JP3829225B2 - 舗装の出来形管理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舗装の高さ、厚さ、幅および平坦性の施工品質を管理するための舗装の出来形管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
舗装の出来形管理とは、舗装工事終了後、技術者が舗装面の高さ、舗装の厚さ、舗設幅および舗装面の平坦性を測定して測定値と設計値を対比し、舗装工事の出来上がりが予め設定した管理基準を満足しているかどうかを判定することを言い、以下に示す方法が一般的に実施されている。
【０００３】
（１）高さ管理方法
高さ管理は、水準測量で実施する。水準測量はレベル測量器械を用いて、縦断方向の約２０ｍに１箇所の割合で施工延長中心線と左右端部を計測して行い、舗装の高さを管理する。
（２）厚さ管理方法
厚さ管理は、舗設後に舗装からコアを採取して行う。コア採取は、コア採取機を用いて舗装面積約５００ｍ2 に１箇所の割合で行い、採取したコアの厚さを測定して管理する。
（３）舗設幅管理方法
舗設幅管理は、舗設後に舗設幅を測定して行う。舗設幅は巻尺等を用いて、約４０ｍ毎に１箇所の割合で測定して行う。
【０００４】
（４）平坦性管理方法
平坦性管理は、３ｍプロフィルメータによる方法又は３ｍ定規による方法、路面性状測定車による方法があり、各車線毎に測定する。出来形管理としては、一般的に３ｍプロフィルメータで行う。３ｍプロフィルメータによる方法は、車線の縁から８０〜１００ｃｍの付近の路面上を道路の延長方向に３ｍプロフィルメータを牽引して、始点から終点までの間の路面凹凸量を連続して測定する。各車線毎に路面凹凸量の標準偏差を計算し、その結果を平坦性の測定値とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の管理方法には、次に述べるような問題点があった。
（１）管理作業は、いずれも人力に頼った局所的な検査であり、計測点以外の場所の管理が困難である。
（２）厚さ管理はコアを採取するので、舗装の破壊を余儀なくされる。
（３）平坦性管理は波長が３ｍ前後の凹凸を管理の対象にしているので、他の波長成分の影響、すなわち車間距離が異なる各種車輌の乗り心地に与える影響を把握出来ない。
（４）各管理ごとに別の器材を用いて測定を行うので、管理が煩雑で人手がかかり、また、すべて人力で測定して計算を行うので、正確性および迅速性に欠ける。
【０００６】
本発明は前記の問題点に鑑み、以下の課題を解決できる出来形管理方法を提供するものである。
（１）舗装面全体を把握出来るように、線または面で管理を行うこと。
（２）平坦性の管理では、すべての波長成分を測定できること。
（３）出来形管理用の測定器械を１種類とし、各管理が出来る限り同時に行えること。
（４）測定後、直ちに管理結果を把握できること。
（５）非破壊試験とすること。
（６）省力化、省熟練化を行うこと。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下に述べるように、舗装の高さ、厚さ、幅および平坦性を管理するための新規な方法を提供するが、これ等の管理方法に共通する基本的な思想は、舗装面を３次元空間に広がる曲面と考えて測定すべき舗装面に設定した測定用の線、すなわち測線の３次元位置を求め、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットすることによって舗装面全体のかたちおよび姿勢を数値的に把握できるようにした点にある。
【０００８】
測線の３次元位置を求めるには、プリズムミラーのような測標を移動台車に取り付け、この測標の中心が測線の直上、若しくは測線の直上の測定が困難な場合は測線から一定距離離隔したところを通過するように移動台車を舗装面に沿って走行させ、予め、地上に設置した公知の３次元位置測定装置を用いて対象物の３次元的な動きを微少な時間間隔で繰り返し測定する。
対象物と測線の相対位置は一定であるから、対象物の動きを測定すると、測線の３次元位置を求めることができる。
【０００９】
３次元位置測定装置はどのようなものでもよいが、対象物に向かって赤外レーザー光を照射して対象物の方位を測定すると共に、対象物までの距離を測定して対象物の３次元位置を求めるものを利用すると好都合である。
【００１０】
測定が間欠的に行われるため、測線は点の列として座標空間にプロットされる。そこで、プロットされた点の間を線分で連結して折れ線をつくり、この折れ線を測線に近似したものとして測線の代用とする。
良好な実測結果によると、測定の時間間隔が微少（約０．５秒）なため、線分の長さも微少（約３０ｃｍ）であり、この近似は実用上の支障を生じない。
以下、各管理方法の構成について個別に説明する。
【００１１】
舗装高さの管理には、線管理および面管理の二つの方法がある。
先ず、線管理について説明すると、この管理では、測定すべき舗装面に複数の測線を設定して各測線に対応する折れ線の高さ座標を求め、求めた折れ線の高さ座標を設計高さ計画線と対比する。
測線の数および間隔は現場の状況に応じて適宜選択されるが、例えば舗装した道路の場合、上り又は下りの各車線当たり５測線とし、各測線に沿って移動台車を走行させる。
【００１２】
しかし、道路の路面は、本来、道路中心線に平行な２本の測線で規定されるので、測線の数は車線当たり最低２本以上あればよい。
例えば、舗装面の横断勾配が片勾配の場合において測線の数を２本とした場合、測線の間隔は一般に最大３〜４ｍとなるが、フィニッシャ又はモータグレーダなどの敷均し機械の敷均し装置は接地幅が一般に２〜４ｍであって、その下面が直線状に構成されているので、測線の間隔を大きく設定しても問題を生じない。
【００１３】
なお、全ての測定を測線に沿って移動台車を走行させる代わりに、測線に沿った走行は車線の両側端又はその近傍の測線に限定し、それ以外の測線については、移動台車を目測で道路中心線にほぼ平行に走行させる方法もある。
この場合、移動台車は車線をほぼ均等に分割する路面部分を走行するものとし、走行中、移動台車が路面に描く走行軌跡の高さ座標を求め、この高さ座標と先に求めた測線の高さ座標を利用して省略した中央側の測線の高さ座標を求め、この高さ座標と先に求めた測線の高さ座標を設計高さ計画線と対比する。
この方法によると、移動台車の操縦が容易になるので、測定に要する時間を節減できる利点がある。
【００１４】
舗装高さを面管理するには、舗装面に複数の測線を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線の３次元位置を３次元直角座標空間にプロットし、プロットされた多数の点の間を線分で縦および横方向に連結して各点を結び目とする多数の網目をつくり、この網目の集合を舗装面と考えて、網目の高さ座標を設計高さ計画面と対比する。
【００１５】
前記計画面との対比を行う際、２つの結び目の間に位置する任意の点の高さ座標は、両端の結び目の高さ座標を按分比例して求める。
なお、網目の形状は、測線上の測定点（測定を行った時点の移動台車の位置）の相対位置によって長方形又は平行四辺形になる。
【００１６】
舗装厚さの管理には、線管理および面管理の２つの方法がある。
先ず、線管理について説明すると、この管理では、測定すべき舗装構造の上層を施工する前に、下地層が出来上がった段階で、この下地層の上面に複数の測線を設定して、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ方法で各測線に対応する折れ線の高さ座標を求め、次に、上層を施工して上層上面の、かつ下地層の測線の直上に設定した複数の測線に対応する折れ線の高さ座標を求め、上層の測線の高さ座標から下地層の測線の高さ座標を減算して減算値を設計厚さ計画線と対比する。
【００１７】
舗装厚さを面管理するには、すでに舗装高さの面管理について述べたと同じ要領で、下地層の上面に対応する多数の網目を３次元直角座標空間に作図したのち、上層の上面に対応する網目を前記空間に作図し、上層の網目の高さ座標から下地層の網目の高さ座標を減算して減算値を設計厚さ計画面と対比する。
【００１８】
舗装幅を管理するには、測定すべき舗装面の両側端に測線を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線に対応する折れ線を作図し、各折れ線に直交する直線の長さを求めて設計舗設幅と対比する。
【００１９】
舗装面の平坦性を管理するには、測定すべき舗装面の長さ方向に少なくとも１本以上の測線を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線の３次元位置を３次元直角座標空間にプロットし、プロットされた多数の点を直線またはなだらかな曲線で連結して舗装面を縦断するプロフィルを作図し、このプロフィルを数学的に処理してプロフィルに含まれる各種の波長成分のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）を求め、求めたパワースペクトル密度を予め設定したパワースペクトル密度の基準値と対比する。
【００２０】
周知のように複雑な波形は、振幅と波長が異なる多種類の単純な波形の積み重ねと考えられており、更に多数の単純な波形のうち、どの波形が大きな振幅を持ち、またどの波形が小さい振幅をもっているかという各種波形の構成割合、すなわち波形のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）はフーリエ展開と呼ばれる数学的な手法を用いて数値的に解析することができる。
従って、この方法によると、振幅の大きい波長成分を余すところなく検出することが可能になり、車間距離が異なる各種車輌の乗り心地への影響を的確に管理することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１ないし図８は舗装高さを線管理するための第１の実施の形態を示すもので、この実施の形態の主要部は図１に示すように、プリズムミラーのような測標１を取り付けた移動台車２を、舗装した道路の路面３に設けた複数の測線４ａ，４ｂ，４ｃ…（詳細は図２を参照）に沿って走行させる工程と、予め、地上に設置した３次元位置測定装置５を用いて前記測標１の動きを微少な時間間隔で繰り返し測定する工程と、測定された測標の方向および測標までの距離のデータにもとづいて各測線４ａ，４ｂ，４ｃ…の３次元位置を求め、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットする工程と、プロットされた多数の点の間を線分で連結して各測線に対応する折れ線を作図し、作図した折れ線の高さ座標を設計高さ計画線と対比する工程等によって構成されており、前記複数の測線は図２に示すように、道路の車線両端に設けた測線４ａ，４ｅと、車線中心に設けた測線４ｃと、車線中心と車線両端の中間に設けた測線４ｂ，４ｄによって構成されている。
【００２２】
測標１は、プリズムミラー又はコーナーキューブ等の反射体でつくられていて図３に示すように移動台車２に立設したマスト７の頂部に取り付けられている。移動台車２は走行用の車輪８を取り付けた牽引式又は自走式の台車で、測標の中心９が各測線４ａ，４ｂ，４ｃ…の上方を通過するようにマニュアル又は遠隔操縦によって舗装面３を走行する。
【００２３】
なお、測線が配設される路面の部分には、移動台車２の操縦を容易にするため、マーキング（例えば白線）６が施してあり、また測線が道路の両側端に配設される場合は、図５に示すように側溝２１と舗装面３の継目１０の位置を測線として、移動台車２に取り付けた案内金物１２の先端が継目１０の上方を通過するように移動台車２を操縦する。
【００２４】
３次元位置測定装置５は、移動する測標１に向かって赤外レーザ光１３を照射し、測標を常時、自動追尾することによって測標１の方位角を測定するとともに、測標１から反射したレーザー光に基づき測標１までの距離と角度を測定し、測定した距離および方位角のデータにもとづいて測標の３次元位置を求めるもので、図６に示すように、自動追尾型測距測角器１４とパソコン１５等によって構成されている（詳細は特開平７−１８０１０７号、特開平５−３２２５６９号および特開平６−３０７８５３号を参照）。
【００２５】
自動追尾型測距測角器１４は測距用および追尾用の光学手段（図示せず）を内蔵した鏡筒部１６と、この鏡筒部１６を鉛直な軸線１７の周りに旋回自在に、また水平な軸線１８の周りに回動自在に支持する架台１９と、架台１９を地面に固定する支持脚２０等によって構成されており、機側に配置したパソコン１５によって制御される。更に、このパソコン１５には舗装の高さ、厚さ、幅、平坦性に関する設計値および基準値等が記憶されていて測定値と対比するほか、３次元空間に折れ線その他を作図する機能をもっている。
なお、３次元位置測定装置５は、測定可能領域が管理すべき測定領域をカバーするように複数個のものを舗装面３の外方に適宜の間隔をおいて設置するか、あるいは３次元位置測定装置を適宜、必要な個所に移動して測定を行うこともできる。
【００２６】
次に、この方法の実施要領を手順に従って説明する。
（１）移動台車２を上り車線の各側線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅに沿って走行させ、３次元位置測定装置５を利用して各測線の３次元位置を求め、求めた位置データを図７に示す直角座標空間ＸＹＺにプロットする。
【００２７】
測定が間欠的に行われるため、各測線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは多数の点２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…の列としてプロットされるので、これ等の点の間を線分で連結して折れ線２３ａ〜２３ｅを作図し、この折れ線２３ａ〜２３ｅを各測線の３次元位置と考えて各折れ線（点および線分）の高さ座標Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 ，Ｈ4 …を設計高さ計画線（図示せず）と対比する。
【００２８】
なお、設計高さ計画線との対比を行う際、折れ線２３ａ〜２３ｅ上の任意の点、例えば２２ｆの高さ座標Ｈ4 は両端の点２２ａ，２２ｂの高さ座標Ｈ1 ，Ｈ2 を按分比例することによって求められる。
測定中の移動台車２の移動速度は約２ｋｍ／ｈで測定時間間隔は約０．５秒であるので、点２２ａ，２２ｂ…の間の間隔Ｌは約３０ｃｍである。従って測線を折れ線で近似させても実用上の支障を生じない。
【００２９】
対比した結果を図８に示す。なお、図８の縦座標ｈｅは測定高さと設計高さとの差である。
更に、パソコン１５は測定高さを次に示す管理基準に照合し、管理基準を達成したかどうかについて判定を行う。
管理基準の項目例および数値例は次のとおりである。
ｈｅの平均値が±１０ｍｍ以内であること。
ｈｅが２０ｍｍ以上の比率が１０％以内であること。
ｈｅが−２０ｍｍ以下の比率が２０％以内であること。
【００３０】
次に、舗装面の高さを線管理するための第２の実施の形態について説明する。この実施の形態は図９に示すように、車線の左右両端に、道路中心線（図示せず）に平行になるように測線４ａ，４ｅを設定して、この測線４ａ，４ｅに沿って移動台車２を走行させるほか、車線をほぼ等間隔に分割する複数の測線に沿って移動台車２を目測で道路中心線（図示せず）にほぼ平行に走行させ、移動台車２が路面に描く走行軌跡２４ａ，２４ｂ，２４ｃの３次元位置を求めて図１０に示す直角座標空間ＸＹＺに折れ線２３ｆ，２３ｇ，２３ｈを作図する。
【００３１】
そして、車線両側端の測線に対応する折れ線２３ａ，２３ｅの高さ座標Ｈ4 ，Ｈ5 のうちの一方と、各走行軌跡の高さ座標Ｈ6 ，Ｈ7 ，Ｈ8 のうちのいずれかを用いて各軌跡の近傍に設定した仮想の測線２５ａ，２５ｂ，２５ｃ（図９参照）の高さ座標Ｈ9 ，Ｈ10，Ｈ11（図１０参照）を按分比例の演算によって求め、求めた仮想の測線の高さ座標と測線の高さ座標を設計高さ計画線と対比する。
【００３２】
この実施の形態では、舗装面の横断勾配が片勾配の場合であって車線の左右両端の高さ座標だけが実測値であり、それ以外の高さ座標は近似値となるが、車線幅は一般に３〜４ｍであり、一方、フィニッシャ又はモーターグレーダ等の敷均機械は、すでに述べたように敷均し装置の接地部分の幅が充分大きく、その下面が直線状に構成されているので、この程度の近似は実用上の支障を生じない。
【００３３】
また、この実施の形態によると、移動台車の操縦は、車線両側端以外は目測走行となるので、走行が容易になり、測定時間を短縮できる利点がある。
なお、前記の説明では、車線の両側端にのみ測線を設定するとしたが、車線両側端の近傍に設定しても良く、また測線の数を２本とする代わりに３本以上設定しても良い。
【００３４】
次に、舗装高さを面管理するための実施の形態について説明する。この実施の形態は、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線の３次元位置を直角座標空間ＸＹＺににプロットし、プロットされた多数の点、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…，２２ａ′，２２ｂ′，２２ｃ′…，の間を線分で縦および横方向に連結して各点を結び目とする多数の網目２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…を作図し、この多数の網目２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…の集合を路面の３次元位置と考えて各網目（結び目および線分）の高さ座標Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 ，Ｈ4 …を設計高さ計画面と対比し、更に管理基準と照合する。
【００３５】
管理基準の項目例および数値例は次のとおりである。
ｈｅが１５ｍｍ以上で連続する面積の合計が全面積の５％以内であること。
ｈｅが−１５ｍｍ以下で連続する面積の合計が全面積の５％以内であること。
ここに、ｈｅは測定高さと設計高さの差とする。
なお、対比を行う際、各網目の結び目、例えば２２ｚ，２２ｚ′の中間に位置する任意の点２２ｙの高さ座標Ｈ14は、結び目２２ｚ，２２ｚ′の高さ座標Ｈ12, Ｈ13を按分比例して求める。
【００３６】
次に、舗装厚さを線管理するための実施の形態について説明する。アスファルト舗装におけるアスコン層２９の厚さを線管理するには、図１２に示す路盤３０を締め固めたのち、路盤３０の上面に複数の測線（図示せず）を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で各測線の３次元位置を求め、図１３に示すように直角座標空間ＸＹＺに折れ線２３ａ′〜２３ｅ′を作図する。
【００３７】
次に、アスコン層２９を施工して、その上面の、かつ路盤３０の各測線の直上に設定した複数の測線（図示せず）の３次元位置を求めて前記直角座標空間ＸＹＺに折れ線２３ａ〜２３ｅを作図し、更に、アスコン層２９の折れ線２３ａ〜２３ｅの高さ座標から路盤３０の対応する折れ線２３ａ′〜２３ｅ′の高さ座標を減算して減算値Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 …を設計厚さ計画線と対比し、更に管理基準と照合する。
【００３８】
管理基準の項目例および基準値の例は次のとおりである。
ｔｅの平均値が設計厚さの±１０％以内であること。
ｔｅが設計厚さの２０％以上の比率が２０％以内であること。
ｔｅが設計厚さの−２０％以下の比率が１０％以内であること。
ここに、ｔｅは測定厚さと設計厚さの差とする。
【００３９】
次に、舗装厚さを面管理するための実施の形態について説明する。アスファルト舗装におけるアスコン層の厚さを面管理するには、すでに舗装高さの面管理について述べたと同じ要領で、路盤上面の３次元位置を求めて図１４に示すように直角座標空間ＸＹＺに多数の網目２６ａ′，２６ｂ′，２６ｃ′…を作図し、次にアスコン層上面の３次元位置を求めて前記直角座標空間ＸＹＺに多数の網目２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…を作図し、最後に、アスコン層上面に対応する網目２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…の高さ座標から路盤上面に対応する網目２６ａ′，２６ｂ′２６ｃ′…の高さ座標を減算して減算値Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 …を設計厚さと対比し、更に管理基準と照合する。
【００４０】
管理基準の項目例および数値例は次のとおりである。
ｔｅが設計厚さの２０％以上で連続する面積の合計が全面積の５％以内であること。
ｔｅが設計厚さの−２０％以下で連続する面積の合計が全面積の５％以内であること。
ここにｔｅは測定厚さと設計厚さの差である。
【００４１】
次に、舗設幅を管理するための実施の形態について説明する。道路の舗設幅を管理するには、測定すべき道路の両側端に測線（図示せず）を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線に対応する折れ線２３ａ，２３ｂを図１５に示す３次元直角座標空間ＸＹＺに作図し、各折れ線２３ａ，２３ｂに直交する直線３２の長さＢを算出して算出値Ｂを設計舗設幅と対比し、更に管理基準と照合する。
【００４２】
管理基準の項目例および数値例は次のとおりである。
ｗｅの平均値が設計舗設幅の±１％以内であること。
ｗｅが設計舗設幅の２％以上の比率が２０％以内であること。
ｗｅが設計舗設幅の−２％以下の比率が１０％以内であること。
ｗｅが設計舗設幅の２％以上で連続する延長が全延長の５％以内であること。
ｗｅが設計舗設の−２％以下で連続する延長が全延長の５％以内であること。
ここに、ｗｅは測定舗設幅と設計舗設幅の差である。
【００４３】
次に、平坦性を管理するための実施の形態について説明する。道路の平坦性を管理するには、測定すべき路面上の車線両側端から適宜離隔した位置に２本の測線（図示せず）を設定して、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で直角座標空間ＸＹＺ（図１６参照）に多数の点２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…；２２ａ′，２２ｂ′２２ｃ′…をプロットし、次に、この多数の点を直線またはなだらかな曲線で連結して路面を縦断するプロフィル３３，３３′を作成する。図１６は、多数の点を直線で連結してプロフィルを作成した実施例であり、多数の点を３次曲線などのなだらかな曲線で連結してプロフィルを作成できることはもちろんである。
【００４４】
このプロフィル３３，３３′は複雑な波形を形成しているが、一般に、このような波形は、フーリエ級数として知られているように、振幅および波長が異なる多数の単純な波形の積み重ねと考えることができ、更に多数の単純な波形のうち、どの波形が大きな振幅をもち、またどの波形が小さい振幅をもっているかという各種波形の構成割合、すなわち波形のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）はフーリエ展開と呼ばれる数学的な手法を用いて数値的に解析される。そして、特に、複雑な波形が周期性を持たない場合は、フーリエ展開の代わりにフーリエ変換とよばれる手法を用いてパワースペクトル密度を求めることができる。
【００４５】
そこで、図１６のプロフィル３３，３３′に前記の数学的処理を施して各種の波長成分のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）を求め、求めたパワースペクトル密度を図１７に示すパワースペクトル密度の基準値と対比する。
この方法によると、振幅の大きい波長成分を余すところなく取り出すことができるので、車間距離が異なる各種車輌に対する乗り心地の影響を的確に管理することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記の実施例にのみ限定されるものではなく、例えば前記の管理方法を道路以外に飛行場、競技場等の広場に適用したり、あるいは施工部門の自主検査に適用する以外に検査部門による検査に利用してもよいこと等、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は次の優れた効果を発揮する。
（１）きめの細かい管理が可能になる。
すなわち、従来の管理は、舗装の局所的な高さ、厚さ、幅および特定の波長を管理の対象としてきたが、本発明によると、舗装面全体を管理の対象とする線管理および面管理が可能となり、また、すべての波長を管理の対象とするので、施工品質の均一性を向上させることができる。
【００４８】
（２）管理基準の技術水準を高めることができる。
すなわち、従来の管理基準では達成できなかった不具合箇所の分布規程等、施工品質の向上に役立つ新しい管理基準を導入することができる。
（３）測定方法を合理化できる。
すなわち、従来は種々の測定器具を人力で操作し、測定結果を人力で評価したのに対し、本発明によれば、プリズムミラー等の測標を取り付けた移動台車を走行させるだけで、種々の管理を同時に進行させることが可能になり、操作も簡便であるので、省力化および省熟練化を図ることができる。
【００４９】
また舗装厚さの管理では、従来、コアを採取して舗装の破壊を余儀なくされたのに対し、本発明では、舗装面の高さデータから下地層上面の高さデータを減算して舗装厚さを求めるので、非破壊の管理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】舗装高さを管理するための第１の実施の形態を説明する斜視図である。
【図２】図１に示す測線の全体を示す平面図である。
【図３】図１に示す移動台車の側面図である。
【図４】図３におけるＶＩ−ＶＩ方向からの矢視図である。
【図５】道路側端における移動台車の走行要領を説明する正面図である。
【図６】図１に示す３次元位置測定装置の正面図である。
【図７】折れ線の配置を示す斜視図である。
【図８】舗装高さの測定高さデータと設計高さデータの差の分布状態を説明する図である。
【図９】舗装高さを線管理するための第２の実施の形態を説明する平面図である。
【図１０】図９に示す仮想の測線の高さ座標の演算方法を説明する図である。
【図１１】網目の斜視図である。
【図１２】アスファルト舗装構造の切断図である。
【図１３】アスコン層上面に対応する折れ線と路盤上面に対応する折れ線の斜視図である。
【図１４】アスコン層上面に対応する多数の網目と路盤上面に対応する多数の網目の斜視図である。
【図１５】道路の両側端の各測線に対応する折れ線を示す斜視図である。
【図１６】路面縦断面のプロフィルを示す斜視図である。
【図１７】パワースペクトル密度の測定値と基準値を比較した図である。
【符号の説明】
１ 測標
２ 移動台車
３ 路面
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 測線
５ ３次元位置測定装置
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ａ′，２２ｂ′，２２ｃ′，２２ｙ，２２ｚ，２２ｚ′ 点
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ａ′，２３ｂ′，２３ｃ′２３ｄ′２３ｅ′ 折れ線
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 走行軌跡
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 仮想の測線
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ａ′，２６ｂ′，２６ｃ′ 網目
２９ アスコン層
３０ 路盤
３３，３３′ プロフィル
Ｈ1 〜Ｈ14 高さ座標
Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ 3 厚さ
Ｂ 幅
Ｌ 点の間隔
【発明の属する技術分野】
本発明は、舗装の高さ、厚さ、幅および平坦性の施工品質を管理するための舗装の出来形管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
舗装の出来形管理とは、舗装工事終了後、技術者が舗装面の高さ、舗装の厚さ、舗設幅および舗装面の平坦性を測定して測定値と設計値を対比し、舗装工事の出来上がりが予め設定した管理基準を満足しているかどうかを判定することを言い、以下に示す方法が一般的に実施されている。
【０００３】
（１）高さ管理方法
高さ管理は、水準測量で実施する。水準測量はレベル測量器械を用いて、縦断方向の約２０ｍに１箇所の割合で施工延長中心線と左右端部を計測して行い、舗装の高さを管理する。
（２）厚さ管理方法
厚さ管理は、舗設後に舗装からコアを採取して行う。コア採取は、コア採取機を用いて舗装面積約５００ｍ2 に１箇所の割合で行い、採取したコアの厚さを測定して管理する。
（３）舗設幅管理方法
舗設幅管理は、舗設後に舗設幅を測定して行う。舗設幅は巻尺等を用いて、約４０ｍ毎に１箇所の割合で測定して行う。
【０００４】
（４）平坦性管理方法
平坦性管理は、３ｍプロフィルメータによる方法又は３ｍ定規による方法、路面性状測定車による方法があり、各車線毎に測定する。出来形管理としては、一般的に３ｍプロフィルメータで行う。３ｍプロフィルメータによる方法は、車線の縁から８０〜１００ｃｍの付近の路面上を道路の延長方向に３ｍプロフィルメータを牽引して、始点から終点までの間の路面凹凸量を連続して測定する。各車線毎に路面凹凸量の標準偏差を計算し、その結果を平坦性の測定値とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の管理方法には、次に述べるような問題点があった。
（１）管理作業は、いずれも人力に頼った局所的な検査であり、計測点以外の場所の管理が困難である。
（２）厚さ管理はコアを採取するので、舗装の破壊を余儀なくされる。
（３）平坦性管理は波長が３ｍ前後の凹凸を管理の対象にしているので、他の波長成分の影響、すなわち車間距離が異なる各種車輌の乗り心地に与える影響を把握出来ない。
（４）各管理ごとに別の器材を用いて測定を行うので、管理が煩雑で人手がかかり、また、すべて人力で測定して計算を行うので、正確性および迅速性に欠ける。
【０００６】
本発明は前記の問題点に鑑み、以下の課題を解決できる出来形管理方法を提供するものである。
（１）舗装面全体を把握出来るように、線または面で管理を行うこと。
（２）平坦性の管理では、すべての波長成分を測定できること。
（３）出来形管理用の測定器械を１種類とし、各管理が出来る限り同時に行えること。
（４）測定後、直ちに管理結果を把握できること。
（５）非破壊試験とすること。
（６）省力化、省熟練化を行うこと。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下に述べるように、舗装の高さ、厚さ、幅および平坦性を管理するための新規な方法を提供するが、これ等の管理方法に共通する基本的な思想は、舗装面を３次元空間に広がる曲面と考えて測定すべき舗装面に設定した測定用の線、すなわち測線の３次元位置を求め、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットすることによって舗装面全体のかたちおよび姿勢を数値的に把握できるようにした点にある。
【０００８】
測線の３次元位置を求めるには、プリズムミラーのような測標を移動台車に取り付け、この測標の中心が測線の直上、若しくは測線の直上の測定が困難な場合は測線から一定距離離隔したところを通過するように移動台車を舗装面に沿って走行させ、予め、地上に設置した公知の３次元位置測定装置を用いて対象物の３次元的な動きを微少な時間間隔で繰り返し測定する。
対象物と測線の相対位置は一定であるから、対象物の動きを測定すると、測線の３次元位置を求めることができる。
【０００９】
３次元位置測定装置はどのようなものでもよいが、対象物に向かって赤外レーザー光を照射して対象物の方位を測定すると共に、対象物までの距離を測定して対象物の３次元位置を求めるものを利用すると好都合である。
【００１０】
測定が間欠的に行われるため、測線は点の列として座標空間にプロットされる。そこで、プロットされた点の間を線分で連結して折れ線をつくり、この折れ線を測線に近似したものとして測線の代用とする。
良好な実測結果によると、測定の時間間隔が微少（約０．５秒）なため、線分の長さも微少（約３０ｃｍ）であり、この近似は実用上の支障を生じない。
以下、各管理方法の構成について個別に説明する。
【００１１】
舗装高さの管理には、線管理および面管理の二つの方法がある。
先ず、線管理について説明すると、この管理では、測定すべき舗装面に複数の測線を設定して各測線に対応する折れ線の高さ座標を求め、求めた折れ線の高さ座標を設計高さ計画線と対比する。
測線の数および間隔は現場の状況に応じて適宜選択されるが、例えば舗装した道路の場合、上り又は下りの各車線当たり５測線とし、各測線に沿って移動台車を走行させる。
【００１２】
しかし、道路の路面は、本来、道路中心線に平行な２本の測線で規定されるので、測線の数は車線当たり最低２本以上あればよい。
例えば、舗装面の横断勾配が片勾配の場合において測線の数を２本とした場合、測線の間隔は一般に最大３〜４ｍとなるが、フィニッシャ又はモータグレーダなどの敷均し機械の敷均し装置は接地幅が一般に２〜４ｍであって、その下面が直線状に構成されているので、測線の間隔を大きく設定しても問題を生じない。
【００１３】
なお、全ての測定を測線に沿って移動台車を走行させる代わりに、測線に沿った走行は車線の両側端又はその近傍の測線に限定し、それ以外の測線については、移動台車を目測で道路中心線にほぼ平行に走行させる方法もある。
この場合、移動台車は車線をほぼ均等に分割する路面部分を走行するものとし、走行中、移動台車が路面に描く走行軌跡の高さ座標を求め、この高さ座標と先に求めた測線の高さ座標を利用して省略した中央側の測線の高さ座標を求め、この高さ座標と先に求めた測線の高さ座標を設計高さ計画線と対比する。
この方法によると、移動台車の操縦が容易になるので、測定に要する時間を節減できる利点がある。
【００１４】
舗装高さを面管理するには、舗装面に複数の測線を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線の３次元位置を３次元直角座標空間にプロットし、プロットされた多数の点の間を線分で縦および横方向に連結して各点を結び目とする多数の網目をつくり、この網目の集合を舗装面と考えて、網目の高さ座標を設計高さ計画面と対比する。
【００１５】
前記計画面との対比を行う際、２つの結び目の間に位置する任意の点の高さ座標は、両端の結び目の高さ座標を按分比例して求める。
なお、網目の形状は、測線上の測定点（測定を行った時点の移動台車の位置）の相対位置によって長方形又は平行四辺形になる。
【００１６】
舗装厚さの管理には、線管理および面管理の２つの方法がある。
先ず、線管理について説明すると、この管理では、測定すべき舗装構造の上層を施工する前に、下地層が出来上がった段階で、この下地層の上面に複数の測線を設定して、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ方法で各測線に対応する折れ線の高さ座標を求め、次に、上層を施工して上層上面の、かつ下地層の測線の直上に設定した複数の測線に対応する折れ線の高さ座標を求め、上層の測線の高さ座標から下地層の測線の高さ座標を減算して減算値を設計厚さ計画線と対比する。
【００１７】
舗装厚さを面管理するには、すでに舗装高さの面管理について述べたと同じ要領で、下地層の上面に対応する多数の網目を３次元直角座標空間に作図したのち、上層の上面に対応する網目を前記空間に作図し、上層の網目の高さ座標から下地層の網目の高さ座標を減算して減算値を設計厚さ計画面と対比する。
【００１８】
舗装幅を管理するには、測定すべき舗装面の両側端に測線を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線に対応する折れ線を作図し、各折れ線に直交する直線の長さを求めて設計舗設幅と対比する。
【００１９】
舗装面の平坦性を管理するには、測定すべき舗装面の長さ方向に少なくとも１本以上の測線を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線の３次元位置を３次元直角座標空間にプロットし、プロットされた多数の点を直線またはなだらかな曲線で連結して舗装面を縦断するプロフィルを作図し、このプロフィルを数学的に処理してプロフィルに含まれる各種の波長成分のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）を求め、求めたパワースペクトル密度を予め設定したパワースペクトル密度の基準値と対比する。
【００２０】
周知のように複雑な波形は、振幅と波長が異なる多種類の単純な波形の積み重ねと考えられており、更に多数の単純な波形のうち、どの波形が大きな振幅を持ち、またどの波形が小さい振幅をもっているかという各種波形の構成割合、すなわち波形のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）はフーリエ展開と呼ばれる数学的な手法を用いて数値的に解析することができる。
従って、この方法によると、振幅の大きい波長成分を余すところなく検出することが可能になり、車間距離が異なる各種車輌の乗り心地への影響を的確に管理することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１ないし図８は舗装高さを線管理するための第１の実施の形態を示すもので、この実施の形態の主要部は図１に示すように、プリズムミラーのような測標１を取り付けた移動台車２を、舗装した道路の路面３に設けた複数の測線４ａ，４ｂ，４ｃ…（詳細は図２を参照）に沿って走行させる工程と、予め、地上に設置した３次元位置測定装置５を用いて前記測標１の動きを微少な時間間隔で繰り返し測定する工程と、測定された測標の方向および測標までの距離のデータにもとづいて各測線４ａ，４ｂ，４ｃ…の３次元位置を求め、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットする工程と、プロットされた多数の点の間を線分で連結して各測線に対応する折れ線を作図し、作図した折れ線の高さ座標を設計高さ計画線と対比する工程等によって構成されており、前記複数の測線は図２に示すように、道路の車線両端に設けた測線４ａ，４ｅと、車線中心に設けた測線４ｃと、車線中心と車線両端の中間に設けた測線４ｂ，４ｄによって構成されている。
【００２２】
測標１は、プリズムミラー又はコーナーキューブ等の反射体でつくられていて図３に示すように移動台車２に立設したマスト７の頂部に取り付けられている。移動台車２は走行用の車輪８を取り付けた牽引式又は自走式の台車で、測標の中心９が各測線４ａ，４ｂ，４ｃ…の上方を通過するようにマニュアル又は遠隔操縦によって舗装面３を走行する。
【００２３】
なお、測線が配設される路面の部分には、移動台車２の操縦を容易にするため、マーキング（例えば白線）６が施してあり、また測線が道路の両側端に配設される場合は、図５に示すように側溝２１と舗装面３の継目１０の位置を測線として、移動台車２に取り付けた案内金物１２の先端が継目１０の上方を通過するように移動台車２を操縦する。
【００２４】
３次元位置測定装置５は、移動する測標１に向かって赤外レーザ光１３を照射し、測標を常時、自動追尾することによって測標１の方位角を測定するとともに、測標１から反射したレーザー光に基づき測標１までの距離と角度を測定し、測定した距離および方位角のデータにもとづいて測標の３次元位置を求めるもので、図６に示すように、自動追尾型測距測角器１４とパソコン１５等によって構成されている（詳細は特開平７−１８０１０７号、特開平５−３２２５６９号および特開平６−３０７８５３号を参照）。
【００２５】
自動追尾型測距測角器１４は測距用および追尾用の光学手段（図示せず）を内蔵した鏡筒部１６と、この鏡筒部１６を鉛直な軸線１７の周りに旋回自在に、また水平な軸線１８の周りに回動自在に支持する架台１９と、架台１９を地面に固定する支持脚２０等によって構成されており、機側に配置したパソコン１５によって制御される。更に、このパソコン１５には舗装の高さ、厚さ、幅、平坦性に関する設計値および基準値等が記憶されていて測定値と対比するほか、３次元空間に折れ線その他を作図する機能をもっている。
なお、３次元位置測定装置５は、測定可能領域が管理すべき測定領域をカバーするように複数個のものを舗装面３の外方に適宜の間隔をおいて設置するか、あるいは３次元位置測定装置を適宜、必要な個所に移動して測定を行うこともできる。
【００２６】
次に、この方法の実施要領を手順に従って説明する。
（１）移動台車２を上り車線の各側線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅに沿って走行させ、３次元位置測定装置５を利用して各測線の３次元位置を求め、求めた位置データを図７に示す直角座標空間ＸＹＺにプロットする。
【００２７】
測定が間欠的に行われるため、各測線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは多数の点２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…の列としてプロットされるので、これ等の点の間を線分で連結して折れ線２３ａ〜２３ｅを作図し、この折れ線２３ａ〜２３ｅを各測線の３次元位置と考えて各折れ線（点および線分）の高さ座標Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 ，Ｈ4 …を設計高さ計画線（図示せず）と対比する。
【００２８】
なお、設計高さ計画線との対比を行う際、折れ線２３ａ〜２３ｅ上の任意の点、例えば２２ｆの高さ座標Ｈ4 は両端の点２２ａ，２２ｂの高さ座標Ｈ1 ，Ｈ2 を按分比例することによって求められる。
測定中の移動台車２の移動速度は約２ｋｍ／ｈで測定時間間隔は約０．５秒であるので、点２２ａ，２２ｂ…の間の間隔Ｌは約３０ｃｍである。従って測線を折れ線で近似させても実用上の支障を生じない。
【００２９】
対比した結果を図８に示す。なお、図８の縦座標ｈｅは測定高さと設計高さとの差である。
更に、パソコン１５は測定高さを次に示す管理基準に照合し、管理基準を達成したかどうかについて判定を行う。
管理基準の項目例および数値例は次のとおりである。
ｈｅの平均値が±１０ｍｍ以内であること。
ｈｅが２０ｍｍ以上の比率が１０％以内であること。
ｈｅが−２０ｍｍ以下の比率が２０％以内であること。
【００３０】
次に、舗装面の高さを線管理するための第２の実施の形態について説明する。この実施の形態は図９に示すように、車線の左右両端に、道路中心線（図示せず）に平行になるように測線４ａ，４ｅを設定して、この測線４ａ，４ｅに沿って移動台車２を走行させるほか、車線をほぼ等間隔に分割する複数の測線に沿って移動台車２を目測で道路中心線（図示せず）にほぼ平行に走行させ、移動台車２が路面に描く走行軌跡２４ａ，２４ｂ，２４ｃの３次元位置を求めて図１０に示す直角座標空間ＸＹＺに折れ線２３ｆ，２３ｇ，２３ｈを作図する。
【００３１】
そして、車線両側端の測線に対応する折れ線２３ａ，２３ｅの高さ座標Ｈ4 ，Ｈ5 のうちの一方と、各走行軌跡の高さ座標Ｈ6 ，Ｈ7 ，Ｈ8 のうちのいずれかを用いて各軌跡の近傍に設定した仮想の測線２５ａ，２５ｂ，２５ｃ（図９参照）の高さ座標Ｈ9 ，Ｈ10，Ｈ11（図１０参照）を按分比例の演算によって求め、求めた仮想の測線の高さ座標と測線の高さ座標を設計高さ計画線と対比する。
【００３２】
この実施の形態では、舗装面の横断勾配が片勾配の場合であって車線の左右両端の高さ座標だけが実測値であり、それ以外の高さ座標は近似値となるが、車線幅は一般に３〜４ｍであり、一方、フィニッシャ又はモーターグレーダ等の敷均機械は、すでに述べたように敷均し装置の接地部分の幅が充分大きく、その下面が直線状に構成されているので、この程度の近似は実用上の支障を生じない。
【００３３】
また、この実施の形態によると、移動台車の操縦は、車線両側端以外は目測走行となるので、走行が容易になり、測定時間を短縮できる利点がある。
なお、前記の説明では、車線の両側端にのみ測線を設定するとしたが、車線両側端の近傍に設定しても良く、また測線の数を２本とする代わりに３本以上設定しても良い。
【００３４】
次に、舗装高さを面管理するための実施の形態について説明する。この実施の形態は、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線の３次元位置を直角座標空間ＸＹＺににプロットし、プロットされた多数の点、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…，２２ａ′，２２ｂ′，２２ｃ′…，の間を線分で縦および横方向に連結して各点を結び目とする多数の網目２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…を作図し、この多数の網目２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…の集合を路面の３次元位置と考えて各網目（結び目および線分）の高さ座標Ｈ1 ，Ｈ2 ，Ｈ3 ，Ｈ4 …を設計高さ計画面と対比し、更に管理基準と照合する。
【００３５】
管理基準の項目例および数値例は次のとおりである。
ｈｅが１５ｍｍ以上で連続する面積の合計が全面積の５％以内であること。
ｈｅが−１５ｍｍ以下で連続する面積の合計が全面積の５％以内であること。
ここに、ｈｅは測定高さと設計高さの差とする。
なお、対比を行う際、各網目の結び目、例えば２２ｚ，２２ｚ′の中間に位置する任意の点２２ｙの高さ座標Ｈ14は、結び目２２ｚ，２２ｚ′の高さ座標Ｈ12, Ｈ13を按分比例して求める。
【００３６】
次に、舗装厚さを線管理するための実施の形態について説明する。アスファルト舗装におけるアスコン層２９の厚さを線管理するには、図１２に示す路盤３０を締め固めたのち、路盤３０の上面に複数の測線（図示せず）を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で各測線の３次元位置を求め、図１３に示すように直角座標空間ＸＹＺに折れ線２３ａ′〜２３ｅ′を作図する。
【００３７】
次に、アスコン層２９を施工して、その上面の、かつ路盤３０の各測線の直上に設定した複数の測線（図示せず）の３次元位置を求めて前記直角座標空間ＸＹＺに折れ線２３ａ〜２３ｅを作図し、更に、アスコン層２９の折れ線２３ａ〜２３ｅの高さ座標から路盤３０の対応する折れ線２３ａ′〜２３ｅ′の高さ座標を減算して減算値Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 …を設計厚さ計画線と対比し、更に管理基準と照合する。
【００３８】
管理基準の項目例および基準値の例は次のとおりである。
ｔｅの平均値が設計厚さの±１０％以内であること。
ｔｅが設計厚さの２０％以上の比率が２０％以内であること。
ｔｅが設計厚さの−２０％以下の比率が１０％以内であること。
ここに、ｔｅは測定厚さと設計厚さの差とする。
【００３９】
次に、舗装厚さを面管理するための実施の形態について説明する。アスファルト舗装におけるアスコン層の厚さを面管理するには、すでに舗装高さの面管理について述べたと同じ要領で、路盤上面の３次元位置を求めて図１４に示すように直角座標空間ＸＹＺに多数の網目２６ａ′，２６ｂ′，２６ｃ′…を作図し、次にアスコン層上面の３次元位置を求めて前記直角座標空間ＸＹＺに多数の網目２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…を作図し、最後に、アスコン層上面に対応する網目２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…の高さ座標から路盤上面に対応する網目２６ａ′，２６ｂ′２６ｃ′…の高さ座標を減算して減算値Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 …を設計厚さと対比し、更に管理基準と照合する。
【００４０】
管理基準の項目例および数値例は次のとおりである。
ｔｅが設計厚さの２０％以上で連続する面積の合計が全面積の５％以内であること。
ｔｅが設計厚さの−２０％以下で連続する面積の合計が全面積の５％以内であること。
ここにｔｅは測定厚さと設計厚さの差である。
【００４１】
次に、舗設幅を管理するための実施の形態について説明する。道路の舗設幅を管理するには、測定すべき道路の両側端に測線（図示せず）を設定し、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で、各測線に対応する折れ線２３ａ，２３ｂを図１５に示す３次元直角座標空間ＸＹＺに作図し、各折れ線２３ａ，２３ｂに直交する直線３２の長さＢを算出して算出値Ｂを設計舗設幅と対比し、更に管理基準と照合する。
【００４２】
管理基準の項目例および数値例は次のとおりである。
ｗｅの平均値が設計舗設幅の±１％以内であること。
ｗｅが設計舗設幅の２％以上の比率が２０％以内であること。
ｗｅが設計舗設幅の−２％以下の比率が１０％以内であること。
ｗｅが設計舗設幅の２％以上で連続する延長が全延長の５％以内であること。
ｗｅが設計舗設の−２％以下で連続する延長が全延長の５％以内であること。
ここに、ｗｅは測定舗設幅と設計舗設幅の差である。
【００４３】
次に、平坦性を管理するための実施の形態について説明する。道路の平坦性を管理するには、測定すべき路面上の車線両側端から適宜離隔した位置に２本の測線（図示せず）を設定して、すでに舗装高さの線管理について述べたと同じ要領で直角座標空間ＸＹＺ（図１６参照）に多数の点２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…；２２ａ′，２２ｂ′２２ｃ′…をプロットし、次に、この多数の点を直線またはなだらかな曲線で連結して路面を縦断するプロフィル３３，３３′を作成する。図１６は、多数の点を直線で連結してプロフィルを作成した実施例であり、多数の点を３次曲線などのなだらかな曲線で連結してプロフィルを作成できることはもちろんである。
【００４４】
このプロフィル３３，３３′は複雑な波形を形成しているが、一般に、このような波形は、フーリエ級数として知られているように、振幅および波長が異なる多数の単純な波形の積み重ねと考えることができ、更に多数の単純な波形のうち、どの波形が大きな振幅をもち、またどの波形が小さい振幅をもっているかという各種波形の構成割合、すなわち波形のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）はフーリエ展開と呼ばれる数学的な手法を用いて数値的に解析される。そして、特に、複雑な波形が周期性を持たない場合は、フーリエ展開の代わりにフーリエ変換とよばれる手法を用いてパワースペクトル密度を求めることができる。
【００４５】
そこで、図１６のプロフィル３３，３３′に前記の数学的処理を施して各種の波長成分のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）を求め、求めたパワースペクトル密度を図１７に示すパワースペクトル密度の基準値と対比する。
この方法によると、振幅の大きい波長成分を余すところなく取り出すことができるので、車間距離が異なる各種車輌に対する乗り心地の影響を的確に管理することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記の実施例にのみ限定されるものではなく、例えば前記の管理方法を道路以外に飛行場、競技場等の広場に適用したり、あるいは施工部門の自主検査に適用する以外に検査部門による検査に利用してもよいこと等、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は次の優れた効果を発揮する。
（１）きめの細かい管理が可能になる。
すなわち、従来の管理は、舗装の局所的な高さ、厚さ、幅および特定の波長を管理の対象としてきたが、本発明によると、舗装面全体を管理の対象とする線管理および面管理が可能となり、また、すべての波長を管理の対象とするので、施工品質の均一性を向上させることができる。
【００４８】
（２）管理基準の技術水準を高めることができる。
すなわち、従来の管理基準では達成できなかった不具合箇所の分布規程等、施工品質の向上に役立つ新しい管理基準を導入することができる。
（３）測定方法を合理化できる。
すなわち、従来は種々の測定器具を人力で操作し、測定結果を人力で評価したのに対し、本発明によれば、プリズムミラー等の測標を取り付けた移動台車を走行させるだけで、種々の管理を同時に進行させることが可能になり、操作も簡便であるので、省力化および省熟練化を図ることができる。
【００４９】
また舗装厚さの管理では、従来、コアを採取して舗装の破壊を余儀なくされたのに対し、本発明では、舗装面の高さデータから下地層上面の高さデータを減算して舗装厚さを求めるので、非破壊の管理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】舗装高さを管理するための第１の実施の形態を説明する斜視図である。
【図２】図１に示す測線の全体を示す平面図である。
【図３】図１に示す移動台車の側面図である。
【図４】図３におけるＶＩ−ＶＩ方向からの矢視図である。
【図５】道路側端における移動台車の走行要領を説明する正面図である。
【図６】図１に示す３次元位置測定装置の正面図である。
【図７】折れ線の配置を示す斜視図である。
【図８】舗装高さの測定高さデータと設計高さデータの差の分布状態を説明する図である。
【図９】舗装高さを線管理するための第２の実施の形態を説明する平面図である。
【図１０】図９に示す仮想の測線の高さ座標の演算方法を説明する図である。
【図１１】網目の斜視図である。
【図１２】アスファルト舗装構造の切断図である。
【図１３】アスコン層上面に対応する折れ線と路盤上面に対応する折れ線の斜視図である。
【図１４】アスコン層上面に対応する多数の網目と路盤上面に対応する多数の網目の斜視図である。
【図１５】道路の両側端の各測線に対応する折れ線を示す斜視図である。
【図１６】路面縦断面のプロフィルを示す斜視図である。
【図１７】パワースペクトル密度の測定値と基準値を比較した図である。
【符号の説明】
１ 測標
２ 移動台車
３ 路面
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 測線
５ ３次元位置測定装置
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ａ′，２２ｂ′，２２ｃ′，２２ｙ，２２ｚ，２２ｚ′ 点
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ａ′，２３ｂ′，２３ｃ′２３ｄ′２３ｅ′ 折れ線
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 走行軌跡
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 仮想の測線
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ａ′，２６ｂ′，２６ｃ′ 網目
２９ アスコン層
３０ 路盤
３３，３３′ プロフィル
Ｈ1 〜Ｈ14 高さ座標
Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ 3 厚さ
Ｂ 幅
Ｌ 点の間隔
Claims (7)
- 測標を取り付けた移動台車を、測定すべき舗装面に設定した複数の測線に沿って走行させ、
予め、地上に設置した３次元位置測定装置を用いて前記測標の動きを微少な時間間隔で繰り返し測定し、
測定された測標の位置データから各測線の３次元位置を求めて、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットし、
プロットされた多数の点の間を線分で連結して各測線に対応する折れ線を作図し、作図した各折れ線の高さ座標を設計高さ計画線と対比し、更に基準値と照合することを特徴とする舗装の出来形管理方法。 - 測標を取り付けた移動台車を、測定すべき道路の車線両端側に、かつ道路中心線に平行に設定した少なくとも２本以上の測線に沿って走行させるほか、
前記車線内において測線から適宜離隔した路面部分を、移動台車が道路中心にほぼ平行に移動するように移動台車を目測で走行させ、
予め、地上に設置した３次元位置測定装置を用いて前記測標の動きを微少な時間間隔で繰り返し測定し、
測定された測標の位置データから、各測線に沿って移動台車が路面部分に描いた走行軌跡の３次元位置を求めて、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットし、
プロットされた多数の点の間を線分で連結して前記測線に対応する両端側の折れ線と前記走行軌跡に対応する中央側の折れ線を作図し、
更に、両端側と中央側の各折れ線の高さ座標にもとづいて前記走行軌跡の近傍に設定した仮想の測線に対応する折れ線の高さ座標を演算によって求め、
前記測線に対応する折れ線の高さ座標と前記仮想の折れ線に対応する高さ座標を設計高さ計画線と対比し、更に基準値と照合することを特徴とする舗装の出来形管理方法。 - 測標を取り付けた移動台車を、測定すべき舗装面に設定した複数の測線に沿って走行させ、
予め、地上に設置した３次元位置測定装置を用いて前記測標の動きを微少な時間間隔で繰り返し測定し、
測定された測標の位置データから各測線の３次元位置を求めて、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットし、
プロットされた多数の点の間を線分で縦および横方向に連結して各点を結び目とする多数の網目を作図し、
前記多数の網目の高さ座標を設計高さ計画面と対比し、更に基準値と照合することを特徴とする舗装の出来形管理方法。 - 測定すべき舗装構造の上層を施工する前に、敷均した下地層の上面に複数の測線を設定して、測標を取り付けた移動台車を前記下地層の測線に沿って走行させ、
予め、地上に設置した３次元位置測定装置を用いて前記測標の動きを微小な時間間隔で繰り返し測定し、
測定された測標の位置データから各測線の３次元位置を求めて、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットし、
プロットされた多数の点の間を線分で連結して各測線に対応する折れ線を作図し、
次に、前記下地層の上部に上層を施工して前記上層の上面の、かつ下地層の測線の直上に設定した複数の測線に沿って移動台車を走行させ、
前記下地層の測線に適用したと同様の方法を用いて上層の各測線に対応する折れ線を前記３次元直角座標空間に作図し、
前記上層の折れ線の高さ座標から下地層の折れ線の高さ座標を減算して、減算値を設計厚さ計画線と対比し、更に基準値と照合することを特徴とする舗装の出来形管理方法。 - 測定すべき舗装構造の上層を施工する前に、敷均した下地層の上面に複数の測線を設定して、測標を取り付けた移動台車を前記下地層の測線に沿って走行させ、
予め、地上に設置した３次元位置測定装置を用いて前記測標の動きを微少な時間間隔で繰り返し測定し、
測定された測標の位置データから各測線の３次元位置を求めて、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットし、
プロットされた多数の点の間を線分で縦および横方向に連結して各点を結び目とする多数の網目を作図し、
次に、前記下地層の上部に上層を施工して前記上層の上面の、かつ前記測線の直上に設定した複数の測線に沿って移動台車を走行させ、
前記下地層の各測線に適用したと同じ方法を用いて前記３次元位置直角座標空間に多数の網目を作図し、
前記上層の多数の網目の高さ座標から下地層の網目の高さ座標を減算して、減算値を設計厚さ計画面と対比し、更に基準値と照合することを特徴とする舗装の出来形管理方法。 - 測標を取り付けた移動台車を、測定すべき舗装面の両側端に設定した測線に沿って走行させ、
予め、地上に設置した３次元位置測定装置を用いて前記測標の動きを微少な時間間隔で繰り返し測定し、
測定された測標の位置データから各測線の３次元位置を求めて、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットし、
プロットされた多数の点の間を線分で連結して２本の折れ線を作図し、
作図した２本の折れ線に直交する直線の長さを演算して演算値を設計舗設幅と対比し、更に基準値と照合することを特徴とする舗装の出来形管理方法。 - 測標を取り付けた移動台車を、測定すべき舗装面に設けた少なくとも１本以上の測線に沿って走行させ、
予め、地上に設置した３次元位置測定装置を用いて前記測標の動きを微少な時間間隔で繰り返し測定し、
測定された測標の位置データから各測線の３次元位置を求めて、求めた位置データを３次元直角座標空間にプロットし、
プロットされた多数の点を直線またはなだらかな曲線で連結して舗装面の縦断方向のプロフィルを作図し、
作図したプロフィルに数学的な処理を施して前記のプロフィルに含まれる各種の波長成分のパワースペクトル密度を求め、予め、規定したパワースペクトル密度の基準値と対比することを特徴とする舗装の出来形管理方法。
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