JP2001288737A - 土質改良機械の混合比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土砂と土質改良材との混合比を正確に制御し
て、高品質の改良土を生成できるようにする。 【解決手段】 土砂ホッパ２０から搬入コンベア１０に
より搬送される土砂の体積を超音波センサ１０１を備え
た距離測定手段１００により測定し、これと搬入コンベ
ア１０の搬送ベルト１１の速度とから単位時間当りの土
砂の搬送体積を求めて、このデータをコントローラ１０
６に取り込み、混合比設定回路１０６ｂに設定された混
合比に基づいて、土質改良材必要量演算回路１０６ｃで
設定した混合比とするのに必要な土質改良材の量を求
め、また、土質改良材供給量演算回路１０６ａで土質改
良材の供給量を測定して、これらを比較器１０６ｄで比
較することによって、土砂の搬送量に応じて、混合比が
一定になるように土質改良材の供給量を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱な地盤を改良
して地盤強化を行うため等に用いられ、土砂の品質を所
定の目的に適うように改良するために、土砂と土質改良
材とを混合して改良土を生成する土質改良機械におい
て、生成した改良土における土砂と土質改良材との混合
比を正確に制御するための混合比制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば、地盤の改良や強化等を行うに当
って、土砂に固化材等からなる土質改良材を均一に混合
した改良土を生成するために、土質改良機械が用いられ
る。この土質改良機械は、土砂と土質改良材とからなる
混合材料供給部と、この混合材料供給部から供給された
混合材料を攪拌・混合することにより改良土を生成する
混合手段と、この混合手段で生成した改良土を排出する
手段とを備える構成としたものである。そして、土砂の
混合方式としては、例えば特開２０００−４５６３号公
報に示されているミキシング方式のものと、例えば特開
平９−１９５２６５号公報に示されている解砕式のもの
とが従来から知られている。

【０００３】前述した従来技術の土質改良機械におい
て、混合材料供給部は搬送コンベアを有し、この搬送コ
ンベアにおける上流側に土砂の供給部を設け、土質改良
材の供給部はその下流側に設けられ、搬送コンベアによ
り搬送される土砂に土質改良材を添加した上で、混合手
段に供給するように構成している。混合手段は、ミキシ
ング方式であれ、また解砕方式であれ、連続的な処理が
行われる。従って、混合材料は混合手段に連続的に供給
しなければならない。土質改良材の供給は、所定の容積
を有する貯留タンクと、制御された量の土質改良材を連
続的またはほぼ連続的に供給するフィーダとを備えた土
質改良材ホッパを用いることにより、制御された量の土
質改良材を連続的に搬送コンベアに供給することができ
る。一方、土砂の供給は、効率性等の観点から、大量の
土砂を投入する油圧ショベル等の土砂投入手段を用いて
行うようにしている。従って、土砂の投入は間欠的に行
われる。これに対して、土砂の搬送は連続的に行う必要
があるので、搬送コンベアに土砂ホッパを装着して、こ
の土砂ホッパに土砂を投入するようになし、投入された
土砂を一時的に貯留することにより、間欠投入される土
砂をほぼ定量ずつ供給できるようにしている。

【０００４】ところで、土質改良機械により生成される
改良土は、土砂と土質改良材とを均一に混合させる必要
があるのは当然として、土砂と土質改良材との混合比を
一定にする必要がある。土質改良材の混合率が低いと、
所望とする特性、例えば固化の度合い等が低下する。ま
た、土質改良材の混合率が高いと、土質改良材に無駄が
生じるだけでなく、埋め戻し等として用いる場合には、
再掘削が困難になる等といった不都合も生じる。従っ
て、土砂と土質改良材との混合比を制御することは、改
良土の品質にとって極めて重要なものである。

【０００５】土質改良材ホッパからの土質改良材の供給
はフィーダにより制御されるので、その供給量を正確に
制御することはできる。一方、土砂は、その性質や状態
等によって搬送条件が大きく変化するから、土質改良処
理を実行している間に土砂の供給量は変動することにな
る。従って、土砂と土質改良材との混合比を一定化する
には、土砂の供給量を測定して、この測定された土砂の
量に応じて土質改良材の供給量を制御しなければ、混合
比が変化することになる。

【０００６】特開２０００−４５６３号公報には、搬送
コンベアを構成するベルトにコンベアスケールを装着す
ることによって、この搬送コンベアによる土砂の搬送量
を検出するように構成することが提案されている。ここ
で、コンベアスケールは、ベルトの途中に相互に所定の
間隔だけ離間させた位置に固定ローラを配置し、この両
固定ローラの中間位置にベルト上の土砂の量に応じて変
位する測定ローラと、この測定ローラの変位を検出する
センサとを設ける構成としたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、土砂ホ
ッパと土質改良材ホッパとの間の位置にコンベアスケー
ルを配置すると、混合材料を供給するための搬送コンベ
アの搬送距離が長くなり、全体として土質改良機械の全
長が長くなる。特に、土質改良機械を自走式とした場合
には、走行手段を装着した本体フレーム上に混合材料供
給部及び混合手段等を設置する構成とするが、搬入ベル
トの全長を長くすると、その分だけ車両の長さが長くな
ってしまう。その結果、この自走式土質改良機械をトレ
ーラ等で輸送する際に大きな支障を来すだけでなく、作
業現場で自走して、所定の位置に移動させる際に、その
制御を円滑に行えなくなる等といった問題点がある。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、土砂と土質改良材と
の混合比を正確に制御でき、もって高品質の改良土を生
成できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明における第１の発明としては、所定の容
積を有する土砂ホッパ、この土砂ホッパに投入された土
砂を搬送する搬入側コンベア、及びこの搬入側コンベア
に土砂ホッパの下流側位置で土質改良材を供給する土質
改良材ホッパを備えた混合材料供給部と、この混合材料
供給部から供給された土砂及び土質改良材を攪拌・混合
することにより改良土を生成する混合手段と、この混合
手段で生成した改良土を搬送する排出側コンベアとを備
えた土質改良機械であって、前記土質改良材ホッパに設
けた土質改良材の供給量を制御する土質改良材供給量制
御手段と、前記搬入側コンベアの前記土砂ホッパと土質
改良材ホッパとの間に設けられ、土砂の搬送体積を検出
する搬送土砂体積検出手段と、前記搬送土砂体積検出手
段で検出した搬送土砂の体積に基づいて、土砂と土質改
良材との混合比が一定になるように、前記土質改良材供
給量制御手段を制御する制御手段とを備える構成とした
ことをその特徴とするものである。

【００１０】また、第２の発明は、所定の容積を有する
土砂ホッパ、この土砂ホッパに投入された土砂を搬送す
る搬入側コンベア、及びこの搬入側コンベアに土砂ホッ
パの下流側位置で土質改良材を供給する土質改良材ホッ
パを備えた混合材料供給部と、この混合材料供給部から
供給された土砂及び土質改良材を攪拌・混合することに
より改良土を生成する混合手段と、この混合手段で生成
した改良土を搬送する排出側コンベアとを備えた土質改
良機械であって、前記土質改良材ホッパに設けた土質改
良材の供給量を制御する土質改良材供給量制御手段と、
前記搬入側コンベアの前記土砂ホッパと土質改良材ホッ
パとの間に設けられ、土砂の搬送体積を検出する搬送土
砂体積検出手段と、前記排出側コンベアに設置され、改
良土の搬送重量を測定する改良土重量検出手段と、前記
搬送土砂体積検出手段の検出値と前記改良土重量検出手
段の検出値とから土砂の嵩密度を演算する嵩密度測定手
段と、前記搬送土砂体積検出手段で検出した搬送土砂の
体積に、前記嵩密度測定手段により測定された土砂の嵩
密度を乗算して搬送土砂の重量を算定して、この搬送土
砂の供給重量に応じて、土砂と土質改良材との混合比が
一定になるように、前記土質改良材供給量制御手段を制
御する制御手段とを備える構成としたことをその特徴と
するものである。

【００１１】ここで、搬送土砂体積検出手段は、土質改
良材ホッパによる土質改良材の供給位置の直近に配置す
るのが望ましい。そして、この搬送土砂体積検出手段
は、変位センサを含む接触式、超音波センサを含む非接
触式で土砂の搬送高さ位置を検出するセンサを有し、か
つセンサは搬入側コンベアの搬送方向と直交する方向に
複数個配列して設け、これら各センサによる土砂の高さ
位置の検出値の平均値から搬送土砂の体積を検出するよ
うに構成すれば、搬入側コンベアの全長を長くすること
なく、搬送土砂体積を容易に、しかも正確に検出するこ
とができる。

【００１２】また、第２の発明において、搬送土砂体積
測定位置及び土質改良材の供給位置から改良土重量検出
手段の位置までの移送時間をｔとして設定し、この改良
土重量検出手段により検出された改良土の重量をＭＤＷ
とし、またこの改良土重量検出手段での改良土重量検出
時から時間ｔだけ前の土質改良材の供給重量を−ｔＰＦ
Ｗとし、さらに改良土重量検出時から時間ｔだけ前の土
砂の搬送体積を−ｔＳＦＶとした時に、嵩密度測定手段
では（［ＭＤＷ］−［−ｔＰＦＷ］）／［−ｔＳＦＶ］
を演算することにより土砂の嵩密度を正確に測定するこ
とができる。そして、これら改良土の重量ＭＤＷ、土質
改良材の供給重量−ｔＰＦＷ及び土砂の搬送体積−ｔＳ
ＦＶはそれぞれ累積値とするのが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。まず、図１及び図２に土質
改良機械の全体構成を示す。ここで、土質改良機械は自
走式のものとして構成されている。図中において、１は
下部走行体であって、この下部走行体１は左右の履帯１
ａを有するクローラ式手段を備えている。

【００１４】下部走行体１の上には車台を構成する本体
フレーム２が設置され、この本体フレーム２に各種の機
構なり機器なりが設けられる。この本体フレーム２に
は、混合材料供給部３，混合処理機構部４，改良土排出
部５等が装備されている。処理の流れから見て、混合材
料供給部３の配設位置が前方であり、上流側となる。つ
まり、本体フレーム２の前方から、混合材料供給部３，
混合処理機構部４，改良土排出部５が配置され、かつ混
合材料供給部３における混合材料の搬送方向は斜め上方
であり、混合処理機構部４には上方から混合材料が供給
される。また、混合処理機構部４で生成した改良土は下
方に排出されるため、改良土排出部５はこの混合処理機
構部４の下部位置にまで延在されている。そして、改良
土排出部５に排出された改良土は斜め上方に搬送され
る。さらに、混合処理機構部４の上部位置にはエンジ
ン，油圧ポンプ，方向切換弁ユニット等、土質改良機械
を駆動するための機械類等を内蔵した機械室６が設けら
れている。

【００１５】混合材料供給部３からは、土砂と土質改良
材とからなる土質改良を行うための混合材料が、混合比
を制御した状態で処理機構部４に供給される。この混合
材料供給部３は搬入コンベア１０を有し、この搬入コン
ベア１０の搬送方向の上流側に土砂ホッパ２０が設置さ
れ、土質改良材を供給する土質改良材ホッパ３０は土砂
ホッパ２０より下流側に設置されている。

【００１６】図３に土質改良機構の構成を分解して示
す。搬入コンベア１０は、本体フレーム２の前端側から
所定角度立ち上がるように傾斜して設けられている。搬
入コンベア１０は搬送ベルト１１を有し、この搬送ベル
ト１１はフレーム１２に支持された駆動輪１３と従動輪
１４との間に巻回して設けられ、従動輪１４側には周知
の張り調整機構を備えている。また、搬送ベルト１１に
おける搬送面を支持するために、この搬送面の下側には
所定のピッチ間隔をもってガイドローラ１５が設けられ
ている。さらに、搬送ベルト１１の搬送面における左右
の両側部において、土砂ホッパ２０の装着部より上流側
の位置には規制板１６，１６が設けられており、この規
制板１６は搬送ベルト１１による搬送高さを決定するも
のであり、これによって土砂の搬送量が制御される。こ
こで、搬送ベルト１１は搬送土砂等の重量によっては撓
まない程度の剛性を有するものであり、その搬送面は常
に一定の状態となるように設定されている。

【００１７】土砂ホッパ２０は図４及び図５に示したよ
うに構成される。この土砂ホッパ２０は概略枠状の部材
からなり、その上下は開口している。この土砂ホッパ２
０は、その上端部が本体フレーム２に立設した支持部材
１７に固定して設けられており、その下端部は搬入コン
ベア１０の傾斜角に応じた角度傾斜している。土砂ホッ
パ２０における搬入コンベア１０の送り方向の下流側に
位置する壁面には、規制板１６の高さとほぼ同じ高さま
での開口が形成されており、この開口が土砂ホッパ２０
における土砂の供給口２１として機能する。また、土砂
ホッパ２０における壁面の外面側（または内面側）には
外周面に押圧爪２２ａを多数設けた加圧ローラ２２が設
けられる。

【００１８】土砂ホッパ２０の上部には篩いユニット２
３が設置されており、この篩いユニット２３により岩
石，コンクリート，金属塊等の固形異物を排除すると共
に、土塊を細かく砕いて、その粒径を小さくした上で、
搬送ベルト１１上に落下させるようにしている。このた
めに、篩いユニット２３は、図６及び図７に示したよう
に、篩いユニット２３は枠体２４を有し、この枠体２４
には格子部材２５を所定のピッチ間隔で縦横に配置する
構成としている。篩いユニット２３は固定篩いとして構
成しても良いが、振動篩いとするのが望ましい。振動篩
いとして構成するには、様々の態様があるが、図示した
構成では、篩いユニット２３を概略上下方向に振動させ
るようにしている。このために、篩いユニット２３が支
持部材１７に対して上下方向に振動可能に支持されてい
る。枠体２４の４つの角隅部にはばね受け部材２６が固
定して設けられており、支持部材１７とばね受け部材２
６との間にはばね２７が介装されて、枠体２４は支持部
材１７に弾性的に支持されている。そして、格子部材２
５には加振手段２８が接続されており、この加振手段２
８によって、支持枠体２４に装着した格子部材２５が上
下動駆動されることになる。

【００１９】次に、搬入コンベア１０による土砂の搬送
方向の下流側に配置される土質改良材ホッパ３０は、図
８乃至図１３に示したように、本体フレーム２上に立設
した４本（または３本）の支柱３１上に連結して設けた
枠状の台板３２に支持されている。従って、搬入コンベ
ア１０は、支柱３１，３１間を通って延在されている。
土質改良材ホッパ３０からは搬入コンベア１０上を搬送
される土砂に土質改良材が添加される。ここで、土質改
良材は、土質を改良したり、改質したりするために、土
砂に混合されるものであり、それぞれの土質改良及び改
質の目的に応じたものが使用される。例えば、地盤改良
や埋め戻し土として用いる場合には、石灰やセメント、
またこれらに固化を促進するための様々な添加材等を混
合したものが用いられる。

【００２０】土質改良材ホッパ３０は、所定量の土質改
良材を貯留する貯留容器３３と、この貯留容器３３の下
部に連設され、所定量ずつ制御した状態で搬入コンベア
１０に土質改良材を供給するフィーダ３４とから構成さ
れる。ここで、貯留容器３３は内部に土質改良材を貯留
する空間を有するものであるが、本実施の形態では高さ
寸法を可変とすることにより容積が可変な構造となって
いる。ただし、一般的なタンクを用いても良い。高さを
可変にするために、貯留容器３３は、下部側が台板３２
上に設置され、上端が開口するベース部３５と、天板部
３６と、これらベース部３５と天板部３６との間に設け
た蛇腹部３７とから構成される。従って、蛇腹部３７を
伸長させると、図８に示した作動状態となり、内部に大
量の土質改良材を貯留できるようになる。また、図１０
に示した蛇腹部３７の格納状態では土質改良機械の高さ
寸法を短縮することができる。

【００２１】貯留容器３３におけるベース部３５は、図
１１に示したように、底板３５ａと周胴部３５ｂとから
構成され、このベース部３５にはホッパ内攪拌部材３８
が設けられている。ホッパ内攪拌部材３８は、ベース部
３５の内部において底板３５ａの近傍に配置した攪拌翼
３８ａと、この攪拌翼３８ａに連結され、底板３５ａを
貫通させて下方に延在させた回転軸３８ｂと、この回転
軸３８ｂを回転駆動するモータ３８ｃとから構成され
る。ホッパ内攪拌部材３８は、貯留容器３３のベース部
３５に形成した連通孔３９を介してフィーダ３４に円滑
に土質改良材を供給するためのものである。また、４０
はベース部３５の周胴部３５ｂには開閉可能な点検扉４
０、３９ａは土質改良材の取り出し口である。

【００２２】天板部３６の中央部には概略円形の開口３
６ａが形成されており、この開口３６ａの上部には両開
き可能な開閉蓋４１が形成されている。また、この開閉
蓋４１の外側の位置にはフック係止具４２が少なくとも
３箇所設けられている。そして、天板３６の開閉蓋４１
を設けた部位の下方には、図１２に示したように、カッ
タ支持部４３ａに支持させたカッタ４３が設けられる。
改良土はフレキシブルコンテナから貯留容器３３に供給
されるものであり、カッタ４３はこのフレキシブルコン
テナの下端部を切り裂くために設けられる。

【００２３】貯留容器３３に連結したフィーダ３４は土
質改良材を調整された供給量で供給するためのものであ
る。即ち、図１３乃至図１５に示したように、フィーダ
３４は貯留容器３３における連通孔３９の下面に固着し
たケーシング４８を有し、このケーシング４８には連通
孔３９に通じる流入口４９ａと下方に開口した供給口４
９ｂとを有し、その中間部の壁面は円弧状の定量供給部
４９ｃとなっており、この定量供給部４９ｃの内部に
は、ロータ５０が回転軸５１に嵌合させて設けられ、ロ
ータ５０は回転軸５１により回転駆動される。ロータ５
０には定量供給部４９ｃの内壁面に対してほぼ摺接する
複数の隔壁５０ａが放射状に設けられており、ロータ５
０が所定角度回転する毎に相隣接する隔壁５０ａ，５０
ａ間の空間に相当する分の土質改良材が分離される。従
って、ロータ５０の回転速度を制御することにより、土
質改良材の供給量を制御することができる。

【００２４】フィーダ３４を駆動するために、ケーシン
グ４８から回転軸５１が導出されており、この回転軸５
１の端部にプーリ５１ａが連結して設けられ、このプー
リ５１ａとモータ５２の出力軸５２ａとの間には、伝達
ベルト等からなる動力伝達部材５３が介装されている。
ここで、ロータ５０の回転による土質改良材の供給量を
厳格に制御するには、モータ５２としては可変速電動モ
ータを用いるのが望ましいが、流量調整弁等により回転
速度を可変にする構成とすれば、油圧モータで構成して
も良い。

【００２５】搬入コンベア１０の端部は混合処理機構部
４における土砂と土質改良材との攪拌・混合を行う混合
手段としての混合容器６０に接続されている。混合容器
６０は本体フレーム２の長手方向、つまり概略水平方向
に配置した長方形状の容器であり、その前後の位置に
は、それぞれ左右に張り出した取付部６１が連設されて
おり、これら取付部６１はボルト等により本体フレーム
２の上面に固定的に設置されている。そこで、図１６乃
至図１９に混合処理機構部４を構成する混合容器６０の
内部構成を示す。

【００２６】まず、図１６及び図１７から明らかなよう
に、混合容器６０の前方側の上部には導入部を構成する
導入口６２が、また後方側の下部には排出部を構成する
排出口６３がそれぞれ連結して設けられ、これら以外の
部位は密閉されている。図１８及び図１９に示したよう
に、混合容器６０内には２本のパドルミキサ６４が平行
に設けられている。パドルミキサ６４は回転軸６５を有
し、この回転軸６５にはパドル６６が所定の角度（例え
ば９０°毎）となるようにして多数植設されており、回
転軸６５を回転させることによって、パドル６６が回転
駆動されて混合容器６０内が攪拌され、かつこの混合容
器６０内に導かれた土砂と土質改良材とが攪拌されて均
一に混合されながら、排出口６３側に向けて移送される
ことになる。そして、この移送量及び移送速度はパドル
６６の角度に応じて変化する。

【００２７】各パドルミキサ６４の回転軸６５の両端
は、図１８に示したように、軸受６７，６７により回転
自在に支持されており、また回転軸６５の先端部は、混
合容器６０の前端部に設けた駆動部６８のハウジング内
に延在されている。各回転軸６５の先端には伝達ギア６
９が連結されており、両伝達ギア６９，６９は相互に噛
合している。そして、一方の伝達ギアには油圧モータ７
０の出力軸に連結されており、この油圧モータ７０を回
転駆動することによって、図１９に矢印で示したよう
に、それぞれパドル６６を設けた両回転軸６５，６５を
同時に、相互に反対方向に回転駆動される。ここで、混
合容器６０の底部は、パドル６６の回転軌跡と概略一致
する曲面形状となし、もって土砂や土質改良材が混合容
器６０の下端部の角隅部等に滞留するのを防止してい
る。

【００２８】なお、混合容器６０内に設けられるパドル
ミキサ６４の本数及びパドル６６の配置間隔等は混合容
器６０の高さと幅との関係で定まるものであり、必ずし
も前述した構成に限られない。ただし、混合容器６０内
での土砂と土質改良材との混合・攪拌及び移送を円滑か
つ効率的に行うために、パドルミキサ６４の本数は偶数
本となし、相隣接するパドルミキサ６４，６４は相互に
反対方向に回転するように設定するのが望ましい。な
お、パドルミキサ６４は混合容器６０内での土砂と土質
改良材との混合・攪拌及び移送を行うものであり、この
手段としては例えばスクリューミキサ等で構成しても良
い。また、混合手段としては、前述したミキシング方式
のものだけでなく、回転ドラムの外周に爪状の打撃子を
設けた回転打撃部材を高さ方向にジグザグの位置に複数
設け、この回転打撃部材の上部側から土砂と土質改良材
とを落下させるようになし、この土砂及び土質改良材の
落下中に回転打撃部材を回転させることにより、打撃子
により打撃を加えることにより土砂を解砕すると共に土
質改良材を混合する、所謂解砕方式の混合手段を用いる
こともできる。

【００２９】以上の構成を有する混合容器６０では、そ
の導入口６２から導入された土砂と土質改良材とがパド
ルミキサ６４の作用で均一に攪拌・混合されると共に、
排出口６３に向けて移送される間に改良土が製造され
る。このようにして製造された改良土は排出口６３から
自重の作用で改良土排出部５に排出される。ここで、改
良土排出部５は搬出コンベア８０を有するものである。

【００３０】以上の構成を有する土質改良機械を用いて
土質改良処理を行っている状態の一例を図２０に示す。
同図に示したのは小規模なヤードに土質改良機械を配置
して、予めこのヤードに堆積した土砂の土質改良を行う
が、土質改良を行うには、土砂ホッパ２０に土砂が投入
する手段が必要となる。この土砂の投入手段としては、
例えば油圧ショベルＰＳが好適に用いられる。

【００３１】而して、ヤード内で土質改良を行うには、
所定の広がりをもって堆積されている土砂を端から順に
油圧ショベルＰＳのバケットＢですくい上げて、土質改
良機械のの土砂ホッパ２０に投入する。この土砂ホッパ
２０から搬入コンベア１０により土砂が搬送される間
に、土質改良材ホッパ３０から土質改良材が供給され
て、土砂の表面上に供給される。そして、搬入コンベア
１０の端部から導入口６２を経て土砂と土質改良材との
混合物が混合容器６０内に送り込まれ、この混合容器６
０に設けたパドルミキサ６４の作用により土砂と土質改
良材とが攪拌・混合されながら排出口６３の位置にまで
移行する。そして、混合容器６０内で土砂と土質改良材
とが均一に混合されて団粒状態となった改良土が生産さ
れる。この改良土は排出口６３から排出コンベア８０を
経て所定の位置に堆積される。

【００３２】以上のように、生産した改良土は改良土排
出手段を構成する搬出コンベア８０に搬送されて所定の
位置に堆積するが、その間に改良土の生成量がコンベア
スケール８１で測定される。そして、搬出コンベア８０
の搬送端位置には改良土の選別装置９０が設けられてい
る。この選別装置９０は可搬式のものとして構成し、篩
い９１と移送コンベア９２とを備えている。篩い９１
は、例えば１３ｍｍ以下，２０ｍｍ以下，２５ｍｍ以下
というように、所定の粒径以下のものを通過させるメッ
シュサイズのものであり、かつ振動篩いで構成するのが
望ましい。そして、篩い９１を通過し、粒径の揃った改
良土を移送コンベア９２で所定の堆積箇所に堆積する。
また、篩い９１を通過しなかった粒径の大きい改良土も
固化処理がなされたという点では同じ品質のものである
ので、この粒径の大きな改良土も、そのまま、または粒
径を揃える処理を行った上で、埋め戻し等の混合材料と
して利用することになる。

【００３３】前述のようにして得られる改良土は、土砂
と土質改良材とが均一に混合されなければならない。パ
ドルミキサ６４を装着した混合容器６０からなる混合手
段は、土砂と土質改良材とを均一に攪拌して混合できる
ことから、その混合効率は極めて高いものとなる。ま
た、改良土における土砂と土質改良材との混合比を一定
化することが、その品質向上にとって極めて重要なもの
となる。一例を挙げると、土質改良材として固化材を用
い、地盤改良材等を生成する場合において、土質改良材
の混合率が設定値より低いと、必要な程度にまで地盤を
強化できない。一方、土質改良材の混合率が設定値より
高いと、土質改良材の無駄が生じるだけでなく、土質改
良材ホッパ３０への土質改良材の補給回数が多くなり、
作業効率が低下することになる。さらに、地盤強化を行
った後に、配管の埋設等の必要から、この地盤強化が行
われた場所を掘削する場合に、地盤が必要以上強化され
ていると、掘削が困難になる等といった問題点も生じ
る。

【００３４】以上のことから、土質改良を行うのに先立
って、土砂の性質や状態、さらには改良土の用途等を勘
案して、実験等により土砂と土質改良材との混合比を予
め設定しておき、このようにして設定された混合比とな
るように土砂及び土質改良材の供給量を調整する。土砂
の供給量は、土砂ホッパ２０の供給口２１が一定の開口
面積を有することから、主に搬入コンベア１０の搬送速
度により定まる。また、土質改良材の供給量はフィーダ
３４におけるロータ５０を回転駆動するモータ５２の回
転数により定まるものである。従って、搬入コンベア１
０の搬送速度とモータ５２３の回転数とを適宜設定する
ことにより混合比を調整することができる。また、混合
材料全体の供給量は、混合手段における混合容器６０内
で、パドルミキサ６４の作動による混合材料の移送速度
に依存する。従って、土砂と土質改良材とが均一に混合
され、かつ効率的に改良土を生成できるようにパドルミ
キサ６４による混合材料の移送速度を設定し、それに見
合う量の混合材料を供給するように、搬入コンベア１０
の搬送速度を設定し、この搬送速度による土砂の搬送量
に応じて、モータ５２の回転数を設定する。

【００３５】而して、土砂ホッパ２０内の土砂は土砂供
給口２１を通過するように搬送されるが、土砂ホッパ２
０内の土砂の貯留量に応じて搬送量が変動することにな
り、また土砂の性質や状態等に応じて土砂供給口２１を
経て搬送される土砂の量も変化する。例えば、粘土質の
土砂が大量に土砂ホッパ２０内に投入されていると、土
砂供給口２１からの搬送土砂量が少なくなり、また土砂
ホッパ２０内の土砂の貯留量が変動すると、搬送ベルト
１１への押圧力が変化するので、土砂供給口２１を通過
して搬送される土砂の量が変動する。このように、搬入
コンベア１０の搬送速度が一定であっても、土砂の搬送
量が変化することから、土質改良材の供給量を一定にし
ていたのでは、これら土砂と土質改良材との混合比が変
化することになる。そこで、搬入コンベア１０による土
砂の搬送量に応じて、土質改良材の供給量を変化させ
る。このためには、搬入コンベア１０による搬送土砂量
を測定しなければならない。この搬送土砂量の測定機構
については、図２１及び図２２に示したように構成する
ことができる。

【００３６】まず、図２１において、１００は搬入コン
ベア１０における土砂ホッパ２０と土質改良材ホッパ３
０との間、特に土質改良材ホッパ３０に近接した位置に
設けた距離測定手段である。この距離測定手段は、搬送
ベルト１１の搬送面に対面するように配置した３個の超
音波センサ１０１から構成され、これら各超音波センサ
１０１は搬送ベルト１１の搬送方向と直交する方向に跨
ぐように設置した支持フレーム１０２に垂設されてい
る。そして、これら３個の超音波センサ１０１のうち１
個は、搬送ベルト１１の搬送方向と直交する方向におい
て、その中間位置と、その左右両側に同じ距離だけ離間
した位置に他の２個の超音波センサを配置することによ
り構成され、それぞれの位置での搬送ベルト１１上の土
砂の高さ位置を検出するためのものである。なお、この
距離測定手段を構成する超音波センサ数は３個に限るも
のではなく、その数を多くすればするほど検出精度が向
上する。また、超音波センサ１０１では、搬送ベルト１
１上の土砂の高さを検出するものであるから、土砂の重
量で搬送ベルト１１が撓まないようにしなければ、正確
な検出を行うことができない。そこで、搬送ベルト１１
をある程度剛性の高いものとなし、かつ超音波センサ１
０１を設置箇所の前後には、短い間隔でガイドローラ１
５，１５を設けるようにする。

【００３７】超音波センサ１０１から搬送ベルト１１に
向けて超音波パルスを送信すると、この搬送ベルト１１
上に位置する土砂の表面で超音波が反射することにな
る。そして、超音波の送信時から反射エコーの受信時ま
での時間を測定することによって、搬送ベルト１１上の
土砂の高さ位置が検出される。そして、図２２に示した
ように、これら３個の超音波センサ１０１からの高さ検
出信号は、搬送土砂体積演算回路１０３に取り込まれる
ようになっている。そして、搬送土砂体積演算回路１０
３では、これら３個の超音波センサ１０１の検出信号の
平均値を取り、この平均値を搬送ベルト１１上の土砂の
高さ位置と推定する。そして、この土砂の高さと、搬送
ベルト１１による搬送面の幅寸法とを乗算することによ
って、搬送ベルト１１上において、測定位置での土砂の
断面積が求められる。また、搬送土砂体積演算回路１０
３には、搬入コンベア１０の搬送速度に関する信号が取
り込まれるようになっている。この搬入コンベア１０の
搬送速度は、例えばこの搬入コンベア１０を駆動するモ
ータ１０４に回転数検出器１０４ａを付設しておき、こ
の回転数検出器１０４ａにより単位時間当たりの搬送ベ
ルト１１の送り量が検出される。従って、搬送土砂体積
演算回路１０３では、土砂の断面積と送り量とを乗算す
ることにより単位時間当りの土砂の搬送体積が求められ
る。従って、超音波センサ１０１，回転数検出器１０４
ａ及び搬送土砂体積演算回路１０３により搬送土砂体積
検出手段が構成される。

【００３８】また、土質改良材ホッパ３０を構成するフ
ィーダ３４のロータ５０を回転駆動するモータ５２に
は、その回転数を検出する回転数検出器１０５が接続し
て設けられており、この回転数検出器１０５によりフィ
ーダ３４からの土質改良材の供給量が検出されるように
なっている。さらに、モータ５２はコントローラ１０６
で駆動制御されるようになっており、このコントローラ
１０６には搬送土砂体積演算回路１０３からの信号が取
り込まれるようになっている。そして、コントローラ１
０６は、回転数検出器１０５からの信号に基づいて現在
の土質改良材の供給量を演算する土質改良材供給量演算
回路１０６ａと、土砂と土質改良材との混合比が所定の
入力手段で入力される混合比設定回路１０６ｂと、この
混合比設定回路１０６ｂで設定した混合比に関する信号
と、搬送土砂体積演算回路１０３により測定した搬送土
砂の体積に関する信号とから、必要な土質改良材を演算
する土質改良材必要量演算回路１０６ｃとを含み、さら
にこれら土質改良材供給量演算回路１０６ａと土質改良
材必要量演算回路１０６ｃからの出力信号を比較する比
較器１０６ｄが設けられている。この比較器１０６ｄに
差が生じると、モータ５２の回転数を変化させて、土質
改良材供給量演算回路１０６ａからの出力信号が土質改
良材必要量演算回路１０６ｃの出力信号と一致するよう
に制御されるようになっている。

【００３９】従って、コントローラ１０６における混合
比設定回路１０６ｂに土砂と土質改良材との混合比を予
め設定しておき、土砂ホッパ２０に土砂を投入して、こ
の土砂ホッパ２０内の土砂を搬入コンベア１０により搬
送させることにより、土質改良処理が開始される。搬入
コンベア１０により土砂が搬送されて、距離測定手段１
００を設けた位置に至ると、この距離測定手段１００で
搬入コンベア１０における搬送ベルト１１上の搬送土砂
の断面積が検出され、この検出値に基づいて搬送土砂体
積演算回路１０３で搬送土砂量が測定される。そして、
この搬送土砂体積演算回路１０３で得た搬送土砂量は、
コントローラ１０６に取り込まれて、このコントローラ
１０６の混合比設定回路１０６ｂに予め設定されている
混合比に基づいて、土質改良材必要量演算回路１０６ｃ
において、搬送土砂に対して必要な土質改良材の供給量
が割り出される。

【００４０】従って、この土質改良材の必要量と、土質
改良材供給量演算回路１０６ａにより測定した土質改良
材の実際の供給量とが比較器１０６ｄで比較されて、そ
の比較結果に基づいてフィーダ３４からの土質改良材の
供給量が制御される。これによって、搬入コンベア１０
による土砂の搬送量が変動しても、この変動に応じて土
質改良材の供給量が追従変化することになり、混合比は
常に一定にすることができるようになる。その結果、生
成された改良土における土砂と土質改良材との混合比が
一定となり、また混合容器６０内でパドルミキサ６４に
より、これら土砂と土質改良材とが均一に混合されるこ
とから、極めて高い品質の改良土を生成することができ
る。

【００４１】ここで、搬送土砂体積検出手段を構成する
距離測定手段は搬送ベルト１１上の土砂の高さ位置を検
出するためのものであり、前述した超音波センサ１０１
以外にも種々の方式のものを用いることができる。例え
ば、図２３及び図２４に示したように、検出ロッド１１
０を回転円板１１１に固着して設け、この回転円板１１
１にはエンコーダ１１２の入力軸１１２ａに連結して設
けるように構成することもできる。而して、搬入コンベ
ア１０の搬送ベルト１１に土砂が搬送された時に、検出
ロッド１１０はこの搬送土砂の表面に当接する状態とな
り、土砂の搬送高さに応じて検出ロッド１１０の鉛直状
態に対する角度θが変化することになる。そして、この
検出ロッド１１０が角度θ傾いたことがエンコーダ１１
２で検出することができる。なお、この検出ロッド１１
０は搬送ベルト１１の幅方向に複数箇所設けるようにす
る。

【００４２】また、図２５に示したように、スリット光
源１２０と撮像手段１２１とを用いることによって、画
像処理により搬入コンベア１０の搬送ベルト１１上の土
砂の高さ位置を検出することもできる。このスリット光
源１２０は、搬送ベルト１１の搬送方向と直交する方向
にスリット状の照明を行うものであり、また撮像手段１
２１は斜め上方からこの搬送ベルト１１上に照射される
スリット照明箇所からの反射光を撮影するものである。
そして、撮像手段１２１で撮影されたスリット光の稜線
の画像上での位置を測定することによって、搬送ベルト
１１上に位置する土砂の高さ位置を検出することができ
る。

【００４３】以上のように、図２１及び図２５に示した
非接触式のものであれ、また図２３，図２４に示した接
触式のものであれ、いずれにしても、検出されるのは搬
入コンベア１０における搬送ベルト１１上の土砂の高さ
寸法であり、従って搬送土砂体積検出手段で得られるデ
ータは、搬送土砂の体積に関するデータである。従っ
て、土砂と土質改良材との混合比は体積比として制御さ
れることになる。しかしながら、図２６に示したよう
に、搬送ベルト１１で搬送される土砂は、その粒径の大
きさにより体積が大きく変化する。即ち、同図（ａ）に
示したように、例えば砂質の土砂等のようにほぼ均一で
微小な粒径の土砂と、同図（ｂ）に示したように、例え
ば粘土質の土砂である程度乾燥して固化した土砂のよう
に比較的大きい粒径の小土塊の状態のものが含まれてい
る土砂とでは、同じ体積でも重量は異なってくる。つま
り、土砂の嵩密度が異なってくる。従って、超音波セン
サ１０１等からなる距離測定手段を用いた搬送土砂体積
検出手段で搬送土砂の体積が同じであると判定された場
合であっても、搬送土砂の重量は等しくはない場合もあ
る。勿論、土砂は篩いユニット２３を通過したものであ
るから、大土塊は篩いユニット２３を通過する際に小割
りにされているから、嵩密度に極端な差は出ることはな
いが、それでもなお土砂ホッパ２０内に導かれた土砂の
粒径にはばらつきが存在する。

【００４４】一方、土質改良材ホッパ３０を構成する貯
留容器３３内の土質改良材の嵩密度はほぼ一定であるか
ら、ロータ５０の回転により搬入コンベア１０に供給さ
れる土質改良材の体積からその重量をほぼ正確に演算で
きる。そこで、混合比を重量比として制御するには、搬
入コンベア１０による搬送土砂の嵩密度を検出して、搬
送土砂体積検出手段により測定した搬送土砂の体積とそ
の嵩密度とから搬送土砂の重量を求めるようにする。

【００４５】而して、搬出コンベア８０に、図２７及び
図２８に示したように、改良土の重量を測定する改良土
重量検出手段として、コンベアスケール８１を設ける。
搬出コンベア８０は搬送ベルト８２を有し、搬送ベルト
８２はモータ８３により駆動されるものであり、例えば
定速送りする油圧モータ８３（図１参照）で構成され
る。搬送ベルト８２としては、その上を改良土が搬送さ
れる際に、この改良土の重量に応じて沈む方向に撓む可
撓性を有するものが用いられる。そして、この搬送ベル
ト８２の搬送方向の途中位置に、所定の間隔を置いて一
対の固定ローラ８４，８４が取り付けられており、これ
ら各固定ローラ８４は搬送ベルト８２の下面に転動可能
に当接している。これら前後の固定ローラ８４，８４間
の位置が改良土量測定区間となっており、この改良土量
測定区間を構成する前後の固定ローラ８４，８４間の概
略中間位置に、搬送ベルト８２の裏面に当接するよう
に、重量測定ローラ８５が装着されている。この重量測
定ローラ８５はこの搬送ベルト８２の撓み度合いを検出
するためのものである。

【００４６】重量測定ローラ８５は軸受部材８６により
揺動自在にコンベアフレーム等に支持されている揺動板
８７に連結して設けられている。揺動板８７の他端に重
量測定手段を構成するロードセル等からなる荷重センサ
８８が連結して設けられている。従って、搬送ベルト８
２上に所定量の改良土を堆積させた状態で搬送した時
に、この搬送ベルト８２に堆積した改良土が固定ローラ
８４，８４間の改良土量測定区間にまで搬送されると、
搬送ベルト８２が沈むように撓む。この結果、重量測定
ローラ８５が図２８の矢印方向Ｄに押動されて、この重
量測定ローラ８５を連結した揺動板８７が同図に矢印Ｕ
方向に揺動変位するから、荷重センサ８８に対する荷重
が増大することになり、この検出信号に基づいて搬送ベ
ルト８２により搬送される改良土の量を測定することが
できる。

【００４７】さらに、搬送ベルト８２の送り速度を検出
するために、モータ８３には回転数検出器８９が付設さ
れている。従って、コンベアスケール８１により測定さ
れる改良土の重量と、回転数検出器８９により検出され
る搬送ベルト８２の送り速度とに基づいて、改良土の生
成重量をリアルタイムに検出することができる。このよ
うにして得られる改良土の生成量は、生産管理等のため
のデータとして用いられるが、この改良土の生成重量に
基づいて、搬入コンベア１０による搬送土砂の嵩密度を
演算することができる。

【００４８】ここで、改良土の生成重量をＭＤＷ，土砂
の供給重量をＳＦＷ，土質改良材の供給重量をＰＦＷと
した時に（なお、これらＭＤＷ，ＳＦＷ，ＰＦＷ及び後
述のＳＦＶは単位時間当りの量である）、改良土は土砂
と土質改良材との混合物であるから、土砂の供給重量Ｓ
ＦＷは、（ＭＤＷ−ＰＦＷ）を演算することにより求め
られる。既に説明したように、土質改良材の供給量は、
土質改良材ホッパ３０に設けたフィーダ３４におけるロ
ータ５０を駆動するモータ５２の回転数検出器１０５に
より検出される。しかも、土質改良材の嵩密度はほぼ一
定であるから、土質改良材の供給重量ＳＦＷは演算によ
り求めることができる。また、改良土の生成重量ＭＤＷ
はコンベアスケール８１に基づいて求められる。従っ
て、前述した距離測定手段１００により検出した搬送土
砂の体積をＳＦＶとした時に、ＳＦＷ／ＳＦＶを演算す
れば、搬送土砂の嵩密度ＶＤが求められる。

【００４９】ただし、改良土の生成重量ＭＤＷの測定位
置は搬出コンベア８０の位置であって、搬入コンベア１
０による搬送時のデータではない。搬入コンベア１０と
搬出コンベア８０との間には混合手段を構成する混合容
器６０が介在しており、コンベアスケール８１での土砂
重量測定時点と搬入コンベア１０における距離測定手段
１００で測定される土質改良材ホッパ３０による土質改
良材の供給時点との間にはある時間差が存在する。

【００５０】ところで、混合容器６０の設けたパドルミ
キサ６６の回転数が一定であるとすれば、この混合容器
６０内における混合材料の移送速度は一定であるから、
この時間差はほぼ一定のものとなる。従って、距離測定
手段１００による搬送土砂の測定位置からコンベアスケ
ール８１により改良土の重量が検出される位置までの土
砂の移送時間をｔとした時に、改良土重量検出時から時
間ｔだけ前の土質改良材の供給重量を−ｔ・ＰＦＷと
し、また改良土重量検出時から時間ｔだけ前の土砂の搬
送体積を−ｔ・ＳＦＶとして、（［ＭＤＷ］−［−ｔ・
ＰＦＷ］）／［−ｔ・ＳＦＶ］を演算すれば、搬送土砂
の嵩密度ＶＤをほぼ正確に求めることができることな
る。なお、搬送土砂体積検出時点及び土質改良材供給時
点から改良土重量測定時点までの時間を同じｔとした。
これは距離測定手段１００による搬送土砂体積測定位置
が土質改良材ホッパ３０におけるフィーダ３４による土
質改良材の供給位置に対して直近位置に配置されてお
り、その間に実質的に時間差がないからである。ただ
し、搬送土砂体積測定位置と土質改良材の供給位置との
間に大きな時間差があれば、時間ｔはそれぞれ独立に設
定しても良い。

【００５１】以上のことから、図２９に示した回路構成
を備えるようにすることによって、土砂と土質改良材と
の混合比を重量比で制御することができる。

【００５２】同図において、搬送土砂体積を演算する機
構は、図２２と同じであるから、それと同じ符号を用い
る。また、図２２の回路では土質改良材は体積として演
算されるが、この図２９では土質改良材供給重量演算回
路２００において、土質改良材の重量ＰＦＷが演算され
る。さらに、混合比設定回路２０１で設定される混合比
は重量比とする。

【００５３】そして、２０２は改良土重量検出回路であ
り、また２０３は嵩密度測定回路である。改良土重量検
出回路２０２には、コンベアスケール８１で得られる改
良土の測定位置における重量検出信号と、搬出コンベア
８０の搬送ベルト８２の速度に関する信号とが取り込ま
れて、これらから改良土の生成重量ＭＤＷが演算され
る。そして、改良土重量検出回路２０２からの出力信号
ＭＤＷは嵩密度演算回路２０３に取り込まれて、搬送土
砂の嵩密度ＶＤが演算される。また、この嵩密度演算回
路２０３には、土質改良材供給重量演算回路２００か
ら、遅延回路２０４により時間ｔだけ遅延した土質改良
材の供給重量ＰＦＷに関するデータが−ｔ・ＰＦＷとし
て取り込まれ、さらに搬送土砂体積演算回路１０３から
遅延回路２０５により時間ｔだけ遅延した搬送土砂の体
積ＳＦＶに関するデータが−ｔ・ＳＦＶとして取り込ま
れる。

【００５４】そこで、嵩密度演算回路２０３では、
（［ＭＤＷ］−［−ｔ・ＰＦＷ］）／［−ｔ・ＳＦＶ］
＝ＶＤが演算される。このようにして取得した搬送土砂
の嵩密度ＶＤに関するデータは、搬送土砂重量演算回路
２０６に取り込まれるようになっており、またこの搬送
土砂重量演算回路２０６には、搬送土砂体積演算回路１
０３で得たリアルタイムの搬送土砂体積ＳＦＶが取り込
まれる。従って、土砂重量演算回路２０６では、搬送土
砂の体積にその嵩密度を乗算すること、つまりＳＦＶ×
ＶＤを演算することによって、搬送土砂の重量ＳＦＷが
得られる。

【００５５】さらに、この搬送土砂のリアルタイムの重
量ＳＦＷは土質改良材必要重量演算回路２０７に伝送さ
れる。また、土砂と土質改良材との混合比をＤＭとした
時に、この土質改良材必要重量演算回路２０７には混合
比設定回路２０１からこの混合比ＤＭに関するデータが
取り込まれる。従って、土質改良材必要重量演算回路２
０７では、予め設定されている混合比に応じた土質改良
材の必要重量ＰＦＷ・dem（＝ＤＭ／ＳＦＷ）が演算さ
れる。そして、このようにして求めた土質改良材必要重
量ＰＦＷ・demと、フィーダ３４から実際に供給されて
いる土質改良材のリアルタイムの供給重量ＰＦＷとが、
比較器２０８で比較されて、その間に差があれば、フィ
ーダ３４による土質改良材の供給量を増減することによ
って、これら２つの値が等しくなるように制御される。

【００５６】以上のように構成することによって、土砂
と土質改良材との混合比が重量比により制御することが
でき、土砂ホッパ２０から供給される土砂の量が変動し
たとしても、それに追従して土質改良材ホッパ３０から
の土質改良材の供給量が変化して、生成された改良土に
おける土砂と土質改良材との混合重量比が予め設定され
たものとなり、改良土の品質が著しく向上する。

【００５７】ここで、土質改良機械の起動時から搬出コ
ンベア８０におけるコンベアスケール８１の設置位置ま
で改良土が移送されるまでの間、具体的には時間ｔが経
過するまでは嵩密度に関するデータは得られない。従っ
て、この時間ｔの間は土質改良材ホッパ３０からの土質
改良材の供給量に対する制御信号が出力されない。そこ
で、混合比設定回路２０１には、混合比を設定すると共
に、土砂の嵩密度についての初期値が設定されるように
する。これによって、初期的には仮に設定された土砂の
嵩密度に応じて搬送土砂の体積から搬送土砂の重量を求
めることができる。

【００５８】ところで、遅延回路２０４，２０５に与え
られる遅延時間ｔは、搬送土砂の体積測定時（及び土質
改良材の供給時）からコンベアスケール８１による改良
土の重量測定時までのタイムラグの推定値であって実測
値ではない。従って、遅延時間ｔの値によっては（ＭＤ
Ｗ−ＰＦＷ）からなる計算値は搬入コンベア１０による
土砂の実際の搬送重量と一致しない場合がある。そこ
で、遅延時間ｔの値は予め設定しておくこともできる
が、例えば土質改良機械の作動開始時に、距離測定手段
１００で搬入コンベア１０上に土砂の搬送が開始された
ことを検出してから、コンベアスケール８１により改良
土が送り出されたことを検出した時までの時間を計測し
て、この時間を遅延時間ｔとして設定する等により遅延
時間の設定精度が向上する。また、混合容器６０内にお
いて、パドルミキサ６４による混合材料の移送速度が変
化すると、遅延時間ｔも変化することになる。従って、
パドルミキサ６４の回転数を検出して、その回転数の変
化に応じて遅延回路２０４，２０５に与えられる遅延時
間ｔを変化させるようにするのが望ましい。

【００５９】また、土砂ホッパ２０に投入された土砂の
性質や状態が同じであれば、土砂の嵩密度はほぼ一定で
あるから、ＭＤＷ，−ｔ・ＰＦＷ，−ｔ・ＳＦＶの各値
を累積値を演算すれば、遅延時間ｔの設定が多少ずれて
いたとしても、図３０に示したように、ある時間が経過
すると、ほぼ正確に土砂の嵩密度ＶＤが測定されること
になる。従って、必ずしも遅延時間ｔを与えなくても良
いが、遅延時間ｔを与えると、土砂の正確な嵩密度ＶＤ
を得るまでの時間が著しく短縮できることになる。従っ
て、土質改良処理を継続している間に、土砂ホッパ２０
に投入さた土砂の性質や状態が変化して、搬送土砂の嵩
密度が変化しても、殆ど遅滞なく正確な土砂の嵩密度Ｖ
Ｄを測定することができ、応答性が著しく向上する。従
って、土砂ホッパ２０からの土砂の搬送量が少ない場合
や、混合容器６０内での混合材料の移送速度が遅い場合
等においては、正確な嵩密度ＶＤの演算を素早く行える
ことは極めて有利である。なお、土砂の投入を怠って、
土砂ホッパ２０の内部が空になる等、搬入コンベア１０
による土砂の供給が一時的に停止することがある。この
場合には、搬送土砂体積演算回路１０３では土砂の搬送
量が０になるので、土質改良材ホッパ３０からの土質改
良材の供給も停止する。ただし、嵩密度ＶＤに関するデ
ータはそのまま保持される。

【００６０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、土
砂と土質改良材との混合比を正確に制御でき、もって高
品質の改良土を生成できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す自走式土質改良機
械の平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図２における土質改良処理を行う各機構を分解
して示す構成説明図である。

【図４】本発明の実施の一形態における土砂ホッパの断
面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】本発明の実施の一形態における篩いユニットの
平面図である。

【図７】図６の正面図である。

【図８】本発明の実施の一形態における土質改良材ホッ
パの正面図である。

【図９】図８の平面図である。

【図１０】土質改良材ホッパの貯留タンクを格納状態に
して示す図８と同様の正面図である。

【図１１】図８の土質改良材ホッパにおける貯留タンク
を構成するベース部の断面図である。

【図１２】開閉蓋を取り除いて示す図９と同様の平面図
である。

【図１３】本発明の実施の一形態におけるフィーダの平
面図である。

【図１４】図１３のＢ−Ｂ断面図である。

【図１５】図１４のＣ−Ｃ断面図である。

【図１６】本発明の実施の一形態における混合容器の平
面図である。

【図１７】図１６の正面図である。

【図１８】図１６のＤ−Ｄ断面図である。

【図１９】図１６のＥ−Ｅ断面図である。

【図２０】本発明の実施の一形態を示す改良土排出部に
装着したコンベアスケールの構成説明図である。

【図２１】本発明の実施の一形態を示す搬入コンベアに
よる搬送土砂の体積を測定する距離測定手段の構成説明
図である。

【図２２】本発明の実施の一形態を示す混合比制御装置
の回路図である。

【図２３】本発明の実施の形態における搬送土砂の体積
を測定する距離測定手段の他の構成例を示す構成説明図
である。

【図２４】図２３の作用説明図である。

【図２５】本発明の実施の形態における搬送土砂の体積
を測定する距離測定手段のさらに別の構成例を示す構成
説明図である。

【図２６】本発明の実施の形態における搬入コンベアに
よる搬送土砂の性質や状態により変化する土砂の嵩密度
の説明図である。

【図２７】本発明の実施の形態において、搬出コンベア
で搬送される改良土の重量を測定するコンベアスケール
の構成説明図である。

【図２８】図２７のコンベアスケールの作用説明図であ
る。

【図２９】本発明の他の実施の形態を示す混合比制御装
置の回路図である。

【図３０】図２９の混合比制御装置において、遅延時間
を変化させた時における土砂の嵩密度の検出データを示
す線図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ２ 本体フレー
ム ３ 混合材料供給部 ４ 処理機構部 ５ 改良土排出部 １０ 搬入コン
ベア １１ 搬送ベルト ２０ 土砂ホッ
パ ２３ 篩いユニット ３０ 土質改良
材ホッパ ３３ 貯留容器 ３４ フィーダ ５０ ロータ ５０ａ 隔壁 ５１ 回転軸 ５２ モータ ６０ 混合容器 ６４ パドルミ
キサ ８０ 搬出コンベア ８１ コンベア
スケール ８２ 搬送ベルト ８３ 油圧モー
タ ８５ 重量測定ローラ ８６ 軸受部材 ８７ 揺動板 ８８ 荷重セン
サ １００ 距離測定手段 １０１ 超音波
センサ １０３ 搬送土砂体積演算回路 １０４ モータ １０４ａ，１０５ 回転数検出器 １０６ コント
ローラ １０６ａ 土質改良材供給量演算回路 １０６ｂ 混合
比設定回路 １０６ｃ 土質改良材必要量演算回路 １０６ｄ 比較
器 １１０ 検出ロッド １１２ エンコ
ーダ １２０ スリット光源 １２１ 撮像手
段 ２００ 土質改良材供給重量演算回路 ２０１ 混合比
設定回路 ２０２ 改良土重量検出回路 ２０３ 嵩密度
測定回路 ２０４，２０５ 遅延回路 ２０６ 土砂重
量演算回路 ２０７ 土質改良材必要重量演算回路 ２０８ 比較器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 藤男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 星野 吉弘 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 山本 康晴 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立建機株式会社内 (72)発明者 三浦 哲志郎 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立建機株式会社内 (72)発明者 草木 貴巳 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立建機株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 CA01 CA03 CA09 CD07 EA02 FA00 4G037 BC02 BD04 BD05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の容積を有する土砂ホッパ、この土
   砂ホッパに投入された土砂を搬送する搬入側コンベア、
   及びこの搬入側コンベアに土砂ホッパの下流側位置で土
   質改良材を供給する土質改良材ホッパを備えた混合材料
   供給部と、この混合材料供給部から供給された土砂及び
   土質改良材を攪拌・混合することにより改良土を生成す
   る混合手段と、この混合手段で生成した改良土を搬送す
   る排出側コンベアとを備えた土質改良機械において、 前記土質改良材ホッパに設けた土質改良材の供給量を制
   御する土質改良材供給量制御手段と、 前記搬入側コンベアの前記土砂ホッパと土質改良材ホッ
   パとの間に設けられ、土砂の搬送体積を検出する搬送土
   砂体積検出手段と、 前記搬送土砂体積検出手段で検出した搬送土砂の体積に
   基づいて、土砂と土質改良材との混合比が一定になるよ
   うに、前記土質改良材供給量制御手段を制御する制御手
   段とを備える構成としたことを特徴とする土質改良機械
   の混合比制御装置。
2. 【請求項２】所定の容積を有する土砂ホッパ、この土砂
   ホッパに投入された土砂を搬送する搬入側コンベア、及
   びこの搬入側コンベアに土砂ホッパの下流側位置で土質
   改良材を供給する土質改良材ホッパを備えた混合材料供
   給部と、この混合材料供給部から供給された土砂及び土
   質改良材を攪拌・混合することにより改良土を生成する
   混合手段と、この混合手段で生成した改良土を搬送する
   排出側コンベアとを備えた土質改良機械において、 前記土質改良材ホッパに設けた土質改良材の供給量を制
   御する土質改良材供給量制御手段と、前記搬入側コンベ
   アの前記土砂ホッパと土質改良材ホッパとの間に設けら
   れ、土砂の搬送体積を検出する搬送土砂体積検出手段
   と、 前記排出側コンベアに設置され、改良土の搬送重量を測
   定する改良土重量検出手段と、 前記搬送土砂体積検出手段の検出値と前記改良土重量検
   出手段の検出値とから土砂の嵩密度を演算する嵩密度測
   定手段と、 前記搬送土砂体積検出手段で検出した搬送土砂の体積
   に、前記嵩密度測定手段により測定された土砂の嵩密度
   を乗算して搬送土砂の重量を算定して、この搬送土砂の
   供給重量に応じて、土砂と土質改良材との混合比が一定
   になるように、前記土質改良材供給量制御手段を制御す
   る制御手段とを備える構成としたことを特徴とする土質
   改良機械の混合比制御装置。
3. 【請求項３】 前記搬送土砂体積検出手段は、前記土質
   改良材ホッパによる土質改良材の供給位置の直近に配置
   する構成としたことを特徴とする請求項１または請求項
   ２のいずれかに記載の土質改良機械の混合比制御装置。
4. 【請求項４】 前記搬送土砂体積検出手段は、変位セン
   サを含む接触式、超音波センサを含む非接触式で土砂の
   搬送高さ位置を検出するセンサを有し、かつセンサは前
   記搬入側コンベアの搬送方向と直交する方向に複数個配
   列して設け、これら各センサによる土砂の高さ位置の検
   出値の平均値から搬送土砂の体積を検出する構成とした
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに
   記載の土質改良機械の混合比制御装置。
5. 【請求項５】 土質改良材の供給位置及び搬送土砂体積
   測定位置から前記改良土重量検出手段の位置までの移送
   時間をｔとして設定し、この改良土重量検出手段により
   検出された改良土の重量をＭＤＷとし、またこの改良土
   重量検出手段での改良土重量検出時から時間ｔだけ前の
   土質改良材の供給重量を−ｔＰＦＷとし、さらに改良土
   重量検出時から時間ｔだけ前の土砂の搬送体積を−ｔＳ
   ＦＶとした時に、前記嵩密度測定手段は（［ＭＤＷ］−
   ［−ｔＰＦＷ］）／［−ｔＳＦＶ］を演算するものであ
   ることを特徴とする請求項２記載の土質改良機械の混合
   比制御装置。
6. 【請求項６】 前記改良土の重量ＭＤＷ、土質改良材の
   供給重量−ｔＰＦＷ及び土砂の搬送体積−ｔＳＦＶはそ
   れぞれ累積値であることを特徴とする請求項５記載の土
   質改良機械の混合比制御装置。