JP6781669B2 - 締固め方法、及び、締固め管理システム - Google Patents

Description

本発明は、締固め施工領域を締固める方法、及び、締固め施工領域の締固めを管理するシステムに関する。

盛土などの施工時において、土に静的圧力や衝撃力、振動などを加えて締固めると、土粒子相互の間隔が狭くなって、土粒子の間のかみ合わせが良くなり、付着力も増大する。それゆえ、土を締固めると、土の力学的強度（例えば一軸圧縮強度）が高まる。土の締固めの効果は、例えば、土の密度（乾燥密度）の高まる度合いによって判定される。

土の締固めにおける密度管理では、例えば、室内突固め試験で得られた最大乾燥密度と施工転圧された土の乾燥密度との比によって表される締固め度（Ｄｃ値）が指標として用いられる。また、施工時の土の含水比については、最大乾燥密度に対応する最適含水比を基準として規定された所定範囲内に含水比が収まることが要求され得る。
施工時には、所望の密度（乾燥密度）を得るために、土の含水比を前述の所定範囲内に維持した状態で締固める。
ここで、施工転圧された土の密度の計測には、砂置換法やＲＩ法などが用いられ得る（特許文献１の段落０００５参照）。

特許第３９０８０３１号公報

しかしながら、近年の土工機械の性能向上により、実際の施工転圧時に土に加えられる締固めエネルギーは、前述の室内突固め試験で最大乾燥密度を求める際に試料（材料）に加えられる締固めエネルギーを大きく上回っている可能性がある。また、前述の室内突固め試験については、ある程度限定された材料で行われるため、材料品質の変動に十分に対応できないことも懸念される。ゆえに、締固め度（Ｄｃ値）による密度管理の手法では、実際に施工転圧された土の締固め状態を正確に把握することが難しかった。

本発明は、このような実状に鑑み、盛土などの締固め施工領域の締固め状態を正確に把握することを目的とする。

そのため本発明に係る締固め方法は、締固め施工領域を締固める方法である。本発明に係る締固め方法は、締固め施工領域での締固め回数の増加に伴って締固め施工領域の剛性が低下しているか否かを判定する剛性低下判定工程を含む。剛性低下判定工程にて締固め施工領域の剛性が低下していないと判定した場合に、締固め施工領域の締固めを継続する。剛性低下判定工程にて締固め施工領域の剛性が低下していると判定した場合に、締固め施工領域の締固めを終了する。

本発明に係る締固め管理システムは、締固め施工領域の締固めを管理するシステムである。本発明に係る締固め管理システムは、締固め施工領域の剛性を測定する剛性測定部と、締固め施工領域での締固め回数と締固め施工領域の剛性の測定値との関係を示すデータを作成するデータ作成部と、前記データに基づいて、締固め施工領域での締固め回数の増加に伴って締固め施工領域の剛性が低下しているか否かを判定する剛性低下判定部と、剛性低下判定部での判定結果を表示する表示部と、を有する。

ここで、本発明における「締固め施工領域の剛性」とは、外力に対する締固め施工領域の変形の程度を表す指標である。本発明における「締固め施工領域の剛性」には、例えば、締固め施工領域の変形係数が含まれる。ここにおいて、「変形係数」とは、土のような応力に対する変形の大きい材料において定義される量である（例えば、「土質試験の方法と解説」土質工学会（平成２年３月３１日発行）参照）。通常、材料の応力−ひずみ曲線において最大応力の１／３の時の応力とひずみ量から求められる量を弾性係数と呼んでいるが、土のように変形量の大きい材料では、同じ応力−ひずみ曲線において、最大応力の１／２における応力とひずみ量から求められる変形係数が特性の評価によいとされている（特許第３３７２０１２号公報の段落０００８参照）。

本発明によれば、締固め施工領域での締固め回数の増加に伴って締固め施工領域の剛性が低下しているか否かを判定する。この判定手法を用いて、締固め施工領域の剛性の低下傾向を確認すれば、前述の室内突固め試験を行うことなく、締固め施工領域が十分に締固められていることを把握することができる。ゆえに、締固め施工領域の締固め状態を正確に把握することができる。

本発明者らが見出した、締固め施工領域での転圧回数と、締固め施工領域の変形係数比と、締固め施工領域の乾燥密度との関係の一例を示す図である。 本発明者らが見出した、締固め施工領域の飽和度と、締固め施工領域の変形係数比との関係の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態における締固め機械の概略構成を示す図である。 図３に示す矢印Ａ方向から見た締固め機械の正面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 前記第１実施形態における締固め管理システムの概略構成を示す図である。 前記第１実施形態における締固め施工領域の剛性を測定する方法の説明図であり、転圧輪の荷重によって締固め施工領域の表面がたわんでいる状態を示す。 前記第１実施形態における締固め施工領域の締固め方法を示すフローチャートである。 前記第１実施形態における表示部により表示される締固め施工領域のブロックごとの締固め状況の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態における締固め施工領域の締固め方法を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態における締固め施工領域の締固め方法を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態における締固め施工領域の締固め方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

図１は、本発明者らが見出した、土を含んで構成される締固め施工領域での転圧回数Ｎと、締固め施工領域の変形係数比（土の変形係数比）Ｐと、締固め施工領域の乾燥密度（土の乾燥密度）ρ_ｄとの関係の一例を示す図である。図２は、本発明者らが見出した、土を含んで構成される締固め施工領域の飽和度（土の飽和度）Ｓｒと、締固め施工領域の変形係数比（土の変形係数比）Ｐとの関係の一例を示す図である。ここにおいて、締固め施工領域は、例えば盛土により構成されている。また、転圧回数Ｎは、締固め施工領域を、図示しない締固め機械を用いて締固めた回数であり、本発明の「締固め回数」に対応するものである。また、図１及び図２において、締固め施工領域の変形係数比Ｐは、転圧回数Ｎが４回であるときの締固め施工領域の変形係数（土の変形係数）Ｅを基準としたものである。例えば、Ｐ＝１．４であれば、それに対応する締固め施工領域の変形係数（土の変形係数）Ｅが、転圧回数Ｎが４回であるときの締固め施工領域の変形係数（土の変形係数）Ｅの１．４倍であることを意味する。

図１及び図２に示す例では、転圧回数Ｎが６回に至るまでは、転圧回数Ｎが増加するほど、変形係数比Ｐ（変形係数Ｅ）が上昇する。つまり、転圧回数Ｎが６回に至るまでは、転圧回数Ｎが増加するほど、締固め施工領域の剛性が高くなる。
一方、転圧回数Ｎが６回を超えると、転圧回数Ｎが増加するほど、変形係数比Ｐ（変形係数Ｅ）が低下する。つまり、転圧回数Ｎが６回を超えると、転圧回数Ｎが増加するほど、締固め施工領域の剛性が低下する。

図１に示す例では、転圧回数Ｎが６回に至るまでは、転圧回数Ｎが増加するほど、乾燥密度ρ_ｄが上昇する。一方、転圧回数Ｎが６回を超えると、転圧回数Ｎが増加しても、乾燥密度ρ_ｄはほとんど上昇せずに、ほぼ一定の値に収束する。
以上に基づいて、本発明者らは、転圧回数Ｎが増加するに際して、締固め施工領域の変形係数Ｅの低下傾向を確認すれば、乾燥密度ρ_ｄがほぼ一定の値に収束したことを確認できることを見出した。すなわち、本発明者らは、転圧回数Ｎが増加するに際して、締固め施工領域の剛性の低下傾向を確認すれば、締固め施工領域の乾燥密度ρ_ｄがほぼ一定の値に収束したことを確認できることを見出した。

図２に示す例では、転圧回数Ｎが６回に至るまでは、転圧回数Ｎが増加するほど、飽和度Ｓｒが上昇する。一方、転圧回数Ｎが６回を超えると、転圧回数Ｎが増加しても、飽和度Ｓｒはほとんど上昇せずに、ほぼ一定の値に収束する。
以上に基づいて、本発明者らは、転圧回数Ｎが増加するに際して、締固め施工領域の変形係数Ｅの低下傾向を確認すれば、飽和度Ｓｒがほぼ一定の値に収束したことを確認できることを見出した。すなわち、本発明者らは、転圧回数Ｎが増加するに際して、締固め施工領域の剛性の低下傾向を確認すれば、締固め施工領域の飽和度がほぼ一定の値に収束したことを確認できることを見出した。

従って、本発明者らは、転圧回数Ｎが増加するに際して、締固め施工領域の剛性（変形係数Ｅ）の低下傾向を確認すれば、締固め施工領域の乾燥密度ρ_ｄ及び飽和度Ｓｒがほぼ一定の値に収束したことを確認でき、ひいては、締固め施工領域が十分に締固められていることを把握することができることを見出した。
この知見に基づいて本発明がなされた。以下、図３〜図７を用いて、本発明の第１実施形態における締固め管理システム１及び締固め機械１０について説明する。

図３は、締固め機械１０の概略構成を示す図である。図４は、図３に示す矢印Ａ方向から見た締固め機械１０の正面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ断面図である。図６は、締固め管理システム１の概略構成を示す図である。図７は、締固め施工領域Ｇの剛性を測定する方法の説明図であり、転圧輪１３の荷重によって締固め施工領域Ｇの表面（地表面）がたわんでいる状態を示す。尚、図６及び図７では、締固め施工領域Ｇの表面（地表面）のたわみを誇張して示している。また、図６及び図７では、測距部基準面が、回転中心線Ｏより上方に位置しているが、実際には、図３に示すように、回転中心線Ｏより下方に位置している。

締固め機械１０は、締固め施工領域Ｇ上を走行して締固め施工領域Ｇを締固めるものである。尚、本実施形態では、締固め施工領域Ｇが盛土により構成される（すなわち、土を含んで構成される）として以下説明するが、締固め施工領域Ｇの構成はこれに限らない。

締固め機械１０は、締固め施工領域Ｇの表面上（地表面上）を走行可能な車両であり、締固め施工領域Ｇの表面上を転動して締固め施工領域Ｇを締固める転圧輪を有する。締固め機械１０は、例えば、土工用のローラである。ローラとしては、前輪が転圧輪、後輪がゴム製タイヤのタイプや、前後輪とも転圧輪のタイプ、又は、転圧輪が振動可能なタイプなど、様々な種類のものがある。本実施形態では、締固め機械１０は、前輪が転圧輪で、後輪がゴム製タイヤであるものとし、かつ、転圧輪が振動可能ないわゆる振動ローラであるとして、以下説明する。

締固め機械１０は、前方車体１１と、後方車体１２とを備える。
前方車体１１は、全体として、走行方向（図３において白抜き矢印で示す方向）に延設されてなり、鉄製の転圧輪１３の軸部１３ａを回転可能に支持する。尚、本実施形態において、転圧輪１３は、後述する載荷ロール２を兼ねている。

前方車体１１は、左右一対のサイドフレーム１１ａ，１１ｂと、上下一対のフロントフレーム１１ｃ，１１ｄと、複数のリブ１１ｅとを備える。サイドフレーム１１ａ，１１ｂは前後方向に延びており、転圧輪１３の一対のプレート１３ｃ，１３ｄに対向している。フロントフレーム１１ｃ，１１ｄは左右方向に延びており、サイドフレーム１１ａ，１１ｂの前部同士を連結する。リブ１１ｅは上下方向に延びており、フロントフレーム１１ｃ，１１ｄ同士を連結する。

後方車体１２は、全体として、走行方向に延設されてなり、ゴム製タイヤからなる後輪１４を回転可能に軸支すると共に、操縦室フレーム１５を備える。操縦室フレーム１５内には、操縦部１５ａ、処理装置６、表示部８及び入力装置９が設けられ、操縦室フレーム１５の天井部には、位置検知部７のＧＰＳアンテナ７ａが設けられている。後方車体１２は、例えば、エンジン（図示せず）を備え、このエンジンを駆動源として駆動する走行用油圧モータ（図示せず）により後輪１４を回転させる。このエンジンは、転圧輪１３の走行用油圧モータＭ及び加振機構駆動用油圧モータ（図示せず）の駆動源でもある。

転圧輪１３は中空円筒状に形成されてなり、例えば、上下に振動しつつ、締固め施工領域Ｇの表面上を転動して効果的に締固め施工領域Ｇを締固め可能に構成されている。転圧輪１３の円筒表面は、平滑に形成されている。ここで、転圧輪１３により締固められた後の締固め施工領域Ｇの表面には、局所的な凹凸がほぼ無く、かつ、締固め機械１０の通過後に大きなうねりも無い。ゆえに、締固め施工領域Ｇは、転圧輪１３により締固められることで、その表面が平滑化される。

転圧輪１３の円筒周壁１３ｂの内周面には、円板形状の一対のプレート１３ｃ，１３ｄが互いに離間して固定されている。各プレート１３ｃ，１３ｄは、円筒周壁１３ｂの幅方向端面からそれぞれ内方に位置している。

一方のプレート１３ｃの中央部には、軸部１３ａが突設されている。他方のプレート１３ｄの中央部には、転圧輪１３を回転させる走行用油圧モータＭの出力部Ｍａが取付けられている。軸部１３ａは、一方のサイドフレーム１１ａに防振ゴムＫを介して取付けられた取付け板１３ｅに、軸受部１３ｆを介して回転可能に支持される。走行用油圧モータＭのモータ部Ｍｂは、他方のサイドフレーム１１ｂに防振ゴムＫを介して取付けられたモータ固定板１３ｇに固定される。このようにして、軸部１３ａは前方車体１１（サイドフレーム１１ａ）に回転可能に支持され、走行用油圧モータＭの出力部Ｍａの回転により、転圧輪１３は走行回転する。

一対のプレート１３ｃ，１３ｄの間には、加振機構（図示せず）が挟持されている。取付け板１３ｅには、加振機構駆動用油圧モータ（図示せず）が取付けられ、その出力軸の回転動力を、軸部１３ａの内部を貫通する加振機構の起振軸に伝達可能に構成されている。これにより、加振機構駆動用油圧モータが駆動すると加振機構により振動が発生して、転圧輪１３が振動する。このとき、防振ゴムＫが変形し、転圧輪１３の回転中心線Ｏの前方車体１１に対する位置が変動する。振動ロールにおいては、締固め施工領域Ｇの締固め時に、転圧輪１３を例えば上下に振動させるので、この振動の前方車体１１への伝達を抑制する必要がある。そのため、前述したように前方車体１１と転圧輪１３の間に、防振ゴムＫが設けられている。

例えば、転圧輪１３により締固められて平滑化された締固め施工領域Ｇの表面（図６及び図７に破線で示す締固め後の締固め施工領域Ｇの表面（地表面））上を、転圧輪１３が再度転動して、締固め施工領域Ｇに荷重が付与されると、締固め施工領域Ｇの表面は図６及び図７に実線で示すようにたわむ。以下に、荷重の付与により締固め施工領域Ｇの表面がたわむことを利用して締固め施工領域Ｇの剛性を測定する剛性測定部６ａを有する締固め管理システム１について、詳述する。尚、締固め施工領域Ｇの締固め時には、締固め機械１０を走行させつつ加振機構を駆動させ、転圧輪１３を振動させるが、締固め施工領域Ｇの剛性測定時には、加振機構を停止させた状態で、締固め機械１０を走行させる。

締固め管理システム１は、載荷ロール２と、支持フレーム３と、第１測距部４と、基準測距部５と、処理装置６と、位置検知部７と、表示部８と、入力装置９とを備える。ここにおいて、第１測距部４と、基準測距部５と、処理装置６と、位置検知部７と、表示部８と、入力装置９とについては、締固め機械１０に搭載されている。

載荷ロール２は、締固め施工領域Ｇの表面上を転動しつつ締固め施工領域Ｇに荷重を付加するものであり、本実施形態では転圧輪１３によって構成される。つまり、転圧輪１３は、締固め施工領域Ｇの締固め時には、締固め用のロールとして機能し、締固め施工領域Ｇを締固めた後の締固め施工領域Ｇの剛性測定時には、加振機構が停止された状態で、締固め施工領域Ｇに荷重を付加してたわませるロールとして機能する。

支持フレーム３は、転圧輪１３の軸部１３ａを回転可能に支持し、走行方向に延設されてなるものであり、本実施形態では、締固め機械１０の前方車体１１によって構成される。

本実施形態では、防振ゴムＫにより、転圧輪１３の回転中心線Ｏの前方車体１１に対する位置を可動に、転圧輪１３の軸部１３ａを支持するように構成されている。尚、締固め施工領域Ｇの剛性測定時は、加振機構を停止させるが、前方車体１１などの自重により、防振ゴムＫは変形するため、基準離間距離Ｄ_０（図６及び図７参照）の実際の値は、測定しなければ正確に求まらない。このため、本実施形態においては、第１測距部４とは別に、基準測距部５を設けている。防振ゴムＫなどの可動部や構造上のあそびがなければ、基準離間距離Ｄ_０は、設計値によって定まる固定値となる。

第１測距部４は、前方車体１１に固定され、前方車体１１の下方の締固め施工領域Ｇの表面（地表面）のうち、図６に示すように、転圧輪１３の回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０に対し走行方向に離間した第１地点Ｘ_１についての前方車体１１に対する離間距離Ｄ_１を測定するものである。

第１測距部４は、非接触式の距離計（変位計）、例えばレーザ変位計であり、図３及び図４に示すように、例えば、前方車体１１のフロントフレーム１１ｄの下面に、ブラケット４ａを介して取付けられ、鉛直下向きにレーザ光（図３、図４及び図６に破線矢印で示す）を投光可能に構成される。

第１地点Ｘ_１についての前方車体１１に対する離間距離Ｄ_１とは、例えば、図３、図６及び図７に示すように、レーザ光を投光する箇所を含む面（以下において第１測距部４の測距部基準面という）と第１地点Ｘ_１との間の距離であり、第１測距部４は、この距離に対応する信号を、離間距離Ｄ_１の測定結果として、処理装置６の剛性測定部６ａに出力可能に構成されている。

第１測距部４は、フロントフレーム１１ｄにおける転圧輪１３の幅方向内側、好ましくは幅方向中央に対応する位置に取付けられている。これにより、転圧輪１３により締固め施工領域Ｇの表面に轍ができてしまう場合であっても、その影響を受けずに測定をすることができ、また、幅方向中央に対応する位置に取付けることにより、転圧輪１３が幅方向中央を中心として傾いたとしても、その影響を受けずに測定をすることができる。

基準測距部５は、前方車体１１に固定され、図６に示すように、回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０についての前方車体１１に対する離間距離である基準離間距離Ｄ_０を測定するものである。

基準測距部５は、第１測距部４と同様に、例えばレーザ変位計であり、図３及び図４に示すように、前方車体１１の他方のサイドフレーム１１ｂの下面に、ブラケット５ａを介して取付けられ、鉛直下向きにレーザ光（図３〜図６に破線矢印で示す）を投光可能に構成される。

直下地点Ｘ_０についての前方車体１１に対する基準離間距離Ｄ_０とは、例えば、図３、図６及び図７に示すように、レーザ光を投光する箇所を含む面（以下において基準測距部５の測距部基準面という）と直下地点Ｘ_０との間の距離であり、基準測距部５は、この距離に対応する信号を、基準離間距離Ｄ_０の測定結果として、処理装置６の剛性測定部６ａに出力可能に構成されている。

基準測距部５は、図５及び図７に示すように、転圧輪１３の円筒周壁１３ｂの円筒内面までの距離Ｄ’（図７参照）を測定可能に、サイドフレーム１１ｂの下面に、ブラケット５ａを介して取付けられ（図５参照）、この測定値に基づいて、基準離間距離Ｄ_０を演算する。詳しくは、ブラケット５ａは他方（走行用油圧モータＭ側）のサイドフレーム１１ｂの下面において、回転中心線Ｏの方向に沿って延設して設けられ、このブラケット５ａの一端部の下面に基準測距部５が設けられる。例えば、基準測距部５には、円筒周壁１３ｂの肉厚ｔが記憶されており、測定した距離Ｄ’にこの肉厚ｔを加算した距離に対応する信号を基準離間距離Ｄ_０の測定結果として、処理装置６の剛性測定部６ａに出力する。

尚、本実施形態では、基準測距部５は、他方のサイドフレーム１１ｂ側で円筒内面までの距離Ｄ’を測定するものとしたが、これに限らず、一方（軸受部１３ｆ側）のサイドフレーム１１ａ側で円筒内面までの距離Ｄ’を測定するようにしてもよい。

第１測距部４及び基準測距部５については、第１地点Ｘ_１と直下地点Ｘ_０の地表面標高が等しい場合、それぞれの測定結果（離間距離Ｄ_１，基準離間距離Ｄ_０）が等しくなるように、事前に原点補正を行う必要がある。原点補正の手法としては、例えば、サイフォンの原理を利用した水盛式の水平器を利用することができる。具体的には、上方が開口した容器を第１測距部４と基準測距部５との鉛直下方にそれぞれ配置し、これらの容器の下部を連通管により連通させると共にそれぞれの容器に液体を満たすことで、第１測距部４と基準測距部５の鉛直下方に、標高の等しい液面をそれぞれ配する。この状態で、液面までの距離をそれぞれ測定する。そして、第１測距部４と基準測距部５の測定結果が等しくなるように、それぞれの鉛直方向の位置を微調整する。このとき、第１測距部４の測距部基準面と基準測距部５の測距部基準面とは、図３及び図６に示すように、互いに面一になる。

尚、原点補正は、このように互いの測距部基準面を面一にする場合に限らず、例えば、第１測距部４の測定結果と基準測距部５の測定結果の差分値を事前に記録し、剛性測定部６ａなどにおいて常にこの差分値を一方の測定結果から差し引くことで、補正を行ってもよい。

処理装置６は、剛性測定部６ａと、データ作成部６ｂと、記憶部６ｃと、剛性低下判定部６ｄとを有し、例えば、操縦室フレーム１５内の操縦部１５ａに隣接して配置される。

剛性測定部６ａは、第１測距部４の測定結果（離間距離Ｄ_１）と基準測距部５の測定結果（基準離間距離Ｄ_０）との差分値により、第１地点Ｘ_１のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、このたわみ量の差分値ΔＳに基づいて、締固め施工領域Ｇの剛性を測定するものである。換言すれば、剛性測定部６ａは、第１測距部４及び基準測距部５の各測定結果（離間距離Ｄ_１，基準離間距離Ｄ_０）に基づいて、締固め施工領域Ｇの剛性を測定するものである。

剛性測定部６ａは、例えば、各測距部４，５からの測定結果の信号が入力された時刻を測定時刻とし、測定時刻のデータを生成し、測定結果の信号に基づく測定データ（剛性測定データ）を、測定時刻のデータに関連付けて、記憶部６ｃに格納する。
ここで、剛性測定部６ａによる締固め施工領域Ｇの剛性測定の測定原理の一例について、図６及び図７を用いて説明する。

図７に示すように、走行方向に沿って互いに離間した２地点Ｘ_１，Ｘ_０について、それぞれ前方車体１１に対する離間距離Ｄ_１及び基準離間距離Ｄ_０を測定する。その差分ΔＤ（＝Ｄ_０−Ｄ_１）は、２地点のたわみ量の差分値であるΔＳに等しく、下記の式（１）に示す関係が成り立つ。

但し、Ｓ_０は、締固め後の地表面（図７に破線で示す）上に転圧輪１３が位置したときの直下地点Ｘ_０におけるたわみ量を示し、Ｓは、このときの第１地点Ｘ_１におけるたわみ量を示す。尚、基準離間距離Ｄ_０は直下地点Ｘ_０における測距部基準面から円筒内面までの距離Ｄ’に円筒周壁１３ｂの肉厚ｔを加算した値である。

次に、締固め施工領域Ｇの締固め後、再度その位置に転圧輪１３を転動させて、締固め施工領域Ｇに荷重を付与した場合において、転圧輪１３が締固め施工領域Ｇに接地する範囲（接地範囲）は、転圧輪１３の幅方向にロール幅Ｗ（図５参照）、走行方向に前後幅２ｂの矩形の範囲となり、この矩形範囲に転圧輪１３による接地圧が一様に作用すると仮定する。この場合、図７に示すように、転圧輪１３の直下地点Ｘ_０に対し走行方向に距離ｘ（但し、ｘ＞ｂ）だけ離間した位置（つまり、第１地点Ｘ_１）におけるたわみ量Ｓ（つまり、締固め後の地表面と変形後の地表面との間の距離）は、ブシネスクの弾性理論により、下記の式（２）により表すことができる。

但し、Ｑは転圧輪１３の軸重、μは締固め施工領域Ｇのポアソン比、Ｅは締固め施工領域Ｇの剛性を示す変形係数をそれぞれ示し、（Ｉ_ρ）₁及び（Ｉ_ρ）₂はそれぞれｂ、Ｗを定数、ｘを変数とした関数である。このようにして、転圧輪１３前方に生じるたわみ量Ｓの理論式（式（２））が得られる。

一方、転圧輪１３の接地範囲（０≦ｘ≦ｂ）においては、締固め施工領域Ｇは転圧輪１３の円筒外面（ロール表面）に沿って強制的にたわみ、幾何学的にたわみ分布が得られる。この場合、転圧輪１３の回転中心線Ｏの直下地点Ｘ_０におけるたわみ量Ｓ_０と、ｘ＝ｂにおけるたわみ量Ｓ_ｂとの間には、下記の式（３）に示す関係が成り立つ。

但し、Ｒは転圧輪１３のロール半径を示し、Ｓ_ｂは上記式（２）においてｘ＝ｂとして得ることができる。このようにして、転圧輪１３の直下地点Ｘ_０に生じるたわみ量Ｓ_０の理論式（式（３））が得られる。

ここで、式（１）におけるたわみ量の差分値ΔＳ（＝Ｄ_１−Ｄ_０）は各測距部４，５によって取得でき、転圧輪１３の軸重Ｑ、転圧輪１３のロール幅Ｗ及びロール半径Ｒは機械仕様により定まる既知の値であり、ｘについても第１測距部４の取付け位置であるため既知の値である。したがって、式（１）に、式（２）及び式（３）を代入して得られる式（以下において、「式Ａ」という）において、未知数は、ｂ、μ、Ｅの３つとなる。このうちポワソン比μは、一般に０．２〜０．４５程度のものが多く、また、土質が分かればその概略値を文献などにより得ることができる。概略値のポワソン比を用いたとしても、式（２）に示すように、式中では１−μ²の形でのみ現れるため、概略値μの精度がＥの演算精度に及ぼす影響は小さい。
従って、式Ａにおいて、未知数はｂとＥの２つとなる。そこで、ｂ、Ｅに関する条件式をもう１つ立てて、連立方程式を解くことにより、Ｅを特定することができる。

ｂ、Ｅに関するもう一つの条件式は、例えば、２つの円柱についてのヘルツの弾性接触理論を転圧輪１３と締固め施工領域Ｇとの接触に適用することにより得ることができる。すなわち、締固め後の締固め施工領域Ｇは平滑化された平面であり、その曲率半径を無限大とみなすことができ、さらに、転圧輪１３の変形係数は締固め施工領域Ｇの変形係数Ｅに比べて、非常に大きいため、ｂは、以下の式（４）で表すことができる。

式（４）において、未知数は、式Ａの場合と同様に、ｂとＥの２つとなる。以上より、上記式Ａと式（４）とを連立させて解くことにより、Ｅを特定することができる。このようにして、剛性測定部６ａは、第１測距部４の測定結果（離間距離Ｄ_１）と基準測距部５の測定結果（基準離間距離Ｄ_０）との差分値により、第１地点Ｘ_１のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、このたわみ量の差分値ΔＳに基づいて（換言すると、第１測距部４及び基準測距部５の各測定結果（離間距離Ｄ_１，基準離間距離Ｄ_０）に基づいて）、締固め施工領域Ｇの剛性として、締固め施工領域Ｇの変形係数Ｅを測定する。

位置検知部７は、予め定めた基準位置に対する原位置を検知するものであり、例えば、ＧＰＳを利用したものであり、ＧＰＳアンテナ７ａと、ＧＰＳアンテナ７ａの受信信号により原位置を演算するＧＰＳ本体（図示せず）とからなる。ＧＰＳアンテナ７ａは操縦室フレーム１５の天井に配置され、ＧＰＳ本体は操縦室フレーム１５内に配置される。ＧＰＳ本体による原位置の演算結果は、位置検知データとして、受信時刻のデータと共に、記憶部６ｃに格納される。位置検知データとしては、２次元又は３次元の適宜の座標データを取得することができる。尚、位置検知部７は、ＧＰＳを利用したものに限らず、レーザなどにより車体１１，１２の位置を追尾可能な、自動追尾式システム（自動追尾式トータルステーションなど）を利用したものであってもよい。

入力装置９は操縦室フレーム１５内に配置されている。入力装置９には、オペレータによって、締固め機械１０による締固め施工領域Ｇの転圧回数Ｎと、転圧回数Ｎごとの転圧開始時刻及び転圧終了時刻とが入力される。入力装置９に入力された転圧回数Ｎは、転圧回数データとして、転圧回数Ｎごとの転圧開始時刻及び転圧終了時刻を含む転圧時刻データと共に、記憶部６ｃに格納される。

データ作成部６ｂは、記憶部６ｃに格納された、剛性測定部６ａからの剛性測定データと、位置検知部７からの位置検知データと、入力装置９からの転圧回数データと、を関連付けて、記憶部６ｃに格納する。データ作成部６ｂは、例えば、記憶部６ｃに格納された、剛性測定部６ａからの剛性測定データ及び測定時刻データと、位置検知部７からの位置検知データ及び受信時刻データと、入力装置９からの転圧回数データ及び転圧時刻データとを抽出し、測定時刻データと受信時刻データと転圧時刻データとが互いに一致又はほぼ一致する剛性測定データと位置検知データと転圧回数データとを関連付けて、記憶部６ｃに格納するように構成されている。

データ作成部６ｂは、例えば、関連付けた剛性測定データと位置検知データと転圧回数データとに基づき、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎと締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）の関係を示す平面分布図や空間分布図を作成することができる。つまり、データ作成部６ｂは、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）と、締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）との関係を示すデータを作成することができる。
データ作成部６ｂにて作成されるこれらデータ（前述の平面分布図や空間分布図を含む）は、記憶部６ｃに格納される。

剛性低下判定部６ｄは、データ作成部６ｂで作成されて記憶部６ｃに格納された、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）と、締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）との関係を示すデータに基づいて、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの剛性（の測定値）（変形係数Ｅ（の測定値））が低下しているか否かを判定し、その判定結果を記憶部６ｃに格納するように構成されている。この判定結果は、前述の位置検知データと関連付けられて、平面分布図や空間分布図に加工され得る。この平面分布図や空間分布図についても、記憶部６ｃに格納される。

記憶部６ｃに格納された各データ（剛性低下判定部６ｄでの判定結果を含む）は、表示部８にて表示され得る。表示部８は例えばディスプレイであり、操縦室フレーム１５内に配置されている。尚、記憶部６ｃに格納された各データ（剛性低下判定部６ｄでの判定結果を含む）は、プリンタなどの印刷装置によって紙などの媒体に印刷可能であってもよい。

次に、締固め管理システム１を用いて締固め施工領域Ｇを締固める方法について、図１〜図７に加えて、図８を用いて説明する。
図８は、締固め施工領域Ｇの締固め方法を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１にて、締固め機械１０によって締固め施工領域Ｇを締固める（すなわち、転圧を行う）。この締固め回数（転圧回数Ｎ）は１回又は２回以上の任意の回数であり得る。

次に、ステップＳ２では、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）を測定する。この測定時には、締固め機械１０は締固め施工領域Ｇの表面上を走行する。この走行時には、転圧輪１３の軸重Ｑが締固め施工領域Ｇに作用して、締固め施工領域Ｇの表面（地表面）がたわむ。

ステップＳ２では、剛性測定部６ａは、第１測距部４の測定結果（離間距離Ｄ_１）と基準測距部５の測定結果（基準離間距離Ｄ_０）との差分値により、第１地点Ｘ_１のたわみ量Ｓと直下地点Ｘ_０のたわみ量Ｓ_０との差分値ΔＳを算出し、このたわみ量の差分値ΔＳと、ブシネスクの弾性理論に基づいて得られる理論式（式Ａ）と、ヘルツの弾性接触理論に基づいて得られる理論式（式（４））とを介して、締固め施工領域Ｇの剛性としての変形係数Ｅを測定する。詳しくは、剛性測定部６ａには、上記式Ａと式（４）との連立２次方程式の解（ｂ、Ｅ）を演算可能なプログラムが組み込まれており、このプログラムにより、Ｅを算出する。

尚、転圧輪１３におけるたわみは、後輪１４の荷重によっても生じるが、後輪１４は転圧輪１３から遠方に離間しているため、後輪１４の荷重による転圧輪１３におけるたわみ量は無視できるほどである。但し、後輪１４の荷重による転圧輪１３におけるたわみを考慮することにより、締固め施工領域Ｇの変形係数Ｅの測定精度をより一層高めることができる。具体的には、転圧輪１３の直下地点Ｘ_０において後輪１４の軸重によって生じるたわみ量を式（２）と同様にして定式化し、その定式化されたたわみ量を式（３）のＳ_０に加算すると共に、同じく第１地点Ｘ_１において後輪１４の軸重によって生じる定式化されたたわみ量を式（２）のＳに加算すればよい。後輪１４が複数ある場合は、すべての後輪について加算すればよい。

また、ステップＳ２では、データ作成部６ｂにて前述のような様々なデータが作成されて、これらデータが記憶部６ｃに格納される。

次に、ステップＳ３（剛性低下判定工程）では、剛性低下判定部６ｄにて、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定する。ステップＳ３では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）とに基づいて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定する。

ステップＳ３では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）とを比較することによって、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定してもよい。

又は、ステップＳ３では、例えば、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）が、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）よりも所定割合以上減少しているか否かを判定することで、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定してもよい。ここで、前述の所定割合は、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性の測定値（変形係数Ｅの測定値）の１０％であるが、前述の所定割合はこれに限らない。

ステップＳ３にて、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していないと判定された場合には、その判定結果を表示部８に表示する。オペレータは、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していないことを表示部８で確認すると、転圧不足であると判断し、ステップＳ１に進み、締固め機械１０によって締固め施工領域Ｇを締固める（すなわち、転圧を行う）。

ステップＳ３にて、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していると判定された場合には、その判定結果を表示部８に表示する。オペレータは、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していることを表示部８で確認すると、転圧が十分に行われたと判断し、ステップＳ４に進み、締固め機械１０による締固め施工領域Ｇの締固めを終了する（すなわち、転圧を終了する）。

この後、締固め機械１０及び締固め管理システム１を次の新たな締固め施工領域Ｇ（別の層又は別のレーンなど）に移動して、前述と同様に、当該新たな締固め施工領域Ｇを締固める。

図９は、表示部８によりリアルタイムに表示される締固め施工領域Ｇのブロックごとの締固め状況の一例を示す図である。この例では、締固め施工領域Ｇが例えば１ｍ四方のメッシュ状に複数のブロックに分けられている。この例では、各ブロックごとに、剛性の測定と、剛性が低下しているか否かの判定とが行われる。

図９に示す例では、締固め施工領域Ｇのうち、ステップＳ３にて剛性が低下していると判定されたブロックが斜線で表示されている。締固め施工領域Ｇのうち、ステップＳ３にて剛性が低下していないと判定されたブロック（図９中のブロック「イ−３」，「イ−４」，「ウ−４」，「オ−７」，「カ−７」）は白抜きで表示されており、これらブロックについては、転圧が不足していることがオペレータによって容易に把握できる。ゆえに、オペレータは、締固め機械１０を用いて、転圧が不足しているブロックのみを再度転圧することができる。

このようにして、オペレータは、ステップＳ３の判定結果を、表示部８を介して、視覚的に、かつ、リアルタイムに確認しながら締固め施工を行うことができるため、効率的に締固め施工を行うことができる。

本実施形態によれば、締固め施工領域Ｇを締固める方法は、締固め施工領域Ｇでの締固め回数（転圧回数Ｎ）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定する剛性低下判定工程（ステップＳ３）を含む。剛性低下判定工程（ステップＳ３）にて締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していないと判定した場合に、締固め施工領域Ｇの締固めを継続する。剛性低下判定工程（ステップＳ３）にて締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していると判定した場合に、締固め施工領域Ｇの締固めを終了する（ステップＳ４）。この判定手法を用いて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の低下傾向を確認すれば、前述の室内突固め試験を行うことなく、締固め施工領域Ｇが十分に締固められていることを把握することができる。ゆえに、締固め施工領域Ｇの締固め状態を正確に把握することができる。

また本実施形態によれば、剛性低下判定工程（ステップＳ３）では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値とに基づいて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定する。これにより、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の低下傾向を簡易に把握することができる。

また本実施形態によれば、剛性低下判定工程（ステップＳ３）では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値とを比較することによって、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定することができる。ここにおいて、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値よりも大きい場合には、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していると判定することができる。また、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値以下である場合には、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していないと判定することができる。

また本実施形態によれば、剛性低下判定工程（ステップＳ３）では、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値よりも所定割合以上減少しているか否かを判定することで、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定することができる。ここにおいて、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値よりも所定割合以上減少している場合には、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していると判定することができる。また、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値よりも所定割合以上減少していない場合には、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していないと判定することができる。ここにおける所定割合とは、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値を基準とする所定の割合である。

また本実施形態によれば、締固め施工領域Ｇは、締固め施工領域Ｇ上を走行可能な締固め機械１０により締固められる。締固め機械１０によって下方にたわむ締固め施工領域Ｇの表面のたわみ量Ｓ，Ｓ_０に基づいて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）を測定する（図７参照）。これにより、締固め機械１０を走行させつつ、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）を連続的に測定することができる。

また本実施形態によれば、締固め施工領域Ｇは、盛土により構成される。ゆえに、本実施形態の締固め方法を盛土の締固めに用いることができる。

また本実施形態によれば、締固め管理システム１は、締固め施工領域Ｇの締固めを管理するシステムである。締固め管理システム１は、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）を測定する剛性測定部６ａと、締固め施工領域Ｇでの締固め回数（転圧回数Ｎ）と締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値との関係を示すデータを作成するデータ作成部６ｂと、該データに基づいて、締固め施工領域Ｇでの締固め回数（転圧回数Ｎ）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定する剛性低下判定部６ｄと、剛性低下判定部６ｄでの判定結果を表示する表示部８とを有する。この締固め管理システム１を用いて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の低下傾向を確認すれば、前述の室内突固め試験を行うことなく、締固め施工領域Ｇが十分に締固められていることを把握することができる。ゆえに、締固め施工領域Ｇの締固め状態を正確に把握することができる。

また本実施形態によれば、剛性低下判定部６ｄでは、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値とに基づいて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定する。これにより、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の低下傾向を簡易に把握することができる。

また本実施形態によれば、剛性低下判定部６ｄでは、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値とを比較することによって、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定することができる。ここにおいて、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値よりも大きい場合には、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していると判定することができる。また、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値以下である場合には、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していないと判定することができる。

また本実施形態によれば、剛性低下判定部６ｄでは、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値よりも所定割合以上減少しているか否かを判定することで、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定することができる。ここにおいて、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値よりも所定割合以上減少している場合には、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していると判定することができる。また、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値が、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値よりも所定割合以上減少していない場合には、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していないと判定することができる。ここにおける所定割合とは、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定値を基準とする所定の割合である。

また本実施形態によれば、締固め施工領域Ｇは、締固め施工領域Ｇ上を走行可能な締固め機械１０によって締固められる。剛性測定部６ａは、締固め機械１０に搭載されている。剛性測定部６ａは、締固め機械１０によって下方にたわむ締固め施工領域Ｇの表面のたわみ量Ｓ，Ｓ_０に基づいて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）を測定する（図７参照）。これにより、締固め機械１０を走行させつつ、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）を連続的に測定することができる。

また本実施形態によれば、表示部８は、締固め機械１０に搭載されている。これにより、オペレータは、表示部８を介して、視覚的に、かつ、リアルタイムに確認しながら締固め施工を行うことができるため、効率的に締固め施工を行うことができる。

図１０は、本発明の第２実施形態における締固め施工領域Ｇの締固め方法を示すフローチャートである。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。

本実施形態では、ステップＳ１１において、前述のステップＳ２と同様に、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）を測定すると共に、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒ（水の飽和度）を測定する。この飽和度Ｓｒの測定には周知の手法が用いられる。
また、ステップＳ１１では、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）と、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）と、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒとの関係を示すデータが作成され得る。

次に、前述の第１実施形態と同様に、ステップＳ３では、剛性低下判定部６ｄにて、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定する。

ステップＳ３にて、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していないと判定された場合には、その判定結果を表示部８に表示する。オペレータは、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していないことを表示部８で確認すると、転圧不足であると判断し、ステップＳ１に進み、締固め機械１０によって締固め施工領域Ｇを締固める（すなわち、転圧を行う）。

ステップＳ３にて、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していると判定された場合には、その判定結果を表示部８に表示して、ステップＳ１２（飽和度上昇鈍化判定工程）に進む。

ステップＳ１２では、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化しているか否かを判定する。ステップＳ１２では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値とに基づいて、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化しているか否かを判定する。

ステップＳ１２では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値とを比較することによって、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化しているか否かを判定してもよい。

又は、ステップＳ１２では、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値から今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値までの増加度合いが所定割合未満であるか否かを判定することで、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化しているか否かを判定してもよい。ここで、前述の所定割合は、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値の１０％であるが、前述の所定割合はこれに限らない。

ステップＳ１２にて、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化していないと判定された場合には、オペレータは、転圧不足であると判断し、ステップＳ１に進み、締固め機械１０によって締固め施工領域Ｇを締固める（すなわち、転圧を行う）。

ステップＳ１２にて、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化していると判定された場合には、オペレータは、転圧が十分に行われたと判断し、ステップＳ４に進み、締固め機械１０による締固め施工領域Ｇの締固めを終了する（すなわち、転圧を終了する）。

特に本実施形態によれば、締固め施工領域Ｇを締固める方法は、締固め施工領域Ｇでの締固め回数（転圧回数Ｎ）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化しているか否かを判定する飽和度上昇鈍化判定工程（ステップＳ１２）を更に含む。剛性低下判定工程（ステップＳ３）にて締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していると判定し、かつ、飽和度上昇鈍化判定工程（ステップＳ１２）にて締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化していると判定した場合に、締固め施工領域Ｇの締固めを終了する（図１０参照）。ゆえに、締固め管理において、主として、締固め施工領域Ｇの剛性の低下傾向を確認し、補助的に、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇の鈍化を確認することで、確実に締固め管理を行うことができる。

また本実施形態によれば、飽和度上昇鈍化判定工程（ステップＳ１２）では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値とに基づいて、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化しているか否かを判定する。これにより、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇の鈍化傾向を簡易に把握することができる。

また本実施形態によれば、飽和度上昇鈍化判定工程（ステップＳ１２）では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値から今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値までの増加度合いが所定割合未満であるか否かを判定することで、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化しているか否かを判定することができる。ここにおいて、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値から今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値までの増加度合いが所定割合未満である場合には、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化していると判定することができる。また、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値から今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値までの増加度合いが所定割合未満ではない場合には、締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの上昇が鈍化していないと判定することができる。ここにおける所定割合とは、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの飽和度Ｓｒの測定値を基準とする所定の割合である。

図１１は、本発明の第３実施形態における締固め施工領域Ｇの締固め方法を示すフローチャートである。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。

本実施形態では、ステップＳ２１において、前述のステップＳ２と同様に、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）を測定すると共に、締固め施工領域Ｇの密度（本実施形態では乾燥密度ρ_ｄ）を測定する。この乾燥密度ρ_ｄの測定には周知の手法が用いられる。
また、ステップＳ２１では、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）と、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）と、締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄとの関係を示すデータが作成され得る。

次に、前述の第１実施形態と同様に、ステップＳ３では、剛性低下判定部６ｄにて、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下しているか否かを判定する。

ステップＳ３にて、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していないと判定された場合には、その判定結果を表示部８に表示する。オペレータは、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していないことを表示部８で確認すると、転圧不足であると判断し、ステップＳ１に進み、締固め機械１０によって締固め施工領域Ｇを締固める（すなわち、転圧を行う）。

ステップＳ３にて、締固め施工領域Ｇの剛性が低下していると判定された場合には、その判定結果を表示部８に表示して、ステップＳ２２（密度上昇鈍化判定工程）に進む。

ステップＳ２２では、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの上昇が鈍化しているか否かを判定する。ステップＳ２２では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの測定値とに基づいて、締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの上昇が鈍化しているか否かを判定する。

ステップＳ２２では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの測定値とを比較することによって、締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの上昇が鈍化しているか否かを判定してもよい。

又は、ステップＳ１２では、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの測定値から今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの測定値までの増加度合いが所定割合未満であるか否かを判定することで、締固め施工領域Ｇでの転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの上昇が鈍化しているか否かを判定してもよい。ここで、前述の所定割合は、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの測定値の１０％であるが、前述の所定割合はこれに限らない。

ステップＳ２２にて、締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの上昇が鈍化していないと判定された場合には、オペレータは、転圧不足であると判断し、ステップＳ１に進み、締固め機械１０によって締固め施工領域Ｇを締固める（すなわち、転圧を行う）。

ステップＳ２２にて、締固め施工領域Ｇの乾燥密度ρ_ｄの上昇が鈍化していると判定された場合には、オペレータは、転圧が十分に行われたと判断し、ステップＳ４に進み、締固め機械１０による締固め施工領域Ｇの締固めを終了する（すなわち、転圧を終了する）。

特に本実施形態によれば、締固め施工領域Ｇを締固める方法は、締固め施工領域Ｇでの締固め回数（転圧回数Ｎ）の増加に伴って締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇が鈍化しているか否かを判定する密度上昇鈍化判定工程（ステップＳ２２）を更に含む。剛性低下判定工程（ステップＳ３）にて締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下していると判定し、かつ、密度上昇鈍化判定工程（ステップＳ２２）にて締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇が鈍化していると判定した場合に、締固め施工領域Ｇの締固めを終了する（図１１参照）。ゆえに、締固め管理において、主として、締固め施工領域Ｇの剛性の低下傾向を確認し、補助的に、締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇の鈍化を確認することで、確実に締固め管理を行うことができる。

また本実施形態によれば、密度上昇鈍化判定工程（ステップＳ２２）では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値と、今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値とに基づいて、締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇が鈍化しているか否かを判定する。これにより、締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇の鈍化傾向を簡易に把握することができる。

また本実施形態によれば、密度上昇鈍化判定工程（ステップＳ２２）では、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値から今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値までの増加度合いが所定割合未満であるか否かを判定することで、締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇が鈍化しているか否かを判定することができる。ここにおいて、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値から今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値までの増加度合いが所定割合未満である場合には、締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇が鈍化していると判定することができる。また、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値から今回の締固め時における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値までの増加度合いが所定割合未満ではない場合には、締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇が鈍化していないと判定することができる。ここにおける所定割合とは、例えば、過去の締固め時（例えば前回の締固め時）における締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の測定値を基準とする所定の割合である。

尚、前述の第２実施形態において、本実施形態と同様に、補助的に、締固め施工領域Ｇの密度（乾燥密度ρ_ｄ）の上昇の鈍化を確認することで、確実に締固め管理を行うようにしてもよいことは言うまでもない。

図１２は、本発明の第４実施形態における締固め施工領域Ｇの締固め方法を示すフローチャートである。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。

本実施形態では、まず、ステップＳ５１（締固め回数予想工程）にて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下し始める転圧回数Ｎ（締固め回数）を予想する。換言すれば、ステップＳ５１（締固め回数予想工程）にて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下し始める転圧回数Ｎ（締固め回数）の予想値を求める。この予想値を求める際には、例えば、締固め施工領域Ｇの限定された一部での事前の施工実験の結果や、過去の施工実績などが考慮され得る。

次に、ステップＳ５２では、締固め施工領域Ｇで本施工を行う。具体的には、前述のステップＳ１〜Ｓ４が実施される。ここにおいて、ステップＳ５１以降の最初のステップＳ１では、前述の予想値より所定回数分少ない転圧回数Ｎ（締固め回数）の転圧が行われ、これに続くステップＳ２にて、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定が行われる。従って、ステップＳ５１に続くステップＳ５２については、ステップＳ５１にて求められた前述の予想値より所定回数分少ない転圧回数Ｎ（締固め回数）から締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定が開始される。ここで、前述の所定回数は例えば２回であるが、所定回数はこれに限らない。

特に本実施形態によれば、締固め施工領域Ｇを締固める方法は、締固め施工領域Ｇの締固めを開始するに先立って（ステップＳ５２に先立って）、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）が低下し始める締固め回数（転圧回数Ｎ）の予想値を求める締固め回数予想工程（ステップＳ５１）を更に含む。ステップＳ５２にて締固め施工領域Ｇの締固めを開始した後に、前記予想値より所定回数分少ない締固め回数（転圧回数Ｎ）から締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定を開始する。これにより、締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の低下傾向を確認するための締固め施工領域Ｇの剛性（変形係数Ｅ）の測定の頻度を必要最小限にすることができるので、締固め施工領域Ｇの締固め施工を効率良く行うことができる。

尚、本実施形態における締固め施工領域Ｇの締固め方法に、前述の第２実施形態及び第３実施形態における締固め施工領域Ｇの締固め方法を適用することが可能であることは言うまでもない。

前述の第１〜第４実施形態では、本発明における「締固め施工領域の剛性」の一例として締固め施工領域Ｇの変形係数Ｅを挙げて説明したが、本発明における「締固め施工領域の剛性」は、前述の変形係数Ｅに限らない。例えば、締固め施工領域Ｇのバネ定数又は反力係数であってもよい（特許文献１の段落０００７参照）。

また、転圧回数Ｎ（締固め回数）の増加に伴う締固め施工領域Ｇの剛性の低下を確認する手法については、前述の第１〜第４実施形態に開示したものに限らない。例えば、落球探査法における接触時間の増大、ＣＢＲ試験におけるＣＢＲ値の低下、平板載荷試験におけるＫ_３０値の低下、コーン貫入試験におけるコーン指数の低下、振動ローラ加速度応答法におけるＣＣＶ（加速度応答値）の変化などに基づいて、締固め施工領域Ｇの剛性の低下を確認してもよい。

前述の第１〜第４実施形態では、締固め施工領域Ｇが土質材料を含んで構成される例を説明したが、これに加えて、又は、これに代えて、締固め施工領域Ｇがコンクリート材料を含んで構成されてもよい。例えば、締固め施工領域Ｇは、振動ローラで締固めを行う超硬練りのダムコンクリートであるＲＣＤコンクリート（Roller Compacted Dam Concrete）を含んで構成され得る。又は、例えば、締固め施工領域Ｇは、砂礫などの岩石質材料に水とセメントとを配合して生成されたＣＳＧ（Cemented Sand and Gravel）を含んで構成され得る。

また、締固め施工領域Ｇがコンクリート材料を含んで構成される場合には、前述の飽和度Ｓｒに代わる指標として、空気量（コンクリート材料中の空気量）が用いられ得る。締固め施工領域Ｇがコンクリート材料を含んで構成される場合においては、締固め回数（例えば転圧回数Ｎ）が増加するに際して、締固め施工領域Ｇの剛性（例えば変形係数Ｅ）の低下傾向を確認すれば、締固め施工領域Ｇの空気量の低下が収まって当該空気量がほぼ一定の値に収束したことを確認でき、ひいては、締固め施工領域Ｇが十分に締固められていることを把握することができる。

図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１ 締固め管理システム
２ 載荷ロール
３ 支持フレーム
４ 第１測距部
５ 基準測距部
６ 処理装置
６ａ 剛性測定部
６ｂ データ作成部
６ｃ 記憶部
６ｄ 剛性低下判定部
７ 位置検知部
８ 表示部
９ 入力装置
１０ 締固め機械
１１ 前方車体
１２ 後方車体
１３ 転圧輪
１４ 後輪
１５ 操縦室フレーム
Ｇ 締固め施工領域

Claims (12)

1. 締固め施工領域を締固める方法であって、
   前記締固め施工領域での締固め回数の増加に伴って前記締固め施工領域の剛性が低下しているか否かを判定する剛性低下判定工程を含み、
   前記剛性低下判定工程にて前記締固め施工領域の剛性が低下していないと判定した場合に、前記締固め施工領域の締固めを継続し、
   前記剛性低下判定工程にて前記締固め施工領域の剛性が低下していると判定した場合に、前記締固め施工領域の締固めを終了する、
   締固め方法。
2. 前記剛性低下判定工程では、過去の締固め時における前記締固め施工領域の剛性の測定値と、今回の締固め時における前記締固め施工領域の剛性の測定値とに基づいて、前記締固め施工領域の剛性が低下しているか否かを判定する、請求項１に記載の締固め方法。
3. 前記締固め施工領域の締固めを開始するに先立って、前記締固め施工領域の剛性が低下し始める締固め回数の予想値を求める締固め回数予想工程を更に含み、
   前記締固め施工領域の締固めを開始した後に、前記予想値より所定回数分少ない締固め回数から前記締固め施工領域の剛性の測定を開始する、請求項１又は請求項２に記載の締固め方法。
4. 前記締固め施工領域は、前記締固め施工領域上を走行可能な締固め機械により締固められ、
   前記締固め機械によって下方にたわむ前記締固め施工領域の表面のたわみ量に基づいて、前記締固め施工領域の剛性を測定する、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の締固め方法。
5. 前記締固め施工領域での締固め回数の増加に伴って前記締固め施工領域の密度の上昇が鈍化しているか否かを判定する密度上昇鈍化判定工程を更に含み、
   前記剛性低下判定工程にて前記締固め施工領域の剛性が低下していると判定し、かつ、前記密度上昇鈍化判定工程にて前記締固め施工領域の密度の上昇が鈍化していると判定した場合に、前記締固め施工領域の締固めを終了する、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の締固め方法。
6. 前記締固め施工領域での締固め回数の増加に伴って前記締固め施工領域の飽和度の上昇が鈍化しているか否かを判定する飽和度上昇鈍化判定工程を更に含み、
   前記剛性低下判定工程にて前記締固め施工領域の剛性が低下していると判定し、かつ、前記飽和度上昇鈍化判定工程にて前記締固め施工領域の飽和度の上昇が鈍化していると判定した場合に、前記締固め施工領域の締固めを終了する、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の締固め方法。
7. 前記締固め施工領域は、盛土により構成される、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の締固め方法。
8. 締固め施工領域の締固めを管理するシステムであって、
   前記締固め施工領域の剛性を測定する剛性測定部と、
   前記締固め施工領域での締固め回数と前記締固め施工領域の剛性の測定値との関係を示すデータを作成するデータ作成部と、
   前記データに基づいて、前記締固め施工領域での締固め回数の増加に伴って前記締固め施工領域の剛性が低下しているか否かを判定する剛性低下判定部と、
   前記剛性低下判定部での判定結果を表示する表示部と、
   を有する、締固め管理システム。
9. 前記剛性低下判定部では、過去の締固め時における前記締固め施工領域の剛性の測定値と、今回の締固め時における前記締固め施工領域の剛性の測定値とに基づいて、前記締固め施工領域の剛性が低下しているか否かを判定する、請求項８に記載の締固め管理システム。
10. 前記締固め施工領域は、前記締固め施工領域上を走行可能な締固め機械によって締固められ、
    前記剛性測定部は、前記締固め機械に搭載されており、
    前記剛性測定部は、前記締固め機械によって下方にたわむ前記締固め施工領域の表面のたわみ量に基づいて、前記締固め施工領域の剛性を測定する、請求項８又は請求項９に記載の締固め管理システム。
11. 前記表示部は、前記締固め機械に搭載されている、請求項１０に記載の締固め管理システム。
12. 前記締固め施工領域は、盛土により構成される、請求項８〜請求項１１のいずれか１つに記載の締固め管理システム。