JP7191736B2 - アスファルトフィニッシャ及びスクリード制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、舗装工事に於いてアスファルト合材を敷均すアスファルトフィニッシャ及びスクリード制御方法に関するものである。

舗装工事の最終工程として、アスファルト合材を均一に敷均す作業があり、アスファルト合材を敷均す作業はアスファルトフィニッシャによって行われる。

アスファルトフィニッシャ１の概略について図１０により説明する。

走行体２の前部には、アスファルト合材を入れるホッパ３が設けられている。該ホッパ３内のアスファルト合材は前記走行体２の下部に位置するフィーダ（図示せず）によって後方（図１０中右方）に移送され、その後該フィーダに対して直交する方向に設けられたスクリュースプレッダ（図示せず）によって左右に均等に広げられてスクリード４によって敷均される。

該スクリード４はレベリングアーム５の後端に固定的に設けられ、該レベリングアーム５の前端は支持軸６を介して前記走行体２の側面に連結されている。該支持軸６は、前後の車輪７，８間の略中央に位置し、上下動可能に設けられている。又、前記支持軸６はピボットシリンダ９に連結され、該ピボットシリンダ９よって上下に移動操作される様になっている。該ピボットシリンダ９の上下変位により前記レベリングアーム５、前記スクリード４は該スクリード４の接地点を中心に一体的に傾動する様になっている。

前記スクリード４は前記レベリングアーム５を介して走行体２に牽引され、又前記スクリード４は前記レベリングアーム５の前記支持軸６を支点として上下に自在に変位可能となっている。

所定温度、例えば約１６０℃に加熱されたアスファルト合材がダンプカー等によって搬送され、前記ホッパ３に投入される。アスファルト合材はフィーダにより走行体２の中央を通って後方に送られ、スクリュースプレッダで左右方向（道路の幅方向）に広げられ、前記スクリード４の前側に盛上げられる。

前記スクリード４の底面は、アタック角（作業角）αが形成される様、前側が高くなる様に傾斜される。

前記走行体２が前進することで、アスファルト合材がスクリード４の下面にもぐり込み、前記スクリード４の自重により、アスファルト合材が道路表面に押圧され、均一に敷均され、アスファルト合材による舗装が施工される。

ここで、アスファルト合材の舗装厚は、アスファルト合材の粘度、アスファルト合材の温度、前記走行体２の速度、前記アタック角α、前記スクリード４の重量等の力の釣合によって決定される。アスファルト合材の粘度、アスファルト合材の温度、前記走行体２の速度、前記スクリード４の重量は、舗装施工中大きな変動はないとすると、舗装厚を決定する主たる要因は、アタック角となる。

釣合った状態でのアタック角をα0 とすると、アタック角αをα0 より大きくすれば、もぐり込み量が大きくなり、舗装厚が増大する。舗装厚の増加と共にアタック角αは減少し、更に力の釣合が成立したところ（α＝α0 ）で舗装厚が安定する。又、アタック角を小さくすると、もぐり込み量が小さくなり、舗装厚が減少し、舗装厚の減少と共にアタック角αは増加し、更に力の釣合が成立したところ（α＝α0 ）で舗装厚が安定する。

前記アタック角αは、前記支持軸６の上下変位によって増減し、前記支持軸６が前記ピボットシリンダ９によって上昇されるとアタック角αは増大し、前記支持軸６がピボットシリンダ９によって下降されるとアタック角αは減少する。従って、舗装厚を増減する場合は、前記ピボットシリンダ９によるアタック角αを増減すればよい。更に、アタック角αを一定に保つことで、平坦で舗装厚を一定とすることができる。

然し乍ら、現地盤（舗装前の路面）は、ロードローラにより平らに均されているが、多少の凹凸（不陸）は残置している。この為、前記走行体２が凹凸を乗上げ、乗下げることで前記走行体２が揺動する。前記スクリード４は前記走行体２に牽引されており、前記走行体２が揺動することで前記支持軸６が上下に変位する。

この支持軸６の上下変位は、アタック角αの変動に現れるので、舗装厚が変動し、現地盤の不陸の影響が舗装表面に現れてしまう。

特公平７－４９６４６号公報 特公平７－９６７６２号公報 特開２０１３－２２７６号公報 特開２００２－３３９３１４号公報 特開２００５－１２１３８８号公報 米国特許第１００６６３４６号明細書 特開平９－２６４７４３号公報

本発明は、現地盤の不陸をキャンセルし舗装表面を平坦に仕上げることが可能なアスファルトフィニッシャ及びスクリード制御方法を提供するものである。

本発明は、走行体と、該走行体に牽引されたスクリードと、該スクリードと一体的に設けられ前方に延出するレベリングアームと、前記走行体に上下変位可能に設けられ、前記レベリングアームの先端部を前記走行体に連結する支持軸と、該支持軸を上下移動させるピボットシリンダと、制御装置とを具備するアスファルトフィニッシャであって、前記レベリングアームの前記支持軸の近傍であり、該支持軸に対して既知の第１点の高さを検出する第１検出部と、前記レベリングアームの前記第１点から所定距離に位置する第２点の高さを検出する第２検出部とを更に具備し、前記制御装置は、舗装設計線を有し、前記第１検出部が検出する前記第１点の舗装設計線に関する高さ変化量ΔＡと前記第２検出部が検出する前記第２点の舗装設計線に関する高さ変化量ΔＢに基づき前記支持軸を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる様、前記ピボットシリンダを制御し、前記スクリード底面のアタック角αが所定値に維持される様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記第１検出部は前記第１点に設けられた超音波センサであり、前記第２検出部は前記第２点に設けられた超音波センサであるアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記第１検出部は前記第１点に設けられた受光器と、定速で回転照射されるレーザ光線から構成され、前記第２検出部は前記第２点に設けられた受光器と前記レーザ光線から構成され、前記レーザ光線は複数のファンビームから構成され、少なくとも１つのファンビームは水平面に対して既知の角度で傾斜され、前記受光器は前記ファンビームを受光した際の受光時間差に基づき前記ΔＡ、前記ΔＢを検出する様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記第１検出部は前記第１点に設けられたプリズムと、該プリズムを追尾測定するトータルステーションから構成され、前記第２検出部は前記第２点に設けられたプリズムと前記トータルステーションから構成され、前記トータルステーションは前記プリズムを交互に測定し、それぞれの高さを測定し、測定結果に基づき前記ΔＡ、前記ΔＢを検出する様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記第１検出部は前記第１点に設けられたプリズムと、該プリズムを追尾測定する第１のトータルステーションから構成され、前記第２検出部は前記第２点に設けられたプリズムと第２のトータルステーションから構成され、前記第１、第２のトータルステーションは前記第１、第２のプリズムのそれぞれの高さを測定し、測定結果に基づき前記ΔＡ、前記ΔＢを検出する様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか一方は、前記レベリングアームの傾斜を測定する傾斜センサを有し、該傾斜センサが検出した傾斜角、第１点と第２点間の距離及び前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか一方が検出した高さに基づき高さを検出する様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか他方は、超音波センサであるアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか他方は、受光器と、定速で回転照射されるレーザ光線から構成され、前記レーザ光線は複数のファンビームから構成され、少なくとも１つのファンビームは水平面に対して既知の角度で傾斜され、前記受光器は前記ファンビームを受光した際の受光時間差に基づき高さを検出する様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか他方は、プリズムと、該プリズムを追尾測定するトータルステーションから構成され、前記トータルステーションは前記プリズムの高さを測定する様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記制御装置は、舗装設計線として舗装施工全範囲の設計データを有し、前記第１検出部が検出する第１点の設計データに関する高さ変化量ΔＡと前記第２検出部が検出する第２点の設計データに関する高さ変化量ΔＢに基づき前記支持軸を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる様、前記ピボットシリンダを制御し、前記スクリード底面のアタック角αが所定値に維持される様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

又本発明は、前記走行体は地心座標を取得する複数のＧＮＳＳを更に具備し、前記制御装置は、舗装施工全範囲の現地盤の３次元実測データと設計データとを有し、ＧＮＳＳにより施工位置の地心座標を取得し、該地心座標での前記３次元実測データと設計データとの比較で前記ΔＡ、前記ΔＢを算出する様構成されたアスファルトフィニッシャに関するものである。

更に又本発明は、走行体と、該走行体に牽引されたスクリードと、該スクリードと一体的に設けられ前方に延出するレベリングアームと、前記走行体に上下変位可能に設けられ、前記レベリングアームの先端部を前記走行体に連結する支持軸と、該支持軸を上下移動させるピボットシリンダと、制御装置とを具備するアスファルトフィニッシャであって、前記レベリングアームの前記支持軸の近傍であり、該支持軸に対して既知の第１点の高さと、前記レベリングアームの前記第１点から所定距離に位置する第２点の高さとをそれぞれ検出し、検出した高さと舗装設計線とから前記第１点の高さ変化量ΔＡと前記第２点の高さ変化量ΔＢとを検出し、前記支持軸を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる様、前記ピボットシリンダを制御するスクリード制御方法に関するものである。

本発明によれば、走行体と、該走行体に牽引されたスクリードと、該スクリードと一体的に設けられ前方に延出するレベリングアームと、前記走行体に上下変位可能に設けられ、前記レベリングアームの先端部を前記走行体に連結する支持軸と、該支持軸を上下移動させるピボットシリンダと、制御装置とを具備するアスファルトフィニッシャであって、前記レベリングアームの前記支持軸の近傍であり、該支持軸に対して既知の第１点の高さを検出する第１検出部と、前記レベリングアームの前記第１点から所定距離に位置する第２点の高さを検出する第２検出部とを更に具備し、前記制御装置は、舗装設計線を有し、前記第１検出部が検出する前記第１点の舗装設計線に関する高さ変化量ΔＡと前記第２検出部が検出する前記第２点の舗装設計線に関する高さ変化量ΔＢに基づき前記支持軸を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる様、前記ピボットシリンダを制御し、前記スクリード底面のアタック角αが所定値に維持される様構成されたので、前記走行体の揺動によりアタック角αが増減しても直ちに修正することができ、前記走行体の揺動に拘らず高精度に平坦な舗装面を実現できる。

又本発明によれば、走行体と、該走行体に牽引されたスクリードと、該スクリードと一体的に設けられ前方に延出するレベリングアームと、前記走行体に上下変位可能に設けられ、前記レベリングアームの先端部を前記走行体に連結する支持軸と、該支持軸を上下移動させるピボットシリンダと、制御装置とを具備するアスファルトフィニッシャであって、前記レベリングアームの前記支持軸の近傍であり、該支持軸に対して既知の第１点の高さと、前記レベリングアームの前記第１点から所定距離に位置する第２点の高さとをそれぞれ検出し、検出した高さと舗装設計線とから前記第１点の高さ変化量ΔＡと前記第２点の高さ変化量ΔＢとを検出し、前記支持軸を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる様、前記ピボットシリンダを制御するので、前記スクリード底面のアタック角αが所定値に維持され、前記走行体の揺動に拘らず高精度に平坦な舗装面を実現できるという優れた効果を発揮する。

第１の実施例の概略構成図である。 第１の実施例の制御概略図である。 第２の実施例の概略構成図である。 第２の実施例の説明図である。 第３の実施例の説明図である。 第４の実施例の説明図である。 第５の実施例の説明図である。 第６の実施例の説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は、第７の実施例の説明図である。 従来のアスファルトフィニッシャの概略説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１、図２は第１の実施例の概略を示しており、図１中、図１０中で示したものと同一のものには同符号を付し、その詳細については説明を省略する。又、図１中、１１は現地盤を示し、１２ａは舗装設計線、１２ｂは舗装施工後の舗装表面を示している。尚、図１中では、現地盤１１の凹凸が誇張して表示されている。

スクリード４からは前方に向ってレベリングアーム５が延出し、該レベリングアーム５の先端は支持軸６に連結されている。該支持軸６はガイド１３により走行体２に対して上下方向に移動可能に支持されている。該支持軸６にはピボットシリンダ９が連結され、該ピボットシリンダ９の駆動（伸縮）で前記支持軸６は上下方向に移動される。

前記レベリングアーム５の前記支持軸６近傍の位置に、且つ該支持軸６から既知の距離にＡ点の高さを検出する第１検出器１５が設けられ、該第１検出器１５と前記スクリード４との間に位置し、且つ、前記Ａ点から既知の距離にあるＢ点の高さを検出する第２検出器１６が設けられる。

前記第１検出器１５と前記第２検出器１６との距離は既知であり、前記支持軸６と前記第２検出器１６との距離も既知となっている。

前記第１検出器１５、前記第２検出器１６はそれぞれ、０点（検出基準点）を設定可能となっている。

尚、前記第１検出器１５、前記第２検出器１６としては、超音波式高さ検出器、接触式高さ検出器等が挙げられる。

図２中、１９は制御装置を示し、前記第１検出器１５、前記第２検出器１６の検出結果に基づき、前記ピボットシリンダ９を制御してアタック角αを一定に、或は増減を制御する。

前記第１検出器１５、前記第２検出器１６の検出結果は、前記制御装置１９に送信される。該制御装置１９は、記憶部２０を有し、該記憶部２０には前記ピボットシリンダ９を制御し、アタック角αを制御する為のプログラムが格納されている。該制御装置１９はプログラムにより前記ピボットシリンダ９の伸縮を制御する。

尚、図１ではアスファルトフィニッシャ１の左側面（進行方向に向って左側の側面）のみを示しているが、前記レベリングアーム５、前記支持軸６、前記ピボットシリンダ９、前記第１検出器１５、前記第２検出器１６は、右側面も同様の構成であり、レベリングアーム５′、支持軸６′、ピボットシリンダ９′、第１検出器１５′、前記第２検出器１６′が設けられていることは言う迄もない。

前記第１検出器１５，１５′、前記第２検出器１６，１６′の検出結果は、制御装置１９に送信され、該制御装置１９は検出結果に基づき前記ピボットシリンダ９，９′の伸縮を個別に制御する。

左右同様であるので、以下は左側面に関して説明する。

前記アスファルトフィニッシャ１は前記舗装表面１２ｂが前記舗装設計線１２ａと合致する様に舗装を施工する。

前記第１検出器１５、前記第２検出器１６は、それぞれＡ点、Ｂ点に於ける前記舗装設計線１２ａからの高さを検出する。該舗装設計線１２ａを示すものとしては、例えば縁石の上面、或は前記舗装設計線１２ａと平行に張られ、前記舗装設計線１２ａとの間隔（距離）が既知であるセンサロープ等が挙げられる。

前記第１検出器１５、前記第２検出器１６は、前記アスファルトフィニッシャ１が平坦な場所にあり、前記スクリード４が前記舗装設計線１２ａ上に位置する状態で設定値のアタック角α0 となる場合を基準として、０設定される。又、この時の前記支持軸６の前記舗装設計線１２ａに対する高さをＨ１とし、前記支持軸６を通過し、前記舗装設計線１２ａと平行な線を仮想基準線２６とする。

前記走行体２が走行する（図１中、左方に移動）と、前輪７、後輪８は現地盤１１に倣って転動するので、前記走行体２は前記現地盤１１の不陸を乗上げ、乗下げ、揺動しつつ移動する。

例えば、後輪８の上下動が無く、前輪７が不陸を乗下げた場合、前記支持軸６は乗下げ量に対応して下方に移動する。尚、該支持軸６が前記前輪７、後輪８の中間に位置する場合は、乗下げ量の略１／２だけ下方に変位する。前記支持軸６の変位に追従して前記レベリングアーム５の先端も変位し、該レベリングアーム５は前記スクリード４の接地点を中心に下方に傾斜する。この為、前記アタック角αが減少する。

又、前輪７の上下動が無く、後輪８が不陸を乗下げた場合、前記支持軸６は乗下げ量に対応して乗下げ量の略１／２だけ下方に変位する。この為、前記アタック角αが減少する。

同様に前記前輪７、前記後輪８が不陸を乗上げた場合も、前記アタック角αが増加する。

上記した様に、アタック角αの増減によって舗装厚が増減するが、本実施例では、前記第１検出器１５、前記第２検出器１６に基づき、前記ピボットシリンダ９を制御して前記アタック角αを一定（アタック角α0 ）に制御する。

先ず、前記第１検出器１５からのみ変位ΔＡが検出された場合、前記第１検出器１５が前記舗装設計線１２ａに対して上方に＋ΔＡ変位したことを意味し、前記支持軸６が前記舗装設計線１２ａに対して上方に＋ΔＡ変位したことを意味する。従って、この状態ではアタック角αが増加している。前記制御装置１９は前記ピボットシリンダ９を制御して、前記支持軸６をΔＡだけ下方に（－ΔＡ）変位させ、該支持軸６を前記舗装設計線１２ａに対してＨ１位置に保持する。即ち、アタック角αを一定に制御する。

同様に、前記第１検出器１５からのみ変位－ΔＡが検出された場合、前記第１検出器１５が前記舗装設計線１２ａから下方に－ΔＡ変位したことを意味し、前記制御装置１９は前記ピボットシリンダ９を制御して、前記支持軸６を＋ΔＡだけ上方に変位させ、該支持軸６を前記舗装設計線１２ａに対してＨ１位置に保持する。

ここで、Ａ点の変位ΔＡについての制御は、前記走行体２が前記現地盤１１の不陸によって揺動する時、その揺動量（上下動）をキャンセルして、前記支持軸６（牽引点）を計画線（仮想基準線２６）の通りに牽引する為の制御となる。

次に、前記第２検出器１６からのみ変位ΔＢが検出された場合、前記第２検出器１６が前記舗装設計線１２ａに対し上方に＋ΔＢ変位したことを意味する。

即ち、前記第２検出器１６からのみ変位ΔＢが検出された場合は、前記仮想基準線２６を－ΔＢだけ下方にオフセットし、前記ピボットシリンダ９の制御を行う。即ち、前記ピボットシリンダ９により前記支持軸６を－ΔＢだけ下方に変位させる。基準線がオフセットされた為、前記第１検出器１５に影響を与えない。以下、前記第２検出器１６についての制御の記述については、仮想基準線のオフセットのことを指すものとする。

次に、前記第２検出器１６からのみ変位－ΔＢが検出された場合、同様にして、前記仮想基準線２６を＋ΔＢだけ上方にオフセットし、前記ピボットシリンダ９により前記支持軸６を＋ΔＢだけ上方に変位させる。

ここで、Ｂ点の変位ΔＢについての制御は、前記スクリード４を計画線（舗装設計線１２ａ）の通りに制御し、舗装する為の制御となる。

更に又、前記第１検出器１５から変位ΔＡが検出され、同時に前記第２検出器１６から変位ΔＢが検出された場合ついて説明する。

Ａ点、Ｂ点について同時に変位ΔＡ、変位ΔＢが検出された場合、制御量はそれぞれの変位量の符号を反転させた合計となる。例えば、Ａ点で＋ΔＡの変位量、Ｂ点で＋ΔＢの変位量が検知されたとすると、前記制御装置１９はＡ点の仮想基準線２６を－ΔＢだけ下方にオフセットする。このオフセットによりＡ点での新たな検出変位量はΔＡ２＝ΔＡ＋ΔＢとなる。制御信号としては、符号が反転され、－（ΔＡ＋ΔＢ）となる。

前記制御装置１９は、－（ΔＡ＋ΔＢ）だけ前記ピボットシリンダ９により前記支持軸６を－（ΔＡ＋ΔＢ）だけ下方に移動させれば、－ΔＢだけ仮想基準線２６をオフセットした状態で、アタック角α0 を実現できる。

以上まとめると、前記第１検出器１５、第２検出器１６の検出結果に対して以下の対応を実行することで、アタック角αを所定値に制御できる。

１．前記第１検出器１５からのみ変位ΔＡが検出された場合、前記制御装置１９は前記ピボットシリンダ９を駆動して、前記支持軸６を－ΔＡ変位させる。

２．前記第２検出器１６からのみ変位ΔＢが検出された場合、前記制御装置１９は前記ピボットシリンダ９を駆動して、前記支持軸６を－ΔＢ変位させる。

３．前記第１検出器１５から変位ΔＡが検出され、前記第２検出器１６から変位ΔＢが同時に検出された場合、前記制御装置１９は前記ピボットシリンダ９を駆動して、前記支持軸６を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる。

而して、前記アスファルトフィニッシャ１が現地盤１１を走行し、不陸による揺動があった場合、アタック角αを設定角に維持することができる。更に、前記第１検出器１５、第２検出器１６の検出結果に基づき、直ちに前記支持軸６の最終的な位置に制御するので、即ち設定アタック角αに制御するので、応答遅れが無く、高精度の平坦度が得られる。

尚、従来の方法では、走行体２の移動による力の釣合でアタック角αを設定角に復元、或は制御するので、タイムラグは避けられなかった。

尚、上記説明では走行装置として車輪が用いられたが、クローラ式の走行装置であってもよい。

図３、図４は、回転レーザ装置２１を用いて第１検出器１５、第２検出器１６の高さ検出を行う第２の実施例を示している。尚、図３中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

第２の実施例に於ける前記第１検出器１５、第２検出器１６は受光装置から構成される。該受光装置は点状の受光器（図示せず）を具備し、定速で回転照射されるレーザ光線２２を受光する。該レーザ光線２２は前記回転レーザ装置２１によって水平回転され、レーザ光線２２は複数のファンビーム（図示では３のファンビーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）で構成される。尚、図示では、３のファンビームによりＮ字状に構成されている。

ファンビーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃは既知の広がり角を有し、少なくとも１つのファンビーム２２ｂは水平面に対して既知の角度で傾斜している。前記受光器が該ファンビーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃを受光し、各ファンビーム間の受光時間差を検出することで、前記回転レーザ装置２１を基準とした受光器迄の距離、受光器の高さを測定できる様になっている。尚、前記受光装置、前記回転レーザ装置を用いた測定システムについては特開２００５－１２１３８８号公報（特許文献５）に示されるシステムを使用することができる。

前記第１検出器１５はレベリングアーム５の支持軸６の近傍に垂直に立設された支柱２４の上端に設けられており、又該支柱２４と前記レベリングアーム５との連結点２４ａと前記第１検出器１５（受光器）間の距離は既知となっている。更に、前記連結点２４ａと前記支持軸６との距離も既知となっている。従って、前記第１検出器１５と前記支持軸６との距離、位置関係は既知となっている。

前記第２検出器１６は前記レベリングアーム５の所定位置に垂直に立設された支柱２５の上端に設けられている。又該支柱２５と前記レベリングアーム５との連結点２５ａと前記第２検出器１６（受光器）間の距離は既知となっている。更に、前記連結点２５ａと前記支持軸６との距離も既知となっている。従って、前記第２検出器１６と前記支持軸６との距離、位置関係は既知であり、前記第１検出器１５と前記第２検出器１６との距離も既知となっている。

図４中、２３は前記レーザ光線２２が形成するレーザ基準面を示しており、該レーザ基準面２３の高さは既知、例えば前記舗装設計線１２ａに対して既知の高さとなっている。前記第１検出器１５、前記第２検出器１６が前記レーザ光線２２を受光することで、前記レーザ基準面２３に対する前記第１検出器１５、前記第２検出器１６の高さ位置が測定され、前記舗装設計線１２ａに対する前記連結点２４ａ、前記連結点２５ａに対する高さ位置が測定され、同様に高さ位置の変動も測定される。

従って、第１の実施例と同様に、前記連結点２４ａの変位ΔＡ、前記連結点２５ａの変位ΔＢに基づきアタック角αを設定角に維持する様、前記ピボットシリンダ９が制御される。

尚、第２の実施例では、前記回転レーザ装置２１を基準として前記第１検出器１５、前記第２検出器１６の測距を行うことができる。前記回転レーザ装置２１を既知の３次元座標（地心座標）に設置することで、前記第１検出器１５、前記第２検出器１６の３次元座標をリアルタイムで測定することができる。

従って、前記アスファルトフィニッシャ１の制御部に舗装施工範囲全域の舗装施工面の３次元データ（舗装設計データ）を格納し、舗装設計データと前記回転レーザ装置２１による前記第１検出器１５、第２検出器１６の３次元測定結果に基づき舗装施工範囲全域の舗装を施工することができる。尚、舗装設計データの高さデータは前記舗装設計線１２ａと同等である。

第２の実施例では、舗装施工現場でセンサロープ等を張る等の作業が省略でき、又複雑な曲面でも容易に舗装を施工できる。

尚、前記アスファルトフィニッシャ１にＧＮＳＳ受信機を設け、該ＧＮＳＳ受信機の受信結果に基づき前記アスファルトフィニッシャ１の現位置の地心座標をリアルタイムで取得する様にしてもよい。

図５は第３の実施例を示している。

第３の実施例では、予め施工範囲全域の現地盤１１の３次元データを取得する。３次元データの取得について、レーザスキャナによる３次元座標付の点群データを取得するか、或は小型無人飛行体（ドローン）にカメラを搭載し、施工範囲全域の写真を取得し、写真測量による３次元座標を取得するか、或はプリズムを設けたプローブ又は車輪付きの測量ポール等で道路表面をたどらせ、プリズムをトータルステーションで追尾、測定することで、路面の形状を取得するか（特許文献７）等については、適宜選択し、施工範囲全域の現地盤１１の３次元データ２８を実測して取得する（現地盤の３次元実測データ２８とする）。

更に、現地盤１１の３次元実測データを取得する方法としては、米国特許第１００６６３４６号明細書（特許文献６）を使用することができる。

実測値は、アスファルトフィニッシャ１の制御部の記憶部に格納される。

又、施工範囲全域の３次元設計データを演算、作成し、設計データ２９を前記記憶部に格納する。

前記アスファルトフィニッシャ１にはＧＮＳＳ受信機（図示せず）が複数設けられ、該ＧＮＳＳ受信機は前記アスファルトフィニッシャ１の機械中心（或は基準点）に対して既知の位置に設けられている。該ＧＮＳＳ受信機の受信結果に基づき前記アスファルトフィニッシャ１の現位置の地心座標をリアルタイムで取得することができる。前記ＧＮＳＳが取得した地心座標から、前記アスファルトフィニッシャ１の機械中心、更に舗装施工位置の地心座標がリアルタイムで取得できる。

尚、前記ＧＮＳＳ受信機を複数設けることで、前記アスファルトフィニッシャ１の進行方向に対する向きを測定することができる。

又、レベリングアーム５には第１検出器１５、第２検出器１６として超音波センサが設けられ、第１検出器１５、第２検出器１６によりアスファルト舗装施工位置（現位置）での施工舗装厚を測定する。

現位置の地心座標は前記ＧＮＳＳ受信機の受信結果から測定でき、現位置の地心座標に於ける現地盤実測値（３次元座標）の高さ座標と設計データ（３次元座標）の高さ座標に基づき現位置での設計舗装厚を求める。この設計舗装厚と施工舗装厚を比較し、施工舗装厚が設計舗装厚となる様に前記ピボットシリンダ９を制御する。前記設計舗装厚は舗装施工の基準となるものであり、前記舗装設計線１２ａに相当する。

尚、この時の前記ピボットシリンダ９の制御も、第１検出器１５、第２検出器１６の検出値と前記設計データとの比較で、ΔＡ、ΔＢを求め、第１の実施例で説明したと同様な制御を実行する。

更に、Ａ点、Ｂ点での高さを求める方法としては、上記した方法以外にも種々考えられる。

図６は第４の実施例を示し、第４の実施例ではＡ点、Ｂ点での高さを求める方法として、追尾機能を有するトータルステーション３１が用いられた場合を示している。

レベリングアーム５に立設された支柱２４，２５の上端にプリズム３２，３３を設け、前記トータルステーション３１により前記プリズム３２と前記プリズム３３とをそれぞれ追尾しつつ交互に測定する。前記トータルステーション３１では、プリズム３２，３３の３次元座標を測定するので、Ａ点、Ｂ点での高さも同様に求めることができる。

尚、前記支柱２４，２５間は既知の距離であり、更に支柱２４，２５迄の距離は前記トータルステーション３１で高精度に測定されるので、前記トータルステーション３１の設置点を中心とする前記支柱２４，２５間の水平角は演算により高精度に求めることができる。

従って、得られた水平角で視準方向を交互に回転すればよいので、前記プリズム３２と前記プリズム３３とを高速で交互に視準した際も、両プリズム３２，３３に対するトラッキング状態を維持することができる。

尚、トータルステーションを２台設置し、第１トータルステーションにより前記プリズム３２を追尾測定し、第２トータルステーションにより前記プリズム３３を追尾測定し、それぞれの測定結果に基づきＡ点、Ｂ点での高さを求めてもよい。尚、第１トータルステーション、第２トータルステーションは既知の関係で設置されている。

図７は第５の実施例を示し、第５の実施例に示される方法では、レベリングアーム５に対して１つの超音波センサと傾斜センサとを設けて、Ａ点、Ｂ点での高さを求めている。

Ｂ点の高さを検出する第２検出器１６として超音波センサが用いられ、前記レベリングアーム５の所要位置に該レベリングアーム５の傾斜を検出する傾斜センサ３５が設けられる。前記第２検出器１６が設けられた位置と支持軸６との距離Ｌは既知となっている。

前記第２検出器１６によりＢ点の高さが検出されると、前記傾斜センサ３５が検出した傾斜角と距離Ｌに基づきＡ点の高さが検出できる。

従って、Ｂ点の高さの変化ΔＢ、Ａ点の高さの変化ΔＡに基づき第１の実施例で説明したと同様な制御を実行することができる。

尚、Ａ点の高さを超音波センサ（第１検出器１５）により検出し、Ａ点の高さと前記傾斜センサ３５が検出する傾斜角に基づきＢ点の高さを演算する様にしてもよい。

図８は第６の実施例を示し、第６の実施例では第５の実施例で示した方法に於いて、Ａ点、Ｂ点での高さの検出方法として（図示ではＢ点を検出している）、図３、図４で示した方法を用いている。

レベリングアーム５に支柱２５を立設し、上端に第２検出器１６として受光装置が設けられている。該第２検出器１６は、回転レーザを受光、検出し、受光結果に基づきＢ点での高さを検出する。Ｂ点での高さと傾斜センサ３５が検出する傾斜角と前記距離Ｌに基づきＡ点の高さが演算される。

図９は第７の実施例を示し、第７の実施例では、Ａ点又はＢ点の高さを測定する方法としてトータルステーション３１が用いられている。

図９（Ａ）に於いて、レベリングアーム５のＢ点に対応して支柱２５が立設され、上端にプリズム３３が設けられ、該プリズム３３について前記トータルステーション３１が追尾しつつ、３次元座標を測定する。Ｂ点の高さが測定されることで、他方のＡ点については、傾斜センサ３５が検出する傾斜角と距離Ｌに基づき高さを求めることができる。

図９（Ｂ）では、レベリングアーム５のＡ点に対応して支柱２４が立設され、上端にプリズム３２が設けられ、トータルステーション３１によりＡ点の高さが測定される。他方のＢ点については、同様に傾斜センサ３５が検出する傾斜角と前記距離Ｌに基づきに高さを求めることができる。

Ａ点、Ｂ点の高さ測定について、上記実施例に限定されるものではなく、その他種々の測定方法を使用することができる。例えば、超音波センサに代えレーザ測長器を用いる等である。

１ アスファルトフィニッシャ
２ 走行体
４ スクリード
５ レベリングアーム
６ 支持軸
９ ピボットシリンダ
１１ 現地盤
１２ａ 舗装設計線
１２ｂ 舗装表面
１５ 第１検出器
１６ 第２検出器
１９ 制御装置
２１ 回転レーザ装置
２８ ３次元実測データ
２９ 設計データ
３１ トータルステーション
３５ 傾斜センサ

Claims (12)

1. 走行体と、該走行体に牽引されたスクリードと、該スクリードと一体的に設けられ前方に延出するレベリングアームと、前記走行体に上下変位可能に設けられ、前記レベリングアームの先端部を前記走行体に連結する支持軸と、該支持軸を上下移動させるピボットシリンダと、制御装置とを具備するアスファルトフィニッシャであって、前記レベリングアームの前記支持軸の近傍であり、該支持軸に対して既知の第１点の高さを検出する第１検出部と、前記レベリングアームの前記第１点から所定距離に位置する第２点の高さを検出する第２検出部とを更に具備し、前記制御装置は、舗装設計線を有し、前記第１検出部が検出する前記第１点の舗装設計線に関する高さ変化量ΔＡと前記第２検出部が検出する前記第２点の舗装設計線に関する高さ変化量ΔＢに基づき前記支持軸を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる様、前記ピボットシリンダを制御し、前記スクリード底面のアタック角αが所定値に維持される様構成されたアスファルトフィニッシャ。
2. 前記第１検出部は前記第１点に設けられた超音波センサであり、前記第２検出部は前記第２点に設けられた超音波センサである請求項１に記載のアスファルトフィニッシャ。
3. 前記第１検出部は前記第１点に設けられた受光器と、定速で回転照射されるレーザ光線から構成され、前記第２検出部は前記第２点に設けられた受光器と前記レーザ光線から構成され、前記レーザ光線は複数のファンビームから構成され、少なくとも１つのファンビームは水平面に対して既知の角度で傾斜され、前記受光器は前記ファンビームを受光した際の受光時間差に基づき前記ΔＡ、前記ΔＢを検出する様構成された請求項１に記載のアスファルトフィニッシャ。
4. 前記第１検出部は前記第１点に設けられたプリズムと、該プリズムを追尾測定するトータルステーションから構成され、前記第２検出部は前記第２点に設けられたプリズムと前記トータルステーションから構成され、前記トータルステーションは前記プリズムを交互に測定し、それぞれの高さを測定し、測定結果に基づき前記ΔＡ、前記ΔＢを検出する様構成された請求項１に記載のアスファルトフィニッシャ。
5. 前記第１検出部は前記第１点に設けられたプリズムと、該プリズムを追尾測定する第１のトータルステーションから構成され、前記第２検出部は前記第２点に設けられたプリズムと第２のトータルステーションから構成され、前記第１、第２のトータルステーションは前記第１、第２のプリズムのそれぞれの高さを測定し、測定結果に基づき前記ΔＡ、前記ΔＢを検出する様構成された請求項１に記載のアスファルトフィニッシャ。
6. 前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか一方は、前記レベリングアームの傾斜を測定する傾斜センサを有し、該傾斜センサが検出した傾斜角、第１点と第２点間の距離及び前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか一方が検出した高さに基づき高さを検出する様構成された請求項１に記載のアスファルトフィニッシャ。
7. 前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか他方は、超音波センサである請求項６に記載のアスファルトフィニッシャ。
8. 前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか他方は、受光器と、定速で回転照射されるレーザ光線から構成され、前記レーザ光線は複数のファンビームから構成され、少なくとも１つのファンビームは水平面に対して既知の角度で傾斜され、前記受光器は前記ファンビームを受光した際の受光時間差に基づき高さを検出する様構成された請求項６に記載のアスファルトフィニッシャ。
9. 前記第１検出部、前記第２検出部のいずれか他方は、プリズムと、該プリズムを追尾測定するトータルステーションから構成され、前記トータルステーションは前記プリズムの高さを測定する様構成された請求項６に記載のアスファルトフィニッシャ。
10. 前記制御装置は、舗装設計線として舗装施工全範囲の設計データを有し、前記第１検出部が検出する第１点の設計データに関する高さ変化量ΔＡと前記第２検出部が検出する第２点の設計データに関する高さ変化量ΔＢに基づき前記支持軸を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる様、前記ピボットシリンダを制御し、前記スクリード底面のアタック角αが所定値に維持される様構成された請求項１に記載のアスファルトフィニッシャ。
11. 前記走行体は地心座標を取得する複数のＧＮＳＳを更に具備し、前記制御装置は、舗装施工全範囲の現地盤の３次元実測データと設計データとを有し、ＧＮＳＳにより施工位置の地心座標を取得し、該地心座標での前記３次元実測データと設計データとの比較で前記ΔＡ、前記ΔＢを算出する様構成された請求項１に記載のアスファルトフィニッシャ。
12. 走行体と、該走行体に牽引されたスクリードと、該スクリードと一体的に設けられ前方に延出するレベリングアームと、前記走行体に上下変位可能に設けられ、前記レベリングアームの先端部を前記走行体に連結する支持軸と、該支持軸を上下移動させるピボットシリンダと、制御装置とを具備するアスファルトフィニッシャであって、前記レベリングアームの前記支持軸の近傍であり、該支持軸に対して既知の第１点の高さと、前記レベリングアームの前記第１点から所定距離に位置する第２点の高さとをそれぞれ検出し、検出した高さと舗装設計線とから前記第１点の高さ変化量ΔＡと前記第２点の高さ変化量ΔＢとを検出し、前記支持軸を－（ΔＡ＋ΔＢ）変位させる様、前記ピボットシリンダを制御するスクリード制御方法。

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