JP4753689B2

JP4753689B2 - 転圧輪加熱装置

Info

Publication number: JP4753689B2
Application number: JP2005325935A
Authority: JP
Inventors: 井和充浅; 口達也山
Original assignee: 鹿島道路株式会社
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: JP2007132080A

Description

本発明は、アスファルト舗装工事において、敷均されたアスファルト合材を締め固めるための転圧輪を有する車両の転圧輪加熱装置に関する。

アスファルト舗装において、アスファルト合材を敷均した後の舗装体の転圧作業は、舗装の品質を左右する重要な工程である。アスファルト合材の敷均し機であるアスファルトフィニッシャによって敷均された時点でのアスファルト合材の密度は、最終的に要求される密度の７〜９割程度であり、一般的にはアスファルトフィニッシャによって敷均されたアスファルト合材を、鉄輪ローラ、タイヤローラ、振動ローラ等の所謂転圧ローラによる締め固めにより所定の密度に仕上げられる。

転圧ローラによる舗装体の締め固め時には、転圧ローラの転圧輪表面へのアスファルトの付着を防止するために、一般的には転圧輪に散水を施すが、散水量を多くすると舗装体の温度低下を招き、舗装体は柔軟性が低下して、十分な締め固め効果が得られず、品質が確保出来なくなる。

良好な締め固め効果が得られるように舗装体を転圧するには、出来るだけ高い温度で転圧を開始する必要があるが、舗装体の温度と転圧輪の温度差が大きいと、例え散水を施しても転圧輪表面にアスファルトの付着を招くことがある。その場合、一般的には付着防止のために、水に付着防止剤を混合するが、付着防止剤は非常に高価な上、結局は水を使用することになるので、舗装体の温度低下は避けられない。

他方、舗装体と転圧ローラの転圧輪の温度差が小さければアスファルトは転圧輪に付着し難いことが知られており、水を使えない、或いは水の使用を極力抑えなければならないような特殊な舗装材料の場合、転圧輪を直接バーナ等で熱することにより、転圧輪自体の温度を上昇させ、アスファルトの付着を防止する方法も取られている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、転圧ローラの転圧輪にアスファルトの付着を防ぐための従来の方法は、以下のような問題がある。
（ａ）散水を転圧輪に施す場合、現場において水の調達が必要となる。
（ｂ）水を使用すると舗装体の温度低下を招く。特に冬季における散水による温度低下は所定の締め固め度が得られず、品質に悪影響を及ぼす。
（ｃ）水をローラの転圧輪に散布した場合、転圧輪の温度上昇の阻害要因となる。
（ｄ）高い温度で敷設しなければならない性状の舗装材料の場合、水が付着防止に対して効果を発揮しない場合がある。
（ｅ）高い温度で敷設しなければならない性状の舗装材料の場合、水に付着防止剤を混合する場合があるが、付着防止剤は高価な上、効果を発揮させるためには、水との混合比を適切に管理しなくてはならないという煩雑さが生じる。
（ｆ）バーナで直接転圧輪を加熱する方法は、適切な温度制御が困難で、過加熱による転圧輪、特にゴム製のタイヤの損傷を招くことがある。
特開２００２−１１５２０７号公報

従って、本発明の目的は、十分な熱量が得られ、転圧作業中には煩雑な温度調節を行うことなく、転圧輪が所定の温度範囲を維持する様な転圧輪加熱装置を提供するにある。

本発明によれば、アスファルト舗装工事に際して敷設されたアスファルト合材を締め固めるための転圧輪を有する車両の転圧輪加熱装置において、転圧輪（２）の表面温度を計測する非接触式温度センサ（５）を備え、その転圧輪（２）に対向する位置に熱風ノズル（Ｎａ）を有する加熱装置取付パイプ（３）を取付けた加熱装置（４Ａ）が設けられ、その加熱装置（４Ａ）は前記加熱装置取付パイプ（３）に開口する燃焼ケース（４１Ａ）を有し、その燃焼ケース（４１Ａ）にはブロワモータ（４２ｍ）で駆動されるブロワ（４２）の排出口（４２ｏ）が設けられると共に、点火プラグ（４３）およびガスバーナ（４４）が設けられ、そのガスバーナ（４４）は電磁遮断弁（４５）を有する燃料供給系統に接続されており、前記非接触式温度センサ（５）からの信号により前記ブロワモータ（４２ｍ）と前記点火プラグ（４３）とガスバーナ（４４）と電磁遮断弁（４５）とを制御する制御手段（６）を備え、その制御手段（６）は電磁遮断弁（４５）を開放して（Ｓ１）、点火プラグ（４３）により点火し（Ｓ２）、ブロワ（４２）を回転させて（Ｓ３）転圧輪（２）が加熱され、前記非接触式温度センサ（５）からの情報で転圧輪（２）の表面温度を測定し（Ｓ４）、その転圧輪（２）からの設定温度に達したか否かを判断し（Ｓ５）、第１の設定温度に達していれば電磁遮断弁（４５）を閉じ（Ｓ６）、ブロワ（４２）を停止させ（Ｓ７）、そして転圧輪（２）の表面温度を計測し（Ｓ８）、転圧輪（２）の表面温度が第１の設定温度より低い第２の設定温度以下であれば（Ｓ９）、再び転圧輪（２）を加熱する機能を有する。

加熱手段が水を加熱するタイプにおいては、水タンクを転圧ローラ１Ｂに搭載していることが好ましい。

上述の本発明によれば、アスファルト合材敷均し後の舗装体の転圧作業時の転圧輪への散水が大きく削減され、現場において使用する散水用水の量は少なくなる。

または、アスファルト合材敷均し後の舗装体の転圧作業時に転圧輪への散水が不要となるので、散水による路面温度低下もなく、十分な締め固め度が得られ、品質は良好に保たれる。

非接触式の温度センサによって転圧輪の温度を計測しているので、転圧輪に噴射する温風及び／又は温水の温度を適正値に調整することが出来、その結果、点圧輪表面の温度を最適な温度で維持出来る。

高い温度で敷設しなければならない性状の舗装材の場合でも、転圧輪に噴射する温風及び／又は温水の温度を適正値に調整することが出来る。

バーナで直接転圧輪を加熱することがないので、特に転圧輪がゴム製タイヤであっても損傷の恐れはない。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

先ず、図１〜図５に基づいて第１実施形態を説明する。
図１及び図２において、転圧ローラ１Ａは、前輪として３本の転圧輪２と後輪として４本の転圧輪２を備えている。

前輪の前方、及び後輪の後方には、断面が四角の角パイプから成る加熱装置取付パイプ３がヨーク３１に支持されている。

加熱装置取付パイプ３は前輪の場合は車両の前方側、後輪の場合は車両の後方側に夫々２個の加熱装置４Ａが取り付けられている。また、加熱装置取付パイプ３の転圧輪２側の垂直面には、熱風ノズルＮａが転圧輪２に対向する様に各転圧輪１本当り１個以上設けられている。

転圧ローラ１Ａの後方上部には、図示の例ではプロパンガスボンベ１０が載置されており、該プロパンガスボンベ１０と後述する加熱装置４Ａとはガス管１１で接続されている。

転圧ローラ１Ａの運転席１２近傍には図３に詳細を示す操作盤１３が設置されており、前後の転圧輪２の近傍には、転圧輪２の表面温度を計測するための非接触式温度センサ５が取り付けられている。非接触式温度センサ５と操作盤１３とは入力信号ラインＬｉによって接続されている。なお、非接触式温度センサ５の取り付け個数は転圧輪２と同数でも良いし、代表する転圧輪のみに設けても良い。

次に、操作盤１３の構成を、図３を参照して説明する。

操作盤１３の中央上方から下方に向かって順に、転圧輪の温度を表示する表示部１３１、消火温度表示部１３２、消火温度設定ボタン１３３、点火温度表示部１３４、点火温度設定ボタン１３５、手動・自動切換えスイッチ１３６が配置され、消火温度設定ボタン１３３の図示の右隣には消火ボタン１３７が、また、点火温度設定ボタン１３５の図示の右隣には点火ボタン１３８が配置されている。

消火ボタン１３７、点火ボタン１３８の各操作は、手動・自動切換えスイッチ１３６を手動に切換えた時にのみ有効となる様に構成されている。

自動の場合は、図示しない舗装材料選定スイッチを押せば、舗装材料毎に予め消火設定温度及び点火設定温度が図示しないデータベースに記憶されており、後述の制御方法に則って、自動的に転圧輪加熱装置４Ａの点火、消火温度が設定されるように構成されている。

手動では、点火ボタン１３８で点火を行い、消火ボタン１３７を押さない限り加熱を続ける。加熱装置の調整・整備等にこのモードが利用される。
また、自動では、舗装材料が通常の材料と異なる場合等、データベースに消火、点火に関するデータがない場合に、任意に消火温度設定ボタン１３３を操作して消火温度を設定し、或いは、点火温度設定ボタン１３５を操作して点火温度を設定し、消火、点火の操作を設定した消火温度、或いは点火温度に達した際に、消・点火を自動で行う。

次に図４を参照して、転圧輪加熱装置４Ａの構成について説明する。

転圧輪加熱装置４Ａは、前述したように、加熱装置取付パイプ３の転圧輪とは反対側の垂直面３ｒに燃焼ケース４１Ａを有している。燃焼ケース４１Ａは、例えば直方体の箱形状体の１面が欠損しその欠損した面側に直方体の外方に広がる様にフランジ部４１Ａｆが形成されている。そして、そのフランジ部４１Ａｆが、加熱装置取付パイプ３の転圧輪とは反対側の垂直面３ｒに取り付けられている。

一方、加熱装置取付パイプ３は転圧輪とは反対側の垂直面３ｒで、転圧輪加熱装置４Ａの開放面に相当する箇所が、切欠かれていて燃焼ガスが吹き抜け、熱風ノズルＮａから噴射される様に構成されている。

燃焼ケース４１Ａの上面４１ｈには、ブロワモータ４２ｍを有するブロワ４２の排出口４２ｏが上面４１ｈを貫通するように、また点火プラグ４３の点火部４３ａが上面４１ｈを貫通するように取り付けられている。

燃焼ケース４１Ａの転圧輪２とは反対側の垂直面４１ｖには、ガスバーナ４４がその先端が垂直面４１ｖを貫通するように取り付けられている。ガスバーナ４４には、ジョイント４６を介して電磁遮断弁４５が接続され、その電磁遮断弁４５は前記ガス管１１によって前記プロパンガスボンベ（図１の符号１０参照）と連通している。

前記点火プラグ４３は昇圧器を兼ねた電源スイッチ７を経由してバッテリ８と電力ラインＬｅによって接続されている。その電源スイッチ７は制御手段であるコントロールユニット６と制御信号ラインＬｏ１によって接続されている。

コントロールユニット６は前記非接触式センサ５と入力信号ラインＬｉで接続されると共に、電磁遮断弁４５、ブロワモータ４２ｍと制御信号ラインＬｏ２、Ｌｏ３で接続されている。

次に、図５に基づいて転圧輪加熱装置の制御方法を説明する。
先ず、電磁遮断弁４５を開放する（ステップＳ１）。するとガスバーナ４４のノズルから燃料であるプロパンガスが噴射される。そこで、電源スイッチ７を操作することにより点火プラグ４３に通電してプロパンガスに点火する（ステップＳ２）。

その後、ブロワモータ４２ｍに通電する（ステップＳ３）と、ブロワが回転して燃焼ケース４１Ａ内に空気が強制的に送り込まれ、プロパンガスが勢い良く燃焼する。

次に前記非接触式温度センサ５からの情報によって転圧輪１表面の温度を測定する（ステップＳ４）。

コントロールユニット６は転圧輪２の表面温度が設定消火温度（第１の設定温度）に達したか否かを判断しており（ステップＳ５）、転圧輪２の表面温度が設定消火温度に達していれば（ステップＳ５のＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。一方、転圧輪２の表面温度が設定消火温度に達していなければ（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ４まで戻りステップＳ４以降を繰り返す。

ステップＳ６では、コントロールユニット６は電源スイッチ７をＯＦＦとし、ブロワモータ４２ｍへの通電を止め、電磁遮断弁４５を閉じ、送風を停止することによってガスバーナ４４を消火させる（ステップＳ７）。

尚、電磁遮断弁４５を流量の調節が可能な流量制御弁に組み替え、ステップＳ６では、その流量制御弁の流量を絞り、ブロワ４２を停止させ、単に火勢を落とす、即ち、種火状態にしておくことも可能である。

ステップＳ８では転圧輪２の表面温度を計測しており、転圧輪２の表面温度が設定点火温度（第２の設定温度）以下になったか否かを判断しており、設定点火温度以下となれば（ステップＳ９のＹＥＳ）、ステップＳ１まで戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。
一方、設定点火温度以下になっていなければ（ステップＳ９のＮＯ）、ステップＳ８まで戻り、ステップＳ８、Ｓ９のループを繰り返す。

以上説明した図１〜図５の第１実施形態は、転圧輪加熱装置４Ａが、温風を利用する方式である。
それに対して、図６〜図８の第２実施形態は、転圧輪加熱装置４Ｂが、温水を利用する方式としている。以下、図６〜図８を参照して、第２実施形態を説明する。

図６及び図７において、転圧ローラ１Ｂは、前輪として３本の転圧輪２と後輪として４本の転圧輪２を備えている。

前輪の前方、及び後輪の後方には、車両の幅方向にパイプ状のノズル形成管３０がヨーク３２に支持されている。そのノズル形成管３０の転圧輪２に向く側には、転圧輪１本当り１個以上の温水ノズルＮｂが形成されている。

プロパンガスボンベ１０の載置や、運転席近傍の操作盤１３、及び非接触式温度センサ５の取り付けに関しては、概ね第１実施形態と同様でありこれらの説明は省略する。

次に図８を参照して、転圧輪加熱装置４Ｂの構成について説明する。

転圧輪加熱装置４Ｂは、車両（転圧ローラ）１Ｂ（図６参照）の上部後方で、プロパンボンベ１０の近傍に、図示しない支持部材によって取り付けられている。

転圧輪加熱装置４Ｂは、円筒状の加熱シリンダ４１Ｂと、その加熱シリンダ４１Ｂ内に収容された蛇管式熱交換器４２Ｂと、蛇管式熱交換器４２Ｂの前後に接続される水配管４６と、水配管４６における蛇管式熱交換器４２Ｂよりも上流側に介装されたポンプ４７と、水配管先端で、開口部が転圧輪２側を向いた温水ノズルＮｂとを有している。

さらに転圧輪加熱装置４Ｂは、加熱シリンダ４１Ｂの火炎導入口４１Ｂｉの上流側に設置された点火プラグ４３と、その点火プラグ４３よりも更に上流側にブラケット４４Ｂによって取り付けられたガスバーナ４４と、そのガスバーナ４４に接続された電磁遮断弁４５とを有している。電磁遮断弁４５はプロパンボンベ１０とガス管１１によって接続されている。

点火プラグ４３は昇圧器を兼ねた電源スイッチ７を経由してバッテリ８と電力ラインＬｅによって接続されている。その電源スイッチ７は制御手段であるコントロールユニット６と制御信号ラインＬｏ１によって接続されている。

コントロールユニット６は、前記非接触式センサ５と入力信号ラインＬｉで接続されると共に、電磁遮断弁４５と制御信号ラインＬｏ２で接続され、また、ポンプ４７と制御信号ラインＬｏ３で接続されている。

転圧輪加熱装置４Ｂの制御方法は、概ね、前述した第１実施形態の転圧輪加熱装置４Ｂの制御方法と同様であり、以降の説明を省略する。

上述の構成の本発明の実施形態によれば、第１実施形態の温風式転圧輪加熱装置４Ａでは、水を使うこともなく、アスファルト合材敷均し後の舗装体の転圧作業時の転圧輪への散水は大きく削減されるので、現場において使用する散水用水の量が少なくなる。
また、第２実施形態の温水式転圧輪加熱装置４Ｂでは、水タンクを転圧ローラ（車両）１Ｂに搭載しているが、現場において使用する散水用水の量は少なくなる。

アスファルト合材敷均し後の舗装体の転圧作業時に使用する水量が大幅に少なくなるので路面温度低下もなく、十分な締め固め度が得られ、品質は良好に保たれる。

非接触式の温度センサ５によって転圧輪２の温度を計測しているので、転圧輪２に噴射する温風及び／又は温水の温度を適正値に調整することが出来、その結果、転圧輪２の表面の温度を最適な温度で維持出来る。

高い温度で敷設しなければならない性状の舗装材の場合でも、転圧輪２に噴射する温風及び／又は温水の温度を自由に調整することが出来る。

ガスバーナ４４で転圧輪２を直接加熱することがないので、特に転圧輪がゴム製タイヤであっても損傷の恐れはない。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではなく、図示の例では、加熱手段の燃料供給系統からの供給燃料をプロパンガスとしているが、これを灯油や軽油等の液体燃料としても良い。或いは、加熱手段として、電気ヒータを用いることも出来る。

本発明の転圧輪加熱装置の第1実施形態を搭載した転圧ローラの側面図。図1に対応する後面図。本発明の転圧輪加熱装置の実施形態に係わる制御盤の正面図。本発明に係わる転圧輪加熱装置の第１実施形態の構成図。本発明の転圧輪加熱装置の制御方法を示したフローチャート。本発明の転圧輪加熱装置の第２実施形態を搭載した転圧ローラの側面図。図２に対応する後面図。本発明に係わる転圧輪加熱装置の第２実施形態の構成図。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ・・・転圧ローラ
２・・・転圧輪
３・・・加熱装置取付パイプ
４Ａ、４Ｂ・・・転圧輪加熱装置
５・・・非接触式温度センサ
６・・・コントロールユニット
７・・・電源スイッチ
８・・・バッテリ
４１Ａ・・・燃焼ケース
４１Ｂ・・・加熱シリンダ
４２・・・ブロワ
４２Ｂ・・・蛇管式熱交換器
４３・・・点火プラグ
４４・・・ガスバーナ
４５・・・電磁遮断弁
４６・・・水配管
４７・・・水ポンプ

Claims

アスファルト舗装工事に際して敷設されたアスファルト合材を締め固めるための転圧輪を有する車両の転圧輪加熱装置において、転圧輪（２）の表面温度を計測する非接触式温度センサ（５）を備え、その転圧輪（２）に対向する位置に熱風ノズル（Ｎａ）を有する加熱装置取付パイプ（３）を取付けた加熱装置（４Ａ）が設けられ、その加熱装置（４Ａ）は前記加熱装置取付パイプ（３）に開口する燃焼ケース（４１Ａ）を有し、その燃焼ケース（４１Ａ）にはブロワモータ（４２ｍ）で駆動されるブロワ（４２）の排出口（４２ｏ）が設けられると共に、点火プラグ（４３）およびガスバーナ（４４）が設けられ、そのガスバーナ（４４）は電磁遮断弁（４５）を有する燃料供給系統に接続されており、前記非接触式温度センサ（５）からの信号により前記ブロワモータ（４２ｍ）と前記点火プラグ（４３）とガスバーナ（４４）と電磁遮断弁（４５）とを制御する制御手段（６）を備え、その制御手段（６）は電磁遮断弁（４５）を開放して（Ｓ１）、点火プラグ（４３）により点火し（Ｓ２）、ブロワ（４２）を回転させて（Ｓ３）転圧輪（２）が加熱され、前記非接触式温度センサ（５）からの情報で転圧輪（２）の表面温度を測定し（Ｓ４）、その転圧輪（２）からの設定温度に達したか否かを判断し（Ｓ５）、第１の設定温度に達していれば電磁遮断弁（４５）を閉じ（Ｓ６）、ブロワ（４２）を停止させ（Ｓ７）、そして転圧輪（２）の表面温度を計測し（Ｓ８）、転圧輪（２）の表面温度が第１の設定温度より低い第２の設定温度以下であれば（Ｓ９）、再び転圧輪（２）を加熱する機能を有することを特徴とする転圧輪加熱装置。