JP2003166232A - 締め固め管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業員が煩雑な作業を行うことなく、材料の
締め固めの程度を規定することができる締め固め管理装
置を提供する。 【解決手段】 土、コンクリートその他の材料の転圧時
における重機５の振動波情報である加速度の計測をして
加速度データを得る加速度計１（計測手段）と、加速度
計１により得た加速度データの解析をして波形スペクト
ルを得る解析手段２と、解析手段２により得た波形スペ
クトルにおける基本周波数に対応するフーリエ振幅及び
該波形スペクトルにおける１／２周波数に対応するフー
リエ振幅を用いた演算をして指標値を得る演算手段３
と、演算手段３により得た前記指標値及びあらかじめ設
定された基準値に基づいて、転圧時における材料の締め
固め度、密度、含水比その他の締め固めの程度を規定す
る規定手段４とを含む締め固め管理装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土、コンクリート
その他の材料を重機により締め固める場合において、転
圧時における該材料の締め固めの程度の管理に用いられ
る締め固め管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の締め固め管理方法として
は、地盤を掘削して穴を設け、その内部を粒径の揃った
砂、又は水に置き換えて穴の体積を求め、掘削した地盤
の質量を前記穴の体積で除して湿潤密度を求める砂置換
法や、掘削した地盤の一部から含水比を測定して乾燥密
度を求め、その地盤の締め固めの程度を規定する水置換
法がある。また、地盤に埋設されたラジオアイソトープ
（放射性同位元素 ＲＩ）線源から伝わるガンマ線によ
り地盤の湿潤密度を求めるとともに、中性子線から含水
量を求めて乾燥密度及び含水比を算出し、その地盤の締
め固めの程度を規定するＲＩ法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
締め固め管理方法では、以下の問題が存在している。ま
ず、砂置換法や水置換法では、地盤を掘削して穴を設け
る必要があるとともに、砂や水を現場に搬入しなければ
ならない。また、ＲＩ法では、計測点ごとにＲＩ線源を
埋設しなければならない。

【０００４】したがって、従来の締め固め管理方法で
は、材料の締め固めの程度を規定する作業が煩雑になる
ため、締め固め施工に係る人員が増加してしまうととも
に、施工期間が長期化してしまうという問題がある。

【０００５】そこで、本発明の課題は、作業員が煩雑な
作業を行うことなく、材料の締め固めの程度を規定する
ことができる締め固め管理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の発明に係る締め固め管理装置は、土、コンクリート
その他の材料の転圧時における重機の振動波情報である
水平方向の加速度の計測をして水平加速度データを得る
計測手段と、前記計測手段により得た前記水平加速度デ
ータの解析をして水平方向の波形スペクトルを得る解析
手段と、前記解析手段により得た前記水平方向の波形ス
ペクトルにおける重機の振動転圧輪の基本周波数に対応
するフーリエ振幅を指標値に決定する指標値決定手段
と、前記指標値及びあらかじめ設定された基準値に基づ
いて、前記転圧時における前記材料の沈下量の程度を規
定する規定手段とを含むことを特徴としている。

【０００７】このような技術的手段において、重機の振
動転圧輪の基本周波数とは、重機の振動転圧輪の基本振
動の周波数と同じ周波数であって、振動を付与すると同
時に重機の振動転圧輪が地表面から受けることとなる衝
撃波の周波数を意味する。

【０００８】また、基準値とは、前記した指標値ととも
に用いられることにより、材料の締め固めの程度を規定
する目的であらかじめ試験盛土などによって設定される
値を意味する。

【０００９】さらに、加速度データとしては、計測手段
により得られるものであれば十分であり、また、前記波
形スペクトルとしては、そのような加速度データに基づ
いて解析手段により得られるものであれば足りる。

【００１０】また、重機の振動転圧輪の基本周波数に対
応するフーリエ振幅としては、そのような波形スペクト
ルにおけるものであれば十分である。

【００１１】この発明によれば、重機の振動転圧輪の水
平方向の加速度と、材料の沈下量の程度との相関性に基
づいて、振動転圧輪の水平加速度データから解析した水
平方向の波形スペクトルにおける振動転圧輪の基本周波
数に対応するフーリエ振幅を指標値にして、材料の沈下
量の程度を規定することができるため、作業員が煩雑な
作業を行うことなく、材料の沈下量の程度を短期間に規
定することができる。

【００１２】また、請求項２に記載の発明に係る締め固
め管理装置は、土、コンクリートその他の材料の転圧時
における重機の振動波情報である鉛直方向の加速度の計
測をして鉛直加速度データを得る計測手段と、前記計測
手段により得た前記鉛直加速度データの解析をして鉛直
方向の波形スペクトルを得る解析手段と、前記解析手段
により得た前記鉛直方向の波形スペクトルにおける重機
の振動転圧輪の基本周波数に対応するフーリエ振幅を指
標値に決定する指標値決定手段と、前記指標値及びあら
かじめ設定された基準値に基づいて、前記転圧時におけ
る前記材料の剛性の程度を規定する規定手段とを含むこ
とを特徴としている。

【００１３】この発明によれば、重機の振動転圧輪の鉛
直方向の加速度と、材料の剛性の程度との相関性に基づ
いて、振動転圧輪の鉛直加速度データから解析した鉛直
方向の波形スペクトルにおける振動転圧輪の基本周波数
に対応するフーリエ振幅を指標値にして、材料の剛性の
程度を規定することができるため、作業員が煩雑な作業
を行うことなく、材料の剛性の程度を短期間に規定する
ことができる。

【００１４】また、請求項３に記載の発明に係る締め固
め管理装置は、土、コンクリートその他の材料の転圧時
における重機の振動波情報である加速度の計測をして加
速度データを得る計測手段と、前記計測手段により得た
前記加速度データの解析をして波形スペクトルを得る解
析手段と、前記解析手段により得た前記波形スペクトル
における重機の振動転圧輪の１／２周波数に対応するフ
ーリエ振幅を指標値に決定する指標値決定手段と、前記
指標値及びあらかじめ設定された基準値に基づいて、前
記転圧時における前記材料の締め固め密度の程度を規定
する規定手段とを含むことを特徴としている。

【００１５】ここで、重機の振動転圧輪の１／２周波数
とは、重機による振動の付与に伴う衝撃波が現に転圧し
ている盛土及び前回転圧した盛土の境界面で反射して戻
ってきた場合において、重機の振動転圧輪が地表面から
受けることとなる衝撃波の周波数を意味する。

【００１６】また、重機の振動転圧輪の１／２周波数に
対応するフーリエ振幅としては、そのような波形スペク
トルにおけるものであれば十分である。

【００１７】この発明によれば、１／２周波数の振動波
と、材料の締め固め密度との相関性に基づいて、振動転
圧輪の加速度データから解析した波形スペクトルにおけ
る振動転圧輪の１／２周波数に対応するフーリエ振幅を
指標値として、材料の締め固め密度の程度を規定するこ
とができるため、作業員が煩雑な作業を行うことなく、
材料の締め固め密度の程度を短期間に規定することがで
きる。

【００１８】ただし、本締め固め管理装置に対する信頼
性、安定性を高めるという観点からすれば、前記計測手
段により得られる前記加速度データが、鉛直方向の加速
度データ及び水平方向の加速度データからなるものであ
り、前記解析手段により得られる前記波形スペクトル
が、鉛直方向の波形スペクトル及び水平方向の波形スペ
クトルからなるものであり、前記指標値決定手段におけ
る前記重機の振動転圧輪の１／２周波数に対応するフー
リエ振幅が、前記鉛直方向の波形スペクトル及び前記水
平方向の波形スペクトルのいずれかにおけるものである
ことが好ましい。

【００１９】また、請求項５に記載の発明に係る締め固
め管理装置は、土、コンクリートその他の材料の転圧時
における重機の振動波情報である加速度の計測をして加
速度データを得る計測手段と、前記計測手段により得た
前記加速度データの解析をして波形スペクトルを得る解
析手段と、前記解析手段により得た前記波形スペクトル
における重機の振動転圧輪の基本周波数に対応するフー
リエ振幅及び該波形スペクトルにおける重機の振動転圧
輪の１／２周波数に対応するフーリエ振幅を用いた演算
をして指標値を得る演算手段と、前記演算手段により得
た前記指標値及びあらかじめ設定された基準値に基づい
て、前記転圧時における前記材料の締め固め度、密度、
含水比その他の締め固めの程度を規定する規定手段とを
含むことを特徴としている。

【００２０】この発明によれば、重機の振動転圧輪の基
本周波数に対応するフーリエ振幅のみならず重機の振動
転圧輪の１／２周波数に対応するフーリエ振幅をも指標
値としており、材料の剛性のみならず材料の密度をも含
めて材料の締め固めの程度を規定することとしたので、
転圧により密度が大きくなっても、同時に構造が乱され
剛性が却って低下するような特異な性状を示す材料にお
ける締め固めの程度を正確に把握することができる。な
お、前記特異な性状を示す材料としては、粘性土やダム
工事におけるコア材料に用いられるフレッシュコンクリ
ート等の材料がある。

【００２１】ただし、本締め固め管理装置に対する信頼
性、安定性を高めるという観点からすれば、前記計測手
段により得られる前記加速度データが、鉛直方向の加速
度データ及び水平方向の加速度データからなるものであ
り、前記解析手段により得られる前記波形スペクトル
が、鉛直方向の波形スペクトル及び水平方向の波形スペ
クトルからなるものであり、前記演算手段における前記
重機の振動転圧輪の基本周波数に対応するフーリエ振幅
が、前記鉛直方向の波形スペクトル及び前記水平方向の
波形スペクトルのいずれかにおけるものであり、前記演
算手段における前記重機の振動転圧輪の１／２周波数に
対応するフーリエ振幅が、前記鉛直方向の波形スペクト
ル及び前記水平方向の波形スペクトルのいずれかにおけ
るものであることが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施形態を詳細に説明する。なお、各実施形態の説明
において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付
し、重複した説明は省略するものとする。

【００２３】［第１実施形態］本発明の第１実施形態に
係る締め固め管理装置は、盛土の転圧時における重機の
振動転圧輪の加速度データから盛土の沈下量、剛性及び
締め固め密度の程度を規定するものである。

【００２４】図１は、本発明の第１実施形態に係る締め
固め管理装置の概略構成を示す側面図である。図２は、
締め固め管理装置の概略構成を示すブロック図である。
図３は、締め固め管理装置で得られる波形スペクトルを
示すグラフであり、（ａ）は鉛直方向の波形スペクト
ル、（ｂ）は水平方向の波形スペクトルである。図４
は、振動転圧輪の水平加速度と盛土の沈下量を示した図
であり、（ａ）は粘性土における各転圧回数ごとの水平
加速度と沈下量を示したグラフ、（ｂ）は粒調砕石にお
ける各転圧回数ごとの水平加速度と沈下量を示したグラ
フである。

【００２５】第１実施形態において、締め固め管理装置
は、図１及び図２に示すように、振動転圧輪５ａ及び車
両本体５ｂを含む重機５に設けられるものであり、振動
転圧輪５ａに配設される計測手段である加速度計１と、
車両本体５ｂに搭載される各手段である解析手段２と、
指標値決定手段３と、規定手段４とから構成されてい
る。以下、各構成要素について詳細に説明する。

【００２６】（１）加速度計１ 加速度計１は、盛土材料の転圧時における重機５の振動
波情報である加速度の計測をすることにより、加速度デ
ータを得る役割を果たすものである。

【００２７】具体的には、この加速度計１は、鉛直方向
の加速度データを得るための鉛直方向加速度計１ａと、
水平方向の加速度データを得るための水平方向加速度計
１ｂとから構成されており、後記する入力手段１２に接
続されている。

【００２８】それゆえ、加速度データは、鉛直方向加速
度計１ａにより得られる鉛直方向の加速度データ（以
下、「鉛直加速度データ」という）と、水平方向加速度
計１ｂにより得られる水平方向の加速度データ（以下、
「水平加速度データ」という）とからなっている。

【００２９】（２）解析手段２ 解析手段２は、加速度計１により得た加速度データの解
析をすることにより、波形スペクトルを得る役割を果た
すものである。

【００３０】解析手段２により得られる波形スペクトル
は、図３（ａ）に示すような鉛直加速度データから得ら
れる鉛直方向の波形スペクトルと、図３（ｂ）に示すよ
うな水平加速度データから得られる水平方向の波形スペ
クトルとからなっている。

【００３１】この解析手段２は、図２に示すように、バ
ス線１１と、これに接続される各手段である入力手段１
２、ＣＰＵ１４、ＲＡＭ１５及び第一のファイル１６と
から構成されている。

【００３２】ここで、第一のファイル１６には、加速度
計１により得た加速度データの解析をして波形スペクト
ルを得るための解析プログラム１６ａが格納されてい
る。

【００３３】すなわち、ＣＰＵ１４は、解析プログラム
１６ａを第一のファイル１６からＲＡＭ１５に読み出し
て実行し、入力手段１２を介して、加速度計１からの加
速度データを受信するとともに、受信した加速度データ
から波形スペクトル（図３参照）を得るようになってい
る。

【００３４】（３）指標値決定手段３ 指標値決定手段３は、解析手段２により得た波形スペク
トルにおける重機５の振動転圧輪５ａの基本周波数に対
応するフーリエ振幅、又は解析手段２により得た波形ス
ペクトルにおける重機５の振動転圧輪５ａの１／２周波
数に対応するフーリエ振幅を指標値に決定する役割を果
たすものである。

【００３５】ここで、重機５の振動転圧輪５ａの基本周
波数とは、重機５の振動転圧輪５ａの基本振動の周波数
と同じ周波数であって、振動を付与すると同時に重機５
の振動転圧輪５ａが地表面から受けることとなる図１に
示すような衝撃波の周波数を意味する。また、重機５の
振動転圧輪５ａの１／２周波数とは、重機５による振動
の付与に伴う衝撃波が現に転圧している盛土及び前回転
圧した盛土の境界面で反射して戻ってきた場合におい
て、重機５の振動転圧輪５ａが地表面から受けることと
なる図１に示すような衝撃波の周波数を意味する。

【００３６】この指標値決定手段３は、図２に示すよう
に、バス線１１と、これに接続される各手段であるＣＰ
Ｕ１４、ＲＡＭ１５及び第一のファイル１６とから構成
されている。

【００３７】ここで、第一のファイル１６には、同図に
示すように、解析手段２により得た波形スペクトルにお
ける重機５の振動転圧輪５ａの基本周波数に対応するフ
ーリエ振幅、又は解析手段２により得た波形スペクトル
における重機５の振動転圧輪５ａの１／２周波数に対応
するフーリエ振幅を指標値に決定するための指標値決定
プログラム１６ｂが格納されている。

【００３８】すなわち、ＣＰＵ１４は、指標値決定プロ
グラム１６ｂを第一のファイル１６からＲＡＭ１５に読
み出して実行し、一方では、解析手段２により得た波形
スペクトルから重機５の振動転圧輪５ａの基本周波数に
対応するフーリエ振幅を抽出し、他方では、解析手段２
により得た波形スペクトルから重機５の振動転圧輪５ａ
の１／２周波数に対応するフーリエ振幅を抽出し、各フ
ーリエ振幅を指標値に決定するようになっている。

【００３９】（４）規定手段４ 規定手段４は、指標値決定手段３により得た指標値及び
あらかじめ設定された基準値に基づいて、転圧時におけ
る盛土の締め固め度、密度、含水比、沈下量、剛性その
他の締め固めの程度を規定する役割を果たすものであ
る。

【００４０】この規定手段４は、図２に示すように、バ
ス線１１と、これに接続される各手段である出力手段１
３、ＣＰＵ１４、ＲＡＭ１５、第一のファイル１６、第
二のファイル１７及び出力手段１３に接続されるディス
プレイ１３とから構成されている。

【００４１】第一のファイル１６には、指標値決定手段
３により得た指標値及びあらかじめ設定された基準値に
基づいて、転圧時における材料の締め固め度、密度、含
水比、沈下量、剛性その他の締め固めの程度を規定する
ための規定プログラム１６ｃが格納されている。

【００４２】ここで、規定手段４における盛土の沈下量
の程度の規定について説明する。図４（ａ），（ｂ）の
グラフに示すように、盛土（粘性土及び粒調砕石）の沈
下量が大きい転圧初期段階には、重機５の振動転圧輪５
ａが地表面から水平方向に大きな衝撃を受けるため、振
動転圧輪５ａの水平加速度が大きくなる。そして、転圧
回数が増加するに従って、振動転圧輪５ａが地表面から
水平方向に受ける衝撃が小さくなるため、振動転圧輪５
ａの水平加速度が小さくなる。したがって、振動転圧輪
５ａの水平加速度と盛土の沈下量とは相関性があるた
め、水平加速度データから解析した水平方向の波形スペ
クトルにおける振動転圧輪５ａの基本周波数に対応する
フーリエ振幅を指標値にして、盛土の沈下量の程度を規
定することができる。

【００４３】また、規定手段４における盛土の剛性の程
度の規定について説明する。鉛直方向に振動する重機５
の振動転圧輪５ａは、地表面から盛土の剛性に比例した
大きな衝撃を受けることから、振動転圧輪５ａの鉛直加
速度と、盛土の剛性とは相関性があるため、振動転圧輪
５ａの鉛直加速度データを解析した鉛直方向の波形スペ
クトルにおける振動転圧輪の基本周波数に対応するフー
リエ振幅を指標値にして、盛土の剛性の程度を規定する
ことができる。

【００４４】また、規定手段４における盛土の締め固め
密度の程度の規定について説明する。１／２周波数は、
重機５の振動転圧輪５ａによる振動の付与に伴う衝撃波
が現に転圧している盛土と前回転圧した盛土の境界面で
反射して戻ってきた衝撃波の周波数であり、盛土の締め
固め密度が高まるとともに、１／２周波数の振幅が大き
くなるという相関性がある。したがって、加速度データ
を解析した波形スペクトルにおける振動転圧輪５ａの１
／２周波数に対応するフーリエ振幅を指標値にして、地
盤の締め固め密度の程度を規定することができる。

【００４５】一方、第二のファイル１７には、指標値決
定手段３により得た指標値との対比において締め固めの
程度を規定すべくあらかじめ設定された基準値データ１
７ａが記憶されている。なお、この締め固め度、密度、
含水比、沈下量、剛性その他の基準値データ１７ａとし
ては、あらかじめ土質の種類ごとに実施された試験盛土
により確定されたものが用いられている。

【００４６】すなわち、ＣＰＵ１４は、規定プログラム
１６ｃを第一のファイル１６からＲＡＭ１５に読み出し
て実行し、現場の実況に最も適合する土質条件を有する
材料名を特定して第二のファイル１７にある基準値デー
タ１７ａの中から取り出すとともに、指標値決定手段３
により得た指標値及び第二のファイル１７から取り出し
た基準値データ１７ａに基づいて、転圧時における締め
固めの程度としての材料の締め固め度、密度、含水比、
沈下量、剛性その他を規定するようになっている。さら
に、出力手段１３を介して、規定された締め固め度、密
度及び含水比をディスプレイ１３に表示する。

【００４７】次に、図３を用いて、第１実施形態に係る
締め固め管理装置を用いて行う締め固め管理方法につい
て説明する。なお、第１実施形態に係る締め固め管理方
法は、盛土材料の締め固めの程度の管理を、転圧時にお
ける盛土の沈下量、剛性及び締め固め密度の観点から、
作業の中断を伴うことなくリアルタイムで行うものであ
り、計測段階と、解析段階と、指標値決定段階と、規定
段階とからなっている。以下、各段階に分けて簡単に説
明する。

【００４８】（１）計測段階 計測段階は、加速度計１を用いて、盛土材料の転圧時に
おける重機５の加速度の計測をして鉛直加速度データ及
び水平加速度データを得る段階である。

【００４９】（２）解析段階 解析段階は、解析手段２を用いて、計測段階で得た加速
度データを解析して鉛直方向及び水平方向の波形スペク
トルを得る段階である。

【００５０】（３）指標値決定段階 指標値決定段階は、指標値決定手段３を用いて、解析段
階で得た波形スペクトルから盛土の沈下量、剛性及び締
め固め密度の程度を規定するための指標値を得る段階で
ある。ここで、盛土の沈下量の程度を規定するための指
標値は、解析段階で得た水平方向の波形スペクトルにお
ける振動転圧輪５ａの基本周波数に対応するフーリエ振
幅である。また、盛土の剛性の程度を規定するための指
標値は、解析段階で得た鉛直方向の波形スペクトルにお
ける振動転圧輪５ａの基本周波数に対応するフーリエ振
幅である。また、盛土の締め固め密度の程度を規定する
ための指標値は、解析段階で得た水平方向及び鉛直方向
の波形スペクトルにおける振動転圧輪５ａの１／２周波
数に対応するフーリエ振幅である。

【００５１】（４）規定段階 この規定段階は、規定手段４を用いて、指標値決定段階
で得た指標値及びあらかじめ設定された基準値に基づい
て、転圧時における盛土の沈下量、剛性及び締め固め密
度の程度を規定する段階である。

【００５２】以上説明したように、第１実施形態に係る
締め固め管理装置においては、転圧時における重機５の
振動転圧輪５ａの加速度データから、盛土の締め固めの
程度を規定するための指標を得るため、作業員が煩雑な
作業を行うことなく、盛土の締め固めの程度を短期間に
規定することができる。

【００５３】［第２実施形態］第２実施形態に係る締め
固め管理装置は、盛土の転圧時における重機の振動転圧
輪の加速度データから盛土の締め固め度、密度、含水比
その他の締め固めの程度を規定するものである。この第
２実施形態に係る締め固め管理装置は、図１及び図２に
示すように、第１実施形態に係る締め固め管理装置と略
同様の構成であり、指標値決定手段３が、解析手段２に
より得た波形スペクトルにおける重機５の振動転圧輪５
ａの基本周波数に対応するフーリエ振幅を、波形スペク
トルにおける重機５の振動転圧輪５ａの１／２周波数に
対応するフーリエ振幅で、除する演算をすることによ
り、指標値を得ることが異なっている。

【００５４】ここで、盛土などの材料を締め固めるの
は、締め固め後の材料に目的に適合する強度特性を与え
る必要があるのみならず、材料中の間隙を可及的に排除
して透水性を低下させることにより、雨水の浸入による
材料の軟化や吸水による膨張を防ぐ必要や、締め固め後
の材料の圧縮沈下量をおさえる必要もあるからである。
よって、材料の締め固めの程度は、材料の密度や含水比
で規定して管理する必要があり、材料の剛性だけで規定
するのでは不十分となる場合がある。材料の剛性及び密
度の間に密接な関連性があれば、材料の剛性だけで規定
しても、材料の密度で規定したのと同様の効果が得られ
る。

【００５５】砂質土又はれき質土については、剛性及び
密度の間に密接な関連性があるという研究成果が報告さ
れているが、粘性土については、そのような関連性は認
められない。というのは、粘性土は、含水比が比較的大
きいこともあり、砂質土又はれき質土と異なり、転圧に
より密度が大きくなっても、同時に構造が乱され剛性が
却って低下するような特異な性状を示すからである。

【００５６】粘性土における剛性の低下現象は、土中水
が転圧による振動の影響を受けて分離して地表面付近ま
で上昇することや、重機等との接触で地表面に練り返し
現象が生ずることによるものであり、地表面付近に集中
して発生する。地表面付近に集中して剛性の低下が発生
しても、土中における振動の伝搬が妨げられるわけでは
ないので、重機５による締め固め効果は盛土全体に及ぶ
と考えられる。それゆえ、地表面付近の剛性が低下した
場合においても、盛土全体としてみれば、密度が大きく
なっており、十分な締め固め効果が得られたと判定でき
る場合もあるはずである。

【００５７】そこで、図２に示すように、第２実施形態
における第一のファイル１６に格納された指標値決定プ
ログラム１６ｂは、解析手段２により得た波形スペクト
ルにおける重機５の振動転圧輪５ａの基本周波数に対応
するフーリエ振幅を、波形スペクトルにおける重機５の
振動転圧輪５ａの１／２周波数に対応するフーリエ振幅
で、除するように構成されている。

【００５８】すなわち、ＣＰＵ１４は、指標値決定プロ
グラム１６ｂを第一のファイル１６からＲＡＭ１５に読
み出して実行し、一方では、解析手段２により得た波形
スペクトルから振動転圧輪５ａの基本周波数に対応する
フーリエ振幅を抽出し、他方では、解析手段２により得
た波形スペクトルから振動転圧輪５ａの１／２周波数を
抽出した上で、前者を後者で除する演算をすることによ
り、指標値を得るようになっている。

【００５９】確かに、地表面付近Ｔに剛性の低下現象が
認められる以上、重機５の振動転圧輪５ａの基本周波数
に対応するフーリエ振幅も無視できないと考えられる。

【００６０】しかし、特異な性状を示す地表面付近Ｔが
盛土全体Ｍに与える影響をできる限り少なくすることが
望ましい。

【００６１】ここに、水平方向の波形スペクトルにおけ
る重機５の振動転圧輪５ａの基本周波数に対応するフー
リエ振幅は、鉛直方向の波形スペクトルにおけるものと
比較して、地表面付近Ｔの剛性の低下現象による影響が
相当に小さいという経験的事実がある。

【００６２】したがって、鉛直方向のみならず水平方向
の波形スペクトルをも用いて指標値を得ることによっ
て、特異な性状を示す地表面付近Ｔの盛土全体Ｍへの影
響を可及的に排除することが可能となり、ひいては本締
め固め管理装置に対する信頼性、安定性を高めることが
可能となっている。

【００６３】そして、第２実施形態における指標値決定
段階では、指標値決定手段３を用いて、解析段階で得た
水平方向の波形スペクトルにおける重機５の振動転圧輪
５ａの基本周波数に対応するフーリエ振幅を、鉛直方向
の波形スペクトルにおける重機５の振動転圧輪５ａの１
／２周波数に対応するフーリエ振幅で、除する演算をし
て指標値を得る。

【００６４】なお、指標値決定手段３における重機５の
振動転圧輪５ａの１／２周波数に対応するフーリエ振幅
は、図３（ａ）に示すような鉛直方向の波形スペクトル
におけるものとしている。

【００６５】以上、説明したように、第２実施形態に係
る締め固め管理装置においては、振動転圧輪５ａの基本
周波数に対応するフーリエ振幅のみならず振動転圧輪５
ａの１／２周波数に対応するフーリエ振幅をも指標値と
しており、盛土の剛性のみならず盛土の密度をも含めて
盛土の締め固めの程度を規定することとしている。

【００６６】したがって、第２実施形態に係る締め固め
管理装置によれば、粘性土やフレッシュコンクリートな
どの特異な性状を示す材料に対しても十分に対応するこ
とが可能になったといえる。

【００６７】以上、本発明の好適な実施形態についての
一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定され
ず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可
能である。例えば、本発明の締め固め管理装置の規定手
段における出力手段に、パーソナルコンピュータ等のコ
ンピュータを接続し、コンピュータのディスプレイに締
め固め施工の対象領域における締め固めの程度を表示す
るように構成してもよい。この構成では、まず、対象領
域の形状及び面積を示した領域データをコンピュータに
入力し、領域データを所定数に区画して複数のブロック
に分割する。続いて、重機の振動転圧輪で対象領域を転
圧して締め固める。このとき、重機を自動追尾型トータ
ルステーションやＧＰＳ等で自動追尾しながら位置を計
測して転圧範囲を求め、本締め固め管理装置を用いて転
圧されたブロックの締め固めの程度を規定する。そし
て、締め固めの程度に対応させて領域データのブロック
を色別する。これにより、重機に搭載したディスプレイ
上に対象領域の締め固めの程度が表示されるため、重機
のオペレータは、対象領域の締め固めの程度を把握しな
がら、効率良く締め固め施工を行うことができる。

【００６８】

【発明の効果】本発明に係る締め固め管理装置によれ
ば、作業員が煩雑な作業を行うことなく、材料の締め固
めの程度を短期間に規定することができるため、締め固
め施工に係る人員を削減することができるとともに、施
工期間を短縮することができる。また、粘性土やフレッ
シュコンクリートなどの特異な性状を示す材料に対して
も十分に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る締め固め管理装置
の概略構成を示す側面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る締め固め管理装置
の概略構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る締め固め管理装置
で得られる波形スペクトルを示すグラフであり、（ａ）
は鉛直方向の波形スペクトル、（ｂ）は水平方向の波形
スペクトルである。

【図４】振動転圧輪の水平加速度と地盤の沈下量を示し
た図であり、（ａ）は粘性土における各転圧回数ごとの
水平加速度と沈下量を示したグラフ、（ｂ）は粒調砕石
における各転圧回数ごとの水平加速度と沈下量を示した
グラフである。

【符号の説明】

１・・・加速度計（計測手段） １ａ・・・鉛直方向加速度計 １ｂ・・・水平方向加速度計 ２・・・解析手段 ３・・・指標値決定手段 ４・・・規定手段 ５・・・重機 ５ａ・・・振動転圧輪 ５ｂ・・・車両本体 １１・・・バス線 １２・・・入力手段 １３・・・出力手段 １３ａ・・・ディスプレイ １４・・・ＣＰＵ １５・・・ＲＡＭ １６・・・第一のファイル １６ａ・・・解析プログラム １６ｂ・・・指標値決定プログラム １６ｃ・・・規定プログラム １７・・・第二のファイル １７ａ・・・基準値データ Ｍ・・・盛土全体 Ｔ・・・地表面付近

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏瀬 聡美 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D043 CB03 2G047 AA10 BA04 BC15 CA03 CA07 EA08 EA12 EA16 GG12 GG20 GG23 GG36

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料の転圧時における重機の振動波情報
   である水平方向の加速度の計測をして水平加速度データ
   を得る計測手段と、 前記計測手段により得た前記水平加速度データの解析を
   して水平方向の波形スペクトルを得る解析手段と、 前記解析手段により得た前記水平方向の波形スペクトル
   における重機の振動転圧輪の基本周波数に対応するフー
   リエ振幅を指標値に決定する指標値決定手段と、 前記指標値及びあらかじめ設定された基準値に基づい
   て、前記転圧時における前記材料の沈下量の程度を規定
   する規定手段とを含むことを特徴とする、締め固め管理
   装置。
2. 【請求項２】 材料の転圧時における重機の振動波情報
   である鉛直方向の加速度の計測をして鉛直加速度データ
   を得る計測手段と、 前記計測手段により得た前記鉛直加速度データの解析を
   して鉛直方向の波形スペクトルを得る解析手段と、 前記解析手段により得た前記鉛直方向の波形スペクトル
   における重機の振動転圧輪の基本周波数に対応するフー
   リエ振幅を指標値に決定する指標値決定手段と、 前記指標値及びあらかじめ設定された基準値に基づい
   て、前記転圧時における前記材料の剛性の程度を規定す
   る規定手段とを含むことを特徴とする、締め固め管理装
   置。
3. 【請求項３】 材料の転圧時における重機の振動波情報
   である加速度の計測をして加速度データを得る計測手段
   と、 前記計測手段により得た前記加速度データの解析をして
   波形スペクトルを得る解析手段と、 前記解析手段により得た前記波形スペクトルにおける重
   機の振動転圧輪の１／２周波数に対応するフーリエ振幅
   を指標値に決定する指標値決定手段と、 前記指標値及びあらかじめ設定された基準値に基づい
   て、前記転圧時における前記材料の締め固め密度の程度
   を規定する規定手段とを含むことを特徴とする、締め固
   め管理装置。
4. 【請求項４】 前記計測手段により得られる前記加速度
   データが、鉛直方向の加速度データ及び水平方向の加速
   度データからなるものであり、 前記解析手段により得られる前記波形スペクトルが、鉛
   直方向の波形スペクトル及び水平方向の波形スペクトル
   からなるものであり、 前記指標値決定手段における前記重機の振動転圧輪の１
   ／２周波数に対応するフーリエ振幅が、前記鉛直方向の
   波形スペクトル及び前記水平方向の波形スペクトルのい
   ずれかにおけるものであることを特徴とする、請求項３
   に記載の締め固め管理装置。
5. 【請求項５】 土、コンクリートその他の材料の転圧時
   における重機の振動波情報である加速度の計測をして加
   速度データを得る計測手段と、 前記計測手段により得た前記加速度データの解析をして
   波形スペクトルを得る解析手段と、 前記解析手段により得た前記波形スペクトルにおける重
   機の振動転圧輪の基本周波数に対応するフーリエ振幅及
   び該波形スペクトルにおける重機の振動転圧輪の１／２
   周波数に対応するフーリエ振幅を用いた演算をして指標
   値を得る演算手段と、 前記演算手段により得た前記指標値及びあらかじめ設定
   された基準値に基づいて、前記転圧時における前記材料
   の締め固め度、密度、含水比その他の締め固めの程度を
   規定する規定手段とを含むことを特徴とする、締め固め
   管理装置。
6. 【請求項６】 前記計測手段により得られる前記加速度
   データが、鉛直方向の加速度データ及び水平方向の加速
   度データからなるものであり、 前記解析手段により得られる前記波形スペクトルが、鉛
   直方向の波形スペクトル及び水平方向の波形スペクトル
   からなるものであり、 前記演算手段における前記重機の振動転圧輪の基本周波
   数に対応するフーリエ振幅が、前記鉛直方向の波形スペ
   クトル及び前記水平方向の波形スペクトルのいずれかに
   おけるものであり、 前記演算手段における前記重機の振動転圧輪の１／２周
   波数に対応するフーリエ振幅が、前記鉛直方向の波形ス
   ペクトル及び前記水平方向の波形スペクトルのいずれか
   におけるものであることを特徴とする、請求項５に記載
   の締め固め管理装置。