JP2002536659A - 路面の荷重支持能力を測定するための測定装置および測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 路面の弾性エネルギ容量を測定するための測定装置および測定方法は、路面（３）に沿って移動されると共に一つの車輪（２）によって前記路面に荷重を掛ける車両（１）を含んでいる。プラスチック材料からなるボール（１６）を路面（３）に打ち込み、それにより、二つの測定用配列体（８、９、１８、１９）の移動経路において路面に付着するようになる。これら測定用配列体は前記車両（１）の移動方向において間隔を空けて配置されていて、これら測定用配列体によって路面（３）に付着するボール（１６）の上方面と前記車両に沿った二つの位置の車両担持参照位置との間の鉛直方向距離を測定することができる。路面のたわみ曲線を測定するために、参照位置と測定用本体との間の距離を車両（１）に沿った複数の場所において算出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は特許請求の範囲に基づいて路面の荷重支持能力を測定するための測定
方法および測定装置に関する。

【０００２】 従って、例えば車両を路面に沿って走行させて車両と共に移動する小負荷領域
、例えば車両の後方車輪を介して特定の力を路面に加えることにより路面の弾性
歪みエネルギまたは弾性エネルギ容量を測定することによって、路面の支持能力
を決定することが知られている。この測定時において、選択された路面上の測定
用位置において少なくとも二つの測定部を使用し、前記測定部は車両運動方向の
異なる位置において使用される。例えば、測定用領域が負荷領域に隣接して配置
される場合、ならびに測定用領域が負荷領域から比較的遠方に配置される場合お
よび路面が荷重により影響を受けないかまたは荷重が領域から取り除かれるとき
に路面が弾性的にスプリングバックする場合には一つの測定部を使用できる。測
定操作は、測定用場所および車両設置式参照位置との間の鉛直方向距離を検出す
ることを含んでいる。或る非接触プロセスにより測定操作を適切に行うことがで
きる。負荷領域周りの領域における路面の弾性変形量を測定することによって路
面の支持能力を決定することができる。

【０００３】 米国特許第４７８１０５８号明細書、同第４５７１６９５号、同第４５３６８
２９号、同第３６４３４７０号、および国際公開第ＷＯ９６／３１６５５号は当
該技術の現在の状態を教示する従来の刊行物である。

【０００４】 現在の技術の一つの問題は、路面が比較的均等ではないことと、第一の測定操
作が行われる路面と同一の場所において第二の測定プロセスを行うことができな
いこととである。当然のことながら、第一の測定プロセスに関する測定用場所に
おいて路面の表面パターンを読みとると共に、このパターンを第二の測定プロセ
スに関して認識して、適切な場所において第二の測定プロセスを行うことができ
る。しかしながら、路面が平滑であるほど、パターンを認識するのが困難である
という問題が存在している。

【０００５】 比較的広範な測定用領域を選択することは価値のある情報を失うという深刻な
危険性を有している。他方、第一の測定プロセスを極めて小さい測定領域におい
て行う場合には、第二の測定プロセスを第一の測定プロセスと正確に同一の場所
において行わない限りは、この測定プロセスが誤った測定結果となる深刻な危険
性が存在する。この理由は、路面はしばしば１ミリメートルのオーダで不規則に
なっており、その結果、路面の弾性により形成される凹部がしばしば数ミリメー
トルまでのオーダまでになる場合があるためである。

【０００６】 本発明の目的はこの問題に対する解決法を提供することである。従って、本発
明の目的は、第二の測定プロセスに関して測定位置を容易に再検出することがで
きて、測定位置における平滑な測定用表面を形成できる技術を提供することであ
り、それにより、路面の不規則性または不均等さに関連づけられる欠点を避ける
ことができるようになる。

【０００７】 この目的は特許請求の範囲に記載される本発明の測定方法によって達成される
。 この目的は特許請求の範囲に記載される本発明の測定装置によっても達成され
る。 本発明の他の実施形態は特許請求の範囲に示される。

【０００８】 根本的に、本発明は測定用本体を路面に配置することを必要とする。第一およ
び第二の測定プロセスの両方をこの測定用本体によって行う。測定用本体を容易
に検出できて両方の測定プロセスを一つの同一の場所において行うことができる
ように、測定用本体は選択される。ほぼ平滑な測定用表面を備えるように測定用
本体を形成するのが有利である。

【０００９】 本発明の一つの実施形態においては、車両から路面に投げ出されるための比較
的柔らかいアスファルト製ボールが形成され、それにより、ボールは衝撃によっ
て或る程度平坦にされつつ前記路面に堅固に付着するようになる。二つの車両設
置式検出器またはセンサが通過する場所においてボールが路面に衝突するように
、ボールを投げ出すのが好ましい。当然のことながら、変更可能な実施形態にお
いてはボールを投げ出して最も近接する測定装置から所定の距離をおいて路面に
到着させ、それにより、ボールの投げ出し時間とボールが測定装置の測定領域に
到着した時間との間の時間差を車両の現在の速度および他の要因に基づいて決定
することができる。

【００１０】 第二の測定装置の測定用領域が測定用本体を被覆する時間点を、路面における
測定装置の測定用領域の間の距離と車両の速度とに基づいて前述した方法に相当
する方法で算出することができる。これにより、測定用本体を測定装置の測定用
領域に位置すると想定できる特定の時間のみに測定プロセスを行うことを制限す
ることができる。

【００１１】 測定装置の物理的形状は二次的な要因であり、この観点において使用される測
定装置を前述した従来の公報のように説明する。

【００１２】 本発明の典型的な実施形態および添付図面を参照することによって本発明を説
明する。

【００１３】 図１は路面３と路面３に沿って駆動される車両１とを示しており、通常は車両
１に懸架される一つの車輪２が車両１に設置されている。 参照番号１１は車両が駆動される方向を示している。

【００１４】 車輪２は既知の荷重を路面３上の荷重領域に加え、この荷重領域は車輪２が路
面３に当接する当接表面に相当している。車両が路面３に沿って駆動されるとき
に、路面は、車輪と前記路面との接触領域においてカップ状の凹部を路面３に形
成するように弾性変形する。

【００１５】 例えば車両１の主要部分と路面３の場所６との間の鉛直方向距離を測定するこ
とによって、路面３の荷重支持能力を測定することができる。この測定作用は、
車輪２と路面３との接触領域に隣接していて、車両の運動方向に対して場所６か
ら或る距離だけ離れた場所において行われる。この場所においては、測定用場所
６は車輪２による荷重を受けず、また荷重が取り除かれた後にスプリングバック
する時間を有していない。

【００１６】 車両１の参照位置からの鉛直方向距離の差を測定すること、ならびに荷重、荷
重領域および他の利用可能な情報を求めることによって、路面の荷重支持能力を
或る公知の方法で算出することができるという測定結果が得られる。

【００１７】 図１に示されるように、レーザ装置９は車輪２の最下方位置に隣接する測定用
領域に光を放射、例えば測定用領域６を照射する。センサ８は選択された測定用
領域６、例えばレーザ装置９により照射された路面３の領域を検出すると共に、
例えば測定用場所６に対するセンサ８の検出方向と水平面との間の方向を検出す
ることによって、車両に設けられた参照面からの測定領域の鉛直方向距離を決定
する。

【００１８】 同様な測定用配列体１９、１８が方向１１に関して配列体９、８から所定の距
離をおいて配置されている。路面における測定用配列体８、９、１８、１９の感
知領域または検出領域の間の距離と車両の現在の速度とが分かっているとき、対
応する時間ギャップを決定することができ、それにより、第一のセンサ８により
測定されたのと同一の測定用場所６において測定プロセスをセンサ１８によって
正確に行うことができる。

【００１９】 本発明によれば、二つのセンサ８、１８の視野により路面３上において感知さ
れる経路において測定用本体１６を路面に投げる役目を果たす車両担持装置５が
設けられている。例えば圧縮空気を爆発させることにより、比較的柔らかいアス
ファルトから構成されるアスファルト製ボール１６を車両から強制的に投げ出し
、それにより、ボール１６は路面３に堅固に付着して衝撃により平坦になる。次
いでボール１６は測定用領域を形成する平滑な上方丸形面６を有するようになる
。

【００２０】 測定用本体１６の上方面が路面から上方にかなりの距離をおいて位置するとき
に、センサ８、１８によって測定用本体１６を容易に検出することができる。前
記ボールの上方面が平滑である場合には、ボールの上方面と参照面との間の距離
は不明確でない。ボール１６の直径が小さい場合には、参照面からのボールの鉛
直方向距離を正確に決定できるのと同様に、ボールの位置を極めて正確に決定す
ることができる。

【００２１】 センサ１８は測定用本体１６’を容易に検出して、前述したのに相当する正確
さでもって参照面と測定用本体との間の距離を容易に決定することができる。各
測定用配列体８、９、１８、１９の測定用領域の間の距離が分かっているので、
車両の現在の速度に基づいて第二の測定プロセスを測定用本体１６の範囲におい
て単独で行うことができる。

【００２２】 第二の測定プロセスの測定用場所を図１および図２において参照符号６’によ
り示す。 図２は本発明の測定装置が複数の測定用配列体を含みうることを示しており、
これら複数の測定用配列体のそれぞれは、横方向に隔離されているが、車輪２に
より及ぼされる荷重によって路面３に形成される凹部の形状に対する測定用情報
を提供するために図１から明らかな要素を具備している。

【００２３】 車両１に沿った異なる長さ位置において測定用本体１６に対して複数の距離測
定を行うことができるのが理解されうる。

【００２４】 測定用本体１６を車輪２の真後ろに発射するために車両担持装置５を取り付け
ることができると共に、前記車輪の後方における複数の位置において測定用本体
の距離を測定することができるのが理解されうる。

【００２５】 測定用本体１６はアスファルトから構成されていることを述べた。しかしなが
ら、変更可能な実施形態によれば、測定用本体は接着性テープの片または或る方
法で路面３に付加できる材料からなる片により構成することもでき、これら測定
用本体１６は路面からなるバックグラウンドに対して容易に識別されると共に典
型的な路面よりも平滑であるのが好ましい平滑な測定用上面を形成できる特性を
有している。測定用本体１６は小領域を占めるのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の測定装置の側面図である。

【図２】 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿ってみた平面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面（３）の弾性エネルギ容量を測定するための測定方法で
   あって、車両（１）を前記路面（３）に沿って移動させて所定の力を前記車両（
   １）に追従する小負荷領域における前記路面（３）に加え、少なくとも二つの測
   定プロセスを前記路面における一つでかつ同一の測定用場所において行い、前記
   二つの測定用プロセスを前記負荷領域から互いに異なる距離に在る位置において
   行い、前記測定用場所（６）および車両担持式参照位置との間の距離を非接触式
   に検出することにより前記測定プロセスを行う測定方法において、 測定用本体（１６）を前記路面に付加させて前記測定用本体（１６）の自由表
   面を測定用場所（６）として利用することを特徴とする測定方法。
2. 【請求項２】 測定用本体（１６）が前記路面（３）よりも平滑な露出面を
   有する請求項１に記載の測定方法。
3. 【請求項３】 前記測定用本体（１６）が、前記路面よりもかなり上方に位
   置する測定用表面を形成するよう選択される請求項１または２に記載の測定方法
   。
4. 【請求項４】 前記測定用本体（１６）が前記路面（３）からなるバックグ
   ラウンドに対して容易に検出されうるように選択される請求項１から３のいずれ
   か一項に記載の測定方法。
5. 【請求項５】 前記測定用本体（１６）が、二つの車両担持式測定用配列体
   （８、９、１８、１９）の運動経路における前記路面（３）に堅固に打ち込まれ
   たプラスチック材料製ボールより構成されている請求項１から４のいずれか一項
   に記載の測定方法。
6. 【請求項６】 路面（３）の弾性エネルギ容量を測定するための測定装置で
   あって、前記路面（３）に沿って移動される車両（１）を含み、該車両（１）は
   該車両が前記路面に沿って移動するときに前記車両に追従する小負荷領域におい
   て所定の荷重を前記路面に与えるための荷重手段（２）を有しており、さらに、
   車両担持式参照位置と測定用場所（６）との間における距離を非接触式に測定す
   るための測定手段（８、９、１８、１９）を含み、該測定手段は前記路面の選択
   された位置における測定用場所と前記車両（１）に沿った異なる二つの場所にお
   ける車両担持式参照位置との間の距離を測定するために前記測定手段に関連づけ
   られた距離測定手段を有している測定装置において、 前記測定装置が前記測定装置の運動経路において測定用本体（１６）を前記路
   面（３）に付加させるための付加装置（５）を含み、前記距離測定手段は前記参
   照位置と前記測定用本体の前記上方面との間の距離を測定するよう機能する測定
   装置。
7. 【請求項７】 測定用本体（１６）を前記路面（３）に付加させる役目を果
   たす前記付加装置（５）が前記測定用本体（１６）を前記路面（３）に発射する
   ための発射手段を含んでいる請求項６に記載の測定装置。
8. 【請求項８】 前記測定用本体（１６）がプラスチック材料からなるボール
   より構成されており、前記測定用本体を付加させる付加手段（５）は圧縮空気式
   砲身部より構成されている請求項６または７に記載の測定装置。