JP3331427B2 - 締固め度を管理するための装置及び方法 - Google Patents

締固め度を管理するための装置及び方法

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正裕 幸田
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は道路舗装における品
質管理、特に締固め度の管理のための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から路床や粒状路盤では、現場密度
試験や締固め回数管理のほかに、たわみ量の管理が行わ
れており、たわみ量の管理は、一般には、「プルーフロ
ーリング試験」と「ベンケルマンビームによるたわみ試
験」とを組み合わせて締固め度、特にたわみ量の管理が
行われている。「プルーフローリング試験」はタイヤロ
ーラ等を走行させ、路面のたわみを目視により観察する
試験であり、測定そのものは簡単であり、異常箇所の発
見に有効である。「ベンケルマンビームによるたわみ試
験」は、「プルーフローリング試験」により見いだされ
た異常箇所が、品質規格にあうものか否かを判定するた
めに行われるものであり、簡便に客観的データを得るこ
とができる試験方法である。たわみ量の管理は次の手順
で行われている。まず、「プルーフローリング試験」に
より異常箇所を発見し、ついで、異常箇所について適当
な頻度で、「ベンケルマンビームによるたわみ試験」で
たわみ量を測定し、たわみ量が品質の規格値を満たして
いるかの判定を行う。「プルーフローリング試験」では
単輪の荷重が2t以上のタイヤが必要であるが、通常
は、異常箇所の発見に効率のよいタイヤローラが用いら
れている。一方「ベンケルマンビームによるたわみ試
験」は、短軸で複輪の荷重を用いるものであり、規定の
輪荷重が得られるように積荷を調整したダンプトラック
が用いられている。このため、たわみ量管理には2台の
重機、車両が必要となるが、ダンプトラックの積荷の調
整や、タイヤの空気圧の調整が、その都度、必要である
ことや昨今、短軸のダンプトラックが希少となってきた
ことから、管理の合理化が必要となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記し
た従来技術の問題点を解消し、「プルーフローリング試
験」と「ベンケルマンビームによるたわみ量試験」をよ
り効率的に行う手段を提供することにある。本発明によ
り、舗装のたわみ量管理における「プルーフローリング
試験」と「たわみ量試験」とを、一の重機で行うことが
できると共に、たわみ量の測定値の利用範囲を広げるこ
とも可能となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はタイヤローラの
前輪及び後輪間に上昇下降自在であって静止状態で使用
する回転しない複輪からなる中間荷重輪を設けると共
に、路面との距離を測定する距離測定器、中間荷重輪の
押つけ圧力測定器、及び装置外に配したトータルステー
ションの座標情報と距離測定器の距離情報からたわみ量
を計測できるコンピュータを備えてなることを特徴とす
る道路舗装における締固め度の管理装置を提供するもの
である。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明のタイヤローラは中間荷重
輪を取付け、転圧作業時やプルーフローリング試験時に
は中間荷重輪が路面と接触しないよう上昇させておき、
たわみ量測定の1の時点で中間荷重輪を下降させて路面
に所定圧で押しつけることができるようになっている。
【0006】図1は本発明のタイヤローラ1の一例を示
す概略図であり、図2は中間荷重輪部の部分拡大図であ
る。本発明のタイヤローラは前輪2と後輪3間に中間荷
重輪4を有するがこの中間荷重輪としては複輪で回転し
ないものを車体の重心位置よりやや前方で車幅の中心線
上に後輪の取り付け方向と平行に設けることが望まし
い。中間荷重輪の複輪はホイールに保持され、ホイール
はシャフトに保持される。このシャフトはホイールを突
き抜けており、金具を介して中間荷重輪を上昇下降させ
るための1個もしくは2個のアクチュエータ(中間荷重
輪昇降用シリンダ)5に取り付けられる。アクチュエー
タはタイヤローラ本体の重量を支えることができる部材
に取り付けられる。アクチュエータの油圧配管に油圧圧
力計を設置するか、またはアクチュエータとタイヤロー
ラの取り付け部にロードセルを挿入する等の手段を用い
てアクチュエータの支持力の測定が可能な構造とする。
尚ホイール径はシャフト径よりも2〜5inch大きく
することが望ましい。ホイールの複輪に挟まれた部分の
シャフト8の下部には、鉛直方向の地面までの距離を計
測するように、レーザー方式もしくは超音波方式の距離
センサー9を設ける。距離センサーは、タイヤローラの
近傍においたトータルステーション等により、その変位
を測定できる方式とする。
【0007】また、本発明のタイヤローラには、エンコ
ーダ、ジャイロおよびコンピュータにより構成される内
部位置検出装置またはGPSや自動追尾式レーザを用い
た外部位置検出装置を設け、それにより、車体外部に取
り付けられた1個もしくは複数のターゲットの3次元座
標位置が明らかとなる位置制御装置と連動させることが
望ましい。中間荷重輪のアクチュエータは機械式でも油
圧式でもよいが、伸縮ストロークは30〜50cm程度
とすることが望ましい。中間荷重輪は車体の中央部に2
輪設置することが望ましいが、転倒を避けるために車体
幅に収まる長さのシャフト幅の端部に、中間荷重輪の直
径よりも10〜15cm小さな車輪(車輪形状である必
要はない)を取り付けることが望ましい。路面との距離
を計測する距離センサーは機械式、超音波式、レーザ式
等があるが、精度上からはレーザ方式が望ましい。いず
れも、測定面とセンサーの距離が離れないことが精度上
望ましい。タイヤローラに搭載するコンピュータ6は追
尾式トータルステーションの座標情報と距離センサーの
距離情報からたわみ量を計測できるソフトウェアーが稼
働可能なものであることを要する。また、たわみ量は複
数個が保存可能である補助記憶装置を制御できるもので
ある。追尾式トータルステーションは測定地点から、タ
イヤローラの振動等による影響が出ない程度に遠方に、
距離測定の誤差が0.5mm以下となる程度に近傍に設
置することが望ましい。通常は2〜60m程度が望まし
い。
【0008】本発明のタイヤローラを使用することによ
り「ベンケルマンビームによるたわみ試験」に相当する
タワミ量の数値化が可能となる。測定方法を以下に説明
する。前記したよう、タイヤローラは転圧作業時や、プ
ルーフローリング試験時には中間荷重輪が路面と接触す
ることがないよう、アクチュエータを縮めて中間荷重輪
をタイヤローラ内に格納しておく。たわみ量を測定する
際には、測定位置にタイヤローラを停止させる。ここ
で、中間荷重輪を格納した状態または中間荷重輪を地面
に接しない程度まで降ろして静止した状態で、距離セン
サーから測定路面までの距離を測定する。同時に、タイ
ヤローラの側面で、タイヤローラその他の作業車両によ
るたわみの影響がない位置に、トータルステーションを
セットし、距離センサーの座標を読み取る。
【0009】距離センサーの座標を直接に読む方法とし
ては、次のような方法がある。即ち、中間荷重輪のホイ
ールのシャフト接合部下部に距離センサーの筐体を直視
できる覗き窓7を設け、この覗き窓に面した筐体面にト
ータルステーション用のターゲットを取り付ける。この
場合トータルステーションは、タイヤローラの横方向に
セットすることになる。この方法ではトータルステーシ
ョンが設置可能な範囲は狭いが、トータルステーション
を台車に搭載し、台車をタイヤローラに連結すれば設置
手間が低減される。ただし、たわみ量測定時はこの連結
が解除され、移動時は連結が有効となる機構が必要であ
る。また、台車にアクチュエータ3基と傾斜センサーを
2基取り付け、測定前にトータルステーションを載せる
台を概略水平とする機構も可能である。この場合のトー
タルステーションは、鉛直角度、水平角度を自動補正す
る性能を持つものが望ましい。
【0010】また、間接的に距離センサーの座標を得る
方法としては次のような方法がある。即ち、タイヤロー
ラにトータルステーションのターゲットを3基取り付
け、また中間荷重輪を伸縮するアクチュエータのストロ
ークを測定できるようにする。アクチュエータとターゲ
ットの関係は事前に決めることができるので、距離セン
サーの座標を決定できる。ターゲット1基と傾斜センサ
ーの組み合わせでも、間接的に距離センサーの座標を得
ることができる。ただし、タイヤローラの方向を決定す
るのには、移動してターゲット測量を行う必要があると
共に、傾斜センサーでは誤差が大きくなる傾向がある。
【0011】このようにして距離センサーの座標を得た
後、中間荷重輪を下降して中間荷重輪を路面に押し付
け、アクチュエータの荷重計が所定の圧力、たとえば5
tを示したらアクチュエータの伸長を停止し、この時点
で、距離センサーの値と、距離センサーの座標を測定す
る。測定が完了したら、アクチュエータを縮めてタイヤ
ローラ内に格納する。アクチュエータの動きを停止した
時点で、再度距離センサーの値と距離センサーの座標を
測定する。トータルステーションが直接距離センサーの
位置を測定する場合は、その後の台車を移動可能な状態
に戻す。以上で1か所のたわみ量測定が完了するが、た
わみ量の演算と記録にはタイヤローラに搭載したコンピ
ュータを使用するのが望ましい。この場合距離センサー
と距離センサーの座標の測定値は、無線もしくは有線に
てタイヤローラに搭載した受信機(コンピュータ)に送
信し演算する。
【0012】図3にたわみ量dを説明する概略図を示
す。図中点線は中間荷重輪が路面と接触していない状態
を示し、実線は中間荷重輪の荷重載荷時の状態を示す。 d=H1 −h1 −(H2 −h2 )=(H1 −H2 )−
(h1 −h2 ) たわみ量=(最初の距離センサーの鉛直座標−2回目の
距離センサーの鉛直座標)−(最初の距離−2回目の距
離) 残留たわみ量=(最初の距離センサーの鉛直座標−3回
目の距離センサーの鉛直座標)−(最初の距離−3回目
の距離) 上記操作に続いて、タイヤローラを次の測定地点に移動
して、測定を続ける。
【0013】尚本発明のタイヤローラを用いてたわみ量
を測定する際には、転圧不足のたわみを除外するため
に、通常のプルーフローリングで行われているように、
測定前に測定位置付近をタイヤローラで2〜3回走行す
ることが望ましい。上記に説明したタイヤローラにおい
て中間荷重輪として10.00×20−14PRを使用
し、空気圧を5.5〜6.5kg/cm2 として、アク
チュエータの伸長により中間荷重輪に5tの荷重をかけ
てたわみ量の測定を行った場合全体精度はほぼ0.9m
mであった。
【0014】本発明のタイヤローラを使用することによ
り、プルーフローリングの本来の目的である追加転圧お
よび目視による異常箇所の発見と、良否判断のためのベ
ンケルマンビームによるたわみ試験に相当するたわみ量
の測定を、タイヤローラ1台で行うことができるため、
舗装構築時における品質管理の省力化が図れる。またた
わみ量の測定値は平面位置データのマップ状の記録が可
能であり、管理データの利用が容易となるという利点も
有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタイヤローラの一例を示す概略図。
【図2】中間荷重輪部の部分拡大図。
【図3】本発明のタイヤローラを用いるたわみ量測定時
の概略説明図。
【符号の説明】
1 タイヤローラ 2 前輪 3 後輪 4 中間荷重輪 5 中間荷重輪昇降用シリンダ 6 コンピュータ 7 覗き窓 8 シャフト 9 距離センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 幸田 正裕 東京都中央区京橋一丁目19番11号 日本 鋪道株式会社内 (72)発明者 山辺 生雅 東京都中央区京橋一丁目19番11号 日本 鋪道株式会社内 審査官 柳澤 智也 (56)参考文献 実開 昭55−113706(JP,U) 実開 昭63−67811(JP,U) 特公 昭50−14801(JP,B1) 実公 平2−26968(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E01C 23/01 E01C 19/27

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タイヤローラの前輪及び後輪間に上昇下
    降自在であって静止状態で使用する回転しない複輪から
    なる中間荷重輪を設けると共に、路面との距離を測定す
    る距離測定器、中間荷重輪の押つけ圧力測定器、及び装
    置外に配したトータルステーションの座標情報と距離測
    定器の距離情報からたわみ量を計測できるコンピュータ
    を備えてなることを特徴とする道路舗装における締固め
    度の管理装置。
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