JP2005227249A - 路面性状測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一基準長Lの枠部11の両端に基準車輪を装備した手動の台車に、移動距離計15と高さ計16と加速度計13を付設する。高さ計16には、排水用凹部の開口幅より短い第二基準長Nに対応した狭い範囲を測定するものを、採用する。演算部20は、移動距離測定値ΔSと高さ測定値Kとに基づき踏面算出を行って第一基準長L対応の3mσを算出するとともに、加速度検出値βから上下変位Dを算出しこれと移動距離測定値ΔSと高さ測定値Kとに基づき踏面算出を行わないで第二基準長N対応のキメ深さ等を算出するように、プログラム等を改造する。
【選択図】 図1
Description
本発明の説明に役立つ部分を掻い摘んで説明すると、3mσは、日本道路公団規格JHS223に規定されている「3mプロフィルメータによる路面凹凸測定方法」に則って、3m(三メートル)を第一基準長とした測定と演算とによって得られる。PrI,TCRは、8mを第一基準長として同様に得られる(例えば非特許文献1参照)。
何れの測定も3mプロフィルメータ等の路面性状測定装置を用いて行われ、その装置には、路面上を移動する移動手段と、その移動距離を測定する移動距離計と、路面までの高さを測定する高さ計と、所望の路面性状値(第一,第二,第三路面性状値)を算出する演算部とが具わっている。
したがって、この発明によれば、第一路面性状値ばかりか第二路面性状値も同時測定可能な多機能の路面性状測定装置であって高精度なものを安価に提供することができる。
図1〜2に示した実施例1は、上述した解決手段1〜2(出願当初の請求項1〜2)を具現化したものであり、図3〜4に示した実施例2は、上述した解決手段3(出願当初の請求項3)を具現化したものであり、図5〜6に示した実施例3は、上述した解決手段4〜6(出願当初の請求項4〜6)を具現化したものである。
なお、それらの図示に際し従来(図7参照)と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。
また、測定部12内で高さ計16の上方に当たるところに、上下方向の加速度を検出して加速度検出値βを出力する加速度計13が設置されている。このような加速度計13には、サーボ加速度計(一軸のみ)などが好適である。
また、台車1.5m移動の判定は、前回の踏面高さKm算出時から今に至る移動距離測定値ΔSの和が1.5mに到達したか否かでなされる。
踏面高さKmの算出は、踏面データ25aを最新データから過去データへ順に読み出すのを、その間の移動距離(ΣΔS)が一定値に達するまで繰り返し、読み出した各データのうちから最も高い位置の高さ測定値Kを選出することで行われる(MAX)。なお、上記一定値は、凹部82の開口より大きな距離に設定される。例えば数cmにされる。
路面80上を移動させながら路面性状測定装置10で路面80の測定を行うと、一度の移動で、低周波を重視した3mσ(第一路面性状値)と、高周波を重視した不定ピッチの凹凸二次元形状(第二路面性状値)及び固定ピッチNのキメ深さ(第二路面性状値)とを、同時に測定することができるので、以下、測定データの入力状態とキメ深さの算出と3mσの算出について順に詳述する。
傾斜計31は、測定部12に納めて設置され、枠部11ひいては高さ計16の傾きを検出して、その傾き検出値αを演算部20に送出するものである。これには、傾斜計(液面型など)と角速度計とを組合わせて信号処理により予測傾斜を算出する方式などが好適である。
傾斜計31の導入と凹凸二次元形状演算部22の改造とにより上述の実施例1の動作とは異なることになった凹凸二次元形状データの補正内容について詳述する。
踏面算出部52及び踏面データ52aは、それぞれ踏面算出部25及び踏面データ25aと同様のものなので、繰り返しとなる説明は割愛するが、高さ測定値Kではなく高さ測定値Jを入力し、この高さ測定値Jと移動距離測定値ΔSとから踏面算出の演算を行って、踏面高さKm同様の踏面高さJmを算出するようになっている。また、何れの踏面高さJm,Kmも高低差算出部53向けに随時算出されるようになっている。
加算部54は、高低差ΔHが算出される度に、それを足し込んで、ピッチMの高さ測定値Hを算出する。
国際ラフネス指数算出部55は、一連の高さ測定値Hから、標準偏差算出等の公知演算を行って(非特許文献2,非特許文献3等を参照)、第三基準長M対応の国際ラフネス指数IRI(第三路面性状値)を算出するようになっている。
高さ計51の導入と高低差算出部53等のインストールとにより新たに加わった国際ラフネス指数IRIの測定について詳述する。
こうして得られた路面性状値は、その算出過程で使用された移動距離ΣΔSや高低差ΔHの算出式が上述したような簡便な近似式であるが、やはり枠部11の長さが3mと長いうえ両端それぞれに四個一組の基準車輪が付いていることから、実用に適う十分な精度を示す。
上記実施例では、演算部20がマイクロプロセッサ等で具現されていたが、演算部の具体化は、これに限られる訳でなく、例えばシステムLSIやプログラム可能論理回路などで行っても良く、適宜組み合わせても良い。
また、上記実施例で示した路面性状値の補正時の加減は一例であり、路面性状値の補正時に補正値を加算するか減算するかは、基準方向の設定等に応じて適宜定められる。
さらに、上記実施例では、各測定値・検出値の入力タイミングを高さ測定値Kを基準に揃えていたが、これは必須ではないので、他の基準を採用しても良く、揃っていなくても良く、例えばパルスpの入力やその逓倍のタイミングを併用するのも良い。
11 枠部(3mのフレーム、梁、ビーム、手動の台車)
12 測定部(機器箱、収納ボックス)
13 加速度計
14 時計(計時ユニット、タイマー)
15 移動距離計(エンコーダ)
16 高さ計(変位計、距離計、第一高さ計)
20 演算部(マイクロプロセッサ、システムLSI)
21 上下変位算出部(一定周期)
22 凹凸二次元形状演算部(上下動補正付き)
22a 凹凸データ(データ蓄積用メモリ)
23 テクスチャ演算部(ピッチM、キメ深さ)
23a テクスチャデータ(データ蓄積用メモリ)
24 積算部(リスタートタイプ)
25 踏面算出部(転動接触幅から最大値選出)
25a 踏面データ(データ蓄積用メモリ)
26 3mσ算出部(ピッチL/2+標準偏差)
26a 3mσデータ(データ蓄積用メモリ)
30 路面性状測定装置(手動牽引式3mプロフィルメータ)
31 傾斜計
32 凹凸二次元形状演算部(上下動+傾き補正付き)
33 テクスチャ演算部(キメ深さ+SMTD)
41,42 位置(高さ計の移動位置)
50 路面性状測定装置(手動牽引式3mプロフィルメータ)
51 高さ計(変位計、距離計、第二高さ計)
52 踏面算出部(転動接触幅から最大値選出)
52a 踏面データ(データ蓄積用メモリ)
53 高低差算出部(ピッチN)
53a 前回データ(データ保持用メモリ)
54 加算部(Σ演算)
55 国際ラフネス指数算出部(IRI算出)
61〜64 位置(高さ計の移動位置)
65,66 位置(高さ計による路面上の測定位置)
70 路面性状測定装置(手動牽引式3mプロフィルメータ)
73 基準車輪(四個一組、手動の台車)
74 牽引部(アーム、ハンドル、手動の台車)
75 操作部(タッチパネル)
76 高さ計(変位計、距離計)
79 路面性状測定装置(SMTD測定装置、IRI測定装置)
80 路面(道路、滑走路)
81 舗装材(浸透水性アスファルト・コンクリート)
82 凹部(排水用小溝、排水用小孔、排水用空隙)
83 踏面(凸部上面、舗装面、走行面、転動接触面)
L,M,N 基準長(L>M>N)
Claims (6)
- 三メートル又はそれ以上の第一基準長に対応した長さを持つ枠部を有しその両端それぞれに基準車輪が装備されている手動の台車と、その移動距離を測定する移動距離計と、前記枠部の中央に付設され路面までの高さを測定する高さ計と、前記移動距離計の移動距離測定値と前記高さ計の高さ測定値とに基づいて前記第一基準長対応の第一路面性状値を算出する演算部とを備えた路面性状測定装置において、前記高さ計が、路面の排水用凹部の開口幅より短い第二基準長に対応した範囲またはそれより狭い範囲を測定するものであり、前記演算部が、前記移動距離測定値と前記高さ測定値とに基づいて前記第二基準長対応の第二路面性状値を算出するとともに、前記第一路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行い、前記第二路面性状値の算出に際しては踏面の算出を行わないものであることを特徴とする路面性状測定装置。
- 上下方向の加速度を検出する加速度計が、前記高さ計の上方または極近傍に設けられ、前記演算部が、前記加速度計の加速度検出値に基づいて上下変位を算出するとともに、その上下変位算出値を前記高さ測定値に加算または減算して前記第二路面性状値に関する補正を行うものであることを特徴とする請求項1記載の路面性状測定装置。
- 前記枠部の傾きを検出する傾斜計が設けられ、前記演算部が、前記第二路面性状値の算出に際し前記傾斜計の傾き検出値に基づいて前記高さ測定値から鉛直方向射影成分と水平方向射影成分とを算出し前記鉛直方向射影成分にて前記高さ測定値を補正するとともに前記水平方向射影成分を加算または減算して前記移動距離測定値を補正するものであることを特徴とする請求項2記載の路面性状測定装置。
- 前記第一基準長と前記第二基準長との中間の第三基準長だけ前記高さ計から離隔したところに路面までの高さを測定する他の高さ計が設けられ、前記演算部が、前記移動距離測定値と前記高さ測定値と前記傾き検出値と前記の他の高さ計の離隔位置高さ測定値とに基づいて前記第三基準長対応の第三路面性状値を算出するものであってその際に前記離隔位置高さ測定値に関して踏面の算出を行い前記高さ測定値に関しては前記第一路面性状値の算出に係る踏面の算出結果を用いるものであることを特徴とする請求項3記載の路面性状測定装置。
- 前記演算部が、前記第三路面性状値の算出に際し前記傾き検出値の差分と前記高さ測定値とに基づき前記移動距離測定値を補正して前記高さ計の路面上測定位置が前記第三基準長だけ移動したか否かを判定するものであることを特徴とする請求項4記載の路面性状測定装置。
- 前記演算部が、前記路面上測定位置の前記第三基準長の移動ごとに路面の高低差を算出するものであって、その算出に際し、前記傾き検出値と前記高さ測定値と前記離隔位置高さ測定値も前記路面上測定位置の前記第三基準長の移動ごとの値を用いるものであることを特徴とする請求項5記載の路面性状測定装置。
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