JP2002327429A

JP2002327429A - 締固め管理方法

Info

Publication number: JP2002327429A
Application number: JP2001135071A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Muto; 雅俊武藤; Takashi Nishio; 貴至西尾; Satoshi Nakajima; 聡中島; Masahiro Kurodai; 昌弘黒台
Original assignee: Hazama Gumi Ltd; Fudo Construction Co Ltd
Current assignee: Fudo Tetra Corp; Hazama Ando Corp
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2002-11-15
Anticipated expiration: 2021-05-02
Also published as: JP3542780B2

Abstract

(57)【要約】【課題】広大な締固め施工エリアの締固め程度をリア
ルタイム、且つ高精度に管理する。【解決手段】振動ローラを用いて盛土材料を締め固め
た結果を管理するに際して、締固め施工エリアを締固め
管理ブロックに分割するステップ（Ｓ２１）と、実際に
締固め施工エリアを締め固める実施工を開始するステッ
プ（Ｓ２２）と、締固め管理ブロック内で計測された振
動ローラの振動加速度の時間変化を示す加速度波形を用
いて、盛土材料の締固め実測値との所定の相関を得るた
めの必要個数以上の締固め施工エリアの締固め程度を表
す地盤応答値を締固め管理ブロックごとに演算するステ
ップ（Ｓ２８）と、演算して得た複数の地盤応答値を用
いて締固め管理ブロック内での地盤応答値の平均値を演
算するステップと（Ｓ３０）、演算して得たブロック特
性値を各締固め管理ブロック内での特性値として評価す
るステップ（Ｓ３１）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空港、道路、ダム
などの大規模土工事をするときの盛土等の盛土材料の締
固めをするに際して、締固めの結果を管理する締固め管
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】盛土工程において、堀削運搬によって緩
められた土砂を土構造物として必要な程度を得るために
締固め施工エリアを均一かつ十分に締固める必要があ
り、締固め機械による締固め工程の施工後に締固め度合
いを検査する必要がある。

【０００３】従来より、締固め機械による盛土の締固め
を管理する手法としては、特開平１０−２９３０２７号
公報に開示された締固め管理システムが知られている。
本締固め管理システムでは、上述した手法とは異なり、
締固め工程後に人手によらずに締固め程度を管理でき
る。

【０００４】この締固め管理システムは、締固め現場と
は異なる場所に配設されたＧＰＳ受信機を備えた基準局
と、この基準局と通信可能な機能を有する締固め作業車
（締固め機械）と、締固め作業車からの情報を受信する
コントロールセンタとからなるものである。

【０００５】締固め機械には加速度センサが設けられ、
加速度波形の乱れ具合を指標化してその値により締固め
程度を推定する手法がとられていた。すなわち、従来の
締固め管理システムでは、加速度検出センサによって計
測された計測結果を位置データと共に締固め作業車にて
記憶して、記憶した計測結果及び位置データをコントロ
ールセンタに送信する。そして、コントロールセンタで
は、受信した計測結果及び位置データを記憶してデータ
処理をすることで、締固め作業車の移動軌跡と共に各種
データを記録及び表示する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の締固め
管理システムによる手法では、締固め施工中に自動的に
多くのデータを得ることができ、リアルタイムな面的管
理をすることができるが、実際に指標化して得たデータ
にばらつきがあり、精度が悪く、実用化できないという
問題点がある。

【０００７】したがって、従来での締固め施工後には、
広く知られたＲＩ法や置換法などの人手により盛土材料
の締固め実測値を求める手法をとらざるを得なかったの
が現状である。

【０００８】そこで、本発明は、上述した従来の実状に
鑑みて提案されたものであり、広大な締固め施工エリア
の締固め程度をリアルタイム、且つ高精度に管理するこ
とができる締固め管理方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、請求項１に係る締固め管理方法は、締固め施工エ
リアを締め固める締固め機械を用いて盛土材料を締め固
めた結果を管理する締固め管理方法において、上記締固
め施工エリアを、予め大きさが設定された締固めた結果
を管理する単位となる締固め管理ブロックに分割するス
テップと、上記締固め機械を締固め施工エリア上に配置
して、実際に上記締固め施工エリアを締め固める実施工
を開始するステップと、上記締固め管理ブロック内で計
測された上記締固め機械の振動加速度の時間変化を示す
加速度波形を用いて、上記盛土材料の締固め実測値との
所定の相関を得るための予め設定された必要個数以上の
上記締固め施工エリアの締固め程度を表す地盤応答値を
予め設定された演算式で上記締固め管理ブロックごとに
演算するステップと、演算して得た複数の地盤応答値を
用いて上記締固め管理ブロック内での地盤応答値の平均
値であるブロック特性値を演算するステップと、演算し
て得た上記ブロック特性値を上記各締固め管理ブロック
内での特性値として評価するステップとを有する。

【００１０】この請求項１に係る締固め管理方法では、
実施工をする前に、締固め施工エリアを複数の締固め管
理ブロックに分割し、各締固め管理ブロックで必要個数
以上の地盤応答値を得て、各締固め管理ブロックの締固
め程度を評価する。

【００１１】なお、上記締固め実測値は、締固め後の盛
土材料の実測密度、Ｋ値、ＣＢＲ値などを含み、締め固
めた後に実測される締固めの程度を示す値である。

【００１２】更に、上記盛土材料は、空港、道路、ダム
などに使用する土材料、貧配合コンクリート材料を含む
他、道路の路体、路床、路盤に使用する材料など、締固
め機械で締め固められるあらゆる材料を含む。

【００１３】請求項２に係る締固め管理方法では、上記
締固め機械の締固め施工エリア上での位置を示す位置デ
ータを入力するステップを更に有し、上記位置データを
得た時刻と同時刻に得た地盤応答値を、前記位置データ
に対応する締固め管理ブロックの地盤応答値と判定す
る。

【００１４】この請求項２に係る締固め管理方法では、
実施工時に締固め機械の位置を示す位置データを参照す
ることで、各地盤応答値をどこの締固め管理ブロックで
得たものかを認識して、各締固め管理ブロックでの締固
め程度を評価する。

【００１５】請求項３に係る締固め管理方法では、上記
締固め機械により実際に上記締固め施工エリアを締め固
める実施工を開始する前の、試験施工時において、上記
実施工時に使用する盛土材料を用いて上記締固め機械で
締固めをするステップと、盛土材料の締固め実測値及び
上記地盤応答値を求め、上記締固め機械の締固め回数に
応じた上記締固め実測値と上記地盤応答値との相関を求
め、所定の相関を得るために取得する必要のある各締固
め管理ブロック内で演算する地盤応答値の上記必要個
数、この必要個数を取得するのに必要な締固め管理ブロ
ックの大きさ、地盤特性値を求める演算式のうち少なく
ともひとつを求めるステップとを有する。

【００１６】この請求項３に係る締固め管理方法では、
試験施工をした後の実施工時に、各締固め施工エリアで
必要個数以上の地盤応答値を得るような締固め管理ブロ
ックの面積を設定して、各締固め管理ブロックで得られ
る地盤応答値を締固め実測値と相関のあるものとする。

【００１７】請求項４に係る締固め管理方法では、上記
締固め機械により実際に上記締固め施工エリアを締め固
める実施工を開始する前の、試験施工時において、上記
実施工時に使用する盛土材料を用いて上記締固め機械で
締固めをするステップと、盛土材料の締固め実測値及び
上記地盤応答値を求め、締固め実測値に対する地盤応答
値の平均値であるブロック特性値を求め、このブロック
特性値以下の下方限界値を求めるステップと、実施工時
に目標とする締固め実測値に対する下方限界値を、実施
工時に締固めが完了したか否かの評価基準となる管理基
準値とするステップとを有し、実施工時に締固め機械に
より上記管理基準値を越えるように締固めをする。

【００１８】この請求項４に係る締固め管理方法では、
試験施工をした後の実施工時に締固め機械により上記管
理基準値を越えるように各締固め管理ブロックの締固め
程度を評価して、締固めをする。

【００１９】請求項５に係る締固め管理方法では、上記
締固め機械により実際に上記締固め施工エリアを締め固
める実施工を開始する前の、試験施工時において、上記
盛土材料の影響要因によって異なるブロック特性値を補
正するステップを更に有する。

【００２０】この請求項５に係る締固め管理方法では、
実施工時での上記盛土材料の影響要因に応じてブロック
特性値を補正する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２２】本発明は、例えば図１に示すように構成さ
れた締固め管理システムに適用される。

【００２３】［締固め管理システムの構成］図１に示す
締固め管理システムは、例えば空港、道路、ダムなどの
大規模土工事現場で締固め施工をする締固め施工装置１
と、ＧＰＳ固定局２と、データ管理局３とから構成され
ている。

【００２４】「締固め施工装置１の構成」締固め施工装
置１は、締固め施工現場でユーザにより運転されること
で、盛土を締め固めるものである。

【００２５】締固め施工装置１は、実際に転圧を行う振
動ローラ１１、振動ローラ１１の振動加速度を計測する
加速度センサ１２、ディスプレイ１３、操作パネル１
４、ＧＰＳアンテナ１５、無線送信機１６、制御部１
７、ＧＰＳ固定局データ受信アンテナ１８を備えて構成
されている。

【００２６】振動ローラ１１は、締固め施工装置１の進
行方向に向かって回転駆動して、盛土面を締め固める動
作をする。

【００２７】加速度センサ１２は、振動ローラ１１の締
固め施工エリアに対する垂直方向における加速度を検出
し、制御部１７にセンサ信号として出力する。この加速
度センサ１２で検出したセンサ信号が、締固め施工エリ
アの締固め強度となる。

【００２８】ディスプレイ１３は、制御部１７の制御に
応じて、振動ローラ１１の締固め施工エリアに対する転
圧回数や、締固め施工装置１の進行軌跡などを画面表示
することで、締固め施工装置１の運転者に締固め施工装
置１の進行方向や、締固め施工エリアの締固め度合いな
どを提示する。

【００２９】操作パネル１４は、締固め施工装置１を運
転者に操作されることで、各種操作入力信号を制御部１
７に出力する。具体的には、締固め施工装置１の運転者
によって、後述の初期条件等が入力される。

【００３０】ＧＰＳアンテナ１５は、図示しないＧＰＳ
衛星と無線接続され、ＧＰＳ衛星からの位置データを受
信する。この位置データは、工事現場を座標化し、座標
内での締固め施工装置１の位置を示すデータである。Ｇ
ＰＳアンテナ１５は、受信した位置データを、この位置
データを取得した時刻情報と共に制御部１７に出力す
る。

【００３１】無線送信機１６は、データ管理局３と無線
接続され、制御部１７で作成したデータをデータ管理局
３に送信する。

【００３２】ＧＰＳ固定局データ受信アンテナ１８は、
ＧＰＳ固定局２と無線接続され、リアルタイムに現在の
締固め施工装置１の位置を示す位置データを受信し、制
御部１７に出力する。

【００３３】制御部１７は、加速度センサ１２からのセ
ンサ信号、及びＧＰＳアンテナ１５又はＧＰＳ固定局デ
ータ受信アンテナ１８で受信した締固め施工装置１の位
置データが入力される。この制御部１７は、位置データ
により締固め施工装置１の現在位置に基づく締固め施工
装置１の軌跡、締固め施工装置１の転圧回数、及び締固
め施工エリアの各位置での振動ローラ１１の加速度に基
づく地盤応答値をデータとして作成する。そして、この
制御部１７は、作成した締固めデータを内部に記憶して
ディスプレイ１３に表示して締固め施工装置１の運転者
に提示すると共に、無線送信機１６を介してデータ管理
局３に送信する。

【００３４】この制御部１７は、締固め程度を認識する
のに、加速度波形に対して地盤応答値演算処理をするこ
とで、地盤応答値を求める。

【００３５】また、この制御部１７は、実施工時に、締
固め施工エリアを分割してなる複数の締固め管理ブロッ
クを決定して、各締固め管理ブロックでの締固め程度を
評価する。この制御部１７は、実施工時に、入力された
位置データと、各締固め管理ブロックでの地盤応答値と
を記憶する。

【００３６】締固め管理システムは、実際に締固め施工
エリアを盛土材料を使用して締め固める実施工時の前
に、使用する盛土材料を用いて締固め施工装置１により
締固めを試験的に行って、実施工時に管理を行うブロッ
クの大きさや、各締固め管理ブロックで地盤応答値を求
める必要個数、地盤応答値の管理基準値を得る試験施工
時処理をする。なお、この試験施工時処理については図
２を用いて後述する。

【００３７】また、締固め管理システムは、試験施工時
処理により得た締固め管理ブロックの大きさ、地盤応答
値の必要個数、管理基準値を用いて、実際に締固め施工
エリアに盛土材料を運搬して締固め施工装置１により締
固めを行う実施工時処理を行う。なお、この実施工時処
理については図３を用いて後述する。

【００３８】「ＧＰＳ固定局２の構成」ＧＰＳ固定局２
は、ＧＰＳアンテナ２１、ＧＰＳ固定局データ送信装置
２２、ＧＰＳ受信機２３、パーソナルコンピュータ２４
を備えて構成されている。

【００３９】ＧＰＳアンテナ２１は、図示しないＧＰＳ
衛星と無線接続され、ＧＰＳ衛星からの位置データを受
信する。この位置データは、工事現場を座標化し、座標
内での締固め施工装置１の位置を示すデータである。Ｇ
ＰＳアンテナ２１は、受信した位置データを、この位置
データを取得した時刻情報と共にＧＰＳ受信機２３に出
力する。

【００４０】ＧＰＳ受信機２３は、ＧＰＳアンテナ２１
で受信した位置データが入力され、ＧＰＳ固定局データ
送信装置２２に出力すると共に、パーソナルコンピュー
タ２４に出力する。

【００４１】ＧＰＳ固定局データ送信装置２２は、ＧＰ
Ｓ受信機２３からの位置データを締固め施工装置１に送
信する。

【００４２】パーソナルコンピュータ２４は、ＧＰＳ受
信機２３からの位置データを入力し、現在時刻に対する
締固め施工装置１の位置データを表示する。

【００４３】「データ管理局３の構成」データ管理局３
は、締固めデータ受信アンテナ３１、無線モデム３２、
パーソナルコンピュータ３３、電源装置３４を備えて構
成されている。

【００４４】電源装置３４は、データ管理局３を構成す
る各部に駆動電圧を供給する。

【００４５】締固めデータ受信アンテナ３１は、締固め
施工装置１で作成したデータを受信する。締固めデータ
受信アンテナ３１は、受信したデータを無線モデム３２
に出力する。

【００４６】無線モデム３２は、締固めデータ受信アン
テナ３１からのデータを後段のパーソナルコンピュータ
３３で処理可能な形式に変換してパーソナルコンピュー
タ３３に出力する。

【００４７】パーソナルコンピュータ３３は、無線モデ
ム３２からのデータに基づいて、締固め施工をした領域
の転圧回数や地盤反力に基づいたセンサ信号を表示可能
となっている。

【００４８】［締固め管理システムによる試験施工時処
理］図２に、締固め管理システムにより試験施工時処理
を行うときのフローチャートを示す。

【００４９】図２によれば、実施工で使用する盛土材料
などを調達し、実施工を行う前にステップＳ１以降の処
理を行うことで試験施工をする。

【００５０】ステップＳ１において、制御部１７は、操
作パネル１４が利用者により操作されることで、締固め
施工装置１を走行させて地盤応答値を測定する試験測定
範囲、この試験測定範囲内での地盤応答値の測点数、地
盤応答値を取得するサンプリング時間、取得間隔等の初
期条件が入力される。ここで、試験測定範囲は、例えば
実施工時の締固め管理ブロックの１ブロック分程度に相
当する締固め施工エリアの面積が設定される。

【００５１】次のステップＳ２において、制御部１７
は、締固め施工エリアを分割してなり、締固め程度を管
理する単位ブロックとなる締固め管理ブロックの大き
さ、及びこの締固め管理ブロックにおいて取得する地盤
応答値の個数Ｎ、並びにブロック特性値を求めるために
使用するブロック特性値演算式を仮設定する。

【００５２】次のステップＳ３において、締固め施工装
置１を実施工を行う地盤の一部である試験測定範囲に配
置して試験施工の計測開始をする。

【００５３】そして、締固め施工装置１を試験測定範囲
で走行させることで、制御部１７は、位置データを得る
と共に（ステップＳ４）、同時的に、加速度センサ１２
からのセンサ信号に基づいて加速度波形を入力し（ステ
ップＳ５）、加速度波形を用いた地盤応答値演算処理を
して地盤応答値を演算する（ステップＳ６）。なお、こ
の地盤応答値演算処理については後述する。このステッ
プＳ６では、ステップＳ２で仮設定した地盤応答値演算
式を用いる。

【００５４】これにより、制御部１７は、締固め施工装
置１を試験測定範囲で走行させることで、試験測定範囲
でステップＳ１で設定した測点数の地盤応答値を得る。

【００５５】次のステップＳ７において、制御部１７
は、ステップＳ４で得た位置データと、この位置データ
と同時刻にステップＳ６で得た地盤応答値とを対応付け
して記憶することで、データ結合をする。

【００５６】次のステップＳ８において、制御部１７
は、ステップＳ２で仮設定した締固め管理ブロックごと
に地盤応答値の平均値を求める統計処理をすると共に、
締固め管理ブロックごとに締固め実測値の平均値を求め
る統計処理をする。ここで、制御部１７は、締め固めた
後の施工面を別の工程におけるＲＩ法や置換法などの従
来手法で求めた締固め実測値が入力され、入力された締
固め実測値を使用して統計処理をする。また、ステップ
Ｓ８において、制御部１７は、締固め実測値と地盤応答
値との相関係数を求める。これにより、制御部１７は、
締固め管理ブロックごとのブロック特性値を、加速度波
形に基づく地盤応答値と、従来手法により求めた締固め
実測値について取得する。

【００５７】次のステップＳ９において、制御部１７
は、ステップＳ２で選択した地盤応答値演算式を用いて
ステップＳ６で得た地盤応答値と、ステップＳ８で求め
た相関係数が予め設定した所定値以上となるか否かの判
定をする。制御部１７は、相関係数が予め設定した所定
値以上であると判定したときにはステップＳ１０に処理
を進め、相関係数が予め設定した所定値以上でないと判
定したときにはステップＳ２に処理を戻す。

【００５８】そして、ステップＳ９の次のステップＳ２
では、締固め管理ブロックの大きさ、地盤応答値の必要
個数Ｎｄ及び地盤応答値演算式を新たに仮設定してステ
ップＳ３以降の処理をする。

【００５９】次のステップＳ１０において、制御部１７
は、実施工時における締固め管理ブロックの大きさを設
定するブロック面積設定処理、地盤応答値の必要個数Ｎ
ｄを求める必要個数演算処理、地盤応答値演算式を決定
する演算式選択処理、管理基準値を決定する管理基準値
設定処理をする。なお、これらの処理の詳細については
後述する。

【００６０】次のステップＳ１１において、制御部１７
は、同じ盛土材料で異なる影響要因の締固めを行った結
果得た複数の締固め実測値、複数のブロック特性値に基
づいてステップＳ１０で決定した管理基準値を実施工時
において補正するための補正値を決定する補正値決定処
理をして処理を終了する。ここで、影響要因とは、含水
比や転圧速度、締固め機械特性など、加速度波形に影響
を及ぼす要因の全てを含む。なお、この補正値決定処理
の詳細については後述する。

【００６１】「地盤応答値演算処理」制御部１７は、上
述の試験施工時や後述の実施工時で地盤応答値を求める
に際して、以下に説明する地盤応答値演算処理を行う。

【００６２】振動ローラ１１により締固め管理ブロック
を締め固めたときの加速度波形が図４に示すようにな
り、制御部１７に入力されると、制御部１７は、上記サ
ンプリング時間間隔Ｔで、加速度サンプリング時間ｔに
おける加速度波形を抽出する。

【００６３】次いで、制御部１７は、抽出した加速度波
形をスペクトル変換することで、図５に示すように、加
速度波形の基本周波数Ｆ_０［Ｈｚ］での加速度振幅スペ
クトルＡ_０、側帯波１／２Ｆ_０［Ｈｚ］での加速度振幅
スペクトルＡ’_０、側帯波３／２Ｆ_０［Ｈｚ］での加速
度振幅スペクトルＡ’_１、側帯波２Ｆ_０［Ｈｚ］での加
速度振幅スペクトルＡ_１、側帯波５／２Ｆ_０［Ｈｚ］で
の加速度振幅スペクトルＡ’_２、側帯波３Ｆ_０［Ｈｚ］
での加速度振幅スペクトルＡ_２を取得する。

【００６４】次いで、制御部１７は、取得した加速度振
幅スペクトルを用いて、ステップＳ２で選択された地盤
応答値演算式により地盤応答値を求める。

【００６５】本例では、例えば下記に示すような第１地
盤応答値演算式、第２地盤応答値演算式、第３地盤応答
値演算式を使用する場合について説明しているが、これ
に限定されず、加速度波形をスペクトル変換して得られ
る地盤応答値であれば使用可能である。

【００６６】第１地盤応答値＝｛（A’_０＋A’_１＋A_１
＋A’_２＋A_２）／A_０｝×100 第２地盤応答値＝｛（A’_１＋A_１＋A’_２＋A_２）／（A
_０’＋A_０）｝×100 第３地盤応答値＝｛（A’_０＋A’_１＋A_１＋A’_２＋
A_２）／（A_０’＋A_０）｝×100 「ブロック面積設定処理」ステップＳ１０において、実
施工時に締固め施工エリアを分割するための締固め管理
ブロックの面積を設定する時には、制御部１７は、図６
に示すように、ステップＳ２で仮設定された地盤応答値
演算式で求めた相関係数と地盤応答値の個数Ｎとの関係
を使用する。そして、制御部１７は、例えばステップＳ
２で予め決定した、締固め実測値と地盤応答値との間で
実施工時の相関が得られる相関係数Ｒｄに対する地盤応
答値の必要個数Ｎｄを取得する。

【００６７】次いで、制御部１７は、必要個数Ｎｄを得
るために最低限必要な締固め管理ブロックの面積値Ｂを
得る。図６に示す場合において、例えばブロック面積値
Ｂよりも小さいブロック面積値Ａとした場合には必要個
数Ｎｄを得ることができないために地盤応答値と締固め
実測値との相関が得られない可能性があり、ブロック面
積値Ｂより大きいブロック面積値Ｃとした場合には１つ
の締固め管理ブロックで得られる地盤応答値が多くなり
処理量が多くなってしまう。

【００６８】したがって、制御部１７は、所定の相関が
得られる必要最小のブロック面積を実施工時に締固め施
工エリアを分割するための面積とする。

【００６９】なお、制御部１７は、再転圧のコストを考
慮してブロック面積を小さく設定しても良く、人的費
用、施工時間などの管理コストを考慮してブロック面積
を大きく設定しても良い。ただ、転圧不足を判定できな
いような大きなブロックは避けるべきである。

【００７０】「必要個数演算処理、演算式選択処理」一
般的に地盤応答値の平均、すなわち各締固め管理ブロッ
クのブロック特性値を算出するときには、締固め管理ブ
ロック内で得た地盤応答値の個数が多いほど地盤応答値
と締固め実測値との相関が高くなる。そこで、締固め管
理ブロック内の地盤応答値と締固め実測値とに基づいて
必要とする相関係数Ｒｄを満足する地盤応答値算出点の
測定個数を求める。ここで、上記締固め実測値は、締固
め後の盛土材料の特性値、例えば路床の剛性を実測して
評価するためのＫ値、例えば路盤の支持力を実測して評
価するためのＣＢＲ値などを含み、締め固めた後に実測
される路床、路盤の性能を示す値である。

【００７１】すなわち、１つの締固め管理ブロック内で
の地盤応答値算出点の個数Ｎが少ない場合には、図７の
ヒストグラム表示に示すように、演算して得た地盤応答
値がばらついている状態となる。このような場合に、統
計処理をしてブロック特性値を求めると、ブロック特性
値と締固め実測値の平均値とは異なる場合が多くなる。

【００７２】これに対し、１つの締固め管理ブロック内
での地盤応答値算出点の個数Ｎが多い場合には、図８の
ヒストグラム表示に示すように、演算して得た地盤応答
値の範囲が広い場合でも、全体でほぼ正規分布を示すよ
うになる。このような場合に、統計処理をしてブロック
特性値を求めると、ブロック特性値と最も検出される確
率の高い締固め実測値とはほぼ同じと場合が多くなり、
もっとも度数の高い地盤応答値近傍においてブロック特
性値が得られる。

【００７３】そして、図７のヒストグラムのような地盤
応答値を用い、図９に示すように横軸に盛土材料の締固
め実測値、縦軸にブロック特性値とした時は、転圧回数
ごとの地盤応答値の最大値と最小値との差が大きく、締
固め実測値とブロック特性値との相関が低くなり、した
がって相関係数Ｒが小さくなる。

【００７４】一方、図８のヒストグラムのような地盤応
答値を用い、図１０に示すように横軸に盛土材料の締固
め実測値、縦軸にブロック特性値とした時は、転圧回数
ごとのブロック特性値の最大値と最小値との差が小さ
く、締固め実測値とブロック特性値との相関が高くな
り、したがって相関係数Ｒが大きくなる。

【００７５】したがって、図９及び図１０を参照して説
明した締固め実測値とブロック特性値との相関より、所
定の相関係数（例えばＲ＝０．７）を得るために必要な
地盤応答値算出点の個数は、図１１に示すように、相関
係数Ｒと必要個数Ｎｄとの関係による。制御部１７は、
実施工時に必要な相関係数Ｒによって、１つの締固め管
理ブロック当たりに取得する必要がある必要個数Ｎｄを
決定する。

【００７６】このような処理を行う締固め管理システム
によれば、ブロック特性値と盛土材料の締固め実測値と
の相関を満足する地盤応答値の必要個数Ｎｄを求めるの
で、実施工時に求めたブロック特性値をより信頼性の高
いものとできる。

【００７７】また、図１１において、ステップＳ２で選
択された地盤応答値演算式に応じた相関係数Ｒと必要個
数Ｎｄとの関係を求める。ここで、図１１では、上述し
た３つの地盤応答値演算式で求めた第１地盤応答値を特
性Ａで示し、第２地盤応答値を特性Ｂで示し、第３地盤
応答値を特性Ｃで示す。この場合、制御部１７は、実施
工時に必要な個数Ｎｄに対してもっとも相関の良い特性
Ｃを演算するための地盤応答値演算式を実施工時に使用
する選択をする。これにより、実施工時において必要個
数の地盤応答値により良好な相関を得ることができる。

【００７８】「管理基準値設定処理」制御部１７は、ス
テップＳ９において管理基準値設定処理を行うに際し
て、図１２に示すように盛土材料の締固め実測値ごとに
得られた複数の地盤応答値の平均を算出したブロック特
性値を得る。そして、複数のブロック特性値からなるブ
ロック特性値線を得る。次に、制御部１７は、実施工時
において締固めが完了したか否かの判断基準値として、
実施工時に目標とする盛土材料の密度などである管理基
準におけるブロック特性値よりも小さい値を選択して、
実施工時の管理基準値とする。なお、この管理基準は、
Ｋ値やＣＢＲ値などの力学特性値からも設定することが
できる。

【００７９】一例として、制御部１７は、ブロック特性
値（Ｘ）を用いて、下方限界値＝Ｘ−Ａ_２ＲＸ；ブロック特性値Ｒ；各締固め実測値における地盤応答値の最大値と最小
値との差Ａ_２：各締固め実測値における地盤応答値の個数に応じ
た係数で表現される式を用いて、締固め管理ブロックの
締固めが完了したと認められるブロック特性値の最小値
である下方限界値を求める。そして、制御部１７は、盛
土材料の締固め実測値などに得られた複数の下方限界値
からなる下方限界値線を得る。

【００８０】次に、制御部１７は、実施工時に締固め完
了したか否かを管理するための基準となる管理基準での
下方限界値を得て、この下方限界値を実施工時の管理基
準値とする。

【００８１】なお、本例では、上述の統計処理として一
般的に使用される演算式を用いて下方限界値を求める場
合を説明したが、これに限らず、ブロック平均値よりも
小さい値であれば他の手法により実施工時の管理基準値
を決定しても良い。

【００８２】「補正値決定処理」上述した試験施工で
は、盛土材料の影響要因に応じて実施工時に得られる地
盤応答値が変化するために、盛土材料の影響要因の変化
と地盤応答値との関係を求める。このため、試験施工で
は、例えば水撒きなどをすることで盛土材料の影響要因
が異なるエリアを作って締固めをすることにより、図１
３に示すような影響要因により異なる締固め実測値とブ
ロック特性値との関係を求める。

【００８３】図１３によれば、実施工時に必要とされる
締固め実測値の管理基準に対するブロック特性値が影響
要因ｗ１，ｗ２，ｗ３に応じて地盤応答値_ｗ１、地盤応
答値 _ｗ２、地盤応答値_ｗ３を求める。

【００８４】そして、ブロック特性値_ｗ１、ブロック特
性値_ｗ２、ブロック特性値_ｗ３の比を求めることで、実
施工時に使用する補正値とする。

【００８５】［締固め管理システムによる実施工時処
理］図３に、締固め管理システムにより実施工時処理を
行うときのフローチャートを示す。

【００８６】先ず、ステップＳ２１において、締固め施
工装置１は、操作パネル１４が運転者により操作される
ことで、初期条件の入力が行われる。これにより、ステ
ップＳ２１では、試験施工時のステップＳ１０で決定さ
れたブロック面積の締固め管理ブロックで締固め施工エ
リアを複数に分割して地盤応答値を求める単位ブロック
である締固め管理ブロックを設定する。

【００８７】また、このステップＳ２１では、試験施工
時のステップＳ１１で求めた補正値により、ステップＳ
２８で決まるブロック特性値を補正する設定をする。す
なわち、このステップＳ２１では、ステップＳ２２以降
の実施工に先立って、実際に使用する盛土材料の影響要
因を求め、その影響要因と試験施工時での影響要因との
比較をし、ブロック特性値を補正する補正値を設定す
る。すなわち、制御部１７は、締固めの程度を判断する
ブロック特性値を実際に使用する盛土材料の影響要因に
応じて補正する処理をする。

【００８８】ステップＳ２１で設定した締固め管理ブロ
ックは、図１４に示すように、１つの締固め管理ブロッ
クで地盤応答値が正規分布をとり、度数が最も大きい地
盤応答値とブロック特性値とが略同値となるような必要
個数Ｎｄを得るための面積となっている。

【００８９】次のステップＳ２２において、締固め施工
装置１を実施工を行う締固め施工エリアに配置して実施
工の計測開始をする。

【００９０】次のステップＳ２３において、制御部１７
では、振動ローラ１１を締固め施工エリアで走行させ、
振動ローラ１１が駆動することによる加速度センサ１２
からセンサ信号を入力すると共に、ＧＰＳアンテナ１５
又はＧＰＳ固定局データ受信アンテナ１８から位置デー
タを入力開始する。

【００９１】そして、締固め施工装置１を複数の締固め
管理ブロックにわたり走行させることで、制御部１７は
複数の位置データを得ると共に（ステップＳ２４）、同
時的に、加速度センサ１２からのセンサ信号に基づいて
加速度波形を入力し（ステップＳ２５）、加速度波形を
用いた地盤応答値演算処理をして地盤応答値を演算する
（ステップＳ２６）。

【００９２】これにより、制御部１７は、締固め施工装
置１を各締固め管理ブロック内で走行させることで、ス
テップＳ２１で設定した各締固め管理ブロックで地盤応
答値を得る。

【００９３】次のステップＳ２７において、制御部１７
は、ステップＳ２４で得た位置データと、この位置デー
タと同時刻のステップＳ２６で得た地盤応答値とを対応
付けして記憶することで、データ結合をする。これによ
り、制御部１７は、どの地盤応答値がどの締固め管理ブ
ロック内での値であるかを判定する。

【００９４】次のステップＳ２８において、制御部１７
は、以前のステップＳ２７で得た各締固め管理ブロック
での地盤応答値を更新する処理をする。すなわち、制御
部１７は、以前にステップＳ３１までの処理をし、ある
締固め管理ブロックでのブロック特性値が管理基準値に
達しない場合に、以前のステップＳ２７で取得した地盤
応答値を、新たにステップＳ２７で取得した地盤応答値
に更新する。

【００９５】次のステップＳ２９において、制御部１７
は、各締固め管理ブロックごとに、各締固め管理ブロッ
ク内での地盤応答値の取得個数ｎが、試験施工時のステ
ップＳ１０で求めた必要個数Ｎｄより多いか否かの判定
をする。制御部１７は、取得個数ｎが必要個数Ｎｄより
も多いときにはステップＳ３０に処理を進め、取得個数
ｎが必要個数Ｎｄよりも多くないときにはステップＳ２
３以降の処理に戻して、再度ステップＳ２４〜ステップ
Ｓ２８までの処理を行う。

【００９６】ここで、制御部１７は、締固め施工エリア
内の全ての締固め管理ブロックについて必要個数Ｎｄを
求めたときに、ステップＳ３０に処理を進め、そうでな
いときには、全ての締固め管理ブロックについて必要個
数Ｎｄの地盤応答値を得るまで締固め施工装置１による
締固めを行うように締固め施工エリア上を走行させる。

【００９７】ステップＳ３０において、制御部１７は、
各締固め管理ブロックごとに、ブロック特性値を求める
統計処理をする。

【００９８】次のステップＳ３１において、制御部１７
は、各締固め管理ブロックごとに、ブロック特性値が、
試験施工時処理のステップＳ１０で得た管理基準値より
も大きく、ブロック特性値が満足する値か否かの判定を
する。

【００９９】すなわち、制御部１７は、例えば図１５に
示すように、各締固め管理ブロックのブロックＮｏ．を
付して横軸にし、各締固め管理ブロックでのブロック特
性値を縦軸にプロットした場合、管理基準値よりも下回
るブロック特性値の締固め管理ブロックを認識すること
で、各締固め管理ブロックでの締固め程度を評価する。

【０１００】制御部１７は、ブロック特性値が管理基準
値よりも低い締固め管理ブロックが存在すると判定した
ときにはステップＳ２３以降の処理に戻って上述のステ
ップＳ２８で再度締固め管理ブロックでの地盤応答値を
更新をしてステップＳ３１での判定をし、地盤応答値が
管理基準値よりも低い締固め管理ブロックが存在しない
と判定したときにはステップＳ３２に処理を進める。

【０１０１】これにより、制御部１７は、締固め施工装
置１の各締固め管理ブロックに対する締固めの評価をす
る。

【０１０２】ステップＳ３２において、制御部１７は、
加速度センサ１２でのセンサ信号の取り込みを完了して
上述した処理で得た各データの記録を終了して、ステッ
プＳ３３において締固め施工装置１での締固め施工エリ
アの締固めを終了する。

【０１０３】［実施の形態の効果］したがって、上述の
制御部１７を備えた締固め管理システムによれば、締固
め管理ブロックを初期条件として規定し、盛土材料の締
固め実測値と地盤応答値との相関が得られる必要個数Ｎ
ｄの地盤応答値を各締固め管理ブロックについて取得し
て、各締固め管理ブロックでの締固の評価をするので、
空港、道路やダムなどの広大な締固め施工エリアの締固
め程度をリアルタイム、且つ高精度に管理することがで
きる。

【０１０４】したがって、この締固め管理システムによ
れば、広大な締固め施工エリアに対して締固めを行うと
きでも、締固め程度が十分な地点についてはすぐに次の
地点に締固めを実行することができると共に、リアルタ
イムに締固め程度が不足している地点を締固め施工装置
１で認識することができ、締固め不足などに即座に対応
することができる。

【０１０５】また、この締固め管理システムによれば、
実施工時処理を行うに際して、ＧＰＳからの位置データ
により、取得した地盤応答値がどの締固め管理ブロック
の値かを認識することができ、各締固め管理ブロックご
とでの締固め程度の評価を実現することができる。

【０１０６】更に、締固め管理システムによれば、試験
施工時処理で所定の相関が得られる必要個数Ｎｄを求め
るので、実施工時の個々の地盤応答値が様々な要因によ
りばらつきが発生することに対応して、精度の高い締固
め程度の管理をすることができる。

【０１０７】更にまた、締固め管理システムによれば、
試験施工時処理で、下方限界値における管理基準に対す
る地盤応答値を管理基準値とするので、各締固め管理ブ
ロックの締固めが完了したと認められる地盤応答値の最
小値で締固め完了の評価をすることができ、締固めの作
業時間を短縮することができる。

【０１０８】更にまた、締固め管理システムによれば、
試験施工時に盛土材料の影響要因を変化させて、実施工
時の盛土材料の影響要因に応じた管理基準値とするため
の補正値を設定するので、施工日により異なる可能性が
ある盛土材料の影響要因に応じて最適な管理基準値を設
定することができ、精度の高い締固めの管理をすること
ができる。

【０１０９】なお、上述の実施の形態は本発明の一例で
ある。このため、本発明は、上述の実施形態に限定され
ることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明
に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に
応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

【０１１０】すなわち、上述した一例では、盛土を用い
て締固め施工をして締固め程度を管理する一例について
説明したが、これに限らず、例えばＲＣＤ、ＣＳＧのよ
うな土以外のコンクリート材であっても、振動により締
め固めるものであれば本発明が適用可能であることは勿
論である。

【０１１１】

【発明の効果】請求項１に係る締固め管理方法によれ
ば、実施工をする前に締固め施工エリアを複数の締固め
管理ブロックに分割し、各締固め管理ブロックの締固め
程度を評価するに際して、各締固め管理ブロックで必要
個数以上の地盤応答値を得るので、広大な締固め施工エ
リアの締固め程度を高精度に管理することができると共
に、リアルタイムに管理することができる。

【０１１２】請求項２に係る締固め管理方法によれば、
実施工時に締固め機械の位置を示す位置データを参照す
ることで、各地盤応答値をどこの締固め管理ブロックで
得たものかを認識して、各締固め管理ブロックでの締固
め程度を評価するので、各締固め管理ブロックごとでの
締固めの評価を実現することができる。

【０１１３】請求項３に係る締固め管理方法によれば、
試験施工をした後の実施工時に、各締固め施工エリアで
必要個数以上の地盤応答値を得るような締固め管理ブロ
ックの面積を設定して、各締固め管理ブロックで得られ
るブロック特性値を締固め実測値と相関のあるものとす
るので、実施工時の個々の地盤特性値が様々な要因によ
りばらつきが発生することに対応して、精度の高い締固
めの管理をすることができる。

【０１１４】請求項４に係る締固め管理方法によれば、
試験施工をした後の実施工時に締固め機械により上記管
理基準値を越えるように各締固め管理ブロックの締固め
程度を評価して締固めをするので、各締固め管理ブロッ
クの締固めが完了したと認められる地盤応答値の最低限
の値で締固め完了の評価をすることができ、締固めの作
業時間を短縮することができる。

【０１１５】請求項５に係る締固め管理方法によれば、
施工日により異なる可能性がある盛土材料の影響要因に
応じて最適な管理基準値を設定することができ、精度の
高い締固めの管理をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した締固め管理システムの構成を
示す図である。

【図２】本発明を適用した締固め管理システムにおける
試験施工時処理の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明を適用した締固め管理システムにおける
実施工時処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図４】加速度波形のサンプリング時間間隔Ｔと加速度
サンプリング時間ｔとの関係を示す図である。

【図５】加速度波形について周波数分析をして得た加速
度スペクトルを示す図である。

【図６】地盤応答値と相関係数による締固め管理ブロッ
クのブロック面積の関係を示す図である。

【図７】締固め管理ブロックで地盤応答値の算出点が少
ないときにおけるブロック特性値を説明するためのヒス
トグラムである。

【図８】締固め管理ブロックで地盤応答値の算出点が多
いときにおけるブロック特性値を説明するためのヒスト
グラムである。

【図９】各締固め管理ブロックで地盤応答値の算出点が
少ないときにおける締固め施工エリアの締固め実測値と
ブロック特性値との相関を説明するための図である。

【図１０】各締固め管理ブロックで地盤応答値の算出点
が多いときにおける締固め施工エリアの締固め実測値と
ブロック特性値との相関を説明するための図である。

【図１１】各締固め管理ブロックで相関の高い地盤応答
値演算式を決定することを説明するための図である。

【図１２】実施工時の管理基準値を決定することを説明
するための図である。

【図１３】影響要因により異なる管理基準に対するブロ
ック特性値の関係を示す図である。

【図１４】実施工時に設定する締固め施工エリアを分割
してなる締固め管理ブロックについて説明するための図
である。

【図１５】実施工時において、各締固め管理ブロックで
のブロック特性値と管理基準値との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１締固め施工装置２ＧＰＳ固定局３データ管理局１１振動ローラ１２加速度センサ１３ディスプレイ１４操作パネル１５ＧＰＳアンテナ１６無線送信機１７制御部１８ＧＰＳ固定局データ受信アンテナ２１ＧＰＳアンテナ２２ＧＰＳ固定局データ送信装置２３ＧＰＳ受信機２４パーソナルコンピュータ３１締固めデータ受信アンテナ３２無線モデム３３パーソナルコンピュータ３４電源装置

フロントページの続き (72)発明者西尾貴至東京都台東区台東１丁目２番１号不動建設株式会社内 (72)発明者中島聡東京都港区北青山二丁目５番８号株式会社間組内 (72)発明者黒台昌弘東京都港区北青山二丁目５番８号株式会社間組内Ｆターム(参考） 2D043 CA15 CB03 5J062 BB08 CC07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】締固め施工エリアを締め固める締固め機
械を用いて盛土材料を締め固めた結果を管理する締固め
管理方法において、上記締固め施工エリアを、予め大きさが設定された締固
めた結果を管理する単位となる締固め管理ブロックに分
割するステップと、上記締固め機械を締固め施工エリア上に配置して、実際
に上記締固め施工エリアを締め固める実施工を開始する
ステップと、上記締固め管理ブロック内で計測された上記締固め機械
の振動加速度の時間変化を示す加速度波形を用いて、上
記盛土材料の締固め実測値との所定の相関を得るための
予め設定された必要個数以上の上記締固め施工エリアの
締固め程度を表す地盤応答値を予め設定された演算式で
上記締固め管理ブロックごとに演算するステップと、演算して得た複数の地盤応答値を用いて上記締固め管理
ブロック内での地盤応答値の平均値であるブロック特性
値を演算するステップと、演算して得た上記ブロック特性値を上記各締固め管理ブ
ロック内での特性値として評価するステップとを有する
ことを特徴とする締固め管理方法。
【請求項２】上記締固め機械の締固め施工エリア上で
の位置を示す位置データを入力するステップを更に有
し、上記位置データを得た時刻と同時刻に得た地盤応答値
を、前記位置データに対応する締固め管理ブロックの地
盤応答値と判定することを特徴とする請求項１記載の締
固め管理方法。
【請求項３】上記締固め機械により実際に上記締固め
施工エリアを締め固める実施工を開始する前の、試験施
工時において、上記実施工時に使用する盛土材料を用いて上記締固め機
械で締固めをするステップと、盛土材料の締固め実測値及び上記地盤応答値を求め、上
記締固め機械の締固め回数に応じた上記締固め実測値と
上記地盤応答値との相関を求め、所定の相関を得るため
に取得する必要のある各締固め管理ブロック内で演算す
る地盤応答値の上記必要個数、この必要個数を取得する
のに必要な締固め管理ブロックの大きさ、地盤特性値を
求める演算式のうち少なくともひとつを求めるステップ
とを有することを特徴とする請求項１記載の締固め管理
方法。
【請求項４】上記締固め機械により実際に上記締固め
施工エリアを締め固める実施工を開始する前の、試験施
工時において、上記実施工時に使用する盛土材料を用いて上記締固め機
械で締固めをするステップと、盛土材料の締固め実測値及び上記地盤応答値を求め、締
固め実測値に対する地盤応答値の平均値であるブロック
特性値を求め、このブロック特性値以下の下方限界値を
求めるステップと、実施工時に目標とする締固め実測値に対する下方限界値
を、実施工時に締固めが完了したか否かの評価基準とな
る管理基準値とするステップとを有し、実施工時に締固め機械により上記管理基準値を越えるよ
うに締固めをすることを特徴とする請求項１記載の締固
め管理方法。
【請求項５】上記締固め機械により実際に上記締固め
施工エリアを締め固める実施工を開始する前の、試験施
工時において、上記盛土材料の影響要因によって異なる管理基準値を実
施工時に設定するための補正値を設定するステップを更
に有し、実施工時での上記盛土材料の影響要因に応じてブロック
特性値を補正することを特徴とする請求項１記載の締固
め管理方法。