JP2003083943A

JP2003083943A - 音波式高機能舗装空隙度検出方法およびその装置

Info

Publication number: JP2003083943A
Application number: JP2001278419A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Konno; 義仁紺野; Minoru Yamamoto; 稔山本; Koichi Iketani; 公一池谷; Shigeaki Ogawara; 重昭大河原; Wataru Taniguro; 亘谷黒; Keiji Mikami; 圭司三神
Original assignee: Japan Highway Public Corp; Ono Sokki Co Ltd; Pasco Corp
Current assignee: Japan Highway Public Corp; Ono Sokki Co Ltd; Pasco Corp
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、例えば高速道路等の高機能舗装の空
隙詰まりおよび空隙つぶれによる空隙状態を測定する音
波式高機能舗装空隙度検出方法および装置に関し、高機
能舗装の内部空隙度を、非接触、非破壊でかつ高速走行
しながら簡易に測定する。【解決手段】路面空隙度測定車１００に、スピーカ１３
とマイクロホン１４が配置された遮音箱１０を設置し、
その路面空隙度測定車１００を高速走行させながらスピ
ーカ１３からパルス音を放ち、マイクロホン１４によ
り、スピーカ１３から放たれたパルス音が路面に到達す
る前にマイクロホン１４に到達した入射波と、そのパル
ス音が路面で反射してマイクロホン１４に到達した反射
波とを検出し、マイクロホン１４で検出された入射波と
反射波とに基づいて、高機能舗装の内部空隙度を求め
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、例えば高速道路等
の高機能舗装の空隙詰まりおよび空隙つぶれによる空隙
状態を測定する音波式高機能舗装空隙度検出方法および
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速道路の高機能舗装は、新規舗装時の
空隙度が２０％以上あり、従来の舗装に比べ多孔質な構
造である特徴を生かした、「排水機能による雨天時の走
行安全性向上」や「タイヤノイズ低減機能による沿道環
境改善」といった幾つかの優れた機能を有している。

【０００３】しかし、この機能は「空隙詰まり」や「空
隙つぶれ」により効果の持続性が経時的に低下するた
め、機能変化の状態を評価する必要がある。従来の評価
技術は、排水機能面では、４００ｃｃの水を変水位で自
然流下させる現場透水試験で規定している。また、騒音
低減効果面では、１台の自動車が高機能舗装上を通過す
るときの、測定地点において測定される騒音レベルから
求められるＡ特性パワーレベルを、密粒度アスファルト
舗装の場合のＡ特性パワーレベルと比較し、補正量を求
める方法で行っている。現場透水試験では車線規制内で
現場透水試験器を設置し、騒音レベル測定では路肩にマ
イクロフォンを設置してそれぞれ測定することから作業
手間がかかり、また作業手間をかけたにもかかわらずあ
る測定点での評価しかできない。従来の評価技術は、こ
れらを考慮すると費用・効率共に好ましくない測定手法
である。

【０００４】また、既存技術として特許第２５５９６５
８号のＲＡＣ車（ＲｏａｄＡｃｏｕｓｔｉｃＣｈｅｃ
ｋｅｒ）による低騒音舗装測定車があり、スピーカ音源
による路面反射音の計側と特殊タイヤによるエアポンピ
ング音の計側が可能であるが、測定速度が６０Ｋｍ／ｈ
以下であること、舗装表面の吸音性能の評価であること
から、高速道路での高機能舗装体内部の診断が出来な
い。

【０００５】近年、高速道路における降雨時の死亡事故
率（平成１０年度）は，晴天時の約４倍であり、平成４
年以降交通安全対策上必要な箇所に高機能舗装を採用
し、降雨時の路面状態を良好に保ち視認性を向上させる
ことで、交通事故の減少に努めているが、平成１３年度
末までに高速道路全車線延長の約４割、東名・名神高速
道路の約８割の施工予定であり、今後とも高機能舗装の
施工延長は増加するため、効率的な機能評価手法の開発
は必要不可欠なものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、高機能舗装の内部空隙度を、非接触、非破壊でか
つ高速走行しながら簡易に測定することのできる音波式
高機能舗装空隙度検出方法および装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の音波式高機能舗装空隙度検出方法は、自動車の、路
面から所定の高さ位置にマイクロホンを配備するととも
に、自動車の、マイクロホンの上部に下向きにスピーカ
を配備し、その自動車を、多孔質な構造を持つ舗装であ
る高機能舗装が施工された道路上を走行させながら、ス
ピーカからパルス音を放ち、マイクロホンにより、スピ
ーカから放たれたパルス音が路面に到達する前にマイク
ロホンに到達した入射波とそのパルス音が路面で反射し
てマイクロホンに到達した反射波とを検出し、マイクロ
ホンで検出された入射波と反射波とに基づいて、高機能
舗装の内部空隙度を求めることを特徴とする。

【０００８】ここで、上記本発明の音波式高機能舗装空
隙度検出方法において、自動車を８０Ｋｍ／ｈ以上の速
度で走行させながら、スピーカから繰り返しパルス音を
放ちマイクロホンで各パルス音の入射波および反射波を
検出することが好ましい。この場合に、高機能舗装の内
部空隙度の移動平均値を求めることがさらに好ましい。

【０００９】また、上記本発明の音波式高機能舗装空隙
度検出方法において、マイクロホンで検出された入射波
と反射波とのそれぞれから、４ｋＨｚ以上かつ１２ｋＨ
ｚ以下の中心周波数を持ちかつ１オクターブ以内の周波
数帯域の信号成分を抽出し、抽出された信号成分により
表わされる入射波および反射波に基づいて、高機能舗装
の内部空隙度を求めることが好ましく、あるいは、マイ
クロホンで検出された入射波と反射波とのそれぞれか
ら、５ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以下の中心周波数を持ち
かつ１オクターブ未満の周波数帯域の信号成分を抽出
し、抽出された信号成分により表わされる入射波および
反射波に基づいて、高機能舗装の内部空隙度を求めるこ
とも好ましい態様である。

【００１０】また、本発明の音波式高機能舗装空隙度検
出方法において、前記マイクロホンで検出された入射波
のエネルギーに対する反射波のエネルギーの比率を求め
る演算を含む演算により、高機能舗装の内部空隙度を求
めることも好ましい形態である。

【００１１】また、上記目的を達成する本発明の音波式
高機能舗装空隙度検出装置は、自動車の路面から所定の
高さ位置に配備されたマイクロホンと、その自動車の、
マイクロホンの上部に下向きに配備されたスピーカと、
その自動車が、多孔質な構造を持つ舗装である高機能舗
装が施工された道路上を走行している途中で、スピーカ
からパルス音が放出されるようにスピーカを駆動するス
ピーカ駆動部と、マイクロホンで検出された、スピーカ
から放たれたパルス音が路面に到達する前にマイクロホ
ンに到達した入射波とそのパルス音が路面で反射してマ
イクロホンに到達した反射波とに基づいて、高機能舗装
の内部空隙度を求める演算部とを備えたことを特徴とす
る。

【００１２】ここで、上記本発明の音波式高機能舗装空
隙度検出装置において、スピーカ駆動部は、自動車が８
０Ｋｍ／ｈ以上の速度で走行している途中で、スピーカ
からパルス音が繰り返し放たれるようにそのスピーカを
繰り返し駆動するものであって、演算部は、マイクロホ
ンで検出される各パルス音の入射波および反射波に基づ
いて高機能舗装の内部空隙度を繰り返し測定するもので
あることが好ましく、その場合に、演算部は、高機能舗
装の内部空隙度の移動平均値を求めるものであることが
さらに好ましい。

【００１３】また、上記本発明の音波式高機能舗装空隙
度検出装置において、上記演算部は、マイクロホンで検
出された入射波と反射波とのそれぞれから、４ｋＨｚ以
上かつ１２ｋＨｚ以下の中心周波数を持ちかつ１オクタ
ーブ以内の周波数帯域の信号成分を抽出する信号抽出部
を備え、その信号抽出部で抽出された信号成分により表
わされる入射波および反射波に基づいて、高機能舗装の
内部空隙度を求めるものであることが好ましく、あるい
は、上記演算部は、マイクロホンで検出された入射波と
反射波とのそれぞれから、５ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以
下の中心周波数を持ち、かつ１オクターブ未満の周波数
帯域の信号成分を抽出する信号抽出部を備え、その信号
抽出部で抽出された信号成分により表わされる入射波お
よび反射波に基づいて、高機能舗装の内部空隙度を求め
るものであることも好ましい態様である。

【００１４】さらに、上記本発明の音波式高機能舗装空
隙度検出装置において、演算部は、マイクロホンで検出
された入射波のエネルギーに対する反射波のエネルギー
の比率を求める演算を含む演算により、高機能舗装の内
部空隙度を求めるものであることが好ましい。

【００１５】さらに、上記本発明の音波式高機能舗装空
隙度検出装置において、スピーカおよびマイクロホンが
内部に配置され内壁が吸音材で覆われている、下面が開
口した遮音箱が、自動車に配備されていることが好まし
い。

【００１６】本発明は、音波を用いて空隙度を検出する
新たな評価法を開発したものである。本発明は、測定車
に取り付けた音響計測ボックスのスピーカからインパル
ス音を発射し、路面への入射波と反射波をスピーカ直下
に取り付けたマイクロフォンで捕らえることにより音波
の吸音特性（反射特性）を測定する。本発明は、入射す
る音波の周波数によって舗装内部への音波の侵入深さが
変化することを利用して、吸音特性を用いて高機能舗装
体内部の空隙詰まりおよび空隙つぶれによる空隙度を検
出する調査法を提供したものである。

【００１７】本発明は、・従来の固定点での評価手法とは異なり、走行しながら
測定した全ての点（多点）の測定結果が得られる・道路規制を必要とせず他の車両走行を妨げることなく
移動しながら測定できる・測定速度８０ｋｍ／ｈ以上で高速道路を長距離にわた
って連続測定ができることから、空隙詰まりあるいは空
隙つぶれの偏在状態を測定する効率的な手法である。こ
のため、高圧洗浄車による機能回復作業等の効率的な維
持管理が可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、吸音特性を測定するイン
パルス法の原理説明図である。

【００１９】スピーカを駆動するアンプを経由してスピ
ーカがインパルス的に駆動され、そのスピーカからパル
ス音が放たれる。このスピーカから放たれたパルス音
は、路面で反射してマイクロホンにより検出されアンプ
を経由して図示しない演算装置に取り込まれる。その演
算装置では、以下の原理に従って吸音特性が求められ
る。

【００２０】ここでは、スピーカからのパルス音を例え
ばコンクリート平板等の良反射体で反射させたときの反
射音をリファレンスとし、実際の路面からの反射波と比
較した値を（１）式のように定義する。

【００２１】Ａ＝（Ｅ_n／Ｅ₀）……（１）ここで、Ａは、吸音特性Ｅ_nは、路面からの反射波エネルギーＥ₀は、リファレンス面（コンクリート面）からの反射
波エネルギーである。ここで、Ｅ₀を求めるときとＥ_nを
求めるときとで、スピーカから放たれるパルス音は同一
であるとする。

【００２２】ただし、スピーカから実際に放たれるパル
ス音は、スピーカの過渡特性の不安定さ等に起因し音圧
が変動しやすい。そのため、ここでは、（２）式のよう
に、１回の測定ごとに路面に向かう入射波のエネルギー
を測定しスピーカから放たれるパルス音の音圧変動によ
る反射波エネルギーの変動を補正している。

【００２３】Ａ＝１−（Ｒ_n／Ｒ₀）……（２）ここで、Ｒ_n、Ｒ₀は、それぞれ（３）式、（４）式によ
る。Ｒ_n＝（路面からの反射波のエネルギー）／（路面に向かう入射波のエネルギ） ……（３）Ｒ₀＝（リファレンス面（コンクリート面）からの反射波のエネルギー）／（リファレンス面（コンクリート面）に向かう入射波のエネルギー） ……（４）ここで、Ｒ₀は、あらかじめ測定された値であり、例え
ば表１の値を採用することができる。

【００２４】

【表１】

【００２５】ここでは、上記原理に基づく吸音特性を用
いて高機能舗装の排水機能や低騒音機能の低下を測定す
る。高機能舗装の機能低下は、空隙つぶれや、空隙にゴ
ムかすや土などが詰まる空隙詰まりによって引き起こさ
れる。高機能舗装に空隙つぶれや空隙詰まりが発生する
と吸音特性の変化として現れる。

【００２６】次に、空隙度の測定に用いる音波の周波数
について説明する。

【００２７】ここでは、音波の各周波数によって高機能
舗装内のどの程度の深さまで音波が進入しているかを把
握するため、事前実験を行った例を示す。ここでは、高
機能舗装の路面サンプルに、空隙詰まり物質の代用とし
てセメントミルクを注入し、注入前後でパルス音による
測定を行い、吸音特性の変化を調べた。

【００２８】図２は、高機能舗装の路面サンプル３００
にセメントミルクが注入された状態を示す図である。

【００２９】この路面サンプル３００は５ｃｍの厚さを
有し、この路面サンプルにセメントミルクを注入する。
すると、そのセメントミルク４００は、その路面サンプ
ルの空隙を通り、その路面サンプルの背面側の空隙を埋
めた状態で固化する。こうすることにより、前面側には
空隙が残り、背面側は空隙が埋められた路面サンプルが
完成する。

【００３０】表２は、セメントミルク注入による吸音特
性の変化を示す表である。

【００３１】注入後（前面）は、セメントミルク注入
後、空隙が残っている路面サンプル前面側から入射波を
入射させて測定した吸音特性、注入後（背面）はセメン
トミルク注入後の路面サンプルを裏返しにし、路面サン
プルのセメントミルクにより空隙が埋められた背面側か
ら入射波を入射させて測定したときの吸音特性である。

【００３２】

【表２】

【００３３】この表２の、４．０ｋＨｚ〜１２ｋＨｚの
注入後（背面）の値が０．００となっているのは、セメ
ントミルクが背面に埋まった結果、背面はほぼ完全な反
射面の状態となり、吸音特性値がほとんどゼロであるこ
とを表わしている。

【００３４】ここで、この表２から分かるように、１２
ｋＨｚ以上の周波数帯域ではセメントミルク注入前後で
吸音特性がほとんど変化しない。これは、音波が表層表
面で反射されてしまうためと考えられる。４．０ｋＨｚ
〜１２ｋＨｚの周波数帯域ではセメントミルク注入後の
吸音特性値が下がっている。これは５ｃｍ厚の路面サン
プルの下部に詰まっているセメントミルクが吸音特性に
反映されたためと考えられる。１．４ｋ〜４．０ｋＨｚ
の周波数帯域でもセメントミルク注入後の吸音特性値が
下がっている。これも路面サンプル下部に詰まっている
セメントミルクが吸音特性に反映されているためと考え
られる。よって、１２ｋＨｚ以下で内部のセメントミル
クが吸音特性に反映されることがわかる。また、音波の
周波数が低いほど進入深さが深くなる傾向がある。

【００３５】高機能舗装は空隙度の高い表層部分の舗装
厚が４ｃｍ〜５ｃｍ程度である。これを考慮すると、
４．０ｋＨｚ以下の周波数帯域では進入深さが深過ぎ、
表層厚の違いや基層材料の違いによる影響を受ける。ま
た、４ｋＨｚ以下の周波数帯域では、波長が長いため、
入射波と反射波を分離する必要上、路面からのマイクロ
ホンの高さを高くしなければならず、車に搭載するのが
困難となる。

【００３６】このため、高機能舗装の吸音特性の測定に
は、セメントミルクの注入前後でその値が変化した４．
０ｋＨｚ〜１２ｋＨｚの帯域内に中心周波数を持ちかつ
１オクターブ以内の周波数帯域を持つ音域、例えば中心
周波数６．３ｋＨｚの１オクターブバンドの音域で測定
して吸音特性を算出することが適当と考えられる。ある
いはそれより狭い、５．０ｋＨｚ〜８ｋＨｚの帯域内に
中心周波数を持ちかつ１オクターブに満たない音域、例
えば１／３オクターブバンドの音域で測定してもよい。

【００３７】次に、吸音特性と空隙度との関係について
説明する。

【００３８】図３は、吸音特性と現場透水量との関係を
示す図である。

【００３９】ここでは、横軸の吸音特性値は、１／３オ
クターブバンド、中心周波数５．０ｋＨｚ〜８ｋＨｚの
音域で、中心周波数を変更しながら複数回測定し、それ
ら複数回の測定で得られた複数の吸音特性値を平均化し
た値である。

【００４０】空隙詰まりや空隙つぶれなど、空隙度の変
化による高機能舗装の機能低下を評価するための指標と
して、現場透水量がある。一般的には、現場透水量が増
加すると吸音特性値が高くなる傾向がある。ただし、現
場透水量があるレベル以下にあるときは、現場透水量が
減少するに従って吸音特性値が高くなる傾向になる。

【００４１】このことから、吸音特性値の変化状況を捉
えることで高機能舗装の舗装体内部の空隙状態を示す現
場透水量を把握することができる。

【００４２】以下、本発明の実施形態について説明す
る。

【００４３】図４は、本発明の音波式高機能舗装空隙度
検出装置を構成するスピーカおよびマイクロホンが搭載
された路面空隙度測定車を示す模式図である。

【００４４】この路面空隙度測定車１００の後輪１０１
のさらに後部に、音波式高機能舗装空隙度検出装置を構
成する遮音箱１０が固定されている。この遮音箱１０
は、詳細は後述するが、その下面に、路面２００に対向
する開口１１を有する。さらに、この路面空隙度測定車
１００の前輪１０３のさらに前側にエンジン１０４が備
えられており、そのエンジン１０４からの排気ガスは、
マフラ１０５を経由し、横向きの排気管１０６から排気
されるようになっている。排気管１０６を横向きにした
のは、遮音箱１０の内部に配備されたマイクロホンに雑
音が混入するのを避けると共に排気ガスによる空気の熱
ゆらぎを避けるためである。

【００４５】図５は、図４に示す路面空隙度測定車１０
０の後部に固定された遮音箱１０の断面図である。

【００４６】遮音箱１０の、路面に対面する下面には、
開口１１が形成されており、その遮音箱１０の内壁面に
は吸音材１２として連続発泡ウレタンが貼り付けられて
いる。

【００４７】また、この遮音箱１０の上面にはスピーカ
１３が下向きに嵌め込まれている。このスピーカ１３は
５ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの周波数の音を発生することので
きるスピーカである。このスピーカ１３から音が発せら
れると、その音は遮音箱１０の内部を通り、開口１１を
通って路面２００に至る。

【００４８】図５に示す遮音箱１０内の、スピーカ１３
の下部には、マイクロホン１４が取付具１５により固定
されている。

【００４９】スピーカ１３からは、パルス音が発せられ
るが、このスピーカ１３から発せられたパルス音は、先
ず直接にマイクロホン１４により入射波として検出さ
れ、その後開口１１を通って路面２００に至り、その路
面２００で反射して開口１１から再び遮音箱１０内に入
った反射波がマイクロホン１４で検出される。

【００５０】図６は、マイクロホン１４で検出される入
射波と反射波の模式図である。

【００５１】ここでは、スピーカ１３からパルス音が発
せられるため、入射波と反射波とを十分に分離すること
ができる。

【００５２】図７は、本発明の音波式高機能舗装空隙度
検出方法の一実施形態を示すフローチャートである。

【００５３】ここでは、先ず、図４に示すような路面空
隙度測定車１００に、スピーカやマイクロホンが設置さ
れる（ステップａ）。ここでは、図５に示す構造の、内
部にスピーカ１３やマイクロホン１４が配置された遮音
箱１０があらかじめ組み立てられ、スピーカやマイクロ
ホンの設置にあたっては、その遮音箱１０を１つのユニ
ットとして路面空隙度測定車１００に設置される。

【００５４】この準備が終了すると、路面空隙度測定車
１００を、高機能舗装が施工された高速道路を例えば１
００Ｋｍ／ｈで走行させ、その路面空隙度測定車１００
が１ｍ走行するごとにスピーカ１３が駆動されてパルス
音が路面２００に向かって放たれ（ステップｂ）、その
ときの、スピーカ１３から路面２００に向かう入射波と
路面２００から反射して戻ってきた反射波をマイクロホ
ンにより検出し（ステップｃ）、そのマイクロホンで検
出した入射波、反射波の信号から、６．３ｋＨｚに中心
周波数を持つ１オクターブバンドの信号成分を抽出し
（ステップｄ）、さらにその帯域の信号成分により表わ
される入射波のエネルギーに対する反射波のエネルギー
の比を求めて上記の（２）式に従って吸音特性を求める
（ステップｅ）。尚、ここでは、中心周波数６．３ｋＨ
ｚ、１オクターブバンドの周波数を持った信号成分を抽
出しているが、それに代え、４ｋＨｚ〜１２ｋＨｚのい
ずれかに中心周波数を持ちかつ１オクターブ以内のバン
ド幅を持った音域、あるいは、さらに狭い５ｋＨｚ〜８
ｋＨｚのいずれかに中心周波数を持ち、１オクターブに
未たないバンド幅を持った音域に相当する信号成分を抽
出し、その信号成分に基づいて吸音率特性を求めてもよ
い。また、図７の信号成分抽出のステップでは、所望の
帯域のみ信号を通過させるバンドパスフィルタを用いて
もよく、あるいは信号をフーリエ変換して所望の帯域を
抽出してもよい。

【００５５】以上の吸音特性は、本実施形態では、路面
空隙度測定車１００が高機能舗装路面を１ｍ走行するご
とに発せられるパルス音１つずつについて求められ、こ
の１ｍごとの測定データは変動することから、安定化と
評価単位区間を考慮し、例えば８０パルス音（８０ｍ）
分の移動平均を求める（ステップｆ）。

【００５６】ここでは、このようにして高機能舗装路面
の内部空隙度を表わす、特定の周波数帯域の音波による
吸音特性が求められる。

【００５７】図８は、本発明の音波式高機能舗装空隙度
検出装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。

【００５８】路面空隙度測定車１００には、図２を参照
して説明したスピーカ１３とマイクロホン１４が配置さ
れた遮音箱１０が、開口１１を下向きにして設置されて
いる。

【００５９】また、この路面空隙度測定車１００には、
スピーカ１３を駆動するスピーカ駆動部２０と、マイク
ロホン１４で検出された音波形（入射波ａと反射波ｂ）
を記録しておく記録部３０（例えばパーソナルコンピュ
ータのハードディスク装置等）も積み込まれる。

【００６０】路面空隙度測定車１００は、高機能舗装路
面を、８０Ｋｍ／ｈ以上、例えば１００Ｋｍ／ｈで走行
し、その間その路面空隙度測定車１００が１ｍ走行する
ごとにスピーカ駆動部２０によりスピーカ１３が駆動さ
れ、スピーカ１３からパルス音が繰り返し放射される。
その路面空隙度測定車が１ｍ走行したことは、その路面
空隙度測定車１００に搭載された、例えば距離計あるい
は速度計（図示せず）と連携することで知ることができ
る。マイクロホン１４ではパルス音の１回の放射ごとに
スピーカ１３から路面２００に向かう入射波ａとその入
射波ａが更に進んで路面２００で反射しその路面２００
で反射して戻ってきた反射波ｂが検出され、図６に示す
ような音波形の信号が生成される。この音波形信号は、
本実施形態では、一旦そのまま記録部３０に記録され
る。

【００６１】目的の路面について、この路面空隙度測定
車１００による以上の測定が終了して戻って来た後、記
録部３０に記録されている音波形信号が読み出されて、
今度は演算部４０に入力される。この演算部４０は、建
物内に設置したパーソナルコンピュータ等により構成す
ることができる。

【００６２】演算部４０は、信号抽出部４１、エネルギ
ー比算出部４２、および移動平均部４３から構成されて
いる。記録部３０から読み出された音波形信号は先ず信
号入力部４１に入力されて図７のステップｄで説明した
信号成分の抽出が行なわれ、次にその抽出された入射波
および反射波の信号成分がエネルギー比算出部４２に入
力されて、図７のステップｅで説明したように、入射波
エネルギーに対する反射波エネルギーの比Ｒ_nおよびそ
の比Ｒ_nを用いた吸音特性値Ａが求められ、さらにその
吸音特性値は移動平均部４３に入力されて、図７のステ
ップｆで説明したようにその吸音特性値の移動平均が求
められる。

【００６３】このようにしてその吸音特性によって示さ
れる高機能舗装路面の空隙度が求められる。

【００６４】尚、ここでは、マイクロホンで検出された
入射波および反射波の音波形信号は、一旦記録部３０に
記録され、測定から戻ってきてから演算部４０に読み出
されて演算が行なわれる旨説明したが、それに代わり、
この演算部４０の機能自体も路面空隙度測定車に登載
し、入射音、反射音の測定を行ないながらリアルタイム
で演算を行なうことができるように構成してもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、高機能舗装路面の空隙度が、非接触、非破壊、かつ
高速道路を他の車の走行を妨げることなく、他の車と同
じ速度で走行しながら測定することができる。このた
め、本発明により、今後の高機能舗装を維持管理してい
く上で調査期間の短縮が図られるとともに調査経費削減
が図られる。また、高圧洗浄車による機能回復作業の効
率的な実施が可能となる。

【００６６】また、本発明により、高機能舗装の「排水
機能による雨天時の走行安全性向上」や「タイヤノイズ
低減機能による沿道環境改善」といった機能を評価でき
ることから、これからの、高速道路の表層工の標準工種
として全国展開される状況においては、本発明の採用
は、今後の安全走行や騒音対策として極めて有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸音特性を測定するインパルス法の原理説明図
である。

【図２】高機能舗装の路面サンプルにセメントミルクが
注入された状態を示す図である。

【図３】吸音特性と現場透水量との関係を示す図であ
る。

【図４】本発明の音波式高機能舗装空隙度検出装置を構
成するスピーカおよびマイクロホンが搭載された路面空
隙度測定車を示す模式図である。

【図５】路面空隙度測定車の後部に固定された遮音箱の
断面図である。

【図６】マイクロホンで検出される直接音と反射音の模
式図である。

【図７】本発明の音波式高機能舗装空隙度検出方法の一
実施形態を示すフローチャートである。

【図８】本発明の音波式高機能舗装空隙度検出装置の一
実施形態を示す機能ブロック図である。

【符号の説明】

１０遮音箱１１開口１２吸音材１３スピーカ１４マイクロホン１５取付具１００路面空隙度測定車２００路面３００高機能舗装の路面サンプル４００セメントミルク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者紺野義仁神奈川県横浜市港南区日限山１−８−１− 103 (72)発明者山本稔東京都町田市木曽町1625−１−202 (72)発明者池谷公一東京都町田市本町田1876−221 (72)発明者大河原重昭東京都目黒区東山１丁目１番２号東山ビル株式会社パスコ内 (72)発明者谷黒亘東京都目黒区東山１丁目１番２号東山ビル株式会社パスコ内 (72)発明者三神圭司神奈川県横浜市緑区白山１丁目16番１号株式会社小野測器内Ｆターム(参考） 2D053 AA31 AB03 AB06 AD01 FA02 2G047 AA10 BA03 BC03 BC09 DB10 EA09 GA01 GD02 GG17 GG38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車の、路面から所定の高さ位置にマ
イクロホンを配備するとともに、該自動車の、該マイク
ロホンの上部に下向きにスピーカを配備し、前記自動車を、多孔質な構造を持つ舗装である高機能舗
装が施工された道路上を走行させながら、前記スピーカ
からパルス音を放ち、前記マイクロホンにより、前記スピーカから放たれたパ
ルス音が路面に到達する前に前記マイクロホンに到達し
た入射波と該パルス音が路面で反射して前記マイクロホ
ンに到達した反射波とを検出し、前記マイクロホンで検出された入射波と反射波とに基づ
いて、高機能舗装の内部空隙度を求めることを特徴とす
る音波式高機能舗装空隙度検出方法。
【請求項２】前記自動車を８０Ｋｍ／ｈ以上の速度で
走行させながら、前記スピーカから繰り返しパルス音を
放ち前記マイクロホンで各パルス音の入射波および反射
波を検出することを特徴とする請求項１記載の音波式高
機能舗装空隙度検出方法。
【請求項３】高機能舗装の内部空隙度の移動平均値を
求めることを特徴とする請求項２記載の音波式高機能舗
装空隙度検出方法。
【請求項４】前記マイクロホンで検出された入射波と
反射波とのそれぞれから、４ｋＨｚ以上かつ１２ｋＨｚ
以下に中心周波数を持ちかつ１オクターブ以内の周波数
帯域の信号成分を抽出し、抽出された信号成分により表わされる入射波および反射
波に基づいて、高機能舗装の内部空隙度を求めることを
特徴とする請求項１記載の音波式高機能舗装空隙度検出
方法。
【請求項５】前記マイクロホンで検出された入射波と
反射波とのそれぞれから、５ｋＨｚ以上かつ８ｋＨｚ以
下の中心周波数を持ちかつ１オクターブ未満の周波数帯
域の信号成分を抽出し、抽出された信号成分により表わされる入射波および反射
波に基づいて、高機能舗装の内部空隙度を求めることを
特徴とする請求項１記載の音波式高機能舗装空隙度検出
方法。
【請求項６】前記マイクロホンで検出された入射波の
エネルギーに対する反射波のエネルギーの比率を求める
演算を含む演算により、高機能舗装の内部空隙度を求め
ることを特徴とする請求項１記載の音波式高機能舗装空
隙度検出方法。
【請求項７】自動車の、路面から所定の高さ位置に配
備されたマイクロホンと、前記自動車の、前記マイクロホンの上部に下向きに配備
されたスピーカと、前記自動車が、多孔質な構造を持つ舗装である高機能舗
装が施工された道路上を走行している途中で、前記スピ
ーカからパルス音が放出されるように該スピーカを駆動
するスピーカ駆動部と、前記マイクロホンで検出された、前記スピーカから放た
れたパルス音が路面に到達する前に前記マイクロホンに
到達した入射波と該パルス音が路面で反射して前記マイ
クロホンに到達した反射波とに基づいて、高機能舗装の
内部空隙度を求める演算部とを備えたことを特徴とする
音波式高機能舗装空隙度検出装置。
【請求項８】前記スピーカ駆動部は、前記自動車が８
０Ｋｍ／ｈ以上の速度で走行している途中で、前記スピ
ーカからパルス音が繰り返し放たれるように該スピーカ
を繰り返し駆動するものであって、前記演算部は、前記
マイクロホンで検出される各パルス音の入射波および反
射波に基づいて高機能舗装の内部空隙度を繰り返し測定
するものであることを特徴とする請求項７記載の音波式
高機能舗装空隙度検出装置。
【請求項９】前記演算部は、高機能舗装の内部空隙度
の移動平均値を求めるものであることを特徴とする請求
項８記載の音波式高機能舗装空隙度検出装置。
【請求項１０】前記演算部は、前記マイクロホンで検
出された入射波と反射波とのそれぞれから、４ｋＨｚ以
上かつ１２ｋＨｚ以下の中心周波数を持ちかつ１オクタ
ーブ以内の周波数帯域の信号成分を抽出する信号抽出部
を備え、この信号抽出部で抽出された信号成分により表
わされる入射波および反射波に基づいて、高機能舗装の
内部空隙度を求めるものであることを特徴とする請求項
７記載の音波式高機能舗装空隙度検出装置。
【請求項１１】前記演算部は、前記マイクロホンで検
出された入射波と反射波とのそれぞれから、５ｋＨｚ以
上かつ８ｋＨｚ以下の中心周波数を持ちかつ１オクター
ブ未満の周波数帯域の信号成分を抽出する信号抽出部を
備え、この信号抽出部で抽出された信号成分に表わされ
る入射波および反射波に基づいて、高機能舗装の内部空
隙度を求めるものであることを特徴とする請求項７記載
の音波式高機能舗装空隙度検出装置。
【請求項１２】前記演算部は、前記マイクロホンで検
出された入射波のエネルギーに対する反射波のエネルギ
ーの比率を求める演算を含む演算により、高機能舗装の
内部空隙度を求めるものであることを特徴とする請求項
７記載の音波式高機能舗装空隙度検出装置。
【請求項１３】前記スピーカおよび前記マイクロホン
が内部に配置され内壁が吸音材で覆われている、下面が
開口した遮音箱が、前記自動車に配備されていることを
特徴とする請求項７記載の音波式高機能舗装空隙度検出
装置。