JP5602452B2

JP5602452B2 - アスファルトフィニッシャ及びアスファルト舗装の施工法

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Publication number: JP5602452B2
Application number: JP2010033366A
Authority: JP
Inventors: 富男稲葉; 政芳田中
Original assignee: 株式会社ソーキ
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: JP2011169017A

Description

本発明は、車両本体の両側面で伸縮装置により高さ方向に移動操作される支持軸にレベリングアームを介してスクリードが支持され前記車両本体の後方に配設されるアスファルトフィニッシャ及びそのアスファルトフィニッシャを使用したアスファルト舗装の施工法に関する。

アスファルト舗装では、一般にアスファルト合材を舗装材として路面へ拡散する拡散作業や、アスファルト合材を締め固める圧縮・敷き均し作業が行われる。そのため、例えばアスファルト合材を収容するホッパ、ホッパに収容したアスファルト合材を搬送するコンベア、コンベアから搬送されてきたアスファルト合材を施工面である路面に排出しその幅員方向に拡散するスプレッダ、敷き拡げられたアスファルト合材を押圧するスクリード等を備え、自走するアスファルトフィニッシャが使用される。

従来より、舗装の施工技術に関する種々の提案がなされている。例えば複数の光波距離測定装置を使ってスクリードから地表までの距離の差を測定して舗装厚を求め、所定の舗装厚を高精度で確保できるようにしたアスファルトフィニッシャの舗装厚制御装置（例えば、特許文献１参照）、また、車体本体の走行速度、ステアリングの切れ角、スクリードの張り出し量を検出し、締め固め装置の作動量を左右で独立して増減できるようにすることにより、カーブに沿って外側と内側で走行速度に差が生じても締め固め装置の作動量を左右とも最適に調整して仕上がりのよい舗装を行えるようにした舗装機械の締め固め制御装置（例えば、特許文献２参照）、工事の３次元計画曲面データを保持し、プリズムミラー及び各種センサを設けて、トータルステーションによりプリズムミラーの３次元位置の計測、レベリングアームの傾斜角（スクリードの縦断傾斜角）、スクリードの横断傾斜角などを検出し、アスファルトフィニッシャの車両の向き、車両の左右中心位置のｘｙ座標、スクリードの左右末端部のｘｙｚ座標などを算出してアスファルトフィニッシャの動作を自動制御する３次元位置自動制御方法（例えば、特許文献３参照）などがある。

特開２００２−３３９３１４号公報特開２００９−１２１１９２号公報特開平０７−１８０１０７号公報

しかし、上記従来のアスファルトフィニッシャの舗装厚制御装置は、使用する光波距離測定装置が多くなり、作業や機器の管理、調整が煩雑になり、また、精度よく舗装厚を制御することができないなどの問題を有している。すなわち、この装置では、アスファルト合材が敷き均される終端より前方の位置とアスファルト合材が完全に敷き均されたスクリードより後方の位置にそれぞれ光波距離測定装置を設けて、鉛直な測距光を発して地表までの距離を測定し、舗装厚を求めるている。したがって、左右合わせて４つの光波距離測定装置を必要とし、片側でもその測定位置と敷き均す位置からなる２つの位置がそれぞれ異なるため、実質的には敷き均す位置での舗装厚制御を行うことはできない。しかも、敷き均す位置より先行する前方の位置の凹凸状態にならって舗装厚を制御することになるので、均一に舗装厚を制御することはできないなどの問題を有している。

また、上記従来の舗装機械の締め固め制御装置は、走行速度に差が生じても締め固め装置の作動量を左右とも最適に調整するものであるが、仕上がり面の高さを施工計画に沿って精度よく施工するように調整することができない。プリズムミラー及び各種センサを設けてアスファルトフィニッシャの３次元位置を自動制御する方法では、プリズムミラーの３次元計測と各種センサの計測に基づき各種の演算を行うため、各種センサの管理や演算が煩雑になるなどの問題を有している。

本発明は、上記の問題を解決するものであって、簡単な構成により舗装材による施工仕上がり面の高さの管理、制御を簡便に精度よく行えるようにするものである。また、本発明は、制御精度の誤差を簡便に修正できるようにするものである。

そのために本発明は、車体本体の両側面で伸縮装置により高さ方向に移動操作される支持軸にレベリングアームを介してスクリードが支持され前記車体本体の後方に配設されるアスファルトフィニッシャにおいて、
前記レベリングアームに取り付けられる反射体と、
少なくともオフセットデータを格納するオフセット格納手段と、
位置の座標をアドレスとして前記位置における舗装材による施工仕上がり面の基準高さデータを格納する基準データ格納手段と、
３次元の計測座標を受信して前記計測座標における位置座標に基づき前記基準データ格納手段の読み出しアドレスを生成して前記基準高さデータを読み出すとともに、前記計測座標における高さデータと前記基準高さデータとを前記オフセット格納手段に格納されたオフセットデータに基づきレベル調整して比較し前記伸縮装置を制御する制御手段と
を備え、前記オフセット格納手段は、前記オフセットデータとして、前記スクリードの下面の高さを基準高さデータに設定したときの前記反射体の計測座標の高さデータと前記基準高さデータとの差を格納し、前記制御手段は、舗装材による施工の進行に伴い予め設定された前記オフセットデータの更新条件を判定して、規定高さの反射体を施工済みの舗装材による施工仕上がり面に立てて計測された３次元の計測座標を受信し、当該計測座標における位置座標を読み出しアドレスとして前記基準高さデータを読み出すとともに、前記計測座標における高さ座標から前記規定高さを減算して計測高さデータを求め、前記基準高さデータと前記計測高さデータとの誤差により前記オフセットデータを修正して前記オフセットデータの更新処理を行うことを特徴とする。

さらに、前記制御手段は、前記計測座標に基づき前記スクリードの下面の所定位置の座標を前記読み出しアドレスとして生成することを特徴とする。

また、アスファルト舗装の施工法として、トータルステーションにより請求項１乃至２のいずれかに記載のアスファルトフィニッシャの反射体を計測して３次元の計測座標を前記アスファルトフィニッシャの制御手段に送信して前記レベリングアームの高さ調整しながらアスファルト舗装の施工を行い、前記施工中に、舗装材による施工の進行に伴い予め設定された前記オフセットデータの更新条件を判定して、施工済みの舗装材による施工仕上がり面に規定高さの反射体を立ててトータルステーションにより前記反射体の３次元の座標を計測し、３次元の計測座標を前記アスファルトフィニッシャの制御手段に送信して前記施工仕上がり面の高さを求めて前記基準高さとの誤差により前記アスファルトフィニッシャのオフセットデータ修正して更新することを特徴とする。

本発明によれば、レベリングアームに反射体を取り付け、舗装材による施工仕上がり面の基準高さデータ及びスクリードの下面の所定位置における高さを基準高さデータにより設定したときの反射体の高さと基準高さデータとの差からなるオフセットデータを格納して、反射体の３次元の計測座標を受信して基準高さデータに応じレベリングアームを高さ方向に移動操作するので、簡便にかつ精度よく舗装材による施工仕上がり面を基準高さデータに制御することができる。しかも、規定高さの反射体を施工済みの舗装材による施工
仕上がり面に立てて計測された３次元の計測座標を受信し、当該計測座標における位置座標を読み出しアドレスとして基準高さデータを読み出すとともに、計測座標における高さ座標から規定高さを減算して計測高さデータを求め、基準高さデータと計測高さデータとの誤差によりオフセットデータを修正して更新することができるので、施工の進行に伴い誤差が拡大するのを防ぎ、誤差をなくすように基準高さデータに基づくスクリードの制御、オフセットデータの管理、修正を簡便に行うことができ、施工精度を向上させることができる。

本発明に係るアスファルトフィニッシャの実施形態を説明する図制御システムの構成例を示す図施工仕上がり面を制御する基準高さデータを説明する図オフセットデータの設定、更新を説明する図反射体の座標とスクリードの下面の所定位置の座標を説明する図走行制御データの構成例を示す図本発明に係るアスファルト舗装の施工法の実施の形態を説明する図

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るアスファルトフィニッシャの実施形態を説明する図、図２は制御システムの構成例を示す図、図３は施工仕上がり面を制御する基準高さデータを説明する図、図４はオフセットデータの設定、更新を説明する図である。図中、１はアスファルトフィニッシャ、２は車体本体、３は運転席、４は制御システム、５は伸縮装置、６は支持軸、７はレベリングアーム、８はスクリード、９は前輪、１０は後輪、１１と２１は反射体、２０は舗装材、２２はトータルステーション、２３は高さ調整板、３１は通信処理部、３２は変換データ格納部、３３は基準データ格納部、３４はオフセット格納部、３５は高さ変換処理部、３６は座標変換処理部、３７は入力・指示制御部、３８はオフセット設定処理部、３９は演算処理部、４０はレベル調整部を示す。

図１において、アスファルトフィニッシャ１は、前輪９、後輪１０を有し自走する車体本体２の前方、運転席３の前方にホッパが配設され、それらの後方にコンベアを挟んでスプレッダが配設される。伸縮装置５は、例えば油圧シリンダとピストンロッドを有し、車体本体２の略中央に位置する両側面で支持軸６を高さ方向（ウ）に移動操作するものである。スクリード８は、レベリングアーム７を介して支持軸６で支持され、スプレッダの後方に配設される。

制御システム４は、車体本体２の運転席３の近傍、或いは後方に配設され、キーやボタンスイッチ、ディスプレィ、ＣＰＵなどを装備している。また、制御システム４は、通信機能を有し、制御情報として座標データを受信して（イ）、オペレータの指示や施工情報に基づき油圧シリンダの制御信号を生成する。この制御信号に基づき油圧シリンダを制御して支持軸５を高さ方向（ウ）に移動操作することにより、伸縮装置５の伸縮の制御を行い、スクリード７の面圧を変えて舗装材２０による施工仕上がり面の高さを調整する。通常、アスファルトフィニッシャ１は、運転手が運転席に搭乗して施工コース、施工単位に従い操舵、走行して、制御システム４では施工面の高さ管理のみを行うが、制御システム４により施工コース、施工単位に従い前輪９を操舵し後輪１０を駆動する走行制御を行って、自動走行させるようにしてもよい。

アスファルト舗装の作業では、例えばダンプトラックからアスファルトフィニッシャ１の車体本体２の前方に配設されたホッパ内にアスファルト合材が供給される。ホッパ内に供給され貯留されたアスファルト合材は、コンベアにより後方のスプレッダへ搬送され、
スプレッダで車体本体２の進行方向とは直交する左右の幅員方向に搬送されて敷き拡げられ施工面上に排出される。そして、施工面上に排出されたアスファルト合材は、後方のスクリード８によって締め固められる。

アスファルト舗装の作業における舗装材の施工仕上がり面の高さ、舗装厚は、伸縮装置５を伸縮させて支持軸５を高さ方向（ウ）に移動操作しスクリード７の面圧を変えることにより調整される。伸縮装置５を制御して支持軸５の高さを上げると、スクリード７の面圧が低下して施工仕上がり面の高さ、舗装厚が大きくなり、支持軸５の高さを下げると、スクリード７の面圧が増大して施工仕上がり面の高さ、舗装厚が小さくなる。

反射体１１は、レーザビーム（ア）による位置計測のターゲットとして例えば全方位プリズムを支持棒に固定したものであり、この支持棒がレベリングアーム７の上に取り付けられる。この反射体１１の３次元の位置計測を例えばトータルステーションから行い、反射体１１の高さ（レベリングアーム７の高さ）からオフセット分を差し引くことにより、スクリード７の下面の所定位置の高さ、施工仕上がり面の高さｚが計測される。反射体２１は、同様にレーザビーム（ア）による位置計測のターゲットとして例えば全方位プリズムを規定高さｈ_osの支持棒に固定したものである。反射体２１を舗装材２０の施工仕上がり面に立ててトータルステーションから３次元の位置計測を行い、反射体２１の高さから規定高さｈ_osを差し引くことにより、施工仕上がり面の高さが計測される。

トータルステーション２２は、既知の座標地点に設置され、レーザビーム（ア）を放射して反射体１１、２１を追尾し、その既知の座標を基準座標として反射体１１、２１の相対的な座標を求めるものであり、反射体１１、２１までの測距と測角を行い、測距・測角データに基づき反射体１１、２１の相対的な座標を求める。また、トータルステーション２２は、通信機能を有し、測距・測角データに基づき求めた反射体１１、２１の相対的な座標データをアスファルトフィニッシャ１の制御システム４に送信する（イ）。

このように本実施形態のアスファルトフィニッシャ１では、反射体１１をレベリングアーム７に取り付け、オフセットデータ、及び位置の座標をアドレスとして位置における舗装材による施工仕上がり面の基準高さデータを制御装置４に格納する。そして、トータルステーション２２から３次元の計測座標を受信して計測座標における位置座標に基づき読み出しアドレスを生成して基準高さデータを読み出すとともに、計測座標における高さ座標からオフセットデータを減算して計測高さデータを求め、基準高さデータと計測高さデータとの差に基づき伸縮装置５を制御してアスファルト舗装を施工する。オフセットデータとしては、スクリード８の下面の所定位置における高さを基準高さデータにより設定したときの反射体１１の高さと基準高さデータとの差を格納し、反射体の３次元の計測座標からスクリード８の下面の所定位置の座標を読み出しアドレスとして生成する。

また、規定高さの反射体２１を施工済みの舗装材による施工仕上がり面に立ててトータルステーション２２から３次元の計測座標を計測することにより、制御装置４は、オフセットデータの更新処理として、計測座標における高さ座標から規定高さを減算して計測高さデータを求め、基準高さデータと計測高さデータとの誤差によりオフセットデータを修正して更新する。

制御システム４の機能ブロックによる構成例を示したのが図２である。図２において、通信処理部３１は、トータルステーション２２と通信を行い、反射体１１、２１を計測した３次元の座標データ（ｘ_p，ｙ_p，ｚ_p）を取得するものである。変換データ格納部３２は、反射体１１の座標（ｘ_p，ｙ_p）をスクリード８の下面の所定位置の座標（ｘ_s，ｙ_s）に変換するデータを格納するものである。基準データ格納部３３は、アスファルト舗装の施工仕上面の基準高さデータｚ_cを格納するものであり、例えば図３に示すように
位置の座標（ｘ_s，ｙ_s）をアドレスとして、その位置における舗装面の高さデータｚ_cを格納している。オフセット格納部３４は、反射体１１の高さの座標ｚ_pをスクリード８の下面の所定位置の高さの座標ｚ_sに変換するオフセットデータｈ_of及び反射体２１の規定高さｈ_osを格納するものである。

高さ変換処理部３５は、通信処理部３１で受信した３次元の座標データ（ｘ_p，ｙ_p，ｚ_p）のうち、高さの座標データ（ｚ_p）をオフセット格納部３４に格納されたオフセットデータｈ_of又は反射体２１の規定高さｈ_osに基づき、スクリード８の下面の所定位置の高さの座標ｚ_s又は施工仕上がり面の高さｚ_eに変換するものである。座標変換処理部３６は、通信処理部３１で受信した３次元の座標データ（ｘ_p，ｙ_p，ｚ_p）のうち、平面の座標データ（ｘ_p，ｙ_p）を変換データ格納部３２に格納した変換データに基づきスクリード８の下面の所定位置の座標（ｘ_s，ｙ_s）に変換して出力し、また、オフセットデータの更新モードでは、通信処理部３１で受信した３次元の座標データのうち、平面の座標データをそのまま出力するものである。

演算処理部３９は、施工仕上がり面の基準高さデータｚ_cと、高さ変換処理部３５で変換したスクリード８の下面の所定位置の高さの計測データｚ_sとを比較演算するものである。基準高さデータｚ_cは、座標変換処理部３６で変換したスクリード８の下面の所定位置の座標データ（ｘ_s，ｙ_s）を図３に示すように基準データ格納部３３のアドレスとして、基準データ格納部３３から読み出される。レベル調整部４０は、演算処理部３９で比較演算した誤差出力に基づき伸縮装置５の伸縮を制御するものである。例えばスクリード８の下面の所定位置の高さの座標データｚ_sが施工仕上がり面の高さデータｚ_cより大きい場合にはスクリード８の下面を下げ、逆に施工仕上がり面の高さデータｚ_cより小さい場合にはスクリード８の下面を上げるように伸縮装置５の伸縮を制御する。

入力・指示制御部３７は、キーやボタンスイッチなどから入力、指示を行うものであり、その内容をディスプレイの画面に表示して確認を行いながら、オフセットデータの設定入力、更新の指示を行う。オフセット設定処理部３８は、入力・指示制御部３７からの入力、指示に基づきオフセット格納部３４に格納するオフセットデータの設定、更新を行うものである。

オフセット設定処理部３８は、例えば入力・指示制御部３７によりオフセットデータの設定モードにすると、オフセット格納部３４のオフセットデータを０にクリアした後、演算処理部３９の出力値をオフセットデータとして格納する。これに対し、入力・指示制御部３７によりオフセットデータの更新モードにすると、オフセット格納部３４から反射体２１の規定高さのデータをオフセットデータとして出力し、座標変換処理部３６は、通信処理部３１で受信した計測位置の座標データをそのまま基準データ格納部３３の読み出しアドレスとして出力した後、オフセット設定処理部３８は、オフセット格納部３４のオフセットデータに演算処理部３９の出力値を加減して更新する。

オフセットデータの設定モードは、例えば次のように行われる。まず、入力・指示制御部３７の指示制御によりオフセット設定処理部３８を介してオフセット格納部３４のオフセットデータをクリアして０にする。そして、図４（ａ）に示すように基準データ格納部３３に格納された基準高さデータｚ_cに対応してスクリード８の下面に高さ調整板２３を設置した後、トータルステーション２２より反射体１１の計測データを通信処理部３１で受信する。受信した計測データは、高さ変換処理部３５と座標変換処理部３６に入力される。高さ変換処理部３５では、オフセット格納部３４のオフセットデータがクリアされ０になっているので、受信した反射体１１の高さデータｚ_paが出力される。また、座標変換処理部３６では、受信した反射体１１の位置データを座標変換して基準データ格納部３３のアドレスが生成されるので、スクリード８の下面の位置における基準データ格納部３３
に格納された基準の高さｚ_cが読み出される。

演算処理部３９では、この反射体１１の高さデータｚ_paと基準の高さｚ_cが比較演算され、それらの差ｈ_of（＝ｚ_pa−ｚ_c）が出力される。入力・指示制御部３７の指示制御のもと、オフセット設定処理部３８は、演算処理部３９の出力する差ｈ_ofをオフセットデータｈ_ofとし、オフセット格納部３４に格納する。この間、レベル調整部４０による伸縮装置５の制御は禁止され、画面にオフセットデータの設定に関する情報が表示されることで、表示内容を確認しながらキーやボタンスイッチにより指示ができる。

オフセットデータの更新モードでは、図４（ｂ）に示すように規定高さｈ_ocの支持棒に取り付けた反射体２１をアスファルト舗装の作業が終了した舗装材２０の施工仕上がり面に立てる。その後、トータルステーション２２より反射体２１の計測データを通信処理部３１で受信する。オフセット格納部３４には、オフセットデータｈ_ofのほか反射体２１の規定高さｈ_osが格納されているので、高さ変換処理部３５では、受信した反射体２１の高さｚ_pcから反射体２１の規定高さｈ_osを引いた舗装材２０の施工仕上がり面の高さｚ_eを求める。また、座標変換処理部３６では、受信した反射体２１の位置データを基準データ格納部３３のアドレスとして出力する。

演算処理部３９では、それら施工仕上がり面の高さｚ_eと基準の高さｚ_cが比較演算され、それらの誤差Δ（＝ｚ_c−ｚ_e）が出力される。舗装材２０の施工仕上がり面の高さｚ_eが基準高さデータの高さｚ_cに施工されていれば、誤差Δは０で、オフセットデータｈ_ofが適正な値に設定されていることになる。しかし、施工仕上がり面の高さｚ_eと基準高さデータの高さｚ_cとのズレが徐々に拡大して誤差Δの値が大きくなると、もはやオフセットデータｈ_ofが適正な値ではなくなる。そこで、オフセット設定処理部３８は、入力・指示制御部３７の指示制御のもと、演算処理部３９の出力する誤差Δでオフセット格納部３４に格納されているオフセットデータｈ_ofを修正して更新する。この間も、レベル調整部４０による伸縮装置５の制御は禁止され、画面にオフセットデータの更新に関する情報が表示されることで、表示内容を確認しながらキーやボタンスイッチにより指示ができる。

図５は反射体の座標とスクリードの下面の所定位置の座標を説明する図、図６は走行制御データの構成例を示す図である。本実施形態に係るアスファルトフィニッシャ１は、車体本体２の左右両側のレベリングアーム７にそれぞれ反射体１１を取り付けて、トータルステーション２２よりそれぞれの座標を計測している。スクリード７の下面の所定位置は、アスファルトフィニッシャ１による舗装材の仕上がり面の高さを管理する位置であり、図５に示すように左右のレベリングアーム７に取り付けられた反射体１１の位置に基づく相対的な位置として定義される。

図５において、Ｐ_pr（ｘ_pr，ｙ_pr）は右側のレベリングアーム７に取り付けられた反射体１１の位置の座標を示し、Ｐ_pl（ｘ_pl，ｙ_pl）は左側のレベリングアーム７に取り付けられた反射体１１の位置の座標、Ｐ_sr（ｘ_sr，ｙ_sr）はスクリード７の下面の右側の所定位置の座標、Ｐ_sl（ｘ_sl，ｙ_sl）は同じくスクリード７の下面の左側の所定位置の座標、Ｐ_k（ｘ_k，ｙ_k）はＰ_slとＰ_srとを結ぶ線分の中点の座標を示している。スクリード７の下面の左右の所定位置Ｐ_sl、Ｐ_srは、左右両側のレベリングアーム７にそれぞれ取り付けられた反射体１１の位置Ｐ_pl、Ｐ_prを含む頂点とする三角形、四角形を形成する。この三角形、四角形は、構造上各辺の長さ、頂角が固定値になるので、２点の位置Ｐ_pl、Ｐ_prを計測することにより、スクリード７の下面の左右の所定位置Ｐ_sl、Ｐ_srの座標は、三角形、四角形の他の頂点の位置として求めることができる。

舗装材の施工仕上がり面の高さを制御する基準高さデータｚ_cは、このようにして求め
たスクリード７の下面の左右の所定位置Ｐ_sl、Ｐ_srの座標をアドレスとして、基準データ格納部３３から左右それぞれの位置に対応して読み出される。舗装材の施工仕上がり面が幅員方向に水平である場合には、左右同一の値の基準高さデータが読み出され、傾斜する場合には、左右高さが異なる値の基準高さデータが読み出される。このように左右のレベリングアーム７の高さをそれぞれの伸縮装置５により制御することにより、舗装材の施工仕上がり面を基準高さデータに基づき水平面にも傾斜面にも形成することができる。

また、先に述べたように通常は作業員が運転席に搭乗してアスファルトフィニッシャ１を運転するが、例えば図６に示すようなノード列ｎ_k（ｘ_k，ｙ_k）、……のデータを格納して順次読み出すことで、自走するアスファルトフィニッシャ１の自動操舵を実現することもできる。その場合の前輪９の操舵は、ノード列ｎ_k（ｘ_k，ｙ_k）、……の位置をスクリード７の下面の左右の所定位置Ｐ_sl（ｘ_sl，ｙ_sl）とＰ_sr（ｘ_sr，ｙ_sr）の中点、つまり、図５に示すＰ_slとＰ_srとを結ぶ線分の中点Ｐ_k（ｘ_k，ｙ_k）と対応させて行う。アスファルトフィニッシャ１による舗装材の施工仕上げ高さの制御だけでなく、操舵の制御も併せて行う場合には、中点の座標を求めてノード列の座標と比較し、中点の座標がノード列の座標より右側に寄っているときは左方向に操舵を制御し、反対に左側に寄ってきたときには右方向に操舵を制御する。

図７は本発明に係るアスファルト舗装の施工法の実施の形態を説明する図である。上記本実施形態のアスファルトフィニッシャ１を自走させアスファルト舗装を施工すると、図４（ａ）で説明したように作業開始前にオフセットを設定しても、施工距離が延びるにしたがい機械的な振動や撓み、機構的なズレなども複合して誤差が生じてくる。そのため、施工距離が長くなると、適宜図４（ｂ）で説明した反射体２１を使い、オフセットの更新を行わないと、施工制度が悪くなるという問題が生じる。

このような問題を解消するアスファルト舗装の施工法としては、例えば図７に示すようにまず、施工開始前の作業としてオフセットの初期設定（ステップＳ１１〜Ｓ１３）を行うだけでなく、施工の進行に伴い適宜オフセットの更新処理（ステップＳ２０〜Ｓ２２）を行うことが必要になる。

初期設定では、図４（ａ）に示すように、スクリード８の下面に基準高さデータに相当する高さ調整板２３をセットする（ステップＳ１１）。高さ調整板２３は、基準高さデータの高さｚ_cとなるように調整される。しかる後、トータルステーション２２よりレベリングアーム７に取り付けた反射体１１の計測を行い（ステップＳ１２）、計測した反射体１１の高さｚ_paと基準高さデータの高さｚ_cとの差（ｚ_pa−ｚ_c）をオフセット値ｈ_ofとして求め、メモリ（オフセット格納部３４）に格納する（ステップＳ１３）。なお、変換データ格納部３２には、アスファルトフィニッシャ１の構造に特有の情報に基づき、また、基準データ格納部３３には、アスファルト舗装を行う施工情報に基づき所定のデータが格納されている。

アスファルトフィニッシャ１がアスファルト舗装を行う所定の位置に導かれると、施工開始を待ち（ステップＳ１４）、トータルステーション２２によりレベリングアーム７に取り付けた反射体１１の計測を行う（ステップＳ１５）。計測した反射体１１の高さｚ_paからオフセットデータｈ_ofを減算してスクリード７の下面の左側の所定位置の高さｚ_eを求め、基準データ格納部３３に格納された基準高さデータｚ_cと比較演算を行って誤差Δを求める（ステップＳ１６）。求めた誤差Δに基づき収縮装置５の伸縮（ウ）を制御してレベリングアーム７の高さを調整する（ステップＳ１７）。

アスファルト舗装の施工終了を判定し（ステップＳ１８）、施工終了まで、オフセットデータ更新をするか否かを判定して（ステップＳ１９）、適宜オフセットデータ更新しな
がらステップＳ１５の処理に戻り、同様の処理を繰り返し実行する。オフセットデータ更新は、所定距離を施工する毎に、例えば図６で説明したノード数をカウントして所定ノード数施工する毎に行ったり、特定のノードを予め設定してそのノードの施工後に行ったり、あるいは作業員の判断によりアスファルトフィニッシャ１の走行を停止させて行うなど、適宜設定された条件を判定して行う。

オフセットデータ更新をする場合には、図４（ｂ）に示すように舗装材２０の施工仕上がり面に規定高さｈ_ocの支持棒に取り付けた反射体２１を立てて、トータルステーション２２により反射体２１の高さｚ_pcを計測する（ステップＳ２０）。計測した反射体２１の高さｚ_pcを規定高さｈ_ocでスクリード７の下面の左側の所定位置の高さｚ_eに変換し、計測した反射体２１の位置座標データＰ_pcを基準データ格納部３３の読み出しアドレスとして基準高さデータｚ_cを読み出し、所定位置の高さｚ_eと基準高さデータｚ_cとの比較演算を行って誤差Δを求める（ステップＳ２１）。求めた誤差Δによりオフセットデータｈ_ofを調整（修正）して更新し（ステップＳ２２）、ステップＳ１５の処理に戻り、同様の処理を繰り返し実行する。

このように本実施形態では、アスファルト舗装の施工をしながら、舗装材２０の施工仕上がり面に規定高さｈ_ocの支持棒に取り付けた反射体２１を立てて、トータルステーション２２により反射体２１の高さｚ_pcを計測し、逐次オフセットデータｈ_ofの更新を簡便に行うことができ、施工開始時に施工誤差があっても、施工をしながらオフセットデータの更新によりその施工誤差を低減させることができる。また、施工中に、アスファルトフィニッシャ１に構造的な変形、変化が生じても、オフセットデータｈ_ofの更新により、現況に追随して所望の施工精度を確保することができ、柔軟に施工環境に順応させたアスファルトフィニッシャのスクリードのレベルを制御することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、左右のレベリングアームの上に支持棒を立てて全方位プリズムを取り付け、施工仕上がり面の高さを計測し調整を行うようにしたが、スクリード上の左右両側に支持棒を立てて全方位プリズムを取り付けて同様の調整を行うようにしてもよい。また、全方位プリズムの平面位置の座標（ｘ_p，ｙ_p）からスクリード７の下面の右側の所定位置の座標（ｘ_s，ｙ_s）を求めてアドレスとし、その位置における基準データ格納部３３に格納された基準の高さｚ_cが読み出すようにしたが、全方位プリズムの平面位置の座標（ｘ_p，ｙ_p）をアドレスとして基準データ格納部３３に格納された基準の高さｚ_cが読み出すようにしてもよい。この場合には、図２における変換データ格納部３２、座標変換処理部３６を省くことができ、Ｌ字状その他曲がった支持棒をレベリングアームの上に立てて反射体１１を取り付け、施工環境や状況に応じて反射体１１の位置を自由に変えて設定することができる。

また、制御装置は、計測高さデータと基準高さデータとをオフセットデータでレベル調整（オフセットデータを加減）して比較し、それらが同じになるように伸縮装置の伸縮を制御するものであり、さらに、そのオフセットデータを舗装材の施工仕上がり面に基づき随時修正しながら更新することにより、施工精度を高めている。したがって、実施形態では、計測高さデータからオフセットデータを減算したが、基準高さデータにオフセットデータを加算してもよいし、図２に示す構成に限定されるものではなく、適宜変形することが可能であることをいうまでもない。

図１においては、反射体１１の計測及び反射体２１の計測に１台のトータルステーション２２を共用したが、それぞれに別個のトータルステーションを用いて計測してもよい。さらに、レベリングアーム、或いはスクリードから横方向にアームを延ばして、例えば光波測距装置など（例えば、特許文献１の１９参照）の距離センサを取り付け、側方の路面
までの高さを計測するようにしてもよい。右又は左の側方の路面が既に施工済みである場合に、その側方の路面までの高さを計測すると、反射体１１により計測したデータを用いるより側方の路面との施工面での段差が生じないように伸縮装置５の伸縮の制御を行うことができる。したがって、この場合には、片側について、反射体１１により計測したデータを用いる制御から光波測距装置により計測したデータを用いる制御に切り換えて伸縮装置５の伸縮の制御を行うことになる。

また、前輪と後輪を有するホィール式のアスファルトフィニッシャで説明したが、受動スプロケットと駆動スプロケットとの間にクローラが巻装されたクローラ式のアスファルトフィニッシャであってもよい。

１…アスファルトフィニッシャ、２…車体本体、３…運転席、４…制御システム、５…伸縮装置、６…支持軸、７…レベリングアーム、８…スクリード、９…前輪、１０…後輪、１１と２１…反射体、２０…舗装材、２２…トータルステーション、２３…高さ調整板、３１…通信処理部、３２…変換データ格納部、３３…基準データ格納部、３４…オフセット格納部、３５…高さ変換処理部、３６…座標変換処理部、３７…入力・指示制御部、３８…オフセット設定処理部、３９…演算処理部、４０…レベル調整部

Claims

車体本体の両側面で伸縮装置により高さ方向に移動操作される支持軸にレベリングアームを介してスクリードが支持され前記車体本体の後方に配設されるアスファルトフィニッシャにおいて、
前記レベリングアームに取り付けられる反射体と、
少なくともオフセットデータを格納するオフセット格納手段と、
位置の座標をアドレスとして前記位置における舗装材による施工仕上がり面の基準高さデータを格納する基準データ格納手段と、
３次元の計測座標を受信して前記計測座標における位置座標に基づき前記基準データ格納手段の読み出しアドレスを生成して前記基準高さデータを読み出すとともに、前記計測座標における高さデータと前記基準高さデータとを前記オフセット格納手段に格納されたオフセットデータに基づきレベル調整して比較し前記伸縮装置を制御する制御手段と
を備え、前記オフセット格納手段は、前記オフセットデータとして、前記スクリードの下面の高さを基準高さデータに設定したときの前記反射体の計測座標の高さデータと前記基準高さデータとの差を格納し、前記制御手段は、舗装材による施工の進行に伴い予め設定された前記オフセットデータの更新条件を判定して、規定高さの反射体を施工済みの舗装材による施工仕上がり面に立てて計測された３次元の計測座標を受信し、当該計測座標における位置座標を読み出しアドレスとして前記基準高さデータを読み出すとともに、前記計測座標における高さ座標から前記規定高さを減算して計測高さデータを求め、前記基準高さデータと前記計測高さデータとの誤差により前記オフセットデータを修正して前記オフセットデータの更新処理を行うことを特徴とするアスファルトフィニッシャ。
前記制御手段は、前記計測座標に基づき前記スクリードの下面の所定位置の座標を前記読み出しアドレスとして生成することを特徴とする請求項１に記載のアスファルトフィニッシャ。
トータルステーションにより請求項１乃至２のいずれかに記載のアスファルトフィニッシャの反射体を計測して３次元の計測座標を前記アスファルトフィニッシャの制御手段に送信して前記レベリングアームの高さ調整しながらアスファルト舗装の施工を行い、前記施工中に、舗装材による施工の進行に伴い予め設定された前記オフセットデータの更新条件を判定して、施工済みの舗装材による施工仕上がり面に規定高さの反射体を立ててトータルステーションにより前記反射体の３次元の座標を計測し、３次元の計測座標を前記アスファルトフィニッシャの制御手段に送信して前記施工仕上がり面の高さを求めて前記基準高さとの誤差により前記アスファルトフィニッシャのオフセットデータ修正して更新することを特徴とするアスファルト舗装の施工法。