JP2002214102A - 荷重移動試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要最低限の機構のみを備え、装置を小型化
することにより測定現場への搬送を可能にし、且つ、供
試体部分を所望の温度に設定、保持するための温度供給
手段を備えることにより屋外での試験も実行可能な、屋
内外兼用の荷重移動試験装置を提供する。 【解決手段】 舗装道路の供試体に移動荷重を与えて前
記供試体の品質試験を行うための荷重移動試験装置であ
って、前記供試体に移動荷重を加える試験車輪を含む走
行載荷機構と、荷重移動試験時に少なくとも供試体部分
の温度を所望温度に設定、保持するための温度供給手段
とを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アスファルト舗装
において用いられるアスファルト混合物の磨耗を促進さ
せ、このアスファルト混合物の品質試験を行うための荷
重移動試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、高速道路等におけるアスファル
ト舗装面に生じるわだち掘れ現象等の予想評価を行うた
めに、アスファルト舗装に用いられるアスファルト混合
物の圧密、流動に対する抵抗性を評価することにより舗
装面の品質試験を行う装置として、ホイールトラッキン
グ試験機がある。

【０００３】図５に示すように、従来のホイールトラッ
キング試験機１０１は、供試体１０２上で水平往復運動
を行う試験車輪１０３と、その試験車輪１０３を駆動さ
せる走行載荷機構１０４、供試体１０２を固定するため
の載置台１０５とにより構成されている。

【０００４】実際に行われる試験としては、上記試験車
輪１０３を固定して、その場で回転駆動させ、一点集中
荷重を与えることにより、供試体１０２表面を摩耗、変
形させ、その変形状態を測定することにより供試体の評
価を行う定点摩擦試験や、試験車輪１０３を供試体１０
２上で所定回数往復運動させ、移動荷重を与えることに
よって、供試体１０２表面を摩耗、変形させ、その変形
状態を測定することにより供試体１０２の評価を行う走
行試験などが挙げられる。

【０００５】これらの舗装面の品質試験は、工場内など
屋内の試験場において、温度等を一定とした所定の条件
の下で行われる。また、試験に用いられる供試体は試験
用に製作されたもの、または、実際の舗装道路から切り
出されたものを用いる。

【０００６】しかし、最近では、これまでのように舗装
道路の特定の場所を切り出してきて屋内の試験場で試験
を行うのではなく、試験装置を屋外へ搬送し、舗装道路
の側定場所に設置して、路面を切り取ることなく、その
場で道路の摩耗や変形を測定し、品質評価を行いたいと
いう要望が高まってきている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の通り、
前記ホイールトラッキング試験機を含めた従来の試験機
類は、屋内で使用されることを条件に設計されているの
で、そのままの構造では屋外に持ち出すことが困難で、
しかも、屋外で試験に適した環境を整えるために新たな
装置を追加しなければならないという問題がある。

【０００８】本発明は、このような問題を考慮してなさ
れたものであり、前述の定点摩擦試験及び走行試験を行
うための必要最低限の機構のみを備え、装置を小型化す
ることにより測定現場への搬送を可能にし、且つ供試体
部分を常に所望の温度に保持するための温度制御槽を備
えることにより、屋内だけでなく屋外においても試験を
可能にする、屋内外兼用荷重移動試験装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、舗装道路の供試体に、少な
くとも一点集中荷重を与えて前記供試体の品質試験を行
うための荷重移動試験装置であって、前記供試体に荷重
を加える試験車輪を含む走行載荷機構と、荷重移動試験
時に供試体部分の温度を所望温度に保つための温度制御
槽とを備えたことを特徴とする。

【００１０】上記課題を解決するために、請求項２の発
明は、請求項1記載の荷重移動試験装置であって、前記
温度供給手段である温度制御槽は、少なくとも供試体部
分とこれに接触する試験車輪を含めてカバーする保温壁
と、供試体部分の温度を所望温度に設定するための電熱
ヒーターと、供試体の温度を測定するセンサーと、セン
サー出力に基づいて電熱ヒーターの制御を行うことによ
り、所望の温度に保持する制御手段を有することを特徴
とする。

【００１１】上記課題を解決するために、請求項３記載
の発明は、請求項２記載の保温壁であって、前記保温壁
には監視窓が設けられていることを特徴とする。

【００１２】上記課題を解決するために、請求項４記載
の発明は、請求項1記載の荷重移動試験装置であって、
前記走行載荷機構は、分銅によって前記試験車輪が供試
体に加える荷重を調整する荷重調整機構を備えることを
特徴とする。

【００１３】上記課題を解決するために、請求項５記載
の発明は、請求項1記載の荷重移動試験装置であって、
前記走行載荷機構は、クランク機構による往復運動によ
り、舗装道路の定点摩擦試験に加え、走行試験にも対応
することができることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施形態
による荷重移動試験装置の構成を示す正面図、図２は同
荷重移動試験装置を構成する走行載荷装置を示す斜視
図、図３は同荷重移動試験装置を構成する試験車輪、及
び車輪駆動部を示す側面図、図４は同荷重移動試験装置
を構成する保温調整層を示す斜視図、図５は従来のホイ
ールトラッキング試験装置を示す正面図である。

【００１５】図１に示すように、本実施形態による荷重
移動試験装置１は、アスファルト混合物からなる供試体
２に、移動荷重及び一点集中荷重を加えて摩耗を促進さ
せ、模型的に破損状況を再現することにより供試体２の
品質試験を行うための荷重移動試験装置１であって、例
えば、溝形鋼や山形鋼、鋼板等によって組み立てられ後
述する各種機構等を取り付けて支持するための枠状構造
体３と、供試体２に上方から往復又は一点集中荷重を加
えるための走行載荷装置（走行載荷機構）４と、荷重移
動試験時に供試体２部分の温度を所望温度設定するため
の温度供給手段であり且つその設定温度を保持するため
の保温壁を備えた温度制御槽５と、当該荷重移動試験装
置と電気的に接続され荷重移動試験装置の操作及び各構
成部の制御を行うための操作制御部６とにより構成され
ている。

【００１６】図２にも示すように、前記走行載荷装置４
は、供試体２に上方から荷重を与えるための試験車輪４
１と、試験車輪４１を回転駆動させるための車輪駆動部
４２と、試験車輪４１及び車輪駆動部４２とを枠状構造
体３の天板部４３１から垂下支持し、試験車輪４１を走
行方向Ｌ（図１に示す左右方向）に沿って往復移動させ
るための走行支持体４３により構成されている。

【００１７】前記走行支持体４３は、天板部４３１にお
いて走行方向Ｌに沿って配置された案内レール４３２
と、案内レール上４３２を走行方向Ｌに沿って往復移動
する移動基台４３３、移動基台４３３とそれに付随する
試験車輪４１を往復運動させるためのクランク機構４３
４、移動基台４３３と、試験車輪４１及び車輪駆動部４
２を支持する駆動基台４２４とを結合する結合シャフト
４３５、分銅４３６ａにより供試体２に加える荷重を調
整する荷重調整機構４３６とにより構成される。

【００１８】また、前記クランク機構４３４は、定点摩
擦試験を行なう場合には稼動させず試験車輪４１を定点
に固定するが、走行試験においては稼動させ、その往復
運動及び一方向運動によって試験車輪４１を走行方向Ｌ
に沿って往復移動及び一方向運動させる役割を持つ。

【００１９】また、前記荷重調整機構４３６において
は、３０ｋｇ〜５０ｋｇの範囲で荷重を加えられるよう
に調節されるものとする。

【００２０】図３にも示すように、車輪駆動部４２は、
操作制御部６の制御により回転する駆動モーター４２１
と、駆動モーター４２１による回転運動を試験車輪４１
に伝達するためのスプロケット４２２、及びチェーン４
２３そして、これらの構成要素を載置する駆動基台４２
４によって構成されている。

【００２１】ここで、駆動モーター４２１による試験車
輪４１の回転数は、毎分２０〜５０回転とする。

【００２２】また、試験車輪４１の構造や素材に関して
は様々なものを使用することが可能であり、例えば、キ
ャスターなどに用いられるチューブレスタイヤや、乗用
車などに用いられる空気タイヤなどを使用しても良い。

【００２３】図４にも示されるように、温度制御槽５
は、主に保温壁５１によって構成されており、その壁面
には供試体２部分の温度を所望温度に設定するための電
熱ヒーター（単にヒーターとも言う）５２と、電熱ヒー
ター５２によって設定された供試体２の温度を測定する
センサー５３が取り付けられ、内部を監視するための監
視窓５５も備える。また、供試体２と保温壁５１の隙間
から外気が流入するのを防ぐために、保温壁５１の下部
には、弾力性があり密着性の高いゴムパッキン５４が取
り付けられている。このような構成により、供試体２周
辺の保温空間が実現されている。

【００２４】ここで、上記、温度制御槽５内の供試体温
度の制御は、センサー５３によって測定される供試体温
度を主制御部６４にフィードバックし設定温度と比較し
て、供試体温度の方が低い場合には電熱ヒーターの電源
を入れ、供試体温度の方が高い場合には電熱ヒーターの
電源を切るといった操作を繰り返し行うことによって行
う。

【００２５】図１に示すように、操作制御部６は、制御
盤６１と枠状構造体３側に取り付けられた図示せぬ中継
盤とを有しており、制御盤６１のパネル面には、各機構
を起動または停止させたり、駆動モーター４２１の回転
数の設定を行ったり、試験車輪４１の往復速度、往復回
数等の設定を行ったり、温度制御槽の保温温度の設定を
行うための操作設定部６２や、上記の数値や駆動モータ
ー４２１の電流値を指示する計器類からなる表示部６３
が設けられている。

【００２６】また、図示はしないが、操作制御部６の内
部には、所定の制御プログラムに従って各構成部を制御
すると共に各種演算処理を行う主制御部６４が設けられ
ており、主制御部６４は、例えば予め操作設定部６２に
おいて設定された回転数、回転回数に基づいて、駆動モ
ーター４２１を制御したり、試験車輪４１の往復速度、
往復回数等の制御を行ったり、電熱ヒーター５２のＯ
Ｎ，ＯＦＦにより温度制御槽５内の供試体温度を設定温
度に保持するといった制御を行う。

【００２７】上述及び図１、図５から明らかなように、
本荷重移動装置１は従来のホイールトラッキング試験機
１０１にある供試体１０２を固定するための載置台１０
５を有していない。これは、試験装置を屋外へ搬送し、
舗装道路の側定場所に設置して、路面を切り取ることな
くその場で試験を行う際には、前記載置台１０５は不要
となるからである。そして、載置台１０５が省かれるこ
とにより、装置全体が軽量且つ小型化され、屋外への搬
送が可能な形態となっている。

【００２８】以下、試験を行う手順について説明する。

【００２９】まず、荷重移動装置１を供試体２上まで移
動させ、固定ジャッキによりキャスターを浮かせ固定す
る。これにより、荷重移動装置１は床面に対して固定さ
れた状態となる（この時、まだ試験車輪４１と供試体
２、及び温度制御槽５と床面とは接地していない。）。

【００３０】そして、荷重移動装置１を固定後、試験車
輪４１を支持していたスクリュージャッキ４３７を無荷
重状態（フリー状態）にして、試験車輪４１を供試体２
に接地させる。次に、温度制御槽５を例えばエアーシリ
ンダー等の伸縮により、床面に接地させる。

【００３１】尚、スクリュージャッキ４３７は荷重移動
装置１の搬送時に、試験車輪４１を路面から浮かせてお
く為の物であり、代わりにエキスパンダー等を用いても
良い。

【００３２】上記操作を行った後、温度制御槽５内のセ
ンサー５３を供試体２に接触させる。

【００３３】次に、供試体２に加える荷重を分銅４３６
ａによって調整した後、操作制御部６により、所定の条
件に適合するように、試験車輪４１の往復速度及び往復
回数、駆動モーター４２１の回転速度、温度制御槽５内
の温度等の設定を行い起動する。

【００３４】荷重移動装置１の起動に伴い、試験車輪４
１は前記操作制御部６により設定された回転速度で回転
運動を行い、設定された速度で、設定された回数だけ往
復運動を行う。

【００３５】これにより、供試体２の表面には所望の摩
耗、変形状態が形成され、供試体２上に形成された変形
状態を測定することよって供試体２の品質評価が行われ
る。

【００３６】ただし、前述のように、本発明の荷重移動
試験装置１は定点摩擦試験を行うこともでき、定点摩擦
試験を行う場合には試験車輪４１の往復回数を零回に設
定する。つまり、クランク機構４３４を稼動させないこ
とにより試験車輪４１を定点に固定し、定点摩擦試験を
行う。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、前記温度供給手段である温度制御槽を備え
ることによって、屋外の環境に影響されることなく、供
試体部分の温度を所望の温度に設定することができるの
で、屋内での試験と同様に高い忠実度で変形や摩耗等の
破損の発生状況を再現して、信頼性の高い評価を行うこ
とができる。さらに、前記荷重移動試験装置は、前述の
スリップ試験及び走行試験を行うための必要最低限の機
構のみを備えることで、装置全体が小型化されているの
で、屋外への搬送が可能となり、屋外での試験を可能に
することができる。従って、上記のような理由により、
屋内外を問わず試験を行うことができ、これにより、屋
内外兼用の荷重移動試験装置を提供することができる。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、前記温度制
御槽にセンサー及びヒーターを設けることにより、供試
体部分の温度を所望温度に設定、保持することができる
ので屋外においても室内と同様、さまざまな条件に対応
して高い忠実度で変形や摩耗等の破損の発生状況を再現
して、信頼性の高い評価を行うことができる。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、保温壁に監
視窓を設けることにより、内部の試験車輪や供試体の様
子を観察しながら試験を行うことができる。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、前記試験車
輪が供試体に加える荷重を調整することができるので、
試験車輪が供試体に与える荷重を、所望の値にして試験
を行うことができる。従って、さまざまな条件に対応し
て高い忠実度で変形や摩耗等の破損の発生状況を再現し
て、信頼性の高い評価を行うことができる。

【００４１】請求項５記載の発明によれば、前記走行載
荷機構は、クランク機構による往復運動によって、舗装
道路の定点摩擦試験に加え走行試験にも対応することが
できる。従って、試験の目的にあわせて、クランク機構
を稼動する、しないにより、二種類の試験を同一の荷重
移動試験装置で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による荷重移動試験装置の構
成を示す正面図である。

【図２】同荷重移動試験装置を構成する走行載荷装置を
示す斜視図である。

【図３】同荷重移動試験装置を構成する試験車輪、及び
車輪駆動部を示す斜視図である。

【図４】同荷重移動試験装置を構成する保温制御層を示
す斜視図である。

【図５】従来のホイールトラッキング試験装置を示す正
面図である。

【符号の説明】

１ 荷重移動試験装置 ２ 供試体 ３ 枠状構造体 ４ 走行載荷装置 ４１ 試験車輪 ４２ 車輪駆動部 ４２１ 駆動モーター ４２２ スプロケット ４２３ チェーン ４２４ 駆動基台 ４３ 走行支持体 ４３１ 天板部 ４３２ 案内レール ４３３ 移動基台 ４３４ クランク機構 ４３５ 結合シャフト ４３６ 荷重調整機構 ４３６ａ 分銅 ４３７ スクリュージャッキ ５ 温度制御槽 ５１ 保温壁 ５２ 電熱ヒーター ５３ センサー ５４ ゴムパッキン ５５ 監視窓 ６ 操作制御部 ６１ 制御盤 ６２ 操作設定部 ６３ 表示部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供試体に、少なくとも一点集中荷重を与
   えて前記供試体の品質試験を行うための荷重移動試験装
   置であって、前記供試体に荷重を加える試験車輪を含む
   走行載荷機構と、荷重移動試験時に少なくとも供試体部
   分の温度を所望温度に設定するための温度供給手段とを
   備えることを特徴とする荷重移動試験装置。
2. 【請求項２】 前記温度供給手段である温度制御槽は、
   少なくとも供試体部分とこれに接触する試験車輪を含め
   てカバーする保温壁と、供試体部分の温度を所望温度に
   設定するための電熱ヒーターと、供試体の温度を測定す
   るセンサーと、センサー出力に基づいて電熱ヒーターの
   制御を行うことにより、所望の温度に保持する制御手段
   を有することを特徴とする荷重移動試験装置。
3. 【請求項３】 前記保温壁には監視窓が設けられている
   ことを特徴とする請求項２記載の荷重移動試験装置。
4. 【請求項４】 前記走行載荷機構は、前記試験車輪が供
   試体に加える荷重を調整する荷重調整機構を備えること
   を特徴とする請求項1記載の荷重移動試験装置。
5. 【請求項５】 前記走行載荷機構は、クランク機構によ
   る往復運動により、舗装道路の定点摩擦試験に加え、走
   行試験にも対応することができることを特徴とする請求
   項1記載の荷重移動試験装置。