JP2015151826A - 地盤剛性測定装置、締固め機械及び地盤剛性測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤の剛性を容易に測定可能な地盤剛性測定装置及びこれを備えた締固め機械、並びに、地盤剛性測定方法を提供する。
【解決手段】地盤剛性測定装置１は、地盤に荷重を付加する載荷ロール２と、軸部１０３ａを回転可能に支持する支持フレーム１０１と、支持フレーム１０１の下方地盤のうち、回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０に対し走行方向に離間した第１地点Ｘ_１についての支持フレーム１０１に対する離間距離Ｄ_１を測定する第１測距部４と、第１測距部４の測定結果と直下地点Ｘ_０についての基準離間距離Ｄ_０との差分値により、第１地点Ｘ_１のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、少なくともこの差分値ΔＳにより、地盤剛性を測定する剛性測定部６ａと、を備える。締固め機械１００は、地盤剛性測定装置１を備える。地盤剛性測定方法は、地盤剛性測定装置１を用いて地盤剛性を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤の剛性を測定する地盤剛性測定装置及びこれを備えた締固め機械、並びに、地盤剛性測定方法に関する。

土地造成工事、ダムや堤防等の築堤工事及び道路工事等においては、施工領域における土や砕石等からなる地盤の沈下、軟弱化等の不具合が将来にわたって発生しないように、その地盤を、転圧輪を備えた締固め機械等によって、締固めている。そして、締固められた地盤の品質の良否を確認して、上記不具合の発生を確実に防止するようにしている。

締固められた地盤の品質評価の手法としては、フォーリングウェイトディフレクトメータ（FWD:Falling Weight Deflectmeter）やベンゲルマンビーム等の測定装置によって、地盤の表面に荷重を作用させ、その載荷点を含む周辺地盤のたわみ量を適宜箇所で測定して評価する手法が、一般的に知られている。この品質評価手法では、測定ごとに上記測定装置を地盤上の測定地点に設置し直さなければならないため、測定作業に労力を要すると共に測定地点が離散的となり品質不良を見落とすおそれがある。そこで、効率よく測定を行うことが可能であり、かつ、連続的な測定データを取得可能な、地盤の品質評価手法及び測定装置の開発が行われている。

この種の測定作業の効率向上及び連続的な測定データの取得を可能とした測定装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１には、地盤（路面）上を走行可能な荷重車を有し、この荷重車にその走行方向にそれぞれ離間させて取付けられ、路面からの高さを測定する非接触式の変位計を用いて、地盤上を移動しながら地盤のたわみ量を連続的に測定することが可能なたわみ測定装置が記載されている。

特開平７−２４８２２１号公報

ここで、この種の締固められた地盤の品質評価において、締固められた後の地盤に荷重を作用させ、その荷重作用時における地盤のたわみ量が小さい箇所と大きい箇所がある場合、たわみ量が小さい箇所の地盤の変形抵抗性は、たわみ量が大きい箇所の変形抵抗性より大きいと評価できる。しかし、たわみ量の大小関係だけで地盤の品質を評価する場合、たわみ量が小さい箇所と大きい箇所との間の相対的な地盤の品質を評価できるだけであり、地盤自体の絶対的な品質を評価することはできない。つまり、たわみ量は、地盤に作用させる荷重（荷重値）と地盤の物性値の両者から定まる値であり、荷重の大きさによって変動する値であって、地盤自体の物性値ではない。
したがって、たわみ量は地盤の品質評価の判断パラメーターとしては不十分である。

しかしながら、特許文献１に記載の測定装置は、単に、地盤のたわみ量を測定しているに過ぎず、地盤の品質評価における適切な判断パラメーターを取得することができず、その工夫が求められている。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、地盤の品質評価におけるより適切な判断パラメーターとして、地盤の剛性を容易に測定可能な地盤剛性測定装置及びこれを備えた締固め機械、並びに、地盤剛性測定方法を提供することを目的とする。

上記課題に対して、本発明に係る地盤剛性測定装置は、その一態様として、地盤の剛性を測定すると共に該地盤上を走行可能な地盤剛性測定装置であって、円筒状に形成され前記地盤上を転動しつつ該地盤に荷重を付加する載荷ロールと、前記載荷ロールの軸部を回転可能に支持し、走行方向に延設されてなる支持フレームと、前記支持フレームに固定され、前記支持フレームの下方地盤のうち、前記軸部の回転中心線の直下地点に対し前記走行方向に離間した第１地点についての前記支持フレームに対する離間距離を測定する第１測距部と、前記第１測距部の測定結果と前記直下地点についての前記支持フレームに対する基準離間距離との差分値により、前記第１地点の地盤のたわみ量と前記直下地点の地盤のたわみ量との差分値を算出し、少なくとも、該たわみ量の差分値に基づいて、前記地盤の剛性を測定する剛性測定部と、を備えて構成される。

また、本発明に係る締固め機械は、その一態様として、地盤上を転動して該地盤を締固める転圧輪を有し、前記地盤上を走行可能な締固め機械であって、上記一態様の地盤剛性測定装置を備え、前記転圧輪は、前記地盤剛性測定装置の前記載荷ロールを兼ねる構成とする。

そして、本発明に係る地盤剛性測定方法は、その一態様として、地盤上で該地盤の剛性を測定する地盤剛性測定方法であって、前記地盤上を転動可能な載荷ロールにより該地盤に荷重を付加する工程と、前記載荷ロールの軸部を回転可能に支持しかつ走行方向に延設されてなる支持フレームの下方地盤のうち、少なくとも前記軸部の回転中心線の直下地点に対し前記走行方向に離間した第１地点についての前記支持フレームに対する離間距離を測定する工程と、前記離間距離の測定結果と前記直下地点についての前記支持フレームに対する基準離間距離との差分値により、前記第１地点の地盤のたわみ量と前記直下地点の地盤のたわみ量との差分値を算出し、少なくとも、該たわみ量の差分値に基づいて、前記地盤の剛性を算出する工程と、を含んで構成される。

本発明に係る地盤剛性測定装置及び締固め機械の上記一態様によると、地盤上を走行可能とし、載荷ロール（転圧輪）によって、地盤に荷重を付加し、載荷ロールの軸部を回転可能に支持し走行方向に延設されてなる支持フレームに固定される第１測距部によって、支持フレームの下方地盤のうち、軸部の回転中心線の直下地点に対し走行方向に離間した第１地点についての支持フレームに対する離間距離を測定し、剛性測定部によって、第１測距部の測定結果と直下地点についての支持フレームに対する基準離間距離との差分値により、第１地点の地盤のたわみ量と直下地点の地盤のたわみ量との差分値を算出し、少なくとも、このたわみ量の差分値に基づいて、地盤の剛性を測定する構成であるため、地盤上を走行可能であると共に、地盤自体の絶対的な品質の評価が可能であり、地盤自体の物性値である地盤の剛性の測定データを取得することができる。
このようにして、地盤の品質評価におけるより適切な判断パラメーターとして、地盤の剛性を容易に測定可能な地盤剛性測定装置を提供することができる。

また、本発明に係る地盤剛性測定装置及び締固め機械の上記一態様によると、地盤上を走行可能であるため、地盤上を走行しながら地盤の剛性を測定することにより、測定ごとに測定機器を地盤上に設置する必要がなく、かつ、測定対象領域において連続的な測定データを取得することができる。これにより、効率よく測定作業を行うことができ、かつ、地盤の品質不良を見落とすことなく、地盤の品質評価を適切に行うことができる。

また、本発明に係る締固め機械の上記一態様によると、地盤を締固める転圧輪は地盤剛性測定装置の載荷ロールを兼ねる構成であるため、測定装置のコスト低減及びコンパクト化を図ることができる。さらに、例えば、転圧輪によって、地盤を締固め、その後、この締固めた地盤上を再度走行し、地盤剛性測定装置によって、締固められた地盤の剛性を測定することができるため、地盤の締固め作業と地盤の品質確認作業とを一連の流れで効率的に行うことができる。

そして、本発明に係る地盤剛性測定方法の上記一態様によると、地盤自体の絶対的な品質の評価が可能であり、地盤自体の物性値である地盤の剛性の測定データを取得することができる。このようにして、地盤の品質評価におけるより適切な判断パラメーターとして、地盤の剛性を容易に測定可能な地盤剛性測定方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る地盤剛性測定装置の概略構成を説明するための図である。 図１に示す矢印Ａ方向から見た締固め機械の正面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 上記実施形態における地盤剛性測定装置の概略構成を示すブロック図である。 地盤剛性測定装置の剛性測定原理を説明するための図であり、載荷ロール（転圧輪）の荷重によって地盤が撓んでいる状態を示す。 地盤剛性測定装置の基準測距部の取付け位置の第１変形例を説明するための図であり、図４と同じ断面位置で示した図である。 地盤剛性測定装置の基準測距部の取付け位置の第２変形例を説明するための図であり、図４と同じ断面位置で示した図である。 地盤剛性測定装置の基準測距部の取付け位置の第３変形例を説明するための図であり、図４と同じ断面位置で示した図である。 地盤剛性測定装置の基準測距部の取付け位置の第４変形例を説明するための図であり、図４と同じ断面位置で示した図である。 地盤剛性測定装置の載荷ロール（転圧輪）の支持構造の変形例を説明するための図であり、図４と同じ断面位置で示した部分断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る地盤剛性測定装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による地盤剛性測定装置１の概略構成を示す図であり、地盤上を走行して地盤を締固める締固め機械１００に適用した場合を一例として示している。なお、以下の締固め機械１００は、本発明に係る締固め機械の一実施形態の説明でもある。

前記締固め機械１００は、ダムや堤防等の築堤工事及び道路工事等の施工領域における土や砕石等からなる地盤上を転動して該地盤を締固める転圧輪を有し、該地盤上を走行可能な車両であり、例えば、土工用のローラである。ローラとしては、前輪が転圧輪、後輪がゴム製タイヤのタイプや、前後輪とも転圧輪のタイプ、そして、転圧輪が振動可能なタイプ等、様々な種類のものがある。
本実施形態において、締固め機械１００は、前輪が転圧輪で、後輪がゴム製タイヤであるものとし、かつ、転圧輪が振動可能ないわゆる振動ローラであるものとして、以下に説明する。図１及び図２において、締固め機械１００は、地盤剛性測定装置１と、前方車体１０１と、後方車体１０２と、を備えて構成される。

前記前方車体１０１は、図１に示すように、全体として、走行方向（図１において白抜き矢印で示す方向）に延設されてなり、図３に示すように、鉄製の転圧輪１０３の軸部１０３ａを回転可能に支持する。この軸部１０３ａの支持構造については、後述する。
本実施形態において、転圧輪１０３は地盤剛性測定装置１の後述する載荷ロール２を兼ねており、前方車体１０１が、本発明に係る地盤剛性測定装置の「支持フレーム」に相当する。

前方車体１０１は、具体的には、図３に示すように、転圧輪１０３の後述する一対のプレート１０３ｃ，１０３ｄとそれぞれ対向する一対のサイドフレーム１０１ａ，１０１ｂ（図２及び図３参照）と、後方車体１０２とは反対側の端部において一対のサイドフレーム１０１ａ，１０１ｂの間を連結する上下一対のフロントフレーム１０１ｃ，１０１ｄ（図２参照）と、一対のフロントフレーム１０１ｃ，１０１ｄの間を連結する複数のリブ１０１ｅとを備えて構成される。

前記後方車体１０２は、全体として、走行方向に延設されてなり、ゴム製タイヤからなる後輪１０４を回転可能に軸支すると共に、操縦室フレーム１０５を備える。操縦室フレーム１０５内には、操縦部１０５ａと、後述する測定器本体６及び表示部８が設けられ、操縦室フレーム１０５の天井部には、後述する位置検知部７のＧＰＳアンテナ７ａが設けられている。また、後方車体１０２は、例えば、エンジン（図示省略）を備え、このエンジンを駆動源として駆動する走行用油圧モータ（図示省略）により後輪１０４を回転させる。上記エンジンは、後述する転圧輪１０３の走行用油圧モータＭ及び加振機構駆動用油圧モータ（図示省略）の駆動源でもある。

前記転圧輪１０３は、地盤上を転動して該地盤を締固めるものであり、円筒状に形成されてなり、例えば、上下に振動しつつ、地盤上を転動して効果的に地盤を締固め可能に構成されている。転圧輪１０３の円筒表面は、平滑に形成されている。ここで、この転圧輪１０３により締固められた後の地盤の表面には、局所的な凹凸がほぼ無く、かつ、締固め機械１００の通過後に大きなうねりも無く、地盤は平滑化される。

転圧輪１０３は、具体的には、図３に示すように、中空円筒形状をなし、その円筒周壁１０３ｂの内周面には、円板形状の一対のプレート１０３ｃ，１０３ｄが互いに離間して固定されている。各プレート１０３ｃ，１０３ｄは、円筒周壁１０３ｂの幅方向端面からそれぞれ内方に位置している。
一方のプレート１０３ｃの中央部には、軸部１０３ａが突設されている。他方のプレート１０３ｄの中央部には、転圧輪１０３を回転させる走行用油圧モータＭの出力部Ｍａが取付けられている。軸部１０３ａは、一方のサイドフレーム１０１ａに防振ゴムＧを介して取り付けられた取付け板１０３ｅに、軸受部１０３ｆを介して回転可能に支持される。走行用油圧モータＭのモータ部Ｍｂは、他方のサイドフレーム１０１ｂに防振ゴムＧを介して取り付けられたモータ固定板１０３ｇに固定される。このようにして、軸部１０３ａは前方車体１０１（サイドプレート１０１ａ）に回転可能に支持され、走行用油圧モータＭの出力部Ｍａの回転により、転圧輪１０３は走行回転する。

また、図示省略するが、一対のプレート１０３ｃ，１０３ｄの間には、加振機構が挟持されている。そして、取付け板１０３ｅには、図示省略するが、加振機構駆動用油圧モータが取付けられ、その出力軸の回転動力を、軸部１０３ａの内部を貫通する加振機構の起振軸に伝達可能に構成されている。これにより、加振機構駆動用モータが駆動すると加振機構により振動が発生して、転圧輪１０３が振動する。このとき、防振ゴムＧが変形し、転圧輪１０３の回転中心線Ｏの前方車体１０１に対する位置が変動する。振動ロールにおいては、地盤の締固め時に、転圧輪１０３を例えば上下に振動させるので、この振動の前方車体１０１への伝達を抑制する必要がある。そのため、前述したように前方車体１０１と転圧輪１０３の間に、防振ゴムＧが設けられている。
例えば、転圧輪１０３により締固められて平滑化された地盤の地表面（後述の図４及び図５に破線で示す締固め後の地表面）上を、転圧輪１０３が再度転動して、地盤に荷重が付与されると、地盤の地表面は図４及び図５に実線で示すようにたわむ。以下に、荷重の付与により地盤の地表面がたわむことを利用して、地盤の剛性を測定する地盤剛性測定装置１について、詳述する。なお、締固め時には、加振機構を駆動させ、転圧輪１０３を振動させるが、以下の地盤剛性測定時には、加振機構は停止させている。

前記地盤剛性測定装置１は、地盤の剛性を測定するものであり、図１〜図４に示すように、例えば、載荷ロール２と、支持フレーム３と、第１測距部４と、基準測距部５と、測定器本体６と、位置検知部７と、表示部８と、を備えて構成される。
図４は、地盤測定剛性測定装置１の概略構成を示したブロック図であり、支持フレーム３については図示省略している。図５は、地盤剛性測定装置１による地盤の剛性を測定する測定原理を説明するための図であり、載荷ロール２（転圧輪１０３）の荷重によって地盤がたわんでいる状態を示す。なお、図４及び図５においては、地盤のたわみを誇張して示している。また、図４及び図５において、後述する測距部基準面は、回転中心線Ｏより上方に示されているが、本実施形態において、実際には、図１に示すように、回転中心線Ｏより下方に位置している。

前記載荷ロール２は、円筒状に形成され、地盤上を転動しつつ該地盤に荷重を付加するものであり、本実施形態においては、地盤締固め用の転圧輪１０３を利用して構成されている。つまり、転圧輪１０３は、地盤の締固め時には、締固め用のロールとして機能し、地盤締固め後の地盤剛性測定時には、加振機構を停止させ、締固められた地盤に荷重を付加してたわませるロールとして機能する。以下において、載荷ロール２を転圧輪１０３と区別する必要がない場合は、載荷ロール２を転圧輪１０３と言う。

前記支持フレーム３は、転圧輪１０３の軸部１０３ａを回転可能に支持し、走行方向に延設されてなるものであり、本実施形態においては、締固め機械１００の前方車体１０１を利用して構成されている。以下において、支持フレーム３を前方車体１０１と区別する必要がない場合は、支持フレーム３を前方車体１０１という。

また、本実施形態においては、防振ゴムＧにより、転圧輪１０３の回転中心線Ｏの前方車体１０１に対する位置を可動に、転圧輪１０３の軸部１０３ａを支持するように構成されている。なお、地盤剛性測定時は、加振機構を停止させるが、車体１０１等の自重により、防振ゴムＧは変形するため、後述する基準離間距離Ｄ_０（図４及び図５参照）の実際の値は、測定しなければ正確に求まらない。このため、本実施形態においては、第１測距部４とは別に、基準測距部５を設けている。防振ゴムＧ等の可動部や構造上のあそび等がなければ、基準離間距離Ｄ_０は、設計値によって定まる固定値となる。

前記第１測距部４は、前方車体１０１に固定され、前方車体１０１の下方地盤のうち、図４に示すように、転圧輪１０３の回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０に対し走行方向に離間した第１地点Ｘ_１についての前方車体１０１に対する離間距離Ｄ_１を測定するものである。
第１測距部４は、具体的には、非接触式の距離計（変位計）、例えばレーザ変位計であり、図１及び図２に示すように、例えば、前方車体１０１のフロントフレーム１０１ｄの下面に、ブラケット４ａを介して取付けられ、鉛直下向きにレーザ光（図１、図２及び図４に破線矢印で示す）を投光可能に構成される。
第１地点Ｘ_１についての前方車体１０１に対する離間距離Ｄ_１とは、例えば、図４に示すように、レーザ光を投光する箇所を含む面（以下において第１測距部４の測距部基準面という）と第１地点Ｘ_１との間の距離であり、第１測距部４は、この距離に対応する信号を、離間距離Ｄ_１の測定結果として、剛性測定部６ａに出力可能に構成されている。

第１測距部４は、より具体的には、フロントフレーム１０１ｄにおける転圧輪１０３の幅方向内側、好ましくは幅方向中央に対応する位置に取付けられている。これにより、転圧輪１０３により地盤に轍ができてしまう場合であっても、その影響を受けずに測定をすることができ、また、幅方向中央に対応する位置に取付けることにより、転圧輪１０３が幅方向中央を中心として傾いたとしても、その影響を受けずに測定をすることができる。

前記基準測距部５は、前方車体１０１に固定され、図４に示すように、回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０についての前方車体１０１に対する離間距離である基準離間距離Ｄ_０を測定するものである。
基準測距部５は、具体的には、第１測距部４と同様に、例えばレーザ変位計であり、図１及び図２に示すように、前方車体１０１の他方のサイドフレーム１０１ｂの下面に、ブラケット５ａを介して取付けられ、鉛直下向きにレーザ光（図１〜図４に破線矢印で示す）を投光可能に構成される。
直下地点Ｘ_０についての前方車体１０１に対する基準離間距離Ｄ_０とは、例えば、図１及び図４に示すように、レーザ光を投光する箇所を含む面（以下において基準測距部５の測距部基準面という）と直下地点Ｘ_０との間の距離であり、基準測距部５は、この距離に対応する信号を、基準離間距離Ｄ_０の測定結果として、剛性測定部６ａに出力可能に構成されている。

基準測距部５は、より具体的には、図３及び図５に示すように、転圧輪１０３の円筒周壁１０３ｂの円筒内面までの距離Ｄ’（図５参照）を測定可能に、サイドフレーム１０１ｂの下面に、ブラケット５ａを介して取付けられ（図３参照）、この測定値に基づいて、基準離間距離Ｄ_０を演算する。詳しくは、ブラケット５ａは他方（走行用油圧モータＭ側）のサイドフレーム１０１ｂの下面において、回転中心軸Ｏの方向に沿って延設して設けられ、このブラケット５ａの一端部の下面に基準測距部５が設けられる。例えば、基準測距部５には、円筒周壁１０３ｂの肉厚ｔが記憶されており、測定した距離Ｄ’にこの肉厚ｔを加算した距離に対応する信号を基準離間距離Ｄ_０の測定結果として、剛性測定部６ａに出力する。
なお、本実施形態において、基準測距部５は、他方のサイドフレーム１０１ｂ側で円筒内面までの距離Ｄ’を測定するものとしたが、これに限らず、一方（軸受部１０３ｆ側）のサイドフレーム１０１ａ側で円筒内面までの距離Ｄ’を測定するようにしてもよい。

また、第１測距部４及び基準測距部５は、第１地点Ｘ_１と直下地点Ｘ_０の地表面標高が等しい場合、それぞれの測定結果（Ｄ_１、Ｄ_０）が等しくなるように、事前に原点補正を行う必要がある。原点補正の手法としては、例えば、サイフォンの原理を利用した水盛式の水平器を利用することができる。具体的には、上方が開口した容器を第１測距部４と基準測距部５との鉛直下方にそれぞれ配置し、これらの容器の下部を連通管により連通させると共にそれぞれの容器に液体を満たすことで、第１測距部４と基準測距部５の鉛直下方に、標高の等しい液面をそれぞれ配する。この状態で、液面までの距離をそれぞれ測定する。そして、第１測距部４と基準測距部５の測定結果が等しくなるように、それぞれの鉛直方向の位置を微調整する。このとき、第１測距部４の測距部基準面と基準測距部５の測距部基準面とは、図１及び図４に示すように、互いに面一になる。
なお、原点補正は、このように互いの測距部基準面を面一にする場合に限らず、例えば、第１測距部４の測定結果と基準測距部５の測定結果の差分値を事前に記録し、剛性測定部６ａ等において常にこの差分値を一方の測定結果から差し引く等することで、補正を行ってもよい。

前記測定器本体６は、剛性測定部６ａとデータ処理部６ｂとを備えて構成され、例えば、操作部フレーム５内の操作部５ａに隣接して配置される。

前記剛性測定部６ａは、第１測距部４の測定結果Ｄ_１と基準測距部５の測定結果Ｄ_０との差分値により、後述する第１地点Ｘ_１の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、このたわみ量の差分値ΔＳに基づいて、地盤の剛性を測定するものである。換言すると、剛性測定部６ａは、第１測距部４及び基準測距部５の各測定結果（Ｄ_１、Ｄ_０）に基づいて、地盤の剛性を測定するものである。
剛性測定部６ａは、例えば、各測距部（４，５）からの測定結果の信号が入力された時刻を測定時刻とし、測定時刻のデータを生成し、測定結果の信号に基づく測定データ（剛性測定データ）を、測定時刻のデータと伴に、データ処理部６ｂに出力する。なお、地盤の剛性測定の測定原理については、後に詳述する。

前記データ処理部６ｂは、剛性測定部６ａの剛性測定データと、位置検知部７の後述する位置検知データとを対応付けて記憶するものである。データ処理部６ｂは、例えば、剛性測定部６ａからの剛性測定データ及び測定時刻データと、位置検知部７からの後述する位置検知データ及び受信時刻データとが入力されると、測定時刻データと受信時刻データとが互いに一致又はほぼ一致する剛性測定データ及び位置検知データを対応付けて記憶可能に構成されている。また、記憶されたデータは、例えば、プリンタ等の出力機器に出力可能に構成されている。これにより、測定作業の帳票を容易に作成することができる。また、データ処理部６ｂは、例えば、対応付けた剛性測定データ及び位置検知データに基づき、地盤の剛性分布を平面分布図又は空間分布図を表示可能な信号を生成し、この信号を表示部８に出力可能に構成されている。また、平面分布図又は空間分布図をプリンタ等の出力機器（図示せず）により印刷表示可能に構成されている。これにより、分布図を測定作業の帳票として印刷することができる。

前記位置検知部７と、予め定めた基準位置に対する原位置を検知するものであり、例えば、ＧＰＳを利用したものであり、ＧＰＳアンテナ７ａと、ＧＰＳアンテナ７ａの受信信号により原位置を演算するＧＰＳ本体（図示せず）とからなる。ＧＰＳアンテナ７ａは操縦室フレーム１０５の天井に配置され、ＧＰＳ本体は操縦室フレーム１０５内に配置される。ＧＰＳ本体による原位置の演算結果は、位置検知データとして、受信時刻のデータと伴に、データ処理部６ｂに出力される。位置検知データとしては、２次元又は３次元の適宜の座標データを取得することができる。
なお、位置検知部７は、ＧＰＳを利用したものに限らず、レーザ等により車体（１０１，１０２）の位置を追尾可能な、自動追尾式システムを地盤上に配置して構成してもよい。

前記表示部８は、データ処理部６ｂにより対応付けた剛性測定データ及び位置検知データに基づいて、地盤の剛性分布を表示するディスプレイであり、例えば、操作室フレーム１０５内に配置されている。表示部８は、例えば、データ処理部６ｂからの表示信号により、地盤剛性の平面分布又は空間分布図をリアルタイムに画面表示する。また、表示部８は、地盤剛性のこの平面分布又は空間分布図を、例えば、その地盤の剛性に応じて色分けして表示することもできる。
このようにして、オペレータは測定結果を視覚的に、かつ、リアルタイムに確認しながら測定作業を行うことができるため、効率的に測定作業を行うことができる。また、この測定結果により、締固め不足と判断できる箇所があれば、その箇所を容易に特定でき、再度の締固めを容易に行うことができる。
なお、走行方向を一方向とすると共に、走行速度を一定にした場合は、その速度と測定時刻により、一次元の位置座標を算出することができる。この場合、この速度と測定時刻により位置座標を算出する演算部が位置検知手段７となる。また、本実施形態のように、ＧＰＳを利用した位置検知部７により、走測定時の座標データ（位置検知データ）を逐次取得することにより、走行速度や走行方向が変化しても、座標データを容易に取得することができる。

次に、剛性測定部６ａによる地盤の剛性測定の測定原理の一例について、図４及び図５を参照して説明する。

図５に示すように、走行方向に沿って互いに離間した２地点（Ｘ_１，Ｘ_０）について、それぞれ前方車体１０１に対する離間距離（Ｄ_１、Ｄ_０）を測定する。その差分ΔＤ（＝Ｄ_０−Ｄ_１）は、２地点の地盤のたわみ量の差分値であるΔＳに等しく、下記の式（１）に示す関係が成り立つ。
但し、Ｓ_０は、締固め後の地表面（図５に破線で示す）上に転圧輪１０３が位置したときの直下地点Ｘ_０における地盤のたわみ量を示し、Ｓは、このときの第１地点Ｘ_１における地盤のたわみ量を示す。なお、Ｄ_０は直下地点Ｘ_０における測距部基準面から円筒内面までの距離Ｄ’にｔを加算した値である。

次に、地盤の締固め後、再度その位置に転圧輪１０３を転動させて、地盤に荷重を付与した場合において、転圧輪１０３が地盤に接地する範囲（接地範囲）は、転圧輪１０３の幅方向にロール幅Ｗ（図３参照）、走行方向に前後幅２ｂの矩形の範囲となり、この矩形範囲に転圧輪１０３による接地圧が一様に作用すると仮定する。この場合、図５に示すように、転圧輪１０３の直下地点Ｘ_０に対し走行方向に距離ｘ（ただし、ｘ＞ｂ）だけ離間した位置（つまり、第１地点Ｘ_１）におけるたわみ量Ｓ（つまり、締固め後の地表面と変形後の地表面との間の距離）は、ブシネスクの弾性理論により、下記の式（２）により表すことができる。
但し、Ｑは転圧輪１０３の軸重、μは地盤のポアソン比、Ｅは地盤の剛性を示す変形係数を、それぞれ示し、（Ｉ_ρ）₁及び（Ｉ_ρ）₂はそれぞれｂ、Ｗを定数、ｘを変数とした関数である。このようにして、転圧輪１０３前方に生じるたわみ量Ｓの理論式（式（２））が得られる。

一方、転圧輪１０３の接地範囲（０≦ｘ≦ｂ）においては、地盤は転圧輪１０３の円筒外面（ロール表面）に沿って強制的にたわみ、幾何学的にたわみ分布が得られる。この場合、転圧輪１０３の回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０におけるたわみ量Ｓ_０と、ｘ＝ｂにおけるたわみ量Ｓ_ｂとの間には、下記の式（３）に示す関係が成り立つ。
但し、Ｒは転圧輪１０３のロール半径を示し、Ｓ_ｂは上記式（２）においてｘ＝ｂとして得ることができる。このようにして、転圧輪１０３の直下地点Ｘ_０に生じるたわみ量Ｓ_０の理論式（式（３））が得られる。

ここで、式（１）におけるたわみ量の差分値ΔＳ（＝Ｄ_１−Ｄ_０）は各測距部（４，５）によって取得でき、転圧輪１０３の軸重Ｑ、転圧輪１０３のロール幅Ｗ及びロール半径Ｒは機械仕様により定まる既知の値であり、ｘについても第１測距部４の取付け位置であるため既知の値である。したがって、式（１）に、式（２）及び式（３）を代入して得られる式（以下において、「式Ａ」という）において、未知数は、ｂ、μ、Ｅの３つとなる。このうちポワソン比μは、地盤材料では０．２〜０．４５程度のものが多く、また、土質が分かればその概略値を文献等により得ることができる。概略値のポワソン比を用いたとしても、式（２）に示すように、式中では１−μ²の形でのみ現れるため、概略値μの精度がＥの演算精度に及ぼす影響は小さい。
したがって、式Ａにおいて、未知数はｂとＥの２つとなる。そこで、ｂ、Ｅに関する条件式をもう１つ立てて、連立方程式を解くことにより、Ｅを特定することができる。

ｂ、Ｅに関するもう一つの条件式は、例えば、２つの円柱についてのヘルツの弾性接触理論を転圧輪１０３と地盤との接触に適用することにより得ることができる。すなわち、締固め後の地盤は平滑化された平面であり、その曲率半径を無限大とみなすことができ、さらに、転圧輪１０３の変形係数は地盤の変形係数Ｅに比べて、非常に大きいため、ｂは、以下の式（４）で表すことができる。
式（４）において、未知数は、式Ａの場合と同様に、ｂとＥの２つとなる。以上より、上記式Ａと式（４）とを連立させて解くことにより、Ｅを特定することができる。このようにして、剛性測定部６ａは、第１測距部４の測定結果Ｄ_１と基準測距部５の測定結果Ｄ_０との差分値により、第１地点Ｘ_１の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、このたわみ量の差分値ΔＳに基づいて（換言すると、第１測距部４及び基準測距部５の各測定結果（Ｄ_１、Ｄ_０）に基づいて）、地盤の剛性として、地盤の変形係数Ｅを測定する。

次に、本実施形態の地盤剛性測定装置１を用いた地盤剛性測定方法について、図１〜図５を参照して説明する。なお、地盤は既に締固められて平滑化されているものとし、この締固められた地盤上を再度走行して地盤の剛性を測定する場合について説明する。また、以下の説明は、本発明に係る地盤剛性測定方法の一実施形態の説明でもある。

走行用油圧モータＭの出力部Ｍａが回転すると、転圧輪１０３は走行回転して既に締固められている地盤（締固め後の地表面）上を転動する。このとき、転圧輪１０３の軸重Ｑが地盤に作用し、地盤をたわませる。この工程が、本発明に係る地盤剛性測定方法の「地盤に荷重を付加する工程」に相当する。

そして、上記工程と同時に、第１測距部４は、前方車体１０１の下方地盤のうち、軸部１０３ａの回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０に対し走行方向に離間した第１地点Ｘ_１についての前方車体１０１に対する離間距離Ｄ_１を測定する。一方、基準測距部５は、前方車体１０１の下方地盤のうち、軸部１０３ａの回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０についての前方車体１０１に対する離間距離Ｄ_０を測定する。これらの各測定結果（Ｄ_１、Ｄ_０）は、剛性測定部６ａに出力される。この工程が、本発明に係る地盤剛性測定方法の「離間距離を測定する工程」に相当する。

さらに、剛性測定部６ａは、第１測距部４の測定結果Ｄ_１と基準測距部５の測定結果Ｄ_０との差分値により、第１地点Ｘ_１の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、このたわみ量の差分値ΔＳと、ブシネスクの弾性理論に基づいて得られる理論式（式Ａ）と、ヘルツの弾性接触理論に基づいて得られる理論式（式（４））とを介して、地盤の剛性としての変形係数Ｅを測定する。詳しくは、剛性測定部６ａには、上記式Ａと式（４）との連立２次方程式の解（ｂ、Ｅ）を演算可能なプログラムが組み込まれており、このプログラムにより、Ｅを算出する。この工程が、本発明に係る地盤剛性測定方法の「地盤の剛性を算出する工程」に相当する。
なお、転圧輪１０３におけるたわみは、後輪１０４の荷重によっても生じるが、後輪１０４は転圧輪１０３から遠方に離間しているため、後輪１０４の荷重による転圧輪１０３におけるたわみ量は無視できるほどである。ただし、後輪１０４の荷重による転圧輪１０３におけるたわみを考慮することにより、地盤の変形係数Ｅの測定精度をより一層高めることができる。具体的には、転圧輪１０３の直下地点Ｘ_０において後輪１０４の軸重によって生じるたわみ量を式（２）と同様にして定式化し、その定式化されたたわみ量を式（３）のＳ_０に加算すると共に、同じく第１地点Ｘ_１において後輪１０４の軸重によって生じる定式化されたたわみ量を式（２）のＳに加算すればよい。後輪１０４が複数ある場合は、すべての後輪について加算すればよい。

かかる本実施形態による地盤剛性測定装置１及び締固め機械１００によれば、地盤上を走行可能とし、転圧輪１０３（載荷ロール２）によって、地盤に荷重を付加し、前方車体１０１（支持フレーム）に固定される第１測距部４及び基準測距部５によって、前方車体１０１の下方地盤のうち、第１地点Ｘ_１及び直下地点Ｘ_０についての前方車体１０１に対する離間距離をそれぞれ測定し、剛性測定部６ａによって、第１測距部４の測定結果Ｄ_１と基準測距部５の測定結果Ｄ_０との差分値により、第１地点Ｘ_１の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、このたわみ量の差分値ΔＳに基づいて、地盤の剛性を測定する構成であるため、地盤上を走行可能であると共に、地盤自体の絶対的な品質の評価が可能であり、地盤自体の物性値である地盤の剛性（変形係数Ｅ）の測定データを取得することができる。
このようにして、地盤の品質評価におけるより適切な判断パラメーターとして、地盤の剛性を容易に測定可能な地盤剛性測定装置を提供することができる。

また、本実施形態による地盤剛性測定装置１及び締固め機械１００によれば、地盤上を走行可能であるため、地盤上を走行しながら地盤の剛性を測定することにより、測定ごとに測定機器を地盤上に設置する必要がなく、かつ、測定対象領域において連続的な測定データを取得することができる。これにより、効率よく測定作業を行うことができ、かつ、地盤の品質不良を見落とすことなく、地盤の品質評価を適切に行うことができる。

また、地盤を締固める転圧輪１０３は地盤剛性測定装置１の載荷ロール２を兼ねる構成であるため、測定装置のコスト低減及びコンパクト化を図ることができる。さらに、締固め機械１００は、例えば、転圧輪１０３によって、地盤を締固め、その後、この締固めた地盤上を再度走行し、地盤剛性測定装置１によって、締固められた地盤の剛性を測定することができるため、地盤の締固め作業と地盤の品質確認作業とを一連の流れで効率的に行うことができる。

そして、本実施形態による地盤剛性測定方法によれば、地盤自体の絶対的な品質の評価が可能であり、地盤自体の物性値である地盤の剛性の測定データを取得することができるため、地盤の品質評価におけるより適切な判断パラメーターとして、地盤の剛性を容易に測定可能な地盤剛性測定方法を提供することができる。

本実施形態において、基準測距部５は、鉛直下向きにレーザ光を投光可能に構成され、かつ、転圧輪１０３の円筒内面までの距離Ｄ’を測定し、この測定値Ｄ’に基づいて、基準離間距離Ｄ_０を演算するものとしたが、これに限らず、例えば、本実施形態と同様に回転部分を測定する場合としては、以下に説明する第１変形例（図６）及び第２変形例（図７）を適用してもよい。また、基準測距部５は、回転部分に限らず、以下に説明する第３変形例（図８）及び第４変形例（図９）のように、非回転部分を測定して、基準離間距離Ｄ_０を演算するようにしてもよい。

具体的には、図６に示す第１変形例において、基準測距部５は、鉛直上向きにレーザ光を投光可能に構成され、かつ、転圧輪１０３の円筒内面までの距離Ｄ’を測定し、この測定値Ｄ’に基づいて、基準離間距離Ｄ_０を演算する。この場合、基準測距部５は、例えば、前方車体１０１のサイドフレーム１０１ｂに、Ｌ字状のブラケット５ａ’を介して取り付けられ、鉛直上向きにレーザ光（図６に破線矢印で示す）を投光可能に構成される。詳しくは、ブラケット５ａ’は、サイドフレーム１０１ｂの外側面において、回転中心線Ｏに対して鉛直上方に延伸し、転圧輪１０３の円筒内面より下方の適宜位置において、転圧輪１０３方向に屈曲し、回転中心線Ｏの方向に沿って延伸してなり、この延伸端の上面に、基準測距部５が鉛直上向きにレーザ光を投光可能に取付けられる。基準測距部５には、転圧輪１０３の直径（２Ｒ）の値と円筒周壁１０３ｂの肉厚ｔの値とが記憶されており、この２Ｒから肉厚ｔ及び測定した距離Ｄ’とを引いて得た値に対応する信号を基準離間距離Ｄ_０の測定結果として、剛性測定部６ａに出力する。第１変形例において、第１測距部４は、例えば、その測距部基準面の高さ位置を基準測距部５の測距部基準面の高さ位置と略一致させて、前方車体１０１に取付けてもよいし、図２に示すようにフロントフレーム１０１ｄの下面等に取り付けてもよい。高さ位置を略一致させる場合は、水盛式の水平器を用いて、第１測距部４及び基準測距部５の取付け位置を微調整して原点補正し、高さ位置を合わせない場合は、剛性測定部６ａにおいて、データ上の原点補正を行うようにしてもよい。

図７に示す第２変形例において、基準測距部５は、鉛直下向きにレーザ光を投光可能に構成され、かつ、転圧輪１０３の円筒外面までの距離を測定し、この測定値に基づいて、基準離間距離Ｄ_０を演算する。この場合、基準測距部５は、例えば、前方車体１０１のサイドフレーム１０１ｂに、Ｌ字状のブラケット５ａ”を介して取り付けられ、鉛直下向きにレーザ光（図７に破線矢印で示す）を投光可能に構成される。詳しくは、ブラケット５ａ”は、サイドフレーム１０１ｂの外側面において、回転中心線Ｏに対して鉛直上方に延伸し、転圧輪１０３の円筒外面より突出した適宜位置において、転圧輪１０３方向に屈曲し、回転中心線Ｏの方向に沿って延伸してなり、この延伸端の下面に、基準測距部５が鉛直下向きにレーザ光を投光可能に取付けられる。基準測距部５には、転圧輪１０３の直径（２Ｒ）の値が記憶されており、測定した距離Ｄ’にこの２Ｒを加算した距離に対応する信号を基準離間距離Ｄ_０の測定結果として、剛性測定部６ａに出力する。第２変形例において、第１測距部４は、基準測距部５の測距部基準面の高さ位置を合わせてもよいし、合わせなくてもよく、適宜原点補正をすればよい。

また、図８に示す第３変形例において、基準測距部５は、転圧輪１０３の軸部１０３ａを支持する軸受部１０３ｆの外周面までの距離Ｄ’を、その下方から測定し、この測定値に基づいて、基準離間距離Ｄ_０を算出する。この場合、基準測距部５は、軸受部１０３ｆ側のサイドフレーム１０１ａに、ブラケット５ａを介して取り付けられ、鉛直上向きにレーザ光を投光可能に構成される。また、図９に示す第４変形例のように、軸受部１０３ｆの外周面までの距離Ｄ’を、その上方から測定するようにしてもよい。第２及び第３変形例の場合、基準測距部５には、転圧輪１０３の半径Ｒ及び回転中心線Ｏに対する軸受部１０３ｆの外面までの距離ｒの値が記憶されており、半径Ｒから、距離ｒ及び測定した距離Ｄ’を引いた値（第２変形例）又は加算した値（第３変形例）に対応する信号を基準離間距離Ｄ_０の測定結果として、剛性測定部６ａに出力する。第１測距部４は基準測距部５の測距部基準面の高さ位置を合わせてもよいし、合わせなくてもよく、適宜原点補正をすればよい。
なお、基準測距部５は、軸受部１０３ｆに限らず、図示省略するが、例えば、モータ固定板１０３ｇに固定されるモータ部Ｍｂの外周面等の非回転部を測定するように構成してもよい。

また、本実施形態において、転圧輪１０３のプレート１０３ｄ側において、サイドフレーム１０１ｂとモータ固定板１０３ｇとの間に防振ゴムＧを設ける場合で説明したが、これに限らず、図１０に示す変形例のように、プレート１０３ｄと回転板１０３ｇ’との間に防振ゴムＧを設けるようにしてもよい。この場合、モータ部Ｍｂはサイドフレーム１０ｂに固定され、その出力部Ｍａが回転板１０３ｇ’に取付けられ、出力部Ｍａが回転すると、防振ゴムＧと伴に回転板１０３ｇ’が回転し、転圧輪１０３が回転する。この変形例の場合、基準測距部５は、図１０に示すように、鉛直下向きにレーザ光を投光し、かつ、転圧輪１０３の内周面を測定する構成としてもよいし、第１〜第４変形例を適宜適用してもよい。第３及び第４変形例を適用する場合、基準測距部５は、図８及び図９に示したように軸部１０３ａ側に設ける。

さらに、本実施形態においては、転圧輪１０３を走行回転させる走行用油圧モータＭを備える構成で説明したが、これに限らず、走行用油圧モータＭを備えなくてもよい。この場合、転圧輪１０３のプレート１０３ｄ側にも、軸部１０３ａと同様の軸受構造を備えて、後輪１０４の走行用油圧モータＭのみで車両を走行させ、転圧輪１０３を地盤との摩擦により地盤上で転動させる。

本実施形態においては、第１測距部４及び基準測距部５を備え、剛性測定部５は２地点（Ｘ_１，Ｘ_０）についての測定結果（Ｄ_１、Ｄ_０）に基づいて、地盤の剛性を測定する構成とした場合について説明したが、これに限らず、図示省略するが、前方車体１０１に固定され直下地点Ｘ_０及び第１地点Ｘ_１に対し走行方向に離間した第２地点Ｘ_２についての前方車体１０１に対する離間距離を測定する第２測距部４’を更に備え、剛性測定部５は第１測距部４、第２測距部４’及び基準測距部５の各測定結果（Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_０）に基づいて、地盤の剛性を測定する構成としてもよい。つまり、剛性測定部５は、第１測距部４及び基準測距部５の各測定結果（Ｄ_１、Ｄ_０）に基づいて、第１地点Ｘ_１の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出すると共に、第２測距部４’及び基準測距部５の各測定結果（Ｄ_２、Ｄ_０）に基づいて、第２地点Ｘ_２の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、これら２つの差分値ΔＳに基づいて、地盤の剛性を測定する構成としてもよい。第２測距部４’は、第２地点Ｘ_２が転圧輪１０３の地盤への想定される接地範囲の範囲外に位置するように、前方車体１０１に設ければよい。
この場合、剛性測定部６ａは、３地点（Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_０）についての測定結果（Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_０）に基づいて、第１地点Ｘ_１のたわみ量と直下地点Ｘ_０のたわみ量の差分値ΔＳと、第２地点Ｘ_２のたわみ量と直下地点Ｘ_０のたわみ量の差分値ΔＳと、ブシネスクの弾性理論に基づいて得られる理論式（前述の式Ａ）とを介して、地盤の剛性としての変形係数Ｅを測定する。詳しくは、剛性測定部６ａは、（Ｘ_１，Ｘ_０）の２地点についての式Ａと、（Ｘ_２，Ｘ_０）の２地点についての式Ａとの連立２次方程式の解（ｂ、Ｅ）を演算してＥを算出する。

また、本実施形態においては、締固め機械１００は、転圧輪１０３の加振機構を備えた振動ローラであるものとしたが、これに限らず、加振機構を備えていないタイプのローラであってもよい。このように、加振機構を備えない場合等は、転圧輪１０３と前方車体１０１との間に防振ゴムＧを介在させなくてもよい。

本実施形態においては、転圧輪１０３の軸部１０３ａは、回転中心線Ｏの前方車体１０１に対する位置を可動に支持される構成としたが、これに限らず、回転中心線Ｏの前方車体１０１に対する位置を不動に支持される構成としてもよい。これにより、基準離間距離Ｄ_０は、設計値によって定まる固定値となる。不動とは、防振ゴム等の可動部や構造上のあそびがない、若しくは、そのあそびが地盤剛性測定の測定精度に影響を与えないほど小さいことをいう。
このように基準離間距離Ｄ_０が固定値の場合、剛性測定部６ａには、固定値（Ｄ_０）が予め記憶されており、剛性測距部６ａは、第１測距部４の測定結果（Ｄ_１）と固定値（Ｄ_０）とに基づいて、第１地点Ｘ_１の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、この差分値ΔＳに基づいて、地盤の剛性としての変形係数Ｅを測定する構成とする。具体的には、剛性測定部６ａは、前述した２地点における離間距離（Ｄ_１、Ｄ_０）によりＥを算出する場合と同様にして、式Ａと式（４）との連立２次方程式の解を求めることによりＥを算出する。

また、基準離間距離Ｄ_０が固定値の場合において、剛性測定部６ａは、２地点における離間距離（Ｄ_１、Ｄ_０）に限らず、前述した３地点における離間距離（Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_０）によりＥを算出する場合と同様にして、第１測距部及び第２測距部の各測定結果（Ｄ_１、Ｄ_２）と固定値（Ｄ_０）とに基づいて、Ｅを測定する構成としてもよい。つまり、剛性測定部５は、第１測距部４の測定結果Ｄ_１と固定値Ｄ_０とに基づいて、第１地点Ｘ_１の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出すると共に、第２測距部４’の測定結果Ｄ_２と固定値Ｄ_０とに基づいて、第２地点Ｘ_２の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、これら２つの差分値ΔＳに基づいて、前記地盤の剛性を測定する構成としてもよい。
具体的には、剛性測定部６ａは、（Ｘ_１，Ｘ_０）についての式Ａと、（Ｘ_２，Ｘ_０）についての式Ａとの連立２次方程式の解（ｂ、Ｅ）を演算してＥを算出する。このように、基準離間距離Ｄ_０が固定値の場合、基準測距部５を設ける必要がないため、測距部のコストを低減することができる。

以上より、剛性測定部６ａは、第１測距部４の測定結果Ｄ_１と直下地点Ｘ_０についての支持フレーム３に対する基準離間距離Ｄ_０との差分値により、第１地点Ｘ_１の地盤のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０の地盤のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、少なくとも、このたわみ量の差分値ΔＳに基づいて、地盤の剛性を測定する構成であればよい。換言すると、剛性測定部６ａは、少なくとも、第１測距部４の測定結果Ｄ_１と、直下地点Ｘ_０についての前方車体１０１に対する基準離間距離Ｄ_０と、に基づいて、地盤の剛性を測定する構成であればよい。

また、本実施形態において、締固め機械１００は、前輪が転圧輪で、後輪がゴム製タイヤであるものとして説明したが、これに限らず、前輪がゴム製タイヤで、後輪が転圧輪であってもよいし、前後輪とも転圧輪であってもよい。また、転圧輪１０３やゴム製タイヤの数は、それぞれ適宜決めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。

１・・・・・・地盤剛性測定装置
２・・・・・・載荷ロール（転圧輪）
３・・・・・・支持フレーム（前方車体）
４・・・・・・第１測距部
４’・・・・・第２測距部
５・・・・・・基準測距部
６ａ・・・・・剛性測定部
６ｂ・・・・・データ処理部
７・・・・・・位置検知部
８・・・・・・表示部
１００・・・・締固め機械
１０３・・・・転圧輪
１０３ａ・・・軸部
１０３ｆ・・・軸受部
Ｏ・・・・・・回転中心線
Ｘ_０・・・・・・直下地点
Ｘ_１・・・・・・第１地点
Ｘ_２・・・・・・第２地点
Ｄ_０・・・・・・基準離間距離
Ｄ_１・・・・・・第１地点についての支持フレーム（前方車体）に対する離間距離
Ｄ_２・・・・・・第２地点についての支持フレーム（前方車体）に対する離間距離
ΔＳ・・・・・たわみ量の差分値

Claims (11)

1. 地盤の剛性を測定すると共に該地盤上を走行可能な地盤剛性測定装置であって、
   円筒状に形成され前記地盤上を転動しつつ該地盤に荷重を付加する載荷ロールと、
   前記載荷ロールの軸部を回転可能に支持し、走行方向に延設されてなる支持フレームと、
   前記支持フレームに固定され、前記支持フレームの下方地盤のうち、前記軸部の回転中心線の直下地点に対し前記走行方向に離間した第１地点についての前記支持フレームに対する離間距離を測定する第１測距部と、
   前記第１測距部の測定結果と前記直下地点についての前記支持フレームに対する基準離間距離との差分値により、前記第１地点の地盤のたわみ量と前記直下地点の地盤のたわみ量との差分値を算出し、少なくとも、該たわみ量の差分値に基づいて、前記地盤の剛性を測定する剛性測定部と、
   を備えて構成される、地盤剛性測定装置。
2. 前記回転中心線の前記支持フレームに対する位置を可動に、前記載荷ロールの軸部を支持する構成とすると共に、前記支持フレームに固定され前記基準離間距離を測定する基準測距部を更に備える構成とし、
   前記剛性測定部は、前記第１測距部及び基準測距部の各測定結果に基づいて、前記差分値を算出する、請求項１に記載の地盤剛性測定装置。
3. 前記回転中心線の前記支持フレームに対する位置を可動に、前記載荷ロールの軸部を支持する構成とすると共に、前記支持フレームに固定され前記基準離間距離を測定する基準測距部と、前記支持フレームに固定され前記直下地点及び第１地点に対し前記走行方向に離間した第２地点についての前記支持フレームに対する離間距離を測定する第２測距部と、を更に備える構成とし、
   前記剛性測定部は、前記第１測距部及び基準測距部の各測定結果に基づいて、前記差分値を算出すると共に、前記第２測距部及び基準測距部の各測定結果に基づいて、前記第２地点の地盤のたわみ量と前記直下地点の地盤のたわみ量との差分値を算出し、２つの前記差分値に基づいて、前記地盤の剛性を測定する構成とする、請求項１に記載の地盤剛性測定装置。
4. 前記回転中心線の前記支持フレームに対する位置を不動に、前記載荷ロールの軸部を支持し、前記基準離間距離を固定値とする構成とし、
   前記剛性測定部は、前記第１測距部の測定結果と前記固定値とに基づいて、前記差分値を算出する、請求項１に記載の地盤剛性測定装置。
5. 前記回転中心線の前記支持フレームに対する位置を不動に、前記載荷ロールの軸部を支持する構成とすると共に、前記支持フレームに固定され前記直下地点及び第１地点に対し前記走行方向に離間した前記第２地点についての前記支持フレームに対する離間距離を測定する第２測距部を更に備える構成とし、
   前記剛性測定部は、前記第１測距部の測定結果と前記固定値とに基づいて、前記差分値を算出すると共に、前記第２測距部の測定結果と前記固定値とに基づいて、前記第２地点の地盤のたわみ量と前記直下地点の地盤のたわみ量との差分値を算出し、２つの前記差分値に基づいて、前記地盤の剛性を測定する構成とする、請求項１に記載の地盤剛性測定装置。
6. 前記基準測距部は、前記載荷ロールの円筒内面又は円筒外面までの距離を測定し、該測定値に基づいて、前記基準離間距離を演算する、請求項２又は３に記載の地盤剛性測定装置。
7. 前記基準測距部は、前記載荷ロールの軸部を支持する軸受部の外周面までの距離を測定し、該測定値に基づいて、前記基準離間距離を算出する、請求項２又は３に記載の地盤剛性測定装置。
8. 予め定めた基準位置に対する原位置を検知する位置検知部と、
   前記剛性測定部の剛性測定データと、前記位置検知部の位置検知データとを対応付けて記憶するデータ処理部と、
   を更に備える、請求項１〜７のいずれか１つに記載の地盤剛性測定装置。
9. 前記データ処理部により対応付けた剛性測定データ及び位置検知データに基づいて、前記地盤の剛性分布を表示する表示部を更に備える、請求項８に記載の締固め機械。
10. 前記地盤上を転動して該地盤を締固める転圧輪を有し、前記地盤上を走行可能な締固め機械であって、
    請求項１〜９のいずれか１つに記載の地盤剛性測定装置を備え、
    前記転圧輪は、前記地盤剛性測定装置の前記載荷ロールを兼ねる構成とした締固め機械。
11. 地盤上で該地盤の剛性を測定する地盤剛性測定方法であって、
    前記地盤上を転動可能な載荷ロールにより該地盤に荷重を付加する工程と、
    前記載荷ロールの軸部を回転可能に支持しかつ走行方向に延設されてなる支持フレームの下方地盤のうち、少なくとも前記軸部の回転中心線の直下地点に対し前記走行方向に離間した第１地点についての前記支持フレームに対する離間距離を測定する工程と、
    前記離間距離の測定結果と前記直下地点についての前記支持フレームに対する基準離間距離との差分値により、前記第１地点の地盤のたわみ量と前記直下地点の地盤のたわみ量との差分値を算出し、少なくとも、該たわみ量の差分値に基づいて、前記地盤の剛性を算出する工程と、
    を含んで構成される、地盤剛性測定方法。