JPH0543006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、アスフアルトフイニツシヤ等の敷
き均し機械において、舗装厚を正確にかつ迅速に
測定して、経済的に良質の舗装を行わしめる敷き
均し機械の舗装厚測定装置に関する。

［従来の技術］ 周知のように、アスフアルトフイニツシヤにお
いては、走行車両を走らせながら、該走行車両に
設けたホツパ内に投入されたアスフアルト合剤
（舗装材料）を左右一対のフイーダで後方のスク
リユーに送り、ここで左右に一様に広げて、これ
をスクリードで平坦に敷き均している。

ところで、上記アスフアルトフイニツシヤのよ
うな敷き均し機械で道路の舗装を行う場合、舗装
厚が設計値より薄くなれば舗装強度が弱くなつて
しまい、逆に設計値より厚くなれば舗装強度は問
題ないが、アスフアルト合材の消費量が増えて経
済的な損失を被るといつた不具合がある。従つ
て、道路の舗装に当たつては、舗装厚が設計値通
りになつているか否かを随時確認しながら作業を
進めていかなければならない。ところが、このよ
うな作業は、従来は、アスフアルトフイニツシヤ
を運転する作業者とは別の作業者が、差し込み代
が目標の舗装厚に調整されたゲーシ棒を施工され
た舗装体中に素し込んでその進入長さを確認して
行つていたが、これでは人手がかかり、省人化を
進める上での大きな障害となつており、また舗装
厚を自動的に制御する機構に連結することもでき
ない。また、せつかく施工した舗装体に傷がつく
ばかりでなく、舗装厚を連続して確認することが
できず、しかも、この確認作業自体に熟練を要す
る。そこで、舗装厚測定を正確にかつ人手を省い
て行うための装置として、スクリードの後方に位
置する舗装面と、その前方の未舗装面との双方
に、相互に連通された一対の液面レベル計を載せ
たそりを配置し、両レベル計の検知値の差から舗
装厚さを算出するように構成されているものがあ
る（実願昭61−198340）。この場合、路面に傾斜
があるときには、前方のそりの前後端に載せた一
対の液面レベル計によつてこの傾斜を検知し、こ
の値から傾斜による誤差を算出してこれを補正し
て舗装厚を算出するようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような舗装厚測定装置は、
相互に離隔した舗装後の路面と未舗装路面とを比
較するものであり、未舗装路面が平滑でかつ傾斜
が一定である場合には充分精度の高い舗装厚が得
られるが、未舗装路面に凹凸がある場合にはその
凹凸が測定値にそのまま反映されることになる。
また、路面の傾斜に測定方法は、比較する２地点
の間の傾斜を直接計測するのではなく、上記のよ
うに未舗装面で測定した値から類推しているもの
であり、路面の凹凸による影響を受けやすく正確
な補正値を得ることが困難であるという問題点が
あつた。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような問題点を解決するために、この発
明は、舗装材料を路面に供給し、敷き均して路面
を舗装する走行車両と、該走行車両に走行方向に
沿う鉛直面内に回動自在に設置されたレベリング
アームと、該レベリングアームの後端部に鉛直内
面に回動自在に連結されて前記路面に供給する舗
装材料を敷き均すスクリードと、レベリングアー
ムの傾斜角度を検知するセンサと、レベリングア
ームの中央部及び前端部から路面までの距離を測
定する手段と、それぞれの測定距離と角度センサ
の計測値とから路面の計測地点の絶対高さの差を
求めるとともにこのデータを蓄積し、ある２地点
の未舗装時における高さの差と、スクリードの下
面から鉛直上方へ延び前記レベリングアームの延
長線と交じわる交点までの距離とから舗装厚を算
出する舗装厚算出装置とを備えて構成したもので
ある。

［作用］ このような舗装厚測定装置においては、路面ま
での距離を測定する手段により、スクリードの中
央部と前端部から路面までの距離が測定される。
そして、舗装厚算出装置において、それぞれの測
定距離と角度センサの測定値とから各測定時点の
高さの差を求めるとともにこの差のデータを蓄積
し、さらに、時系列的に得られた測定値及び算出
値のうちから走行距離などを基準としてある時点
における２地点の未舗装時における高さの差と、
スクリードの下端から鉛直上方へ延びレベリング
アームの延長線と交わる交点までの距離とを抜き
出して、その差から舗装厚を算出する。

［実施例］ 以下、第１図ないし第６図に基づいてこの発明
の一実施例を説明する。

図中１は、アスフアルトフイニツシヤAFの走
行車両であり、この走行車両１の下部には、左右
一対のクローラ装置２が配設されている。これら
のクローラ装置２は、それぞれ、前後に配置され
た支持軸３及び駆動軸４と、これらの軸３，４の
間に設置された各々２個の案内ローラ５，５を有
する前後一対の案内装置６，７と、無端状に連結
され、かつ上記各軸３，４及び案内ローラ５のま
わりに張設された複数のクローラリンク８とから
構成されており、上記走行車両１の内部に設置さ
れたエンジンの回転がギアボツクスから中間軸、
チエーンを介して駆動軸４に伝わることにより、
各軸３，４及び案内ローラ５のまわりを無端状の
クローラリンク８が旋回して、アスフアルトフイ
ニツシヤAFが走行するようになつている。また、
上記走行車両１の前部には、ホツパ９が設置され
ており、このホツパ９の内部に投入されたアスフ
アルト合材が、左右一対のフイーダ（図示略）に
よつて、上記走行車両１の後部に配置された左右
一対のスクリユー１０の前方位置まで搬送される
ようになつている。そして、上記走行車両１の両
側面には、一対のレベリングアーム１１が、各枢
軸１２を中心にして走行車両１の前後方向に沿う
鉛直面内において上下に揺動自在に設けられ、こ
れらのレベリングアーム１１の後端には、前後に
位置をずらしかつ左右に伸縮自在に設置された一
対のスクリード１３がスクリードフレーム１４を
介してその取付角度を垂直面内で張設可能に懸吊
されている。さらに、各レベリングアーム１１の
後端部には、基端が走行車両１の後端上部に回動
自在に連結された左右一対のスクリードシリンダ
１５のロツドの先端が回動自在に連結されてお
り、これらのスクリードシリンダ１５を操作する
ことによつて、各スクリード１３が上記枢軸１２
を中心にして上下に移動できるようになつている
とともに、各スクリードシリンダ１５は、舗装作
業中に油圧を作用させないで自由に伸縮しうる状
態になつている。また、レベリングアーム１１の
基端部１１ａには、上記枢軸１２と平行してガイ
ド軸１６が取り付けられ、枢軸１２及びガイド軸
１６にはそれぞれガイドローラ１７，１８が回転
自在に取り付けられている。そして、これらのガ
イドローラ１７，１８の間には、走行車体１にそ
の上下方向に向けて設置されたガイド部材１９が
挿通されており、枢軸１２側のガイドローラ１７
が常にこのガイド部材１９の一側に当接するよう
にされている。さらに、走行車体１とレベリング
アーム１１の基端部１１ａの間には昇降シリンダ
２０が端部２０ａ，２０ｂを枢着されて架設され
ており、この昇降シリンダ２０を伸縮することに
より、レベリングアーム１１の基端部１１ａがガ
イド部材１９に沿つて昇降され、枢軸１２の高さ
を変化させて、舗装時のスクリード１３の底面と
水平面との角度（アタツク角）を調整できるよう
になつている。

そして、上記アスフアルトフイニツシヤAFに
は、舗装厚ｔを自動計測するための舗装厚測定装
置が備えられている。

この舗装厚測定装置は各レベリングアーム１１
を基準部材として用いており、その基端部１１ａ
及び中央に取付金具２１，２２、軸ピン２３，２
４及び取付板２５を介して第１リニアセンサ２
６、第２リニアセンサ２７がそれぞれ回動自在に
設けられている。このリニアセンサ２６，２７の
取付位置は、その枢着点Ｑ，Ｐすなわち軸ピン２
３，２４の中心を結ぶ線（以下基準線ｌという）
の延長線と、前後のスクリード１３，１３の後端
における垂線との交点をＯとすると、＝と
なるように設定されている。なお、本実施例で
は、左右一対のスクリード１３が前後にずれて設
けられているので、上記枢着点Ｑ，Ｐ、交点Ｏの
相対関係位置は、左のレベリングアーム１１と右
のレベリングアーム１１のものでは、スクリード
１３の前後の長さ、全体が走行車両１の全体方向
に位相がずれており、そのように各機器が配置さ
れて分いるが、その基本構成は左右のものにおい
て何等相違していないので、以下左側のレベリン
グアーム１１のものについて説明する。また、ス
クリードフレーム１４は取付部材２８、ピン２８
ａを介してレベリングアーム１１の後端に取り付
けられており、上述したようにスクリードフレー
ム１４はレベリングアーム１１に対して微小角度
回動調節可能になつているが、通常の操業角度に
おいては、点Ｏは基準線ｌ上にあるとして考えて
よく、点Ｏからスクリード１３の下面までの距離
は一定（＝Ｌ）である。スクリードフレーム１４
とこれらのリニアセンサ２６，２７は、互いに摺
動する筒状部材２９と棒状部材３０とから伸縮自
在に形成され、その相対変位を電気信号に換える
ようになつており、リニアセンサ２６，２７の棒
状部材３０，３０の下端は連結部材３１に枢着さ
れて連結されている。この連結部材３１は、走行
車体１の前側のフレーム１ａと後側のフレーム１
ｂとに断面Ｌ字形状の取付金具３２，３２及びク
ツシヨンゴム３２ａ，３２ａを介して架設され、
ボルト、ナツトにより固定されているもので、棒
状部材３０の枢着点の直下には、路面までの距離
を検知するレーザーセンサ３３，３４がそれぞれ
取り付けられている。そして、リニアセンサ２
６，２７レーザーセンサ３３，３４とが路面距離
計３５を構成し、また、上記レベリングアーム１
１にはその傾斜角度を検知する角度センサ３６が
設置されており、これらのリニアセンサ２６，２
７、レーザーセンサ３３，３４、及び角度センサ
３６の検知出力は舗装厚算出装置３７に入力され
るようになつている。

この舗装厚算出装置３１は、第６図のブロツク
図に示すように、上記の各センサ２６，２７，３
３，３４，３６のアナログ出力を入力し、これを
デジタル出力に変換するＡ／Ｄ（アナログ−デジ
タル）変換器３８、このＡ／Ｄ変換器３８及び走
行車体１に設置された走行距離計３９の各デジタ
ル出力が入力されるＩ／Ｏ（入力−出力インター
フエイス）４０、このＩ／Ｏインターフエイス４
０からのデータに基づいて演算を行う演算部４
１、この演算部４１で得られた数値を入力して記
憶し、また演算部４１に出力するデータ記憶部４
２と、この数値を走行車体１の運転席Ｓなど適宜
箇所に設けられた舗装厚表示装置４３に送るため
のデータ加工を行うＩ／Ｏインターフエイス４４
とから構成されている。この舗装厚算出装置３７
は、入力されてくる各リニアセンサ２６，２７、
レーザセンサ３３，３４、角度センサ３６のデー
タの内、走行距離計３９の計数値が基準線ｌの長
さに対応する路面距離の1/2（＝ｍ）増える
毎に得られるデータを順次入力して計算する。す
なわち、ｎ回目の第１リニアセンサ２６の測定値
をa_o、第２リニアセンサ２８の測定値をb_o、第１
レーザーセンサ３３の測定値をx_o、第２レーザー
センサ３４の測定値をy_o、角度センサ３６の測定
値を基準線ｌの水平線に対する傾斜角度に換算し
た値をθ_oとすると、電圧等のアナログ信号として
入力されたこれらデータをＡ／Ｄ変換器３８によ
りデジタル信号に換えて演算部３８に送る。演算
部３８では、これらのデータをもとに、次のよう
な演算が行われる。

δ_o＝b_o＋y_o＋ｍ・tanθ_o−a_o−x_o ……(1) そして、このδ_oをデータ記憶部４１に送つて記
憶させる。そして、この記憶部から、前回の算出
値δ_o-1を呼び出し、新たに測定されたa_o、b_n、
x_o、y_o、θ_oのデータから、ｎ回目の測定位置にお
ける舗装厚t_oを、次の式に従つて計算する。

t_o＝b_o＋y_o＋δ_o-1−ｍ・tanθ_o−Ｌ (2) これらの式について第５図を参照して説明する
と、第ｎ回目の測定位置における点Ｏ，Ｐ，Ｑか
らの未舗装路面への垂線の足をＡ，Ｂ，Ｃ、点
Ｂ，Ｃにおける絶対高さの差をδ_o、点Ｏからスク
リードの下面までの距離（一定）をＬとすると、 ＋ｍ・tanθ_o＝＋δ_o ……(3) が成立する。ここで、 ＝b_o＋y_o ……(4) ＝a_o＋x_o ……(5) であるから、これらを(3)式に代入して(1)式を得
る。また、同様に、 ＋ｍ・tanθ_o＝＋δ_o-1……(6) ＝Ｌ＋t_o ……(7) が成立するので、(4)、(7)式を(6)式に代入して、(2)
式を得る。すなわち、各リニアセンサ２６，２７
どうしの基準部材１１への枢着点間の距離が、
ACの1/2に設定されているので、走行距離ｍ毎の
測定において点Ａと点Ｂとの絶対高さの差がδ_oで
表されるから、未舗装時どうしのときの差と、一
方が舗装された後の差とを比較すれば舗装厚ｔが
求められることになる。

なお、この基準線ｌにおけるリニアセンサ及び
レーザーセンサの数は２に限られず、その場合、
基準線ｌ上における取り付け位置は常に点Ｑ、及
びOQの等分点になる。

また、上記の計算式においては、路面の傾斜を
走行距離計３９の計数値に反映させていないが、
さらに正確を期するためには、例えば連結部材３
１に傾斜角度センサを設置し、これによつて路面
の傾斜角度を測定してこれにより補正した値を採
用すればよい。この場合、路面の傾斜角度をφと
し、単位時間における走行距離計３９の増加値を
Δとすれば、Δcosφがｍになる毎に得られるデー
タを同一系統のデータとして採用すればよい。

上記のようにして得られたt_oは、Ｉ／Ｏ（入力
−出力）インターフエイス４４に送られてアナロ
グ信号に変換され、さらに、運転席Ｓ等に設置さ
れた液晶（LCD）などからなる舗装厚表示装置
４３に送られて表示される。

なお、これらの測定データは、走行距離計３９
の計数値が一定値（＝ｍ）づつ増えたときに舗装
厚算出装置３７に入力されたものが同一の系統の
データとして採用されるが、この距離ｍより小さ
な走行間隔で複数系統のデータを採取し計算すれ
ば、ほぼ連続的に舗装厚の測定が行える。

上記のような舗装厚測定装置を備えたアスフア
ルトフイニツシヤAFによつて道路のアスフアル
ト舗装を行う場合には、従来同様、走行車両１を
一定速度で走行させながら、ホツパ９に投入した
アスフアルト合材をフイーダ（図示略）によつて
スクリユー１０に送り、スクリード１３の前部に
一様に供給する。このとき、スクリードフレーム
１４とレベリングアーム１１の後端の取付部材２
８との間に設けられた取付角度調整装置（図示
略）を適当に調節しておき、また、スクリードシ
リンダ１５は自由な状態としておく。これによ
り、スクリード１３は、アスフアルト合材の抵抗
によつて上に押し上げられ、また、スクリード１
３自体の重量によつてアスフアルト合材が圧縮さ
れるが、その抵抗とスクリード１３の重量が釣り
あつた状態で各レベリングアーム１１の傾斜状態
が決まり、スクリード１３の底面が水平面となす
角度（アタツク角）が決まつてアスフアルト合材
が所定の舗装厚で路上に敷き均される。

このとき、舗装厚測定装置３７においては、リ
ニアセンサ２６，２７及びレーザーセンサ３３，
３４及び角度センサ３６の検知値、a_o、b_o、x_o、
y_o、θ_oがＡ／Ｄ変換器３８を介してＩ／Ｏインタ
ーフエイス４０に、また走行距離計３９の出力が
直接Ｉ／Ｏインターフエイス４０に順次入力さ
れ、これらのデータは連続的に演算部４１に送ら
れる。そして演算部４１においては、走行距離計
３９の計測値がｍ増える毎にデータを選んで、(1)
式に従つてδ_oを算出し、データ記憶部４２に記憶
される。そして、前回の算出値δ_o-1と今回の測定
値とから、(1)式に従つて舗装厚t_oを算出し、Ｉ／
Ｏインターフエイス４４を介して舗装厚表示装置
４３に出力して、表示する。この過程は複数の系
統のデータを順次選択し、それに基づいて算出を
行うので、舗装厚は連続的に測定されて表示され
る。

そして、作業者は、この舗装厚t_oの表示値を確
認しながら舗装作業を進めればよい。そして合材
抵抗、牽引力その他の条件が変化して、設定どお
りの舗装厚が得られず、舗装厚を変更する必要が
生じた場合には、作業者が各昇降シリンダ２０を
作動してスクリード１３のアタツク角を調節する
が、この場合でもスクリード１３の下面と点Ｏの
距離（＝Ｌ）は変化しないので、式(2)の設定値を
換える必要はない。

上記例においては、路面距離計３５を、リニア
センサ２６，２７及びレーザーセンサ３３，３４
とを直列に組み合わせた構成としている。これ
は、リニアセンサ２６，２７のような接触型セン
サだけでは路面の凹凸などに対する追随性が悪
く、また、レーザーセンサ３３，３４のような非
接触型のセンサだけではセンサと被測定体（路
面）との間隔が開きすぎて指向性が不充分とな
り、いずれも正確な測定値が得られないからであ
る。従つて、遠隔の位置から路面との距離を正確
に測定できる適当なセンサがあればこれを採用し
てよいことは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は、舗装材料を
路面に供給し、敷き均して路面を舗装する走行車
両と、該走行車両に走行方向に沿う鉛直面内に回
動自在に設置されたレベリングアームと、該レベ
リングアームの後端部に鉛直内面に回動自在に連
結されて前記路面に供給する舗装材料を敷き均す
スクリードと、レベリングアームの傾斜角度を検
知するセンサと、レベリングアームの中央部及び
前端部から路面までの距離を測定する手段と、そ
れぞれの測定距離と角度センサの計測値とから路
面の計測地点の絶対高さの差を求めるとともにこ
のデータを蓄積し、ある２地点の未舗装時におけ
る高さの差と、スクリードの下面から鉛直上方へ
延び前記レベリングアームの延長線と交じわる交
点までの距離とから舗装厚を算出する舗装厚算出
装置とを備えて構成したものであるので、同一地
点における未舗装時と、スクリードにより舗装さ
れた後の時点での全体的水平を基準として高さの
差が得られるので、これらを比較することによ
り、車輪が路面上の凹凸部分に乗り上げるあるい
は路面の傾斜が変化する等によつて、たとえレベ
リングアームに体する走行車両の傾斜姿勢が通常
の場合に比べ変化するときでもそ影響を全く受け
ることなく正確な舗装厚が得られ、これに基づい
て舗装厚を容易に管理することができ、舗装作業
が迅速化され省力化されると共に、より品質の優
れた舗装を行える。また、レベリングアームを基
準部材としそこから路面までの距離を測定するよ
うにしているので、測定のための基準部材を別個
用意する必要がなく部品点数の削減が図れるなど
の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のアスフアルトフ
イニツシヤを示す図、第２図はその要部を拡大し
て示す図、第３図は第２図の−矢視図、第４
図は第２図の−矢視図、第５図は舗装厚算出
の機構を示す図、第６図は算出の過程を示す図で
ある。 １……走行車両、１１……レベリングアーム、
１３……スクリード、２６，２７……リニアセン
サ、３３，３４……レーザーセンサ、３５……路
面距離計、３６……角度センサ、３７……舗装厚
算出装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 舗装材料を路面に供給し、敷き均して路面を
   舗装する走行車両と、該走行車両に走行方向に沿
   う鉛直面内に回動自在に設置されたレベリングア
   ームと、該レベリングアームの後端部に鉛直面内
   に回動自在に連結されて前記路面に供給する舗装
   材料を敷き均すスクリードと、レベリングアーム
   の傾斜角度を検知するセンサと、レベリングアー
   ムの中央部及び前端部から路面までの距離を測定
   する手段と、それぞれの測定距離と角度センサの
   計測値とから路面の計測地点の絶対高さの差を求
   めるとともにこのデータを蓄積し、ある２地点の
   未舗装時における高さの差と、スクリードの下面
   から鉛直上方へ延び前記レベリングアームの延長
   線と交じわる交点までの距離とから舗装厚を算出
   する舗装厚算出装置とを備えていることを特徴と
   する敷き均し機械における舗装厚測定装置。