FI123605B

FI123605B - Menetelmä ja laitteisto liikenneväylän rakennekerroksen muodostamiseksi

Info

Publication number: FI123605B
Application number: FI20105598A
Authority: FI
Inventors: Timo Saarenketo
Original assignee: Roadscanners Holding Oy
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2013-08-15
Also published as: US20110295552A1; FI20105598A; EP2390623A2; EP2390623B1; FI20105598A0; DE11167195T8; EP2390623A3; DE11167195T1

Description

Menetelmä ja laitteisto liikenneväylän rakennekerroksen muodostamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä liikenneväylän rakennekerroksen muodostamiseksi, jossa menetelmässä valitaan olemassa oleva liikenneväylän rakennekerroksen pinta referenssitasoksi, määritetään muodostettavan rakennekerroksen 5 pinnan tavoitetaso suhteessa referenssitasoon ja tehdään rakennekerroksen muodostamistoimenpide, jossa rakennekerroksen pinta saatetaan mainittuun tavoitetasoon. Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmässä käytettävä laitteisto.

Liikenneväylien suunnitteluvaiheessa määritetään tielinjan sijainti maastossa, tien pinnan korkeusasema, korjattavan tien asema ja tien rakennekerrosten paksuudet. 10 Nämä tiedot toimitetaan tien rakennustyömaalle, jossa tierakennushanke toteutetaan suunnitellulla tavalla. Varsinaisessa tierakennuksessa hyödynnetään nykyään paljon koneautomaatiota, jossa suunnittelutiedot syötetään suoraan työkoneiden ohjausjärjestelmiin. Automaattisten työkoneiden käytön edellytyksenä on kuitenkin, että tielinjan paikka- ja korkeustiedot voidaan määrittää työmaalla nopeasti ja riit-15 tävällä tarkkuudella. Nykyisin käytössä olevalla GPS järjestelmällä voidaan määrittää tielinjan maanpinnan suuntaiset, vaakasuuntaiset paikkakoordinaatit (x, y) tienrakennuksen kannalta riittävällä tarkkuudella. Ongelmana on kuitenkin se, että korkeussuunnassa, ts. maanpinnan normaalin suunnassa GPS järjestelmän mitta-tarkkuus ei yleensä ole riittävä. Korkeussuuntaisten mittausepätarkkuuksien vuok-20 si rakennekerrosten paksuuden määrittämisessä ja tien pinnan korkeustason määrittämisessä ei voida käyttää GPS- järjestelmää ilman rakennustyömaan alueelle perustettavia tukiasemia, joilla parannetaan paikkatiedon korkeusaseman määrityksen tarkkuutta. Tukiasemien perustaminen vaatii kuitenkin kalliita laitteistoja ja osaavia mittaustyöntekijöitä, mikä nostaa kustannuksia. Vaihtoehtoisesti rakenne-25 kerrosten ja tien pinnan korkeudet on määritettävä muilla keinoin, esimerkiksi vaa- 00 £ itsemalla tai takymetrimittauksilla, mikä hidastaa työn etenemistä.

C\J

i o Keksinnön tavoitteena on tuoda esiin parannettu menetelmä ja laitteisto liikenne- i «2 väylien rakentamiseen, joilla voidaan poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyviä haitto- x ja ja epäkohtia.

CL

co 30 Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan menetelmällä ja laitteistolla, joille on to tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön eräi-

O

5 tä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

CVJ

Keksinnön mukaisessa menetelmässä muodostetaan liikenneväylän rakennekerros. Menetelmässä valitaan ensin jokin olemassa oleva liikenneväylän rakenneker- 2 roksen pinta referenssitasoksi, jonka suhteen määritetään muodostettavan rakennekerroksen pinnan tavoitetaso. Edullisesti referenssitasoksi valitaan muodostettavan rakennekerroksen alapuolisen rakennekerroksen yläpinta. Rakennekerros voidaan myös muodostaa jo valmiin liikenneväylän pintakerroksen päälle, jolloin 5 referenssitasoksi voidaan valita liikenneväylän pintakerroksen yläpinta. Tämän jälkeen tehdään rakennekerroksen muodostamistoimenpide, jossa muodostettavan rakennekerroksen pinta saatetaan mainittuun tavoitetasoon. Tyypillisesti rakennekerroksen muodostamistoimenpide käsittää maa-aineskerroksen levittämisen, tasoittamisen ja tiivistämisen referenssitason pinnalle. Muodostamistoimenpi-10 de voi käsittää myös maakerroksen poistamisen tai rakennekerroksen pinnan muotoilun. Liikenneväylän sijainti määritetään maastossa tasokoordinaattipisteinä (xn, yn) ja kussakin koordinaattipisteessä (xn, yn) määritetään referenssitasoksi valitun, olemassa olevan rakennekerroksen korkeusasema zn. Liikenneväylän sijainnin koordinaattipisteet (xn, yn) määritetään edullisesti satelliittipaikannusmenetel-15 mällä, kuten GPS-paikannusmenetelmällä. Menetelmässä korkeusasema määritetään mittaamalla mainitun rakennekerroksen pinnan pystysuuntainen etäisyys liikenneväylän viereisestä, rakennekerroksen muodostamisen yhteydessä muuttumattomasta ympäristöstä. Referenssitason sijainti ja korkeusasema tallennetaan avaruuskoordinaattipisteinä (xn, yn, znr) lähtöarvotiedostoon, jota käytetään raken-20 nekerroksen muodostamisen myöhemmissä vaiheissa. Menetelmän perusajatuksena on siten, että referenssitason korkeusasemaa ei määritetä tarkasti suhteessa merenpintaan, vaan suhteessa liikenneväylän reuna-alueilla olevaan muuttumattomana pysyvään ympäristöön. Muuttumattomalla ympäristöllä tarkoitetaan maastokohtia, joihin ei kohdisteta mitään maaston pinnanmuotoja olennaisesti muutta-25 via toimenpiteitä rakennekerroksen muodostamisen yhteydessä. Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu käytettäväksi erityisen hyvin kaikissa sellaisissa £2 alemman tärkeysluokan liikenneväylissä, joissa liikenneväylän poikkileikkauksen ^ korkeustasoja ei ole suunnitteluvaiheessa sidottu tarkasti merenpinnan korkeu- i 0 teen. Tällaisia liikenneväyliä ovat mm. metsäautotiet, yksityistiet ja yleisessä käy- £2 30 tössä olevat kevyen liikenteen väylät. Menetelmä soveltuu sekä kokonaan uusien 1 liikenneväylien rakentamiseen että jo olemassa olevien liikenneväylien korjaami-

CC

“ seen ja kunnostamiseen.

00 O) to Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä edullisessa suoritusmuodossa tavoite- o 5 tason korkeusasema znt kussakin mittauspisteessä (xn, yn) määritetään lisäämällä

CM

35 mainitun mittauspisteen referenssitason korkeusasemaan liikenneväylän suunnittelutiedoissa ilmoitettu rakennekerroksen suunniteltu korkeus h.

3

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa määritetään muodostetun rakennekerroksen yläpinnan tason korkeusasema znm koordinaattipisteessä (xn, yn) ja verrataan sitä tavoitetason määritettyyn korkeusasemaan znt samassa koordinaattipisteessä. Vertailua tehdään jatkuvasti tien ra-5 kennekerroksen valmistuksen yhteydessä, jolloin rakennekerroksen valmistajilla on heti käytössään tieto siitä, milloin rakennekerroksen korkeus on suunnittelutietojen määrittelemissä sallituissa rajoissa.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä kolmannessa edullisessa suoritusmuodossa muodostetun rakennekerroksen yläpinnan tason korkeusasemat znm ja refe-10 renssitason korkeusasemat znr liikenneväylän koordinaattipisteessä (xn, yn) määritetään laserkeilauksella. Laserkeilaus voidaan tehdä liikenneväylää pitkin kulkevasta ajoneuvosta ja/tai liikenneväylää pitkin kulkevasta, rakennekerroksen muodostamiseen osallistuvasta työkoneesta.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää minkä tahansa liikenneväylän 15 rakennekerroksen muodostamiseen. Muodostettava rakennekerros voi siten olla liikenneväylän jakava rakennekerros, kantava rakennekerros tai pintakerros.

Keksinnön mukainen laitteisto liikenneväylän rakennekerroksen muodostamiseksi käsittää paikannusvälineet liikenneväylän sijainnin määrittämiseksi maastossa koordinaattipisteinä (xn, yn) ja mittausvälineet referenssitasoksi valitun, liikenne-20 väylän olemassa olevan rakennekerroksen pinnan korkeusaseman (zn) määrittämiseksi kussakin koordinaattipisteessä (xn, yn) suhteessa liikenneväylän viereiseen, rakennekerroksen muodostamisen yhteydessä muuttumattomaan ympäristöön. Laitteisto käsittää lisäksi tallennusvälineet referenssitason sijainnin ja korkeusaseman tallentamiseksi koordinaattipisteinä (xn, yn, zn) lähtöarvotiedostoon. £2 25 Edullisesti mainitut paikannusvälineet käsittävät satelliittipaikannusvälineet, kuten ° GPS-paikannusvälineet ja/tai käsittävät ajoneuvoon sijoitettavat etäisyydenmit- § tausvälineet, kuten tarkkuustrippimittarin.

i

CO

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä edullisessa suoritusmuodossa mainitut £ mittausvälineet rakennekerroksen pinnan korkeusaseman määrittämiseksi käsittäkö 30 vät laserkeilaimen. Edullisesti laitteisto käsittää lisäksi laserkeilaimen 3D- <j> g kaltevuutta mittaavan laitteiston, kuten gyroskooppi laitteiston tai sivukaltevuusan- 5 tureita käsittävän laitteiston.

(M

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa mainitut tallennusvälineet referenssitason sijainnin ja korkeusaseman tallentami 4 seksi käsittävät tietokoneen ja tietokoneen muistiin ladatun tietokoneohjelmiston. Edullisesti mainitut tallennusvälineet käsittävät lisäksi analysointiohjelman mittaustulosten prosessointia sekä rakennustyön ohjaamista varten

Keksinnön mukaisen laitteiston eräässä kolmannessa edullisessa suoritusmuo-5 dossa mainitut paikannus-, mittaus- ja tallennusvälineet on sovitettu ajoneuvoon, jolla voidaan liikkua referenssitasoksi valitun rakennekerroksen ja muodostettavan rakennekerroksen pinnalla. Edullisesti paikannus-, mittaus-ja tallennusvälineet on sovitettu rakennekerroksen muodostamisessa käytettävään työkoneeseen, kuten kuorma-autoon tai täryjyrään.

10 Keksinnön etuna on, että sen avulla erityisesti alemman luokan liikenneväylien rakentamis- ja korjausprojekteissa voidaan luopua perinteisistä manuaalisista kor-keusmääritysmenetelmistä ja/tai kalliista tukiasemapohjaisista GPS-laitteistoista. Näin saadaan aikaan merkittäviä säästöjä liikenneväylän rakentamiskustannuksissa.

15 Keksinnön mukaisella menetelmällä päästään myös selvästi parempaan tarkkuuteen rakennekerrosten korkeuden määrittämisessä kuin perinteisillä manuaalisilla menetelmillä, jolloin rakennustyön laatu paranee. Rakennustyö on myös helposti automatisoitavissa ja työn eteneminen voidaan dokumentoida tarkasti kaikissa vaiheissa.

20 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1a esittää esimerkinomaisesti erästä keksinnön mukaiseen menetelmään kuuluvaa liikenneväylän referenssitason määritystä,

CO

° kuva 1b esittää esimerkinomaisesti erään rakennekerroksen muodostamista i o 25 referenssitasona toimivan rakennekerroksen pinnalle ja i

CO

^ kuva 1c esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisella laitteistolla määritettysi jä liikenneväylän poikkileikkauskuvia.

CO

S Kuvissa 1a ja 1b on esitetty esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukaiseen mene- ° telmään kuuluva referenssitason määritys. Menetelmässä valitaan ensin liikenne- o ^ 30 väylän olemassa olevan rakennekerroksen pinta referenssitasoksi 100 ja määrite tään tämän referenssitason korkeusasema ja sivukaltevuus suhteessa tielinjaa ympäröivään muuttumattomaan maastoon. Tielinjaa ympäröivällä muuttumatto- 5 maila maastolla tarkoitetaan tässä sellaista maastoa, johon ei tehdä maaston pin-nankorkeuteen vaikuttavia muutoksia liikenneväylän rakennekerrosten muodostamisen aikana. Tyypillisesti tällaista muuttumattomana pysyvää ympäröivää maastoa ovat olennaisesti kaikki tielinjan sivulla olevat, tielinjasta riittävällä etäisyydellä 5 sijaitsevat maastoalueet ja maaperän pinnanmuodot, kuten teitä reunustavat ojat ja ojien reunaluiskat 102. Referenssitason määritys tehdään ajoneuvolla 300, joka on varustettu GPS paikannuslaitteistolla 200, laserkeilaimella 220 sekä mittaus-ja paikannustustietojen tallentamiseen ja prosessointiin tarkoitetulla tietokoneella 240. Laserkeilain on sijoitettu ajoneuvon katolla olevan maston 224 päähän siten, 10 että keilaimesta lähtevät lasersäteet voidaan suunnata liikenneväylän rakennekerroksen pintaan ja liikenneväylää ympäröivään maastoon ajoneuvon eri puolille. Laserkeilain on varustettu gyroskooppilaitteistolla 260 tai jollain muulla tarkkaan 3D-kaltevuuskulmaan mittaavalla laitteistolla, jonka avulla voidaan määrittää kei-laimen lähtevän lasersäteen 222 kaltevuuskulma a suhteessa vaakatasoon. Tieto-15 koneessa on tunnettuun tapaan näppäimistö tai jotkut muut välineet tietojen syöttämistä varten, prosessori, muisti sekä muistiin ladattu käyttöjärjestelmä, tietojen tallentamiseen soveltuva tietokoneohjelma ja mittaustulosten analysointiin ja rakennustyön ohjaukseen soveltuva analysointiohjelma. Tietokone, laserkeilain ja GPS satelliittipaikannusjärjestelmä ovat sinänsä tunnettua tekniikkaa, joten niitä ei 20 selosteta tässä yhteydessä tarkemmin.

Menetelmässä ajoneuvolla 300 ajetaan referenssitason muodostavaa liikenneväylää pitkin ja määritetään referenssitason ts. tien pinnan korkeusasema znr suhteessa ympäröivään muuttumattomaan maastoon. Ajoneuvo voi olla työmaajoh-don tai suunnittelijoiden käytössä oleva ajoneuvo tai rakennekerrosten muodosta-25 miseen osallistuva työkone, kuten maa-aineksen siirtämisessä käytettävä kuormapa auto, rakennekerrosten tasaamisessa käytettävä tiehöylä tai rakennekerrosten o tiivistämisessä käytettävä täryjyrä. Mittaus aloitetaan referenssitason ensimmäi- cd sestä päästä, ts. siitä liikenneväylän kohdasta, josta rakennekerrosten tekeminen o ή alkaa ja mittaus lopetetaan referenssitason toisessa päässä ts. siinä liikenne- 30 väylän kohdassa, jossa rakennekerrosten muodostaminen loppuu. Mittauksia teh-£ dään sopivin välimatkoin koko referenssitason pituudelta. Mittauskohtien keskinäi- co nen etäisyys voi olla esimerkiksi luokkaa 0,2-0,5 metriä. Edullisesti mittauksia teh- tn dään 2, 3 tai 4 kappaletta liikenneväylämetriä kohti. Jokaisessa mittauskohdassa

O

5 määritetään mittauskohdan sijainti maastossa tasokoordinaattipisteinä (x„, yn)

C\J

35 GPS-paikannuslaitteiston avulla. Mittauskohdan korkeusaseman znr mittaus tehdään laserkeilaimella 220, joka mittaa lasersäteen 222 avulla etäisyyden mittaus-kohtaa ympäröivään muuttumattomaan maastoon. Mitatun etäisyyden ja gyro- 6 skooppilaitteiston avulla määritetyn mittauskulman a avulla muodostetaan liikenneväylän pinnan ts. referenssipinnan poikkileikkaus (yn, znr), mittauskohdassa. La-serkeilaimen avulla muodostetaan siis jokaisessa mittauskohdassa liikenneväylän poikkileikkauskuva, joka ulottuu liikenneväylän ensimmäisellä puolella olevasta 5 muuttumattomasta maastosta liikenneväylän pinnan yli liikenneväylän toisella puolella olevaan muuttumattomaan maastoon (kuva 1c). Mittaustulokset tallennetaan tietokoneen muistiin avaruuskoordinaattipisteinä (xn, yn, znr), joka muodostuu mittauspisteen tasokoordinaatista ja mittauskohdassa määritetystä referenssitason korkeusasemasta. Peräkkäisistä liikenneväylän poikkileikkauskuvista kootaan re-10 ferenssitason lähtöarvotiedosto 242, joka tallennetaan tietokoneen 240 muistiin. Referenssitason lähtöarvotiedoston määrittäminen voidaan tehdä etukäteen hyvissä ajoin ennen varsinaisten rakennekerrosten muodostamiseen liittyvien maansiirtotöiden aloittamista. Lähtöarvotiedoston voi määrittää esimerkiksi tierakennus-hankkeen suunnittelija tai työmaan johtohenkilö.

15 Kuvassa 1b on esitetty esimerkinomaisesti yhden uuden rakennekerroksen 120 muodostaminen liikenneväylän pinnalla. Rakennekerros muodostetaan levittämällä referenssitasona toimivan liikenneväylän pinnalle muodostettavassa rakennekerroksessa käytettävää maa-ainesta, kuten soraa, sepeliä tai mursketta suunnitelmissa määritellyn kerrospaksuuden verran ja tiivistämällä maa-aine suunnitel-20 mien mukaiseen tiiveysasteeseen. Menetelmässä muodostettavan rakennekerroksen yläpinnalle on määritetty tavoitetaso 150 suhteessa liikenneväylää ympäröivään muuttumattomaan maastoon. Rakennekerroksen tavoitetason korkeusasema znt liikenneväylän eri mittauspisteissä (xn, yn) saadaan lisäämällä edellä määritettyihin referenssitason korkeusasemiin znr suunnittelutiedoissa ilmoitettu rakenne-25 kerroksen korkeus h. Koko liikenneväylän pituuden matkalta määritetyistä tavoite-„ tason korkeuksista voidaan muodostaa kullekin rakennekerrokselle oma tavoite- o tiedosto 244, joka määrittää muodostettavan rakennekerroksen tavoitetason ava- cd ruuskoordinaattipisteinä (xn, yn, znt).

cp

CO

>- Menetelmässä referenssitason pinnalla kuljetetaan maa-ainesta kuorma-autoilla,

Er 30 minkä jälkeen maa-aines levitetään referenssitason pinnalle tasaiseksi kerrokseksi tiehöylällä. Lopuksi maa-aineskerros tiivistetään sopivaan tiiveysasteeseen täryjy- jS rällä. Rakennekerroksen muodostamiseen osallistuvat työkoneet on varustettu ° keksinnön mukaisella laitteistolla, joka määrittää kussakin liikenneväylän mittaus- o ^ pisteessä (xn, yn) liikenneväylän sen hetkisen poikkileikkauksen (kuva 1c) GPS- 35 satelliittipaikantimen ja laserkeilaimen 220 avulla. Tästä poikkileikkauksesta käy ilmi rakennekerroksen yläpinnan kulloinenkin korkeustaso znm suhteessa liikenne- 7 väylän viereiseen muuttumattomaan maastoon. Työkoneen kuljettajalla on siten muodostettavan rakennekerroksen päällä liikkuessaan aina käytettävissä ajantasainen tieto siitä, miten rakennekerroksen pinta asettuu suhteessa tavoitetasoon. Tämän tiedon avulla työkoneiden kuljettajat voivat tehdä tarvittavat maa-5 rakennustoimenpiteet, joilla rakennekerroksen yläpinnan todellinen korkeustaso saadaan mahdollisemman lähelle tavoitetason korkeustasoa kaikissa liikenneväylän poikkileikkauksen pisteissä. Nämä toimenpiteet voivat käsittää maa-aineksen lisäämistä tai vähentämistä.

Kun rakennekerroksen todellinen korkeusasema on saatu riittävän lähelle tavoite-10 tasoa, voidaan rakennekerroksen yläpinnan korkeusaseman mittaustiedoista muodostaa toteutumatiedosto 246, joka määrittää muodostetun rakennekerroksen toteutuneen yläpinnan tason joukkona peräkkäisiä tielinjan poikkileikkauskuvia. Jos juuri muodostetun ensimmäisen rakennekerroksen päälle tulee toinen rakennekerros, toimii ensimmäinen rakennekerros seuraavaksi muodostettavan toisen 15 rakennekerroksen referenssitasona. Ensimmäisen rakennekerroksen toteutuma-tiedostoa 246 voidaan tällöin käyttää sellaisenaan toisen rakennekerroksen lähtö-arvotiedostona 242. Edellä kuvatulla tavalla voidaan muodostaa kaikki liikenneväylän rakennekerrokset, kuten kantava kerros, jakava kerros ja pintakerros ts. päällyste. Tietokoneen muistiin tallennetut kaikkien rakennekerrosten toteutuma-20 tiedostot voidaan koota yhteen mittausdatatiedostoon, ja luovuttaa tierakennus-hankkeen tilaajalle.

Kuvassa 1c on esitetty esimerkinomaisesti keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla määritettyjä liikenneväylän poikkileikkauskuvia eräässä liikenneväylän mittauspisteessä. Kuvassa 1c pisteviivalla esitetty poikkileikkaus esittää referens-25 sitason 100 poikkileikkausta mittauspisteessä ja yhtenäisellä viivalla esitetty sa-

CO

g man mittauspisteen poikkileikkausta rakennekerroksen 120 muodostamisvaihees- ^ sa. Molemmat poikkileikkaukset ulottuvat reunoiltaan liikenneväylää reunustavan 9 ojan reunaluiskaan 102, joka säilyy rakennekerroksen muodostamisessa muuttu-

CO

>- mattomana. Muuttumattoman maaston osalla poikkileikkauskuvat ovat olennaises-

Er 30 ti yhteneväiset. Muuttumattomassa ympäristössä voi tapahtua rakennekerroksen ^ muodostamisen aikana joitain muutoksia nopeakasvuisen pintakasvillisuuden, ku- $ ten heinän ja ruohon kasvamisen vuoksi. Kasvillisuudessa tapahtuvat muutokset ? ovat kuitenkin sellaisia, että niiden vaikutus liikenneväylän poikkileikkauksiin voi- o ^ daan ottaa huomioon laitteistoon kuuluvan tallennus- ja analysointiohjelman avul- 35 la.

8

Kuvassa on esitetty lisäksi katkoviivalla liikenneväylän rakennekerroksen tavoitetaso 150, joka on saatu lisäämällä referenssitasoon suunnitelmissa määritetty rakennekerroksen korkeus h. Poikkileikkauskuvien avulla saadun informaation avulla työkoneiden käyttäjät näkevät aina selvästi, missä vaiheessa muodostettavan ra-5 kennekerroksen pinta on suhteessa tavoitetasoon ja osaavat sen perusteella tehdä tarvittavat muodostamistoimenpiteet.

Edellä olevassa selostuksessa kaikki rakennekerroksen muodostamiseen osallistuvat työkoneet oli varustettu keksinnön mukaisella laitteistolla. On selvää, että kaikissa näissä työkoneissa ja/tai ajoneuvoissa ei tarvitse olla keksinnön mukaista 10 laitteistoa. Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi riittää, että ainakin yksi työkone tai ajoneuvo on varustettu mainitulla laitteistolla, jolloin tällä työkoneella tai ajoneuvolla voidaan tehdä tarvittavat rakennekerrosten korkeustasojen määritykset. Yhdellä laitteistolla määritetyt korkeustasot voidaan välittää sopivalla tiedonsiirtomenetelmällä muihin rakennekerrosten muodostamiseen osallistuviin 15 työkoneisiin, jolloin tiedot ovat kaikkien käytössä. Rakennekerrosten paksuudet voidaan esittää työkoneiden käyttäjille millä tahansa sopivalla tavalla, kuten numeerisina arvoina tai edullisesti värien avulla. Esimerkiksi punainen väri voi tarkoittaa liian ohutta rakennekerrosta, vihreä väri sopivan korkuista ja sininen väri liian korkeaa rakennekerrosta. Keksinnön mukaisella laitteiston käsittävä ajoneuvo voi-20 daan varustaa lisäksi maatutkalla, jolloin rakennekerroksen paksuus voidaan tarvittaessa varmistaa maatutkamittauksilla. Jos laitteisto on esimerkiksi täryjyrässä, voidaan laitteistoon lisätä myös kiihtyvyysanturi, jolla voidaan mitata rakennekerroksen tiiviysastetta.

Edellä esitetyssä selostuksessa liikenneväylän poikkileikkaukset on määritetty la-25 serkeilauksella liikenneväylän pituussuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa.

CO

g Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan määrittää liikenneväylän poikkileik- ^ kaus myös liikenneväylän pituussuunnassa edellä selostetulla tavalla. Pituussuun- 9 täinen määritys soveltuu käytettäväksi erityisesti sellaisilla lyhyillä liikenneväylä-

CO

>- osuuksilla, joilla ei ole olemassa luotettavaa muuttumattomana pysyvää ympäris- | 30 töä liikenneväylän reunoilla. Liikenneväylän pituussuuntaista poikkileikkauksen ^ määritystä voidaan käyttää joko vaihtoehtoisesti poikittaissuunnassa tapahtuvan S määrityksen kanssa tai poikittaissuuntaisen määrityksen lisänä. Pituussuunnassa ° tapahtuvan poikkileikkauksen määrityksen avulla voidaan varmistaa liikenneväylän o ^ tasaisuus.

35 Edellä on selostettu eräitä keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston edullisia suoritusmuotoja. Keksintö ei rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin vaan keksinnöllis- 9 tä ajatusta voidaan soveltaa lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.

CO

δ

C\J

i

CD

O

CO

X

cc

CL

CO

O) m m o δ c\j

Claims

10

1. Menetelmä liikenneväylän rakennekerroksen (120) muodostamiseksi, jossa menetelmässä valitaan olemassa oleva liikenneväylän rakennekerroksen pinta referenssitasoksi (100), määritetään muodostettavan rakennekerroksen pinnan 5 tavoitetaso (150) suhteessa referenssitasoon ja tehdään rakennekerroksen muo-dostamistoimenpide, jossa rakennekerroksen pinta saatetaan mainittuun tavoitetasoon, tunnettu siitä, että - määritetään liikenneväylän sijainti maastossa tasokoordinaattipisteinä (xn, yn), - määritetään referenssitasoksi valitun, olemassa olevan rakennekerroksen korke-10 usasema (zn) kussakin koordinaattipisteessä (xn, yn) mittaamalla referenssitasolta mainitun rakennekerroksen pinnan pystysuuntainen etäisyys liikenneväylän viereisestä, rakennekerroksen muodostamisen yhteydessä muuttumattomasta ympäristöstä liikenneväylän ensimmäisellä puolella olevasta muuttumattomasta maastosta liikenneväylän pinnan yli liikenneväylän toisella puolella olevaan muuttumattomaan 15 maastoon ulottuvan referenssitason poikkileikkauskuvan muodostamiseksi ja - tallennetaan referenssitason sijainti ja korkeusasema avaruuskoordinaattipisteinä (xn, yn, znr) rakennekerroksen muodostamisen lähtöarvotiedostoksi (242).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikenneväylän sijainnin koordinaattipisteet (xn, yn) määritetään satelliittipaikannusmene- 20 telmällä, edullisesti GPS-paikannusmenetelmällä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tavoitetason (150) korkeusasema (znt) kussakin mittauspisteessä (xn, yn) määritetään li- £2 säämällä mainitun mittauspisteen referenssitason korkeusasemaan (znr) rakenneli kerroksen (120) suunniteltu korkeus h. i CD O ^ 25

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään ^ muodostetun rakennekerroksen (120) yläpinnan tason korkeusasema (znm) koor- £ dinaattipisteessä (xn, yn) ja verrataan sitä tavoitetason (150) määritettyyn korkeus- co asemaan (znt) samassa koordinaattipisteessä. m m

° 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että o ^ 30 muodostetun rakennekerroksen (120) yläpinnan tason korkeusasemat (znm) ja re ferenssitason (100) korkeusasemat (znr) liikenneväylän koordinaattipisteessä (xn, yn) määritetään laserkeilauksella. 11

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laserkeilaus tehdään liikenneväylää pitkin kulkevasta ajoneuvosta (300).

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laserkeilaus tehdään liikenneväylää pitkin kulkevasta, rakennekerroksen (120) muodostami- 5 seen osallistuvasta työkoneesta.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmällä muodostetaan liikenneväylän jakava rakennekerros (120).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmällä muodostetaan liikenneväylän kantava rakennekerros (120).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmällä muodostetaan liikenneväylän pintakerros.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssitasoksi valitaan muodostettavan rakennekerroksen (120) alapuolisen rakennekerroksen yläpinta.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssitasoksi valitaan liikenneväylän pintakerroksen yläpinta.

13. Laitteisto liikenneväylän rakennekerroksen muodostamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu laitteisto käsittää - paikannusvälineet liikenneväylän sijainnin määrittämiseksi maastossa koordi-20 naattipisteinä (xn, yn) £2 - mittausvälineet liikenneväylän ensimmäisellä puolella olevasta muuttumattomas- ° ta maastosta liikenneväylän pinnan yli liikenneväylän toisella puolella olevaan i o muuttumattomaan maastoon ulottuvan poikkileikkauskuvan muodostamiseksi refe- i c2 renssitasoksi valitun, liikenneväylän olemassa olevan rakennekerroksen pinnan x 25 korkeusaseman (zn) määrittämiseksi kussakin koordinaattipisteessä (xn, yn) suh- teessä liikenneväylän viereiseen, rakennekerroksen muodostamisen yhteydessä g muuttumattomaan ympäristöön ja m o 5. tallennusvälineet referenssitason sijainnin ja korkeusaseman tallentamiseksi CVJ koordinaattipisteinä (xn, yn, zn) lähtöarvotiedostoon (242). 12

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut pai-kannusvälineet käsittävät satelliittipaikannusvälineet, edullisesti GPS-paikannus-välineet (200).

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut pai-5 kannusvälineet käsittävät ajoneuvoon sijoitettavat etäisyydenmittausvälineet, edullisesti ns. tarkkuustrippimittarin.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 13-15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut mittausvälineet rakennekerroksen pinnan korkeusaseman määrittämiseksi käsittävät laserkeilaimen (220).

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi laserkeilaimen kaltevuutta a mittaavan laitteiston, kuten gyroskooppilaitteis-ton (260).

18. Jonkin patenttivaatimuksen 13-17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut tallennusvälineet referenssitason sijainnin ja korkeusaseman tallentami- 15 seksi käsittävät tietokoneen (240) ja tietokoneen muistiin ladatun tietokoneohjelmiston.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut tallennusvälineet käsittävät lisäksi analysointiohjelman mittaustulosten prosessointia sekä rakennustyön ohjaamista varten.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 13-19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut paikannusvälineet, mittausvälineet ja tallennusvälineet on sovitettu ajoneuvoon (300). CO

21. Jonkin patenttivaatimuksen 13-20 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että cd mainitut paikannusvälineet, mittausvälineet ja tallennusvälineet on sovitettu raken- o ^ 25 nekerroksen (120) muodostamisessa käytettävään työkoneeseen. X cc CL CO O) m m o δ c\j 13