JPH06323980A

JPH06323980A - 盤質計測方法及び盤質計測装置

Info

Publication number: JPH06323980A
Application number: JP13531793A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Takada; 知典高田; Tatsunori Sada; 達典佐田
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1993-05-13
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】アスファルト盤や地盤等の盤体を締め固め施工
する際に、該盤体の盤質情報を非破壊、非採取で、正確
且つ効率的に得る。【構成】ガンマ線６０を散乱放射する線源６と該ガンマ
線６０を検知する検出器９が設けられた密度計１を用い
て、その車体本体２Ａの底部２ａと路盤３の路面３ａと
の間の間隙２５に密度既知なる充填材７を、該間隙２５
の幅Ｇを充填するように設置した状態で、該間隙幅Ｇを
変化させながら、ガンマ線６０の計数率Ｋを測定する。
計数率Ｋの値の変化率ＮＸが所定の値ＮＰより小さくな
ったときの間隙幅Ｇの値とガンマ線６０の影響距離Ｌか
ら路盤３の厚さＤを求め、該Ｄの値と充填材の密度ρ’
と計数率Ｋに基づいて、路盤３の密度ρｔを演算算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アスファルト盤や地盤
等の盤体を締め固め施工する際に、厚さや密度等の盤質
を検出するために用いるに好適な、ＲＩ（ラジオアイソ
トープ）を用いた盤質計測方法及び盤質計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のアスファルト盤等の密度測
定法の一例を示す図である。従来、アスファルト盤や地
盤等を締め固め施工する際には、均一且つ堅牢な締め固
め盤体を構築するために、施工中に締め固め程度を迅速
且つ連続的に測定評価し、これに基づいて締め固め作業
を進めることが求められている。そこで、こういった締
め固め作業時には、アスファルト盤や地盤等の締め固め
盤体４０を破壊することなくその表面４０ａから計測す
る目的の為に、図７に示すようなＲＩ（ラジオアイソト
ープ）散乱波を利用したＲＩ密度計３５を用いて、ＲＩ
線源３６から放射した散乱反射波３６０を検出器３７に
よって検出し、これを解析することにより、該締め固め
盤体４０の密度を計測するような密度計測が行われてい
る。このような散乱型のＲＩ密度計３５では、ＲＩ線源
３６から散乱反射する散乱反射波３６０が到達し得る影
響距離Ｈａが、締め固め盤体４０等の密度等に対応した
形で、所定の領域に限定されている。このため、こうい
ったＲＩ密度計３５を用いて密度計測を行うと、図７に
おいて斜線で示す部分の平均密度が検出されることにな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれでは、計測
対象となる締め固め盤体４０の厚さが薄い場合に、ＲＩ
密度計が、締め固め盤体４０の下層側にある基礎地盤４
１の密度まで計測して、これを折り込んだ平均密度を検
出してしまうことになり、当該検出値が信頼性に乏しい
ものになる、といった不都合がある。また、こういった
ＲＩ密度計３５では、単に計測対象となる締め固め盤体
４０の平均密度を検出し得るのみで、該締め固め盤体４
０の厚さＤ１を、当該密度検出と同時に検出することは
出来ない。従って、締め固め盤体４０の詳細且つ正確な
情報が必要とされる場合には、こういったＲＩ密度計３
５を用いて平均密度を計測するだけではなく、実際にコ
ア採取して盤体４０の厚さや密度等の盤質を計測しなけ
ればならない。しかし実際にコア採取する方法は、時間
と労力がかかることに加えて、計測結果がリアルタイム
に検出されないので、該計測結果を締め固め作業にフィ
ードバックさせることが出来ない。そこで、アスファル
ト盤や路盤等の盤体における厚さや密度等の盤質を、非
破壊、非採取で信頼性高く検出することが出来るような
計測手法があれば、これらの問題は一挙に解決されて、
非常に便利である。そこで本発明は、上記事情に鑑み、
アスファルト盤や地盤等の盤体の厚さ及び密度等の盤質
を、非破壊、非採取で、効率的且つ信頼性高く検出する
ことが出来るようにした、盤質計測方法及び盤質計測装
置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、放射線
（６０）を散乱放射し得る線源（６）と、放射線（６
０）を検出し得る検出器（９）が設けられた盤質計測装
置（１）を用いて、前記線源（６）と計測対象盤（３）
の表面（３ａ）との間の距離（Ｇ）を、該線源（６）と
該計測対象盤（３）の表面（３ａ）との間に密度既知材
（７）を設置した状態で変化させながら、前記線源
（６）が散乱放射する放射線（６０）の計数率（Ｋ）を
前記検出器（９）を介して測定し、前記測定された計数
率（Ｋ）の変化率（ＮＸ）を演算し、前記計数率（Ｋ）
の変化率（ＮＸ）が所定の値（ＮＰ）より小さくなった
ときの前記線源（６）と前記計測対象盤（３）の表面
（３ａ）との間の距離（Ｇ）を求め、該求められた距離
（Ｇ）と前記計数率（Ｋ）の測定時における前記放射線
（６０）の影響距離（Ｌ）に基づいて前記計測対象盤
（３）の厚さ（Ｄ）を算出するようにして、構成され
る。さらに本発明は、上記したように求めた前記計測対
象盤（３）の厚さ（Ｄ）と前記密度既知材（７）の密度
（ρ’）と前記検出器（９）が測定する放射線（６０）
の計数率（Ｋ）に基づいて、前記計測対象盤（３）の密
度（ρｔ）を算出するようにして、構成される。また本
発明は、装置本体（２Ａ）を有し、前記装置本体（２
Ａ）に放射線（６０）を散乱放射し得る線源（６）及び
該線源（６）から散乱放射される放射線（６０）を検出
する検出器（９）を、該線源（６）及び検出器（９）と
計測対象盤（３）の表面（３ａ）との間の距離（Ｇ）
が、該線源（６）及び検出器（９）と計測対象盤（３）
の表面（３ａ）との間に密度既知材挿入空間（２５）が
形成され得るように可変な形で設け、前記検出器（９）
が検出する放射線（６０）の計数率（Ｋ）を算出し得る
計数率算出手段（１９）を設け、前記計数率算出手段
（１９）に、該計数率算出手段（１９）により求められ
た計数率（Ｋ）に基づいて前記計測対象盤（３）の盤質
（Ｄ、ρｔ）を演算し得る盤質演算手段（１１）を接続
して、盤質計測装置（１）が構成される。なお、（）
内の番号等は、図面における対応する要素を示す、便宜
的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定
拘束されるものではない。以下の作用の欄についても同
様である。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、線源（６）と
計測対象盤（３）の表面（３ａ）との間の距離（Ｇ）を
変化させることによって、線源（６）から散乱放射する
放射線（６０）の計測対象盤（３）の表面（３ａ）から
の到達深さ（Ｈ）は、該距離（Ｇ）と前記影響距離
（Ｌ）に対応した形で変化するので、該到達深さ（Ｈ）
が計測対象盤（３）内に位置するか否かによって計数率
（Ｋ）の変化率（ＮＸ）が変化することを利用して、計
測対象盤（３）の厚さ（Ｄ）を算出するように作用す
る。さらに、本発明は、前記盤質計測装置（１）を用い
て線源（６）が散乱放射する計数率（Ｋ）を測定するこ
とによって、計測対象盤（３）の厚さ（Ｄ）を上記した
ように算出する際、該厚さ（Ｄ）の値を算出する計測動
作を行うと同時に、計測対象盤（３）の密度（ρｔ）を
算出するように作用する。また、本発明は、密度既知材
挿入空間（２５）に密度既知材（７）を設置した状態で
線源（６）及び検出器（９）と計測対象盤（３）の表面
（３ａ）との間の距離（Ｇ）を変更するように装置本体
（２Ａ）を移動させながら、該線源（６）から散乱放射
される放射線（６０）の計数率（Ｋ）の計測を行うこと
によって、該線源（６）及び該検出器（９）と該計測対
象盤（３）の表面（３ａ）の間の距離（Ｇ）に応じて可
変な値になる該放射線（６０）の計数率（Ｋ）に基づい
て、盤質演算手段（１１）に計測対象盤（３）の盤質
（Ｄ、ρｔ）を演算算出させるように作用する。

【０００６】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
るが、実施例中、ＲＩと表記するものはラジオアイソト
ープ、即ち放射性同位元素を示すものとする。図１は本
発明による盤質計測装置の一実施例を示す図、図２は図
１に示す盤質計測装置においてこれに用いられる充填材
の厚さを変えた場合を示す図、図３は図１に示す盤質計
測装置の装置構成を示す図、図４は図３に示す盤質計測
装置の装置構成における計数率演算装置部分が行う計数
率算出方法を示す流れ図、図５は図１に示す盤質計測装
置により密度算出する際に用いるガンマ計数率比の算出
方法を示す図、図６は図１に示す盤質計測装置における
密度計測方法の流れ図である。

【０００７】本発明による盤質計測装置である密度計１
は、図１に示すように、車体２を有しており、車体２
は、基盤５上にアスファルト等が締め固められてなる計
測対象盤体である路盤３の図１上側において、該路盤３
の表面である路面３ａに沿って移動自在な形でここに配
置されている。車体２は、計測装置１０が搭載された装
置本体である車体本体２Ａと、該車体本体２Ａを昇降自
在に支持する形で移動自在な支持フレーム２Ｂによって
構成されており、支持フレーム２Ｂには、車体本体２Ａ
を該支持フレーム２Ｂに対して昇降駆動し得る装置昇降
装置２ｂが設けられている。

【０００８】車体本体２Ａの底部２ａには、路面３ａと
の間に、水銀、ゴム樹脂等の半固体材料からなり密度
ρ’をなす密度既知材である充填材７が、変形自在で且
つ着脱自在な形でここに設置されており、充填材７は、
底部２ａと路面３ａとの間に空隙を形成することなく、
該底部２ａと路面３ａとの間に形成される密度既知材挿
入空間である間隙２５を充填するようにここに配設され
ている。なお、充填材７は、間隙２５の幅Ｇの増減に追
従してある程度自在に変形し得るようになっているが、
密度計１には、それぞれの厚さが異なる何種類かの充填
材７が用意されていて、該間隙２５の幅Ｇに応じた所定
厚さの充填材７が、選択的に底部２ａに装着されるよう
になっている。

【０００９】また、前記車体本体２Ａに搭載された計測
装置１０は、例えばコバルト６０(Co-60)等の放射性同
位元素からなるＲＩ線源６を有しており、ＲＩ線源６
は、図１に示すように、放射線として、例えば線源強度
７０μci程度のガンマ線６０を、該車体本体２Ａの底部
２ａから図１下方に向けてその影響距離Ｌ分だけ散乱放
射し得る形で、該車体本体２Ａの底部２ａに固定配設さ
れている。ＲＩ線源６Ａの図１右方には、検出器９が、
該ＲＩ線源６から散乱放射されたガンマ線６０の計数率
Ｋ（単位時間当たり放射線カウント数）を検出し得る形
で、車体本体２Ａの底部２ａに固定装着されている。従
って、ＲＩ線源６と検出器９は、該ＲＩ線源６及び検出
器９と路面３ａとの間に密度既知材挿入空間である間隙
２５が形成されて、該間隙２５の幅Ｇが可変であるよう
に、即ち該ＲＩ線源６及び検出器９と路盤３の表面であ
る路面３ａの間の距離Ｇが可変な形で、車体本体２Ａの
底部２ａに装着されている。

【００１０】検出器９は、図３に示すように、散乱反射
したガンマ線６０をパルス信号として電気的に変換する
ことによってこれを検知し得るガンマ線検出センサ９１
と、該ガンマ線６０によるパルス信号をカウントし得る
計数回路（図４に図示）が内臓されたシンチレーション
カウンター９２によって構成されており、これ等ガンマ
線検出センサ９とシンチレーションカウンター９２によ
って構成される検出器９は、該ガンマ線６０のカウント
数から１分間当たりのガンマ線カウント数を算出して、
計数率の値Ｋを算出し得る計数率算出手段である計数率
演算装置１９に接続されている。

【００１１】また、車体本体２Ａには、図１に示すよう
に、該車体本体２Ａの図１左右下端に位置する形で、距
離センサ９が設けられており、距離センサ９は、該距離
センサ９と前記路面３ａとの間の距離Ｇ’を検知するこ
とによって、該路面３ａと前記底部２ａとの間隙２５の
幅Ｇ（即ち充填材７の厚さであり、ＲＩ線源６と計測対
象盤の表面である路盤３の路面３ａとの間の距離）を検
出し得るように設けられている。

【００１２】さらに、計測装置１０には、図３に示すよ
うに、前記計数率演算装置１９により求められた計数率
の値Ｋに基づいて、間隙幅Ｇ、及び前記充填材７の密度
ρ’等によって、計測対象盤である路盤３の厚さＤ及び
密度ρｔ等の盤質を演算し得る盤質演算手段として、Ｃ
ＰＵ１１が、該計数率演算装置１９に接続されて設けら
れており、ＣＰＵ１１は、主制御部１２を有している。
主制御部１２には、入力部１３、密度演算部１４、校正
式メモリ１５、境界面深さ算出部１６、出力部１７等が
接続しており、出力部１７には、ディスプレイ或いはプ
リンタ等の表示部２０が接続されている。また、入力部
１３には、計数率演算装置１９と共に、距離センサ２
９、及び操作パネル２１等が接続されている。

【００１３】盤質計測装置である密度計１は、以上のよ
うな構成を有しているので、該密度計１を用いて路盤３
の盤質、即ち、密度ρｔ及び厚さＤ等を計測するには、
図６に示す流れ図に従って、計測を行う。まず、図６ス
テップＳＴ１によって、計測対象盤となる路盤３を設定
し、該路盤３に応じたパラメータを操作パネル２１に入
力し、次に、図６ステップＳＴ２によって、計測条件に
対応した適宜な充填材７を選定する。こうして計測準備
をしたところで、次に、図６ステップＳＴ３からＳＴ５
によって標準測定を行う。即ち、ＲＩ線源６が放射する
ガンマ線６０の強度は日々毎に変化するので、路盤３等
の計測対象物の計測作業を行う日毎に、まず標準体（図
示せず）を用いて、標準計数率ＮＳを計測する。そこ
で、図６ＳＴ３によって間隙２５の幅がＧ＝０（即ち底
部２ａと標準体表面が密着して、両者間に充填材１９が
ない状態）の状態にしておいて、図６ステップＳＴ４に
よって、計測装置１０の最大測定深さを標準体に対応さ
せた形で設定してから、図６ステップＳＴ５によって標
準体の測定を行い、標準計数率ＮＳを計測する。

【００１４】こうして標準測定を行ったところで、次
に、図１又は図２に示すように、車体２を路盤３におけ
る所定の計測点上に位置決め設置して、間隙２５の幅Ｇ
が、路盤３の厚さＤを限定するに適した所定の値になる
ように、充填材７の厚さを変えながら車体本体２Ａの高
さを徐々に高くしていく。これによって、間隙２５の幅
Ｇの値を図１又は図２に示すように変化させながら計数
率の値Ｋの変化率ＮＸを演算算出していく。そして、該
変化率ＮＸが所定の値ＮＰ（許容値）より小さくなった
ときの間隙２５の幅Ｇを求める。すると、このとき、ガ
ンマ線６０の影響距離Ｌに起因した到達深さＨは、図２
に示すように厚さＤをなす路盤３の内部に留まっている
ことになるので、これによって、路盤３の厚さＤを想定
することが出来る。

【００１５】そこでまず、図６ステップＳＴ６によっ
て、装置昇降装置２ｂを介して車体本体２Ａを昇降させ
ることによって、間隙２５の幅Ｇを２〜３mmピッチで増
大させながら計数率Ｋを測定し、図６ステップＳＴ７に
よって該計数率Ｋの変化率ＮＸを演算する動作を、図６
ステップＳＴ８によって該変化率ＮＸが所定の値ＮＰよ
り小さくなるまで繰り返す。そして、現場計数率ＮＦの
変化率ＮＸが所定の値ＮＰより小さくなったところで、
図６ステップＳＴ９によって間隙２５の幅Ｇ（即ち該間
隙２５に充填配置されている充填材７の厚さであり、車
体本体２Ａの底部２ａに装着された線源６と路面３ａと
の間の距離）を決定する。即ち、ＲＩ線源６から影響距
離Ｌ分だけ散乱放射されるガンマ線６０の到達深さＨ
が、路面３ａから厚さＤをなす路盤３と該路盤３の下層
側にある基盤５の境界線位置に到達したときの、間隙２
５の幅Ｇの値を求める。こうして、路盤３の計測を行う
に適した幅Ｇを決定したなら、該Ｇの値によって、図６
ステップＳＴ１０によって、後述する校正式を決定す
る。そして該校正式に基づいて（即ちＧの値によって路
盤３の厚さＤが決まるので、該路盤３の厚さＤと充填材
７の密度ρ’によって決定される校正式によって）、図
６ステップＳＴ１１によって路盤３の正確な密度ρＴを
測定算出する。また、こうして、図６ステップＳＴ９に
よって係数率Ｋの変化率ＮＸが所定の値ＮＰより小さく
なったときの間隙２５の幅Ｇを求めることによって、図
６ステップＳＴ１２によって、該Ｇの値と計数率測定時
におけるガンマ線６０の影響距離Ｌ即ちこれに起因した
到達深さＨに基づいて、境界面深さ即ちアスファルト等
による路盤３の厚さＤを算出していく。

【００１６】すると、当該測定時に、図２又は図１に示
すように、車体本体２Ａに装着されているＲＩ線源６は
ガンマ線６０を、路盤３及び基盤５に向けて、該ＲＩ線
源６から影響距離Ｌの範囲内に位置する部材に該ＲＩ線
源６の減衰エネルギ波としてガンマ線６０の影響を及ぼ
す形で、底部６ａから到達深さＨ分の領域まで到達させ
るように該ガンマ線６０を常に散乱放射している。そこ
で計測装置１０の電源（図示せず）を投入すると、検出
器９は、図３に示すガンマ線検出センサ９１を介して、
図４に示すように、散乱放射しているガンマ線６０を検
出し、シンチレーションカウンタ９２の計数回路によっ
て該ガンマ線６０のカウント数、即ち計数値を数えて、
これを記憶する。一方、ここで、密度計１を用いる測定
者は、図４に示すように、路盤３の測定条件に対応した
各パラメータを計測装置１０に入力する。すると、図３
に示すように検出器９に接続されている計数率演算装置
１９は、図４に示すように入力されたパラメータ値と、
検出器９が上述したように検出した計数値を用いて演算
処理する形で、１分間当たりのガンマ線６０のカウント
数Ｋを計数率の値として算出する。また、当該測定時
に、車体本体２Ａに装着されている距離センサ２９は、
図１又は図２に示すように該距離センサ２９と路面３ａ
との間の距離Ｇ’を検知することによって、該路面３ａ
と前記底部２ａとの間隙２５の幅Ｇ（即ち線源６と路面
３ａとの間の距離）を検出する。さらに、測定者は図３
に示すように、操作パネル２１を介して、充填材７の密
度の値ρ’を設定する。そこで、計測装置１０における
ＣＰＵ１１の主制御部１２は、図３に示すように、計数
率Ｋと幅Ｇと密度ρ’を入力部１２に入力させる。

【００１７】すると、ＣＰＵ１１では、密度演算部１４
が、係数率演算装置１９が算出した係数率の値Ｋを逐次
更新しながら、該係数率の値Ｋの変化率ＮＸを算出して
いく。そこで主制御部１２は、境界面深さ算出部１６
に、係数率Ｋの変化率ＮＸが、所定の値ＮＰより小さく
なったときの、間隙２５の幅Ｇの値を判定させて、当該
Ｇの値から路盤３の厚さＤを算出させる。即ち、ＲＩ線
源６が散乱放射するガンマ線６０は、その到達深さＨ
が、該ガンマ線６０が透過する物質の密度に対応して所
定の影響距離Ｌ分までしか到達し得ないことに起因し
て、所定の深さＨに限定されている。従って、間隙２５
の幅Ｇを徐々に増大変化させながら係数率Ｋを算出して
いったときの、該係数率Ｋの値Ｋの変化率ＮＸは、ガン
マ線６０が基盤５中まで到達している間と、該基盤５に
届かなくなって、これより上層側の路盤３のみにしか到
達し得なくなるときで、所定の値ＮＰを通過する形で、
大から小に変化する。そこで、境界面深さ算出部１２
は、変化率ＮＸが所定の値ＮＰより小さくなったときに
距離センサ２９が検出した間隙２５の幅Ｇの値を読み取
り、当該幅Ｇの値を影響距離Ｌの値から減ずる形で該Ｌ
の値に基づいて、路盤３の厚さＤを算出する。こうして
路盤３の厚さＤの値を算出することによって、主制御部
１２は密度演算部１４に該厚さＤを用いて路盤３の密度
ρｔの値を以下に述べるように演算算出させると共に、
該厚さＤの値を、出力部１７を介して表示部２０に出力
させる。

【００１８】即ち、路盤３の密度ρｔは、先に述べたよ
うに係数率演算装置１９によって算出されるガンマ線６
０による計数率の値Ｋによって、間隙２５の幅Ｇ（即ち
これによって決定される路盤３の厚さＤ）、及び充填材
７の密度ρ’によって決定される校正式を用いて、ＣＰ
Ｕ１１の密度演算部１４が演算する形で算出される。と
ころで、ＲＩを用いた計測を行う際には、先に述べたよ
うに標準体を用いて測定算出された標準計数率ＮＳを用
いて、計測値の補正を行う。また、測定場所の自然環境
にある放射線の影響を取り除くために、車体本体２ａか
らＲＩ線源６を取り外した状態で、バックグラウンド計
測を行い、ＢＧ計数率ＮBGを算出し、ＲＩ線源６が放射
するガンマ線６０による計数率を補正する。このため、
ＣＰＵ１１の密度演算部１４は、図４に示し以下に示す
手順によって算出されるガンマ計数率比ＲＧを用いて、
密度演算を行う。

【００１９】即ち、ガンマ計数率比ＲＧを算出するに
は、図５に示すように、先に述べたように図６ステップ
ＳＴ３からＳＴ５による標準測定動作によって算出され
たガンマ標準計数率ＮＳの値から、該標準測定時におけ
るガンマ標準ＢＧ計数率ＮＳBGの値を引き算して、ガン
マ標準の信号ＮＳG（＝ＮＳ−ＮＳBG）の値を算出す
る。一方、先に述べたように、車体２を路盤３における
所定の測定点上に設置した状態での現場測定動作によっ
て得られたガンマ現場計数率ＮＦの値からは、該現場測
定時におけるガンマ現場ＢＧ計数率ＮＦBGの値を引き算
して、ガンマ現場の信号ＮＦG（＝ＮＦ−ＮＦBG）の値
を算出する。こうして得られたガンマ現場の信号ＮＦG
の値をガンマ標準の信号ＮＳGの値で割算すると、前記
ガンマ計数率比ＲＧの値が得られる。

【００２０】そこで、ＣＰＵ１１の主制御部１２は密度
演算部１４に、校正式メモリ１５に記憶されている校正
式のうちから、充填材７の密度ρ’に対応した校正式を
選択抽出させて、これを用いて路盤３の密度ρｔを演算
算出させる。この際選択される校正式は、充填材７の種
類即ちその密度ρ’によって決定されるものである。例
えば、充填材７に［ｉ］という材料を用いたときには、
以下の（１）式に示す校正式が用いられる。ＲＧｉ＝ａ＋ｂＧ＋ｃ・ρｔ＋ｄ・Ｇ・ρｔ ………… （１）但し、ＲＧｉ：充填材［ｉ］のときのガンマ線計数率比（単位
なし）Ｇ：ＲＩ線源と計測盤表面との距離（実施例においては
間隙２５の幅） ρｔ：密度（ｔ／ｍ³）ａ、ｂ、ｃ、ｄ：充填材によって決定される係数であ
る。なお、（１）式に用いられるＧの値は、境界面深さ算出
部１６が前述したように路盤３の厚さＤを算出したとき
に距離センサ２９が検出した間隙２５の幅Ｇとなる。ま
た、上記校正式によって求められる密度ρｔは、路盤３
における厚さＤ分の湿潤密度の平均値である。

【００２１】従って、路盤３の密度ρｔを求めるための
校正式（１）は、充填材７に用いる材料によって、ａ、
ｂ、ｃ、ｄの値が異なる形の異なる校正式になるが、所
定材料の充填材７を用いる限りにおいては、ガンマ線計
数率比ＲＧとＲＩ線源６と路面３ａとの距離即ち間隙２
５の幅Ｇをパラメータとする形の同一の校正式が用いら
れる。なお、充填材７の種類によって決定される係数で
あるａ、ｂ、ｃ、ｄの値は、室内試験によって予め設定
されて、その値が校正式メモリ１５に記憶されている。
例えば、充填材７がない場合（空気である場合）の係数
ａ、ｂ、ｃ、ｄは以下の数値が用いられる。ａ：1.834 ｂ：0.065 ｃ：−0.520 ｄ：0.070 なお、上記した係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを用いた校正式
（１）は、室内試験により求められた実験式であり、そ
の決定係数は0.976であることが算出確認されている。

【００２２】こうして、密度演算部１４は、充填材７の
密度ρ’に応じて係数が決まる形の校正式（１）を用い
て、間隙２５の幅Ｇが所定の値で決まったときの（即ち
路盤３の厚さＤが算出されたときの）ガンマ線係数率比
ＲＧの値から、路盤３の密度ρｔを演算算出することが
出来る。即ち、計測対象盤である路盤３の密度ρｔは、
境界面深さ算出部１６が算出した該路盤３の厚さＤによ
って限定された値である間隙幅Ｇの値と、密度既知材で
ある充填材７の密度ρ’と、検出器９が測定するガンマ
線６０の計数率の値Ｋに基づいて、演算算出される。そ
こで、主制御部１２は出力部１７に、密度演算部１４が
演算算出した密度ρｔを、表示部２０に出力させる。す
ると、当該密度ρｔが算出されたとき、ＲＩ線源６が散
乱放射していたガンマ線６０の到達深さＨは、図２に示
すように、基盤５側に進入することなく路盤３中の領域
に納まることになり、これによって、計測装置１０が検
出する路盤３の密度ρｔは、基盤５の密度を含むことな
く、また該路盤３の表層部分のみを捕らえてその深層部
分を計測エリアから除外してしまうことなく、適格且つ
正確な路盤３の平均的な密度ρｔが検出される。

【００２３】こうして、盤質計測装置である密度計１
は、計数率算出手段である計数率演算装置１９が測定演
算するガンマ線６０の計数率の値Ｋに基づいて、該計数
率演算装置１９に接続された盤質演算手段であるＣＰＵ
１１が、計測対象盤である路盤３の厚さＤや密度ρｔ等
の盤質を非破壊、非採取で、正確に算出することが出来
る。従って、密度計１を用いれば、１か所の計測点にお
いて上述した１連の計測動作を行うことによって、当該
厚さＤと密度ρｔの値を、同時に検出することが出来る
ので、路盤３の盤質情報を極めて効率的にリアルタイム
で計測検出することが出来る。故に、基盤５上にアスフ
ァルト等を締め固めることによって路盤３を造成構築し
ていく作業を行う間に、密度計１を用いて該路盤３の品
質管理を行えば、該密度計１によって得られる路盤３の
盤質情報を、締め固め作業に的確にフィードバックさせ
ることが出来るので、均一且つ堅牢なる路盤３を施工性
良く構築することが可能となる。

【００２４】なお、上述した実施例においては、アスフ
ァルトからなる路盤３の湿潤密度ρｔ及び厚さＤ等の盤
質を計測するために密度計１を用いた例を述べたが、本
発明による盤質計測方法及び盤質計測装置の計測対象と
なる計測対象盤は、アスファルトに限定されるものでは
なく、例えば、これが転圧盛土等の地盤であっても良
い。また、実施例では、ガンマ線６０を散乱放射するＲ
Ｉ線源６を用いて路盤３の厚さＤ及び湿潤密度ρｔを計
測した例を述べたが、計測対象盤の盤質の指標となる値
は、これ等厚さＤ及び湿潤密度ρｔに限定されるもので
なく、本発明による盤質計測方法及び盤質計測装置を用
いてその他の計測値を求めても良いことは勿論である。
従って、中性子線を放出し得るカルフォルニウム252等
を線源として用いて、計測対象盤の水分密度及び乾燥密
度等を、厚さＤ或いは密度ρｔと共に検出しても良い。
さらに、本発明によって得られた厚さＤや密度ρｔ等を
基にして、計測対象盤のその他の盤質を算出するように
しても良いことは勿論である。また、実施例において
は、装置本体である車体本体２Ａの底部２ａには、計測
対象盤である路盤３の表面である路面３ａとの間に、Ｒ
Ｉ線源６と該路面３ａとの間隙２５を充填する形の密度
既知材として半固体材料からなる充填材７を、該間隙２
５の幅Ｇに追従させた形で設けておいて、該車体本体２
Ａを昇降装置２ｂを介して路面３ａに対して昇降させな
がら盤質を計測する例を述べたが、本発明においては、
ＲＩ線源６及び検出器９と計測対象盤との間に密度既知
材を設置した状態で該ＲＩ線源６と該計測対象盤の表面
とのＩ間の距離を変化させながらガンマ線６０等の放射
線の計数率Ｋを測定することが出来れば良い。従って、
充填材７は、密度既知材であれば、半固体材料でなくと
も構わず、また、ＲＩ線源６等の線源と路面３ａ等の表
面との間の距離を変更するための手段は、車体本体２Ａ
等の装置本体の昇降駆動による手段に限定されるもので
はない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガンマ線６０等の放射線を散乱放射し得るＲＩ線源６等
の線源と、放射線を検出し得る検出器９が設けられた密
度計１等の盤質計測装置を用いて、前記線源と路盤３等
の計測対象盤の路面３ａ等の表面との間の距離Ｇを、該
線源と該計測対象盤の表面との間に充填材７等の密度既
知材を設置した状態で変化させながら、前記線源が散乱
放射する放射線の計数率Ｋを前記検出器９を介して測定
し、前記測定された計数率Ｋの変化率ＮＸを演算し、前
記計数率Ｋの変化率ＮＸが所定の値ＮＰより小さくなっ
たときの前記線源と前記計測対象盤の表面との間の距離
Ｇを求め、該求められた距離Ｇと前記計数率Ｋの測定時
における前記放射線の影響距離Ｌに基づいて前記計測対
象盤の厚さＤを算出するようにして構成したので、線源
と計測対象盤の表面との間の距離Ｇを変化させることに
よって、線源６から散乱放射する放射線の計測対象盤の
表面からの到達深さＨは、該距離Ｇと前記影響距離Ｌに
対応した形で変化するので、該到達深さＨが計測対象盤
内に位置するか否かによって計数率Ｋの変化率ＮＸが変
化することを利用して、計測対象盤の厚さＤを算出する
ことが出来る。従って、アスファルト盤や地盤等の計測
対象盤となる盤体上に盤質計測装置を設置して、該盤質
計測装置を用いてその線源と計測対象盤の表面との間に
密度既知材を設置した状態で該線源と該計測対象盤の表
面との間の距離Ｇを変化させながら、線源が散乱放射す
る放射線の計数率Ｋを測定して、該計数率Ｋの変化率Ｎ
Ｘを演算することによって、計測対象である該盤体の盤
質を現わす指標となる該盤体の厚さＤを、非破壊、非採
取で、効率的且つ信頼性高く検出することが出来る。

【００２６】さらに本発明は、上記したように求めた路
盤３等の前記計測対象盤の厚さＤと充填材７等の前記密
度既知材の密度ρ’と前記検出器９が測定するガンマ線
６０等の放射線の計数率Ｋに基づいて、前記計測対象盤
の密度ρｔを算出するようにして構成したので、前記盤
質計測装置を用いて線源が散乱放射する計数率Ｋを測定
することによって、計測対象盤の厚さＤを上記したよう
に算出する際、該厚さＤの値を算出する計測動作を行う
と同時に、計測対象盤の密度ρｔを算出することが出来
る。こうして算出される計測対象盤の密度ρｔは、該計
測対象盤の厚さＤに基づいて該厚さＤの値の算出と共に
算出されるものであるため、該密度ρｔ算出時に線源が
散乱放射して当該密度ρｔの値を算出する基となる放射
線の計数率Ｋは、計測対象となる盤体の厚さ如何に拘ら
ず、該盤体のみの密度ρｔに対応した形とすることが出
来る。即ち厚さＤは、先に述べたように計数率Ｋの変化
率ＮＸが所定の値ＮＰより小さくなったときの前記線源
と前記計測対象盤の表面との間の距離Ｇを求め、該距離
Ｇの値と前記放射線の影響距離Ｌに基づいて算出される
ものであるため、当該厚さＤを算出することにより、放
射線の前記到達深さＨを厚さＤをなす計測対象盤の深さ
に対応した形とすることが出来る。その際、放射線は該
計測対象盤より深層部分には影響していない。故に、ア
スファルト盤や地盤等の盤体を締め固め施工するために
当該盤体の盤質計測を行う際に、計測対象となる該盤体
の下層側にある基礎地盤５等の部分の密度を折り込んで
密度ρｔを算出してしまう危険性なく、厚さＤ分の該計
測対象盤のみの平均的な密度ρｔを正確に算出すること
が出来る。従って、計測対象盤の厚さや密度等の盤質情
報を、非破壊、非採取で効率的且つ信頼性高く検出する
ことが出来る。

【００２７】また本発明は、車体本体２Ａ等の装置本体
を有し、前記装置本体にガンマ線６０等の放射線を散乱
放射し得るＲＩ線源６等の線源及び該線源から散乱放射
される放射線を検出する検出器９を、該線源及び検出器
９と路盤３等の計測対象盤の路面３ａ等の表面との間の
距離Ｇが、該線源及び検出器９と計測対象盤の表面との
間に間隙２５等の密度既知材挿入空間が形成され得るよ
うに可変な形で設け、前記検出器９が検出する放射線の
計数率Ｋを算出し得る計数率演算装置１９等の計数率算
出手段を設け、前記計数率算出手段に、該計数率算出手
段により求められた計数率Ｋに基づいて前記計測対象盤
の厚さＤ、密度ρｔ等の盤質を演算し得るＣＰＵ１１等
の盤質演算手段を接続して、密度計１等の盤質計測装置
を構成したので、密度既知材挿入空間に充填材７等の密
度既知材を設置した状態で線源及び検出器９と計測対象
盤の表面との間の距離Ｇを変更するように装置本体を移
動させながら、該線源から散乱放射される放射線の計数
率Ｋの計測を行うことによって、該線源及び該検出器９
と該計測対象盤の表面の間の距離Ｇに応じて可変な値に
なる該放射線の計数率Ｋに基づいて、盤質演算手段に計
測対象盤の盤質を演算算出させることが出来る。従っ
て、厚さＤや密度ρｔ等の盤質を計測するためには、線
源及び検出器９と計測対象盤の表面との間の距離Ｇを変
更するように装置本体を移動させながら、該線源から散
乱放射される放射線の計数率Ｋを測定するだけで良いの
で、アスファルト盤や地盤等の締め固め盤体を造成施工
するために該盤体の盤質を計測する際に、こういった厚
さＤや密度ρｔ等の盤質を手間なくリアルタイムで算出
することが出来る。この際、計測対象となる盤体をコア
抜きする必要はなく、非破壊、非採取で計測対象盤の厚
さＤ及び密度ρｔ等の盤質を正確に計測出来る。なお、
従来のＲＩ（ラジオアイソトープ）を用いた密度計で
は、計測対象となる盤体の厚さが薄い場合に該計測対象
盤体の下層側にある基礎地盤の密度まで計測して、これ
を折り込んだ平均密度を検出してしまって、当該検出値
が信頼性に乏しいものになる、といった不都合があった
が、本発明による盤質測定装置では、線源及び検出器９
と路盤３等の計測対象盤の路面３ａ等の表面との間の距
離Ｇを、密度既知材挿入空間に密度既知材を設置した状
態で変更しながら、計数率Ｋの測定算出を行うことによ
って、該計数率Ｋに基づいて算出される形の計測対象盤
の厚さＤの値を限定した状態で、該密度ρｔを該厚さＤ
と同時に計測出来る。従って、厚さＤ分の計測対象盤の
みの平均密度ρｔを正確に計測算出出来るので、当該密
度ρｔの値は信頼性の高いものになる。よって、本発明
による盤質計測装置を用いれば、計測対象となる盤体
の、詳細且つ正確な盤質情報を効率的に得ることが出来
るので、締め固め盤体の造成構築時に、本発明を用いて
盤質計測を行って、これによって得られた盤質情報を締
め固め作業にフィードバックさせれば、均一且つ堅牢な
る締め固め盤体を構築することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による盤質計測装置の一実施例を示す図
である。

【図２】図１に示す盤質計測装置においてこれに用いら
れる充填材の厚さを変えた場合を示す図である。

【図３】図１に示す盤質計測装置の装置構成を示す図で
ある。

【図４】図３に示す盤質計測装置の装置構成における計
数率演算装置部分が行う計数率算出方法を示す流れ図で
ある。

【図５】図１に示す盤質計測装置により密度算出する際
に用いるガンマ計数率比の算出方法を示す図である。

【図６】図１に示す盤質計測装置における密度計測方法
の流れ図である。

【図７】従来のアスファルト盤等の密度測定法の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１……盤質計測装置（密度計）２Ａ……装置本体（車体本体）６……線源（ＲＩ線源）６０……放射線（ガンマ線）９……検出器１１……盤質演算手段（ＣＰＵ）１９……計数率算出手段（計数率演算装置）３……計測対象盤体（路盤）３ａ……表面（路面）７……密度既知材（充填材）２５……密度既知材挿入空間（間隙）Ｋ……放射線の計数率ＮＸ……計数率の変化率ＮＰ……変化率の所定の値Ｇ……線源及び検出器と計測対象盤の表面との間の距離
（間隙幅） ρ’……密度既知材（充填材）の密度Ｌ……放射線（ガンマ線）の影響距離Ｄ……盤質（厚さ） ρｔ……盤質（密度）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線を散乱放射し得る線源と、放射線を
検出し得る検出器が設けられた盤質計測装置を用いて、前記線源と計測対象盤の表面との間の距離を、該線源と
該計測対象盤の表面との間に密度既知材を設置した状態
で変化させながら、前記線源が散乱放射する放射線の計
数率を前記検出器を介して測定し、前記測定された計数率の変化率を演算し、前記計数率の変化率が所定の値より小さくなったときの
前記線源と前記計測対象盤の表面との間の距離を求め、該求められた距離と前記計数率の測定時における前記放
射線の影響距離に基づいて前記計測対象盤の厚さを算出
するようにして構成した、盤質計測方法。
【請求項２】請求項１で求めた前記計測対象盤の厚さと
前記密度既知材の密度と前記検出器が測定する放射線の
計数率に基づいて、前記計測対象盤の密度を算出するよ
うにして構成した、盤質計測方法。
【請求項３】装置本体を有し、前記装置本体に放射線を散乱放射し得る線源及び該線源
から散乱放射される放射線を検出する検出器を、該線源
及び検出器と計測対象盤の表面との間の距離が、該線源
及び検出器と計測対象盤の表面との間に密度既知材挿入
空間が形成され得るように可変な形で設け、前記検出器が検出する放射線の計数率を算出し得る計数
率算出手段を設け、前記計数率算出手段に、該計数率算出手段により求めら
れた計数率に基づいて前記計測対象盤の盤質を演算し得
る盤質演算手段を接続して構成した、盤質計測装置。