JPH09133642A - アスコン層の空洞検出方法 - Google Patents

アスコン層の空洞検出方法

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JPH09133642A
JPH09133642A JP29393195A JP29393195A JPH09133642A JP H09133642 A JPH09133642 A JP H09133642A JP 29393195 A JP29393195 A JP 29393195A JP 29393195 A JP29393195 A JP 29393195A JP H09133642 A JPH09133642 A JP H09133642A
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JP
Japan
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waveform data
waveform
ascon layer
mixture layer
asphalt mixture
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JP29393195A
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Katsumi Sugano
克美 菅野
Takahiko Ito
隆彦 伊藤
Futoshi Dojima
太 道島
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TAISEI ROTETSUKU KK
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
TAISEI ROTETSUKU KK
Japan Radio Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アスコン層の空洞を明確に、かつ容易に探査で
きる方法を提供する。 【解決手段】健常なアスコン層に電磁波を送信し(工程
I)、前記アスコン層から反射した反射波の波形を個々
に測定して波形データを記憶し(工程II)、記憶した
波形データから平均波形データを算出して(工程II
I)、前記波形データから平均波形データを減算し(工
程IV)、減算値の中から最大値と最小値を抽出して、
これを境界値として予め設定し(工程V)、次に探査す
べきアスコン層に電磁波を送信し(工程VI)、前記ア
スコン層から反射した反射波の波形を測定して波形デー
タを記憶し(工程VII)、記憶した波形データから前
記平均波形データを減算して(工程VIII)、減算値
が前記境界値を越える波形部分を検出し(工程IX)、
検出した波形部分に相当するアスコン層の部位を画像表
示する(工程X)ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波を利用して
アスファルト混合物層(以下、「アスコン層」と呼ぶ)
の内部および下部に発生した空洞を明確に、かつ容易に
検出できるアスコン層の空洞検出方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】アスコン層の中の残留水分又は路盤から
の水分の上昇などにより、アスコン層の内部にブリスタ
リングと呼ばれる空洞が生ずる場合がある。また、管な
どを埋設する際の埋め戻し不良、地下水による路盤材料
の流出などによってアスコン層の下部にも空洞が生じる
場合がある。
【0003】いずれの空洞も直接、舗装の破壊につなが
るので、早期に発見して補修を行う必要があり、これ等
の欠陥を探査する方法として地中レーダによる電磁波の
反射を利用したものが広く利用されている。
【0004】この方法は図10に示すように、地中レー
ダのアンテナ1を水平移動させながらアスコン層(図示
せず)に向って電磁波を繰り返し送信し、このアスコン
層から微小な間隔Sで反射した多数の反射波2をアンテ
ナ1の受信部で受信し、受信した反射波の個々の波形3
の反射強度を図11に示すように複数の領域L、M、N
に分割し、分割した各領域と波形が交差する波形部分
4、5、6を色調の異なる帯状の縞模様の画像11とし
て制御表示器7(図10参照)の画面8に表示するよう
にしている。
【0005】この縞模様の画像11はアンテナ1の移動
径路直下およびその近傍のアスコン層の鉛直断面の状態
を反映していると考えられるので、空洞の探査者は、こ
の縞模様の画像11の変化を捉えて異状の態様を把握す
るように努めている。次に、縞模様の変化の例を示す。
【0006】図12は直径が50cm、厚さが10cm
規模の空洞又は金属パイプなどの埋設物がアスコン層の
内部に存在した場合の縞模様の画像11の変化を示すも
ので、空洞が存在すると、積層状の縞模様が新たに発生
したり(図の9部参照)、金属パイプが存在すると縞模
様が途切れたりする(図の10部参照)。また、長さが
30cm、幅が1cm、厚さが2cm規模の空洞がアス
コン層に存在すると、図13に示すように縞模様が途切
れたり、縞模様の幅が広くなったり、狭くなったりす
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、画面上に表示
された縞模様の画像変化から空洞の有無を推定するには
長年の経験が必要であり、補修を担当する道路技術者な
ど空洞探査経験の少ない、あるいは経験の無い技術者に
とっては空洞の有無の判断は困難である。また、例えば
直径が5cm程度で厚さが5mm程度の小規模の空洞が
発生した場合は図14に示すように、縞模様に変化が表
われないので、この場合は、経験を積んだ技術者でも判
断が不可能である。
【0008】すでに述べたように、空洞は舗装の破壊の
原因になるので、早期に発見する必要があり、空洞探査
の省熟練化と共に、微小空洞の検出方法の開発が強く望
まれている。本発明はこれらの事情に鑑み、未熟練者で
あってもアスコン層の空洞を明確に、かつ小規模の空洞
を容易に探査できるアスコン層の空洞検出方法を提供す
ることを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】すでに述べたように、大
中規模の空洞では反射波の反射強度を色調又は縞模様の
変化として捉え、空洞の所在を探査することができる。
しかし小規模の空洞を探査するには、反射強度を区分す
る際、波形を更に細分すると共に、細分した波形部分の
動きを精細に把握する必要がある。
【0010】本発明は前記の観点に立脚し、反射波の
波形を細かに分割して、分割したすべての波形部分の動
きを平均的な波形、すなわち健常なアスコン層について
実測された標準的な波形からの変位として数量的に正確
に把握し、更に、測定誤差など避けることのできない
不確定な要因を取り除いて検出精度を向上させるという
基本的な構想を具体化したもので、その主要部は、準備
工程と本工程の2つの行程によって構成されている。
【0011】準備工程は、平均的な波形データおよび境
界値を取得するためのもので、その内容は(1)健常な
アスコン層に電磁波を送信する工程Iと、(2)前記ア
スコン層から反射した反射波の波形を個々に測定して、
波形データを記憶する工程IIと、(3)記憶した波形
データから平均波形データを算出する工程IIIと、
(4)前記波形データから平均波形データを減算する工
程IVと、(5)減算値の中から最大値と最小値を抽出
して、これを境界値として設定する工程Vなどからな
る。
【0012】本工程は、探査すべき現場において実行さ
れるもので、その内容は(6)探査すべきアスコン層に
電磁波を送信する工程VIと、(7)前記アスコン層か
ら反射した反射波の波形を測定して波形データを記憶す
る工程VIIと、(8)記憶した波形データから前記平
均波形データを減算する工程VIIIと、(9)減算値
が前記境界値を越える波形部分を検出する工程IXと、
(10)検出した波形部分に相当するアスコン層の部位
を画像表示する工程Xなどからなる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1ないし図9は本発明の実施の
形態の一例を示すもので、この実施の形態の主要部は、
図1に示すように準備工程と本工程の二つに大別され
る。
【0014】準備工程は、探査すべきアスコン層と同質
の、かつ空洞の無いアスコン層(以下、建常なアスコン
層と呼ぶ)に対してアンテナを水平方向に移動させなが
ら電磁波を繰り返し送信する工程Iと、図2に示すよう
にアスコン層(図示せず)から微小間隔Sで反射してく
る多数の反射波22の波形23aを後述する要領で個々
に測定し、測定結果を波形データa(i,j)としてパ
ソコン24(図2参照)の記憶装置(図示せず)に記憶
する工程IIと、多数の反射波の波形23を平均化して
平均波形データb(j)を算出する工程IIIと、記憶
した多数の波形データa(i,j)から前記平均波形デ
ータb(j)を減算する工程IVと、境界値を設定する
工程Vによって構成されている。
【0015】本工程は、探査すべきアスコン層に対して
前記と同様に電磁波を送信する工程VIと、アスコン層
から反射した多数の反射波の波形23aを工程IIと同
じ要領でデジタル的に測定し、測定結果を波形データd
(i,j)として記憶する工程VIIと、前記波形デー
タd(i,j)から前記平均波形データb(j)を減算
する工程VIIIと、減算値e(i,j)の中から前記
の境界値を越える波形部分を検出する工程IXと、検出
した波形部分25,25aに相当するアスコン層の部位
を画像表示する工程Xによって構成されている。
【0016】そして、前記の工程I〜Xはアンテナ21
と、制御表示装置20と、パソコン24とからなる空洞
検出装置(図2参照)によって実行される。なお、工程
Iおよび工程VIにおける電磁波の送信は従来と同様で
あるので、説明を省略し、それ以外の工程について詳細
に説明する。
【0017】工程IIにおける反射波の波形の測定はア
ンテナに順次、到来したn個の波形を図3に示すように
ドット26で代表される微小な波形部分の集合と見做
し、各ドットに対応する反射強度を個々に測定するもの
で、i番目の波形の深さjにおける反射強度をa(i,
j)で表すと、すべてのドットに対応する反射強度、す
なわち波形データは、 a(i,j), i=1〜n, j=1〜m で表される。
【0018】ここに、mは最下段のドット26aの深さ
データで、となり合う各ドットの深さ方向の間隔fは1
〜2mm程度に設定される。
【0019】工程IIIはアンテナ21に順次、到来す
るn個の反射波22について、同じ深さにあるドットの
反射強度を平均化するもので、平均波形データは次式で
求められる。 b(j)=〔a(1,j)+a(2,j〕+……a
(n,j)〕/n j=1〜m
【0020】工程IVは波形データa(i,j)から平
均波形データb(j)を減算して、減算値c(i,
j),i=1〜n,j=1〜mを求めるもので、工程V
では、この減算値の中から最大値Bmax と最小値Bmin
を抽出して、これを境界値として設定する。この境界値
は理想的にはゼロであるが、実際上は測定精度のバラツ
キおよびアスコン層の材料の電気的特性の不同によりゼ
ロでない値をとる。図4は健常部分の平均波形データと
の差の分布を表示したものである。境界値は図4に示す
正規分布に近い曲線(27,27a)の裾の両端の座標
として求められる。
【0021】次に、本工程について説明する。工程VI
Iはすでに述べた工程IIと同様であるが、測定する波
形の数をkとした以外は変わるところはない。従って、
波形データは次式で表される。 d(i,j), i=1〜k, j=1〜m
【0022】工程VIIIは図5(a)(b)(c)に
図解するように、測定した波形23a〔波形データd
(i,j)〕から平均波形30〔平均波形データb
(j)〕を減算するもので、演算は対応するドットごと
に行われる。
【0023】工程IXは、減算によって得られた波形デ
ータe(i,j)を境界値Bmax,Bmin と比較し、図6
に示すように境界線29,29aの外側にある波形部分
(黒色部)25,25aを演算によって求めるもので、
この波形部分25,25aに相当するアスコン層の部位
が空洞に相当する。
【0024】工程Xでは、前記波形部分25,25aを
代表するドットの深さデータおよびドットが所属する波
形の番号のデータから空洞の位置を特定し、これをパソ
コン24の画面28に表示する。
【0025】なお、この方法は、空洞の内部に水が溜ま
っている場合にも、そのまま適用できる。これは水の誘
電率の値が80であって、アスコン層と水が相互に隣接
する境界面の反射係数が充分大きいからである。
【0026】
【実施例】
(1)境界値を実測した例を図4に示す。実線で示した
分布曲線27は測定区間(アンテナの移動距離)を2.
5mとし、測定間隙5mmで測定をした場合の減算値c
(i,j)を示しており、この場合の境界値は±8であ
る。また測定区間を20cmとすると、c(i,j)は
破線に示した曲線27aで表示され、この場合の境界値
は±5となる。なお、測定区間はアスコン層の均一性又
は探査すべきアスコン層の広さを考慮してその都度設定
される。
【0027】(2)小さな空洞(直径が5cm,厚さが
5mm)を有するアスコン層に本発明の方法を適用し、
図7および図8に示すフローチャート(但し図7のBma
x およびBmin を±5とする)に従って演算し、パソコ
ン24の画面28に画像表示したものを図9に示す。
【0028】なお、図9のとおり、探知された空洞はア
スコン層の深さを示す縦軸と、アンテナの移動距離を示
す横軸を座標軸とするグラフ上に表示されるので、アン
テナを移動させながら、空洞の位置および大きさを即時
に知ることができる。従来の方法によると、図14に示
すように空洞探査が不可能であったが、本発明の方法に
よると、空洞を明確に、かつ容易に探査することができ
る。
【0029】
【発明の効果】以上に示すように、本発明は次の優れた
効果を発揮する。 (1)反射波の波形を細かに分割し、微小な波形部分の
動きを、健常なアスコン層における平均的な波形からの
変位として捉え、この変位の大きさを数量的に演算して
空洞などの異常箇所を画像表示するので、未熟練者でも
空洞の所在を明確に、かつ小規模の空洞を容易に探査す
ることができる。
【0030】(2)前記の演算を行う際、材料の不均一
性および測定精度のバラツキの影響を除去したので検出
精度が高い。 (3)空洞の画像を、アスコン層の深さとアンテナの移
動距離を座標軸とするグラフ上に表示することにより、
空洞の位置および大きさを探査中、即時に知ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明する工程図である。
【図2】本発明の方法を実施するための空洞検出装置の
構成を説明する外観図である。
【図3】反射波の波形をデータで表示するための説明図
である。
【図4】減算値e(i,j)の分布状態を示す説明図で
ある。
【図5】波形データの減算方法を図解する説明図であ
る。
【図6】図5におけるE部の拡大図である。
【図7】準備工程における演算の流れを説明するフロー
チャートである。
【図8】本工程における演算の流れを説明するフローチ
ャートである。
【図9】空洞を表示した画像の説明図である。
【図10】従来の空洞検出装置の外観図である。
【図11】反射波の波形の説明図である。
【図12】縞模様の変化を示す説明図である。
【図13】同じく縞模様の変化を示す説明図である。
【図14】縞模様の説明図である
【符号の説明】
1 地中レーダのアンテナ 2 反射波 3 反射波の個々の波形 7 制御表示器 8 制御表示器の画面 11 画面に表示された画像 20 制御表示装置 21 アンテナ 22 反射波 23,23a 波形 24 パソコン 25,25a 検出した波形部分 28 画面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 道島 太 東京都三鷹市下連雀5丁目1番1号 日本 無線株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 健常なアスコン層に電磁波を送信し、 前記アスコン層から反射した反射波の波形を個々に測定
    して波形データを記憶し、 記憶した波形データから平均波形データを算出して、前
    記波形データから平均波形データを減算し、 減算値の中から最大値と最小値を抽出して、これを境界
    値として予め設定しておき、次に、 探査すべきアスコン層に前記と同様に電磁波を送信し、 前記アスコン層から反射した反射波の波形を測定して波
    形データを記憶し、 記憶した波形データから前記平均波形データを減算して
    減算値が前記境界値を越える波形部分を検出し、 検出した波形部分に相当するアスコン層の部位を画像表
    示することを特徴とするアスコン層の空洞検出方法。
  2. 【請求項2】 アンテナの移動距離と、アスコン層の深
    さとを座標軸とするグラフ上に画像を表示する請求項1
    に記載のアスコン層の空洞検出方法。
JP29393195A 1995-11-13 1995-11-13 アスコン層の空洞検出方法 Pending JPH09133642A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002296356A (ja) * 2001-03-19 2002-10-09 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 非破壊探査システム、非破壊探査方法、非破壊探査を実行するためのプログラムおよび記憶媒体
JP2004301610A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Secom Co Ltd 地中空洞検出装置
JP2008107249A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Matsushita Electric Works Ltd 物体探知装置
JP2013113603A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Kyushu Univ マイクロ波イメージングシステム及びイメージング処理方法
JP2015225234A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 ジオ・サーチ株式会社 階層別危険度表示システム

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