JPH0954048A - 電磁波による密度測定方法およびその装置 - Google Patents
電磁波による密度測定方法およびその装置Info
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- JPH0954048A JPH0954048A JP7204821A JP20482195A JPH0954048A JP H0954048 A JPH0954048 A JP H0954048A JP 7204821 A JP7204821 A JP 7204821A JP 20482195 A JP20482195 A JP 20482195A JP H0954048 A JPH0954048 A JP H0954048A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】舗装層を破壊することなく層厚さの影響をあま
り受けずに層の平均的な密度を求めることが可能であ
り、また、測定結果をリアルタイムで判明することが可
能であって精度の高い、電磁波による密度測定方法およ
びその装置を提供することを課題とする。 【解決手段】測定対象層の上に比誘電率が既知の密度測
定用補助板を置いて電磁波の反射波を測定し、密度測定
用補助板と測定対象層の境界面での反射振幅、測定対象
層とその下層の境界面での反射振幅、密度測定用補助板
と測定対象層上面との境界面から測定対象層下面の境界
面までに要する反射時間によって測定対象層の平均的な
比誘電率を求める構成とする。
り受けずに層の平均的な密度を求めることが可能であ
り、また、測定結果をリアルタイムで判明することが可
能であって精度の高い、電磁波による密度測定方法およ
びその装置を提供することを課題とする。 【解決手段】測定対象層の上に比誘電率が既知の密度測
定用補助板を置いて電磁波の反射波を測定し、密度測定
用補助板と測定対象層の境界面での反射振幅、測定対象
層とその下層の境界面での反射振幅、密度測定用補助板
と測定対象層上面との境界面から測定対象層下面の境界
面までに要する反射時間によって測定対象層の平均的な
比誘電率を求める構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路・空港・駐車
場・コンテナヤード・ダム等で施工される舗装構造中の
層の密度を非破壊・リアルタイムで測定するための方
法、およびその装置に関するものである。
場・コンテナヤード・ダム等で施工される舗装構造中の
層の密度を非破壊・リアルタイムで測定するための方
法、およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】舗装構造中の各層の密度を測定する方法
としては、一般的にこれまで表１に示す方法によって実
施されている。
としては、一般的にこれまで表１に示す方法によって実
施されている。
【０００３】
【表１】
【０００４】以上の表１に示す測定方法以外には、イン
ピーダンスヘッドに重錘を取り付けて測定する方法、振
動ローラで測定した加速度を利用する方法なども実施さ
れているが、この電磁波を利用した測定方法では、送信
アンテナ１個に対して距離を変化させるように２個の受
信アンテナを設置し、電磁波の到達時間の時間差から密
度を求める方法や他の一例として比誘電率と密度の関係
を予め求めておいて、反射振幅から比誘電率を求める方
法がある。
ピーダンスヘッドに重錘を取り付けて測定する方法、振
動ローラで測定した加速度を利用する方法なども実施さ
れているが、この電磁波を利用した測定方法では、送信
アンテナ１個に対して距離を変化させるように２個の受
信アンテナを設置し、電磁波の到達時間の時間差から密
度を求める方法や他の一例として比誘電率と密度の関係
を予め求めておいて、反射振幅から比誘電率を求める方
法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】表１に示す密度測定方
法の問題点を以下の表２に示す。
法の問題点を以下の表２に示す。
【０００６】
【表２】
【０００７】表２に示す砂置換およびコア採取による密
度測定は、測定結果を得るまでに最低でも２日間が必要
であり、測定結果を転圧作業などの施工に反映すること
ができず、また、整形・転圧の終了した層を破壊しなく
てはならないために、その箇所が外観上ばかりでなく強
度的にも弱点となる。
度測定は、測定結果を得るまでに最低でも２日間が必要
であり、測定結果を転圧作業などの施工に反映すること
ができず、また、整形・転圧の終了した層を破壊しなく
てはならないために、その箇所が外観上ばかりでなく強
度的にも弱点となる。
【０００８】ＲＩ密度計の散乱方式は、非破壊およびリ
アルタイム性の面では砂置換またはコア採取よりも優れ
ているものの、精度面ではこれらの方法と比較した場合
には劣るものとなり、また、表面近く３cm程度の密度が
測定結果に大きな影響を与え、必ずしも測定対象層の全
厚さに対応する測定結果とはならない。
アルタイム性の面では砂置換またはコア採取よりも優れ
ているものの、精度面ではこれらの方法と比較した場合
には劣るものとなり、また、表面近く３cm程度の密度が
測定結果に大きな影響を与え、必ずしも測定対象層の全
厚さに対応する測定結果とはならない。
【０００９】ＲＩ密度計の挿入方式は、舗装構造に孔を
穿つ必要があり、またキャリブレーションに際しては、
外部からの影響（空気、金属等）が無く、放射線源を挿
入状態で測定するために大型のキャリブレーション用供
試体が必要となり、供試体作成・測定が大掛かりなもの
となる。
穿つ必要があり、またキャリブレーションに際しては、
外部からの影響（空気、金属等）が無く、放射線源を挿
入状態で測定するために大型のキャリブレーション用供
試体が必要となり、供試体作成・測定が大掛かりなもの
となる。
【００１０】インピーダンスヘッドに重錘を取り付けて
測定する方法は、測定に影響を与える深さが４０cm程度
と深いために舗装構造各層の測定の場合、測定対称層よ
りも下層の影響が測定結果に含まれてしまい、舗装構造
各層の測定には不適なものであって、また、インピーダ
ンスヘッドの落下跡が路面に残るために舗装表面での測
定ができない。
測定する方法は、測定に影響を与える深さが４０cm程度
と深いために舗装構造各層の測定の場合、測定対称層よ
りも下層の影響が測定結果に含まれてしまい、舗装構造
各層の測定には不適なものであって、また、インピーダ
ンスヘッドの落下跡が路面に残るために舗装表面での測
定ができない。
【００１１】振動ローラにより測定した加速度を利用す
る方法は、インピーダンスヘッドの測定と同様に測定対
象層よりも下層の影響が測定結果に含まれてしまうた
め、舗装構造各層の測定には不適である。
る方法は、インピーダンスヘッドの測定と同様に測定対
象層よりも下層の影響が測定結果に含まれてしまうた
め、舗装構造各層の測定には不適である。
【００１２】本願発明と同様に電磁波を利用した測定方
法は、送信アンテナと受信アンテナの距離を変化させ、
２個の受信アンテナを設置し、電磁波の到達時間の時間
差から密度を求めるものであって、この測定方法の原理
は以下の式１により求めるものである。
法は、送信アンテナと受信アンテナの距離を変化させ、
２個の受信アンテナを設置し、電磁波の到達時間の時間
差から密度を求めるものであって、この測定方法の原理
は以下の式１により求めるものである。
【００１３】
【式１】V ＝ｃ/ ( ε1/2 ）
【００１４】ここで、 V ：物質中の電磁波の伝搬速度 ε：物質の比誘電率 ｃ：空気中の電磁波の伝搬速度（2.998X1010cm/sec) を表示するものである。また、土の比誘電率εr は以下
の式２により求めるものである。
の式２により求めるものである。
【００１５】
【式２】 εr1/2＝εs 1/2 ・ψs ＋εW 1/2 ・ψW ＋εa 1/2 ・ψa
【００１６】ここで、 εs ：土粒子の比誘電率 ψs ：土粒子の容積率 εW ：水の比誘電率（εW ＝８０） ψW ：水の容積率 εa ：空気の比誘電率（εa ＝１） ψa ：空気の容積率 を表示するものである。従って、乾燥密度ρd は以下の
式３により求めるものである。
式３により求めるものである。
【００１７】
【式３】 ρｄ＝(c/V−εa 1/2)/(εs 1/2/Ｇs ＋εW 1/2 ・W −εa 1/2 ・ (1/Gs ＋W))
【００１８】ここで、 Gs : 土粒子の比重 W : 含水比 を表示するものであり,V,Gs ,Wを測定することにより求
めることができる。なお、図３は物質中の電磁波の伝搬
速度V の算出方法を説明する説明図である。
めることができる。なお、図３は物質中の電磁波の伝搬
速度V の算出方法を説明する説明図である。
【００１９】図３に示すように、送受信アンテナ間の距
離を変化させて２個の受信アンテナを設置する方法にお
いては、層厚さｈを含む電磁波の到達距離が既知でなけ
ればならない。舗装構造のように層厚さが薄い場合、層
厚さのバラツキによって電磁波の到達距離に大きな差異
を生ずることから、正確な電磁波の伝搬速度を求めるこ
とができないため、従って、層厚さの薄い場合には到達
時間の差異から正確に物質の密度を求めることができな
い。
離を変化させて２個の受信アンテナを設置する方法にお
いては、層厚さｈを含む電磁波の到達距離が既知でなけ
ればならない。舗装構造のように層厚さが薄い場合、層
厚さのバラツキによって電磁波の到達距離に大きな差異
を生ずることから、正確な電磁波の伝搬速度を求めるこ
とができないため、従って、層厚さの薄い場合には到達
時間の差異から正確に物質の密度を求めることができな
い。
【００２０】また、本願発明と同様に電磁波の反射を利
用し、反射係数から比誘電率を求める方法もあり、図４
に示すように、アスコンと金属板の反射振幅の比率を求
めて以下に示す方法によって比誘電率を求めることがで
きる。図４はアスコンの比誘電率の測定方法を説明する
説明図であるが、この図４において境界面の反射係数Ｒ
は以下の式４により求めることができる。
用し、反射係数から比誘電率を求める方法もあり、図４
に示すように、アスコンと金属板の反射振幅の比率を求
めて以下に示す方法によって比誘電率を求めることがで
きる。図４はアスコンの比誘電率の測定方法を説明する
説明図であるが、この図４において境界面の反射係数Ｒ
は以下の式４により求めることができる。
【００２１】
【式４】Ｒ＝ (ε1 1/2−ε2 1/2) ／( ε1 1/2＋ε2 1/2)
【００２２】ここで、 ε1 : 上層の物質の比誘電率 ε2 : 下層の物質の比誘電率 を示すものである。また、空気とアスコンの境界面での
反射係数Ｒ０は、以下の式５で表される。
反射係数Ｒ０は、以下の式５で表される。
【００２３】
【式５】 Ｒ０＝ (εair 1/2 −εas 1/2)／( εair 1/2 ＋εas 1/2) ここで、 εair ：空気の比誘電率 εas ：アスコンの比誘電率 を示すものである。また、空気と金属板の境界面での反
射係数Ｒ１は、以下の式６で表される。
射係数Ｒ１は、以下の式６で表される。
【００２４】
【式６】 Ｒ１＝ (εair 1/2 −εmet 1/2)／( εair 1/2 ＋εmet 1/2) ここで、 εair ：空気の比誘電率 εmet ：金属板の比誘電率 を示すものである。
【００２５】εair ＝１、εmet ＝∞なので、Ｒ０また
はＲ１は以下の式７または式８で表される。
はＲ１は以下の式７または式８で表される。
【００２６】
【式７】Ｒ０＝ (１−εas 1/2)／( １＋εas 1/2)
【００２７】
【式８】Ｒ１＝ (１−∞) ／ (１＋∞)＝−１
【００２８】ここで、レーダによってアスコンおよび金
属板の反射波形を測定し、それぞれの反射振幅Ａ０およ
びＡ１を求めると、Ａ０とＡ１の比率は以下の式９によ
って表される。
属板の反射波形を測定し、それぞれの反射振幅Ａ０およ
びＡ１を求めると、Ａ０とＡ１の比率は以下の式９によ
って表される。
【００２９】
【式９】Ａ０／Ａ１＝Ｒ０／Ｒ１ Ａ０／Ａ１＝− (１−εas 1/2)／( １＋εas 1/2)
【００３０】従って、アスコンの比誘電率εasは以下の
式１０で表される。
式１０で表される。
【００３１】
【式１０】 εas＝｛ (Ａ０／Ａ１＋１) ／( １−Ａ０／Ａ１) ｝2
【００３２】式１０よりアスコンの比誘電率を求めるこ
とができ、予め比誘電率と密度の関係がわかっていれば
密度を求めることができる。
とができ、予め比誘電率と密度の関係がわかっていれば
密度を求めることができる。
【００３３】しかしながら、アスコンの密度は厚さ、温
度、転圧機械等の影響を受けるためにアスコン層全体で
均一とはならない。図５は締固め度の深さ方向分布を説
明する説明図であるが、この図５において、厚さ１５cm
と５cmのアスコンの締固め度（基準密度に対する百分
率）の分布の一例を示すものであって、締固め度は深さ
方向では、均一なものとはなってはいない。
度、転圧機械等の影響を受けるためにアスコン層全体で
均一とはならない。図５は締固め度の深さ方向分布を説
明する説明図であるが、この図５において、厚さ１５cm
と５cmのアスコンの締固め度（基準密度に対する百分
率）の分布の一例を示すものであって、締固め度は深さ
方向では、均一なものとはなってはいない。
【００３４】したがって、金属板の反射振幅を利用して
密度を求める方法については、表面付近の密度を測定す
る結果となり、密度が深さ方向に分布する材料について
は不適切なものである。
密度を求める方法については、表面付近の密度を測定す
る結果となり、密度が深さ方向に分布する材料について
は不適切なものである。
【００３５】そこで、本発明はこれらの問題を解決する
ために成されたものであって、舗装層を破壊することな
く層厚さの影響を受けずに層の平均的な密度を求めるこ
とが可能であり、また、測定結果をリアルタイムで判明
することが可能であって精度の高い、電磁波による密度
測定方法およびその装置を提供することを目的とするも
のである。
ために成されたものであって、舗装層を破壊することな
く層厚さの影響を受けずに層の平均的な密度を求めるこ
とが可能であり、また、測定結果をリアルタイムで判明
することが可能であって精度の高い、電磁波による密度
測定方法およびその装置を提供することを目的とするも
のである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するために成されたものであって、課題を解決するた
めの方法の発明の特徴として、測定対象層の上に比誘電
率が既知の密度測定用補助板を置いて電磁波の反射波を
測定し、密度測定用補助板と測定対象層の境界面での反
射振幅、測定対象層とその下層の境界面での反射振幅、
密度測定用補助板と測定対象層上面との境界面から測定
対象層下面の境界面までに要する反射時間によって測定
対象層の平均的な比誘電率を求める方法とすることであ
る。さらに、課題を解決するための発明の特徴として
は、電磁波を舗装構造に放射し、層の境界面からの電磁
波の反射により平均的な比誘電率を測定し、予め入力し
た比誘電率と密度の関係式から層の密度を算出する装置
とすることである。
成するために成されたものであって、課題を解決するた
めの方法の発明の特徴として、測定対象層の上に比誘電
率が既知の密度測定用補助板を置いて電磁波の反射波を
測定し、密度測定用補助板と測定対象層の境界面での反
射振幅、測定対象層とその下層の境界面での反射振幅、
密度測定用補助板と測定対象層上面との境界面から測定
対象層下面の境界面までに要する反射時間によって測定
対象層の平均的な比誘電率を求める方法とすることであ
る。さらに、課題を解決するための発明の特徴として
は、電磁波を舗装構造に放射し、層の境界面からの電磁
波の反射により平均的な比誘電率を測定し、予め入力し
た比誘電率と密度の関係式から層の密度を算出する装置
とすることである。
【００３７】
【発明の実施の形態】本発明の電磁波による密度測定方
法およびその装置の一の実施の形態を図面に基づいて説
明を行う。
法およびその装置の一の実施の形態を図面に基づいて説
明を行う。
【００３８】図１は、本発明の実施の形態に係る測定方
法を説明する説明図であり、図２は図１の測定方法によ
り得られる測定とその測定値の解析を説明する測定・解
析ソフトのフローチャートである。
法を説明する説明図であり、図２は図１の測定方法によ
り得られる測定とその測定値の解析を説明する測定・解
析ソフトのフローチャートである。
【００３９】図１において、符号１０はパソコンを示
し、符号２０は制御・表示装置を示し、符号３０はアン
テナを示し、符号４０は測定対象の舗装層を示している
が、この図１に示すように電磁波レーダのアンテナ３０
とパソコン１０が制御・表示装置を介して接続され図２
に示す測定・解析ソフトのフローチャートに沿って測定
が行われる。
し、符号２０は制御・表示装置を示し、符号３０はアン
テナを示し、符号４０は測定対象の舗装層を示している
が、この図１に示すように電磁波レーダのアンテナ３０
とパソコン１０が制御・表示装置を介して接続され図２
に示す測定・解析ソフトのフローチャートに沿って測定
が行われる。
【００４０】図２の測定・解析ソフトは、均一な土質で
構成される路床上の路盤・均一な路盤上のアスコン、コ
ンクリート上のアスコン等に摘要が可能であり、キャリ
ブレーションは実際の下層材料の上に比誘電率および厚
さを３条件程度づつ変化させた上層材料を置いて測定を
行う。このキャリブレーションに用いる上層材料は３０
ｃｍＸ３０ｃｍ程度の平面寸法で密度を測定しておく必
要がある。ここで、電磁波は電気的性質（比誘電率）の
異なる物質の境界面で反射する性質を有し、反射係数Ｒ
は以下の式１１により求めることができる。
構成される路床上の路盤・均一な路盤上のアスコン、コ
ンクリート上のアスコン等に摘要が可能であり、キャリ
ブレーションは実際の下層材料の上に比誘電率および厚
さを３条件程度づつ変化させた上層材料を置いて測定を
行う。このキャリブレーションに用いる上層材料は３０
ｃｍＸ３０ｃｍ程度の平面寸法で密度を測定しておく必
要がある。ここで、電磁波は電気的性質（比誘電率）の
異なる物質の境界面で反射する性質を有し、反射係数Ｒ
は以下の式１１により求めることができる。
【００４１】
【式１１】 Ｒ＝ (ε1 1/2−ε2 1/2) ／( ε1 1/2＋ε2 1/2)
【００４２】ここで、 ε1 : 上層の物質の比誘電率 ε2 : 下層の物質の比誘電率 を示すものである。
【００４３】
【式１２】ｄ＝ｃ／ε1 1/2ｘｔ
【００４４】ここで、 ｄ：電磁波の到達距離 ｃ：空気中の電波の伝搬速度(2.988X1010cm/sec) ｔ：電磁波の到達時間 前記式１１より、比誘電率ε1 およびε2 の差が大きい
と反射係数Ｒは大きくなり、表３に示すように反射波の
反射強度が大きくなる。表３はε2 ＝８の路盤上のε1
＝5.0,4.5,4.0 のアスコンを舗設した場合の反射波を示
すものである。
と反射係数Ｒは大きくなり、表３に示すように反射波の
反射強度が大きくなる。表３はε2 ＝８の路盤上のε1
＝5.0,4.5,4.0 のアスコンを舗設した場合の反射波を示
すものである。
【００４５】
【表３】
【００４６】路盤材料またはアスコンは、それぞれ以下
の物質から構成されている。 路盤材料 ： 骨材、水、空気 アスコン ： 骨材、アスファルト、空気 従って、これらは以下の式で表される。
の物質から構成されている。 路盤材料 ： 骨材、水、空気 アスコン ： 骨材、アスファルト、空気 従って、これらは以下の式で表される。
【００４７】
【式１３】V ag＋ Vw ＋ Vair ＝１（路盤材料）
【００４８】
【式１４】V ag＋ Vas＋ Vair ＝１（アスコン）
【００４９】ここで、 Vag ：単位体積当たりの骨材の体積率 V w ：単位体積当たりの水の体積率 Vair ：単位体積当たりの空気の体積率 Vas ：単位体積当たりのアスファルトの体積率 となる。ローラ等の転圧によって単位重量当たりの空気
の体積が変化し、その結果、各構成物質の体積率が変化
する。図６は、締固めによる空気体積の減少を説明する
説明図であるが、この図６からも判断できるように締固
め前には路盤材料またはアスコン中の Vair が大きく、
締固めるにしたがって Vair が減少することとなる。ま
た、路盤材料の比誘電率εsb、アスコンの比誘電率εas
は以下の式１５および式１６により表される。
の体積が変化し、その結果、各構成物質の体積率が変化
する。図６は、締固めによる空気体積の減少を説明する
説明図であるが、この図６からも判断できるように締固
め前には路盤材料またはアスコン中の Vair が大きく、
締固めるにしたがって Vair が減少することとなる。ま
た、路盤材料の比誘電率εsb、アスコンの比誘電率εas
は以下の式１５および式１６により表される。
【００５０】
【式１５】 εsb 1/2 ＝εag 1/2 ・ Vag＋εW 1/2 ・ V w＋εa 1/2 ・V air
【００５１】
【式１６】 εas 1/2 ＝εag 1/2 ・ Vag＋εas 1/2 ・ Vas＋εa 1/2 ・V air
【００５２】各構成物質の体積率が変化することによ
り、路盤材料またはアスコンの比誘電率が変化する。各
構成物質の比誘電率は表４に示す如くであり、締固めが
進行する（V air が減少する）ことによって路盤材料お
よびアスコンの比誘電率は大きくなる。アスコンを例に
して空隙率、締固め度、比誘電率の関係を以下に示す。
り、路盤材料またはアスコンの比誘電率が変化する。各
構成物質の比誘電率は表４に示す如くであり、締固めが
進行する（V air が減少する）ことによって路盤材料お
よびアスコンの比誘電率は大きくなる。アスコンを例に
して空隙率、締固め度、比誘電率の関係を以下に示す。
【００５３】アスコン中のアスファルト量ａは以下の式
１７により求めることができる。
１７により求めることができる。
【００５４】
【式１７】 ａ＝アスファルト重量／（骨材重量＋アスファルト重
量）
量）
【００５５】そこで、骨材の比重を Gag、アスファルト
の比重を Gasとすると式１５および式１６よりアスコン
の密度ρは以下の式１８で表される。
の比重を Gasとすると式１５および式１６よりアスコン
の密度ρは以下の式１８で表される。
【００５６】
【式１８】 ρ＝(1+a/(1-a))/((1+ Vair /(1- Vair ))・(1/Gag+a/(1-a)/Gas))
【００５７】ここで、ａ=5.5％、G ag=2.65 、G as=1.0
35で空隙率V air =4％の密度を基準密度とすれば、締固
め度は式１９で求めることができる。
35で空隙率V air =4％の密度を基準密度とすれば、締固
め度は式１９で求めることができる。
【００５８】
【式１９】締固め度（％）＝密度／基準密度ｘ１００
【００５９】空隙率と締固め度の関係を表５に、骨材の
比誘電率を6 として上記式１７および表４から締固め度
と比誘電率の関係を求めた結果を表６に示す。
比誘電率を6 として上記式１７および表４から締固め度
と比誘電率の関係を求めた結果を表６に示す。
【００６０】
【表４】
【００６１】
【表５】
【００６２】
【表６】
【００６３】また、アスコンが舗設される路盤の比誘電
率を8 とし、式１１から締固め度１００％の場合の反射
振幅を１として締固め度と反射振幅の比率の関係を求め
た結果を表７に示す。
率を8 とし、式１１から締固め度１００％の場合の反射
振幅を１として締固め度と反射振幅の比率の関係を求め
た結果を表７に示す。
【００６４】
【表７】
【００６５】従って、比誘電率の既知な密度測定用補助
板をアスコン表面に置いて測定を行い、密度測定補助板
とアスコン、アスコンと路盤のそれぞれの境界面での反
射振幅から反射係数を求め、アスコン表面および底面の
比誘電率をキャリブレーション結果から算出すれば、ア
スコン表面および底面の締固め度を同時に求めることが
でき、図７はこの測定の原理を示す説明図である。
板をアスコン表面に置いて測定を行い、密度測定補助板
とアスコン、アスコンと路盤のそれぞれの境界面での反
射振幅から反射係数を求め、アスコン表面および底面の
比誘電率をキャリブレーション結果から算出すれば、ア
スコン表面および底面の締固め度を同時に求めることが
でき、図７はこの測定の原理を示す説明図である。
【００６６】実際の舗装現場で使用される路盤の上に、
厚さと密度を変化させたアスコンの供試体を数種類作成
して設置し、アスコンの上に密度測定用補助板を置いて
レーダによる測定を実施し、式２０乃至式２３に示す反
射振幅と反射係数のキャリブレーション式を求める。密
度測定用補助板と同一の厚さのアスコンの境界面の反射
振幅S1より、
厚さと密度を変化させたアスコンの供試体を数種類作成
して設置し、アスコンの上に密度測定用補助板を置いて
レーダによる測定を実施し、式２０乃至式２３に示す反
射振幅と反射係数のキャリブレーション式を求める。密
度測定用補助板と同一の厚さのアスコンの境界面の反射
振幅S1より、
【００６７】
【式２０】S1＝ａ0 ＋ａ1 ｘ R1
【００６８】
【式２１】 R1＝ (ε11/2−ε21/2) ／ (ε11/2＋ε21/2)
【００６９】ここで、 ａ0,ａ1 ：最小２乗法によって求められる回帰係数 R1 ：密度測定用補助板とアスコンの境界面の反射係
数 ε1 ：密度測定用補助板の比誘電率（既知） ε2 ：アスコン表面の比誘電率 アスコンと路盤の境界面での反射時間ｔおよび反射振幅
S2より、
数 ε1 ：密度測定用補助板の比誘電率（既知） ε2 ：アスコン表面の比誘電率 アスコンと路盤の境界面での反射時間ｔおよび反射振幅
S2より、
【００７０】
【式２２】S2＝ａ2 ＋ａ3 ｘ R2 ＋ａ4 ｘ t
【００７１】
【式２３】 R2＝ (ε31/2−ε41/2) ／ (ε31/2＋ε41/2)
【００７２】ここで、 ａ2,ａ3,ａ4 : 重回帰係数 R2 : アスコンと路盤の境界面の反射係数 t : 反射時間 ε3 : アスコンの底面の比誘電率 ε4 : 路盤の比誘電率( 既知) 、路盤上に密度測定用
補助板を置いて測定を行い、式２１により求める。
補助板を置いて測定を行い、式２１により求める。
【００７３】電磁波レーダによって、反射振幅S1および
S2、反射時間t が測定され、式２０乃至式２３からアス
コン表面の比誘電率ε2 および底面の比誘電率ε3 が求
められる。ε2 およびε3 から、下記のいずれかの方法
によってアスコン層の平均的な誘電率εasが求められ
る。 単純平均 εas＝ (ε2 ＋ε3 ) ／2 重みつき平均 εas＝W1・ε2 ＋W2・ε3 ここで、W1、W2は重み
S2、反射時間t が測定され、式２０乃至式２３からアス
コン表面の比誘電率ε2 および底面の比誘電率ε3 が求
められる。ε2 およびε3 から、下記のいずれかの方法
によってアスコン層の平均的な誘電率εasが求められ
る。 単純平均 εas＝ (ε2 ＋ε3 ) ／2 重みつき平均 εas＝W1・ε2 ＋W2・ε3 ここで、W1、W2は重み
【００７４】キャリブレーションの際に式２４に示す密
度と比誘電率の関係を求め、アスコンの比誘電率εas(
ε2 またはε3 ) から締固め度（密度）を求めることが
できる。
度と比誘電率の関係を求め、アスコンの比誘電率εas(
ε2 またはε3 ) から締固め度（密度）を求めることが
できる。
【００７５】
【式２４】締固め度（密度）＝ a5 ＋ a6 ｘεas
【００７６】ここで、 ａ5,ａ6 ：最小２乗法によって求められる回帰係数
【００７７】
【発明の効果】以上の説明の如く本発明によれば次の効
果を奏するものである。舗装を破壊し砂置換またはコア
採取を行うこと無く平均的な締固め度を測定可能とする
とともに、測定・解析結果を瞬時に得ることが可能とな
るために測定結果に基づく転圧機械や転圧回数等の転圧
方法の変更や締固め不足等の不具合箇所の修正等の施工
管理への反映が可能となった。従って、締固め度の変動
が少なく強度的にも均一な舗装構造の構築が可能であ
り、さらには締固め度の管理に要する人員や経費の削減
を可能とする効果を奏する。
果を奏するものである。舗装を破壊し砂置換またはコア
採取を行うこと無く平均的な締固め度を測定可能とする
とともに、測定・解析結果を瞬時に得ることが可能とな
るために測定結果に基づく転圧機械や転圧回数等の転圧
方法の変更や締固め不足等の不具合箇所の修正等の施工
管理への反映が可能となった。従って、締固め度の変動
が少なく強度的にも均一な舗装構造の構築が可能であ
り、さらには締固め度の管理に要する人員や経費の削減
を可能とする効果を奏する。
【図１】本発明の電磁波による密度測定方法およびその
装置の一実施例を説明する説明図である。
装置の一実施例を説明する説明図である。
【図２】図１の測定方法により得られる測定とその測定
値の解析を支援する測定・解析ソフトのフローチャート
である。
値の解析を支援する測定・解析ソフトのフローチャート
である。
【図３】物質中の電磁波の伝搬速度の算出方法を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図４】アスコンの比誘電率の測定方法を説明する説明
図である。
図である。
【図５】締固め度の深さ方向分布を説明する説明図であ
る。
る。
【図６】締固めによる空気体積の減少を説明する説明図
である。
である。
【図７】測定の原理を示す説明図である。
１０ パソコン ２０ 制御・表示装置 ３０ アンテナ ４０ 舗装層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 野 克 美 東京都中央区京橋３丁目13番１号 有楽ビ ル内 大成ロテック株式会社内 (72)発明者 山 田 健 二 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 (72)発明者 前 田 哲 男 愛知県大府市朝日町６丁目１番地 住友建 機株式会社名古屋工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 測定対象層の上に比誘電率が既知の密度
測定用補助板を置いて電磁波の反射波を測定し、密度測
定用補助板と測定対象層の境界面での反射振幅、測定対
象層とその下層の境界面での反射振幅、密度測定用補助
板と測定対象層上面との境界面から測定対象層下面の境
界面までに要する反射時間によって測定対象層の平均的
な比誘電率を求めることを特徴とする、電磁波による密
度測定方法。 - 【請求項２】 電磁波を舗装構造に放射し、層の境界面
からの電磁波の反射により平均的な比誘電率を測定し、
予め入力した比誘電率と密度の関係式から層の密度を算
出することを特徴とする、電磁波による密度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7204821A JP2987751B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 電磁波による密度測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7204821A JP2987751B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 電磁波による密度測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954048A true JPH0954048A (ja) | 1997-02-25 |
| JP2987751B2 JP2987751B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=16496949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7204821A Expired - Fee Related JP2987751B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 電磁波による密度測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987751B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004664A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Wall Natsuto:Kk | 高機能舗装空隙度検出方法およびその装置 |
| JP2011221025A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Kongsberg Maritime As | 液体の密度を測定するための方法および装置 |
| JP2015155844A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 多摩川精機株式会社 | 移動体位置計測システム、転圧作業軌跡作成システムおよび移動体の相対位置記録方法 |
| CN108844856A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-20 | 四川升拓检测技术股份有限公司 | 基于弹性冲击波和机器学习的套筒灌浆缺陷无损检测方法 |
| CN110044770A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-23 | 广东水利电力职业技术学院（广东省水利电力技工学校） | 一种砌体密度测定方法 |
| JP6884260B1 (ja) * | 2020-10-30 | 2021-06-09 | 前田道路株式会社 | 転圧機械、及び、アスファルト混合物の密度推定システム |
| JP2021162555A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 応用地質株式会社 | 誘電率推定装置及び誘電率推定方法 |
| CN116337716A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-27 | 河南省交通规划设计研究院股份有限公司 | 一种在役沥青路面面层空隙率连续检测方法 |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP7204821A patent/JP2987751B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108844856B (zh) * | 2018-07-04 | 2023-08-15 | 四川升拓检测技术股份有限公司 | 基于冲击弹性波和机器学习的套筒灌浆缺陷无损检测方法 |
| CN110044770A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-23 | 广东水利电力职业技术学院（广东省水利电力技工学校） | 一种砌体密度测定方法 |
| CN110044770B (zh) * | 2019-05-16 | 2021-10-08 | 广东水利电力职业技术学院（广东省水利电力技工学校） | 一种砌体密度测定方法 |
| JP2021162555A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 応用地質株式会社 | 誘電率推定装置及び誘電率推定方法 |
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| JP2022072640A (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-17 | 前田道路株式会社 | 転圧機械、及び、アスファルト混合物の密度推定システム |
| CN116337716A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-27 | 河南省交通规划设计研究院股份有限公司 | 一种在役沥青路面面层空隙率连续检测方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2987751B2 (ja) | 1999-12-06 |
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