JP2013023864A - 施工厚設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータの技量に関係なく滑らかな縦断曲線の出来形を形成できる施工厚設定方法を提案する。
【解決手段】縦断方向所定間隔の測点で表面現形を横断測定する測定工程Ｓ０と、該測定により得られる表面現形のデータに基づいて、測点における出来形設計値及び該出来形設計値に応じた施工厚設計値を計算する設計値作成工程Ｓ１〜Ｓ２と、算出した施工厚設計値に基づいて、測点の間の施工厚設計値を補間計算する設計値補間工程Ｓ３と、設計値作成工程及び設計値補間工程Ｓ２，Ｓ３により算出した施工厚設計値に基づいて、施工機械の制御データを設定するデータ設定工程Ｓ４と、を含む施工厚設定方法を提案する。
【選択図】図２

Description

アスファルトやコンクリートなどの舗装の補修に関する技術が以下に開示される。

例えばアスファルト舗装道路では、舗装の補修に際し、切削オーバーレイと呼ばれる補修工法が実施される。当該工法は、施工する区域の舗装表面現形を横断（道路であれば幅員方向）測定し、その測定した表面現形に応じて切削厚を決め、そして、施工区域の表層を、決定した切削厚だけ削り取り、該切削後の施工区域に新しい舗装を切削厚に見合った舗装厚で施す工法である。この切削オーバーレイにおいて、舗装表面現形の測定は道路の縦断方向（車両進行方向）に１０ｍ間隔で設けた測点で実施されるのが現在一般的で、この測点間隔に応じて、施工厚（切削厚、舗装厚）も１０ｍ間隔で設計値が決定される。切削施工にあたっては、特許文献１，２の従来技術の説明欄にあるように、施工区域の各測点に（つまり１０ｍおきに）設計値を指示する切削厚指標をチョーク等で書いておき、ミリングマシン等の施工機械のオペレーターが、１０ｍ間隔で路面に書かれたその設計値に従って操作を行うことで、切削厚が制御される。

特開平０２−２７９８０５号公報 特開平０３−１７２４０４号公報

特許文献１，２でも解決課題として説明されているように、上記従来の切削厚設定方法では、オペレーターの技量に切削厚の制御が左右され、補修後の舗装の出来形に影響する。特に、出来形において縦断方向へ勾配をつけなければならない場合、勾配が遷移する箇所（上り傾斜の頂点等）では徐々に勾配を変化させてなだらかな曲線を形成する必要があるが、このような縦断曲線が含まれるケースで技量の影響が大きい。これについて、図１に示してある。

図１では、道路の縦断方向に１０ｍの測点間隔で切削厚指標が書いてあり、オペレーターがこれを参照して施工機械に制御データを設定する。制御データ設定用に入力するのは、少なくとも、現指標の示す切削厚設計値と次の指標の示す切削厚設計値で（つまり２地点の設計値とその間の距離）、これにより、切削開始時の切削厚と、この先１０ｍの勾配（１０ｍ先の切削厚に合わせて勾配を付ける）が施工機械において制御される。

この制御において、技量の低いオペレーターにより、単純に指標ごとの切削厚設計値を入力するだけで施工機械が操作された場合、１０ｍ区間の全域が一定勾配で切削されるので、切削後に形成される舗装の出来形において、図１の出来形Ａに示すように、１０ｍの間隔で現れる勾配の遷移地点で角が形成されてしまい、車の走行がぎくしゃくする結果を招き得る。技量の高いオペレーターであれば、１０ｍ区間の全域を一定の勾配で切削するような機械操作はせず、区間の始めと終わりで摺り付け曲線が形成されるように、勾配を適宜変化させる機械操作をマニュアルで実行することができる。この結果、図１の出来形Ｂに示すように、１０ｍの間隔で現れる勾配の遷移地点に角のない滑らかな縦断曲線を含んだ出来形が形成され、車の走行もスムーズになる。

このような背景に鑑みると、オペレータの技量によらず出来形Ｂのような滑らかな出来形を形成できる、施工厚設定方法が望まれる。

当課題に対して提案するのは、
施工区域の縦断方向に所定間隔の測点で表面現形を横断測定する測定工程と、
該測定により得られる前記表面現形のデータに基づいて、前記測点における出来形設計値及び該出来形設計値に応じた施工厚設計値を計算する設計値作成工程と、
算出した前記施工厚設計値に基づいて、前記測点の間の施工厚設計値を補間計算する設計値補間工程と、
前記設計値作成工程及び前記設計値補間工程により算出した前記施工厚設計値に基づいて、施工機械の制御データを設定するデータ設定工程と、
を含む、施工厚設定方法である。

上記提案に係る施工厚設定方法では、測点間の施工厚設計値を補間計算している。すなわち、例えば、１０ｍの測点間隔で算出される施工厚設計値を基にして、測点間隔を細分した５０ｃｍの補間間隔で施工厚設計値を補間計算する方法とする。これにより、測点間の勾配を細かい間隔で変化させる設計値を算出して施工機械の制御データを設定することができ、曲線に近い滑らかな出来形を、施工機械のオペレータの操作技量（マニュアル操作）によらず得ることが可能となる。

縦断曲線を含む出来形の課題を説明する図。 施工厚設定方法の実施形態に係るフローチャート。 表面現形の測定工程を説明する図。 表面現形の測定工程のフローチャート。 図２の加工厚設定方法を実行した結果得られる出来形を説明する図。

アスファルト舗装道路の切削オーバーレイを一例として、施工区域の舗装表面現形を横断測定し、その測定した表面現形に応じて切削厚を設定する場合の施工厚設定方法について、図２に示すフローチャートに沿って説明する。なお、施工厚として切削厚を設定する方法を説明するが、舗装厚を設定する場合にも同方法を応用して仕上げ機械を制御可能であることは、当然理解される。また、以下に示す実施形態の施工区域横断方向と縦断方向は、道路の幅員方向と車両進行方向に相当するが、縦横断方向はこの関係に限られるものではない。

まず、ステップＳ０において測定工程が実施される。測定工程では、施工区域の縦断方向に所定間隔で測点を複数設け、その各測点において表面現形を横断測定する。この測定工程に関し、詳細を図３及び図４を参照して説明する。

一例として１０ｍの間隔に測点間隔が決められており、横断形状測定装置の一例として、ノンプリズム方式のレーザー測量機を用いて各測点の横断方向表面現形が測定される。横断形状測定装置としては、この他に、プリズム方式の測量機、横断プロフィルメーターなど各種の測量、計測機器を使用することができるが、車道の外から測定を行える点で、ノンプリズム方式のレーザー測量機が優れている。

まず、ステップＳ１０において、施工区域脇の適当な地点（例えば歩道上）に測量機を設置し、次いで、ステップＳ１１において後方交会法により測量機の自己位置を計算する。後方交会法は、座標の分かる２ヵ所のポイントに基準点としてプリズムを立て、測量機から各基準点を測距して自己座標を算出する周知の技法である。測量機の自己座標が算出されると、ステップＳ１２において、最初に測定する測点を選択し、続いてステップＳ１３で、測定する測点のセンターを測量機で視準し、測距する。センター測距後、ステップＳ１４で当該測点の右端（又は左端）を測量機で視準して測距し、さらにステップＳ１５で当該測点の左端（又は右端）を測量機で視準して測距する。そして、これらステップにより確定した測点の右端（又は左端）から左端（右端）へ、ステップＳ１６において自動測距を開始する。自動測距が開始されると測量機は、ステップＳ１７において、該当測点を右端から左端へなぞるように自動旋回し、例えば５ｃｍといった所定のピッチ（図３中に黒点で示す）で、横断方向へノンプリズム測距を実行する。測量機はステップＳ１８で、測点の最終点（本例では左端）まで到達して測定完了となるか否かを判断し、測定が完了しないうちはステップＳ１７を継続する。

このステップＳ１６からステップＳ１８までに実行されるノンプリズム測距に関しては、例えば特許第４０５９８３２号に詳しく説明されており、当該特許明細書の内容は、ここに引用される。

ステップＳ１８で１つの測点に関し測定完了と判断されると、ステップＳ１９において、現工程で測定するべき測点をすべて測定したか否か判断し、全測点の測定が完了した場合は、ステップＳ２０において、測量機からＰＣ（パーソナルコンピュータ）へ、測定した測点ごとの表面現形のデータを、無線又は有線通信で出力する。全測点の測定が未だ完了していなければ、ステップＳ２１において、測量機を他地点へ移動させて測定を続行するのか否か判断し、移動させる場合はステップＳ１０から再開し、移動させない場合は、ステップＳ１２から再開する。

測定工程のステップＳ０（図２）が終わると、測量機から入力される表面現形のデータに基づき、ＰＣにおいて、ステップＳ１〜Ｓ２の設計値作成工程が実行される。この設計値作成工程は、ソフトウエアをロードしたＰＣが設計値作成手段として動作することにより実行される。そのソフトウエアは、例えばＰＡＶＥII（商品名：株式会社エスエイピー）といった切削オーバーレイ用の設計値計算ソフトウエアである。当該ソフトウエアに従い動作するＰＣは、ステップＳ１において、測定された表面現形のデータに基づき各測点の出来形設計値（横断面形状）を計算する。そして、ステップＳ２において、ステップＳ１で算出した出来形設計値に応じた横断面の施工厚設計値を測点ごとに計算する。なお、当フローでは、施工厚設計値として切削厚設計値が算出されるとするが、舗装厚設計値を一緒に算出してもよい。

これらステップＳ１〜Ｓ２により算出される出来形設計値及びこれに応じた切削厚設計値は、１０ｍ間隔の各測点における横断方向の設計値である。実際に切削を行うミリングマシン等の施工機械の制御データを、ステップＳ１〜Ｓ２による各測点の（つまり１０ｍおきの）切削厚設計値のみで設定すると、図１を参照して上述したとおり、出来形Ａのように勾配の遷移地点で角が形成されてしまう。そこで、ステップＳ３の設計値補間工程が実行され、ソフトウエアに従い設計値補間手段として動作するＰＣが、ステップＳ２による各測点の切削厚設計値に基づいて、各測点の間の切削厚設計値を補間計算する。

ステップＳ３のＰＣは、１０ｍ間隔とされた測点の間を、例えば５０ｃｍの補間間隔で細分し、５０ｃｍ刻みの補間点でそれぞれ切削厚設計値を計算する。この計算時にＰＣは、例えば、１０ｍ離れた測点の切削厚差を計算し、該差に従って、測点に近い補間点では切削厚設計値の変化量を小さくし、測点間の中央にある補間点へ向かうにつれて次第に切削厚設計値の変化量を大きくするといった計算を実施する。これにより自動的に算出される設計値は、測点間の勾配を細かい間隔で変化させるものとなり、図５に示すような、曲線に近い滑らかさをもち且つ勾配の始まりと終わりに摺り付け曲線が形成された縦断曲線を含む出来形Ｃを、形成可能な設計値となる。その結果、オペレーターの技量（マニュアル操作）には関係なく施工機械が好適に制御されることになる。

ステップＳ２〜Ｓ３で測点及び補間点の切削厚設計値を算出した後は、ステップＳ４のデータ設定工程が実行される。当該ステップにおいてＰＣは、ソフトウエアに従いデータ設定手段として動作し、測点及び補間点の切削厚設計値に基づいて、施工機械へ入力する制御データを設定する。この制御データ設定用のソフトウエアとしては、3D-office（商品名：株式会社トプコン）といった３Ｄマシンコントロール用のソフトウエアを利用することができる。ステップＳ４で設定した制御データは、ステップＳ５で、当該ソフトウエアに従い生成される制御データに対応したミリングマシン等の施工機械へ入力され、切削が実行される。

Ｓ０ 測定工程
Ｓ１〜Ｓ２ 設計値作成工程
Ｓ３ 設計値補間工程
Ｓ４ データ設定工程

Claims (4)

1. 施工区域の縦断方向に所定間隔の測点で表面現形を横断測定する測定工程と、
   該測定により得られる前記表面現形のデータに基づいて、前記測点における出来形設計値及び該出来形設計値に応じた施工厚設計値を計算する設計値作成工程と、
   算出した前記施工厚設計値に基づいて、前記測点の間の施工厚設計値を補間計算する設計値補間工程と、
   前記設計値作成工程及び前記設計値補間工程により算出した前記施工厚設計値に基づいて、施工機械の制御データを設定するデータ設定工程と、
   を含む、施工厚設定方法。
2. 前記測定工程において、前記表面現形の横断測定を、横断形状測定装置を用いて行う、請求項１記載の施工厚設定方法。
3. 前記横断形状測定装置として、ノンプリズム方式のレーザー測量機を使用する、請求項２記載の施工厚設定方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の施工厚設定方法における前記設計値補間工程をコンピュータに実行させるプログラム。

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