JPS63272803A - 敷き均し機械における舗装厚測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、アスファルトフィニッシャ等の敷き均し機
械において、舗装厚を正確にかつ迅速に測定して、経済
的で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、アスファルトフィニッシャにおいては、
走行車両を走らせながら、該走行車両に設けたホッパ内
に投入されたアスファルト合材（舗装材料）を左右一対
のフィーダで後方のスクリューに送り、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Ｓ己アスファルトフィニッシャのような敷
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ってしまい、逆に設計値
より厚くなれば舗装強度は問題ないが、アスファルト合
材の消費量が増えて経済的な損失を被るといった不具合
がある。従って、道路の舗装に当たっては、舗装厚が設
計値通りになっ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、アスファルトフィニッシャを運転する作
業者とは別の作業者が、差し込み代が目標の舗装厚に調
整されたゲージ棒を施工された舗装体中に差し込んでそ
の進入長さを確認して行っていたが、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っており、
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、せっ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仕
たそりを配し、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６ｌ
−１９８３４０）。この場合、路面に傾斜があるときに
は、前方のそりの面後端に載せた一対の液面レベル計に
よっ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、路面の傾斜の測定方法は、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
で計測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った。

゛［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、該走行車両に舗装後路面と未舗装路面とに掛け
渡されるようにかつ走行方向に沿う鉛直面内に回動自在
に設置された基準部材と、この基準部材の傾斜角度を検
知するセンサと、この基準部材上の未舗装路面上の少な
くとも２点及び舗装路面の少なくとも１点においてそれ
ぞれの点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各路面の計測
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、一方が
舗装された後の高さの差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、ある時点において基準部材上の
未舗装路面上の少なくとも２点及び舗装路面の少なくと
も１点においてそれぞれの点から路面までの距離か測定
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計測値とから各計測地点の高さ
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である時点における２地点の未舗
装時における高さの差と、一方が舗装された後の高さの
差とを抜き出して、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、アスファルトフィニッシャＡＰの走行車両で
あり、この走行車両ｌ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を有する面後一対の案内装置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ｌの内部に設置されたエンジン
の回転がギアボックスから中間軸、チェーンを介して駆
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
スファルトフィニッシャＡＰが走行するようになってい
る。また、上記走行車両ｌの前部には、ホッパ９が設置
されており、このホッパ９の内部に投入されたアスファ
ルト合材が、左右一対のフィーダ（図示略）によって、
上記走行車両１の後部に配置された左右一対のスクリュ
ーｌＯの前方位置まで搬送されるようになっている。そ
して、上記走行車両Ｉの両側面には、一対のレベリング
アーム１１が、各枢軸！２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【４を介してその取
付角度を垂直面内で調節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のロッ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
ことによって、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っているとともに、各
スクリードシリンダ１５は、舗装作業中に圧油を作用さ
せないで自由に伸縮しうる状聾になっている。また、レ
ベリングアーム１Ｎの基端部ｌｌａ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Ｉ　７，１８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ｌにその上下方
向に向けて設置きれたガイド部材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ｌとレベリングアームｌ°１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に沿って昇降され、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（
アタック角）を調整できるようになっている。

そして、上記アスファルトフィニッシャＡＰ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２３．２４及び取付板２５を介
して第１リニアセンサ２６、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２
６，２７の取付　。

位置は、その枢着点Ｑ、Ｐすなわち軸ピン２３．２４の
中心を結ぶ線（以下基準線ρ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
０とすると、０Ｆ＝ＰＱ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
０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
後の長さ分、全体が走行車両ｌの全体方向に位相がずれ
ており、その上ｔに各機器が配置されているが、その基
本構成は左右のものにおいて同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２８ａ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
になっているが、通常の操業角度においては、点０は基
準線Ｑ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ｌｌ」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
ようになっており、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３Ｉは、走行車体ｌの前側のフレ
ームＩａと後側のフレームＩｂとに断面り字状の取付金
具３２．３２及びクッソヨンゴム３２ａ１３２ａ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２６，２７とレーザーセンサ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１１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っ
ている。

この舗装厚算出装置３７は、第６図のブロック図に示す
ように、上記の各センサ２６，２７，３３゜３４、、ａ
ｓ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の各デジタル出力か入力されるｌ１０（入力−出力
インターフェイス）４０、このＩ１０インターフェイス
４０からのデータに基づいて演算を行う演算部４Ｉ、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４２と、この数値を走
行車体ｌ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Ｉ１０インタ
ーフェイス４４とから構成されている。この舗装厚算出
装置３７は、人力されてくる各リニアセンサ２６，２７
、レーザーセンサ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ρの長さ５石に
対応する路面距離の１／２（−ｘ）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ａｎ　ｓ第２リニアセン
サ２８の測定値をｌ）ｎ　Ｎ第１レーザーセンサ３３の
測定値をＸ。、第２レーザーセンサ３４の測定値をｙｎ
、角度センサ３６の測定値を基準線σの水平線に対する
傾斜角度に換算した値をθ。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３
８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。

δｎ＝ｂｎ　＋　ｙｎ＋！！”　ｔａｎθｎ　　ａｎ　
　Ｘｎ・・・（１）そして、このδ。をデータ記憶部４
１に送って記憶させる。そして、この記憶部から、前回
の算出値δｎ−１を呼び出し、新たに測定されたａｎ　
。

ｂｎ　＋Ｘｎ　、Ｙｎ　、θ。のデータから、ｎ回目の
測定位置における舗装厚ｔ。を、次の式に従って計算す
る。

ｊｎ　＝ｔ）ｎ　＋ｌｎ　＋δ、１−、−Ｒ・ｔａｎθ
ｎ−Ｌ（２）これらの式について第５図を参照して説明
ずろと、第ｎ回目の測定位置における点０　、Ｐ　、Ｑ
からの未舗装路面への垂線の足をＡ　、Ｂ　、Ｃ１点Ｂ
、Ｃにおける絶対高さの差をδ。、点０からスクリード
の下面までの距Ｍ（一定）をＬとすると、ＰＢ＋１−ｔ
ａｎθｎ　”　Ｑ　Ｃ＋δｎ　”’　”’　（ａ　）が
成立する。ここで、 ＰＢ−ｂｎ十ｙｎ・・・・・・（４） Ｑ　Ｃ＝３．　＋　Ｘｎ−・（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、 ＯＡ＋ｍ−ｔａｎθ、＝ＰＢ＋δｎ　−−−・・・（６
）ＯＡ　＝　Ｌ　＋　ｔｎ　−−−・・−（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ｊＩ毎の測定におい
て点Ａと点Ｂとの絶対高さの差がａｎ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Ｑ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、基阜線ρ上にお
ける取り付は位置は常に点Ｑ１及び０Ｑ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３１に傾斜角度センサを
設置し、これによっ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が肩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。は、■１０（人力−出力
）インターフェイス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（−ｊｌ）づつ増えたときに舗装厚算出装置３
７に人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ｌ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、は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ァルトフィ
ニッシャＡＰによって道路のアスファルト舗装を行う場
合には、従来同様、走行車両ｌを一定速度で走行させな
がら、ホッパ９に投入したアスファルト合材をフィーダ
（図示路）によってスクリュー１０に送り、スクリード
Ｉ３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ＩＩ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（図示路）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、
アスファルト合材の抵抗によって上に押し上げられ、ま
た、スクリードシリンダの重量によってアスファルト合
材が圧縮されるが、その抵抗とスクリード１３の重量が
釣りあった状態で各レベリングアーム！■の傾斜状態が
決まり、スクリード！３の底面が水平面となす角度（ア
タック角）が決まってアスファ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、ａｎ　、ｂｎ　、Ｘｎ　、Ｙ。、θ
。がＡ／Ｄ変換器３８を介してＴ１０インターフエイス
４０に、また走行距離計３９の出力が直接Ｉ１０インタ
ーフェイス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１．走行距離計３９の計測
値が次増える毎にデータを選んで、（１）式に従ってδ
。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δｎ−１と今回の測定値とから、（２）式
に従って舗装厚ｔｎを算出し、Ｔ１０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ｔｎ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
その他の条件か変化して、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のアタッ
ク角を調節するが、この場合でもスクリードＩ３の下面
と点０の距！（＝Ｌ）は変化しないので、式（２）の設
定値を変える必要はない。

なお、この実施例においては、レベリングアーム１１自
体を基準部材として用いており、この場合には、レベリ
ングアーム１１とスクリード１３が一体に上下動するの
で、スクリード１３の後端上部に、舗装後路面の高さ検
出点０を設定し、舗装後路面の高さを点Ｏから一定（＝
Ｌ）とした。従って、スクリード１３自体が路面までの
距離検出手段となっているわけであるが、一方、基準部
材としてレベリングアームＩＩとは別の部材を、走行車
体１に対して走行方向に沿う鉛直面内で回動自在に設け
、この基準部材に上述のような路面距離計を設置しても
よい。この場合、基準部材の枢着点をスクリード後端に
対応するスクリードフレームＩ４の上部に設定すれば、
同様に舗装路面までの距離を一定にでき、路面距離計を
あらたに設け°る必要がない。また、基準部材を舗装後
の路面にかかるようにして設置し、その位置に新たに路
面距離計を設置してもよい。その場合の各路面距離計の
設置位置の設定、及び舗装厚ｔｎの算出の考え方は上記
の実施例と同様であり、結果的には（２）式においてＬ
に路面距離計の測定値を代入すればよい。これは、基準
部材としてレベリングアームＩＩを使用したときに、レ
ベリングアーム！ｌをさらに後方に延長して距離計を設
置した場合も同様である。

上記例においては、路面距離計３５を、リニアセンサ２
６，２７及びレーザーセンサ３３，３４とを直列に組み
合わ仕た構成としている。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。従って、遠
隔の位置から路面との距離を正確に測定できろ適当なセ
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
両に舗装後路面と未舗装路面とに掛け渡されるようにか
つ走行方向に沿う鉛直面内に回動自在に設置された基準
部材と、この基準部材の傾斜角度を検知するセンサと、
この基準部材上の未舗装路面上の少なくとも２点及び舗
装路面の少なくとも１点においてそれぞれの点から路面
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各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、一方が舗装された後の高
さの差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、一方が舗装された後の時点での絶対的水平を基準と
する高さの差が得られるので、これらを比較することに
より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
されるとともに、より品質の優れた舗装を行えるなどの
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ァルトフィニッシ
ャを示す図、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ＩＶ−■
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。 ■・・・・・・走行車両、１１・・・・・・レベリング
アーム（基準部材）、１３・・・・・・スクリード、２
６．２７・・・・・・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 (2)

【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、該走行車両に舗装後路面と未舗装路面
   とに掛け渡されるようにかつ走行方向に沿う鉛直面内に
   回動自在に設置された基準部材と、この基準部材の傾斜
   角度を検知するセンサと、この基準部材上の未舗装路面
   上の少なくとも２点及び舗装路面の少なくとも１点にお
   いてそれぞれの点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各路
   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
   、一方が舗装された後の高さの差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。
2. （２）上記基準部材は、上記走行車体にその走行方向に
   沿う鉛直面内で回動自在に設けられて敷き均し装置を吊
   持するレベリングアームを兼用していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の敷き均し機械における舗
   装厚測定装置。