JP2903719B2 - 敷均し機械の運転方法 - Google Patents

敷均し機械の運転方法

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JP2903719B2
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文夫 後藤
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巻雄 藤田
哲夫 小川
明夫 石井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アスファルトフィニッ
シャやベースペーバ等の敷均し機械の運転方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】道路を舗装する場合、予め設定された舗
装強度を確保しようとすると、当然ながら設計値以上の
舗装厚で舗装する必要がある。
【0003】このため、従来においては、道路の側縁部
に並べられた縁石等の構造物を一つの目安として舗装を
行うか、或いはゲージ棒や舗装厚測定装置を用いて舗装
厚を測定し、その測定結果に基づいて以後の舗装を修正
して舗装している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】敷均し機械の外部に基
準を求める前者の場合、基準に利用できる構造物が無い
と、これを路盤にわざわざ設ける必要があり、非常に煩
雑で作業能率が低下する。また、基準から離れた部分の
舗装はオペレータの勘に頼らざるを得ず、舗装精度が低
下するという問題点がある。
【0005】測定装置等を用いる後者の方法は、現在の
舗装厚を知ることができるだけで、舗装の傾向や流れを
把握するのが難しく、測定舗装厚が目標舗装厚と一致し
ていないことに気が付いてから、スクリードの傾きを変
えても直ぐに舗装厚が修正されることはなく、所定距離
走行した時点で修正の結果が現れるようになるため、修
正が後手に回ることになり、舗装精度を上げてより良好
な舗装を行うことができないという問題点がある。
【0006】そこで本発明の出願人は、スクリードによ
ってこれから敷き均されるアスファルト合材の予想舗装
厚を測定することができる装置を開発した。
【0007】本発明は、上記の新しい装置によって割り
出された予想舗装厚を有効に用いてより良好な舗装を行
うことができる敷均し機械の運転方法を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、走行車両に、アスファルト合材を敷き
均すスクリードと、舗装方向に所定の間隔で並ぶ二つ以
上の測定地点の高さを高さセンサによって測定する測定
装置と、該測定装置によって測定された測定値から上記
スクリードでこれから敷き均されるアスファルト合材の
予想舗装厚を割り出す演算装置が設けられた敷均し機械
において、スクリード前方の目標地点における既舗装面
の最新の数点から算出された予想舗装厚と、該目標地点
の高低差と、該目標地点とスクリード間の地点の高低差
から割り出された目標舗装厚を表示装置に表示し、予想
舗装厚と目標舗装厚との差がなくなるように運転する構
成とした。
【0009】
【作用】測定装置は、舗装方向に所定の間隔で並ぶ二つ
以上の測定地点の高さを高さセンサで測定し、演算装置
は測定装置によって測定された測定値から、スクリード
でこれから敷き均らされるアスファルト合材の予想舗装
、すなわち、既舗装面の最新の数点から算出された舗
装厚基準直線上のスクリード前方の目標地点の舗装厚
舗装の進行にしたがって割り出す。この演算装置で割り
出された予想舗装厚は運転席に設けられた表示装置の表
示画面に表示される。
【0010】このため、オペレータは表示装置の表示か
ら目標舗装厚に対する予想舗装厚の大小を知り、舗装の
傾向等を容易かつ的確に把握して舗装を精度よく行うこ
とができる。
【0011】
【実施例】添付図面は本発明を実施するアスファルトフ
ィニッシャの一例を示すもので、図中符号1はアスファ
ルトイニッシャAFの走行車両である。走行車両1の前
部には、アスファルト合材を入れるホッパ2が設けられ
ている。該ホッパ2内のアスファルト合材は車体下部の
フィーダによって後方(図1で右方)に移送され、その
後スクリュによって左右に均等に広げられて、左右一対
のスクリード5によって敷き均される。
【0012】スクリード5はレベリングアーム6を介し
て走行車両1の略中央側面に設けられた支持軸7により
支持されている。支持軸7はピボットシリンダ8によっ
て上下に移動操作される。なお、上記アスファルトイニ
ッシャAFの基本構造は周知である。
【0013】また、符号11は左右にそれぞれ設けられ
た測定装置である。測定装置11は、測定アーム12の
先端に設けられた第1の高さセンサ13と、測定アーム
の中央部に設けられた第2の高さセンサ14と、測定ア
ーム12の傾斜角を測定する傾斜センサ15とから構成
されている。測定アーム12の基端(図中右端)はスク
リード5を支持する枠体5aにピン支持され、これによ
り測定アーム12はスクリード5に均って傾動する。
【0014】第1および第2の高さセンサ13,14は
種々のものが考えられるが、ここでは超音波を利用した
センサを用いている。また、図3に示すように上記両セ
ンサ13,14の距離は、第2の距離センサ14とスク
リード5の後端の距離Mの1/2(整数分の1であれば
良い)に設定され、両センサ13,14のスクリード5
に対する相対的な高さH0 は、スクリード5および測定
アーム12等がいかなる傾きの場合でも常に一定の値に
なるように設定されている。
【0015】17は走行車両1の前部下端に設けられた
走行距離算出用の距離センサである。
【0016】高さセンサ13,14と、傾斜センサ1
5、および距離センサ17には演算装置30が接続され
ている(図2参照)。演算装置30は、高さセンサ1
3,14および傾斜センサ15のアナログ出力を受け、
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31と、このA/D変換器31及び距離セ
ンサ17の各デジタル出力が入力されるI/O(入力−
出力)インターフェイス32と、このI/Oインターフ
ェイス32からのデータに基づいて演算を行う演算部3
3と、この演算部33で得られた数値を入力して記憶
し、また演算部に出力するデータ記憶部34と、演算部
33で演算された数値をデータ加工するI/Oインター
フェイス35とから構成されている。そして、I/Oイ
ンターフェイス35から出力された信号は前記ピボット
シリンダ8を伸縮調整する電磁弁36と表示装置20に
送られる。
【0017】表示装置20は走行車両1に設備された運
転席21に設けられている。表示装置20の表示画面の
一例を図7に示す。表示装置20は、後で述べるように
演算装置30で演算された結果、つまり、現在の舗装
厚、予想舗装厚、目標舗装厚toと予想舗装厚の差ε等
を、前以て与えられた目標舗装厚to 等と一緒に左右別
々に表示する。なお、表示項目は上記に限らず、必要に
応じて増減される。
【0018】演算装置30は、走行車両1が、両高さセ
ンサ13,14の距離(M/2、なおMは第2の高さセ
ンサ14とスクリード5間の距離を表す)を走行する毎
に測定された高さセンサ13,14からの測定信号にも
とづいて所要の演算をする。
【0019】演算装置30の主な演算内容は次のとおり
である。 (1) 一対の高さセンサ13,14によって同時測定
された二つの測定地点P1,P2、P2,P3、P3,P4
4,P5、P5,P6…の高低差δ1,δ2… を演算する
(図6参照)と同時に各測定地点P1,P2……の舗装厚
1,t2…を演算すること。
【0020】(2) 舗装厚t1…を測定する時に得ら
れる既舗装面の測定点Q1,Q2,Q3,Q4… を座標化
して例えば最小2乗法等を導入して舗装厚基準直線l
(y=ax+b)を割り出し、またスクリード前方にお
ける所定位置の予想舗装厚を算出すること。
【0021】(3) 自動制御(運転)の場合において
は、スクリード5よりも所定距離M前方の目標地点にお
ける目標舗装厚位置を割り出し、この位置と前記舗装厚
基準直線l上の位置の差をなくすよう、スクリード5の
位置を変えるべくピボットシリンダ8の上下操作量Lを
算出すること。なお、上記から理解されるように、「予
想舗装厚」は、既舗装面の最新の数点から算出された舗
装厚基準直線上のスクリード前方の目標地点の舗装厚を
言い、また、「目標舗装厚」は、スクリード前方の目標
地点と、その間の地点の高低差(δ)から割り出された
目標地点の舗装厚を言う。
【0022】このとき、舗装厚は、スクリード5の傾き
のほか、アスファルト合材の性状および供給量、車両の
走行速度等も影響するのでそれらも考慮する。手動運転
によるときは、運転席21についたオペレータは表示装
置20の表示から予想舗装厚を知り、これに基づいて運
転する。自動運転の場合は、上記で算出されたピボット
シリンダ8の操作量Lの指令信号は図示せぬ油圧回路中
に介装された電磁弁36に送られ、該電磁弁36が操作
されることによりピボットシリンダ8が伸縮操作され
る。
【0023】ここで、一対の高さセンサ13,14によ
って同時測定された二つの測定地点P1,P2、P2
3、P3,P4、P4,P5、P5,P6…の高低差δ1,δ
2…を演算する方法、および各測定地点P1,P2…の舗
装厚t1,t2…を演算する方法を第4図に基づいて説明
する。高低差δは次の数式1によって算出される。
【0024】
【数1】δ=H2−(H1−Mtanθ1
【0025】ここで、 H1:第1の高さセンサによって検出された値 H2:第2の高さセンサによって検出された値 M :第1および第2の高さセンサ間の距離 θ1:測定アーム12の傾き
【0026】また、舗装厚tは次の数式2によって算出
される。
【0027】
【数2】t=H21+δーMtanθ2ーH0
【0028】ここで、 H21:第2の高さセンサによって検出された値 δ :上記(1)式で算出された値 M :上記と同様 θ2 :測定アームの傾き H0 :高さセンサとスクリードとの高低差
【0029】上記式(1),(2)は高低差δと舗装厚
tの算出方法を分かり易くするために示したもので、図
1および第3図に示したアスファルトフイニッシャAF
で示す測定装置11によるものとは若干異なる。本実施
例の測定装置11によって実際に測定するには、両高さ
センサ13,14を距離M/2離して配置しているの
で、同距離M/2ごとの高低差δと舗装厚tを算出する
(図5参照)。
【0030】なお、上記算出式(1),(2)では、高
低差δおよび舗装厚tは傾きθを考慮していないので実
際の値との間に若干の差はあるが、実用上では無視でき
る。
【0031】次に上記のように構成された敷均し機械の
運転方法を説明する。アスファルトフイニッシャAFに
よる道路の舗装は、従来同様に走行車両1を一定速度で
走行させながら、ホッパ2内のアスファルト合材をフィ
ーダでスクリュに送ってスクリード5の前に一様に広
げ、そのアスファルト合材をスクリード5で敷き均す。
【0032】上記において、車両1の走行距離は距離セ
ンサ17によって測定され、走行距離がM/2になるご
とに第1および第2の高さセンサ13,14によって路
盤面からの高さを測定してその測定結果を演算装置30
に出力する。
【0033】演算装置30は、高さセンサ13,14と
距離センサ17、及び傾斜センサ15の出力信号から、
前述のように高低差δと舗装厚tとを演算する。そし
て、それらの値を基に舗装厚基準直線l:y=ax+b
を演算する。なお、舗装厚基準直線lを算出するとき
は、例えば既舗装面の最新の数点(図6ではQ1,Q2
3,Q4の4点)から算出する。
【0034】ついで、演算装置30はスクリード5から
前方に距離M 離れた目標地点における予想舗装厚を、
上記高低差δ4,δ5等から算出する。この予想舗装厚は
表示装置20に表示される。
【0035】前述のように、手動運転の場合、オペレー
タは、運転席21の表示装置20を見て予想舗装厚を知
り、目標地点における舗装厚基準直線l上の位置と目標
舗装厚t0の位置との差εがなくなるように運転する。
また自動制御の場合においては、演算装置30によって
目標地点における舗装厚基準直線l上の位置と目標舗装
厚t0の位置との差εがなくなるピボットシリンダ8の
上下操作量が決定され、その決定結果がI/Oインター
フエイス35を介して電磁弁36に送られ、スクリード
5の傾きが変えられる。
【0036】上記は車両1が距離M/2進むごとに繰り
返され、もって、常時距離M前方の舗装厚が理想値にな
るようスクリード5が制御される。
【0037】上記以外の実施例、及び技術事項等につい
て以下に列記する。 (1) 上記の実施例では、高さセンサ13,14の離
間距離をM/2に設定しているが、これに限られること
なく、MあるいはM/3に設定してもよい。ただし、実
施例のごとくM/2あるいはM/3にしたほうが測定装
置11の小型化がはかれる利点がある。
【0038】(2) 高さセンサ13,14は、超音波
センサに限られることなく、レーザ式や伸縮可能なシリ
ンダなどを用いることもでき、その具体構造は任意であ
る。
【0039】(3) また、上記実施例では舗装厚基準
直線lを算出するのに、舗装後の最新4点を用い最小2
乗法により求めているが、これに限られることなく、最
新の3点あるい5点を基に算出してもよい。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る敷均
し機械の運転方法は、走行車両に、アスファルト合材を
敷き均すスクリードと、舗装方向に所定の間隔で並ぶ二
つ以上の測定地点の高さを高さセンサによって測定する
測定装置と、該測定装置によって測定された測定値から
上記スクリードでこれから敷き均されるアスファルト合
材の予想舗装厚を割り出す演算装置が設けられた敷均し
機械において、スクリード前方の目標地点における既舗
装面の最新の数点から算出された予想舗装厚と、該目標
地点の高低差と、該目標地点とスクリード間の地点の高
低差から割り出された目標舗装厚を表示装置に表示し、
予想舗装厚と目標舗装厚との差がなくなるように運転す
る構成とされているので、表示装置に表示された予想舗
装厚と目標舗装厚の関係から舗装の傾向を知り、目標舗
装厚と予想舗装厚との間に差があるときは、機を逸する
ことなく修正を行って精度の高い舗装を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するアスファルトフィニッシャの
一例を示す側面図である。
【図2】演算装置のブロック図である。
【図3】測定装置とスクリードとの関係を示す説明図で
ある。
【図4】路盤の高低差および舗装厚を求めるための説明
図である。
【図5】実施例に即した路盤の高低差および舗装厚を求
めるための説明図である。
【図6】予想舗装厚の演算説明図である。
【図7】表示装置の表示画面の一例を示す正面図であ
る。
【符号の説明】
1 走行車両 5 スクリード 11 測定装置 13 第1の高さセンサ 14 第2の高さセンさ 20 表示装置 21 運転席 30 演算装置 t0 目標舗装厚
フロントページの続き (72)発明者 小川 哲夫 群馬県群馬郡群馬町棟高730番地 株式 会社新潟鉄工所 高崎工場内 (72)発明者 石井 明夫 群馬県群馬郡群馬町棟高730番地 株式 会社新潟鉄工所 高崎工場内 (56)参考文献 実開 昭63−121606(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E01C 19/48

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行車両に、アスファルト合材を敷き均
    すスクリードと、舗装方向に所定の間隔で並ぶ二つ以上
    の測定地点の高さを高さセンサによって測定する測定装
    置と、該測定装置によって測定された測定値から上記ス
    クリードでこれから敷き均されるアスファルト合材の予
    想舗装厚を割り出す演算装置が設けられた敷均し機械に
    おいて、スクリード前方の目標地点における既舗装面の最新の数
    点から算出された予想舗装厚と、該目標地点の高低差
    と、該目標地点とスクリード間の地点の高低差から割り
    出された目標舗装厚を表示装置に表示し、予想舗装厚と
    目標舗装厚との差がなく なるように運転することを特徴
    とする敷均し機械の運転方法。
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