JPH0438251Y2

JPH0438251Y2 -

Info

Publication number: JPH0438251Y2
Application number: JP1986159474U
Authority: JP
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1992-09-08
Also published as: JPS6367811U

Description

【考案の詳細な説明】（技術分野）本考案は、道路、滑走路等の舗装された路面の
荷重に対するたわみ量を測定する装置に関する。

（従来技術）アスフアルトで舗装された路面を補修する必要
があるか否かを決定する要素の一つとして、前記
路面の荷重に対するたわみ量が用いられている。
また、路面の荷重に対するたわみ量は、路面に加
わる荷重が一定であつても、舗装の破損の程度、
支持力の大小等により異なることから、舗装の打
ち換え工事、オーバレイ工事等の施工に先立つて
前記たわみ量を測定することは、工事の規模を決
定する上で非常に重要である。

路面の荷重に対するたわみ量を測定する装置の
一つとして、後輪に複輪を用いた荷重車と、ベン
ケルマンビームとを用いる装置がある。この測定
装置は、ベンケルマンビームの先端を荷重車の複
輪のタイヤ間に差し込み、該ベンケルマンビーム
の先端を路面に接触させ、その状態にベンケルマ
ンビームを静止させた後、荷重車を移動させるこ
とにより、ベンケルマンビームの先端と接触して
いる路面の荷重を除去し、それにより前記路面が
弾性的に復元するときの変形量をベンケルマンビ
ームの動きから測定する。しかし、この装置で
は、荷重車を測定位置毎に停止させなければなら
ないため、所定の領域の測定に長時間を要し、ま
た、使用中の道路の場合には交通の妨げになり、
作業者が危険である。また、ベンケルマンビーム
の動きを測定者の肉眼により読み取るため、測定
値に測定者により異なる測定誤差が生じやすい。

他のたわみ量測定装置の一つとして、ダイナフ
レクト、フオーリングウエイトデフレクトメータ
等のように、たわみ量を電気的に測定する装置が
ある。しかし、これらの装置はいずれも、測定用
の荷重車を測定位置で停止させなければならない
ため、連続して測定することができず、また、使
用中の道路の場合には交通の妨げになる。

（考案の目的）本考案の目的は、被測定点において荷重車にそ
の停止と移動とを行わせることなく、その被測定
点におけるたわみ量を測定することができ、また
荷重量の走行方向における複数箇所におけるたわ
み量を短時間で自動的にかつ正確に測定すること
ができる測定装置を提供することを目的とする。

（考案の構成）本考案の舗装路のたわみ量測定装置は、少なく
とも一箇所に複輪を用いた荷重車と、該荷重車に
取り付けられた支持フレームと、該支持フレーム
に取り付けられて路面からの高さ位置に対応する
電気信号を出力する非接触型の第１、第２および
第３の変位計と、前記荷重車の走行距離に対応す
る距離信号を出力する距離計と、前記距離計およ
び各変位計の出力信号を基に前記路面のたわみ量
を算出する演算処理回路とを含み、前記第１の変
位計は前記複輪を構成する二つの車輪の中間にあ
つて前記荷重車の前後方向における前記複輪の位
置に配置され、前記第２の変位計は前記第１の変
位計から前記前後方向前方へ隔てられた位置に配
置され、前記第３の変位計は前記第１の変位計か
ら前記前後方向後方へ隔てられた位置に配置され
ている。

（考案の作用および効果）第１の変位計は、複輪を構成する二つの車輪の
中間にあつて荷重車の前後方向における複輪の位
置において路面からの高さに対応する信号を出力
する。これに対し、第２および第３の変位計は、
それぞれ、複輪の位置から荷重車の前方へ隔てら
れた位置おける路面からの高さに対応する信号お
よび複輪の位置から荷重車の後方へ隔てられた位
置における路面からの高さに対応する信号を出力
する。

それ故に、第１の変位計から出力される信号
は、路面のうち、荷重を受けている箇所の信号、
すなわち荷重に起因するたわみの成分を含む信号
である。これに対し、第２および第３の変位計か
ら出力される信号は、路面のうち、荷重を受けて
いない箇所の信号、すなわち荷重に起因するたわ
みの成分を含まない信号である。

これらの信号は、第１、第２および第２の変位
計からは同時に出力され、信号処理回路において
路面の凹凸の影響が減少されたたわみ量を算出す
る信号として用いられる。

上記のように、本考案によれば、第１の変位計
は複輪を構成する二つの車輪の中間にあつて荷重
車の前後方向における複輪の位置に配置されてい
るのに対し、第２および第３の変位計はそれぞれ
第１の変位計から前方および後方へ隔てられた位
置に配置されているから、被測定点において荷重
車にその停止と移動とを行わせることなく、その
被測定点における凹凸の影響が減少されたたわみ
量を測定することができる。また、荷重車を走行
させつつたわみ量を測定することができるから、
荷重車の走行方向における複数箇所におけるたわ
み量を、人手を要することなく短時間でかつ連続
して測定することができ、従つて測定時に交通の
妨げにならず、道路の場合には作業車にとつて安
全である。

（実施例）以下、図面に示す本考案の実施例について説明
する。

第１図および第２図に示す測定装置１０は、荷
重車１２を含む。該荷重車１２は、両後輪として
複輪を用いた自走可能のトラツクであるが、乗用
車のような自走車により牽引される台車であつて
もよい。荷重車１２には、錘（図示せず）が搭載
されている。この錘は、後輪の車軸１４への荷重
が車体を含めて10トン、従つて片方の後輪に５ト
ンとなるように選ばれている。

荷重車１２の各複輪は、その一方を第１図に示
すように、車軸１４の端部に該車軸の長手方向へ
間隔をおいて固定された二つの車輪１６，１８を
含む。車輪１６，１８は、車軸１４の端部に固定
されたフランジ２０に複数のボルトおよび複数の
ナツトにより固定されたリムと、該リムに嵌め込
まれたタイヤとを含む。

荷重車１２の一方の後輪の近傍には、支持フレ
ーム２２が取り付けられている。該支持フレーム
２２は、荷重車１２から路面３６へ向けて伸びる
複数のアーム２４と、隣り合う二つのアームを相
互に連結する複数の補強アーム２６と、各アーム
２４の下端に固定された支持ビーム２８とを備え
る。支持ビーム２８は、車輪１６，１８のタイヤ
の間にあつて車軸１４より下方を経て荷重車１２
の前後方向へ伸びる。

支持ビーム２８には、荷重車１２の前後方向へ
等間隔に配置された非接触型の三つの変位計３
０，３２，３４が取り付けられている。荷重車１
２の前後方向中央の変位計３２は、車輪１６，１
８の間にあつて車軸１４の下方の箇所に配置さ
れ、変位計３０は変位計３２と同じ高さ位置にあ
つて変位計３２から20〜150cm前方の箇所に配置
され、変位計３４は変位計３２と同じ高さ位置に
あつて変位計３２から20〜150cm後方の箇所に配
置されている。

各変位計３０，３２，３４は、レーザ光線を路
面３６に指向させ、該路面で反射したレーザ光線
を受光し、その受光量に応じて、路面３６からの
変位計の高さ位置、すなわち変位計と路面との間
の距離に対応する電気的な高さ信号を出力するレ
ーザ変位計であるが、路面からの高さ位置を非接
触で検出するものであれば、他の変位計であつて
もよい。

各変位計３０，３２，３４からの高さ信号は、
Ａ／Ｄ変換器を経て、第３図に示すマイクロプロ
セツサ４０に供給される。該マイクロプロセツサ
４０には、荷重車１２の走行距離に対応する距離
信号が距離計４２からＡ／Ｄ変換器を経て供給さ
れている。距離計４２は、荷重車１２のタコメー
タで発生されるパルス信号を計数し、その計数値
を基に前記距離信号を出力する。マイクロプロセ
ツサ４０には、また、データの書き込み、読み出
しが可能のランダムアクセスメモリ４４と、デー
タを印刷するプリンタ４６と、データを目視可能
に表示するCRTのような表示器４８とが接続さ
れている。

たわみ量の測定時、荷物車１２は測定すべき舗
装路を所定の速度たとえば、時速40〜50Kmで走行
される。また、測定装置１０の電源が投入される
と、距離計４２は、その内容がリセツトされた
後、前記パルス信号の係数を開始して距離信号を
出力し、各変位計３０，３２，３４は高さ信号を
連続して出力する。

その後、作業者が測定開始のスイツチ（図示せ
ず）を操作すると、測定開始信号がマイクロプロ
セツサ４０に入力する。これにより、マイクロプ
ロセツサ４０は、距離計４２からの距離信号を基
に各変位計３０，３２，３４からの高さ信号を所
定の走行距離毎たとえば２〜３cm毎に取り込み、
取り込んだ高さ信号を基にして路面２２の車輪１
６，１８と接触する箇所近傍のたわみ量を算出
し、算出したたわみ量を距離計４２からの距離信
号とともにメモリ４４に格納する。算出されたた
わみ量は、必要に応じてプリンタ４６により印刷
され、表示器４８に表示される。

たわみ量は、たとえば被測定点のたわみ量を
dA、その被測定点における各変位計３０，３２，
３４からの高さ信号による高さ位置をh1，h2，
h3とすると、 dA＝h2−h1＋h3／２ ……(1) の演算をすることにより、得ることができる。こ
れにより、路面の凹凸の影響が減少されたたわみ
量を得ることができる。

しかし、アスフアルト舗装路面のたわみ量は、
通常荷重が５トンの場合0.3〜2.0mm程度である。
これに対し、路面のマクロ的な凹凸は数mmであ
り、この凹凸が前記たわみ量dAに大きく影響す
る。このため、Ｎ箇所の測定点のたわみ量dAを
平均した平均たわみ量dBを最終的に必要なたわ
み量とすることにより、マクロ的な凹凸の影響を
小さくすることができる。

実測によれば、64箇所の測定点のたわみ量dA
を平均した平均たわみ量dBは1.6mmであり、標準
偏差値σdAは3.95mmであつた。このような、各変
位計の出力信号に現われるマクロ的な凹凸の波形
は大きいが、該波形が正負の側に交互に現われて
平均化されるため、マクロ的な凹凸による影響は
これを無視できる程度に小さくなる。これに対
し、標準偏差値σdAは波形の大きさに応じて大き
くなる。

40mの測定区間のたわみ量を２cm間隔で測定
し、その平均たわみ量dBの95％である信頼限界
RdBは、 RdB＝dB±1.96×σdA／√Ｎここに、σdAは標準偏差値であり、Ｎは検出点
数であるから σdA＝3.95 Ｎ＝40÷0.02＝2000 である。従つて、となる。

このように、RdB＝dB±0.17mmは、誤差の範
囲内であり、また、たわみ量の測定値に比べて充
分に小さく、実用に供し得る値である。

なお、測定の間、たわみ量を算出する代りに、
各変位計からの高さ信号を距離計からの距離信号
とともにメモリに格納しておき、測定終了後に格
納した信号を読み出してたわみ量を算出するよう
にしてもよい。また、支持フレーム２２と各変位
計３０，３２，３４とを荷重車１２の左右および
または前後に配置してもよい。この場合、マイク
ロプロセツサ４０は、たわみ量を左右前後毎にメ
モリ４４に格納するようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の測定装置の一実施例を示す正
面図、第２図は第１図の２−２線に沿つて得た断
面図、第３図は測定装置の電気回路の一実施例を
示すブロツク図である。１０……測定装置、１２……荷重車、１４……
車軸、１６，１８……車輪、２２……フレーム、
３０，３２，３４……変位計、４０……マイクロ
プロセツサ、４４……メモリ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 少なくとも一箇所に複輪を用いた荷重車と、
該荷重車に取り付けられた支持フレームと、該
支持フレームに取り付けられて路面からの高さ
位置に対応する電気信号を出力する非接触型の
第１、第２および第３の変位計と、前記荷重車
の走行距離に対応する距離信号を出力する距離
計と、前記距離計および各変位計の出力信号を
基に前記路面のたわみ量を算出する演算処理回
路とを含み、前記第１の変位計は前記複輪を構
成する二つの車輪の中間にあつて前記荷重車の
前後方向における前記複輪の位置に配置され、
前記第２の変位計は前記第１の変位計から前記
前後方向前方へ隔てられた位置に配置され、前
記第３の変位計は前記第１の変位計から前記前
後方向後方へ隔てられた位置に配置されてい
る、舗装路面のたわみ量測定装置。 (2) 前記第１の変位計は、前記複輪を構成する二
つの前記車輪の中間にあつて該車輪用の車軸の
直下に配置されている、実用新案登録請求の範
囲第(1)項に記載の舗装路面のたわみ量測定装
置。。 (3) 前記各変位計は、レーザ光線を前記路面に照
射し、その反射光を受光して前記電気信号を発
生するレーザ変位計である、実用新案登録請求
の範囲第(1)項または第(2)項に記載の舗装路面の
たわみ量測定装置。 (4) 前記演算処理回路は、求めた前記たわみ量
を、前記荷重車の走行距離を前記距離信号とと
もに記憶するメモリを備える、実用新案登録請
求の範囲第(1)項、第(2)項または第(3)項に記載の
舗装路面のたわみ量測定装置。 (5) 前記演算処理回路は、前記距離計および各変
位計の出力信号を基に前記荷重車の走行方向に
おける複数箇所における前記たわみ量とその平
均値を演算する回路である、実用新案登録請求
の範囲第(1)項、第(2)項、第(3)項または第(4)項に
記載の舗装路線のたわみ量測定装置。