie möglich zu steuern. Die Gesamtkennziffer für jede Einheitsfläche wird dann geeignet auf einem Monitor oder Display angezeigt, der/die neben einem Fahrerplatz in der Verdichtungsmaschine platziert ist, in Form von Feldern, deren Position auf dem Display der wahren Position der Einheitsfläche entspricht und dazu proportional ist. Die Felder können in einer Licht- oder Farbintensität gezeigt werden, die zur für diese Einheitsfläche berechneten Gesamtkennziffer proportional ist, oder in einer Farbskala gezeigt werden, wobei diese Skala so angeordnet ist, dass sie den möglichen Gesamtkennziffern entspricht. Die Farbe wird dann so gewählt, dass sie der berechneten Gesamtkennziffer der Einheitsfläche entspricht.
Des Weiteren werden auch in geeigneten Speichervorrichtungen Daten beim Verdichten der Schicht gespeichert, welche fortlaufend vor der Verdichtungsmaschine, die sich über die Schicht bewegt, aufgetragen und von ihr verdichtet wird. Wie oben sind Sensoren und/oder Messvorrichtungen angeordnet, zur Messung der Variablen, welche nur für jeweils den von der Verdichtungsmaschine überfahrenen Flächenabschnitt gelten. Die Position der Verdichtungsmaschine zu jedem Zeitpunkt wird berechnet oder gemessen. Des Weiteren sind Speichervorrichtungen zur Speicherung von Datenwerten, zusammen mit der Position der Verdichtungsmaschine in Form geeigneter Koordinaten für jeden von der Verdichtungsmaschine überfahrenen Flächenabschnitt, angeordnet, welche die gemessenen Variablengrößen darstellen, sodass ein Datensatz, der die gemessenen Werte umfasst, für jedes Überfahren jedes Flächenabschnitts erhalten wird.
Sensoren und/oder Messvorrichtungen können wie oben eine auf der Verdichtungsmaschine angeordnete Messvorrichtung umfassen, zur Messung der Oberflächentemperatur der aufgetragenen Schicht in dem Flächenabschnitt, welcher gerade von der Verdichtungsmaschine überfahren wird. Die gespeicherten Datenwerte umfassen dann die von diesem Sensor gemessene Temperatur für jeden Durchgang und für jeden Flächenabschnitt.
Eine Messvorrichtung kann auch zur Aufzeichnung der momentanen Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine angeordnet sein, und dann wird die Position der Verdichtungsmaschine zu jedem Zeitpunkt aus der aufgezeichneten Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine berechnet.
Des Weiteren kann eine Anzeige angeordnet sein, zum Anzeigen, ob die Verdichtungsmaschine vibriert wird oder nicht, und dann kann der Zustand der Vibration oder der Nicht-Vibration in die gespeicherten Datenwerte einbezogen werden.
Wenn die Verdichtungsmaschine vibriert oder von der vibrierenden Art ist, kann ein Sensor zur Anzeige der Frequenz der Amplitude der Vibration angeordnet werden, und in diesem Fall kann die Frequenz und die Amplitude der Vibration in die gespeicherten Datenwerte für jeden Flächenabschnitt einbezogen werden.
Aus den für einen Durchgang bestimmten Variablen kann eine partielle Kennziffer als Funktion der Variablen nur für diesen Durchgang bestimmt werden, und dann kann diese partielle Kennziffer in die gespeicherten Datenwerte einbezogen werden.
Eine Gesamtkennziffer kann als Funktion nur von, insbesondere der Summe von (entspricht dem Produkt für Werte, die potentiert wurden), den partiellen Kennziffern für jeden Durchgang bestimmt werden, und dann kann diese Gesamtkennziffer in die gespeicherten Datenwerte miteinbezogen werden.
Die Temperatur des Abschnitts kann für jeden Durchgang gemessen werden, und dann kann die partielle Kennziffer als Funktion der Temperatur des Abschnitts beim jeweiligen Durchgang bestimmt werden.
Die Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine kann auch für jeden Durchgang gemessen werden, und dann werden die partiellen Kennziffern als Funktion auch der Bewegungsgeschwindigkeit für den entsprechenden Durchgang bestimmt.
Die Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine kann auch für jeden Durchgang gemessen werden, und dann werden die partiellen Kennziffern als Funktion auch der Bewegungsgeschwindigkeit für den entsprechenden Durchgang bestimmt.
Eine Fahrerschnittstelle für die Kontrolle einer Verdichtungsmaschine, wenn eine Schicht verdichtet wird, die fortlaufend von einem vor der Verdichtungsmaschine fahrenden Straßenfertiger aufgetragen wird, umfasst daher allgemein Vorrichtungen zur Messung, Berechnung und jederzeitigen Anzeige auf einem Display von Symbolen, die den Straßenfertiger und die Verdichtungsmaschine selbst darstellen, wobei die Position dieser Symbole in Bezug zueinander dann proportional zu den wirklichen Positionen der Verdichtungsmaschine und des Straßenfertigers ist. Des Weiteren sind Eingabevorrichtungen zur Eingabe eines Startwerts für die Verdichtungsmaschine in Bezug auf den Straßenfertiger und für eine Berichtigung, für eine spätere Versetzung des angezeigten Symbols der Verdichtungsmaschine auf einen erwünschten Wert in Bezug auf den Straßenfertiger vorgesehen. Das den Straßenfertiger darstellende Symbol ist vorteilhafterweise fest an einer Seite oder einem Rand des Monitors gelegen.
Geeigneterweise weist das die Verdichtungsmaschine darstellende Symbol auf dem Bildschirm einen Abstand von dem den Straßenfertiger darstellenden Symbol auf, welcher proportional zur Warenentfernung der Verdichtungsmaschine von dem Straßenfertiger ist. Die seitliche Position des die Verdichtungsmaschine darstellenden Symbols kann als eine Position innerhalb eines von mehreren parallel verlängernden Feldern oder Wegen angezeigt werden, welche sich parallel zur Auftragsrichtung der Schicht bis zum Straßenfertiger, und senkrecht dazu erstrecken.
Bei einem Verfahren zum Steuern und/oder Beobachten einer Verdichtungsmaschine, insbesondere ihrer Position, beim Verdichten einer Schicht, die fortlaufend von einem Straßenfertiger aufgetragen wird, der sich vor der Verdichtungsmaschine bewegt, kann die Fahrerschnittstelle verwendet werden. Die Position der Verdichtungsmaschine in Bezug auf den Straßenfertiger ist dann jederzeit symbolisch auf einem Monitor durch ein die Verdichtungsmaschine darstellendes Symbol und ein den Straßenfertiger darstellendes Symbol angezeigt, und die Relativposition dieser Symbole wird proportional die Positionen der Verdichtungsmaschinen und des Straßenfertiger in Bezug zueinander darstellen. Ein Benutzer wird durch Anschauen des Displays Informationen über den Relativabstand und die Relativposition der Verdichtungsmaschine in Bezug zum Straßenfertiger erhalten und kann die Bewegung und/oder die Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine steuern, z.B. den Vortrieb der Verdichtungsmaschine innerhalb jedes Wegs oder jeder Spur, wenn eine Änderung des Wegs durchgeführt werden soll, sodass die Verdichtungsmaschine so effizient wie möglich in der Lage sein wird, die aufgetragene Schicht zu verdichten.
Wie zuvor kann die momentane Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine gemessen werden und dann kann auch die Position der Verdichtungsmaschine zu jedem Zeitpunkt durch die Bewegungsgeschwindigkeit wie von der Verdichtungsmaschine gemessen, bestimmt werden. Dieser bestimmte Wert wird dann für eine weitere Bestimmung der Position des die Verdichtungsmaschine darstellenden, auf dem Display anzuzeigenden Symbols verwendet.
In dem Fall, in dem die Verdichtungsmaschine sich hin- und herbewegt, parallel zur Auftragsrichtung, bis zum Straßenfertiger und unter einem Abstand in einer Richtung rückwärts vom Straßenfertiger, kann natürlich die Position der Verdichtungsmaschine in Bezug auf den Straßenfertiger wie oben fortlaufend bestimmt und auf einem Display oder Monitor angezeigt werden. Ein Symbol, das die Verdichtungsmaschine auf dem Monitor darstellt, wird geeignet einen Abstand von einem den Straßenfertiger darstellenden Symbol aufweisen, welcher proportional zur gegenwärtigen Entfernung der Verdichtungsmaschine vom Straßenfertiger ist.
Die seitliche Position der Verdichtungsmaschinensymbolen kann als eine Position innerhalb eines von mehreren parallelen, länglichen Feldern oder Wegen angezeigt werden, die sich parallel zur Auftragsrichtung der Schicht bis zum Straßenfertiger und senkrecht dazu erstrecken.
In gewissen Fällen kann angenommen werden, dass die Verdichtungsmaschine jedes Mal ihre Richtung in im Wesentlichen denselben Abständen ändert, wenn sie sich dem Straßenfertiger annähert, und dann kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Straßenfertigers aus jenen Positionen bestimmt werden, an denen die Verdichtungsmaschine ihre Richtung in der Nähe des Straßenfertigers ändert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun als nicht beschränkende Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen
1A ein Blockdiagramm einer Vorrichtung bei einer Verdichtungsmaschine für die Steuerung und Dokumentation der Verdichtung einer aufgetragenen Asphaltschicht zeigt,
1B schematisch den vorderen Abschnitt einer Verdichtungsmaschine zeigt,
2A bis 2C aufeinanderfolgende Monitorbilder zeigen, die zur Präsentation der Ergebnisse und zur Steuerung der Verdichtungsmaschine verwendet werden,
3 bis 5 Beispiele von Gewichtungskurven für das Verdichtungsergebnis zeigen, welche von der Temperatur der Asphaltmischung, der Bewegungsgeschwindigkeit und der Vibrationsfrequenz der Verdichtungsmaschine abhängen,
6 zwei Diagramme zeigt, oben die Gesamtkennziffer für einen betrachteten Flächenabschnitt als Funktion der Zeit und unten die Temperatur der Asphaltmischung innerhalb dieses Flächensegments als Funktion der Zeit,
7 schematisch die Organisation einer gespeicherten Liste von Verdichtungsdaten zeigt, und
8 ein Diagramm einer Kurve zeigt, welche die Verdichtungswirkung bei aufeinanderfolgenden Durchgängen veranschaulicht.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Steuerung und Dokumentation von Verdichtungsarbeit bei der Verdichtung einer aufgetragenen Schicht wie z.B. Asphalt ist in 1a gezeigt. Die Vorrichtung umfasst verschiedene Einheiten, die an und in einer Walzenverdichtungsmaschine angeordnet sind, siehe Objekt Nr. 2 in dem schematischen Bild der 1b, wobei die Maschine der statischen, vibrierenden oder oszillierenden Art ist. Der zentrale Teil der Vorrichtung ist eine Recheneinheit oder Prozessor 1, der in irgendeinem Gehäuse 4 in der Verdichtungsmaschine platziert ist. Die Recheneinheit 1 empfängt, wenn die Verdichtungsmaschine 2 läuft, fortlaufend Informationen von geeigneten Sensoren in Bezug auf verschiedene Parameter, die die Verdichtung einer aufgetragenen Asphaltschicht beeinflussen. Sie umfassen ein Thermometer 3 des infraroten Typs, angeordnet auf der Verdichtungsmaschine und die Oberflächentemperatur der aufgetragenen Masse in der Nähe der Verdichtungsmaschine messend, einen Sensor 5 für die Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine, welcher mit dem Antriebsmotor der Verdichtungsmaschine, möglichen Antriebsrädern der Verdichtungsmaschine oder der Verdichtungswalze selbst gekoppelt sein kann. Des Weiteren ist ein Lenksensor 7, im Allgemeinen Sensor zur Änderung des Wegs oder der Fahrbahn genannt, vorhanden, der angeordnet sein kann, um die Bewegungen des Lenkrads oder den Winkel eines Lenkstangenscharniers zu messen, und insbesondere solch eine Bewegung zu erfassen, die eine Änderung des Weges oder der Fahrbahn bedeutet. Des Weiteren gibt es eine gewisse Vorrichtung oder Schalter 9, der anzeigt, ob die Verdichtungswalze nur eine statische Verdichtungsarbeit durchführt oder ob sie vibriert wird. In dem Fall, in welchem sie vibriert wird, wird von mit 8 bzw. 10 bezeichneten Sensoren auch ein Signal bereitgestellt, das die Frequenz bzw. Amplitude der Vibration darstellt. Ein Sensor 11 kann auch angeordnet sein, um ein Signal bereitzustellen, welches eine Entfernung darstellt, d.h. die Entfernung von der Verdichtungsmaschine zu einem Straßenfertiger, der fortlaufend vor der Verdichtungsmaschine arbeiten soll und eine Asphaltschicht mit im Wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeit aufträgt. Schließlich kann auch ein Eingabeterminal oder ein Empfänger 12 vorhanden sein, um den Prozessor 1 mit kabellos übertragener Information zu versorgen, welche mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Straßenfertigers in Zusammenhang steht.
Die Recheneinheit 1 hat zusätzlich Zugang zu gespeicherten und vorher eingegebenen Daten in einer Speichereinheit 13. Diese Daten können über irgendeine Einheit 15 eingegeben worden sein, z.B. mit Hilfe einer Tastatur und/oder irgendeines magnetisch lesbaren Mediums wie z.B. einer Speicherkarte. Im letzteren Fall können die Eingabeeinheit 13 und die Speichereinheit 15 eine Vorrichtung sein.
Die Recheneinheit 1 führt für jeden Einheitsabschnitt oder Einheitsentfernung, über welche sie darüber fährt, z.B. für eine Entfernung von einem oder zwei Metern, Berechnungen durch, unter anderem der Position der Verdichtungsmaschine, insbesondere der Position der Verdichtungsmaschinen in Bezug auf dem Straßenfertiger, mithilfe von Daten, die hauptsächlich von den Sensoren 5 und 7 erhalten wurden. Es kann in Betracht gezogen werden, dass für diese Berechnungen auch andere Arten von Sensoren und Systemen verwendet werden können, die hier nicht gezeigt sind, z.B. Gyrosensoren, Empfänger von GPS-Signalen, Positionssignalen von fest lokalisierten Gesamtstationen (zielüberwachende geodetische Stationen für die Messung der Entfernung und Winkelposition), usw. Verschiedene Daten für jeden überfahrenen Abschnitt des jeweiligen Wegs oder der jeweiligen Fahrbahn werden in einer Speichereinheit 17 in Form einer Liste gespeichert, die schematisch in 7 illustriert ist. Gewisse tatsächliche Daten, auch für zuvor überfahrene Bereiche, werden permanent auf einem mit der Recheneinheit 1 verbundenen Monitor 19 angezeigt.
In 2A bis 2C sind aufeinanderfolgende Monitorbilder dargestellt, die auf dem Monitor oder dem Display 19 angezeigt werden sollen, welches in der Fahrerkabine der Verdichtungsmaschine, nicht gezeigt, platziert ist. Daher berechnet die Recheneinheit 1 die ganze Zeit auf Grundlage der Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine, so wie sie von den Signalen des Geschwindigkeitssensors 5 und der Information über Start- und Stoppzeiten und aus Zeiten für die Richtungsänderung, die von dem Lenksensor 7 erhalten wurden, ausgegeben werden, die Position der Verdichtungsmaschine, insbesondere die Position der Verdichtungsmaschine in Bezug zum Straßenfertiger. Der Straßenfertiger ist als längliches Feld 21 oben auf dem länglichen Monitorbild gezeigt, wobei das Feld 21 eine senkrecht zur Längsrichtung des gesamten Monitors 19 gelegene Längsrichtung aufweist. Senkrecht zum Symbol 21, welches den Straßenfertiger darstellt, erstrecken sich parallele Linien mit einem gleichmäßigen Abstand und sie erstrecken sich so in der Längsrichtung des Monitorbilds.
Dieser gleichmäßige Abstand stellt im Wesentlichen die Verdichtungsbreite dar, welche aus der Bewegung der Verdichtungsmaschine über den Asphalt erhalten wird. Die Region zwischen jeweils zweier dieser nebeneinanderliegenden, parallelen Linien stellt die Fahrspuren oder den Bereich für die Verdichtungsmaschine dar, wenn die Verdichtungsarbeit durchgeführt wird, und die Position der Verdichtungsmaschine ist als ein Symbol 25 auf einem solchen Pfad oder auf einer solchen Fahrbahn gezeigt. Wenn eine Entfernungsmessvorrichtung 11 auf der Verdichtungsmaschine angebracht ist, kann auch das Ausgangssignal davon verwendet werden, um die Position der Verdichtungsmaschine in Bezug auf den Straßenfertiger zu bestimmen, sodass eine korrekte Darstellung auf dem Display 19 gemacht werden kann. Es sollte betont werden, dass das Monitorbild die ganze Zeit die Relativposition der Verdichtungsmaschine in Bezug auf den Straßenfertiger anzeigt. Eine Längenskala z. B. in Metern, kann auf der Seite des angezeigten Bilds vorgesehen sein, welches die Wege oder Fahrbahnen anzeigt.
Die gesamte gefahrene Wegstrecke der Verdichtungsmaschine von deren Start an wird als eine Anzeige der Zahl von Metern beim Bezugszeichen 20 innerhalb des Felds 21, das den Straßenfertiger symbolisiert, angezeigt.
Checkpunkte wie z.B. Pflöcke oder Pfähle oder ähnliche Vorrichtungen, die an bestimmten Stellen neben der aufgetragenen Materialschicht platziert sind, können zur Korrektur dieser Anzeige der Position des Straßenfertiger verwendet werden.
Auch andere Parameter können auf dem Display 19 angezeigt werden, wie z.B. die berechnete Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine oder deren Geschwindigkeit, wie von der Einheit 12 erhalten, welche mit einer geeigneten Ziffer oder Figur bei Bezugszeichen 22 innerhalb des den Straßenfertiger darstellenden Symbols 21 angezeigt werden kann, die Temperatur der Asphaltschicht, die nahe der Verdichtungsmaschine gemessen wird, in Form einer geeigneten Thermometerskala, als 27 gezeigt, und die gegenwärtige Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine, ebenso in Form einer Balkenskala oder Thermometerskala bei 29 gezeigt. Auf oder neben dem Display sind manuelle Bedienvorrichtungen, wie z.B. Tasten, mit 31 bezeichnet, für eine manuelle Verschiebung des Verdichtungsmaschinensymbols 25 vorgesehen, sodass dessen Position entweder für die Anzeige einer Startposition zu Beginn des Auftrags der Asphaltschicht oder eines Starts des Verdichtungsvorgangs wie von der Verdichtungsmaschine durchgeführt, korrigiert werden kann. Des Weiteren ist eine Start- und Stopptaste 30 angeordnet, welche von dem Fahrer der Verdichtungsmaschine beim Start und Stopp des Straßenfertigers gedrückt werden soll.
Die Recheneinheit 1 führt eine Berechnung der Gesamtwirkung der Verdichtung auf jede Einheitsfläche der aufgetragenen Asphaltschicht durch. Eine Einheitsfläche ist hier äquivalent dazu, dass jeder Pfad oder jede Fahrbahn, über welche die Verdichtungsmaschine darüber fährt, aufgezeichnet wird und dass die Berechnung für feste, gefahrene Einheitsentfernungen wie z.B. ein oder zwei Meter gemacht wird. Allgemein resultiert die gesamte Verdichtungswirkung auf eine in Betracht gezogene Einheitsfläche aus der Tatsache, dass eine Anzahl von Überfahrten der Verdichtungsmaschine unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt wurden. Daher variiert die Temperatur der Asphaltmischung hinter dem Straßenfertiger und die Temperatur fällt allmählich aufgrund des Kühleffekts ab. Die Verdichtungswirkung für einen einzelnen durchgeführten Durchgang kann als eine Funktion der Temperatur, der Walzgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine und von konstanten Parametern der Verdichtungsmaschine wie z.B. Linienlast oder Walzgewicht, Walzendurchmesser und Vibrationsdaten angesehen werden. Die Verdichtungswirkung in verschiedenen Durchgängen der Verdichtungsmaschine über diese in Betracht gezogene Einheitsfläche kann als additiv angesehen werden, und daher als Summe für alle die durchgeführten Durchgänge und unabhängig vom Zeitunterschied zwischen den Durchgängen. D.h., dass für jeden Durchgang eine Berechnung der Verdichtungswirkung exakt für diesen Durchgang des Verdichtungsvorgangs auf jeder Einheitsfläche durchgeführt werden kann, nach welchem die gesamte Wirkung als Summe der berechneten teilweisen Verdichtungswirkungen erhalten wird und die gesamte Verdichtungswirkung dann als ein Maß des Verdichtungsgrades innerhalb der in Betracht gezogenen Einheitsfläche der aufgetragenen Schicht angezeigt wird.
Die konstanten Parameter der Verdichtungsmaschine erzeugen für eine gewisse Temperatur einer aufgetragenen Asphaltschicht einen Verdichtungseffekt, für welchen es möglich sein sollte, ihn mittels der gegebenen und bestimmten Werte zu berechnen. In 3 zeigt ein Diagramm, wie eine einfache Gewichtungsfunktion für den Einfluss der Temperatur der Masse im Prinzip aufgebaut sein könnte. Der Graph weist als Abszisse die Temperatur der Asphaltschicht und als Ordinate einen geschätzten Wert der Verdichtungswirkung bei der jeweiligen Temperatur auf. Die Ordinate des Graphs hat einen Maximalwert gleich 1 in einem Temperaturintervall, welches ideal für die ersten Durchgänge oder Überfahrten ist. Wenn die Temperatur von dem Idealwert gleich 1 abweicht, wird die Verdichtungswirkung des Durchgangs verringert und die Ordinate der Kurve hat einen niedrigeren Wert. Für eine ausreichende Abweichung kann sogar ein negativer Wert erreicht werden, selbst wenn er nicht in dem Graphen der 3 sichtbar ist. In 3 ist eine Gewichtungsfunktion illustriert, welche für die beiden ersten Durchgänge gültig ist, und eine andere Gewichtungsfunktion für alle folgenden Durchgänge. In einem bevorzugten Fall, hier nicht veranschaulicht, können selbst verschiedene Gewichtungsfunktionen für jeweils die ersten drei Durchgänge und eine separate Gewichtungsfunktion für alle nachfolgenden Durchgänge verwendet werden. Gewichtsfunktionen dieser Art können durch Erfahrung bestimmt werden und werden von Experimenten unterstützt.
Ähnlich Graphen können auf entsprechende Weise für den Einfluss auf das Verdichtungsergebnis von verschiedenen Verdichtungsmaschinenparametern wie z.B. Walzgeschwindigkeit, Amplitude und Frequenz konstruiert werden. Beispiele sind in den 4 und 5 veranschaulicht, wo eine Gewichtungskurve gezeigt ist, die von der Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine abhängt bzw. von der Frequenz der Vibrationsbewegung einer Vibrationsverdichtungsmaschine abhängt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann auch die Gewichtungskurve nach 4 für die Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit durch vier unterschiedliche Gewichtungsfunktionen für sowohl die ersten drei Durchgänge als auch eine einzelne für die nachfolgenden ersetzt werden.
Die verschiedenen Werte, die aus dem Ordinatenwert in den Kurven der in den 3 bis 5 veranschaulichten Arten erhalten werden, werden miteinander multipliziert, um eine partielle Kennziffer für einen bestimmten Durchgang und eine in Betracht gezogene Einheitsfläche zu erhalten. Solche eine partielle Kennziffer oder Anzahl von Punkten, die für jeden einzelnen Durchgang bestimmt wurde, werden dann sukzessive addiert, um eine gesamte Kennziffer oder eine Gesamtzahl von Punkten für jede Einheitsfläche zu produzieren.
Aus 3 und aus der begleitenden Diskussion ist offensichtlich, dass die Verdichtungswirkung für einen in Betracht gezogenen Flächenabschnitt und für einen bestimmten Durchgang nicht einzig von der Temperatur abhängt, sondern auch von der Vorgeschichte der Verdichtung des Abschnitts, d.h. in diesem Fall von der Ordnungszahl dieses Durchgangs.
Der partielle Beitrag zur Gesamtkennziffer, welcher für einen in Betracht gezogenen Flächenabschnitt und für einen bestimmten Durchgang erhalten wird, hängt im Allgemeinen ab von

1. Variablen oder messbaren Größen wie z.B. – die Temperatur des aufgetragenen Materials, – veränderliche Parameter der Verdichtungsmaschine wie z.B. die Bewegungsgeschwindigkeit, Vibrationsfrequenz, Vibrationsamplitude.
2. Parametern, welche für eine Verdichtungsarbeit beim Auftragen des Materials unter einer bestimmten Gegebenheit konstant sind, wie z.B. – Konstanten für die Masse wie z.B. die Art des Materials, die Dicke der aufgetragenen Schicht, – Konstanten für die Verdichtungsmaschine wie z.B. der Typ der Verdichtungsmaschine, die Linienlast, der Radius der Walztrommel, und – Wetter und Wind.
3. Der Vorgeschichte des in Betracht gezogenen Flächenabschnitts, in Form von – der Grad, zu welchem der Straßenfertiger das Material beim Auftragen des Materials verdichtet, – die Anzahl der durchgeführten Durchgänge vor dem in Betracht gezogenen Durchgang, – die Zeitintervalle zwischen den Durchgängen, – Werte für Variablen der zuvor durchgeführten Durchgänge.

Aus früherer Erfahrung bei der Verdichtung von Erde unter konstanten, anderen Bedingungen, ist bekannt, dass das Verdichtungsergebnis R oder die Gesamtkennziffer der Verdichtung ungefähr proportional zum Logarithmus der Zahl (p) von Durchgängen ansteigt, siehe 8. Das Verdichtungsergebnis E der partiellen Kennziffer für einen bestimmten Durchgang mit Ordnungszahl p kann dann ausgedrückt werden als
Es kann als wahr angenommen werden, wenn der Boden oder die Oberflächenschicht vor dem ersten Durchgang vollkommen unverdichtet ist. Normalerweise tritt eine gewisse Vorverdichtung auf oder ist vorhanden, welche von dem Straßenfertiger des Materials hergestellt wird. Sie variiert in Abhängigkeit der Art des Straßenfertigers, wie z.B. wenn sie der rammenden Art, ein vibrierender Schlitten usw. ist. Um die Wirkung eines gewissen Verdichtungsmaschinendurchgangs zu beschreiben, kann die partielle Kennziffer für einen Durchgang mit der Ordnungszahl p dann anstatt dessen geschrieben werden als
wobei p₀ eine Maß des Vorverdichtungsgrades ist, ausgedrückt durch die Zahl von äquivalenten Verdichtungsmaschinendurchgängen. Eine Betrachtung des allgemein verringerten Verdichtungseffekts für spätere Durchgänge ist bereits für die Graphen im Diagramm nach 3 gemacht worden, wo der Maximalwert der Gewichtungskurve für Durchgänge mit Ordnungszahl bis einschließlich dem dritten Durchgang kleiner ist als der Maximalwert für die Gewichtungskurven, die für die ersten beiden Durchgänge gültig sind. Jedoch kann es vorteilhaft sein, diese zwei Effekte zu trennen, sodass die Graphen der 3 alle denselben Maximalwert haben, z.B. gleich 1, was durch den in gepunkteter Linie gezeichneten Graphen für die Durchgänge ab einschließlich dem dritten veranschaulicht ist. Dann werden wie oben zum Erhalten der partiellen Kennziffer für ein gewisse in Betracht gezogene Einheitsfläche die verschiedenen Faktoren multipliziert, welche von den Graphen derart wie in 3, 4 und 5 illustriert erhalten wurden und auch ein allgemeiner Verringerungsfaktor, der aus Gleichung 2 mit einer geeigneten Wahl der Konstante p₀ erhalten wurde.
In 6 im oberen Diagramm ist die Gesamtkennziffer für einen in Betracht gezogenen Flächenabschnitt als Funktion der Zeit gezeigt. In dem unteren Diagramm ist die Temperatur des Asphalts innerhalb dieses Flächenabschnitts als Funktion der Zeit gezeigt. Die Temperaturkurve ist eine stetig fallende Funktion und die Gesamtkennziffer steigt schrittweise für jeden Durchgang an, welcher zu den Zeiten t₁ bis t₄ durchgeführt wird, wobei größere Schritte für die ersten Durchgänge verwendet werden, wenn der Asphalt einen niedrigen Grad der Verdichtung aufweist, und noch heiß ist, und kleinere Schritte für die späteren Durchgänge verwendet werden.
Auf dem Monitor 19 und innerhalb der Flächenabschnitte der verschiedenen Wege oder Bahnen, welche von der Verdichtungsmaschine überfahren werden, ist die berechnete Gesamtzahl von Punkten für jede Einheitsfläche oder jede Einheitsentfernung mit einer variierenden Lichtintensität, wie z.B. einer Grauskala veranschaulicht. Die Grauheit jedes Flächenabschnitts kann als Darstellung des Verhältnisses der erreichten Gesamtzahl von Punkten zu einer minimalen Anzahl von Punkten gezeigt werden, welche für die Asphaltschicht erreicht werden muss, sodass deren Verdichtung als akzeptabel angesehen werden sollte. Die von der Verdichtungsmaschine überfahrenen Oberflächenabschnitte sind in den Monitorbildern der 2A und 2B oben in verschiedenen Grauschattierungen gezeigt und unten in diesen Bildern stellen die homogenen grauen Flächenabschnitte eine Grundfläche dar, welche nicht verdichtet wurde, sondern „vorne" platziert ist, wenn in Auftragsrichtung für die Schicht betrachtet. Solch ein gleichmäßig grauer Oberflächenabschnitt ist in der 2C nicht dargestellt, da dieses Monitorbild für eine Zeit gültig ist, zu der die Verdichtungsmaschine während dieses Vorgangs Zeit gehabt hatte, eine lange longitudinale Region zu verdichten. Daher zeigen die 2A bis 2C das Verdichtungsergebnis zu drei aufeinanderfolgenden Zeiten. Statt Intensitäten auf einer Grauskala zu verwenden, können auch Farben einer geeigneten Farbskala verwendet werden, wenn ein Farbmonitor verwendet wird. Eine andere Alternative kann sein, digitale Zahlenwerte der Gesamtkennziffer für jedes Flächensegment zu verwenden.
Der Fahrer der Verdichtungsmaschine kann diese Information, die in den verschiedenen Graustufen des Anzeigebildes enthalten ist, verwenden, um die Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine, den Vortrieb für die Versetzung innerhalb des jeweiligen Wegs oder der jeweiligen Bahn und möglicherweise andere Verdichtungsmaschinenparameter einzustellen, um das Ergebnis der Verdichtungsarbeit zu optimieren, insbesondere um die erwünschte minimale Anzahl von Punkten für jeden Flächenabschnitt zu erreichen. Der Fahrer kann auch eine niedrigere Geschwindigkeit des Straßenfertigers verlangen, falls es scheint, dass er keine ausreichende Anzahl von Punkten für die Verdichtung nicht erreichen kann, oder im Gegenteil den Straßenfertiger ersuchen kann, seine Geschwindigkeit in dem Fall zu erhöhen, wenn die minimale Anzahl von Punkten für den Verdichtungsgrad leicht erreicht werden kann und so ein Überschuss von Verdichtungskapazität der Verdichtungsmaschine besteht.
Oben auf dem Bildschirm unter Bezugsziffer 35 sind Zahlenwerte gezeigt, die die bisher erzielte Gesamtkennziffer und die partiellen Kennziffern für genau jenen Flächenabschnitt darstellen, über welchen die Verdichtungsmaschine gerade darüber fährt, und unten ist die Zahl des Durchgangs gezeigt, welche gerade jetzt von der Verdichtungsmaschine durchgeführt wird, berechnet ausgehend von einschließlich dem ersten Durchgangs.
Vor dem Beginn des Auftrags einer Asphaltschicht und deren Verdichtung durch die Verdichtungsmaschine werden im Vorfeld aus Zwecken der Dokumentierung des Objekts und um eine Basis für die Berechnung der Gewichtungskurven zu bilden, eine Projektidentifikation und Projektdaten eingegeben, Daten für die Verdichtungsmaschine, Daten für die Asphaltschicht wie z.B. ihr Typ, ihre Dichte, usw., und die geplante Geschwindigkeit des Straßenfertigers, wobei die Information in allen ihren essentiellen Teilen in dem Speicher 17 gespeichert wird, siehe insbesondere die oberen Felder in der Liste der 7. Die meisten dieser Werte müssen nicht geändert werden, solange die Verdichtungsmaschine dieselbe Art von Verdichtungsarbeit durchführt. Jedoch muss vor jedem Arbeitsdurchgang der Fahrer der Verdichtungsmaschine den Startabschnitt eingeben und weiter die Pfeiltasten 31 auf dem Monitor 19 benutzen, um die aktuelle Position der Verdichtungsmaschine in Bezug auf den Straßenfertiger einzustellen, d.h. auf welchem Weg oder welcher Bahn die Verdichtungsmaschine steht, und die Entfernung in Metern von der Verdichtungsmaschine zum Straßenfertiger. Dann drückt der Fahrer die Taste 33 zum Starten/Stoppen, wenn der Straßenfertiger beginnt, Asphalt aufzutragen. Während des Durchgangs werden dann, in den unten in der 7 veranschaulichten Feldern, die verschiedenen gemessenen und bestimmten Parameter als eine Funktion der Position der Verdichtungsmaschine gespeichert, d.h. Parameter für jede Position der Verdichtungsmaschine, welche z.B. von dem in Metern innerhalb eines Wegs oder einer Bahn angezeigten Abschnitt eingegeben ist und die Wegnummer mit einer Nummerierung der Wege, z.B. von der linken in den Monitorbildern der 2A bis 2C. Die Parameter können die gemessene Temperatur, die Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine über den Flächenabschnitt, Vibration oder keine Vibration, bei Vibration die Vibrationsfrequenz und Amplitude, die berechnete partielle Kennziffer für diesen Durchgang umfassen. Des Weiteren wird auch die berechnete Gesamtkennziffer für jeden Flächenabschnitt gespeichert, in der Figur des Datensatzes dargestellt von der Zeile mit den Titel „gesamt", eingegeben in das Feld für die Anzahl des Durchgangs. In der Figur sind eingegebene Daten durch Punkte (.) bezeichnet.
Die Verdichtungsmaschine überfährt also den ersten gegenwärtigen Weg oder Bahn, führt eine Richtungsänderung durch und wenn die Verdichtungsmaschine zum ersten Mal ihre Richtung an einer Stelle nahe bei dem Straßenfertiger ändert, sollte der Fahrer der Verdichtungsmaschine wenn nötig die Position des Verdichtungsmaschinensymbols 25 in Bezug zum die thermischen im darstellen Symbol 21 einstellen, sodass eine Übereinstimmung mit der Wirklichkeit erhalten wird. Für jede nachfolgende Änderung der Richtung an einer Stelle nahe bei dem Straßenfertiger berechnet die Recheneinheit 1 die durchschnittliche Geschwindigkeit des Straßenfertigers wie aus der vorherigen Richtungsänderung bei dem Straßenfertiger entnommen und frischt dann den entsprechenden Zahlenwert, der innerhalb des Straßenfertigersymbols 21 auf dem Schirm 19 angezeigt wird, auf. Alternativ kann das Signal von einer Entfernungsmessvorrichtung 11 und/oder Informationen in Bezug auf die Geschwindigkeit des Straßenfertigers wie von der Einheit 12 (1a) erhalten verwendet werden, um die korrekten Positionen und Entfernungen zu bestimmen.
Es kann erwähnt werden, dass wenn alle der Gewichtungsfunktionen wie oben erwähnt über deren Definitionsgebiete den konstanten Wert 1 erhalten, auch die Funktion E (vergleiche Gleichung (2)), welche nur von der Ordnungszahl der Durchgänge abhängt, auf dem Monitor 19 in verschiedenen Wegen und Spuren, Felder mit Grautönen von verschiedener Intensität angezeigt werden, welche nur die Anzahl der Durchgänge anzeigen, die über jeder Einheitsfläche durchgeführt wurde. Es kann für eine schnelle Auswertung der Verdichtungsarbeit von Wert sein.

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Verdichtungsgrads eines Abschnitts einer aufgetragenen Schicht eines heißen Materials, insbesondere Asphalt, welche sich nach deren Auftragen fortlaufend abkühlt und durch wiederholtes Überfahren mit einer Verdichtungsmaschine (2) verdichtet wird, wobei das Verfahren für jedes Überfahren des Abschnitts das Messen von eine Verdichtungswirkung definierenden Werten umfasst und, auf Grundlage der gemessenen Werte, das Bestimmen einer partiellen Verdichtungswirkung oder einer partiellen Kennziffer für diesen Durchgang und Abschnitt, und, als Maß des Verdichtungsgrads des Abschnitts, das Bestimmen der gesamten Verdichtungswirkung oder einer Gesamt-Kennziffer des Abschnitts als Summe der partiellen Verdichtungswirkungen beziehungsweise der partiellen Kennziffern des Abschnitts für alle durchgeführten Durchgänge umfasst.
Verfahren zum Steuern einer Verdichtungsmaschine (2), die einen Abschnitt einer aufgetragenen Schicht eines heißen Materials, insbesondere Asphalt, verdichtet, welche sich nach deren Auftragen fortlaufend abkühlt und durch wiederholtes Überfahren mit der Verdichtungsmaschine (2) verdichtet wird, wobei das Verfahren für jedes Überfahren des Abschnitts das Messen von eine Verdichtungswirkung definierenden Werten umfasst und, auf Grundlage der gemessenen Werte, das Bestimmen einer partiellen Verdichtungswirkung oder einer partiellen Kennziffer für diesen Durchgang und Abschnitt, und, als Maß des Verdichtungsgrads des Abschnitts, das Bestimmen der gesamten Verdichtungswirkung oder einer Gesamt-Kennziffer des Abschnitts als Summe der partiellen Verdichtungswirkungen beziehungsweise der partiellen Kennziffern des Abschnitts für alle durchgeführten Durchgänge umfasst, und das Steuern von Lauf und Betriebsparametern der Verdichtungsmaschine (2) unter Benutzung der gesamten Verdichtungswirkung oder der Gesamt-Kennziffer, um die gesamte Verdichtungswirkung oder die Gesamt-Kennziffer zumindest einen vorbestimmten Wert für den Abschnitt erreichen zu lassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bestimmens der partiellen Verdichtungswirkung oder der partiellen Kennziffer für ein Überfahren des Abschnitts die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer ebenfalls auf Grundlage der Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine (2) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bestimmens der gesamten Verdichtungswirkung oder der Gesamt-Kennziffer als Summe der partiellen Verdichtungswirkungen beziehungsweise der partiellen Kennziffern die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer für jeden Durchgang vor dem Bestimmen der Summe durch einen Reduzierungsfaktor reduziert wird, der von der Reihenfolgen-Nummer des Durchgangs abhängt, für den die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer bestimmt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Messens von eine Verdichtungswirkung definierenden Werten für jedes Überfahren des Abschnitts und des Bestimmens, auf Grundlage der gemessenen Werte, einer partiellen Verdichtungswirkung oder einer partiellen Kennziffer für diesen Durchgang und Abschnitt, die Temperatur des Abschnitts gemessen wird und die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer auf Grundlage der gemessenen Temperatur bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Messens von eine Verdichtungswirkung definierenden Werten für jedes Überfahren des Abschnitts und des Bestimmens, auf Grundlage der gemessenen Werte, einer partiellen Verdichtungswirkung oder einer partiellen Kennziffer für diesen Durchgang und Abschnitt, die Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine (2) gemessen wird und die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer auf Grundlage der gemessenen Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, für eine Verdichtungsmaschine (2) der vibrierenden Art, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Messens von eine Verdichtungswirkung definierenden Werten für jedes Überfahren des Abschnitts und des Bestimmens, auf Grundlage der gemessenen Werte, einer partiellen Verdichtungswirkung oder einer partiellen Kennziffer für diesen Durchgang und Abschnitt, die Vibrationsfrequenz der Verdichtungsmaschine (2) bestimmt wird und die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer auf Grundlage der bestimmten Vibrationsfrequenz bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, für eine Verdichtungsmaschine (2) der vibrierenden Art, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Messens von eine Verdichtungswirkung definierenden Werten für jedes Überfahren des Abschnitts und des Bestimmens, auf Grundlage der gemessenen Werte, einer partiellen Verdichtungswirkung oder einer partiellen Kennziffer für diesen Durchgang und Abschnitt, die Vibrationsamplitude der Verdichtungsmaschine (2) bestimmt wird und die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer auf Grundlage der bestimmten Vibrationsamplitude bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bestimmens der partiellen Verdichtungswirkung oder der partiellen Kennziffer auf Grundalge der gemessenen Werte, die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer als Produkt von Funktionen berechnet wird, welche jede nur von einem gemessenen Wert oder von einem Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine (2) abhängt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 9, umfassend ebenso das Steuern der Verdichtungsmaschine (2) beim Verdichten einer Schicht, welche in einem heißen Zustand fortlaufend von einer vor der Verdichtungsmaschine fahrenden Teermaschine (Pflasterungsmaschine) aufgetragen wird, wobei die Verdichtungsmaschine über die Fläche hinter der Teermaschine fährt, um die eben aufgebrachte Schicht zu verdichten, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einheitsfläche der von der Teermaschine aufgebrachten Schicht, die von der Verdichtungsmaschine (2) überfahren wird, als Abschnitt genommen wird, für den die Verdichtungswirkung oder die Gesamt-Kennziffer bestimmt wird und dass der Lauf der Verdichtungsmaschine (2) über die einzelnen Einheitsflächen und die Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine so gesteuert werden, dass die gesamte Verdichtungswirkung oder die Gesamt-Kennziffer jeweils für jede Einheitsfläche zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Verdichtungswirkung oder die Gesamt- Kennziffer fortlaufend für jede Einheitsfläche bestimmt wird und einer Bedienungsperson der Verdichtungsmaschine (2) angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Verdichtungswirkung oder die Gesamt-Kennziffer für jede Einheitsfläche auf einem neben dem für einen Fahrer der Verdichtungsmaschine (2) vorgesehenen Platz angebrachten Display (19) in Form von Feldern angezeigt wird, deren Position auf dem Display (19) der wahren Position der Einheitsfläche entspricht und dazu proportional ist, wobei diese Felder mit einer Licht- oder Farbintensität gezeigt werden, die zur für diese Einheitsfläche bestimmten gesamten Verdichtungswirkung oder zur Gesamt-Kennziffer proportional ist, und/oder in einer auf einer Farbskala gewählten Farbe gezeigt werden, wobei diese Farbskala so angeordnet ist, dass sie den möglichen gesamten Verdichtungswirkungen oder Gesamt-Kennziffern entspricht und die Farbe so gewählt ist, dass sie der bestimmten gesamten Verdichtungswirkung oder Gesamt-Kennziffer der Einheitsfläche entspricht.
Vorrichtung zur Bestimmung des Verdichtungsgrads eines Abschnitts einer aufgetragenen Schicht eines heißen Materials, insbesondere Asphalt, welche sich nach deren Auftragen fortlaufend abkühlt und durch wiederholtes Überfahren mit einer Verdichtungsmaschine (2) verdichtet wird, wobei die Vorrichtung umfasst: – erste Messvorrichtungen (3–12) zur Messung von eine Verdichtungswirkung definierenden Werten für jedes Überfahren des Abschnitts, und – Bestimmungsvorrichtungen zur Bestimmung einer partiellen Verdichtungswirkung oder einer partiellen Kennziffer für diesen Durchgang und Abschnitt auf Grundlage der gemessenen Werte, und, als Maß für den Verdichtungsgrad des Abschnitts, zur Bestimmung der gesamten Verdichtungswirkung oder der Gesamt-Kennziffer des Abschnitts als Summe der partiellen Verdichtungswirkungen beziehungsweise partiellen Kennziffern des Segments für alle durchgeführten Durchgänge.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungsvorrichtungen (1) so angeordnet sind, dass sie die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer für eine Überfahrung des Abschnitts auch auf Grundlage der Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungsvorrichtungen beim Bestimmen der gesamten Verdichtungswirkung oder der Gesamt-Kennziffer des Abschnitts als Summe der partiellen Verdichtungswirkungen oder partiellen Kennziffern für die Überfahrungen des Abschnitts so angeordnet sind, dass sie vor der Bestimmung der Summe jede der partiellen Verdichtungswirkungen oder der partiellen Kennziffern durch einen Reduzierungsfaktor reduzieren, der von der Reihenfolgennummer des Durchgangs abhängt, für den die jeweilige partielle Verdichtungswirkung oder partielle Kennziffer bestimmt wurde.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, – dass die ersten Messvorrichtungen (3–12) eine auf der Verdichtungsmaschine (2) angeordnete Vorrichtung (3) zur Messung der Temperatur des Abschnitts bei Überfahren durch die Verdichtungsmaschine aufweisen, und – dass die Bestimmungsvorrichtung (1) so angeordnet ist, dass sie die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer auf Grundlage der gemessenen Temperatur bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, – dass die ersten Messvorrichtungen (3–12) eine auf der Verdichtungsmaschine (2) angeordnete Vorrichtung (3) zur fortlaufenden Messung der Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine, und – dass die Bestimmungsvorrichtung (1) so angeordnet ist, dass sie die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer auf Grundlage der gemessenen Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, auch dazu gedacht, die Verdichtungsmaschine (2) beim verdichten einer Schicht zu steuern, wenn sie in einem heißen Zustand fortlaufend von einer vor der Verdichtungsmaschine fahrenden Teermaschine aufgebracht wird, wobei die Verdichtungsmaschine wiederholt über die Fläche hinter der Teermaschine fährt, um die eben aufgebrachte Schicht zu verdichten, dadurch gekennzeichnet, – dass die ersten Messvorrichtungen (3–12) und die Bestimmungsvorrichtung (1) so angeordnet sind, dass sie die Werte messen und die partielle Verdichtungswirkung oder die partielle Kennziffer und die gesamte Verdichtungswirkung oder die Gesamt-Kennziffer für jede Einheitsfläche der von der Teermaschine aufgebrachten und von der Verdichtungsmaschine (2) überfahrenen Schicht bestimmen, und – dass die Display-Vorrichtung (19) in einer Fahrerkabine der Verdichtungsmaschine (2) angeordnet ist, zur Anzeige der gesamten Verdichtungswirkung oder der Gesamt-Kennziffer der eben von der Verdichtungsmaschine überfahrenen Einheitsfläche, um es einem Fahrer der Verdichtungsmaschine zu ermöglichen, den Lauf der Verdichtungsmaschine über einzelne Einheitsflächen zu steuern und Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine zu steuern, so dass die gesamte Verdichtungswirkung oder die Gesamt-Kennziffer jeweils für jede Einheitsfläche zumindest einen vorbestimmten Wert erreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Display-Vorrichtung (19) so angeordnet ist, dass sie die gesamte Verdichtungswirkung oder die Gesamt-Kennziffer für jede Einheitsfläche in Form eines Felds in einer Fläche anzeigt, dessen Position auf der Fläche der wahren Position der Einheitsfläche entspricht und dazu proportional ist, wobei diese Felder mit einer Licht- oder Farbintensität gezeigt werden, die zur für diese Einheitsfläche bestimmten gesamten Verdichtungswirkung oder zur Gesamt-Kennziffer proportional ist, und/oder in einer auf einer Farbskala gewählten Farbe gezeigt werden, wobei die Farbskala so angeordnet ist, dass sie den möglichen gesamten Verdichtungswirkungen oder Gesamt-Kennziffern entspricht und die Farbe so gewählt ist, dass sie der bestimmten gesamten Verdichtungswirkung beziehungsweise Gesamt-Kennziffer der Einheitsfläche entspricht.