KR20090129736A - 지반 다짐 작업 관리 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지반 다짐 작업 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 지반에 압력을 가해 상기 지반을 다지는 진동 장치를 이용하여 상기 지반의 다짐 작업을 관리하는 다짐 작업 관리 장치는, 상기 진동 장치의 진동 가속도의 시간 변화를 나타내는 가속도 파형을 측정하는 진동 가속도 센서; 상기 가속도 파형을 분석하여 진동 가속도의 변화 특성값을 산출하는 제 1 산출수단; 및 상기 진동 가속도의 변화 특성값과 상기 지반의 다짐 특성값을 이용하여 상기 진동 장치에 의한 상기 지반의 다짐 정도인 지반 다짐도를 산출하는 제 2 산출수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
지반, 다짐, 진동 가속도, 진동 롤러, 다짐도, 지반 강도, GPS, 토목

Description

지반 다짐 작업 관리 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGEMENT OF SOIL COMPACTION}
본 발명은 토목 공사에서의 지반 다짐 관리 기술에 관한 것으로, 구체적으로, 토목 공사에서 지반을 다지는 진동 롤러에 장착되어 지반 다짐 현황을 실시간 관리할 수 있도록 하는 다짐 작업 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 토목 공사에서 다짐이란 공사 현장의 일정한 토양에 대해 롤러를 이용하여 단단히 다지는 작업을 의미한다. 이러한 다짐을 통해 공사 현장의 성토재료를 균일한 밀도로 단단하게 만들어 부실 시공을 방지하고 공사 하자나 보수 관련 비용을 최소화한다.
이러한 건설 현장에서의 다짐 공사는 롤러의 다짐 횟수와 다짐 속도가 성토의 품질을 결정한다고 할 수 있다. 따라서 정확한 판단 기준에 따라 다짐 작업을 하기 위해서는 성토재의 밀도 등을 실시간으로 정확하게 파악하여 롤러의 다짐 횟수와 다짐 속도를 결정해야 한다. 그러나, 현재 건설 현장에서의 다짐 공사는 롤러 작업자의 경험에 의한 주관적인 판단에 의해 다짐 작업이 이루어지고 있고, 또한 다짐 공사가 마무리된 후 임의의 지점에서 얻어진 대표 시험값에 기초하여 전체 면 적에 대한 다짐이 균일하게 원하는 강도로 이루어졌는지 판단하고 있다. 따라서 다짐 작업에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있고, 또한 임의의 지점에서 대표 시험값을 확인하기 위한 시간과 인원이 낭비되는 문제점이 있다.
또한, 공사 현장에서의 다짐 작업시 광범위한 영역에서의 작업 관리가 소수 인원의 감독자의 관리에 의해서만 이루어지고 있어 정확한 작업 상황의 파악과 작업의 효율적인 관리가 불가능한 문제점이 있고, 롤러 작업자의 미숙련으로 인한 주행 경로의 이탈 문제와 작업장에서 롤러의 추락 및 낙반 사고가 발생하는 문제점이 있다. 이에 따라 부실 시공에 발생할 우려가 있고 공사 하자나 보수 관련 비용이 증대하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 공사 현장에서 다짐 작업을 수행하는 롤러에서 발생하는 반발력을 측정하여 지반 다짐도를 측정하여 전체 다짐 영역에 대한 신뢰성 있는 다짐 작업이 가능하도록 하는 다짐 작업 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, GPS 기술을 이용하여 공사 현장에서의 다짐 작업을 실시간 관리하여 롤러 작업자의 미숙련에 의한 사고를 미연에 방지하고 다짐 작업의 실시간 관리가 가능한 다짐 작업 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른, 지반에 압력을 가해 상기 지반을 다지는 진동 장치를 이용하여 상기 지반의 다짐 작업을 관리하는 다짐 작업 관리 장치는, 상기 진동 장치의 진동 가속도의 시간 변화를 나타내는 가속도 파형을 측정하는 진동 가속도 센서; 상기 가속도 파형을 분석하여 진동 가속도의 변화 특성값을 산출하는 제 1 산출수단; 및 상기 진동 가속도의 변화 특성값과 상 기 지반의 다짐 특성값을 이용하여 상기 진동 장치에 의한 상기 지반의 다짐 정도인 지반 다짐도를 산출하는 제 2 산출수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 다짐 작업 관리 장치는, 위성으로부터 위치 데이터를 수신하는 위치 데이터 수신기; 및 상기 수신된 위치 데이터에 해당하는 지도 영역에 상기 제 2 산출수단에서 산출된 지반 다짐도의 정보를 표시하는 지반 다짐도 표시 처리수단;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다짐 작업 관리 장치는, 상기 수신된 위치 데이터를 이용하여 상기 진동 장치의 주행 경로에 대한 상기 진동 장치의 다짐 횟수를 산출하여 그 다짐 횟수의 정보를 지도에 표시하는 다짐 작업 표시 처리수단;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다짐 작업 관리 장치는, 상기 수신된 위치 데이터를 이용하여 상기 진동 장치가 위험 지역에 근접한 경우 또는 다짐 작업 지역을 이탈한 경우 알람을 출력하는 알람수단;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른, 지반에 압력을 가해 상기 지반을 다지는 진동 장치를 이용하여 상기 지반의 다짐 작업을 관리하는 다짐 작업 관리 장치에서의 다짐 작업 관리 방법은, 상기 진동 장치의 진동 가속도의 시간 변화를 나타내는 가속도 파형을 측정하는 단계; 측정된 가속도 파형을 분석하여 진동 가속도의 변화 특성값을 산출하는 단계; 및 산출된 진동 가속도의 변화 특성값과 상기 지반의 다짐 특성값을 이용하여 상기 진동 장치에 의한 상기 지반의 다짐 정도인 지반 다짐도를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 다짐 작업을 수행하는 롤러에서 발생하는 반발력을 이용하여 다짐 영역의 다짐도를 정확하게 측정함으로써 부실 시공을 방지할 수 있고 다짐 공사의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한 실시간으로 다짐 작업을 관리함으로서 다짐 작업의 효율을 높일 수 있고 안전 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치(100)는, 진동 가속도 센서(101), 입력부(103), 제어부(105), 화면 표시부(107) 및 저장부(109)를 포함한다.
진동 가속도 센서(101)는 공사 현장의 지반 다짐 작업을 수행하는 진동 롤러 에 장착되어 상기 진동 롤러가 지반에 수직 방향으로 힘을 가할 때 발생하는 반발력을 가속도 형태로 측정한다. 진동 롤러는 다짐 진행 방향을 따라 회전 구동하며 지반 다짐 작업을 수행한다. 바람직하게, 진동 가속도 센서(101)는 진동 롤러의 진동 중심축에 부착되어 가속도를 측정한다. 도 9는 진동 롤러(901)의 진동축(904)에 진동 가속도 센서(101)가 부착된 예로, 진동 롤러(901)의 롤러 프레임(902) 안쪽의 회전 드럼(903)과 연결되는 롤러 중심축(904)에 진동 가속도 센서(101)가 장착된다. 이러한 진동 롤러는 지반 다짐에 통상적으로 사용되는 장치이기 때문에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
입력부(103)는 진동 롤러를 조작하는 사용자로부터 각종 입력 신호를 수신하여 제어부(105)로 출력한다. 구체적으로, 입력부(103)는 공사 현장의 지반 다짐 특성값 등이 입력된다. 입력부(103)를 통해 입력된 데이터 값들은 저장부(109)에 저장된다.
제어부(105)는 상기 진동 가속도 센서(101)에서 측정되는 가속도 측정 데이터를 상기 진동 가속도 센서(101)로부터 수신되고, 그 수신된 가속도 측정 데이터를 이용하여 현재 다짐 작업이 이루어지고 있는 지반의 다짐도, 즉 지반의 강도를 산출하여 저장부(109)에 저장하고, 또한 화면 표시부(107)에 표시한다.
바람직하게, 진동 가속도 센서(101)에서 측정되는 데이터는 가속도 파형(wave)으로서, 제어부(105)는 상기 가속도 파형을 분석하여 진동 가속도 변화 특성값을 산출하고 이에 근거하여 지반 다짐도를 연산하여 저장부(109)에 저장하고 화면 표시부(107)에 표시한다.
또한, 제어부(105)는 지반 다짐도가 임계치 이상일 경우 알람을 표시하여 진동 롤러 작업자가 다음 작업 영역으로 이동하여 작업한다.
화면 표시부(107)는 액정 표시 장치(LCD) 등으로서 상기 제어부(105)의 제어에 따라 지반 다짐도, 지반 다짐과 관련된 각종 데이터 등을 화면에 표시한다.
도 2는 도 1의 제어부의 세부 구성을 나타낸 도면으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 제어부(105)는 FFT모듈(201), 진동 가속도 변화 특성값 산출모듈(203) 및 지반 다짐도 산출모듈(205)를 포함한다.
FFT(Fast Fourier Transform)모듈(201)은 진동 가속도 센서(101)에서 측정된 시간 영역의 가속도 파형을 상기 진동 가속도 센서(101)로부터 수신하여 주파수 영역으로 고속 푸리어 변환(Fourier Transform)한다. 도 3의 (a)는 진동 가속도 센서(101)에서 측정된 가속도 파형을 나타낸 그래프이고, 도 3의 (b)는 (a)의 가속도 파형을 고속 푸리어 변환한 주파수 스펙트럼 그래프이다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 진동 가속도 센서(101)에서 측정되는 가속도 파형은 단일 주파수가 아닌 다중 주파수를 갖는다. 이상적인 조건의 연약 지반의 경우 가속도 파형은 단일 주파수가 나타나지만, 실제 지반의 경우 가속도 파형은 도 3의 (b)와 같이 다중 주파수 스펙트럼을 나타낸다.
진동 가속도 변화 특성값 산출모듈(203)은 상기 FFT모듈(201)에서 변환된 주파수 영역의 스펙트럼에 나타난 각 주파수의 진폭 크기를 이용하여 진동 가속도 변화 특성값을 산출한다. 진동 가속도 변화 특성값 산출을 위한 연산식의 예는 다음 [수학식 1]과 같다. 진동 가속도 변화 특성값은 전체 주파수의 진폭 크기의 합과 기본 주파수의 진폭 크기의 비이다. 아래 [수학식 1]은 진동 가속도 변화 특성값 산출 연산식에 대한 하나의 예로, 이에 한정되지 않는다.
진동 가속도 변화 특성값(Vc)=(a+b+c)/a
여기서, a는 기본 주파수 f1의 진폭 크기, b는 부 주파수 f2의 진폭 크기, c는 부 주파수 f3의 진폭 크기이다.
지반 다짐도 산출모듈(205)은 상기 진동 가속도 변화 특성값 산출모듈(203)에서 산출되어 출력된 진동 가속도 변화 특성값과 저장부(109)에 저장된 지반 다짐 특성값을 이용하여 지반 다짐도를 산출한다. 지반이 완전 탄성체인 경우에는 상기 진동 가속도 변화 특성값만을 이용하여도 지반 다짐도를 정확히 산출할 수 있으나, 통상적으로 지반은 수분을 포함하고 있어 소성 성질을 가지고 있고 이에 따른 특성을 반영해야 한다. 지반 다짐도 산출모듈(205)에서의 연산식은 다음 [수학식 2]와 같다.
지반 다짐도=지반 다짐 특성값(Cc)/진동 가속도 변화 특성값(Vc)
=
Figure 112008042412274-PAT00001
여기서, Ec는 다짐 에너지 계수로 진동 롤러의 무게, 진동 횟수, 진동 롤러의 다짐 속도에 의해 산출된다. Ec는 실제 현장에서의 다짐 에너지를 실내 시험에 서의 다짐 에너지로 나눈 값이다. ωn은 함수비 계수로서, 다짐시의 실제 함수비를 최적 함수비로 나눈 값이다. 상기 최적 함수비는 토질역학분야에서 널리 사용되는 용어이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
상기 지반 다짐 특성값(Ec/ωn)은 지반에 따라 0.8 ~ 1.2 사이의 상수값을 갖는데, 이상적인 탄성 지반과 실제 지반과의 차이를 보정해 주기 위해서 삽입된다. 즉, 이상적인 탄성 지반과 실제 지반과의 차이를 보정해 주기 위해서 삽입되는 상수값이 (Ec/ωn)과 경험적으로 일치하기 때문에 지반 다짐도를 [수학식 2]와 같이 표현한 것이다.
실제 성토 공사를 수행 전에 최상의 다짐 작업을 위한 성토재의 다짐 횟수, 다짐 두께 등을 파악하기 위해 시험 성토(즉, 실내 시험)를 수행하는 것이 일반적인 방법이다. 시험 성토에서는 최적의 함수비에서 소정의 다짐 에너지로 다짐 시험을 진행하고 이 과정에서 최상의 다짐 작업을 위한 다짐 횟수, 다짐 두께 등을 파악한다. 그러나 실제 성토 공사에서는 다짐 에너지, 함수비가 시험 성토에서와는 다를 수 있기 때문에 지반 다짐 특성값을 반영하는 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 블럭도이다.
도 1과 달리 도 4를 참조한 본 실시예의 다짐 작업 관리 장치(400)는, GPS 수신기(401)를 더 포함하고, 제어부(105)는 지반 다짐도 표시 처리모듈(403), 다짐 작업 표시 처리모듈(405) 및 위험 지역 경고 알람모듈(407)을 포함한다. 도 1과 동일한 참조부호의 구성요소는 도 1의 기능을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한 다.
저장부(109)는 지반 다짐 지역에 대한 지도 데이터를 저장한다. 다짐 지도 데이터에는 지반 다짐 지역이 작업 경로에 따라 소정 수의 블럭으로 나누어지고, 위험 지역 정보 등이 포함된다. 또한 저장부(109)는 GPS 수신기(401)에서 수신된 위치 데이터가 저장된다. 바람직하게, 위치 데이터는 상기 지도 데이터에 진동 롤러의 주행 경로로서 매핑되어 저장된다.
GPS 수신기(401)는 GPS 안테나를 통해 다짐 작업 관리 장치의 현재 위치 데이터를 수신하여 제어부(105)로 출력한다. 바람직하게, GPS 수신기(401)는 위성(409)으로부터의 위치 데이터 및 기준국(411)으로부터의 위치 데이터를 모두 수신하여 위치 오차를 제거한다. 기준국(411)은 고정된 위치에 놓여있기 때문에 위성(409)으로부터 위치 데이터를 수신하면 그 위치 데이터와 자신의 위치를 비교하여 위치 오차를 산출하여 송출한다. GPS 수신기(401)는 상기 위치 오차 및 위성(409)으로부터 수신된 위치 데이터를 종합하여 현재 위치의 오차를 제거하여 정확한 위치 데이터를 획득한다.
한편, 제어부(105)의 지반 다짐도 표시 처리모듈(403)은, 상기 GPS 수신기(401)로부터 전달된 위치 데이터를 이용하여 저장부(109)에 저장된 지반 다짐 지역의 지도 데이터에 진동 롤러가 주행한 주행 경로의 지반 다짐도를 색 또는 그래프 등으로 화면 표시부(107)에 표시한다. 이때, 지반 다짐도 표시 처리모듈(403)은 제어부(105)의 지반 다짐도 산출부(205)에서 산출된 지반 다짐도 데이터를 이용한다.
또한, 제어부(105)의 다짐 작업 표시 처리모듈(405)은, 상기 GPS 수신기(401)로부터 전달된 위치 데이터를 이용하여 저장부(109)에 저장된 지반 다짐 지역의 지도 데이터에 진동 롤러가 주행한 주행 경로의 다짐 횟수, 다짐 두께 등의 다짐 작업 현황 정보를 화면 표시부(107)에 표시한다. 다짐 횟수는 진동 롤러가 주행한 위치 데이터를 이용하여 카운트 되고, 다짐 두께는 위치 데이터에 포함된 고도 정보를 이용하여 알 수 있다.
또한, 제어부(105)의 위험 지역 경고 알람모듈(407)은, 상기 GPS 수신기(401)로부터 전달된 위치 데이터와 저장부(109)에 저장된 지도 데이터 및 위험 지역 정보를 이용하여 진동 롤러가 위험 지역에 진입하거나, 또는 다짐 경로를 이탈하는 경우 화면 표시부(107)에 알람 화면을 팝업 표시하거나, 또는 스피커를 통해 알람음을 출력한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 지반 다짐 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 다짐 작업 관리 장치(100)는 입력부(103)를 통해 사용자로부터 다짐 작업을 진행할 지반의 지반 다짐 특성값을 입력받아 저장한다(S501).
이와 같이 지반 다짐 특성값을 저장한 후, 다짐 작업 관리 장치(100)는 진동 롤러의 다짐 작업이 진행되는 동안, 진동 롤러의 진동축에 설치된 진동 가속도 센서(101)를 이용하여 진동 가속도 파형을 측정한다(S503).
다음으로, 다짐 작업 관리 장치(100)는 상기 측정된 가속도 파형을 고속 푸 리어 변환을 하여 주파수 영역으로 변환하고(S505), 그 주파수 영역의 스펙트럼에 나타난 각 주파수의 진폭 크기를 이용하여 진동 가속도 변화 특성값을 산출한다(S507). 진동 가속도 변화 특성값은 전체 주파수의 진폭 크기의 합과 기본 주파수의 진폭 크기의 비이다.
이어서, 다짐 작업 관리 장치(100)는, 상기 산출된 진동 가속도 변화 특성값과 상기 단계 S401에서 저장된 지반 다짐 특성값을 연산 처리하여 지반 다짐도를 산출한다(S509). 그리고, 다짐 작업 관리 장치(100)는 상기 산출된 지반 다짐도를 색, 그래프, 또는 수치로서 화면 표시부(107)에 표시한다(S511).
이와 같이 본 발명에 따른 다짐 작업 관리 장치는 진동 롤러의 다짐 작업 과정에서 실시간으로 현재 다짐 작업이 이루어지는 지반의 다짐도를 산출하여 표시함으로써, 작업자가 주관적 판단을 배제하고 객관적으로 다짐 작업을 할 수 있도록 한다. 따라서 전체 면적에 대한 다짐이 균일하게 이루어지고, 다짐 공사의 신뢰도를 높인다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 지반 다짐 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 다짐 작업 관리 장치(400)는, 진동 롤러의 다짐 작업이 진행되면 GPS 수신기(401)를 통해 실시간으로 위치 데이터를 수신하여 저장부(109)에 저장한다(S601). 이어서, 다짐 작업 관리 장치는, 상기 수신되는 위치 데이터에 해당하는 궤적을 저장부(109)의 다짐 영역 지도 데이터에 표시한다(S603). 즉, 진동 롤러의 주행 궤적을 다짐 영역 지도 데이터에 표시한다.
그리고, 다짐 작업 관리 장치(400)는, 상기 수신되는 위치 데이터를 저장부(109)에 기 저장되어 있는 위치 데이터와 비교하여 다짐 횟수를 카운트하고(S605), 카운트된 다짐 횟수에 따른 색 또는 텍스트 등을 상기 다짐 영역 지도 데이터의 궤적에 표시한다(S607).
또한, 다짐 작업 관리 장치(400)는, 상기 수신되는 위치 데이터를 분석하여 현재 지반의 다짐 두께를 다짐 영역 지도 데이터에 표시한다(S609). 다짐 두께 역시 색 또는 텍스트 형태로 지도 데이터에 표시된다.
한편, 다짐 작업 관리 장치(400)는, 상기 단계 S601에서 수신되는 위치 데이터와 저장부(109)에 저장된 위험 지역 정보를 비교하여 진동 롤러가 위험 지역에 진입하였는지 여부를 확인한다(S611). 위험 지역에 진입한 경우, 다짐 작업 관리 장치는, 위험 지역 진입을 알리는 알람을 스피커 또는 화면 표시부(107)에 출력한다(S613).
또한, 다짐 작업 관리 장치(400)는, 상기 단계 S601에서 수신되는 위치 데이터와 저장부(109)에 저장된 다짐 작업 지역 정보를 비교하여 진동 롤러가 다짐 작업 지역을 이탈하였는지 여부를 확인한다(S615). 이탈한 경우, 다짐 작업 관리 장치는, 위험 지역 진입을 알리는 알람을 스피커 또는 화면 표시부(107)에 출력한다(S617).
이와 같은 과정을 완료한 후, 다짐 작업 관리 장치(400)는 다짐 작업이 종료되었는지 여부를 확인하여(S619), 작업이 종료되지 않은 경우 상술한 과정을 반복 수행하고 작업이 종료된 경우 프로세스를 완료한다.
이와 같은 본 발명에 따르면 광범위한 다짐 지역에서 실시간으로 작업 상황을 파악함으로써 롤러 작업자의 미숙련으로 인한 주행 경로의 이탈 문제와 작업장에서 롤러의 추락 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 화면을 나타낸 도면으로, 작업 진로 안내선 및 다짐 횟수를 표시한 화면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 다짐 작업 관리 장치에서 표시하는 화면에는 지도 데이터에 진동 롤러(701)가 표시되고, 또한 지도 데이터에는 다짐 작업 진로 안내선(703)이 표시된다. 또한 지도 데이터에는 진동 롤러(701)에 의한 다짐 횟수가 색으로 표시된다. 도 7의 화면 우측에는 다짐 횟수에 대한 범례(705)가 표시되고 그 범례(705)에 따라 지도 데이터에는 다짐 횟수가 색으로 표시된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 화면을 나타낸 도면으로, 위험 지역 접근시 경고 표시 화면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 진동 롤러(701)가 위험 지역(801)에 접근하는 경우, 다짐 작업 관리 장치는 위험 지역 접근에 대한 경고 팝업 화면(803)을 표시하여 롤러 작업자의 주의를 환기시킨다.
이러한 본 발명에 따른 방법을 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장하는 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 블럭도이다.
도 2는 도 1의 제어부의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 진동 가속도 센서에 의해 측정된 가속도 파형 및 가속도 파형의 주파수 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 지반 다짐 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 지반 다짐 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 화면을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다짐 작업 관리 장치의 화면을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 롤러의 진동축에 진동 가속도 센서가 부착된 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 400 : 다짐 작업 관리 장치 101 : 진동 가속도 센서
103 : 입력부 105 : 제어부
107 : 화면 표시부 109 : 저장부

Claims (15)

  1. 지반에 압력을 가해 상기 지반을 다지는 진동 장치를 이용하여 상기 지반의 다짐 작업을 관리하는 다짐 작업 관리 장치로서,
    상기 진동 장치의 진동 가속도의 시간 변화를 나타내는 가속도 파형을 측정하는 진동 가속도 센서;
    상기 가속도 파형을 분석하여 진동 가속도의 변화 특성값을 산출하는 제 1 산출수단; 및
    상기 진동 가속도의 변화 특성값과 상기 지반의 다짐 특성값을 이용하여 상기 진동 장치에 의한 상기 지반의 다짐 정도인 지반 다짐도를 산출하는 제 2 산출수단;을 포함하는 다짐 작업 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가속도 파형을 주파수 영역으로 변환하여 주파수 스펙트럼을 도출하는 변환수단;을 더 포함하고,
    상기 제 1 산출수단은,
    상기 주파수 스텍트럼에 나타난 복수의 주파수의 진폭 크기를 이용하여 진동 가속도의 변화 특성값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지반의 다짐 특성값은,
    상기 지반의 다짐 에너지 계수와 함수비 계수의 비인 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    위성으로부터 위치 데이터를 수신하는 위치 데이터 수신기; 및
    상기 수신된 위치 데이터에 해당하는 지도 영역에 상기 제 2 산출수단에서 산출된 지반 다짐도의 정보를 표시하는 지반 다짐도 표시 처리수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지반 다짐도 표시 처리수단은,
    상기 지반 다짐도의 정보를 색으로 구분하여 표시하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신된 위치 데이터를 이용하여 상기 진동 장치의 주행 경로에 대한 상기 진동 장치의 다짐 횟수를 산출하여 그 다짐 횟수의 정보를 지도에 표시하는 다짐 작업 표시 처리수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신된 위치 데이터를 이용하여 상기 진동 장치가 위험 지역에 근접한 경우 또는 다짐 작업 지역을 이탈한 경우 알람을 출력하는 알람수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 데이터 수신기는,
    고정 기준국으로부터 위치 오차 데이터를 수신하여 상기 위성으로부터 수신된 위치 데이터의 오차를 제거하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 장치.
  9. 지반에 압력을 가해 상기 지반을 다지는 진동 장치를 이용하여 상기 지반의 다짐 작업을 관리하는 다짐 작업 관리 장치에서의 다짐 작업 관리 방법으로서,
    (a) 상기 진동 장치의 진동 가속도의 시간 변화를 나타내는 가속도 파형을 측정하는 단계;
    (b) 측정된 가속도 파형을 분석하여 진동 가속도의 변화 특성값을 산출하는 단계; 및
    (c) 산출된 진동 가속도의 변화 특성값과 상기 지반의 다짐 특성값을 이용하여 상기 진동 장치에 의한 상기 지반의 다짐 정도인 지반 다짐도를 산출하는 단계;를 포함하는 다짐 작업 관리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이전에,
    상기 가속도 파형을 주파수 영역으로 변환하여 주파수 스펙트럼을 도출하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 (b) 단계는,
    상기 주파수 스텍트럼에 나타난 복수의 주파수의 진폭 크기를 이용하여 진동 가속도의 변화 특성값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 방법.
  11. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 지반의 다짐 특성값은,
    상기 지반의 다짐 에너지 계수와 함수비 계수의 비인 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    (d) 위성으로부터 위치 데이터를 수신하는 단계; 및
    (e) 수신된 위치 데이터에 해당하는 지도 영역에 상기 (c) 단계에서 산출된 지반 다짐도의 정보를 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    (f) 상기 수신된 위치 데이터를 이용하여 상기 진동 장치의 주행 경로에 대한 상기 진동 장치의 다짐 횟수를 산출하여 그 다짐 횟수의 정보를 지도에 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    (f) 상기 수신된 위치 데이터를 이용하여 상기 진동 장치가 위험 지역에 근접한 경우 또는 다짐 작업 지역을 이탈한 경우 알람을 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이전에,
    고정 기준국으로부터 위치 오차 데이터를 수신하여 상기 위성으로부터 수신된 위치 데이터의 오차를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다짐 작업 관리 방법.
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