JP4442916B1 - 舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記課題は、舗装路面Rにおける検出対象領域の全体にわたり所定の間隔で、電磁波レーダーkによる探査を行い、各反射波検出位置40について前記内部損傷で反射した部分を含む又は含まない反射波データ50を取得し、この反射波データ50に基づき、各反射波検出位置40の所定深さにおける反射波強度55を取得し、この反射波強度50が所定の強度しきい値以上となる反射波検出位置40を、内部損傷で反射した部分を含む反射波が検出された内部損傷箇所とし、且つ反射波強度が所定の強度しきい値未満となる反射波検出位置40を、内部損傷で反射した部分を含まない反射波が検出された非内部損傷箇所として、検出対象領域に占める内部損傷箇所の割合を定量化する、ことを特徴とする舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法により解決される。
【選択図】図12
Description
(a)ひび割れ率・ひび割れ度:スケッチ又は路面性状測定車により行う。
(b)わだち掘れ量:横断プロフィルメータや路面性状測定車により行う。
(c)平坦性:3メートルプロフィルメータまたは同等の結果が得られる方法により行う。
(d)浸透水量:現場透水量試験により行う。
(e)その他:すべり抵抗値、騒音値、ポットホール(長径、短径、個数)。
MCI = 10 - 1.48C0.3 - 0.29D0.7 - 0.47σ0.2 …(1)
MCI0 = 10 - 1.51C0.3 - 0.30D0.7 …(2)
MCI1 = 10 - 2.23C0.3 …(3)
MCI2 = 10 - 0.54D0.7 …(4)
PSI = 4.53 - 0.518logσC0.9 - 0.371C0.5 - 0.174D2 …(5)
ただし、
C:ひび割れ率(%)
D:わだち掘れ量の平均(MCI:mm,PSI:cm)
σ:平坦性(mm)
〔注〕MCIは、式(1)(平坦性が未測定の場合は式(2))、式(3)及び式(4)の算出結果のうち最小値をもってMCIの値とする。
MCI値 ≧ 5 :望ましい管理水準(補修不要)
MCI値 ≦ 4 :補修の必要あり
MCI値 ≦ 3 :早急に補修の必要あり
PSI値 = 3〜2.1 :表面処理
PSI値 = 2〜1.1 :オーバーレイ
PSI値 = 1〜0 :打換え工
<請求項1記載の発明>
舗装における、ひび割れ、層間剥離、滞水部分、ポットホール、パッチング及び局部打ち換え部分の少なくとも一つの内部損傷を有する内部損傷箇所を非破壊で定量調査する方法であって、
電磁波レーダーを用い、舗装路面における検出対象領域の全体にわたり、路面に沿う方向に所定の間隔を空けて、舗装上から舗装内へ電磁波を深さ方向に入射させるとともにその反射波を舗装上で検出することにより、各反射波検出位置について前記内部損傷で反射した部分を含む又は含まない反射波データを取得し、
この取得した反射波データに基づき、前記各反射波検出位置の所定深さにおける反射波強度を取得し、
この取得した各反射波検出位置の反射波強度に基づき、反射波強度が所定の強度しきい値以上となる反射波検出位置を、前記内部損傷で反射した部分を含む反射波が検出された内部損傷箇所とし、且つ反射波強度が所定の強度しきい値未満となる反射波検出位置を、前記内部損傷で反射した部分を含まない反射波が検出された非内部損傷箇所として、検出対象領域に占める内部損傷箇所の割合を定量化する、
ことを特徴とする舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
本発明者らは、いわゆる電磁波レーダーを利用することにより、舗装の内部損傷箇所を定量化できるとの知見を得て本発明をなすに至った。すなわち、舗装内部のひび割れ、層間剥離、滞水箇所、補修箇所等の内部損傷に電磁波が入射しようとすると、その一部は反射し、反射波として検出することができ、これらの損傷の無い部分からは反射波は検出されない。本発明では、この原理を利用して、舗装路面における検出対象領域の全体にわたり、路面に沿う方向に所定の間隔を空けて、舗装上から舗装内へ電磁波を深さ方向に入射させるとともにその反射波を舗装上で検出することにより、各反射波検出位置における反射波データを取得し、反射波強度が所定の強度しきい値以上であるか、未満であるかにより内部損傷箇所・非内部損傷箇所を判別し、検出対象領域に占める内部損傷箇所の割合を定量化する。よって、舗装の広範囲な検出対象領域における内部損傷箇所を非破壊で迅速に調査できるようになる。なお、「各反射波検出位置の所定深さ」とは、後述の代表値からも判るように反射波検出位置毎に異なっていても良く、また反射波検出位置一か所あたり一つであっても、複数であっても良い。
前記取得した反射波データに基づき、前記各反射波検出位置の反射波データにおける舗装表面の反射波ピークと路盤被覆層下面の反射波ピークとの間の部分から、反射波強度の最大値、平均値又は総和値を当該反射波検出位置の反射波強度の代表値としてそれぞれ取得し、
この取得した各反射波検出位置の反射波強度の代表値に基づき、反射波強度の代表値が所定の強度しきい値以上となる反射波検出位置を、前記内部損傷で反射した部分を含む反射波が検出された内部損傷箇所とし、且つ反射波強度の代表値が所定の強度しきい値未満となる反射波検出位置を、前記内部損傷で反射した部分を含まない反射波が検出された非内部損傷箇所として、検出対象領域に占める内部損傷箇所の割合を定量化する、
請求項1記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
このように、各反射波検出位置の反射波データにおける舗装表面の反射波ピークと路盤被覆層下面の反射波ピークとの間の部分(つまり路盤被覆層の内部損傷によりピークが発生する可能性がある部分)から、反射波強度の最大値、平均値又は総和値を当該反射波検出位置の反射波強度の代表値としてそれぞれ取得し、この代表値が所定の強度しきい値以上であるか、未満であるかにより内部損傷箇所・非内部損傷箇所を判別することにより、ある反射波検出位置に存在する内部損傷の深さと、他の反射波検出位置に存在する内部損傷の深さとが異なっていても、いずれか一方だけではなく、両方を加味して検出対象領域に占める内部損傷箇所の割合を定量化することができる。
前記反射波強度の代表値が所定の強度しきい値以上となる反射波検出位置のうち、所定数以下又は所定面積以下しか連続しない反射波検出位置は非内部損傷個所とし、それ以外は内部損傷個所とする、請求項2記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
内部損傷は、路面に沿う方向にある程度の広がりを有している場合が多いため、通常レベルのレーダーの分解能を有していれば、局所的(例えば一つの検出位置だけ)に反射波強度が高くなるようなことは殆ど無い。
前記各反射波検出位置の反射波強度を、路面の多孔性及び湿潤状態の影響を排除するための補正係数を乗じて補正する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
電磁波を舗装に向かって照射した場合、舗装表面における反射波強度は、舗装の材質及びその湿潤状態(天候)によって変化し、一般に水分量が多いと反射波強度が高くなり、水を含まない排水性舗装のように多孔質で空隙が多いと弱くなる。よって、取得した反射波データの強度をそのまま用いると、調査結果が舗装の湿潤状態、舗装の多孔性により変化してしまい、調査結果の客観性や汎用性が損なわれ、他の調査結果との対比も困難となる。よって、上述のように補正係数を乗じて反射波強度を補正するのが好ましい。
前記各反射波検出位置の反射波強度の違いが現された前記検出対象領域の平面可視化画像を作成し、この可視化画像に現れた、反射波強度の代表値が所定の強度しきい値以上となる領域の連続性の程度により、前記内部損傷箇所及び非内部損傷箇所を判別する、請求項3記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
このような平面可視化画像を作成することにより、内部損傷箇所及び非内部損傷箇所をより高精度に判別できるようになる。
前記舗装が、排水性舗装、オーバーレイ補修された舗装、又は表層打換えされた舗装である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
排水性舗装は、表層が多孔質であるため、表面のひび割れが発見され難いという特徴がある。また、補修された舗装は、表面が綺麗でも内部損傷が増殖していることもある。よって、本発明はこれらの舗装の内部損傷箇所の調査に好適である。
本発明は電磁波レーダーを用いて舗装の内部探査を行う。電磁波レーダーとしては、GSSI社(米国)製の各種電磁波レーダーシステム(例えばSIR3000等)、日本無線社製RCレーダー(例えばハンディサーチNJJ-95B等)、アイレック技建社製のコンクリート構造物の鉄筋探査装置(例えばライトエスパー)、コマツエンジニアリング社製のレーダ探査機(例えばアイアンシーカ)等、公知のものを特に限定無く用いることができるが、送受信センサを多数並設したレーダーシステムが高効率・高精度であるため好ましい。以下、具体例について説明する。
上述の計測により舗装路面Rにおける検出対象領域の全体にわたり反射波データ50を取得したならば、次いで取得データ50の分析を行い、検出対象領域に占める内部損傷61を有する箇所(内部損傷箇所)の割合を定量化する。この定量化の手順の一例が図8に示されている。まず、好適には取得した反射波データ50の強度補正を行う。図9に示すように、電磁波の反射波50のうち舗装表面Rからの反射波強度51は、舗装の材質及びその湿潤状態(天候)によって変化し、一般に水分量が多いと反射波強度が高くなり、水を含まない排水性舗装のように多孔質で空隙が多いと弱くなる。よって、この影響を排除するため、例えば図9に示すように補正係数を乗じて反射波データ50の強度を深さ方向全体にわたり補正する。なお、図9中の符号65は路盤層を、また符号60は路盤65上を被覆する被覆層(アスファルト舗装における表層及び基層。ただし、上層路盤がアスファルト安定処理されたアスファルト混合物層の場合のみ、表層から上層路盤までを被覆層という)を示している。補正係数は、例えば乾燥状態の密粒度アスファルト表面における反射波強度を予め又は後に計測して標準データとし、この標準データと本計測における舗装表面Rにおける反射波強度との比をとることにより設定することができ、例えば下表のように設定することができる。なお、雨の日であって路面表面に滞水が見られる場合は、補正できるレベルに無いため、調査を避けるのが望ましい。
(イ)評価対象の舗装は、特に限定されないが、路盤上にアスファルト合材からなる路盤被覆層(基層・表層)が設けられたアスファルト舗装、路盤被覆層がセメントコンクリートからなるコンクリート舗装が好適であり、特に排水性舗装、オーバーレイ補修された舗装、表層打換えされた舗装が好適である。
(ロ)上記分析では、反射波の総エネルギーに基づいて内部損傷を検出するプロセスを含んでいるが、このプロセスは省略することもできる。また、反射波強度に基づく内部損傷の検出の後に行うこともできる。
(ハ)本発明における内部損傷とは、内部にのみ存在し、表面に露出していないひび割れ、層間剥離、滞水部分の他、表面に露出しているが内部まで延在しているひび割れや、ポットホール、パッチング、局部打ち換え部分の少なくとも一つを含む。
(ニ)上記分析では、路盤被覆層60内の深さ方向全体に含まれる内部損傷を検出するため、各反射波検出位置40の反射波データにおける路盤被覆層内部分54から、反射波強度の最大値55を当該反射波検出位置の反射波強度の代表値としてそれぞれ取得しているが、一つの深さ又は複数の深さの各々における反射波強度をそれぞれ強度しきい値と比較して内部損傷の有無を判別しても良い。
Claims (6)
- 舗装における、ひび割れ、層間剥離、滞水部分、ポットホール、パッチング及び局部打ち換え部分の少なくとも一つの内部損傷を有する内部損傷箇所を非破壊で定量調査する方法であって、
電磁波レーダーを用い、舗装路面における検出対象領域の全体にわたり、路面に沿う方向に所定の間隔を空けて、舗装上から舗装内へ電磁波を深さ方向に入射させるとともにその反射波を舗装上で検出することにより、各反射波検出位置について前記内部損傷で反射した部分を含む又は含まない反射波データを取得し、
この取得した反射波データに基づき、前記各反射波検出位置の所定深さにおける反射波強度を取得し、
この取得した各反射波検出位置の反射波強度に基づき、反射波強度が所定の強度しきい値以上となる反射波検出位置を、前記内部損傷で反射した部分を含む反射波が検出された内部損傷箇所とし、且つ反射波強度が所定の強度しきい値未満となる反射波検出位置を、前記内部損傷で反射した部分を含まない反射波が検出された非内部損傷箇所として、検出対象領域に占める内部損傷箇所の割合を定量化する、
ことを特徴とする舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。 - 前記取得した反射波データに基づき、前記各反射波検出位置の反射波データにおける舗装表面の反射波ピークと路盤被覆層下面の反射波ピークとの間の部分から、反射波強度の最大値、平均値又は総和値を当該反射波検出位置の反射波強度の代表値としてそれぞれ取得し、
この取得した各反射波検出位置の反射波強度の代表値に基づき、反射波強度の代表値が所定の強度しきい値以上となる反射波検出位置を、前記内部損傷で反射した部分を含む反射波が検出された内部損傷箇所とし、且つ反射波強度の代表値が所定の強度しきい値未満となる反射波検出位置を、前記内部損傷で反射した部分を含まない反射波が検出された非内部損傷箇所として、検出対象領域に占める内部損傷箇所の割合を定量化する、
請求項1記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。 - 前記反射波強度の代表値が所定の強度しきい値以上となる反射波検出位置のうち、所定数以下又は所定面積以下しか連続しない反射波検出位置は非内部損傷個所とし、それ以外は内部損傷個所とする、請求項2記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
- 前記各反射波検出位置の反射波強度を、路面の多孔性及び湿潤状態の影響を排除するための補正係数を乗じて補正する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
- 前記各反射波検出位置の反射波強度の違いが現された前記検出対象領域の平面可視化画像を作成し、この可視化画像に現れた、反射波強度の代表値が所定の強度しきい値以上となる領域の連続性の程度により、前記内部損傷箇所及び非内部損傷箇所を判別する、請求項3記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
- 前記舗装が、排水性舗装、オーバーレイ補修された舗装、又は表層打換えされた舗装である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の舗装の内部損傷箇所の非破壊調査方法。
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