JP7305431B2 - 品質管理システム - Google Patents

Description

本開示は、運搬されて締固められる盛立材料の品質を管理する品質管理システムに関する。

特許文献１には、セメント系材料を管理する材料管理システムが記載されている。材料管理システムは、セメント系材料に関する情報を集中管理する工事事務所に設けられたサーバ装置と、セメント系材料の試験室、プラント、搬送車両、ブルドーザ及び振動ローラのそれぞれに設けられたクライアント装置とを備える。材料管理システムでは、個々の搬送車両によって現場に搬送されたセメント系材料をブルドーザで敷均した後に振動ローラで締固めたものを管理ブロックと見なして管理を行う。

材料管理システムでは、上記の管理ブロックごとに、材料投下情報、敷均し転圧情報、品質管理情報、及び材料情報を管理している。材料投下情報は材料の投下位置と投下日時を含んでおり、敷均し転圧情報は敷均し日時、転圧回数及び転圧日時を含んでいる。品質管理情報は物性情報及び試験日時を含んでおり、材料情報は配合情報、計量情報及び製造日時を含んでいる。

特許文献２には、土木構造物を管理する建築情報管理装置が記載されている。建築情報管理装置は、ＣＩＭ（Construction Information Modeling/Management）又はＢＩＭ（Building Information Modeling）に用いられるデータを保持するコンピュータである。ＣＩＭ及びＢＩＭのそれぞれは、土木構造物の三次元モデル及び属性情報等を設計から施工及び維持管理まで統一的に用いるシステムである。

建築情報管理装置は、他のコンピュータから三次元モデルの電子ファイルを受信する受信部を有する。受信部は、当該電子ファイルを受信すると、当該電子ファイルのファイル名、ファイルの内容に含まれる文字列、及び当該他のコンピュータにおける電子ファイルの保存場所を示す階層構造、を記憶装置に記憶する。建築情報管理装置は記憶装置に記憶されているファイル名、文字列及び階層構造を検索する検索部を有し、検索部はユーザ等によって入力された検索条件に基づくキーワードを用いて検索を行う。検索部によって三次元モデルのファイルの検索を自動的に行うことにより、三次元モデルのデータ検索の手間の削減を図っている。

特開２００９－１０２８９４号公報 特開２０１７－１３４７６０号公報

ところで、ダム等で用いられる盛立材料の締固めでは、所望の透水係数を確保するため、盛立材料の含水比及び粒度等の盛立工事の品質管理を適切に行う必要がある。このため、盛立材料は、含水比及び粒度等が調整され、現場に運搬された後に締固めされる。しかしながら、盛立材料の品質管理は、例えばストックパイルから抜き取りで品質検査を行う抜き取り検査が行われているにすぎないという現状がある。すなわち、運搬される大量の盛立材料のほんの一部が抜き取られて品質検査されているため、品質管理の精度が低く品質保証が不十分という現状がある。

現場において、盛立材料は、区画された複数の締固め対象領域のいずれかに運搬され、その後敷均されてから締固められる。しかしながら、現状では、どの品質のどの盛立材料がどの締固め対象領域に運搬されたかがトレースできていない。すなわち、運搬、敷均し及び締固めが行われる盛立材料のトレーサビリティが不十分であるため、盛立材料のトレーサビリティの点においても改善の余地がある。

前述した材料管理システム及び建築情報管理装置では、材料等の情報を記憶することにより、材料等の情報の管理を行っている。しかしながら、盛立材料の含水比又は粒度等の品質情報、及び盛立材料の現場施工に関する情報の管理が不十分である。すなわち、盛立材料の品質情報の管理が十分になされていないため、盛立工事の品質管理の点において改善の余地がある。

本開示は、運搬されて締固められる盛立工事の品質管理の高度化を図ることができ、盛立材料のトレーサビリティを高めることができる品質管理システムを提供することを目的とする。

本開示に係る品質管理システムは、運搬されて締固められ盛立構造物を形成する盛立材料の品質を管理する品質管理システムであって、盛立材料の品質情報を取得するステップと、品質情報の取得後、運搬された盛立材料の盛立位置情報及び締固め情報を取得するステップと、品質情報と盛立位置情報及び締固め情報とを照合するステップと、を備える。

この品質管理システムにおいて、盛立材料は運搬されて締固められることによって盛立構造物を形成する材料であって、運搬される前に品質情報が取得される。品質情報が取得された後に、盛立材料は現場に運搬されて締固められる。そして、現場に運搬されて締固められる過程で盛立材料の盛立位置情報及び締固め情報を取得し、運搬される前の盛立材料の品質情報と盛立位置情報及び締固め情報とを照合する。このように、盛立材料の品質情報と盛立位置情報及び締固め情報とを照合することにより、品質情報と盛立位置情報及び締固め情報とを一元管理することができる。また、運搬前に盛立材料の品質情報を連続的に取得することにより、盛立材料の品質情報の全数管理を行うことができるので、品質管理の精度を格段に向上させることができる。更に、品質情報と照合される盛立材料の盛立位置情報及び締固め情報を取得することにより、どの品質の盛立材料がどの締固め対象領域に運搬されてどのように締固められているかをトレースすることができる。従って、運搬前後及び締固めの過程における盛立材料の状態を連続的にトレースすることができるので、締固めの品質を高めると共に締固めを効率よく行うことができる。

また、盛立位置情報及び締固め情報を取得するステップでは、盛立材料を締固める締固め機械の位置情報を取得してもよい。この場合、盛立材料を締固める締固め機械の位置情報をトレースすることが可能となるため、盛立材料の締固めの状況をトレースすることができる。従って、盛立材料の締固めを高精度に且つ効率よく行うことができる。

また、品質情報を取得するステップでは、盛立材料の含水比を取得してもよい。この場合、品質情報の取得のときに盛立材料の含水比を取得することにより、盛立構造物の透水係数を所望の値に確保することができる。従って、盛立構造物の品質を高めることができると共に、品質が高い盛立構造物を効率よく形成することができる。

また、品質情報を取得するステップでは、盛立材料の粒度を取得してもよい。この場合、盛立材料の粒度を取得することにより、盛立構造物の透水係数をより確実に所望の値にすることができる。従って、盛立構造物の施工の品質を更に高めることができる。

また、盛立材料の品質情報を取得した後に、盛立材料を運搬する運搬機械の位置情報を取得してもよい。この場合、盛立材料の品質情報を取得した後に運搬機械の位置情報を取得することによって、品質情報を取得した後の盛立材料の位置をトレースすることができる。

また、盛立材料を運搬する運搬機械の位置情報を取得した後に、盛立位置情報として、区画された複数の締固め対象領域のどの領域に盛立材料が運搬されたかを取得してもよい。この場合、運搬機械による盛立材料の運搬時の位置情報と、運搬された盛立材料がどの締固め対象領域に荷下ろしされたかに関する盛立位置情報との両方を把握することができる。従って、盛立材料を運搬する運搬機械の位置情報と締固め対象領域とを照合することにより、盛立材料の運搬、荷下ろし及び締固めの一連の情報をトレースすることができる。よって、盛立材料のトレーサビリティを更に高めることができる。

また、盛立位置情報及び締固め情報を取得するステップでは、区画された複数の締固め対象領域のそれぞれの転圧回数と、各締固め対象領域の盛立面の剛性と、を取得してもよい。この場合、盛立材料に対する転圧回数と盛立面の剛性とを取得することにより、締固めにおける盛立材料の状態をより高精度に取得することができる。更に、締固め時における盛立材料のトレーサビリティを高めることができる。

本開示によれば、運搬されて締固められる盛立工事の品質管理の高度化を図ることができ、盛立材料のトレーサビリティを高めることができる。

図１は、実施形態に係る品質管理システムが適用される現場の例を示す図である。 図２は、実施形態に係る品質管理システムの機能の例を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る品質管理方法の工程の例を示すフローチャートである。 図４は、図３の品質管理方法の結果得られた管理テーブルの例を示す図である。

以下では、図面を参照しながら本開示に係る品質管理システムの実施形態について詳細に説明する。図面において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解を容易にするため、一部を簡略化又は誇張して描いており、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。

本明細書において、「盛立材料」は、運搬されて締固められると共に構造物を形成する材料を示している。「盛立構造物」は、盛立材料によって形成される構造物を示している。盛立材料の「品質情報」とは、盛立構造物の遮水性等の品質に関する情報を示しており、例えば、盛立材料の含水比及び粒度に関する情報を含む。「盛立位置情報」とは、盛立材料の位置の情報を示しており、例えば、運搬される盛立材料の位置、及び締固められる盛立材料の位置、を含んでいる。

「締固め情報」とは、盛立材料の締固めに関する情報を示しており、例えば、締固め回数（転圧回数）、締固めエネルギー、盛立面の剛性、及び盛立面の高さを含んでいる。「盛立位置情報と締固め情報を照合する」とは、盛立材料の盛立位置情報と締固め情報とを取得し、当該盛立位置情報と当該締固め情報とを紐付けること、更には、締固め情報を取得し、当該盛立位置情報と当該締固め情報とを紐付けて記憶することを示している。

図１は、実施形態に係る品質管理システム１が適用される現場Ａの一例を模式的に示す図である。図２は、実施形態に係る品質管理システム１の機能を示すブロック図である。なお、品質管理システム１のブロック図は、あくまで一例であって、品質管理システム１の機能は図２に示されるブロック図に限定されない。例えば、品質管理システム１は、盛立材料Ｍの品質情報の統合管理を行う統合管理システムである。

例えば、図１に示される現場Ａでは盛立材料Ｍが運搬されて締固められる。一例として、盛立材料Ｍは、中央遮水壁型のロックフィルダムの遮水壁として用いられる。本実施形態では、一例として、ロックフィルダムの遮水壁が盛立構造物に相当する。ロックフィルダムは、例えば、遮水壁と、遮水壁の両側に位置するフィルタ層と、フィルタ層の更に両側に位置するロック層と、を備えている。遮水壁は、コア部と称される部位であり、高い遮水性を有する粘性土となっている。フィルタ層は遮水壁を両側から支える砂又は砂利の層であり、ロック層はフィルタ層を両側から支える岩石の層である。

例えば、ロックフィルダムにおいて、遮水壁を構成する盛立材料Ｍでは、高い遮水性能が求められるため、盛立材料Ｍの品質は厳しく管理されることが望ましい。盛立材料Ｍの品質の中でも、特に盛立材料Ｍの含水比及び粒度に関する情報は重要である。一例として、本実施形態では、含水比及び粒度を調整しつつ盛立材料Ｍを製造する盛立材料製造装置１０が用いられる。なお、盛立材料製造装置１０の構成は、後述の例に限られず適宜変更可能である。

例えば、盛立材料製造装置１０では、細粒材及び粗粒材の混合と、細粒材及び粗粒材の含水比の調整と、が行われる。盛立材料製造装置１０は、細粒材及び粗粒材が供給されるホッパ１１と、ホッパ１１に供給された細粒材及び粗粒材を搬送するコンベア１２と、細粒材及び粗粒材を撹拌するミキサ１３と、を備える。盛立材料製造装置１０は、盛立材料Ｍ（細粒材及び粗粒材）への加水及び減水の少なくともいずれかを行う含水比調整装置を備えていてもよい。

一例として、コンベア１２は、盛立材料Ｍの搬送方向に沿って斜め上方に延びており、斜め上方に細粒材及び粗粒材を搬送する。ミキサ１３は、例えば、コンベア１２の上端から斜め下方に延びており、斜め下方に落下する細粒材及び粗粒材を撹拌する。一例としてのミキサ１３は、全体として筒状を呈しており、ミキサ１３の内部に細粒材及び粗粒材を流通可能となっている。ミキサ１３は、例えば、複数の筒体１３ｂを備えており、複数の筒体１３ｂが互いに異なる方向に回転可能に連結されている。複数の筒体１３ｂのうち、一の筒体１３ｂが隣接する他の筒体１３ｂの反対方向に回転することにより、筒体１３ｂの内部において細粒材及び粗粒材の撹拌混合及び均一化を促進させることが可能となっている。

以上のようにミキサ１３において撹拌混合された盛立材料Ｍは、ミキサ１３の下方に排出される。排出された盛立材料Ｍは、盛立材料Ｍを運搬する運搬機械２によって、例えば、ロックフィルダムを構築する盛土領域Ｄに運搬されて遮水壁として用いられる。運搬機械２は、例えば、ダンプトラックである。なお、以上のコンベア１２及びミキサ１３の構成は前述した例に限られず適宜変更可能である。

盛土領域Ｄでは、敷均し機械３によって運搬された盛立材料Ｍを敷均し、その後、締固め機械４で盛立材料Ｍを転圧することによって盛立材料Ｍの締固めを行う。例えば、敷均し機械３はブルドーザを含んでおり、締固め機械４は振動ローラ４ｂを含む。敷均し機械３で敷均された直後の盛立材料Ｍは空気と水分を多く含んでいるので柔らかい状態となっている。しかしながら、締固め機械４の転圧で盛立材料Ｍの空気を減らすことにより、盛立材料Ｍが所望の固さとなるように締固められる。

締固め機械４は、例えば、略円柱状を成す前述の振動ローラ４ｂと、振動ローラ４ｂに取り付けられた起振装置とを備えていてもよく、起振装置で振動ローラ４ｂを振動させながら盛土領域Ｄ上を移動してもよい。この場合、締固め機械４を盛土領域Ｄ上で移動させると、締固め機械４の自重及び振動ローラ４ｂの振動によって盛土領域Ｄ上の盛立材料Ｍが効果的に締固められる。

盛土領域Ｄは、例えば、四角形状（一例として正方形状）の複数の締固め対象領域Ｄ１（締固め管理ブロック）に区画されて、締固め対象領域Ｄ１ごとに盛立材料Ｍが十分に締固められた否かが判定される。盛土領域Ｄの複数の締固め対象領域Ｄ１において、締固め機械４は、盛土領域Ｄを複数回転圧して盛土領域Ｄの締固めを行う。盛土領域Ｄは更に高さ方向（後述するＺ方向）に区画されていてもよい。

盛土領域Ｄの締固めでは、盛土領域Ｄ全体における満遍ない転圧を複数回繰り返してもよいし、盛土領域Ｄの一部における転圧を複数回繰り返した後に盛土領域Ｄの他の箇所における転圧を複数回繰り返してもよい。盛土領域Ｄの各締固め対象領域Ｄ１は、例えば、ＸＹＺ座標系を有する。例えば、Ｘ方向及びＹ方向は、水平方向であると共に互いに交差する方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。

図１及び図２に示されるように、盛立材料製造装置１０は、例えば、盛立材料Ｍ（細粒材及び粗粒材）の含水比を取得する含水比取得部１６、及び盛立材料Ｍの粒度を取得する粒度取得部１７を備える。含水比取得部１６及び粒度取得部１７は、例えば、品質管理システム１の品質情報取得部１５を構成する。例えば、含水比取得部１６及び粒度取得部１７はホッパ１１とコンベア１２の間に設けられており、ホッパ１１からコンベア１２に供給される盛立材料Ｍの含水比及び粒度のそれぞれを連続的に測定する。なお、盛立材料製造装置１０は、盛立材料Ｍ（細粒材及び粗粒材）への加水及び減水のいずれかを行う含水比調整装置を備えていてもよい。この場合、盛立材料製造装置１０の盛立材料Ｍの出口に含水比取得部１６が設けられることが好ましい。また、粒度取得部１７は、盛立材料製造装置１０の盛立材料Ｍの出口に設けられることが好ましい。

含水比取得部１６は、例えば、近赤外線センサ等の赤外線含水比測定装置であり、細粒材及び粗粒材のそれぞれに赤外線を照射し、当該赤外線の照射による細粒材及び粗粒材からの反射赤外線を検出することによって、細粒材及び粗粒材の含水比をリアルタイムで測定する。例えば、含水比取得部１６は、近赤外線によって盛立材料Ｍの含水比をモニタリングする。このように、含水比取得部１６では、非接触で細粒材及び粗粒材の含水比を測定することが可能となっている。

粒度取得部１７は、例えば、盛立材料Ｍを撮影し、盛立材料Ｍの撮影画像から盛立材料Ｍの粒度を測定する。一例として、粒度取得部１７は、搬送される盛立材料Ｍの画像から盛立材料Ｍの粒度をモニタリングする。以上のように、品質情報取得部１５（含水比取得部１６及び粒度取得部１７）では、搬送される盛立材料Ｍの品質情報を連続的に測定する連続監視を行う。

品質管理システム１は、例えば、前述した品質情報取得部１５と、制御部２０と、盛立位置情報取得部３０と、締固め情報取得部４０と、表示部５０とを備える。制御部２０は、一例として、サーバに設けられており、品質情報取得部１５、盛立位置情報取得部３０、締固め情報取得部４０及び表示部５０のそれぞれと通信可能とされている。品質情報取得部１５（含水比取得部１６及び粒度取得部１７）によって取得された含水比及び粒度を含む品質情報は、品質情報取得部１５から制御部２０にリアルタイムで送信される。

制御部２０が設けられるサーバは、例えば、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等を実行するプロセッサ（例えばＣＰＵ）と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等によって構成される主記憶部と、ハードディスク又はフラッシュメモリ等で構成される補助記憶部と、ネットワークカード又は無線通信モジュールで構成される通信制御部と、キーボード又はマウス等の入力装置と、モニタ等の出力装置とを備える。

制御部２０のサーバの各機能要素は、プロセッサ又は主記憶部に所定のソフトウェアを読み込ませて当該ソフトウェアを実行することによって実現される。プロセッサは、当該ソフトウェアに従って、前述した通信制御部、入力装置又は出力装置を動作させ、主記憶部又は補助記憶部におけるデータの読み出し及び書き出しを行う。サーバの処理に必要なデータ又はデータベースは主記憶部又は補助記憶部に格納される。

表示部５０は、パーソナルコンピュータ又はノートパソコン等の情報端末のディスプレイ、及び、携帯電話又はタブレット等の携帯端末のディスプレイを含んでいる。制御部２０は、例えば、盛立材料Ｍの品質情報を照合する照合部２１と、受信した各種情報を記憶する記憶部２２と、記憶部２２に記憶されている各種情報の表示部５０への表示制御を行う表示制御部２３とを備える。

盛立位置情報取得部３０は、例えば、各工程（ステップ）における盛立材料Ｍの位置情報を取得する。一例として、盛立位置情報取得部３０は、盛立材料Ｍを運搬する運搬機械２の位置を取得する運搬機械位置取得部３１と、敷均し機械３の位置を取得する敷均し機械位置取得部３２と、締固め機械４の位置を取得する締固め機械位置取得部３３とを備える。運搬機械位置取得部３１が取得した運搬機械２の位置、敷均し機械位置取得部３２が取得した敷均し機械３の位置、及び締固め機械位置取得部３３が取得した締固め機械４の位置、はそれぞれ制御部２０にリアルタイムに送信される。

運搬機械位置取得部３１は、例えば、ＧＰＳ衛星から電波を受信して運搬機械２の位置を取得するＧＰＳ受信装置である。この場合、運搬機械位置取得部３１は、運搬機械２に取り付けられたＧＰＳ用のアンテナを含んでおり、このアンテナでＧＰＳ衛星からの電波を受信すると、受信した電波を復調して情報を取り出す。

例えば、運搬機械位置取得部３１は、受信されている各ＧＰＳ衛星の情報を用いて運搬機械２の位置情報（緯度及び経度等）を算出し、算出した運搬機械２の位置情報を制御部２０に送信する。運搬機械２がダンプトラックである場合、荷下ろし位置（例えば、どの締固め対象領域Ｄ１に盛立材料Ｍが荷下ろしされたか）が算出される。また、盛立材料Ｍがストックパイル方式で運搬される場合には、運搬機械位置取得部３１は、運搬機械２の位置情報と併せて盛立材料Ｍのストックパイルの位置情報（例えば、複数のストックパイルのうちどのストックパイルに運搬されたか）を取得してもよい。

敷均し機械位置取得部３２及び締固め機械位置取得部３３のそれぞれは、運搬機械位置取得部３１と同様、ＧＰＳ受信装置であってもよい。この場合、運搬機械位置取得部３１、敷均し機械位置取得部３２及び締固め機械位置取得部３３は、運搬機械２、敷均し機械３及び締固め機械４のそれぞれのＧＰＳトレーサビリティを行う。例えば、敷均し機械位置取得部３２は、ブルドーザの履帯の中央の位置を取得してもよいし、ブルドーザの高さ位置を取得してもよい。締固め機械位置取得部３３は、例えば、振動ローラ４ｂの接地部分４ｃの位置を取得してもよいし、振動ローラ４ｂの高さ位置を取得してもよい。

敷均し機械位置取得部３２が取得した敷均し機械３の位置情報、及び締固め機械位置取得部３３が取得した締固め機械４の位置情報は、それぞれ制御部２０にリアルタイムに送信される。なお、運搬機械位置取得部３１、敷均し機械位置取得部３２及び締固め機械位置取得部３３のそれぞれは、ＧＰＳ受信装置でなくてもよく、例えば、トータルステーション等、他の機器であってもよい。

締固め情報取得部４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global NavigationSatellite System：全球測位衛星システム）を用いて複数の締固め対象領域Ｄ１のそれぞれの締固め度合をリアルタイムで取得する。一例として、締固め情報取得部４０は、各締固め対象領域Ｄ１のＣＥＬ（Compaction Energy Level：締固めエネルギー）を取得する。また、締固め情報取得部４０は、例えば、ＣＣＶ（Compaction Control Value：地盤反力データ）によって各締固め対象領域Ｄ１の剛性を取得してもよい。

締固め情報取得部４０は、例えば、盛土領域Ｄを複数の締固め対象領域Ｄ１に区画して、締固め対象領域Ｄ１ごとに盛立材料Ｍが十分に締固められたか否かの情報を取得してもよい。締固め情報取得部４０は、締固め対象領域Ｄ１ごとに、転圧による盛立材料Ｍの沈下量を算出すると共に盛立材料Ｍが十分に締固められたか否かを判定してもよい。以下では、締固め情報取得部４０の構成の例について説明する。

締固め情報取得部４０は、転圧回数取得部４１と、盛立面形状取得部４２と、盛立面剛性取得部４３と、を備える。転圧回数取得部４１は、締固め機械４の移動経路から、締固め対象領域Ｄ１ごとに締固め機械４の転圧回数を算出してもよい。この場合、転圧回数取得部４１は、例えば、締固め機械４が締固め対象領域Ｄ１を形成する各頂点（ｘ_１，ｙ_１）、（ｘ_１，ｙ_２）、（ｘ_２，ｙ_１）、（ｘ_２，ｙ_２）に１回ずつ到達したときに当該締固め対象領域Ｄ１の転圧回数を１加算してもよい。このように、転圧回数取得部４１は、複数の締固め対象領域Ｄ１のそれぞれに対して転圧回数を取得し、転圧回数取得部４１が取得した転圧回数はリアルタイムで制御部２０に送信される。

盛立面形状取得部４２は、例えば、締固め対象領域Ｄ１における盛立面Ｓの３次元データを測定する。なお、盛立面形状取得部４２は盛立面Ｓの２次元データを取得してもよい。盛立面形状取得部４２は、締固め機械４が盛土領域Ｄ全体を１回移動して転圧を行った後に盛立面Ｓの３次元データを取得してもよいし、盛土領域Ｄの一部の転圧が繰り返される度に盛立面Ｓの３次元データを取得してもよい。この場合、盛立面形状取得部４２が検出した締固め対象領域Ｄ１ごとの３次元データはリアルタイムで制御部２０に送信される。また、盛立面形状取得部４２は、各締固め対象領域Ｄ１の盛立材料Ｍの層厚を走査し、走査した層厚を制御部２０に連続的に送信してもよい。

例えば、制御部２０は、転圧回数取得部４１から受信した転圧回数、及び盛立面形状取得部４２から受信した３次元データを用いて、各締固め対象領域Ｄ１における盛立材料Ｍ（盛立面Ｓ）の高さを算出してもよい。また、制御部２０は、締固め対象領域Ｄ１ごとに、転圧回数と盛立材料Ｍの高さと盛立材料Ｍの沈下量との関係を示す締固め管理テーブル等を作成してもよい。

盛立面剛性取得部４３は、例えば、締固め機械４の振動ローラ４ｂの振動加速度を検出する加速度計であって、振動加速度から各締固め対象領域Ｄ１の盛立面Ｓの剛性を取得する。盛立面剛性取得部４３は、転圧と同時に盛立面Ｓの剛性を取得してもよいし、所定回数の転圧後に盛立面Ｓの剛性を取得してもよい。一例として、盛立面剛性取得部４３は、転圧後に、締固めの度合を示す指標であるＣＣＶ（Compaction Control Value）によって地盤剛性評価値を取得してもよい。盛立面剛性取得部４３が取得した盛立面Ｓの剛性はリアルタイムで制御部２０に送信される。

制御部２０は、品質情報取得部１５から受信した盛立材料Ｍの品質情報、盛立位置情報取得部３０から受信した盛立材料Ｍの盛立位置情報、及び締固め情報取得部４０から受信した盛立材料Ｍの締固め情報を記憶及び統合する。照合部２１は、制御部２０が受信した盛立材料Ｍの含水比、粒度、運搬機械２の位置、敷均し機械３の位置、締固め機械４の位置、転圧回数、盛立面Ｓの形状、及び盛立面Ｓの剛性を照合する。記憶部２２は、制御部２０が受信した上記の各情報を記憶する。

照合部２１は、例えば、時刻記録部２１ｂを備える。時刻記録部２１ｂは、含水比取得部１６による盛立材料Ｍの含水比の取得、及び粒度取得部１７による盛立材料Ｍの粒度の取得と共に、含水比の取得時刻、及び粒度の取得時刻を記憶部２２に記録する。すなわち、時刻記録部２１ｂは、盛立材料Ｍの含水比の測定時刻、及び盛立材料Ｍの粒度の測定時刻、のそれぞれを記憶部２２に記録する。

例えば、時刻記録部２１ｂは、運搬機械２への盛立材料Ｍの積み込み時刻、及び、運搬機械２からの盛立材料Ｍの荷下ろし時刻を記憶部２２に記録する。更に、時刻記録部２１ｂは、敷均し機械３による盛立材料Ｍの敷均し開始時刻、敷均し機械３による盛立材料Ｍの敷均し終了時刻、締固め機械４による締固め開始時刻、及び締固め機械４による締固め終了時刻、のそれぞれを記憶部２２に記録してもよい。例えば、時刻記録部２１ｂによる敷均し開始時刻、敷均し終了時刻、締固め開始時刻及び締固め終了時刻の記録は、締固め対象領域Ｄ１ごとに行われる。

表示制御部２３は、制御部２０が受信した上記の各情報の表示部５０への表示制御を行う。表示制御部２３は、例えば、盛土領域Ｄの各締固め対象領域Ｄ１における盛立面Ｓの剛性評価値マップを表示部５０に表示する。盛立面Ｓの剛性評価値マップは、一例として、盛立面剛性取得部４３によって取得された締固め対象領域Ｄ１ごとの盛立面Ｓの剛性を地図と共に示したマップである。このように、表示制御部２３が表示部５０に剛性評価値マップを表示することにより、盛立面Ｓの均質性に関する情報を容易に把握することが可能となる。

例えば、表示制御部２３は、盛土領域Ｄの各締固め対象領域Ｄ１における転圧回数を地図と共に示した転圧回数マップを表示部５０に表示してもよい。また、表示制御部２３は、盛立材料Ｍの含水比及び粒度と、ＧＮＳＳによる盛立材料Ｍの盛立位置情報と、盛立材料Ｍの締固め後の盛立面Ｓの剛性と、を表示部５０にリアルタイムに表示してもよい。そして、制御部２０は、盛立材料Ｍの粒度及び含水比と、盛立位置情報と、盛立面Ｓの剛性とをＣＩＭ（Construction Information Modeling）に保存してもよい。この場合、盛立材料Ｍの品質情報、盛立位置情報及び施工情報のトレーサビリティを行うと共にこれらの情報を一元管理することが可能となる。

次に、実施形態に係る盛立材料Ｍの品質管理方法の各ステップの例について図３を参照しながら説明する。なお、図３に示されるフローチャートはあくまで例示であって品質管理方法のステップの内容及び順序は適宜変更される。まず、図１及び図３に示されるように、ホッパ１１に盛立材料Ｍが投入されると、含水比取得部１６が盛立材料Ｍの含水比を取得すると共に、時刻記録部２１ｂが含水比の取得時刻を記憶部２２に記録する（含水比を取得するステップ、ステップＳ１）。

このとき、例えば近赤外線センサである含水比取得部１６が盛立材料Ｍの含水比を測定すると共に、測定した盛立材料Ｍの含水比が制御部２０に送信される。そして、盛立材料Ｍの含水比と含水比測定時刻が記憶部２２に記録される。また、粒度取得部１７が盛立材料Ｍの粒度を取得すると共に、時刻記録部２１ｂが粒度の取得時刻を記憶部２２に記録する（粒度を取得するステップ、ステップＳ２）。

粒度取得部１７は、例えば、盛立材料Ｍの画像から盛立材料Ｍの粒度を測定し、測定した盛立材料Ｍの粒度は制御部２０に送信される。そして、制御部２０に送信された盛立材料Ｍの粒度及び粒度測定時刻が記憶部２２に記録される。なお、前述した含水比を取得するステップと、粒度を取得するステップの順序は、例えば上記の逆であってもよく、特に限定されない。

そして、盛立材料Ｍは、コンベア１２及びミキサ１３を経て搬送及び混合撹拌された後、運搬機械２によって盛土領域Ｄに運搬される。運搬機械２の位置は運搬機械位置取得部３１によって随時制御部２０に送信されており、例えば、運搬機械位置取得部３１は運搬機械２の積み込み位置を取得する。運搬機械位置取得部３１が取得した盛立材料Ｍの積み込み位置は制御部２０に送信され、例えば、積み込み位置と共に時刻記録部２１ｂが盛立材料Ｍの積み込み時刻を記憶部２２に記録する（積み込み時刻を取得するステップ、ステップＳ３）。

運搬機械２が盛立材料Ｍの運搬を開始した後も、運搬機械２の位置は運搬機械位置取得部３１によって制御部２０に連続的に送信されており、これにより、盛立材料Ｍを運搬する運搬機械２の位置をリアルタイムで取得する（運搬機械の位置を取得するステップ、ステップＳ４）。

運搬機械２が盛立材料Ｍを盛土領域Ｄに運搬して盛立材料Ｍを荷下ろしした後には、運搬機械位置取得部３１が運搬機械２の荷下ろし位置を取得する。例えば、運搬機械位置取得部３１は、盛立材料Ｍが盛土領域Ｄのどの締固め対象領域Ｄ１に下ろされたか（盛立材料Ｍが下ろされた盛立位置情報）を取得し、取得した盛立材料Ｍの締固め対象領域Ｄ１を制御部２０に送信する（盛立位置情報を取得するステップ、ステップＳ５）。そして、時刻記録部２１ｂは、例えば、荷下ろし位置と共に盛立材料Ｍの荷下ろし時刻を記憶部２２に記録する（荷下ろし時刻を取得するステップ、ステップＳ６）。

例えば、敷均し機械３が盛土領域Ｄの盛立材料Ｍを敷均しているときに、盛土領域Ｄにおける敷均し機械３の位置が敷均し機械位置取得部３２によって取得される。また、締固め機械４が盛土領域Ｄの盛立材料Ｍを締固めているときに、盛土領域Ｄにおける締固め機械４の位置は締固め機械位置取得部３３によって取得される。

そして、転圧回数取得部４１は、例えば、締固め機械位置取得部３３によって取得された締固め機械４の移動経路から、各締固め対象領域Ｄ１の転圧回数を取得する（転圧回数を取得するステップ、ステップＳ７）。また、盛立面形状取得部４２が各締固め対象領域Ｄ１の盛立面Ｓの形状を２次元データ又は３次元データとして取得し、盛立面剛性取得部４３が各締固め対象領域Ｄ１の盛立面Ｓの剛性を取得する（盛立面の形状及び剛性を取得するステップ、ステップＳ８）。

以上の各ステップを経て、締固め機械４による盛土領域Ｄの締固めが完了した後に一通りのステップが完了する。なお、転圧回数を取得するステップ、盛立面Ｓの形状を取得するステップ、及び盛立面Ｓの剛性を取得するステップの順序は、上記の例に限定されず、適宜変更可能である。

以下では、含水比取得部１６が取得する盛立材料Ｍの含水比、及び粒度取得部１７が取得する盛立材料Ｍの粒度を含む品質情報と、盛立位置情報及び締固め情報との照合の例についてより詳細に説明する。例えば、照合部２１は、含水比取得部１６が盛立材料Ｍの含水比を取得した含水比取得時刻、及び粒度取得部１７が盛立材料Ｍの粒度を取得した粒度取得時刻、のそれぞれを品質情報取得時刻Ｔ１として、品質情報が取得された盛立材料Ｍに紐付ける。

次に、照合部２１は、盛立材料Ｍが仮置きされる場合には、例えば、ストックパイル形成時刻Ｔ２１及びストックパイル位置情報Ｒ２１を、品質情報が取得された盛立材料Ｍに紐付ける。一方、照合部２１は、盛立材料Ｍが直接積み込みされる場合には、例えば、直接積み込み位置情報Ｒ２２を、品質情報が取得された盛立材料Ｍに紐付ける。続いて、照合部２１は、盛立材料Ｍが運搬機械２に積み込まれるときに、例えば、運搬機械２に設けられた荷重計から得られた積込信号の検知等によって、運搬機械位置情報Ｒ３及び積込時刻情報Ｔ３を、品質情報が取得された盛立材料Ｍに紐付ける。

そして、照合部２１は、盛立材料Ｍを荷下ろしするときに、例えば、運搬機械２の荷重計から得られた荷下ろし信号の検知等によって、荷下ろし位置情報Ｒ４及び荷下ろし時刻情報Ｔ４を、品質情報が取得された盛立材料Ｍに紐付ける。その後、照合部２１は、盛立材料Ｍの敷均し及び締固めにおいて、敷均し機械３及び締固め機械４のそれぞれの位置から得られる盛立材料Ｍの敷均し時刻情報Ｔ５及び締固め時刻情報Ｔ６を、品質情報が取得された盛立材料Ｍに紐付ける。更に、照合部２１は、加速度センサ等から得られる締固め品質情報Ｑ（例えば盛立面Ｓの形状及び剛性）を、品質情報が取得された盛立材料Ｍに紐付ける。

照合部２１が以上のように機能する場合、品質情報が取得された盛立材料Ｍに、品質情報取得時刻Ｔ１、ストックパイル形成時刻Ｔ２１及びストックパイル位置情報Ｒ２１又は直接積み込み位置情報Ｒ２２、運搬機械位置情報Ｒ３及び積込時刻情報Ｔ３、荷下ろし位置情報Ｒ４及び荷下ろし時刻情報Ｔ４、敷均し時刻情報Ｔ５及び締固め時刻情報Ｔ６、並びに、締固め品質情報Ｑが紐付けられる。従って、品質情報が取得された盛立材料Ｍに対し、ストックパイルへの仮置き等から積み込み、運搬、荷下ろし、敷均し及び締固めまでの一連のステップにおける情報を一元的に紐付けることができる。なお、品質情報が取得された盛立材料Ｍの各種情報は、ＩＣチップ又はＩＣタグによって管理されてもよい。このように、品質情報が取得された盛立材料Ｍに各ステップの情報を紐付けることができるので、盛立材料Ｍの製造から施工までのトレーサビリティを高精度に行うことができる。

以上のように、本実施形態に係る品質管理方法では、盛立材料Ｍの製造、運搬及び締固めの各ステップにおいて制御部２０が盛立材料Ｍの情報を受信することにより、盛立材料Ｍのトレーサビリティが高められている。

図４は、制御部２０が得た盛立材料Ｍの情報から表示制御部２３が生成した盛立材料Ｍのデータを示す表の一例である。図４に示される表は、例えば、表示制御部２３によって表示部５０に表示される。この表では、盛立材料Ｍの含水比、粒度、含水比測定時刻、粒度測定時刻、盛立材料Ｍの積み込み時刻、盛立材料Ｍの荷下ろし時刻、盛立材料Ｍの盛立位置情報、盛立材料Ｍの盛立面Ｓの転圧回数、及び盛立材料Ｍの盛立面Ｓの剛性が一元管理されている。

なお、表示制御部２３によって表示部５０に表示されるデータは、図４に示される表に限られない。例えば、前述した転圧回数マップ、及び盛立面Ｓの剛性評価値マップを含む盛立材料Ｍの締固め情報を示すマップ、運搬機械２、敷均し機械３及び締固め機械４の位置を示すマップ等を表示制御部２３が表示部５０に表示してもよい。このように、表示部５０に表示される盛立材料Ｍの品質情報のデータ、盛立位置情報のデータ、及び締固め情報のデータの表示態様は適宜変更可能である。

続いて、本実施形態に係る品質管理システム１から得られる作用効果について詳細に説明する。図１及び図２に示されるように、品質管理システム１において、盛立材料Ｍは運搬されて締固められることによってロックフィルダムの遮水壁を形成する材料であって、運搬される前に含水比及び粒度を含む品質情報が取得される。品質情報を取得した後に、盛立材料Ｍは盛土領域Ｄに運搬されて締固められる。そして、盛土領域Ｄに運搬されて締固められる過程で盛立材料Ｍの盛立位置情報及び締固め情報を照合部２１が照合する。このように、盛立材料Ｍの品質情報と盛立位置情報及び締固め情報とを照合することにより、品質情報と盛立位置情報及び締固め情報とを一元管理することができる。

また、運搬前に盛立材料Ｍの品質情報を連続的に取得することにより、盛立材料Ｍの品質情報の全数管理を行うことができるので、品質管理の精度を格段に向上させることができる。更に、品質情報と照合される盛立材料Ｍの盛立位置情報及び締固め情報を取得することにより、どの品質の盛立材料Ｍがどの締固め対象領域Ｄ１に運搬されてどのように締固められているかをトレースすることができる。従って、運搬前後及び締固めの過程における盛立材料Ｍの状態を連続的にトレースすることができるので、締固めの品質を高めると共に締固めを効率よく行うことができる。

本実施形態において、盛立位置情報及び締固め情報を取得するステップは、運搬されて荷下ろしされる盛立材料Ｍの位置情報を取得することを含む。よって、運搬されて荷下ろしされる盛立材料Ｍの位置情報、すなわち、運搬する過程における盛立材料Ｍの位置情報を取得することにより、運搬時における盛立位置情報をより高精度に取得することができる。従って、盛立材料Ｍのトレーサビリティを高めることができる。

本実施形態において、盛立位置情報及び締固め情報を取得するステップでは、盛立材料Ｍを締固める締固め機械４の位置情報を取得する。よって、盛立材料Ｍを締固める締固め機械４の位置情報をトレースすることが可能となるため、盛立材料Ｍの締固めの状況をトレースすることができる。従って、盛立材料Ｍの締固めを高精度に且つ効率よく行うことができる。

本実施形態において、品質情報を取得するステップでは、盛立材料Ｍの含水比を取得する。よって、品質情報の取得のときに盛立材料Ｍの含水比を取得することにより、ロックフィルダムの遮水壁の透水係数を所望の値に確保することができる。従って、遮水壁の品質を高めることができると共に、品質が高い遮水壁を効率よく形成することができる。

本実施形態において、品質情報を取得するステップでは、盛立材料Ｍの粒度を取得することを含んでいる。よって、盛立材料Ｍの粒度を取得することにより、ロックフィルダムの遮水壁の透水係数をより確実に所望の値にすることができる。従って、遮水壁の施工の品質を更に高めることができる。

本実施形態において、盛立材料Ｍの品質情報を取得した後に、盛立材料Ｍを運搬する運搬機械２の位置情報を取得する。従って、盛立材料Ｍの品質情報を取得した後に運搬機械２の位置情報を取得することによって、品質情報を取得した後の盛立材料Ｍの位置をトレースすることができる。

本実施形態において、盛立材料Ｍを運搬する運搬機械２の位置情報を取得した後に、盛立位置情報として、区画された複数の締固め対象領域Ｄ１のどの領域に盛立材料Ｍが運搬されたかを取得する。よって、運搬機械２による盛立材料Ｍの運搬時の位置情報と、運搬された盛立材料Ｍがどの締固め対象領域Ｄ１に荷下ろしされたかに関する盛立位置情報との両方を把握することができる。従って、盛立材料Ｍを運搬する運搬機械２の位置情報と締固め対象領域Ｄ１とを照合することにより、盛立材料Ｍの運搬、荷下ろし及び締固めの一連の情報をトレースすることができる。よって、盛立材料Ｍのトレーサビリティを更に高めることができる。

本実施形態において、盛立位置情報及び締固め情報を取得するステップでは、区画された複数の締固め対象領域Ｄ１のそれぞれの転圧回数と、各締固め対象領域Ｄ１の盛立面Ｓの剛性と、を取得する。すなわち、盛立材料Ｍに対する転圧回数と盛立面Ｓの剛性と、を取得する。よって、盛立材料Ｍに対する転圧回数と盛立面Ｓの剛性とを取得することにより、締固めにおける盛立材料Ｍの状態をより高精度に取得することができる。更に、締固め時における盛立材料Ｍのトレーサビリティを高めることができる。

更に、本実施形態において、制御部２０は、盛立材料Ｍの含水比、粒度及びＣＥＬ（現場締固めエネルギー）を連続的に受信する。盛立材料Ｍの含水比、粒度及びＣＥＬは、締固められる盛立材料Ｍの性能を規定する重要な３要素である。この３要素を制御部２０が連続的に受信することにより、表示部５０から含水比、粒度及びＣＥＬの連続管理記録をリアルタイムで確認することができる。また、上記の３要素を全量管理に近い形で管理することにより、締固め後に求められる盛立材料Ｍの強度、密度、遮水性及び対沈下性等を全量管理することが可能となる。

また、本実施形態では、制御部２０が各種管理記録をＣＩＭに取り込むことによって盛立材料Ｍの締固めに関する施工情報のトレーサビリティを強化することができる。更に、制御部２０は、表示部５０に転圧後の盛立材料Ｍの盛立面Ｓの地盤剛性指標の記録（統計処理記録又はマップ等）を表示することにより、盛立面Ｓの均質性に関する情報の確認が可能となる。

以上、本開示に係る品質管理システムの実施形態について説明した。しかしながら、本発明に係る品質管理システムは、前述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、品質管理システムの各部の構成、並びに、工程の内容及び順序は、各請求項の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、前述の実施形態では、盛立材料Ｍの品質情報として含水比と粒度を取得する例について説明した。しかしながら、盛立材料の品質情報は、含水比及び粒度のいずれかのみであってもよいし、含水比及び粒度以外の情報であってもよい。例えば、盛立材料の品質情報は、盛立材料の透水係数等を含んでいてもよい。

また、前述の実施形態では、締固め情報取得部４０がＣＣＶによって各締固め対象領域Ｄ１の剛性を取得する例について説明した。しかしながら、各締固め対象領域の剛性を取得する手段は、ＣＣＶに限られず適宜変更可能である。更に、前述の実施形態では、運搬機械位置取得部３１が運搬機械２の位置を取得することによって、盛立材料Ｍの盛立位置情報を取得する例について説明した。しかしながら、例えば、盛立材料ＭにＩＣ（Integrated Circuit）チップを埋め込み、埋め込んだＩＣチップを介して盛立材料Ｍの盛立位置情報を取得してもよい。このように、盛立材料Ｍの盛立位置情報を取得する手段は適宜変更可能である。

また、前述の実施形態では、運搬機械位置取得部３１、敷均し機械位置取得部３２及び締固め機械位置取得部３３がＧＰＳ衛星から電波を受信して位置を取得するＧＰＳ受信装置である例について説明した。しかしながら、運搬機械位置取得部、敷均し機械位置取得部及び締固め機械位置取得部は、ＧＰＳ以外の手段によって位置を取得してもよく、運搬機械、敷均し機械及び締固め機械のそれぞれの位置を取得する手段は適宜変更可能である。

また、前述の実施形態では、運搬機械位置取得部３１、敷均し機械位置取得部３２及び締固め機械位置取得部３３を有する盛立位置情報取得部３０、並びに、転圧回数取得部４１、盛立面形状取得部４２及び盛立面剛性取得部４３を有する締固め情報取得部４０、について例示した。しかしながら、運搬機械位置取得部、敷均し機械位置取得部、締固め機械位置取得部、転圧回数取得部、盛立面形状取得部及び盛立面剛性取得部の構成及び機能は前述の例に限られず適宜変更可能である。

また、運搬機械位置取得部、敷均し機械位置取得部、締固め機械位置取得部、転圧回数取得部、盛立面形状取得部及び盛立面剛性取得部の少なくともいずれかが省略されてもよい。更に、盛立位置情報取得部及び締固め情報取得部の構成及び機能についても前述の例に限られず適宜変更可能である。

また、前述の実施形態では、照合部２１、記憶部２２及び表示制御部２３を有する制御部２０を備えた品質管理システム１について例示した。しかしながら、品質管理システムの制御部の照合部、記憶部及び表示制御部の構成は、上記の例に限られず適宜変更可能である。更に、品質管理システムの制御部の構成についても、上記の例に限られず適宜変更可能である。

また、前述の実施形態では、ホッパ１１、コンベア１２及びミキサ１３を備える盛立材料製造装置１０によって製造される盛立材料Ｍの品質情報を取得する例について説明した。しかしながら、盛立材料製造装置はホッパ１１、コンベア１２及びミキサ１３の少なくともいずれかを備えていないものであってもよく、盛立材料製造装置の構成は適宜変更可能である。また、本発明に係る品質管理システムは、盛立材料製造装置によって製造されていない盛立材料に対しても適用可能である。

また、前述の実施形態では、細粒材及び粗粒材を含む盛立材料Ｍについて例示した。しかしながら、盛立材料の種類は、細粒材及び粗粒材を含むものに限られず適宜変更可能である。更に、前述の実施形態では、盛立構造物がロックフィルダムの遮水壁である例について説明した。しかしながら、本発明に係る品質管理システムは、ロックフィルダムの遮水壁以外の盛立構造物に対しても適用可能である。

１…品質管理システム、２…運搬機械、３…敷均し機械、４…締固め機械、４ｂ…振動ローラ、４ｃ…接地部分、１０…盛立材料製造装置、１１…ホッパ、１２…コンベア、１３…ミキサ、１３ｂ…筒体、１５…品質情報取得部、１６…含水比取得部、１７…粒度取得部、２０…制御部、２１…照合部、２１ｂ…時刻記録部、２２…記憶部、２３…表示制御部、３０…盛立位置情報取得部、３１…運搬機械位置取得部、３２…敷均し機械位置取得部、３３…締固め機械位置取得部、４０…締固め情報取得部、４１…転圧回数取得部、４２…盛立面形状取得部、４３…盛立面剛性取得部、５０…表示部、Ａ…現場、Ｄ…盛土領域、Ｄ１…締固め対象領域、Ｍ…盛立材料、Ｓ…盛立面。

Claims (3)

1. 盛立材料製造装置によって製造されて、運搬機械によって運搬されて締固められ盛立構造物を形成する盛立材料の品質を区画された複数の締固め対象領域ごとに管理する品質管理システムであって、
   品質情報取得部、運搬機械位置取得部、締固め機械位置取得部、締固め情報取得部、及び照合部を備え、
   前記盛立材料製造装置は、細粒材と粗粒材を混合して盛立材料を製造するものであって、
   前記品質情報取得部は、前記盛立材料製造装置に設けられ、混合後の前記盛立材料の品質情報を取得時刻と共に取得し、前記盛立材料は、混合後の前記品質情報の取得後、前記盛立材料製造装置から前記運搬機械に積み込まれ、運搬され、荷下ろしされるものであり、
   前記運搬機械位置取得部が、前記盛立材料の積み込み時刻、前記盛立材料の積み込み位置、及び前記盛立材料の荷下ろし位置である盛立位置情報を取得し、
   前記締固め機械位置取得部は、締固め機械位置を取得し、
   前記締固め情報取得部は、締固め情報を取得し、
   前記照合部は、前記盛立材料の前記品質情報の取得時刻と前記盛立材料の積み込み時刻を紐付け、前記盛立材料の前記盛立位置情報と前記締固め機械位置を紐付け、前記品質情報と前記盛立位置情報及び前記締固め情報とを照合し、
   前記照合を区画された複数の前記締固め対象領域ごとに行う、
   品質管理システム。
2. 前記盛立材料製造装置は、含水比取得部、及び粒度取得部を備え、
   前記含水比取得部及び前記粒度取得部は前記盛立材料の含水比及び粒度のそれぞれを連続的に測定する、
   請求項１に記載の品質管理システム。
3. 前記照合部は、前記運搬機械に設けられた荷重計から得られた積込信号の検知によって前記盛立材料に積み込み時刻を紐付ける、
   請求項１又は２に記載の品質管理システム。

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